科学竞赛辅导---电学中能量守恒

科学竞赛辅导---电学中能量守恒例题：1、小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图（a ）所示的电路中，已知电源电压U=3V ，并保持不变，线圈电阻R=1．5Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I=0．8A ，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b ）所示，摩擦不计，求：（1）电动机正常转动1min 消耗的电能W 和线圈产生的热量Q ．（2）电动机输出的机械功率P ． （3）电动机能量转换效率η．2、高压输电线路长约600Km,每根高压输电线的电阻为160Ω,若用100kv 电压输电,输送的功率为1000kw,则每小时每根输电线损失的电能是( )A ．1000kwhB ．16kwhC ．62500kwhD ． 984kwh学以致用1、中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重．其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（ ）A ．提高输送功率B ．应用超导材料做输电线C ．提高高压输电的电压D ．减小输电导线的横截面积2、小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器，发现它们上面都标有" 220V 40W "的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是( )A.电视机B.电风扇C.白炽灯D.节能灯3、小华准备参加玩具赛车比赛，他运用图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A ；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A ．则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（ ）A ．91%B ．70%C ．30%D ．9%4、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为50kg ，电源电压为1l0V ，不计电源电阻及各处摩擦。

2011年九年级（上）科学第三章《能量的转化和守恒》电学班级提高班姓名1.电学公式：I=U/RP=UI=U2/R =I2R(后面两条为纯电阻成立)W=UIt=(U2/R)* t=I2Rt (后面两条为纯电阻成立)2.串联电路特点： I总=I1=I2 R总=R1+R2 U总=U1+U23.并联电路特点： I总=I1+I2 R总=R1R2/R1+R2 U总=U1=U24.无论并联还是串联，电路消耗总功率等于各用电器消耗的电功率之和。

即P=P l+P25.在串联电路除电流之外，其余的量都与电阻成正比。

在并联电路除电压之外，其余的量都与电阻成正比。

基础训练：1．把Ｒ１和Ｒ２串联后接到电压为12伏的电路中，通过Ｒ１的电流为0.2安，加在Ｒ２两端的电压是4伏．试求：（1）Ｒ１和Ｒ２的电阻各是多少?（2）如果把Ｒ１和Ｒ２并联后接入同一电路（电源电压不变），通过干路的电流是多少?2．如图132所示电源电压不变，闭合开关后，用电器Ｒ１、Ｒ２均正常工作．已知Ｒ１的额定功率为1.5瓦，电流表Ａ１的示数为0.5安，电流表Ａ２的示数为1.5安．根据以上所给的条件，你最多可以求出几个与该电路有关的物理量?并逐一列式计算出这些物理量．3．如图134中，电源电压为10伏，灯Ｌ１、Ｌ２上分别标有“12Ｖ36Ｗ”、“12Ｖ24Ｗ”字样．求：1）当开关Ｓ１、Ｓ２均闭合时，电流表、电压表的示数分别为多少?2）当开关Ｓ１断开时，电流表、电压表的示数又是多少?4．如图137所示，有两个阻值分别为20欧、30欧的电阻串联在电路中．请你任意补充一个条件，提出问题，然后解答．（至少选择两种做法，但要求每次补充不同类型的条件，提出不同的问题）5．如图138所示，Ｒ１和Ｒ２为两个定值电阻，Ｒ２是Ｒ１的ｎ倍，小灯泡Ｌ上标有“6V3Ｗ”的字样，Ｓ为单刀双掷开关．当Ｓ与点ａ接通时，小灯泡正常发光；当Ｓ与点ｂ接通时，小灯泡消耗的功率为额定功率的四分之一．1）若ｎ为小于5的正整数，试通过计算说明ｎ的可能值． 2）试求ｎ取以上可能值时，Ｒ１和Ｒ２相应的阻值．中考链接1.（09浙台）30. 在“测定额定电压为2.5伏小灯泡功率”的实验中。

九年级科学竞赛辅导专题动能和势能一、选择题1．撑杆跳高运动员由起到越过横杆的频闪照片，此过程中有关能量的说法，正确的是（忽略空气阻力）（ A ）（原创）A．撑杆的弹性势能先增大后减小B．人的机械能守恒C．撑杆的弹性势能先减小后增大D．人的机械能先增大后减小2．如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P。

位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与l之间的某点，位置2是l与3之间的某点，位置4是高于3的某点。

不考虑空气阻力，小球从A点静止释放（ D ）A．第一次过位置l后最高能到达位置2B．第一次过位置l后最高能到达位置4C．第二次过位置1后最高能到达位置5D．第二次过位置l后最高能到达位置A3．如图所示为乒乓球在水平地面上弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明( A )A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左B．乒乓球弹跳时机械能守恒C．乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能D．乒乓球运动过程中重力势能一直减小4. 某块砖在一对平衡力的作用下运动，则该块砖：（）A. 机械能一定不变，动能一定不变B. 机械能可能改变，动能一定不变C. 机械能可能改变，动能可能改变D. 机械能一定不变，动能可能改变5.如图，为探究能量转化，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐、两端分别固定在罐盖和罐底上。

