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《2020新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律4闭合电路的分析练习新人教版必修第三册.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、闭合电路的分析一 能量守恒定律的应用1.能量的形式:(1)含义:一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,又如流动的河水、被压缩的弹簧、高温高压气体……都能对外做功,因此这些物体都具有能量,流动的河水和被压缩的弹簧具有机械能、高温高压气体具有内能。(2)能量的转化与能量的转移:各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中总量保持不变,也就是说当某个物体的能量减少时,一定存在其他物体的能量增加。(3)功是能量转化的量度:不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的,做功的过程就是各种形式的能量转化的过程,且做了多少功,就有多少能量发生转化(或转移)
2、,因此,功是能量转化(或转移)的量度。2.能量守恒定律的表达式:(1)E初=E终(2)ΔE增=ΔE减3.自然界中的宏观现象具有方向性:(1)能量耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。(2)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性。(3)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少,却会导致能量品质的降低,它实际上是将能量从高度有用的高品质降级为不大可用的低品质形式。【思考·讨论】(1)如图是小型汽油机模型,汽油机在工作过程中能量是怎样转化的?(科学思维)提示:汽油燃烧时化学能转化为内能,汽油释放出来
3、的内能转化为飞轮的机械能。(2)内燃机工作时可以把内能全部转化为机械能吗?(物理观念)提示:不能,因为内燃机工作时总有内能损失,不可能全部转化为机械能。【典例示范】如图所示是一种太阳能草坪节能灯,太阳能电池板供一只“10V 9W”的电子节能灯工作,若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m2,平均1小时得到的太阳辐射能为4×105J,太阳光平均一天按8小时计算,恰好可以供电子节能灯工作10小时。问:(结果保留整数)-6-(1)太阳能节能灯的能量转化情况;(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少?(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多
4、少?【解题探究】(1)草坪节能灯能把太阳能直接转化为光能吗?提示:不能,先把太阳能转化为电能,电能再转为光能(热能)。(2)草坪节能灯能把照射到太阳能电池板上的光全部转化为电能吗?提示:不能,太阳光照射到太阳能电池板上要反射一部分太阳光;光电转化的效率也比较低。【解析】(1)能量转化:太阳能→电能→光能(热能)。(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率:P=W≈370W(3)节能灯利用太阳能的效率:η=×100%=10%答案:(1)见解析 (2)370W (3)10%【素养训练】1.从能量的转化与守恒的角度理解,太阳能草坪节能灯( )A.创造了电
5、能B.草坪节能灯白天储存太阳能,晚上再把太阳能释放C.创造了太阳能D.把太阳能转化成了电能,电能再转化为光能【解析】选D。根据能量守恒定律,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。草坪节能灯把太阳能转化成了电能,电能又转化为光能,故D正确,A、B、C错误。2.下列说法正确的是( )A.随着科技的发展,节能灯利用太阳能的效率能达到100%B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了-6-C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能
6、量守恒定律,因而是不可能的D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生【解析】选C。A项说法虽然没有违背能量守恒定律,但是从能量耗散的角度可知自然界中的自发变化过程具有方向性,A错误;太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极少的一部分,使万物生长,但辐射到宇宙空间的能量也没有消失,而是转化成了其他形式的能量,B错误;马和其他动物,包括人,要运动,必须消耗能量,C正确;所谓“全自动”手表,内部还是有能量转化装置的,一般是一个摆锤,当人戴着手表活动时,使摆锤不停摆动,给游丝弹簧补充能量,才会维持手表的运行,如果把这
7、种手表放在桌面上静置几天,它一定会停止走动的,D错误。3.(多选)下列对能量耗散理解正确的是( )A.能量耗散说明能量在不断减少B.能量耗散遵守能量守恒定律C.能量耗散说明能量不能凭空产生,但可以凭空消失D.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性【解析】选B、D。在发生能量转化的宏观过程中,其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能,无法再回收利用,这种现象叫能量耗散,能量耗散并不违反能量守恒定律,宇宙中的能量既没有减少,也没有消失,它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性,故A、C错误,B、D正确。【补偿训练】(多选)下列对能量的
8、转化和守恒定律的认识正确的是 ( )A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式能量的增加B.某
