中考复习方略中考物理 第16章 电流做功与电功率课件 新人教版.ppt

第十六章电流做功与电功率 一 电流做功1 实质 电能转化为 能的过程 电流做功的多少 消耗电能的多少 2 大小 电流所做的功与 和 成正比 3 计算公式 4 单位及其换算 1kw h 度 j 其他形式 等于 电流 电压 通电时间 w uit 1 3 6 106 5 电能表 1 作用 测量 2 盘面上部分参数的含义 如图 电功 220v 表示电能表正常工作时的电压 2 5 5 a 表示平时允许流过电能表的最大电流为2 5a 短时间内允许流过的最大电流为5a 2400r kw h 表示每消耗1kw h电能 转盘转动 圈 方框内的数字 消耗的电能总数 最后一框内的数字为 位 单位是 3 读数方法 电能表计数器上前后两次 2400 小数 kw h 示数之差 二 电功率1 定义 电流 与 之比 2 计算公式 p ui 3 额定功率与实际功率 1 额定电压 用电器 时的电压 2 额定电流 用电器 时的电流 3 额定功率 与 对应的功率 4 实际功率 用电器在 下工作时所对应的功率 所做的功 所用时间 正常工作 正常工作 额定电压或额定电流 实际电压 5 实际功率与额定功率的关系 正常工作 不能正常工作 容易损坏 三 电流的热效应1 定义 电流通过导体时 能转化为 能的现象 2 影响因素 1 时间 对同一电阻丝 在电流大小不变的情况下 通电时间 电流产生的热量越多 电 内 越长 2 电流 对同一电阻丝 在通电时间相同的情况下 通电电流 电流产生的热量越多 3 电阻 在通电电流大小不变 通电时间相同的情况下 电阻 电流产生的热量越多 越大 越大 3 焦耳定律 1 内容 电流通过导体产生的热量跟 成正比 跟导体的电阻成 跟通电时间成 2 计算公式 电流的二次方 正比 正比 q i2rt 读 练 1 辨一辨 电能的转化 1 电流通过节能灯时 节能灯发光 电能转化为 能 2 电流通过电风扇时 电风扇转动 电能转化为 能 光 机械 2 算一算 电功与电费冬天只使用电暖器时 小明发现家里电能表的示数在4h内由甲图所示变为乙图所示 1 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 2 电暖器的功率为 w 4 8 2 64 1200 3 填一填 额定电压与额定功率 1 220v 表示电灯的 60w 表示电灯的 2 该电灯的额定电流约为 a 3 该节能灯正常工作2h消耗的电能为 j 额定电压 额定功率 0 27 4 32 105 4 填一填 电热的利用与防止 1 电炉是利用电流的 效应工作的 2 通电后 电炉丝热得发红 而跟电炉丝连接的铜导线却不太热 这是因为 热 电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多 考点1 灯泡的亮暗与实际功率灯泡的亮暗是由它消耗的实际功率决定的 消耗的实际功率越大 灯泡就越亮 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 1 即使灯泡的额定电压不同 只要其实际功率相同 则灯泡的亮度也相同 2 灯泡的额定功率是固定不变的 其实际功率随实际电压的变化而变化 3 电压 或电流 的大小不能决定灯泡的亮度 知识拓展 白炽灯 荧光灯 节能灯与led灯1 白炽灯 白炽灯是常见的圆头灯泡 它是靠钨丝发热原理工作的 通电后将灯丝加热到白炽状态 利用热辐射发出可见光 不同用途和要求的白炽灯 其结构和部件不尽相同 白炽灯的光效虽低 但光色和集光性能好 随着照明节能技术的不断发展 传统照明市场的主角白炽灯即将正式谢幕 退出照明市场 据了解 近年来世界多国开始着手白炽灯退市的各项工作 尤其在2012年 在许多国家和地区 白炽灯彻底告别了照明市场 2 荧光灯 荧光灯又叫作日光灯 简单地说 日光灯管是个密闭的气体放电管 管内主要气体为氩气 另包含氖或氪 气压约为大气的0 3 另外包含几滴水银 形成微量的水银蒸气 水银原子约占所有气体原子的千分之一的比例 日光灯管靠灯管里汞蒸气放电的过程释放出紫外光 所消耗的电能约60 可以转换为紫外光 其他的能量则转换为内 能 灯管内表面的荧光物质吸收紫外光后释放出可见光 不同的荧光物质发出不同的可见光 一般紫外光转换为可见光的效率约为40 因此日光灯的效率约为60 40 24 大约为相同功率钨丝电灯效率的两倍 3 节能灯 节能灯是靠荧光粉发光的 又称为省电灯泡 电子灯泡 紧凑型荧光灯及一体式荧光灯 它将荧光灯与镇流器 安定器 组合成一个整体的照明设备 节能灯的尺寸与白炽灯相近 