【精准解析】高中物理人教版选修3-1教师用书：第2章章末综合提升含解析

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(教师用书独具)
[体系构建]
[核心速填]
1．基本概念
(1)电流
①定义式：I＝
q
t
。
②微观表达式：I＝nS
v
e。
③方向：与正电荷定向移动方向相同。
(2)电压
①定义式：U＝
W
q
。
②计算式：U＝IR。
(3)电阻
①定义式：R＝
U
I
。
②决定式：R＝ρ
l
S
。
(4)电动势：E＝
W
q
。
2．基本规律
(1)电阻定律：R＝ρ
l
S
。
(2)欧姆定律
①部分电路欧姆定律：I＝
U
R
。
②闭合电路欧姆定律：I＝
E
R
r
。
(3)电功和电热
①电功：W＝qU＝UIt。
②电热(焦耳定律)：Q＝I2Rt。
(4)电功率
①纯电阻：P＝UI＝I2R＝
U
2
R
。
②电源
A．总功率：P总＝EI。
B．发热功率：P总＝I2r。
C．输出功率：P出＝UI。
D．关系：P总＝P出＋P热。
纯电阻电路和非纯电阻电路
1.对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转
化为内能，W＝Q＝UIt＝
U
2
R
t＝Pt。
2．对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热。在
这种情况下，不能用 I2Rt 或
U
2
R
t来计算电功，电功用 W＝UIt 来计算，电热用 Q＝
I2Rt 计算。
【例 1】　如图所示，电解槽 A和电炉 B并联后接到电源上，电源内阻 r＝1 Ω，
电炉电阻 R＝19 Ω，电解槽电阻 r′＝0.5 Ω。当 S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率
为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为 475 W(电炉电阻可看作不变)。试求：
(1)电源的电动势；
(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；
(3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。
[解析]　(1)设S1闭合、S2断开时电炉功率为 P1，
电炉中电流 I＝
P
1
R
＝
6
8
4
1
9
A＝6 A
电源电动势 E＝I(R＋r)＝120 V。
(2)设S1、S2都闭合时电炉功率为 P2，电炉中电流为
I′＝
P
2
R
＝
4
7
5
1
9
A＝5 A
电源路端电压为 U＝I′R＝5×19 V＝95 V，
流经电源的电流为 I1＝
E
U
r
＝
1
2
0
9
5
1
A＝25 A
流过电解槽的电流为 IA＝I1－I′＝20 A。
(3)电解槽消耗的电功率
PA＝IAU＝20×95 W＝1 900 W
电解槽内热损耗功率
P热＝I
2
A
r′＝202×0.5 W＝200 W
电解槽中电能转化成化学能的功率为
P化＝PA－P热＝1 700 W。
[答案]　(1)120 V　(2)20 A　(3)1 700 W
[一语通关]　
(1)电炉为纯电阻用电器，其消耗的电能全部转化为电热。
(2)电解槽为非纯电阻用电器，其消耗的电能转化为电热和化学能两部分。
[
]
1.如图所示，电源电动势 E＝12 V，内电阻 r＝0.5 Ω。将一盏额定电压为 8 V，
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