九年级物理全册 第十八章 电功率课件 （新版）新人教版.ppt

第十八章电功率 一 电能和电功1 电能 1 利用 把电能转化为 的能 2 单位及换算 1度 kw h j 其他形式 1 3 6 106 3 电能的计量 读数方法 电能表计数器上前后两次 就是用户在这一段时间消耗电能的千瓦时数 图中电能表的读数为 kw h 铭牌上通常所标参数的含义 如图所示 电能表 读数之差 2012 7 a 220v 表示电能表应在 的电路中使用 b 10 20 a 表示电能表的标定电流为 额定最大电流为 c 600revs kw h 表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kw h的电能 电能表转盘转 转 220v 10a 20a 600 2 电功 1 实质 电能 的能 电功的多少 电能转化为其他形式的能的多少 2 大小 电流做功的大小与电流的大小 电压 通电时间有关 电压越高 电流越大 通电时间越长 用电器做功就 3 计算公式 其他形式 等于 越多 w uit 二 电功率1 定义 与 之比 2 计算公式 p 3 额定功率 额定电压 1 额定电压 用电器正常工作时的电压 2 额定功率 用电器在额定电压下工作时的电功率 3 实际功率 用电器在 下的电功率 电功 时间 ui 实际电压 4 实际电压 实际功率 灯泡亮度的关系 亮 暗 正常发光 三 焦耳定律1 电流的热效应 电流通过导体时电能转化成 的现象 2 电热的计算 焦耳定律 1 表述 电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比 跟导体的 成正比 跟 成正比 2 公式 内能 二次方 电阻 通电时间 q i2rt 3 电热的利用和防止 1 利用 电热水器 电饭锅 电熨斗 电热孵化器等 2 防止 用电器装有风扇 散热窗等 将产生的热散去 读 练 1 辨一辨 灯泡的功率在日常使用的节能灯上可以看到 220v 和 24w 字样 这说明该节能灯的额定电压是 额定功率是 w 若接在200v的电压下 节能灯 正常工作 此时它的实际功率 24w 220v 24 不能 小于 2 练一练 焦耳定律如图是探究电流通过导体时产生热量与 的关系 当通过r1的电流是2a时 10s内电流通过r1产生的热量是 电阻 200j 3 填一填 电学综合小明在只使用电暖器取暖时 发现电能表的示数在4h内由甲图变为乙图 电暖器的铭牌如图丙 1 电暖器工作时 将电能转化为 能 2 在4h内 电暖器消耗的电能为 kw h 应付电费 元 电费价格按0 55元 kw h 计算 3 这个电暖器正常工作时的电流是 a 电阻是 4 在200v的电压下电暖器的实际功率是 w 按电阻不变计算 参考答案 1 内 2 3 82 09 3 3 6460 5 4 661 2 考点1灯泡亮暗的比较1 灯泡正常发光 2 灯泡不正常发光 1 灯泡串联 2 灯泡并联 提分技法 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率 即使灯泡的额定电压不同 只要其实际功率相同 则灯泡的亮度就相同 示范题1 2015 临沂中考 如图所示 将标有 12v6w 的灯泡l1和 6v6w 的灯泡l2并联后 接在6v的电源上 设灯丝电阻不变 则 a 两灯的实际功率之和等于12wb 两灯的实际功率之和大于12wc 灯泡l1比灯泡l2亮d 灯泡l2比灯泡l1亮 解题关键 解答本题要注意以下关键 关键1 灯泡的亮暗与电功率的关系 关键2 并联电路的电压关系 关键3 灵活运用电功率的两个计算公式 p i2r和p 解析 选d 本题考查灯泡亮暗与电功率的关系及有关计算 两灯泡并联接在6v的电源上 灯泡l2正常发光 则灯泡l2的实际功率p实2 