九年级物理全册 第十五章电功和电热课件 （新版）苏科版

第十五章电功和电热 1 电能表 1 作用 用来测量电路消耗的 2 计量单位及换算 1度 kw h j 3 电能表示数组成 由几位 和一位 组成 4 读数方法 电能表计数器上前后两次读数 就是用户在这一段时间消耗电能的千瓦时数 电能 1 3 6 106 整数 小数 之差 5 电能表的技术参数含义 如图所示 220v 表示电能表适用的 2 5 10 a 2 5a表示 电流 10a是电能表能满足测量准确要求且能长期正常运行的 电流值 1920r kw h 表示用电1kw h电能表转盘转动 转 图中所示电能表读数为 kw h 额定电压 1920 4374 4 基本 最大 2 电功 1 实质 能转化为其他形式能的过程 电流做功的多少 选填 大于 小于 或 等于 消耗电能的多少 2 大小 电功大小与加在用电器两端的 通过的 和 有关 3 计算公式 电 等于 w uit 电压 电流 通电时间 1 物理意义 描述电流做功的 的物理量 2 单位及换算 1kw w 1w mw 3 计算公式 p 快慢 103 103 ui 4 额定功率 额定电压 如图所示 1 额定电压 用电器 时的电压 此灯泡的额定电压是 v 2 额定功率 用电器在 下正常工作时的电功率 此灯泡的额定功率是 w 3 实际功率 用电器 时的电功率 正常工作 220 额定电压 8 5 实际工作 4 实际电压 实际功率 灯泡亮度的关系 亮 暗 正常发光 1 定义 电流通过导体时 能转化为 能的现象 电 内 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 通电时间越 电流产生的热量越多 2 电流 对同一电阻丝 在通电时间相同的情况下 通电电流越 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 电阻越 电流产生的热量越多 长 大 大 3 焦耳定律 1 内容 电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比 跟导体的电阻成 跟通电时间成 2 计算公式 4 应用 制成 如电饭锅 电热壶 电熨斗 电暖器等 平方 正比 正比 q i2rt 电热器 1 家庭电路 1 组成 如图 总开关 熔断器 三线插座 电能表 2 各组成部分作用及连接 进户线 和 它们之间的电压是 如图 用 辨别 当笔尖接触 时 氖管发光 当笔尖接触 时 氖管不发光 电能表 用来显示所消耗的 总开关 控制家庭电路的通断 火线 零线 220v 测电笔 火线 零线 电能 熔断器 当电路中电流 时 熔丝熔断 切断电路 对用电器起到保护作用 三线插座 如图 l接 n接 e与用电器的 相连 接地线 漏电保护器 装在控制插座的 上 当电流流入大地时 它会迅速 电流 起保护作用 过大 零线 火线 金属外壳 总开关 切断 2 安全用电 1 熔丝 材料 由熔点 的铅锑合金制成 它的电阻 作用 当电流 时 达到熔点而熔断 从而切断电路 起到保护作用 当通过熔丝的电流 额定电流时 熔丝正常工作 当电流 额定电流 达到或超过它的熔断电流时 熔丝熔断切断电路 选填 能 或 不能 用铜丝 铁丝等导线代替熔丝 较低 较大 超过一定限度 小于或等于 大于 不能 2 家庭电路中电流过大的原因 运行 发生 短路 超负荷 3 触电形式 如图 甲图是双线触电 构成通路 有电流通过人体 造成触电 乙图是单线触电 构成通路 发生触电 火线 人体 零线 火线 人体 大地 4 安全用电常识 安装用电器要符合规范 a 控制用电器的开关与用电器 后直接接在 上 b 螺口灯泡的灯尾螺旋部分接 触点接 c 家用电器的金属外壳应 d 接大功率的用电器时 一般只在 上接熔断器 防止本来应该绝缘的物体导电 串联 火线 零线 火线 接地 火线 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 5 若把该电暖器接入家庭电路 闭合开关时 熔断器熔断 则原因可能是 参考答案 1 内 2 3 82 