臨場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)提分技巧功和能第三講厲兵秣馬巧應(yīng)戰(zhàn)——場(chǎng)和路中的功能關(guān)系課件--名師微課堂（自制）

1、表現(xiàn)形式表現(xiàn)形式數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式動(dòng)能定理動(dòng)能定理 W合合=W1+W2+ = EK功能原理功能原理 WF = EK +EP = E機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律E = 0 EK +EP = 0熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律E = Q+W電功電功 W = qU = UIt焦耳定律焦耳定律 Q = I2Rt閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律EIt =I2（R+r）t=qU+ I2 rt 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 E電電 =W克安克安愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 EKm = h- W玻爾假設(shè)玻爾假設(shè) h= E2 - E1質(zhì)能方程質(zhì)能方程 E = m c2 E = m c2變壓器變

2、壓器 P 出出= P入入1靜電力做功與靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)路徑無(wú)關(guān)若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則WFlcos Eqlcos ；若是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，則一般利用；若是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，則一般利用WqU來(lái)求來(lái)求2磁場(chǎng)力又可分為洛倫茲力和安培力磁場(chǎng)力又可分為洛倫茲力和安培力洛倫茲力洛倫茲力在任何情況下對(duì)運(yùn)在任何情況下對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷都動(dòng)的電荷都不做功不做功；安培力安培力可以做正功、負(fù)功，還可以不做功可以做正功、負(fù)功，還可以不做功3電流做功的實(shí)質(zhì)是電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)對(duì)移動(dòng)電荷做功電場(chǎng)對(duì)移動(dòng)電荷做功即即WUItUq. 場(chǎng)中場(chǎng)中能能2電源的功率和效率電源的功率和效率 （1）電源的幾個(gè)功率電源的幾個(gè)功率 電源的

3、總功率：電源的總功率：P總總EI；電源內(nèi)部消耗的功率：電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)內(nèi)I2r；電源的輸出功電源的輸出功率：率：P出出UIP總總P內(nèi)內(nèi) （2）電源的效率電源的效率 P出出P總總100%UE100% 路中路中能能電電 源源（其他形式能轉(zhuǎn)（其他形式能轉(zhuǎn)化為電能）化為電能）內(nèi)電路內(nèi)電路（電能（電能內(nèi)能）內(nèi)能）燈燈（電能（電能內(nèi)能）內(nèi)能）電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)（電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械（電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能）能和內(nèi)能）電源內(nèi)阻熱耗功率電源內(nèi)阻熱耗功率2= =r rPI rPI r源源= =PIEPIE電源的電源的總功率總功率RIPR2燈泡的熱功率燈泡的熱功率電機(jī)輸入功率電機(jī)輸入功率= =M MP PI I U

4、U源源外外內(nèi)內(nèi)=+=+PPPPPP2=+=+IEIUI rIEIUI r熱熱機(jī)機(jī)= =+ +M MP PP PP P2機(jī)機(jī)= =+ +U UI IP PI Ir rOPII0I0/2P內(nèi)內(nèi)P總總P出出明確明確I=0、I=I0/2、I=I0三三個(gè)電路工作狀態(tài)，以及個(gè)電路工作狀態(tài)，以及閉合電路三個(gè)功率之間閉合電路三個(gè)功率之間的關(guān)系的關(guān)系.2出出=-=-PIEI rPIEI r外電路外電路（電能（電能其它形式的能）其它形式的能）出出= =P PI IU U電源輸出功率電源輸出功率 路中路中能能2功能關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用的題目，一般過(guò)程復(fù)雜且涉及多種性質(zhì)不同功能關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用的題目，一般過(guò)程復(fù)雜且涉及多

5、種性質(zhì)不同的力，因此，通過(guò)審題，抓住的力，因此，通過(guò)審題，抓住受力分析受力分析和和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析是關(guān)鍵，然后根據(jù)不是關(guān)鍵，然后根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各力做功的特點(diǎn)各力做功的特點(diǎn)來(lái)選擇相應(yīng)規(guī)律求解來(lái)選擇相應(yīng)規(guī)律求解3動(dòng)能定理和能量守恒定律動(dòng)能定理和能量守恒定律在處理電學(xué)中能量問(wèn)題時(shí)仍然在處理電學(xué)中能量問(wèn)題時(shí)仍然是首選的方是首選的方法法. 電場(chǎng)中的功能關(guān)系電場(chǎng)中的功能關(guān)系1 程序法：基本思路是程序法：基本思路是“部分部分整體整體部分部分”即從阻值的變化入即從阻值的變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判定手，由串、并聯(lián)規(guī)律判定R總總的變化情況，再由歐姆定律判斷的變化情況，再由歐姆定律判斷I