p额2 6w 灯泡l1的电阻是r1 24 则灯泡l1的实际功率p实1 1 5w 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率 实际功率大的灯泡亮 故灯泡l2比灯泡l1亮 故d对 c错 两灯泡的实际功率之和p实 p实1 p实2 7 5w 故a b均错 知识拓展 白炽灯泡呈梨形的原因白炽灯泡的灯丝是用金属钨制成的 通电后 灯丝发热 温度高达2500 以上 金属钨在高温下升华 一部分金属钨的微粒便从灯丝表面跑出来 附着在灯泡内壁上 时间长了灯泡就会变黑 降低亮度 影响照明 科学家们根据气体对流是自下而上的特点 在灯泡内充有少量惰性气体 并把灯泡做成梨形 这样 灯泡内的惰性气体对流时 金属钨升华时的黑色微粒大部分被气体卷到上方 附着在灯泡的颈部 便可保持玻璃透明 使白炽灯泡照明的亮度不受影响 示范题2 2014 青海中考 如图所示 将额定电压相同的两个灯泡l1 l2串联后接入电路中 接通电路后 发现l1要亮一些 则下列判断正确的是 a l1的电阻比l2的小b l1的额定功率比l2的大c l1 l2正常工作时 l1发光要暗一些d 若将l1 l2并联接入电路 l1发光要亮一些 解题关键 解答本题抓住以下关键点 关键1 明确串联电路中电流相等 关键2 知道灯泡的亮度取决于实际功率 实际功率越大 灯泡越亮 关键3 知道电功率的计算公式 解析 选c 两灯串联时电流相等 l1比l2亮说明p1 p2 由p i2r可得 r1 r2 故a错误 两灯的额定电压相等 则由p 可得 p1额 p2额 即两灯正常工作时 l1要比l2暗一些 故b错误 c正确 若将两灯并联 则两灯两端的电压相等 由p 可得 l1的实际功率要小于l2的实际功率 则d错误 故选c 备选例题 2014 德州中考 如图所示电路 电源电压为3v 灯l1标有 6v6w 灯l2标有 3v3w 下列有关说法正确的是 a s2断开 s1接b l1可以正常发光b s2断开 s1接a l2实际功率为3wc s2断开 s1接a l2更亮d s2闭合 s1接b l2更亮 解题探究 解答本题从以下角度分析 1 分析电路的连接方式 2 怎样计算灯泡l1 l2正常发光时的电流和电阻 3 灯泡的亮度取决于什么因素 提示 1 若s2闭合 s1接b l1和l2并联 若s2断开 s1接a l1和l2串联 若s2断开 s1接b 只有l1接在电路中 2 根据公式i r 计算二者正常发光时的电流和电阻 3 灯泡的亮度取决于其实际功率 解析 选d 本题考查电路的动态分析 s2断开 s1接b l1两端的电压为电源电压 为3v 小于灯泡的额定电压 不能正常发光 故a错误 s2断开 s1接a 两只灯泡串联 两只灯泡两端的电压肯定都小于3v 所以l2实际功率小于3w 故b错误 s2断开 s1接a 两只灯泡串联 l1的电阻r1 6 l2的电阻r2 3 根据公式p i2r可知 l1的实际功率更大 所以更亮 故c错误 s2闭合 s1接b时 两只灯泡并联 两端的电压相等 根据公式p 可知 l2的实际功率更大 所以更亮 故d正确 故选d 考点2电功 电功率的计算 提分技法 利用电能表测电功和电功率 1 在时间t内 消耗电能w w2 w1 w1 w2是前后两次电能表的示数 p 2 在时间t内 电能表转盘转n转 则 示范题3 2015 苏州中考 有两只灯泡 a灯 6v6w b灯 6v3w a和b中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示 1 将a b并联接在6v电源两端 求1min内电路消耗的电能 2 将a b串联接在某电源两端 使b灯恰好正常发光 求此时a灯电阻 3 将a与一个滑动变阻器 50 2a 串联接在6v电源两端 如图乙所示 调节滑动变阻器 