专题二、电功电功率、串并联电路、闭合电路欧姆定律(学生版).doc

专题二、电功电功率、串并联电路、闭合电路欧姆定律
一、本章高考考点及其要求（Ⅰ为识记，Ⅱ为理解应用）
（一）考点说明
1． 电动势Ⅰ
（1）电动势定义：
（2）理解：是由 所决定的，跟 情况无关。注意区别电动势和电压的概念。电动势是描述其他形式的能转化成电能的物理量，是反映非静电力做功的特性。电压是描述电能转化为其他形式的能的物理量，是反映电场力做功的特性。
2．电功 电功率 焦耳定律Ⅰ
（1）电功和电功率：电流做功的实质是 对 做功，
（2）电热和焦耳定律： 叫电热。这是普遍适用的电热的计算公式。
（3）电热和电功的区别：
a：纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、白炽灯等。
电功等于电热。
b：非纯电阻用电器：电流通过用电器以转化为热能以外的形式的能为目的，发热是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电等。电功大于电热。
3． 闭合电路欧姆定律Ⅱ
（1）意义：描述了包括电源在内的全电路中，电流强度与电动势及电路总电阻之间的关系。
（2）公式： ；或： 、 、
4．电阻的串联与并联Ⅰ
（1）串联电路及分压作用
（2）并联电路及分流作用
（二）高考预测
本部分内容基本概念多，基本关系复杂，为直流电路的基础，是复习好电学实验的基础，而电学实验每年高考属于必考内容。
二、重难点知识详析
（一）电功：
1、定义：
2、实质：

（2）定义式：
（3）在国际单位制中，电功的单位是 ，简称 ，符号是 。
电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h。
1kW·h表示功率为1 kW的用电器正常工作1h所消耗的电能。
1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J
（二）电功率
1、定义：
2、定义式：P=
3、单位：瓦（W）、千瓦（kW）
4、额定功率：
5、实际功率：
（三）焦耳定律
1、电热：
2、焦耳定律：
4、热功率：
5、电功率与热功率之间的关系
在纯电阻电路（纯电阻元件：电流通过用电器做功以发热产生内能为目的的电学元件中，如电熨斗、电炉子等），电功率和热功率相等。

④在非纯电阻电路（非纯电阻元件：电流通过用电器做功以转化为除内能以外的其它形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的能量损失。电机、电风扇、电解槽等）中，电功率和热功率不相等：由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。
6、实际功率和额定功率
用电器在额定电压下的功率叫做额定功率：
用电器在实际电压下的功率叫做实际功率：
实际功率并不一定等于额定功率．“用电器在额定电压下”是实际功率与额定功率相等的情况．用电器在不使用时，实际功率是0，而额定功率仍然是它的额定值．

（四）串联电路与并联电路
1、串联电路
①电路中各处电流相同．
②串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和。

③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即
④电压分配：
⑤功率分配：
2、并联电路
①并联电路中各支路两端的电压相同．
②并联电路总电路的电流等于各支路的电流之和
③ 并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。
n个相同的电阻R并联=_________；
两个支路时=_____________
三个支路时=_____________
特别注意：
并联电路的总电阻比任一支路电阻小；
在并联电路中 增加支路条数，总电阻变小
增加任一支路电阻，总电阻增大
④电流分配：并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比(并联电阻具有分流作用——改装电流表)

⑤功率分配：并联电路中通过各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比

（五）闭合电路欧姆定律
1、闭合电路欧姆定律
（1）闭合电路欧姆定律
①推导：根据欧姆定律，外电压U外=IR，内电压U内=Ir，代入E=U内+U外可得，E=Ir+IR　整理得：
②闭合电路欧姆定律的内容：
闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。
③数学表达式：

（2）路端电压跟负载的关系：讨论对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，电路中的电流、路端电压的变化。
图象表示：电源的外特性曲线（路端电压Ｕ随电流Ｉ变化的图象）
图象的函数表达：
当外电路断路时：
当外电路短路时：
图线的斜率：
某点纵坐标和横坐标值的乘积：为
该直线上任意一点与原点连线的斜率：
2、闭合电路中的功率：
（1）电源的总功率（闭合电路的总功率）：

（2）电源内部消耗的功率：
（3）电源的输出功率（外电路消耗的电功率）：

（4）输出功率与外电阻的关系

输出功率随外电阻Ｒ变化的图线
o
P出
Pm
r
R

（5）电源的效率：

四、基本题型和基本方法
（一）电功和电功率相关
【例1】有一电源，电动势E=30V，内阻r=1Ω，将它与一盏额定电压UL=6V，额定功率PL=12W的小灯泡及一台内阻r1=2Ω的电动机串联成闭合电路，小灯泡刚好正常发光，问电动机的输出功率是多少？

M
V
U
R
【变式训练1】如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6 Ω， R=10 Ω，U=160 V，电压表的读数为110 V，求
（1）通过电动机的电流是多少？
（2）输入到电动机的电功率是多少？
（3）在电动机中发热的功率是多少？
（4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？

【例2】如图所示，已知电源电动势ε=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L和内阻r′=0.5Ω的小型直流电动机恰能正常工作，求(1)电路中的电流强度？(2)电动机的额定工作电压？(3)电源的总功率？

【变式训练2】电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上，电动机内阻r′=1Ω，电灯灯丝电阻R=10Ω，电源电动势ε=12V，内阻r=1Ω，当电压表读数为10V时，求电动机对外输出的机械功率。

五、随堂检测
1．两个相同的电阻R，当它们串联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I，则电源的内阻为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　
A．4R B．R C. D．无法计算
2.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是(　　)
A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1变亮，V1表的读数变大
图 7-2-13
C．小灯泡L2变亮，V2表的读数变大
D．小灯泡L1变暗，V1表的读数变小
3.如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机线圈电阻R2＝10 Ω.当开关S断开时，电流表的示数为0.5 A；当电键S闭合后，电动机转起来，电路两端电压不变．电流表显示的电流或电路消耗的电功率P应是(　　)
图 7-2-14
A．I＝1.5 A B．I＞1.5 A
C．P＝15 W D．P＜15 W
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