09 3 3 6460 5 4 661 2 5 短路或总功率过大 1 电功率的计算 1 p ui是普遍适用的公式 2 结合欧姆定律i 可得这些公式只适用于纯电阻电路中 3 运用进行计算 单位要统一 要对应好 w j t s p w或w kw h t h p kw 2 额定功率与实际功率 1 用电器的p额 u额具有唯一性 对应性 而用电器的p实 u实可以有多个 但具有同体性和同时性 2 进行计算时 一般不考虑温度对电阻的影响 可认为同一用电器 电热器 在不同电压下的电阻是相同的 根据用电器铭牌或者说明书上的额定电压 额定功率计算用电器实际功率的思路是 3 二者的关系 3 灯泡亮度与实际功率 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 额定功率大的灯泡亮 2 灯泡不正常发光 额定电压相同 两灯泡串联 两灯泡并联 3 额定电压 额定功率都不同的灯泡 即 实际功率与额定功率之比为实际电压与额定电压的平方比 拓展延伸 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 典例1 2012 常州中考 小明家电热吹风机的铭牌如表格甲所示 其工作原理如图乙所示 由于使用了多年 吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化 电动机性能仍保持不变 为准确测量氧化电热丝的实际电阻值 小明在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风 发现电能表的转盘6min内转过132圈 电能表规格如图丙所示 问 甲 1 氧化电热丝的实际电阻值是多少 2 为恢复电热吹风机的铭牌功率 应与氧化电热丝串联还是并联一段新电热丝 3 新电热丝的电阻值是多少 思路导引 精讲精析 本题考查电功 电功率计算 1 吹风机6min消耗的电能 w 0 044kw h 1 584 105j吹风机功率 p 电热丝的实际功率 p实 p p电动机 440w 40w 400w氧化电热丝的实际电阻是 2 电热丝原来电阻 r 由于氧化后的电阻大于原来的电阻 故应该并联上一个新电热丝 3 由并联电路的知识得即解得r并 605 答案 1 121 2 并联 3 605 方法归纳 电功率的其他计算公式 1 电路中的总功率 p p1 p2 pn 2 串联电路中 3 并联电路中 4 额定电压相同的用电器 串联时 变式训练 2012 泸州中考 小琳同学在 探究影响电灯亮度的因素 时 用甲 乙两个小灯泡连成如图所示的电路 闭合开关s后 甲 乙两灯均正常发光 但甲灯亮度比乙灯亮度大 下列说法正确的是 a 两灯均正常发光时 甲灯的电阻小于乙灯的电阻b 两灯均正常发光时 甲灯的功率等于乙灯的功率c 若将两灯位置对换 则乙灯亮度比甲灯亮度大d 如果将两灯串联在该电源上 甲灯亮度仍然会大于乙灯亮度 解析 选a 本题考查灯泡亮度与电功率的关系 决定灯泡亮度的物理量是灯泡的实际功率 甲灯亮度比乙灯亮度大 所以甲的实际功率大于乙的实际功率 因为是并联电路 并联电路两端的电压是相等的 根据公式r 可知 甲灯的电阻小于乙灯的电阻 故a正确 由于不知道两灯的额定功率的大小 所以无法确定两灯都正常发光时的功率的大小 故b错误 两灯的位置互换 并没有改变电流 电压及电阻 所以两灯发光的亮度与未换位置前相同 故c错误 当两灯串联时 通过的电流是相等的 根据公式p i2r可知 甲灯的亮度要小于乙灯的亮度 故d错误 1 焦耳定律的应用 主要用来计算电能转化为内能的多少 分纯电阻电路和非纯电阻电路两种 1 纯电阻电路是指电流做功时 电能全部转化为内能的电路 如电熨斗 电饭锅等 2 非纯电阻电路是指电能只有一部分转化为内能 如含有电动机的电路 给蓄电池充电的电路 2 电功与电热的关系 易错警示 uit是电流所做的功 i2rt是电热 在纯电阻电路中 电流所做的功全部用来产生热量 有i2rt uit 在非纯电阻电路中 电热是电流做功的一部分 有i2rt uit 因此 在解答相关问题时 i2rt