当滑动变阻器的功率和a灯功率相等时 求滑动变阻器的功率 解题关键 解答本题从以下角度分析 1 明确计算电功的公式 2 知道小灯泡正常发光时的功率为额定功率 解析 本题考查电学综合计算 1 a b并联接在6v电源两端 都正常发光 因为p 所以1min内电路消耗的电能 w总 p总t 6w 3w 60s 540j 2 a b串联接在某电源两端 使b灯恰好正常发光 因为p ui 所以ia ib 0 5a 由图像可知 此时ua 2v 所以ra 4 3 当a与滑动变阻器串联接在6v电源两端时 两者电流相等 根据p i2r 当ra r变时功率相等 根据u ir可知 ua u变 3v 由图像可知此时ia 0 7a 所以滑动变阻器的功率 p p a ua ia 3v 0 7a 2 1w 答案 1 540j 2 4 3 2 1w 备选例题 1 2015 泰安中考 如图所示 电源电压保持不变 小灯泡l标有 3v1 5w 的字样 滑动变阻器r1的阻值变化范围为0 70 定值电阻r2的阻值为30 求 1 小灯泡l正常发光时的阻值为多少 2 当s1 s2和s3都闭合 滑动变阻器的滑片滑到a端时 小灯泡l恰好正常发光 此时电流表的示数为多少 3 保证电流表有示数时 滑动变阻器的滑片应怎样移动 同时开关应怎样闭合或断开才能使电路的总电功率最小 最小电功率为多少 解题关键 解答本题要注意以下关键 关键1 小灯泡的电阻的计算公式r 关键2 当s1 s2和s3都闭合 滑动变阻器的滑片滑到a端时 要正确判断电路的连接方式及电流关系 关键3 在电压一定的情况下 根据公式p 要使电路总电功率最小 应使电路总电阻最大 解析 1 小灯泡正常发光时的阻值 2 当s1 s2和s3都闭合 滑动变阻器的滑片滑到a端时 小灯泡l与电阻r2并联接入电路 小灯泡l恰好正常发光 电源电压u 3v 通过小灯泡的电流通过电阻r2的电流为电流表串联在干路上 则其示数i il i2 0 5a 0 1a 0 6a 3 保证电流表有示数时 当滑动变阻器的滑片滑到b端 开关s2断开 s1 s3都闭合时 r1和r2串联 电路中总电阻最大 总功率最小 该最小功率p最小 0 09w答案 1 6 2 0 6a 3 滑动变阻器滑片滑到b端 开关s2断开 s1 s3闭合0 09w 2 2014 滨州中考 小滨对家中的豆浆机非常感兴趣 于是 他收集了如下信息 如图甲是豆浆机的工作原理图 其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的 额定功率p1 200w r是加热电阻 额定功率p2 1100w 图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息 请你根据信息解答问题 1 豆浆机正常工作 打浆时的工作电流 2 豆浆机加热电阻的阻值 3 豆浆机正常工作做一次豆浆 总共消耗的电能 4 一次妈妈做豆浆时 小滨对豆浆机的实际加热电功率产生了怀疑 他用所学知识和妈妈进行了如下实验 关掉家里的所有用电器 只让豆浆机单独工作 豆浆机在加热过程 他观察到家中的电子式电能表 220v 10a 40a 1800imp kw h 耗电指示灯1min闪烁了30imp imp表示闪烁次数 请你帮助小滨计算豆浆机的实际加热电功率 并分析产生这种情况的可能原因 解题关键 根据题意要弄清电动机与加热电阻是并联的 解答本题要注意以下关键点 1 已知电压u 相应的额定功率 根据公式i 计算打浆时的电流 根据r 计算加热电阻的阻值 2 消耗的电能等于电流通过加热电阻 电动机所做的电功之和 电功根据公式w pt计算 3 先理解各参数的意义 再利用电能表计算实际功率 解析 1 豆浆机正常工作 打浆时的工作电流 2 豆浆机的加热功率 p2 得 3 豆浆机正常工作做一次豆浆 