12《电能能量守恒定律》-2025高中物理水平合格考备考知识清单+习题巩固.docxVIP

2025高中物理水平合格考备考知识清单

《第十二章电能能量守恒定律》

【考试要求】

考试要求

1.电路中的能量转化

1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念，知道它们的区别与联系。2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系。

2.闭合电路的欧姆定律

1.理解电动势的概念。2.了解外电路、内电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和。

3.理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式。

3.实验：电池电动势和内阻的测量

掌握伏安法测量电池电动势和内阻的原理，会选用实验器材、正确连接电路并进行实验数据处理。

4.能源与可待续发展

1.掌握能量守恒定律的内容和重要意义。2.了解什么是能源的耗散和品质降低，认识自然界中能量转移或转化的方向性。

3.了解能源的分类与应用。

4.认识当前环境问题，增强环境保护和可持续发展的意识。

【思维导图】

【知识清单】

12.1电路中的能量转化

一.电功和电功率

1.电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。

2.电功

（1）定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。

电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。

（2）公式：W＝UIt。

（3）单位：国际单位是焦耳，符号是J。常用单位：千瓦时（kW·h），也称“度”，1kW·h＝3.6×106J。

3.对电功的理解

（1）从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功。

（2）从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小表示电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少。

（3）电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。

4.电功率

（1）定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。

（2）公式：P＝＝UI。

（3）单位：国际单位是瓦特，符号是W。常用单位：千瓦（kW）

（4）电功率是用来表示电流做功快慢的物理量。电功率越大，表示单位时间内电流做功越多。例如100W表示1s内电流做功100J（也可以理解为1s内用电器消耗100J电能）。

注意：电功率的大小与功的多少无关，与时间的长短也无关，P＝只是定义式，用来计算电功率的大小。

5.串、并联电路中的功率关系

串联电路

并联电路

功率分配

＝

功率关系

P＝P1＋P2＋…＋Pn

P＝P1＋P2＋…＋Pn

6.额定功率和实际功率

（1）用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率。当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额。

（2）用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。

二、焦耳定律

1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。

2.表达式：Q＝I2Rt。

3.热功率

4.纯电阻电路与非纯电阻电路

（1）纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。

（2）非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能。

5.电功、电热电功率、热功率公式的比较

（1）W＝UIt是电功的计算式，P电＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路。

Q＝I2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I通过电阻R时在t时间内产生的热量，P热＝I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路的热功率。

（2）只有在纯电阻电路中才有W＝Q，P电＝P热而在非纯电阻电路中W＞Q，P电＞P热。

（3）在纯电阻电路中，由UIt＝I2Rt得I＝，即欧姆定律成立；在非纯电阻电路中UIt＞I2Rt知U＞IR，即欧姆定律不成立。

三、电路中的能量转化

1.电动机工作时的能量转化

（1）能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。

（2）功率关系：电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。

2.电动机的功率和效率

（1）电动机的输入功率指电动机消耗的总功率：P入＝UI。

（2）电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r。

（3）电动机的输出功率是指电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝IU－I2r。

（4）电动机的效率：η＝＝。

3.电池充电时的能量转化

电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。

实验：描绘小电珠的伏安特性曲线

一、实验目的

1.掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式。

2.掌握伏安特性曲线的描绘方法。

3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么是曲线。

二、实验原理

用电流表测出流过