uit不可混用 要明确二式的含义 典例2 2012 杭州中考 如图 电动机m的线圈电阻为0 50 当s断开时 电流表读数为1a 当s闭合时 电流表读数为3a 问 1 电阻r为多大 2 电动机的机械功率为多大 3 电动机工作2分钟 电动机线圈产生了多少热量 思路导引 精讲精析 本题考查电热的综合计算 1 当s断开时 只有r连入电路中 则 2 当s闭合时 电动机与电阻r并联 则通过电动机的电流为i动 i总 ir 3a 1a 2a电动机将电能转化为内能和机械能 因此p机 p总 p热 ui i2r 10v 2a 2a 2 0 5 18w 3 由焦耳定律可得q i2rt 2a 2 0 5 2 60s 240j答案 1 10 2 18w 3 240j 方法归纳 电热计算时公式的选择 1 纯电阻电路 q i2rt uit 非纯电阻电路 q i2rt 2 在串联电路中 3 在并联电路中 变式训练 2012 无锡中考 某电饭锅设有 加热 和 保温 两挡 其内部简化电路如图所示 当开关s置于 1 挡时 电饭锅处于 选填 加热 或 保温 状态 若电饭锅保温与加热时总功率之比为1 50 则电阻r0和r1的比值为 解析 本题考查电路的分析和电热的计算 开关s置于 1 挡时 r0与r1串联 总电阻较大 根据p 知 总功率较小 为保温状态 开关s置于 2 挡时 r1短路 电路中只有r0 总功率较大 为加热状态 根据p保温 p加热 答案 保温1 49 1 安全用电在元件连接上的体现 1 主要元件连接方法及次序的考查 总闸刀开关要装在电能表之后 用户保险装置之前 电能表 总开关 用户保险装置均需串联在电路中 2 支路开关要与被控元件串联且要接在火线一侧 3 灯泡尾部金属体接火线 螺旋套接零线 4 三线插座接法口诀 左零右火中接地 5 有的大功率的插座 只有一根熔丝 管 这一根熔丝 管 要连接在火线上 2 安全用电常识 1 家庭电路的安装应符合安全用电的要求 2 不用湿手触摸电器 不弄湿用电器 3 保护好用电器的绝缘体 不使火线裸露 4 有金属外壳的家用电器 外壳一定要接地 5 在户外不要靠近高压带电体 在室内不接触低压带电体 6 注意防雷 高大建筑物上要装避雷针 7 防止各种类型的触电事故的发生 拓展延伸 漏电保护器及其参数的意义漏电保护器是由漏电检测 信号放大 执行开关三部分组成 正常用电时 电流从一根导线流入 经过用电器 从另一根导线流出 如果整个线路上没有故障的话 流出的电流应该完全等于流入的电流 当发生漏电时 流出的电流小于流入的电流 两根导线上的电流只要达到一定的差异时 便通过漏电保护器内的电子控制电路放大 推动继电器开关切断电源线上流入的电流 漏电保护器的主要技术参数有 额定漏电动作电流 额定漏电动作时间 额定漏电不动作电流 其他参数还有 电源频率 额定电压 额定电流等 1 额定漏电动作电流 在规定的条件下 使漏电保护器动作的电流值 例如 30ma的保护器 当通入电流值达到30ma时 保护器立即动作断开电源 2 额定漏电动作时间 指从突然施加额定漏电动作电流起 到保护电路被切断为止的时间 例如 30ma 0 1s的保护器 从电流值达到30ma起 到主触头分离止的时间不超过0 1s 3 额定漏电不动作电流 在规定的条件下 漏电保护器不动作的电流值 一般应选漏电动作电流值的二分之一 例如 漏电动作电流30ma的漏电保护器 在电流值达15ma以下时 保护器不应动作 否则因灵敏度太高容易误动作 影响用电设备的正常运行 4 其他参数 如电源频率 额定电压 额定电流等 典例3 2012 内江中考 如图所示 属于安全用电的是 思路导引 明确安全用电的常识是解决本题的关键 1 不用湿手触摸电器 不弄湿用电器 2 人体不同时接触火线和零线 3 不去高压输电线断头落地的区域 以免造成跨步电压触电 精讲精析 选b 本题考查安全用电常识 不能用湿抹布擦没有断开电源的灯泡 以免触电 a选项错 带有金属外壳的电水壶接地 同时在火线上安装熔断器 符合安全用电原则 b选项正确 人分别接触到了火线和零线 此时有电流通过人体 且远远超出安全电流值 c选项错 高压输电线一头落到地上 