与灯座的接口也和白炽灯相同 所以可以直接替换白炽灯 节能灯的光效比白炽灯高得多 同样照明条件下 前者所消耗的电能要少得多 所以被称为节能灯 4 led灯 led是发光二极管的简称 它是一种固态的半导体器件 它可以直接把电转化为光 led的心脏是一个半导体的晶片 晶片的一端附在一个支架上 一端是负极 另一端连接电源的正极 使整个晶片被环氧树脂封装起来 半导体晶片由两部分组成 一部分是p型半导体 在它里面空穴占主导地位 另一端是n型半导体 在它里面电子占主导地位 但这两种半导体连接起来的时候 它们之间就形成一个p n结 当电流通过导线作用于这个晶片的时候 电子就会被推向p区 在p区里电子跟空穴复合 然后就会以光子的形式发出能量 这就是led发光的原理 光的波长 即光的颜色 是由形成p n结的材料决定的 led灯是冷光源 节能效果比节能灯好 同瓦数时比节能灯亮40 左右 示范题1 2015 东营中考 如图所示 将标有 8v8w 的灯泡l1和 8v16w 的灯泡l2接在12v的电路中 闭合开关 不考虑温度对灯丝电阻的影响 下列说法正确的是 a 灯泡l1 l2都能正常发光b 灯泡l1 l2一样亮c 灯泡l2比灯泡l1亮d 灯泡l1比灯泡l2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 串联电路的电流关系 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 根据公式r 分别计算出l1 l2的电阻分别为r1 8 r2 4 两灯串联接在12v的电路中时 电路中的电流i 1a 根据p i2r分别计算出l1 l2的实际功率p1 8w p2 4w 灯泡l1的实际功率与额定功率相同 能正常发光 灯泡l2的实际功率小于额定功率 不能正常发光 故选项a错误 灯泡的亮暗取决于实际功率的大小 因灯泡l1的实际功率较大 所以灯泡l1较亮 故选项b c错误 d正确 示范题2 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 示范题3 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 解答本题时 思考以下问题 1 s2断开 s1接b 电路的连接方式是什么 灯l1两端的电压是多少 能否正常发光 2 s2断开 s1接a 电路的连接方式是什么 灯l2两端的电压能否达到额定电压 怎样判断哪个灯泡更亮一些 3 s2闭合 s1接b 电路的连接方式是什么 灯l1 l2两端的电压是多少 怎样判断哪个灯泡更亮一些 提示 1 电路中只接入灯l1 它两端的电压等于电源电压3v 不能正常发光 2 灯l1 l2串联 根据串联电路分电压 可知每只灯泡两端的电压均小于3v 故灯l2两端的电压不能达到额定电压 根据r 计算出每只灯泡的电阻 再根据串联电路中各处电流相等 由公式p i2r比较每只灯泡消耗的功率大小 进而判断灯泡的亮度 3 灯l1 l2并联 每只灯泡两端的电压均为3v 由公式p 比较每只灯泡消耗的功率大小 进而判断灯泡的亮度 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 等于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 考点2 电功 电功率的计算1 常用公式及适用条件 2 利用电能表测电功和电功率 1 利用电能表计算电能 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 则p 2 在时间t内 转盘转n转 w kw h n是实际的转数 n是电能表标定转数 则p 3 单位选择的对应性 1 w kw h 则p kw t h 2 w j 则p w t s 示范题4 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 示范题5 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 解题指南 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 关键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 关键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 关键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 