总打浆时间 t1 2min 120s 总加热时间 t2 11min 660s总共消耗的电能 w电 p1t1 p2t2 200w 120s 1100w 660s 7 5 105j 4 根据电能表的特征 1min内 豆浆机耗电为w电 1kw h 60000j则豆浆机的实际加热电功率 p实 p实 p2 原因是小滨家的电路电压小于220v 答案 1 0 91a 2 44 3 7 5 105j 4 见解析 延伸思考 1 豆浆机中电动机和加热电阻的连接方式是 加热电阻工作时把电能转化为 能 2 一次做豆浆时 小滨妈妈把1100g清水和50g大豆放入豆浆机中 测出其初温为20 豆浆机在额定电压下工作 在13min末恰好豆浆沸腾 测其温度为100 设豆浆的比热容等于水的比热容 则豆浆机加热电阻的加热效率是 c水 4 2 103j kg 解析 1 由上题图甲中电路图知加热电阻和电动机能单独工作 互不影响 所以它们是并联的 加热电阻工作时 消耗电能 豆浆的温度升高 内能增加 此过程中电能转化为内能 2 豆浆吸收的热量q吸 c水m t 4 2 103j kg 1 15kg 100 20 3 864 105j加热电阻消耗的电能w p2t2 1100w 660s 7 26 105j 加热电阻的加热效率 100 100 53 2 答案 1 并联内 2 53 2 考点3电能 电功率 电热的综合计算1 电能 电功率 电热在计算时的公式比较如下 2 电热结合的综合计算 1 水吸收的热量的计算 q cm t 2 用电器消耗电能放出的热量 i2rt q w pt uit t 纯电阻电路 失分盲点 1 电功不一定等于电热 只有在电能完全转化为热能的电路中 电功才等于电热 2 焦耳定律是计算电流通过导体时产生的热量多少的 它不能用来计算电能转化为其他形式能的多少 示范题4 2015 岳阳中考 如图甲是一电热饮水机 通过机内温控开关s进行自动控制 实现加热和保温两种功能 电路原理如图乙所示 电源电压恒为220v 当开关s接a时 电路中电流为5a 当开关s接b时 电路消耗的功率为66w 求 1 r1的阻值 2 开关s接b时 电路中电流 3 该饮水机在保温状态工作100s r2产生的热量 解题关键 解答本题要注意以下关键 关键1 开关分别接a b时 正确判断电路的连接方式 关键2 灵活运用四个公式 欧姆定律表达式i 电功的计算公式w pt 电功率的计算公式p ui 电热的计算公式q i2rt 关键3 题图中电路为纯电阻电路 电热与电功的关系是q w 解析 1 电源电压恒为220v 当开关s接a时 电路仅有r1接入 2 开关s接b时 r1和r2串联 电路中电流i 3 该饮水机在保温状态工作100s 产生的总热量q w pt 66w 100s 6 6 103jr1产生的热量q1 i 2r1t 0 3a 2 44 100s 396jr2产生的热量q2 q q1 6 6 103j 396j 6204j答案 1 44 2 0 3a 3 6204j 示范题5 2015 临沂中考 如图甲所示是一种家用调温式电熨斗 工作过程中电源电压恒为220v 电熨斗金属底板质量为500g 图乙是它的工作电路 发热部分由调温电阻r和定值电阻r0组成 电阻阻值均不受温度影响 调温电阻r最大阻值为110 预热时电熨斗以最大功率正常工作100s可使金属底板的温度从20 升高到220 金属底板的比热容为0 44 103j kg 假设电熨斗发热体放出的热量全部被金属底板吸收 则 1 预热时金属底板吸收的热量是多少 2 电熨斗的最大功率是多少 3 定值电阻r0的阻值是多大 4 电熨斗调温过程中 电路中的最小电流是多少 解题关键 解答本题从以下角度分析 1 明确电路的连接方式 2 知道计算电热和电功率的公式 解析 本题考查热量与电功率的综合计算 