当人走近时会造成跨步电压触电 d选项错 方法归纳 1 家庭电路中的电线 电能表等通过的电流都有一定的限度 电流超过某个限度就会发生危险 所以在添加大功率用电器时 要通过计算看供电线路和电能表是否满足需要 如果电流可能超过允许通过的最大电流值 就应该更换导线和电能表 2 熔丝的选择 使熔丝的额定电流等于或稍大于电路最大工作电流 i最大 3 家庭电路中必须安装空气开关 熔丝 当电路被保险装置自动切断时 要先找到故障的原因 排除后再恢复供电 变式训练 2013 咸宁中考 在家庭电路中电灯 插座 电视机的连接方式是 选填 串联 或 并联 用电器越多电路中的总电流 选填 越大 或 越小 为了避免导线过热而烧坏 在电路中要 选填 串联 或 并联 熔丝 实际线路中发生接触不良也是很危险的 应尽量避免 如图是两种硬导线与螺钉压按式接线柱接法 箭头方向表示拧紧螺钉的方向 其中不容易造成接触不良的是 选填 甲 或 乙 解析 本题考查家庭电路及安全用电 家庭电路中各个用电器之间是并联的 一方面可以保证独立工作 互不影响 另一方面可以保证实际电压等于额定电压220v 由p ui可知 在u不变时 p越大 i越大 熔丝起保护电路的作用 当电流过大 自身发热 熔断而保护电路 故应串联在电路中 甲图中螺丝拧紧的方向与导线的绕向一致 都是顺时针方向 螺母拧紧 接触性好 乙图中由于绕向与螺母拧紧方向不一致 在拧螺母时易将绕线带出 接触不良 答案 并联越大串联甲 1 常见故障 1 熔丝熔断 空气开关 跳闸 用电器的实际总功率超过电路所能承受的最大功率 短路 火线和零线直接连通 2 火线断路 断路前的火线能使测电笔的氖管发光 断路后的火线不能使测电笔的氖管发光 3 进户线零线断路 所有用电器不工作 断点与火线之间能使氖管发光 从现象上看 插座中的两孔都能使测电笔的氖管发光 实质是 因为零线断了以后 电流从火线通过其他用电器的开关 灯丝 经过零线孔 测电笔流过人体到达大地 使氖管发光 4 灯长明 开关起不到控制作用 开关中的两根线接触在一起 2 判断家庭电路故障的两种方法 1 利用 检验灯 检测 将干路熔丝部分换装为一盏白炽灯 额定电压为220v 将各支路开关逐个闭合 若 检验灯 能正常发光 则可判定该支路发生短路 若 检验灯 发光较暗 则可判断家庭电路正常 2 利用测电笔检测 在检查电路时 能使氖管发光的地方说明此处与火线连接完好 不能使氖管发光的地方说明此处与火线之间有断路 典例4 2012 常州中考 如图所示的家庭照明电路 已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障 电工师傅为查明故障 在熔丝处接入一只 220v40w 的灯泡l0 当只闭合开关s s1时 灯泡l0和l1都呈现暗红色 比正常发光状态暗得多 当只闭合开关s s2时 灯泡l0正常发光 l2不发光 由此可以确定 a l1灯头接线处断路b l1灯头接线处短路c l2灯头接线处断路d l2灯头接线处短路 思路导引 判断故障的依据是题中描述的现象 关键点 1 只闭合s s1时 灯l0与l1串联 总电压为220v l0和l1都呈现暗红色 比正常发光状态暗得多 说明无故障 2 只闭合开关s s2时 灯l0与l2串联 总电压为220v l0正常发光 说明l2没有分压 则l2短路 精讲精析 选d 本题考查家庭电路故障的分析与判断 分析电路图知 仅闭合开关s s1时 灯泡l0与l1串联 两灯的实际电压都小于额定电压 故灯泡都暗红 说明灯泡l1正常 仅闭合开关s s2时 灯泡l0与l2串联 灯泡l0发光正常 说明灯泡l2处相当于导线 故l2出现短路 失误档案 用测电笔判断电路故障时 易出现以下误区 1 测电笔的氖管发光 接触的就一定是火线 2 氖管不发光 接触的一定是零线 变式训练 2012 烟台中考 小明同学想在家里安装一盏照明灯 如图所示是他设计的电路 图中虚线框1和2应连入开关和电灯 则开关应装在方框中 安装完毕后 闭合开关 电灯不亮 用测电笔分别测试a b c点时 测电笔的氖管都发光 则电路的故障为 解析 本题考查家庭电路的安装及常见故障的判断 