知識點一　電功和電功率
知識點二　焦耳定律1.焦耳定律.內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的二次方成正比，與導體的電阻及通電時間成正比.2.表達式：Q＝I2Rt.3.熱功率.（1）定義：一段電路因發(fā)熱而消耗的功率.（2）公式：P熱＝I2R，單位：瓦特.（3）物理意義：表示電流發(fā)熱快慢的物理量.
知識點三　閉合電路中的能量1.閉合電路中能量轉(zhuǎn)化關系：EI＝U外I＋U內(nèi)I.2.電源提供的能量一部分消耗在外電路上，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量；另一部分消耗在內(nèi)電路上，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.3.電動勢反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的能力.
1.如圖，在研究電流熱效應的實驗中，為了比較在相同時間、相同電流的情況下發(fā)熱量與電阻的關系，則（　?。〢.實驗時A、B兩條電阻絲的電阻值應相同B.實驗時A、B兩條電阻絲應并聯(lián)C.溫度計示數(shù)升高多的電阻絲產(chǎn)生的熱量多D.最后得出產(chǎn)生的熱量跟電阻成反比
解析：要研究相同時間、相同電流的情況下發(fā)熱量與電阻的關系，應將兩阻值不同的電阻絲串聯(lián)在電路中，故A、B錯誤；煤油升高的溫度與吸收的熱量有關，溫度計示數(shù)升高多的，電阻絲產(chǎn)生的熱量多，故C正確；根據(jù)實驗可得出產(chǎn)生的熱量跟電阻成正比，故D錯誤.
2.（多選）關于電動勢及閉合電路歐姆定律，下列說法正確的是（　　）A.電源電動勢越大，電源所能提供的電能就越多B.電源電動勢等于路端電壓C.外電路的電阻越大，路端電壓就越大D.路端電壓增大時，電源的輸出功率可能減小
探究一　串聯(lián)、并聯(lián)電路中電功率的分析與計算1.串聯(lián)電路.
3.結(jié)論.無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率均等于各負載消耗的功率之和.
【典例1】　現(xiàn)有標有“110 V　40 W”的燈泡L1和標有“110 V　100 W”的燈泡L2及一個最大阻值為500 Ω的滑動變阻器R，將它們接在220 V的電路中，在如圖所示的幾種接法中，最合理的是 （　　）
1.有兩盞電燈L1和L2，用圖中所示的兩種方式連接到電路中，已知電壓U相同，且兩盞電燈均能發(fā)光，比較在甲、乙兩個電路中電燈L1的亮度，則 （　　）A.圖甲電路中燈L1比圖乙電路中燈L1亮B.圖乙電路中燈L1比圖甲電路中燈L1亮C.兩個電路中燈L1一樣亮D.不知它們的額定電壓和額定功率，無法判斷
解析：因為電壓U相同，兩盞電燈串聯(lián)后，L1兩端電壓小于U；兩盞電燈并聯(lián)后，加在電燈兩端的電壓都為U，因此并聯(lián)后的燈泡較亮，選項B正確.
探究二　電功和電熱的比較1.電功與電熱.
2.純電阻電路和非純電阻電路.
3.電功與電熱的比較.
【典例2】　規(guī)格為“220 V　36 W”的排氣扇，線圈電阻為40 Ω.求：（1）接220 V的電源后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機械能的功率和發(fā)熱的功率；（2）如果接上（1）中電源后，扇葉卡住，不能轉(zhuǎn)動，求電動機消耗的功率和發(fā)熱的功率.
電功、電熱的計算方法（1）判斷電路中的用電器是純電阻用電器還是非純電阻用電器.（2）分析各用電器之間的連接方式，對純電阻電路，計算時可以利用串聯(lián)電路的分壓特點或并聯(lián)電路的分流特點.（3）由所求問題選取合適的公式，在非純電阻電路中計算電功只能用W＝UIt，計算電熱只能用Q＝I2Rt.歐姆定律的變形式在純電阻電路中才能通用.（4）對于含電動機的電路，電動機轉(zhuǎn)動時是非純電阻用電器，電動機不轉(zhuǎn)動時是純電阻用電器.