1 预热时金属底板吸收的热量是 q吸 cm t2 t1 0 44 103j kg 0 5kg 220 20 4 4 104j 2 因为电熨斗产生的热量全部被金属底板吸收 所以w q吸 4 4 104j 电熨斗的最大功率p 440w 3 由图乙可知 当调温电阻r的阻值为零时 电熨斗的功率最大 所以定值电阻r0的阻值是 r0 110 4 当调温电阻的 阻值最大时 电路中的电流最小 此时r0 110 电路中的总电阻是 r总 r0 r 110 110 220 电路中的最小电流是 i 1a 答案 1 4 4 104j 2 440w 3 110 4 1a 备选例题 1 2014 泸州中考 如图甲所示的电路中 电源电压为12v r2为100 的定值电阻 压敏电阻r1的阻值随压力变化关系如图乙所示 开关s闭合后 解答下列问题 1 当压敏电阻r1受到的压力从0逐渐增大到4n时 请分析并判断电流表示数的变化 2 当电流表示数为0 32a时 压敏电阻r1受到的压力是多大 3 该电路连续工作10min 电阻r2产生的电热是多少焦耳 解题指南 解答本题从以下角度分析 1 电路的连接方式 2 压敏电阻r1的阻值和所受压力的关系 3 计算热量的公式 解析 本题考查电流 电阻 热量的计算及图像的综合分析 1 由题图甲可知r1 r2并联 有ia 当压敏电阻r1受到的压力从0逐渐增大到4n时 由图乙可知r1逐渐减小 故电流表示数ia逐渐增大 2 因为r1 r2并联 i2 0 12a i1 ia i2 0 32a 0 12a 0 2a r1 再由题图乙可知 此时压敏电阻r1受到的压力为1n 3 根据焦耳定律可知10minr2产生的热量为 q i2rt 0 12a 2 100 600s 864j答案 1 当压敏电阻r1受到的压力从0逐渐增大到4n时 电流表示数ia逐渐增大 2 1n 3 864j 2 2014 广东中考 如图是家用电热壶及铭牌 假设电热壶电阻丝电阻不变 水的比热容c水 4 2 103j kg 水的密度1 0 103kg m3 求 1 电热壶电阻丝的电阻 2 不考虑热损失 电热壶正常工作时 把1l水从20 加热到100 所需要的时间 3 当电压为198v时 电热壶的实际功率 解题关键 解答本题从以下角度分析 1 电热壶电阻丝的电阻为r 2 水吸收的热量计算公式为q吸 cm t t0 加热时间t 3 电热壶的实际功率为p实 解析 本题考查电功与热量的综合计算 1 由电热壶的铭牌可知 额定功率p 1000w 额定电压u 220v 由p 可得 电热壶电阻丝的电阻 r 2 水的体积 v 1l 1 10 3m3 水的质量 m v 1 0 103kg m3 1 10 3m3 1kg 水吸收的热量 q吸 c水m t t0 4 2 103j kg 1kg 100 20 3 36 105j 因不考虑热损失 所以 电热壶消耗的电能 w q吸 3 36 105j 电热壶正常工作时的功率为1000w 由p 可得 加热时间 t 3 当电压为198v时 电热壶的实际功率 答案 1 48 4 2 336s 3 810w 知识拓展 电流的三大效应 1 电流的热效应 定义 电流通过导体时 导体会发热的现象 在此现象中 电能转化为内能 应用 制成电热器 如电熨斗 电饭锅 电烙铁 电水壶 电暖器 电热毯等 2 电流的磁效应 定义 通电导体周围产生磁场的现象 即 电生磁 应用 电磁铁 电磁起重机 电磁继电器 电铃等 3 电流的化学效应 定义 电流通过导电的液体 如酸 碱 盐的水溶液 会使液体发生化学变化 产生新物质的现象 应用 电解 电镀 蓄电池充电等 主题一测量小灯泡的电功率 测量器材 测电压 测电流 电压表 电流表 实验关键 1 选量程 根据小灯泡的额定电压 电源电压 确定电压表和电流表的 2 连电路 