【核心素养】人教版高中必修三+第十二章《章末综合与测试》课件PPT+单元测试卷

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第十二章 电能　能量守恒定律　总结与复习 人教版 高中物理必修三1 知识网络2 专题归纳3 素养提升4 易错题归纳目录CONTENTS知识网络专题归纳1 电路的动态变化分析电路动态分析的步骤：(1)确定电路的外电阻如何变化．(2)根据闭合电路欧姆定律，确定电路的总电流如何变化．(3)由U内＝Ir确定内电压的变化，从而判定外电压如何变化．(4)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压、功率如何变化．(5)由定值电阻的情况确定支路两端电压、各支路的电流、功率如何变化．例1　在如图所示电路中，当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时，下列说法正确的是(　　)A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小解析：当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时，总电阻变小，总电流变大，R2上的电流减小，所以电流表示数变大，电源输出电流增大，内电压Ir变大，所以电压表示数变小，故B正确，A、C、D错误．答案：B规律方法　电路动态分析的三种常用方法(1)程序法(2)极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论．专题归纳2 含电容电路的计算含电容电路的计算方法1．分析含电容器的电路时应注意电容器两极板分别与电路中哪两点等势，从而可确定电容器两极电势差和电荷量的正负．2．当电路发生变化时，注意分析电容器两极板电势的变化，计算电容器电荷量变化量时，要注意极板电荷电性的变化．若某一极板原来带正电Q1，后来变为带正电Q2，则电荷量变化量大小ΔQ＝|Q1－Q2|；若该极板由原来带正电Q1变为后来带负电－Q2，则ΔQ＝Q1＋Q2．例2　如图所示，已知路端电压U＝18 V，电容器C1＝6 μF、C2＝3 μF，电阻R1＝6 Ω、R2＝3 Ω．当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB等于多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？解析：在电路中电容器C1、C2相当于断路．当S断开时，电路中无电流，B、C等势，A、D等势，因此UAB＝UAC＝UCD＝18 V．当S闭合时，R1和R2串联，C1两端的电压等于R1两端电压，C2两端的电压为R2两端电压，C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手．当S断开时，UAB＝UAC＝UDB＝18 V，电容器C1带的电荷量为Q1＝C1UAC＝6×10－6×18 C＝1.08×10－4 C．此时电容器C1带的电荷量为Q′＝C1U′AC＝6×10－6×12 C＝7.2×10－5 C电容器C1带的电荷量的变化量为ΔQ＝Q′－Q1＝－3.6×10－5 C负号表示减少，即C1带的电荷量减少了3.6×10－5 C．答案：18 V　电荷量减少了3.6×10－5 C规律方法　电路稳定时电容器的处理方法电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压．专题归纳3 闭合电路的功率的计算与分析专题归纳3 闭合电路的功率的计算与分析例3　在如图所示的电路中，已知电源电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，滑动变阻器R的阻值可连续增大(R最大阻值为10 Ω)，问：(1)当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？(2)当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？(3)当R多大时，电源的输出功率最大？最大功率为多少？特别提醒：在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%．当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义．专题归纳4 纯电阻电路与非纯电阻电路1．两种电路的对比专题归纳4 纯电阻电路与非纯电阻电路1．两种电路的对比专题归纳4 纯电阻电路与非纯电阻电路2．非纯电阻电路的分析思路处理非纯电阻电路问题时，要善于从能量转化的角度出发，围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”分析、求解．例4　一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，求：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？答案：(1)0.3 A　(2)64.2 W　1.8 W　97.3%(3)11 A　2 420 W　2 420 W(3)纯电阻电路与非纯电阻电路的比较．素养提升【答案】D1．[科学思维]在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是(　　)A．电压表示数变小B．电流表示数变小C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低素养提升【解析】在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大．电阻R2两端的电压U2＝E－I(R1＋r)，I增大，则U2变小，电容器两板间电压变小，其带电荷量减小．根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a点的电势大于零．a点的电势等于R2两端的电压，U2变小，则a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流IA＝I－I2，I增大，I2减小，则IA增大，即电流表示数变大，A、B、C错误，D正确．素养提升【答案】B2．[模型建构、科学推理]如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R′0＝1 Ω．当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路的输出功率最大；调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2 W)，则R1和R2连入电路中的阻值分别为(　　)A．2 Ω，2 Ω　 B．2 Ω，1.5 ΩC．1.5 Ω，1.5 Ω　 D．1.5 Ω，2 Ω素养提升素养提升【答案】B3．[科学推理]如图所示电路中，电源电动势、内阻一定，R1、R2为定值电阻，当滑动变阻器R3的滑片P向上端a滑动时，电流表A1、A2及电压表V的示数的变化情况是(　　)A．A1示数增大，A2示数减小，V示数减小B．A1示数减小，A2示数增大，V示数减小C．A1示数增大，A2示数增大，V示数增大D．A1示数减小，A2示数减小，V示数增大素养提升素养提升【答案】A4．[科学推理]如图所示，电源电动势E＝8 V，内电阻为r＝0.5 Ω，“3 V　3 W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0＝1.5 Ω，下列说法正确的是(　　)A．通过电动机的电流为1.6 AB．电动机的效率是62.5%C．电动机的输入功率为1.5 WD．电动机的输出功率为3 W素养提升素养提升5．[模型建构、科学推理]如图所示，R1＝R3＝4 Ω，R2＝8 Ω，当滑动变阻器R3的滑片滑到A端时，电压表示数为15 V；当滑片滑到B端时，电流表示数为4 A．试求电源的电动势和内电阻．【答案】20 V　1 Ω素养提升素养提升6．[模型建构、科学推理]某品牌小汽车电动机和车灯的实际电路可以简化为如图所示的电路，电源电动势E＝12.5 V，内阻r＝0.05 Ω，电动机的线圈电阻r′＝0.02 Ω，只闭合S1时，电流表示数I1＝10 A，再闭合S2，电动机正常工作，电流表示数I2＝58 A(电流表内阻不计)，不考虑灯丝电阻的变化．求：(1)在只闭合S1时，车灯两端电压UL和车灯的功率PL；(2)再闭合S2后，车灯两端的电压U′L和电动机输出功率P出．【答案】(1)12 V　120 W　(2)9.6 V　430 W素养提升易错题归纳：混淆非纯电阻电路与纯电阻电路丢分题1　电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过R做功为W1，产生的热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生的热量为Q2，则有(　　)A．U1Q2D．W1Q2，实际上电动机和电阻两端的电压并不相等，欧姆定律不适用．D项，正确判断出U1IR＝U1，B错误；电流做的功W1＝U1It，W2＝U2It，故W1