2.（多選）一臺電動機線圈的電阻與一個電爐的電阻相同，都通過相同的電流，在相同時間內(nèi)（　　）A.電爐放熱與電動機放熱相等B.電爐兩端電壓小于電動機兩端電壓C.電爐兩端電壓等于電動機兩端電壓D.電動機消耗的功率大于電爐的功率
解析：電爐屬于純電阻，電動機屬于非純電阻，對于電爐有U＝IR，放熱Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，對于電動機有U＞IR，放熱Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI＞I2R.
3.圖中虛線框內(nèi)是一未知電路，測得它的兩端點a、b之間電阻是R，在a、b之間加上電壓U，測得流過電路的電流為I，則未知電路的電功率一定是（　　）
解析：選項A、B的表達式只適用于純電阻電路，D項表達式表示在非純電阻電路中的輸出功率，虛線框中不知道是哪種元件，功率P＝UI總是適用的，選項C正確.
4.微型吸塵器的直流電動機的內(nèi)阻一定，為1 Ω，當加在它兩端的電壓為2.0 V時，電流為0.8 A，且能正常工作，求：（1）它的額定輸入功率；（2）工作時由導線發(fā)熱損失的功率；（3）它的最大輸出功率.
解析：（1）電動機的額定輸入功率為P額＝UI＝2.0×0.8 W＝1.6 W.（2）電動機的發(fā)熱功率為P熱＝I2R＝（0.8）2×1 W＝0.64 W.（3）根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，電動機的最大輸出功率為P出＝P額－P熱＝（1.6－0.64）W＝0.96 W.
答案：（1）1.6 W?。?）0.64 W?。?）0.96 W
探究三　閉合電路中的功率問題1.電源的功率P：電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率，也稱為電源的總功率.計算式：P＝IE普遍適用.
2.電源內(nèi)阻消耗功率P內(nèi)：電源內(nèi)阻的熱功率，也稱為電源的損耗功率.計算式：P內(nèi)＝I2r.
4.閉合電路上功率的分配關系：P＝P出＋P內(nèi)，即EI＝U外I＋U內(nèi)I，其中EI表示電源提供的電功率，U外I和U內(nèi)I表示電源的外電路和電源的內(nèi)電路上消耗的電功率，電源的內(nèi)電路消耗的功率一般是熱功率.公式EI＝U外I＋U內(nèi)I也是一個能量轉(zhuǎn)化和守恒的體現(xiàn)，它表明電源工作的過程是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，在此過程中，能量的總量是不變的，因此可以用能量守恒定律來進行有關的計算.
（4）當P出＜Pm時，每個輸出功率對應兩個可能的外電阻R1和R2，且R1·R2＝r2；（5）P出與R的關系如圖所示.
【典例3】　如圖所示電路中，電阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，電源電動勢E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω.則：
（1）當電流表示數(shù)為0.4 A時，變阻器R3的阻值多大？（2）R3阻值多大時，它消耗的電功率最大？（3）R3阻值多大時，電源的輸出功率最大？
求功率的方法與技巧在閉合電路中，由于E和r不變，電源的輸出功率P出隨R外的變化而變化，當R外＝r時，輸出功率最大.當電路中有一個電阻變化而其他電阻恒定時，可以把這一個電阻當成外電路，把其他的恒定電阻當作內(nèi)阻的一部分，當R變＝R恒＋r時，P變有最大值.但是如果判斷恒定電阻的功率，由于其自身電阻不變，根據(jù)P＝I2R知，當電路中電流最大時，其功率取最大值.
5.如圖所示，直線a為電源的路端電壓U與I的關系圖像，直線b是電阻R的兩端電壓U與電流I的關系圖像.用該電源與電阻R組成閉合電路，電源的輸出功率和電源的效率分別為（　　）A.4 W，33%　　　B.2 W，33%C.2 W，67% D.4 W，67%
6.在如圖所示的電路中，已知電源電動勢E＝3 V，內(nèi)電阻r＝1 Ω，電阻R1＝2 Ω，滑動變阻器R的阻值可連續(xù)增大，則：
（1）當R為多大時，R消耗的功率最大？最大功率為多少？（2）當R為多大時，R1消耗的功率最大？最大功率為多少？（3）當R為多大時，電源的輸出功率最大？最大為多少？

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第一節(jié) 電路中的能量

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