第十二章 电能 能量守恒定律【速记清单】（解析版） -2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019必修第三册）.docx

第十二章电能能量守恒定律

01思维导图

01思维导图

02

02考点速记

【考点1电功、电热、电功率和热功率】

1.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系

意义

公式

联系

电功

电流在一段电路中所做的功

W＝UIt

对纯电阻电路，电功等于电热，W＝Q＝UIt＝I2Rt；对非纯电阻电路，电功大于电热，WQ

电热

电流通过导体产生的热量

Q＝I2Rt

电功率

单位时间内电流所做的功

P电＝UI

对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电＝P热＝UI＝I2R；对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电P热

热功率

单位时间内导体产生的热量

P热＝I2R

2.常见的纯电阻用电器：电阻、电炉子、白炽灯等；常见的非纯电阻用电器：电风扇、电动机、电解槽等。

特别说明：电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件。

【考点2电路的动态分析】

1．判定总电阻变化情况的规律

(1)不论是串联、并联还是混联，当电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。

(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。

(3)在如图甲所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。

(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，若R0≥R，则当两个并联支路的电阻值相等时，a、b两端的总电阻最大；若R0R，则两支路电阻值越接近，a、b间的总电阻越大。即“阻差小，总阻大；阻差大，总阻小”。

2．电路动态分析的方法

(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。

①分析步骤(如图)

②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系。

(2)“串反并同”结论法

①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。

②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。

即：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(U串↓,I串↓,P串↓))←R↑→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U并↑,I并↑,P并↑))

(3)极限法

对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况，此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化，滑片移动过程中是否有极值情况出现。

(4)特殊值法

对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。

【素养能力提升】

复杂电路的等效电路的画法

1．化简原则

(1)理想导线可为任意长短。

(2)无电流支路可去掉。

(3)等电势点可合并。

(4)理想电压表可看成断路；理想电流表可看成短路；电流稳定后，电容器可看成断路。

2．化简方法

(1)电流分支法

①将各节点用字母标上。

②判定各支路元件中的电流方向。

③按电流流向，将各元件、节点、分支逐一画出。

④将画出的等效电路图加工整理。

(2)等势点排列法

①将各节点用字母标上。

②判定各节点电势的高低。

③将各节点按电势高低依次排列，再将各节点之间的支路画出。

④将画出的等效电路图加工整理。

【考点3闭合电路的功率和电源的效率】

1.电源的总功率

P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内。

若外电路是纯电阻电路，则有P总＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r)。

2．电源内部消耗的功率

P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。

3．电源的输出功率

(1)对任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。

(2)对纯电阻电路：

P出＝I2R＝eq\f(E2R,（R＋r）2)＝eq\f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)。

由上式可以看出：

①当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝eq\f(E2,4r)。

②当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小。

③当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大。

④当P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2。

⑤P出与R的关系如图所示。

4．电源的效率

(1)任意电路

η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(U,E)×100%。

(2)纯电阻电路

η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%。

因此R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。

【素养能力升华】

闭合电路中功率的极值问题

(1)定值电阻的功率：P定＝I2R

R为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，I最小，P定最小，当R外最小时，I最大，P定最大。

(2)电源的输出功率：