【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＝。

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＝。

② 计算式：U＝IR。

(3)电阻

① 定义式：R＝。

② 决定式：R＝ρ。

(4)电动势：E＝。

2．基本规律

(1)电阻定律：R＝ρ。

(2)欧姆定律

① 部分电路欧姆定律：I＝。

② 闭合电路欧姆定律：I＝。

(3)电功和电热

① 电功：W＝qU＝UIt。

② 电热(焦耳定律)：Q＝I 2

Rt 。

(4)电功率

① 纯电阻：P＝UI＝I 2

R ＝。

② 电源

A．总功率：P总＝EI。

B．发热功率：P总＝I 2

r 。

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＝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＝＝ 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′＝＝ 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＝＝ 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＝Ir′＝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，额定功率为 16 W 的灯泡与一只线圈电阻为 0.5 Ω 的直流电动机并联后和电源

相连，灯泡刚好正常发光，通电 100 min，问：

(1)电源提供的能量是多少？

(2)电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？

(3)灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？

[解析]　(1)灯泡两端电压等于电源两端电压，

U＝E－Ir

得总电流 I＝＝8 A

电源提供的能量

E电＝IEt＝8×12×100×60 J＝5.76×105 J。

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