第2课时串并联电路焦耳定律导学目标1能认清电路结构会进行电流Word格式.docx

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3．几个常用的推论

（1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．

（2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．

（3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和．

即P＝P1＋P2＋…＋Pn.

（4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．

二、电功、电热、电功率

如图2所示在电动机电路中，电流的总功率为多少？

热功率为

多少？

电动机的输出功率P出等于多少？

1．电功

（1）定义：

导体中的恒定电场对自由电荷的__________做的功．

（2）公式：

W＝qU＝________（适用于任何电路）．

（3）电流做功的实质：

________转化成其他形式能的过程．

2．电功率

单位时间内电流做的功，表示电流做功的________．

P＝W/t＝________（适用于任何电路）．

3．焦耳定律

（1）电热：

电流流过一段导体时产生的________．

（2）计算式：

Q＝I2Rt.

4．热功率

单位时间内的发热量．

（2）表达式：

P＝＝________.

：

有电动机的电路一定是非纯电阻电路吗？

在非纯电阻电路中欧姆定律是否成

立？

考点一　电路的串并联

考点解读

1．电路的串并联知识是电学高考试题的载体．

2．解题时要首先分析电路结构，搞清楚各电器元件的串并联关系，再利用串并联特点进行分析与计算．

3．分压原理：

串联电阻两端的电压与电阻成正比．

分流原理：

通过各并联电阻的电流与电阻成反比．

典例剖析

例1　一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图象如图3甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为（　　）

图3

A．P1＝4P2B．PD<

P2

C．P1<

4P2D．PD>

特别提醒　电路问题常见的错误

（1）不清楚电路各元件的连接情况，画不好等效电路图．

（2）不清楚串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用．

（3）找不准串、并联电路中的功率分配关系．

跟踪训练1　如图4所示，AB两端接直流稳压电源，UAB＝100V，R0＝40Ω，滑动变阻器总电阻R＝20Ω，当滑动片处于滑动变阻器中点时，CD两端电压UCD为________V，通过电阻R0的电流为________A.

图4

考点二　对电路中电功、电热、电功率的考查

从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W≥Q、UIt≥I2Rt.

（1）纯电阻电路：

如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化成内能，此时有W＝Q.计算时可任选一公式：

W＝Q＝Pt＝I2Rt＝UIt＝t.

（2）非纯电阻电路：

如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W≥Q.电功只能用公式W＝UIt来计算，焦耳热只能用公式Q＝I2Rt来进行计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用．

图5

例2　如图5所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈电

阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列

判断正确的是（　　）

A．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等

B．电炉两端电压小于电动机两端电压

C．电炉两端电压等于电动机两端电压

D．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率

思维突破

1．P＝UI，W＝UIt，Q＝I2Rt，在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中W＝Q，UIt＝I2Rt，在非纯电阻电路中，W>

Q，UIt>

I2Rt.

2．在非纯电阻电路中，欧姆定律R＝不成立．

3．处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．

图6

跟踪训练2　如图6所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标

有“6V、12W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50Ω.若灯泡恰

能正常发光，以下说法中正确的是（　　）

A．电动机的输入功率为12W

B．电动机的输出功率为12W

C．电动机的热功率为2.0W

D．整个电路消耗的电功率为22W

　　　　　　　　　10.将非纯电阻电路与纯电阻电

路的计算相混淆

例3

图7

电阻R和电动机M串联接到电路中，如图7所示，已知电阻

R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，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，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做

功为W2，产生热量为Q2，则有（　　）

A．U1<

U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2

C．W1＝W2，Q1>

Q2D．W1<

W2，Q1<

Q2

误区警示　错解1：

不清楚在非纯电阻电路中公式U＝IR不再成立，错选B项．

错解2：

由W＝IUt判断出W1＝W2，考虑到电动机有机械能输出，由能量守恒判断得Q1>

Q2，误认为C正确．

错解3：

正确判断出U1<

U2后，由W＝IUt得W1<

W2，由Q＝IUt得Q1<

Q2，错选D项．

正确解析　电动机是非纯电阻，其两端电压U2>

IR＝U1，B错；

电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1<

W2，C错；

产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对，D错．

答案　A

正本清源　W＝IUt，Q＝I2Rt在任何电路中都成立，因此计算时一定要先判断电路性质，看是否为纯电阻电路，然后选用合适的规律进行判断或计算.能量转化与守恒定律是自然界中普遍适用的规律，我们在分析非纯电阻电路时还要注意从能量转化与能量守恒方面看电路各个部分的作用.