根据电路图连接实验器材 3 做实验 调节滑动变阻器 分别使小灯泡两端的电压等于额定电压 低于额定电压 等于额定电压的1 2倍 分别读出对应电压表和电流表的示数及三种情况下小灯泡的亮度 并记录在表格里 4 得结论 计算三种情况下的电功率分析得出结论 量程 要点探究 1 怎样选择电压表 电流表的量程 提示 电压表量程参照小灯泡的额定电压 选择大于额定电压的量程 如额定电压为2 5v的小灯泡 电压表可选0 3v量程 电流表量程选择采用试触法 保证指针偏转角度在左右 能用小量程的不用大量程 2 在测小灯泡额定功率的实验中 手和眼各自的分工是什么 提示 手移动滑片的位置 同时眼睛观察电压表的示数 当示数达到小灯泡的额定电压时 停止移动滑片 3 能否用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率 提示 不能 额定功率为小灯泡额定电压下的电功率 且在不同的电压下小灯泡的电功率不同 小灯泡的电功率随外加电压的变化而变化 故不能求平均值 示范案例 2015 乐山中考 在 测量标有 2 5v 字样小灯泡的电功率 的实验中 实验室提供的器材有电压表 电流表 开关 电压为4 5v的电源和标有 30 0 5a 的滑动变阻器 小宇同学已连接好如图甲所示的部分实验电路 1 请用笔画线代替导线将电路连接完整 要求闭合开关后 使滑片p向右端移动时小灯泡的亮度变亮 2 连接好电路后 闭合开关 移动滑动变阻器滑片p 发现小灯泡始终不亮 且电压表的示数为0 电流表示数不为0 则出现故障的原因可能是 3 排除故障后 调节滑动变阻器 当电压表示数为2 5v时 电流表示数如图乙所示 小灯泡的额定电流为 a 小灯泡的额定功率为 w 小灯泡正常发光时 滑动变阻器接入电路的电阻为 保留1位小数 解析 本题考查电功率的测量实验 1 滑动变阻器已接入上面的接线柱 再接入下面一个接线柱 要满足闭合开关后 滑片p向右端移动时小灯泡的亮度变亮 滑片p右边电阻丝应接入电路 故应接下面d接线柱 2 灯泡不亮 电流表有示数 说明电路故障不是开路 一定是短路 由于电压表的示数为0 说明小灯泡短路 3 由图可知 电流表选择的量程为0 0 6a 分度值为0 02a 根据指针位置可知小灯泡的额定电流为0 24a 小灯泡的额定功率为p ui 2 5v 0 24a 0 6w 小灯泡正 常发光时 滑动变阻器两端的电压u 4 5v 2 5v 2v 由欧姆定律得滑动变阻器接入电路的电阻r 8 3 答案 1 如图所示 2 小灯泡短路 3 0 240 68 3 备选例题 1 2014 遂宁中考 在 测定小灯泡的电功率 的实验中 选用如图甲所示的器材 其中电源电压为6v 小灯泡额定电压为2 5v 灯丝电阻约为12 1 为能顺利完成该实验探究 下列两种规格的滑动变阻器应选用 a 10 0 5a 的滑动变阻器b 20 0 5a 的滑动变阻器 2 用笔画线代替导线 将图甲所示的实物电路连接完整 3 连接电路时 开关应 闭合开关前 应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到 选填 a 或 b 端 4 闭合开关后 移动滑动变阻器的滑片 发现小灯泡始终不发光 电压表有示数 电流表无示数 若电路只有一处故障 则故障原因是 5 排除故障后 闭合开关 移动滑片 发现电压表的示数如图乙所示 其读数是 v 为了测量小灯泡的额定功率 应将滑动变阻器的滑片向 选填 a 或 b 端移动 6 通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示 分析图像可知 该小灯泡正常发光时的电阻是 额定功率为 w 小灯泡灯丝的电阻是变化的 主要是受 变化的影响 解析 本题考查伏安法测灯泡电功率相关知识 1 