实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，发现橡皮筋被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去!以下有关能量转化的判断，正确的是 ( D )A．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为动能B．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是弹性势能转化为动能C．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能D．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能6．如图所示，在空可乐瓶内滴一滴酒精，用装有气门芯的橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒通过气门芯向瓶内打气。

电路中的能量守恒定律电路中的能量守恒定律是指在闭合电路中，能量的输入等于输出。

这个原理是基于能量守恒定律的基本原理，即能量无法被创造或者消失，只能转化为其他形式。

在电路中，能量通常以电流的形式传输。

根据欧姆定律，电流的大小取决于电压和电阻的关系。

当电流通过电阻时，会产生热量，这就是能量转化为热能的过程。

因此，保持电路中能量守恒，需要考虑电压和电流的关系以及电阻的作用。

电路中的能量转化可以通过以下几个方面进行观察和分析：1. 电能转化为热能：当电流通过电阻时，由于电阻的存在，电能会转化为热能。

这是因为电阻会阻碍电流通过，电子在通过电阻时会与电阻内的原子或分子发生碰撞，从而产生热能。

这个过程符合能量守恒定律，即能量的输入等于输出。

2. 电能转化为光能：在某些电路中，例如发光二极管（LED）或者荧光灯，电能可以转化为光能。

当电流通过LED的半导体材料时，会产生电子和空穴的复合，释放出能量并发光。

同样地，这个转化过程也符合能量守恒定律。

3. 电能转化为机械能：在某些电路中，例如电动机或者扬声器，电能可以转化为机械能。

当电流通过电动机的线圈时，会产生一个磁场，磁场和永磁体之间的相互作用会导致线圈产生一个力。

这个力会使得电动机转动，从而将电能转化为机械能。

通过以上的分析，我们可以看到在电路中，能量的转化涉及到电力、磁场、热能和光能等多个方面。

而无论是电能转化为热能、光能还是机械能，都符合能量守恒定律，能量的输入等于输出。

这是因为电路中的能量转化是基于电荷的移动和电场的相互作用，而这些过程都遵循能量守恒定律。

总结起来，电路中的能量守恒定律是电路分析的基本原理之一。

在理解电路运行过程和性能特点时，需要考虑能量转化的过程，并根据能量守恒定律进行分析。

只有在能量的输入与输出平衡的情况下，电路才能正常运行。

因此，电路设计和电路安装都需要遵循能量守恒定律，以保证电路的有效运行和安全性。

通过对电路中的能量守恒定律的研究，我们可以更好地理解电路中的能量转化过程，同时也能够提高电路的效率和优化电路的设计。

第11讲 能量转化与守恒定律本讲提示：1.清晰准确的了解各种能量的定义与判定2.熟练掌握各种能量变化与功的关系3.通过训练提升用多个力学观点联立思考一个物理过程的思维能力。

本讲知识教学内容量大，所以例题适当减少，综合运用的问题下一讲继续。

知识点睛 一．势能运动的物体具备一种做功的本领，我们上讲定义其为动能。

那么是否静止的物体也可以具有做功的本领呢？回答显然是肯定的，比如被举高的重物，形变后的弹簧等。

为了研究这些现象，我们有必要拓展能量的定义。

我们把一个物理过程中，做功数值与路径无关的力叫保守力。

若两质点间存在着相互作用的保守力作用，当两质点相对位置发生改变时，不管途径如何，只要相对位置的初态、终态确定，则保守力做功是确定的。

存在于保守力相互作用质点之间的，由其相对位置所决定的能量称为质点的势能。

规定保守力所做功等于势能变化的负值，即： P E W ∆-=保守。

说明：势即位也，势能这个定义，顾名思义显然就是与物体间位置有关的能量，所以要引入保守力的概念。

计算势能时，还要注意以下几点： （1）势能的相对性。

通常选定某一状态为系统势能的零值状态，则任何状态至零势能状态保守力所做功大小等于该状态下系统的势能值。

原则上零势能状态可以任意选取，因而势能具有相对性。

（2）势能是属于保守力相互作用系统的，而不是某个质点独有的。

（3）只有保守力才有相应的势能，而非保守力没有与之相应的势能。

二．常见的几种势能 （1）重力势能在地球表面附近小范围内，mg 重力可视为恒力，取地面为零势能面，则h 高处重物m 的重力势能为mghE p =（2）弹簧的弹性势能取弹簧处于原长时为弹性势能零点，当弹簧伸长（压缩）x 时，弹力F=-kx ，弹力做的功为221kx W -=由前面保守力所做功与势能变化关系可知)0(--=∆-=P P E E W所以： 221kx E =弹 （3）引力势能质点间的引力势能为 rGMmE P -=（选取无穷远为零势能面）关于万有引力的规律我们将在以后的讲义中具体讲解，这里列出这个公式是提醒同学们：重力势能公式是引力势能在近地附近的近似，如果一个物体被举高10m ，那么重力势能可以用mgh 近似计算，如果物体被举高1000km ，那么重力势能公式必须用rGMmE P -=计算了。