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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、电压、电功、电功率在串、并联电路中的分配计算.2.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率.3.会进行电表改装的分析与计算．第2课时本讲栏目开关基础再现·深度思考一、串、并联电路的特点[基础导引]图1中的总电阻分别为多大？如果两图中任一个电阻的阻值变大，那么各自的总电阻如何变化？图1答案并联后：R总＝Rn，串联后:R总＝nR.无论串联、并联，电路中任一个电阻的阻值变大，总电阻也随之变大．第2课时基础再现·深度思考本讲栏目开关[知识梳理]1．电阻的串联电流：I＝.电压：U＝.电阻：R＝.电压分配：U1U2＝，UnU＝.功率分配：P1P2＝，PnP＝.I1＝I2＝...＝InU1＋U2＋…＋UnR1＋R2＋…＋Rn第2课时基础再现·深度思考本讲栏目开关R1R2RnRRnRR1R22．电阻的并联电流：I＝.电压：U＝.电阻：1R＝.电流分配：I1I2＝，I1I＝.功率分配：P1P2＝，P1P＝.I1＋I2＋…＋InU1＝U2＝…＝Un第2课时基础再现·深度思考本讲栏目开关1R1＋1R2＋…＋1RnR2R1RR1R2R1RR13．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．第2课时基础再现·深度思考本讲栏目开关二、电功、电热、电功率[基础导引]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？图2答案UII2rUI－I2r第2课时基础再现·深度思考本讲栏目开关[知识梳理]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(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的.(2)公式：P＝W/t＝(适用于任何电路)．静电力IUt快慢IU第2课时基础再现·深度思考本讲栏目开关电能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(1)定义：单位时间内的发热量．(2)表达式：P＝Qt＝.热量I2R答案当电动机不转动时，视为纯电阻电路．在非纯电阻电路中，欧姆定律是不成立的．思考：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？第2课时基础再现·深度思考本讲栏目开关课堂探究·突破考点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．第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关典例剖析例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第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关A．P1＝4P2B．PD=P2C．P14P2D．PDP2解析当三个电阻并联接到电压为U的电源上时，消耗的功率都是P，说明此时三个电阻的阻值相等，因此两个定值电阻R1＝R2，有P＝U2R1.若将它们连接成如题图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，则R2与D并联的阻值小于电阻R1，所以R1两端电压U112U，D与R2两端电压U212U，由D的I－U图象可知，电压越小，D的电阻越大，所以此时RDR2.设题图丙中总电流为I，则流过R2的电流I212I，由P＝I2R得P14P2，选项A错误，选项C正确．由P＝U2R得：PDP2，B、D错误．第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关答案C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．第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关跟踪训练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第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关解析当滑动片处于滑动变阻器中点时，R的上半部分与R0串联的电阻R串＝50Ω，且R串两端电压等于电源电压100V，由串联电路电压分配规律，可知CD两端电压是UCD＝45×100V＝80V，通过R0的电流I＝UCDR0＝2A.答案802第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关考点二对电路中电功、电热、电功率的考查考点解读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＝U2Rt.(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．第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关典例剖析例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．电炉放出的热量大于电动机放出的热量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图5第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关解析电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两端电压，又Q＝I2Rt，故B正确，A、C、D错误．答案B第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关思维突破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，WQ，UItI2Rt.2．在非纯电阻电路中，欧姆定律R＝UI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．第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关跟踪训练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12WB．电动机的输出功率为12WC．电动机的热功率为12WD．整个电路消耗的电功率为22W图6第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关解析电动机为非纯电阻电路，欧姆定律对电动机不再适用，灯泡L正常发光，则IL＝P灯U灯＝2A，所以电路中的电流I＝2A，故整个电路消耗的总功率P总＝UI＝24W，D错；电动机的输入功率等于P总－P灯＝12W，A对，B错；电动机的热功率P总＝I2RM＝2.0W，C错．答案A第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关易错易混辨析10.将非纯电阻电路与纯电阻电路的计算相混淆例3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．U1U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1Q2D．W1W2，Q1Q2图7第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关误区警示错解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Q1Q2，误认为C正确．错解3：正确判断出U1U2后，由W＝IUt得W1W2，由Q＝IUt得Q1Q2，错选D项．正确解析电动机是非纯电阻，其两端电压U2IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1W2，C错；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对，D错．答案A第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关正本清源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.第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关跟踪训练3如图8所示，电源电动势为30V，内阻不计，一个“6V,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40WB．电动机的总功率为288WC．电动机输出的机械功率为48WD．电动机的发热功率为288W图8第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关解析电灯正常发光时通过的电流I＝PU＝2A，因此电动机的总功率P总＝I(E－U)＝2×24W＝48W，由能量守恒得电动机输出的机械功率P出＝P总－I2R＝48W－22×2W＝40W，A对，B、C错；电动机的发热功率P热＝I2R＝22×2W＝8W，D错．答案A第2课时课堂探究·突破考点本讲栏目开关