1000wp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 由示范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答案 1 并联内 2 53 2 备选例题 2014 威海中考 如图所示 电源电压为12v 并且保持不变 滑动变阻器r1的最大阻值为18 r2为12 小灯泡l上标有 6v3w 字样 1 当s闭合 s1 s2都断开时 要使灯泡正常工作 滑动变阻器接入电路中的阻值为多大 2 闭合s s1 s2 调节滑动变阻器 此时电流表示数为2 5a 求通电10min电流通过滑动变阻器做的功是多少 解题关键 解答本题要注意以下关键 关键1 当s闭合 s1 s2都断开时 灯l 滑动变阻器r1串联 当灯泡两端的电压为6v时正常发光 根据串联电路的电压关系求滑动变阻器两端的电压 通过滑动变阻器的电流等于灯泡正常工作时的电流 关键2 电阻r2 滑动变阻器r1并联 滑动变阻器两端的电压等于电源电压 根据并联电路的电流关系求通过滑动变阻器的电流 根据公式w uit求电流所做的电功 解析 1 根据p ui可得灯泡正常发光时的电流灯泡正常发光的电阻当s闭合 s1 s2都断开时 灯l 滑动变阻器r1串联 灯泡正常发光时 电路总电阻滑动变阻器接入电路的电阻r1 r总 rl 24 12 12 2 闭合s s1 s2时 电阻r2 滑动变阻器r1并联通过定值电阻r2的电流i2 通过滑动变阻器的电流为i1 i i2 2 5a 1a 1 5a电流通过滑动变阻器做的功w ui1t 12v 1 5a 600s 10800j答案 1 12 2 10800j 考点3 电功 电功率与电热的综合计算1 电能与电热的关系 2 电热的综合计算 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的计算 i2rt q w pt uit 纯电阻电路 3 明确q与w的比例关系 根据比例关系列出等式 求出未知量 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 导体会有发热的现象 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 电暖气 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 规律方法 解答电学综合计算题的方法分析 1 把握公式的含义和用法 灵活进行运用 电学计算离不开公式 而掌握公式的熟练程度直接关系到解题速度 俗话说 磨刀不误砍柴工 只有把电学公式理解透彻并记 熟 了 做题时方能生出 巧 解来 2 寻找隐含条件 排除解题障碍 电学综合题中的隐含条件 往往包含于物理现象 用电器铭牌 生产生活常识 电学常数以及题目的附图之中 只要我们细心挖掘 总是可以找到的 3 运用数学方法 提高解题能力 解答电学综合计算题 需要应用数学方法 通过建立等量关系进行求解 在电路计算中建立等量关系的思路很多 如串 并联电路的电压 电流 电阻关系 串联电路的电压分配 并联电路的电流分配 电源电压不变 定值电阻阻值不变等 要根据题目的具体情况恰当地进行选择 示范题6 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 r1 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7 2014 山西中考 市场上有一种电热饮水机 如图是饮水机的简化电路图 s是温控开关 r1是调节电阻 其阻值为176 r2是供加热的电阻丝 饮水机的铭牌参数如表所示 求 型号 ysj 66额定电压 220v加热功率 1100w水箱容积 5l频率 50hz 1 若饮水机正常工作的加热效率为90 现将质量为1 5kg 初温为20 的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量是多少 需加热多长时间 已知c水 4 2 103j kg 时间计算结果保留整数 2 当饮水机处于保温状态时 它的保温功率是多少 解题关键 解答本题要注意以下关键 关键1 温控开关s断开时 r1 r2串联 s闭合时 只有r2接入电路中 r1被短路 关键2 利用公式q吸 c水m t t0 计算水吸收的热量 利用公式t 计算加热时间 关键3 利用公式r2 计算加热电阻丝r2的阻值 再利用公式i 求通过r2的电流 