家庭电路的装配原则是开关控制火线后进入灯泡 故开关应装在 2 方框中 用测电笔测试a b c三点 氖管都发光 说明都与火线连通 即a b c间无断路 而闭合开关灯泡不亮 说明电路中无电流 只能是进户零线断路 答案 2进户零线断路 2011 黄冈中考 小阳闭合开关后 发现电灯不亮 他用测电笔测试图中的a b c d四点 只有d点发光 那么可能发生的故障是 a 电灯灯丝断了b cd之间某处断路c ab之间某处断路d 开关处短路 精讲精析 选b 本题考查家庭电路故障的判断 用测电笔测试图中的a b c d四点 只有d点发光 说明a b c三点没有与火线相通 若电灯灯丝断了 则c点会发光 a b两点不会发光 若ab之间某处断路 b c d点都会发光 a点不发光 若开关处短路 则灯会一直发光 故只有cd之间某处断路 才会只有d点发光 所以选b 1 电能和电功的关系 电功是用电器消耗电能的多少 电流做功的过程 就是消耗电能的过程 电流做了多少功 就消耗多少电能 即消耗了多少电能 电流就做多少功 2 电功的计算 1 公式 w pt uit 是普遍适用的 2 结合欧姆定律i 可得w i2rt 这些公式只适用于纯电阻电路中 3 利用电能表计算电能 w w2 w1 w1 w2是前后两次电能表的示数 w kw h n是实际的转数 m是电能表标定转数 拓展延伸 白炽灯的工作原理电流通过灯丝时产生热量 螺旋状的灯丝不断将热量聚集 使得灯丝处于温度达2000 以上的白炽状态 灯丝一般采用钨丝 熔点约为3000 这时候组成灯丝的原子核外电子会被激发 从而使得其向较高能量的外层跃迁 当电子再次向低能量的电子层跃迁时 多余的能量便以光的形式释放出来 并同时产生热量 故称之为白炽灯 灯丝处于白炽状态时 就像烧红了的铁一样发出光来 为防止极高温度的灯丝被氧化烧断 一般将灯泡里面抽成真空或充入其他惰性气体 理论上灯丝的温度越高 发出的光就越亮 典例 2012 广州中考 小明把两电热棒r1 r2分别通过规格完全相同的两个电能表接到电压恒为220v的照明电路 电能表转盘每转一圈表明消耗电能5000j 如图所示 r1 r2分别把放在相同规格烧杯中初温 质量相同的水加热到80 记录数据如表 1 r1通电100s消耗多少电能 2 r1的电功率多大 3 r1的电阻多大 4 两杯水用于升温所需消耗电能应相同 而根据表中实验数据知道r1与r2消耗的电能不同 请分析是什么原因导致r2消耗的电能比r1的大 思路导引 解答本题应明确以下三点 1 用电器消耗的电能是电能表的实际转数乘以一圈消耗的电能 2 用电器的电功率是消耗的电能与所对应时间的比值 3 r1 r2消耗电能转化为有用的能量相等 但在转化过程中 能量的损失不同 精讲精析 本题考查电能 电功率的相关计算 1 由于电能表转盘每转一圈表明消耗电能5000j 而r1通电100s时电能表的转盘转20圈 则电阻r1消耗的电能w 5000j 20 100000j 2 r1的电功率p 1000w 3 r1的电阻r 48 4 4 r2功率较小 加热较慢 由于加热过程中水会同时汽化吸热 所以加热时间越长 汽化带走的热量越多 所以所需的总能量 电能 就越多 答案 1 100000j 2 1000w 3 48 4 4 r2功率较小 加热较慢 由于加热过程中水会同时汽化吸热 所以加热时间越长 汽化带走的热量越多 所以所需的总能量 电能 就越多 方法归纳 计算电功的其他推导公式 1 电路中的总电功 w总 w1 w2 wn 2 在串联电路中 3 在并联电路中 变式训练 2012 南宁中考 标有 6v6w 的灯泡l1和 6v3w 的灯泡l2串联接入电路中 l1灯丝的阻值是 通过两灯的电流之比为 两灯在相同时间内消耗电能之比为 解析 本题考查电阻 电流 电功的相关计算 灯l1的灯丝电阻 r1 6 灯l2的灯丝电阻 r2 12 由于串联电路中通过各处的电流都相等 故通过两灯的电流之比是1 1 又因为电功 w uit i2rt 所以两灯在相同时间内消耗电能之比为 w1 w2 i2r1t i2r2t r1 r2 6 12 1 2 答案 