6、總總和和U端端的變的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判斷各化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判斷各部分的變化情況部分的變化情況直流電路動(dòng)態(tài)分析方法直流電路動(dòng)態(tài)分析方法例例1如圖如圖所示，一絕緣輕彈簧的下端固定在斜面底端，上端連接一帶正電所示，一絕緣輕彈簧的下端固定在斜面底端，上端連接一帶正電的光滑滑塊的光滑滑塊P，滑塊所處空間存在著沿斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，傾角為，滑塊所處空間存在著沿斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，傾角為的光滑絕緣的光滑絕緣斜面固定在水平地面上，開(kāi)始時(shí)彈簧是原長(zhǎng)狀態(tài)，物體恰好處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)給斜面固定在水平地面上，開(kāi)始時(shí)彈簧是原長(zhǎng)狀態(tài)，物體恰好

7、處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)給滑塊一沿斜面向下的初速度滑塊一沿斜面向下的初速度v，滑塊到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的壓縮量為，滑塊到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的壓縮量為x，若彈簧始終，若彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，以下說(shuō)法正確的是處在彈性限度內(nèi)，以下說(shuō)法正確的是（）A滑塊電勢(shì)能的增加量等于滑塊重力勢(shì)能的減少量滑塊電勢(shì)能的增加量等于滑塊重力勢(shì)能的減少量B滑塊到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中，克服彈簧彈力做功滑塊到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中，克服彈簧彈力做功 - mv2C滑塊動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和滑塊動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和D當(dāng)滑塊的加速度最大時(shí)，滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能最大當(dāng)滑塊的加速度最大時(shí)，滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能最

8、大審題突破：審題突破：彈簧原長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)，物體恰好處于平衡狀態(tài)，說(shuō)明電場(chǎng)力和重力什么關(guān)彈簧原長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)，物體恰好處于平衡狀態(tài)，說(shuō)明電場(chǎng)力和重力什么關(guān)系？滑塊向下到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中，都有哪些力做功？何時(shí)加速度最大？系？滑塊向下到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中，都有哪些力做功？何時(shí)加速度最大？ 典題分析典題分析12在解決電學(xué)中功能關(guān)系問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)在解決電學(xué)中功能關(guān)系問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)（1）洛倫茲力在任何情況下都不做功；洛倫茲力在任何情況下都不做功；（2）電場(chǎng)力做功與路電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化；徑無(wú)關(guān)，電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化；（3）力學(xué)中力學(xué)中借題發(fā)揮借題發(fā)揮例例2（2014

9、年新課標(biāo)卷年新課標(biāo)卷25 題）題）如圖所示，如圖所示，O，A，B為同一豎直平面內(nèi)的為同一豎直平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)，OB沿豎直方向，沿豎直方向，BOA60，OB OA，將一質(zhì)量為，將一質(zhì)量為m的小球以一的小球以一定的初動(dòng)能自定的初動(dòng)能自O(shè)點(diǎn)水平向右拋出，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好通過(guò)點(diǎn)水平向右拋出，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好通過(guò)A點(diǎn)點(diǎn)使此小球帶使此小球帶電，電荷量為電，電荷量為q(q0)，同時(shí)加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與，同時(shí)加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與OAB所在平面平行現(xiàn)所在平面平行現(xiàn)從從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿某一方向拋出此帶電小球，該小球通過(guò)了點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿某一方向拋出此帶電小球，該小球通過(guò)了A點(diǎn)，到達(dá)點(diǎn)，

10、到達(dá)A點(diǎn)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是初動(dòng)能的時(shí)的動(dòng)能是初動(dòng)能的3倍；若該小球從倍；若該小球從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿另一方向拋出，恰好通過(guò)沿另一方向拋出，恰好通過(guò)B點(diǎn)，且到達(dá)點(diǎn)，且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的初動(dòng)能的6倍，重力加速度大小為倍，重力加速度大小為g.求求（1）無(wú)電場(chǎng)時(shí)，小球到達(dá)無(wú)電場(chǎng)時(shí)，小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值；點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值；（2）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向32 典題分析典題分析題眼題眼突破：突破：解題工具解題工具關(guān)鍵關(guān)鍵什么運(yùn)動(dòng)？什么運(yùn)動(dòng)？說(shuō)明什么？說(shuō)明什么？停在何處？停在何處？ 該試題為該試題為2014年新課標(biāo)卷第年新課標(biāo)卷第25題，也

11、是理綜試卷的壓軸題，題，也是理綜試卷的壓軸題，一改往年單獨(dú)考查磁場(chǎng)或電磁感應(yīng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，進(jìn)而考查復(fù)一改往年單獨(dú)考查磁場(chǎng)或電磁感應(yīng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，進(jìn)而考查復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和能量關(guān)系，雖然難度不大，但同學(xué)們?cè)诜治龅暮蠄?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和能量關(guān)系，雖然難度不大，但同學(xué)們?cè)诜治龅臅r(shí)候很容易因漏掉重力而出錯(cuò)；另外，本題除了利用能量關(guān)系時(shí)候很容易因漏掉重力而出錯(cuò)；另外，本題除了利用能量關(guān)系求解，也可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)的合成分解，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓定求解，也可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)的合成分解，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓定律求得結(jié)果，有興趣的同學(xué)不防試一下律求得結(jié)果，有興趣的同學(xué)不防試一下.借題發(fā)揮借題發(fā)揮例例3如圖如圖1所示，平行金屬板中帶