关键4 根据公式p i2r计算电阻r2的保温功率 解析 1 水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量q吸 c水m t t0 4 2 103j kg 1 5kg 100 20 5 04 105j电热饮水机把水烧开消耗的电能电热饮水机把水烧开所用的时间 2 加热电阻的阻值 当s断开时 r1与r2串联 电路处于保温状态 则保温时电路中的电流因为r1是调节电阻 电路保温时的功率由r2提供 则此时电路中的保温功率p保 i保2r2 1a 2 44 44w答案 1 5 04 105j509s 2 44w 延伸思考 示范题 中 若在加热状态下 电阻r2产生的热量全部被水吸收 将质量为1 5kg 初温为20 的水在一标准大气压下烧开加热时间为560s 则电路中的实际电压是多少 解析 电水壶的实际功率实际电压u实 答案 199v 备选要点 测量电功率的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 主要有以下几种方法 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为电能表铭牌标注的每消耗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 示范题 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a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b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 解题关键 本题 1 2 3 问考查 伏安法 测量电功率 4 问考查 伏阻法 测量电功率 解答本题时注意以下关键 关键1 连接电路时要 先串后并 注意电压表的量程和滑动变阻器的正确接法 关键2 根据灯泡的发光情况 电表的示数判断电路故障 关键3 根据串联电路的分电压特点 调节滑动变阻器的滑片 小灯泡两端的电压等于额定电压 关键4 伏阻法 测量电功率的关键是怎样正确测算额定电流值 解析 本题考查电功率的测量 1 利用 伏安法 测量小灯泡的电功率时 电压表测灯泡两端电压 电流表测通过小灯泡的电流 滑动变阻器要 一上一下 接入电路中 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通 电路故障是与电压表并联的灯泡断路 使电压表串联在电路中 3 电压表示数为3 0v 小于灯泡额定电压 为使小灯泡两端的电压达到额定电压 应向右移动滑片 增大电路中的电流 使电压表示数等于灯泡额定电压3 8v 由题图乙可知 电流表量程为0 0 6a 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 据此设计电路如图 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 i0 灯泡额定功率p u额i 答案 1 如图甲所示 2 灯泡断路 3 右1 52 4 如图乙所示 见解析 主题一测量小灯泡的电功率 实验原理 p 测量器材 测电压 测电流 ui 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量程 2 连电路 根据设计的电路图连接电路 先将滑动变阻器的滑片置于电阻值 处 3 调节电路 调节滑动变阻器 使小灯泡两端的电压等于 略低于或略高于小灯泡的额定电压 观察小灯泡的亮度 记下电流表 电压表的示数 最大 4 数据分析及现象 5 合理地连接好电路后 闭合开关 无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮 下表给出了电流表 电压表的示数分析如下 小灯泡短路 灯丝断了 滑动变阻器开路 要点探究 1 实验中滑动变阻器的作用有哪些 提示 保护电路 调节小灯泡两端的电压 使小灯泡两端电压略低于 等于或略高于额定电压 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 额定功率为小灯泡在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 淮安中考 在 测量小灯泡的电功率 实验中 选用如下器材 2节干电池 额定电压为2 5v的小灯泡 额定功率小于1w 电流表 电压表 滑动变阻器 20 1a 开关和导线 