电源电压为6v 小灯泡额定电压为2 5v 灯丝电阻约为12 根据串联电路特点可知 滑动变阻器两端电压约为3 5v 大于灯泡的两端电压 故滑动变阻器电阻应大于12 故选b 2 电流表应串联接入电路 由于通过灯丝的电流大约为 il 0 2a 故电流表0 6a这一接线柱与灯泡的左边接线柱相连 3 连线过程中 为了保护电路 开关应该是断开的 闭合开关前 滑动变阻器接入电路的阻值最大 即滑动变阻器的滑 片p应置于a端 4 闭合开关 发现小灯泡始终不发光 电压表有示数 电流表无示数 说明有电流通过电压表 只是电流非常非常小 故可能是电压表直接串联在了电路中 即灯泡断路 5 由题图乙可知 电压表量程是0 3v 分度值是0 1v 电压表示数是2 2v 因为此时电压小于灯泡的额定电压2 5v 故需增大电路中的电流 故应减小滑动变阻器连入电路的电阻值 应将p向b端移动 6 小灯泡正常发光时ul 2 5v 由题图丙知 此时通过灯泡的电流为il 0 2a 灯泡电阻为 rl 12 5 额定功率为pl ulil 2 5v 0 2a 0 5w 电阻与温度有关 小灯泡发光时 温度不断升高 则小灯泡灯丝的电阻不断变化 答案 1 b 2 实物电路图如图所示 3 断开a 4 灯泡断路 5 2 2b 6 12 50 5 温度 2 2014 苏州中考 在 测量小灯泡的额定功率 实验中 已连接的部分电路如图甲所示 图中电源电压恒定 小灯泡上只能看到 3 8v 字样 1 请你用笔画线代替导线 将图中的实物电路连接完整 2 正确连接实验电路后 开关试触时 发现灯泡不亮 电流表无示数 电压表有示数 其故障原因可能是 3 故障排除后开始实验 当变阻器滑片滑到图示位置时 电压表的示数为3 0v 接着应将滑片向 滑动 直至灯泡两端电压为额定电压 此时电流表的示数如图乙所示 则灯泡的额定功率为 w 4 实验时某小组学生发现电流表损坏 他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验 于是向老师要了一个阻值为r0的定值电阻 阻值适当 和一个单刀双掷开关 符号为 借助原有的实验器材 顺利完成了实验 假如由你来做该实验 要求电路只连接一次 请设计实验方案 在虚线框内画出实验电路图 简述实验步骤 用相应的字母表示测出的物理量 写出灯泡额定功率的表达式p额 用已知量和测量量表示 解析 1 测灯泡功率实验 电压表测灯泡两端电压 电流表测通过灯泡的电流 实物电路图如图所示 2 灯泡不亮 可能是灯泡发生短路或电路存在断路造成的 电流表无示数 说明电路存在断路 电压表有示数 说明电压表与电源两极相连 电压表并联电路之外电路不存在断路 因此与电压表并联的灯泡断路 3 电压表示数为3v 小于灯泡额定电压 为测灯泡额定功率 由电路图可知 应向右移动滑片 使电压表示数等于灯泡额定电压3 8v 由电路图可知 电流表量程为0 0 6a 由图示电流表可知 其分度值为0 02a 示数为0 4a 灯泡额定功率p ui 3 8v 0 4a 1 52w 4 实验需要测出灯泡两端电压与通过灯泡的电流 可以把灯泡与定值电阻串联 测出定值电阻两端电压 由欧姆定律求出通过定值电阻的电流 由于灯泡与定值电阻串联 可以求出通过灯泡的电流 然后由p ui求出灯泡额定功率 实验电路图如图所示 实验步骤 a 根据电路图连接电路 闭合开关s1 s2接1 调节滑动变阻器 使电压表示数为3 8v b 保持滑动变阻器滑片位置不变 s2接2 读出电压表示数u 通过灯泡的电流 i 灯泡额定功率 p u额i 答案 1 见解析 2 灯泡断路 3 右1 52 4 见解析 方法平台 测量电功率的几种方法电功率的测量是中考必考的内容 通过测量其他物理量去间接地测电功率 主要有以下几种情况 1 伏安法 用电压表和电流表分别测出待测用电器两端的电压和对应的电流 