图8

跟踪训练3　如图8所示，电源电动势为30V，内阻不计，一个“6

V,12W”的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机M串联接入电

路．已知电路中电灯正常发光，则下列说法正确的是（　　）

A．电动机输出的机械功率为40W

B．电动机的总功率为288W

C．电动机输出的机械功率为48W

D．电动机的发热功率为288W

A组　电路的串并联

1．如图9所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗

的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是（　　）

图9

A．1∶1∶1B．4∶1∶1

C．1∶4∶4D．1∶2∶2

图10

2．在如图10所示电路中，E为电源，其电动势E＝9V，内阻可忽

略不计；

AB为滑动变阻器，其电阻R＝30Ω；

L为一小灯泡，

其额定电压U＝6V，额定功率P＝1.8W；

S为开关，开始时滑

动变阻器的触头位于B端．现在接通开关S，然后将触头缓慢地

向A端滑动，当到达某一位置C时，小灯泡刚好正常发光，则CB

之间的电阻应为（　　）

A．10ΩB．20Ω

C．15ΩD．5Ω

B组　电功、电热、电功率的考查

3.如图11所示，用输出电压为1.4V，输出电流为100mA的充电

器对内阻为2Ω的镍－氢电池充电．下列说法正确的是（　　）

图11

A．电能转化为化学能的功率为0.12W

B．充电器输出的电功率为0.14W

C．充电时，电池消耗的热功率为0.02W

D．充电器把0.14W的功率储蓄在电池内

图12

4．汽车电动机启动时车灯会变暗，如图12所示，在打开车灯的情

况下，电动机未开启时电流表的示数为10A，电动机启动时，

电流表读数为58A，若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，

电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了（　　）

A．35.8WB．43.2W

C．48.2WD．76.8W

课时规范训练

（限时：

30分钟）

1．一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为（　　）

额定容量

54L

最高水温

75°

C

额定功率

1500W

额定压力

0.7MPa

额定电压

220V

电器类别

Ⅰ类

A.6.8AB．0.15AC．4.4AD．0.23A

2．家用电器即使没有使用，只要插头插在电源上处于待机状态，就会消耗电能．根据下表提供的数据，估算这些电器待机1天耗电约为（　　）

家用电器

1台台式

电脑

1台平板

电视机

1台空调

1台洗

衣机

待机功率（瓦）

4

1

2

A.0.3度B．0.6度C．0.9度D．1.2度

3．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则（　　）

自重

40kg

48V

载重

75kg

额定电流

12A

最大行驶速度

20km/h

额定输出功率

350W

A.电动机的输入功率为576W

B．电动机的内电阻为4Ω

C．该车获得的牵引力为104N

D．该车受到的阻力为63N

4．如图1所示，电源电压恒定，当滑动变阻器触头自左向右滑行

时，灯泡L1、L2的亮度变化情况是（　　）

A．L1变亮，L2变暗

B．L1变暗，L2变亮

C．L1、L2均变暗

D．L1、L2均变亮

图2

5．如图2所示，A为一稳压管，它的作用是保证DE两端的电压

UDE

恒定不变，当流过稳压管的电流在5mA和40mA之间时，UDE

就稳定在10V，R2为一可变电阻，它的最小值为500Ω，最大

值为无穷大（即断路）．设电源电压U＝20V，则当R2变化时，

为使UDE稳定在10V，R1可取下列几个电阻值中的（　　）

A．100ΩB．200ΩC．300ΩD．4000Ω

6．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器

等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡

还和一只开关并联，然后再接到市电上（如图3所示），下列

说法正确的是（　　）

A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大

B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小

C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较