如图甲所示是小明没有连接完整的电路 1 请你用笔画线代替导线 将电路连接完整 2 正确连接电路或闭合开关 发现电压表有示数 电流表的示数几乎为零 灯泡不发光 导致这一现象的原因可能是 3 排除故障后 小明通过正确的操作 得到多组i u数据 作出如图乙所示的i u图像 由图可知 灯泡两端的电压为2 5v时 通过灯泡的电流为a 灯泡的额定功率为w 灯泡的电阻随电压的增加而 选填 增大 或 减小 导致灯泡电阻变化的主要因素是 4 根据 1 问中连接好的电路 排除 2 问中的故障 移动滑动变阻器的滑片 能否实现灯泡两端的电压从零连续变化到2 5v 答 选填 能 或 不能 其理由是 解析 本题考查测量小灯泡的电功率 1 连接电路时 小灯泡 电流表和滑动变阻器应串联在电路中 由于小灯泡的额定电压为2 5v 额定功率小于1w 则其正常工作时的电流小于i 0 4a 故电流表应选0 0 6a量程 滑动变阻器要 一上一下 各选一个接线柱接入电路中 2 闭合开关后 发现电流表无示数 电压表有示数 说明从电压表的 接线柱分别到电源 极的电路是连通的 所以电路故障可能是小灯泡断路 电压表串联在电路中 造成电路中电流非常小 3 由图像乙可知 当电压为2 5v时 电流为0 26a 此时灯泡正常发光 额定功率p ui 2 5v 0 26a 0 65w 根据图像上对应的数据和公式r 计算可知 灯泡的电阻随电压的增加而增大 导致灯泡电阻变化的主要因素是温度升高 加在灯泡两端的电压越大 灯泡越亮 灯丝的温度也就越高 4 因为灯泡的电阻不为零 无论怎样移动滑动变阻器的滑片 电流都不会为零 则根据u ir知 灯泡两端的电压不可能为零 答案 1 如图所示 2 小灯泡断路 3 0 260 65增大温度升高 4 不能无论滑动变阻器接入电路的电阻多大 灯泡两端的电压都不可能为零 拓展探究 结合 示范案例 探究以下问题 1 多选 某同学连接好电路并检查连接方式无误后 闭合开关 发现灯泡不亮 电压表示数几乎为零 电流表的指针有明显偏转 该同学向右移动滑片 发现灯泡仍然不亮 电压表的示数不变 电流表的示数明显增大 则下列哪种故障可能出现上述现象 a 灯泡开路b 灯泡短路c 滑动变阻器开路d 电压表短路 2 小灯泡正常发光时 灯丝的电阻为 解析 本题考查电功率的测量 1 灯泡不亮 说明灯泡开路或短路 如果灯泡开路 则整个电路开路 电流表应该没有示数 实验中电流表有示数 则说明灯泡不可能开路 灯泡短路时 电压表也被短路 所以电压表的示数为零 电流不通过灯泡 此时电流表测量通过滑动变阻器的电流 且电流随滑动变阻器连入电路阻值的减小而增大 电压表短路同灯泡短路 2 根据图像可知 小灯泡正常发光时 u额 2 5v i 0 26a 所以小灯泡的电阻r 9 6 答案 1 b d 2 9 6 备选例题 1 2014 山西中考 在测量小灯泡电功率的实验中 实验室所提供的器材有 电源 电压恒为6v 额定电压为2 5v 电阻约为10 的小灯泡 电流表 电压表 开关各一个 导线若干 滑动变阻器规格有 10 1a 50 1 5a 两个 1 图甲是小壮连接的部分实物图 请你用笔画线代替导线 将实物图连接完整 2 检查电路连接无误后 将滑动变阻器的滑片置于 选填 a 或 b 端 闭合开关后 小壮立即发现小灯泡发光过亮不能进行实验 为了完成实验 接下来他的操作是 3 小壮改正错误后 闭合开关 改变滑动变阻器的阻值 记下各组对应的电压表和电流表的示数 并绘制如图乙所示的i u图像 根据图像可知小灯泡的额定功率是w 图中从原点到m点再到n点的曲线 反映灯丝的电阻 4 实验中 某同学的小灯泡先由暗变亮 然后发出耀眼的光后被烧坏 为了避免灯丝烧断 请你提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项 解析 本题考查测量小灯泡的电功率 1 连接电路时 小灯泡 电流表和滑动变阻器应串联在电路中 电压表应并联在小灯泡的两端 由于小灯泡的额定电压为2 5v 电阻约为10 则其正常工作时的电流i 0 25a 故电压表应选0 3v量程 电流表应选0 0 6a量程 滑动变阻器要 一上一下 各选一个接线柱接入电路中 2 检查电路连接无误后 应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端 即a端 闭合开关后 小灯泡发光过亮不能进行实验 为了完成实验 应断开开关 换接 50 1 5a 滑动变阻器重新实验 3 由i u图像知 小灯泡在额定电压下的电流i 0 25a 故它的额定功率p额 u额i 2 5v 0 25a 0 