用p ui求出用电器的功率 2 电能表测用电器的电功率 1 使室内其他用电器均停止工作 只有待测用电器工作 2 记下电能表转盘转过一定转数n所用的时间t 3 计算用电器的实际功率p 3 6 106 w n0为电能表铭牌标着的每消耗1kw h电能转盘的转数 3 伏阻法 如果只有电压表 无电流表 需要用一个已知阻值的电阻r0和用电器串联 利用p ur或p u u0 计算 如图 4 安阻法 只有电流表 无电压表 需要用一个已知阻值的电阻r0和用电器并联 利用p r0i0ir或p r0i0 i i0 计算 如图 主题二电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关 实验方法 和 实验装置 控制变量法 转换法 实验关键 1 将两个透明容器中密封 空气 2 探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系 思路 保持 不变 改变 如图甲 把两个 的电阻 在电路中 等量 电流和通电时间 电阻 不同 串联 3 探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系 思路 保持 不变 改变 如图乙 将两个 的电阻先 再与另一个电阻 4 探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系 思路 保持 不变 改变 电阻和通电时间 电流 相同 并联 串联 电阻和电流 通电时间 要点探究 1 如何比较电流产生热量的多少 提示 u形管内液面高度的变化 高度变化越大 产生的热量越多 2 使用中 无论条件如何 u形管内液面高度都不同 可能原因是什么 如何调整装置 提示 装置气密性不好 重新安装 检查气密性是否良好 示范案例 2014 长沙中考 在做 电流通过导体时产生的热量与什么因素有关 的实验时 小于采用了如图甲所示的实验装置 两个透明的容器中密闭了等量的空气 u形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化 1 若通电时间相同 发现b玻璃管内液面上升较高 这表明 在电流和通电时间相同的情况下 导体的 越大 产生的热量越多 2 小刚采用了如图乙所示的实验装置 通电相同时间 发现a玻璃管液面上升较高 这表明 在电阻和通电时间相同的情况下 通过导体的 越大 产生的热量越多 3 该实验中用到的研究物理问题的方法是 法和转换法 解析 本题考查焦耳定律 1 将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端 通过它们的电流i与通电时间t相同 左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻 由q i2rt可知 右边容器中的电阻产生的热量多 温度升得较快 这表明 在相同时间内 电流相同的情况下 电阻越大 电流通过导体时产生的热量越多 2 装置中一个5 的电阻与两个5 的电阻并联后的电路串联 根据串联电路的电流特点可知 右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等 即i右 i左 两个5 的电阻并联 根据 并联电路的电流特点知i右 i1 i2 两电阻阻值相等 则支路中电流相等 i1 i2 所以右边容器中通过电阻的电流是左边通过电流的一半 由q i2rt可知 左边容器中的电阻产生的热量多 温度升得较快 这表明 在相同时间内 电阻相同 电流越大 通过导体时产生的热量越多 3 该实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法 答案 1 电阻 2