12、電質(zhì)點(diǎn)所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，R1的阻值和電源內(nèi)阻的阻值和電源內(nèi)阻r相等相等當(dāng)滑動(dòng)變當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻器R4的滑片向的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則端移動(dòng)時(shí)，則（）AR3上消耗的功率逐漸增大上消耗的功率逐漸增大B電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大C電源的輸出功率逐漸增大電源的輸出功率逐漸增大D質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)將向上運(yùn)動(dòng)審題突破審題突破：當(dāng)當(dāng)R4的滑片向的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，其電阻如何變化？電容器兩極板間端移動(dòng)時(shí)，其電阻如何變化？電容器兩極板間電壓和哪部分電路電壓相等？如何分

13、析電源的輸出功率變化情況？電壓和哪部分電路電壓相等？如何分析電源的輸出功率變化情況？C 典題分析典題分析動(dòng)態(tài)電路變化問(wèn)題中要注意滑動(dòng)變阻器三種接法的特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)電路變化問(wèn)題中要注意滑動(dòng)變阻器三種接法的特點(diǎn)：（1）如圖所示的限流式接法）如圖所示的限流式接法. RAB隨隨pb間間的電阻增大而增大的電阻增大而增大. .ABpba（2）分壓式電路）分壓式電路. 當(dāng)當(dāng)P由由a滑至滑至b時(shí)，電路的總電阻時(shí)，電路的總電阻RAB持續(xù)減??；若持續(xù)減??；若P點(diǎn)點(diǎn)反向移動(dòng)，則反向移動(dòng)，則RAB持續(xù)增大持續(xù)增大ABabPR1R2（3）并聯(lián)式電路由于兩并聯(lián)支路的電阻之和為定值，則兩支路的并）并聯(lián)式電路由于兩并聯(lián)支路的電阻

14、之和為定值，則兩支路的并聯(lián)電阻隨兩支路阻值之差的增大（減小）而減?。ㄔ龃螅磺抑纷柚迪嗟嚷?lián)電阻隨兩支路阻值之差的增大（減小）而減?。ㄔ龃螅磺抑纷柚迪嗟葧r(shí)有最大值，相差最大時(shí)有最小值時(shí)有最大值，相差最大時(shí)有最小值R1R2R3ABabp借題發(fā)揮借題發(fā)揮審題突破：審題突破：在討論在討論R2的電功率時(shí)，可將的電功率時(shí)，可將R1視為電源內(nèi)阻的一部分，即將原電路等效為視為電源內(nèi)阻的一部分，即將原電路等效為外電阻外電阻R2與電動(dòng)勢(shì)為與電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為（、內(nèi)阻為（R1r）的電源（等效電源）連成的閉合電路）的電源（等效電源）連成的閉合電路例例4如圖所示的電路，電源的電動(dòng)勢(shì)如圖所示的電路，電源的電動(dòng)勢(shì)E=

15、9.0 V，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻r=2.0 ，定值電阻，定值電阻R1=1.0 ，R2為可變電阻，其阻值在為可變電阻，其阻值在010 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)調(diào)節(jié).（1）R2取何值時(shí)，取何值時(shí)， 電源的輸出功率最大？電源的輸出功率最大？（3） R2 取何值時(shí)，取何值時(shí)，R1消耗的電功率最大？消耗的電功率最大？（2）R2取何值時(shí)，取何值時(shí)， R2 消耗的電功率最大？消耗的電功率最大？R2R1E r（4） R2 取何值時(shí)，電源的效率最高？取何值時(shí)，電源的效率最高？211.0RrR 2max10.1W4EPr213.0RRr 2max16.75 W4()EPRr 20R 22111()9.0 WEPI RRRr 210R 12max12max%84.6%RRRRr 典題分析典題分析 內(nèi)、外電路電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大的前提內(nèi)、外電路電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大的前提條件是：電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻確定，外電路電阻中可條件是：電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻確定，外電路電阻中可變因此將變因此將R2等效為電源內(nèi)阻后，上述結(jié)論條件不成立，等效為電源內(nèi)阻后，上述結(jié)論條件不成立，因此造成錯(cuò)誤的判斷因此造成錯(cuò)誤的判斷借題發(fā)揮借題發(fā)揮 用功能的觀點(diǎn)解決物體的運(yùn)動(dòng)和帶電體、帶電粒子、導(dǎo)體棒在電用