625w 图像中的曲线表明电流随电压的增大而增大 但增大相同的电压时 电流增大的幅度逐渐减小 根据r 可判断灯丝的电阻是变化的 随电压的增大灯丝温度升高 其电阻是增大的 4 为了避免灯丝烧断 应缓慢调节滑动变阻器的滑片 使小灯泡两端的电压不超过其额定电压的1 2倍 答案 1 如图所示 2 a断开开关 换接 50 1 5a 滑动变阻器重新实验 3 0 625变化 变大等 4 缓慢调节滑动变阻器的滑片 同时观察电压表的示数 使其不能超过小灯泡额定电压值的1 2倍 2 2014 抚顺中考 如图是 测量小灯泡额定功率 的实验 其中灯泡的额定电压为3 8v 电源电压未知 请你将实验过程补充完整 1 如图甲是实验电路 请你用笔画线代替导线将电路补充完整 并使滑动变阻器连入电路的阻值最大 导线不允许交叉 2 实验过程中的某时刻 电压表的示数如图乙所示 为了测量灯泡的额定功率 应将滑动变阻器的滑片向 选填 左 或 右 端滑动 灯泡正常发光时电流表的示数如图丙 为 a 则灯泡的额定功率为w 3 为了考查同学们的能力 老师拿来了一个已知额定电流为0 2a 但额定电压未知的小灯泡 一个已知阻值为r的电阻和两个开关s1 s2 利用上面的部分器材为同学们设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率 请你将下列实验步骤补充完整 填开关s s1 s2的通断情况 调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 闭合开关s s2 断开s1 选填 适当调节滑动变阻器的滑片 或 保持滑动变阻器的滑片不动 读出电压表的示数为u 灯泡额定功率的表达式为 p 解析 本题考查测量小灯泡的电功率 1 连接电路时 小灯泡 电流表和滑动变阻器应串联在电路中 电压表应并联在小灯泡的两端 由于小灯泡的额定电压为3 8v 故电压表应选0 15v量程 滑动变阻器要 一上一下 各选一个接线柱接入电路中 2 电压表量程为0 15v 由图乙所示可知 电压表的分度值为0 5v 其示数为2 5v 小于灯泡额定电压3 8v 为了测量灯泡的额定功率 应增大电路中的电流 减小滑动变阻器接入电路中的电阻 滑动变阻器选择左下接线柱接入电路中 应向左移动滑动变阻器的滑片 由图丙所示电流表可知 量程为0 0 6a 分度值为0 02a 其示数为0 3a 所以小灯泡的额定功率为p额 u额i 3 8v 0 3a 1 14w 3 已知小灯泡的额定电流 根据p额 u额i额 要测量其额定功率 须测量小灯泡的额定电压 闭合开关s s1 断开s2 调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为0 2a r 闭合开关s s2 断开s1 保持滑动变阻器的滑片不动 读出电压表的示数为u 灯泡额定功率的表达式为p 0 2a u 0 2a r 答案 1 如图所示 2 左0 31 14 3 闭合开关s s1 断开s20 2a r 保持滑动变阻器的滑片不动 0 2a u 0 2a r 主题二探究电流产生的热量与哪些因素有关 实验方法 法 法 实验装置 如图所示 控制变量 转换 实验关键 1 判断电流产生热量的多少 思路 根据温度计示数的变化判断 温度计的示数变化越 说明煤油吸收的热量越多 2 探究电流产生的热量与通电时间是否有关 思路 控制 和 不变 改变 比较电流产生热量的多少 如图甲 大 电阻 电流 通电时间 3 探究电流产生的热量与电流大小是否有关 思路 控制 和 不变 改变 大小 比较电流产生热量的多少 如图甲 4 探究电流产生的热量与电阻大小是否有关 思路 控制 和 不变 改变 大小 比较电流产生热量的多少 如图乙 电阻 通电时间 电流 电流 通电时间 电阻 要点探究 1 为什么向两烧瓶中装入质量相等的煤油 提示 要根据温度的变化推断煤油吸收热量的多少 根据q吸 cm t可知 只有当比热容 质量都相等时 煤油升高的温度越大 才表明煤油吸收的热量越多 所以实验中应该控制两烧瓶中煤油的质量相等 2 实验中被加热的液体为什么选择煤油而不是水 提示 因为煤油的比热容小 吸收一定热量后温度变化大 便于观察比较 3 怎样控制通过两电阻丝的电流相等 提示 根据串联电路中各处电流相等 应将两电阻丝串联接入电路中 示范案例 2015 衡阳中考 为了探究电流产生的热量跟什么因素有关 王军设计了如图所示的甲 乙两种装置 他将两根阻值不同的电阻丝 r1 r2 分别密封在两个完全相同的烧瓶中 并通过短玻璃管与相同的气球相连 两次实验电源电压不变 1 实验中通过的变化来比较电