61 11 2 备选例题 2012 泉州中考 汽车照明大灯的灯泡内 装有两根灯丝 一根是功率大一些的远光灯丝 主要照亮车前较远的路面 另一根是功率较小一些的近光灯丝 主要照亮车前较近的路面 你认为远光灯丝和近光灯丝的连接是联 小亮家汽车照明大灯上标有 12v60w 55w 的字样 在一段回家的路上 一个照明大灯消耗的功率和时间的关系如图所示 则在10分钟内该大灯消耗的电能是j 解析 本题考查电能的计算 由题意可知 两根灯丝工作时互不影响 所以远光灯丝和近光灯丝是并联的 t1 4min 240s t2 6min 360s 由题图可知 w w1 w2 p1t1 p2t2 60w 240s 55w 360s 3 42 104j 答案 并3 42 104 1 实验方法 和 控制变量法 转换法 2 实验电路图 3 实验设计 1 电流做功的多少 通过比较 来判断 2 探究电流做功与电压的关系 思路 控制 不变 改变 故将两灯泡 连接 如图 a 3 探究电流做功与电流的关系 思路 控制 不变 改变 故将两灯泡 连接 如图 b 小灯泡的亮度 电流 电压 串联 电压 电流 并联 4 问题探究 1 实验中怎样探究电流做功与通电时间的关系 参考答案 可以选其中任一小灯泡为研究对象 通电时间越长 转化的光能越多 说明电流做功越多 从而说明电流做功的多少与通电时间有关 2 实验中 滑动变阻器的作用是 提示 实验中 滑动变阻器总是串联接入电路中 因此其作用应是保护电路 参考答案 保护电路 典例1 2012 泰州中考 在做 探究影响电流做功多少的因素 实验时 可以根据灯泡的亮暗程度比较相同时间内电流做功的多少 如图是进行该探究的电路之一 1 提供 2 5v 和 3 8v 两种规格的灯泡若干 则你所选用的灯泡是 2 由如图所示电路 可探究电流做功多少与的关系 3 对于 电流做功多少与通电时间的关系 是否必须通过实验探究来发现 简要说明你的观点 解析 本题考查电功的有关知识 在探究电流做功的影响因素时 考虑到可能有电流 电压 通电时间等因素 那么选择小灯泡时选择规格不一样的便于比较 故选2 5v和3 8v的灯泡各一只 图中电路为两灯泡串联 则通过小灯泡的电流相等 由于两灯泡的规格不同 那么加在灯泡两端的电压不同 电流做功的多少可由生活经验判断 答案 1 2 5v和3 8v的灯泡各一只 2 电压 3 不是 根据我们的生活经验可知 通电时间越长 家用电器消耗的电能越多 延伸探究 结合典例探究以下问题 1 实验中 要探究电流做功多少与电流的关系 应把两灯泡联接入电路中 2 在电流做功的过程中 把能转化为能 因此 实验中是通过观察判定电流做功多少的 解析 1 要探究电流做功多少与电流关系应控制电压和通电时间相同 因此 两灯泡应并联接入电路中 2 灯泡工作过程 把电能转化成了光能 因此可通过观察灯泡亮暗判定电流做功的多少 答案 1 并 2 电光灯泡亮暗 1 实验原理 p ui 2 实验电路图 3 设计实验与步骤 1 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 2 闭合开关 调节滑动变阻器 使小灯泡两端的电压等于小灯泡的 电压 记下电流表 电压表的示数 3 继续调节滑动变阻器 使小灯泡两端的电压略 或略 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 额定 小于 大于 4 问题探究 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 典例2 2013 南京中考 在 测量小电灯功率 的实验中 小电灯的额定电压为2 5v 正常发光时的电阻约为10 1 请你用笔画线代替导线 将图甲中实物电路连接完整 2 连接好电源 闭合开关 小电灯发光 但电压表示数为0 经检查 图中a b c d四根导线有一根断了 则该导线是 填写字母 3 排除故障后 闭合开关 测量小电灯额定功率 移动变阻器的滑片p 眼睛应先注视表的示数 然后读出另一电表示数 当小电灯正常发光时 电流表的示数如图乙所示 则小电灯的额定功率为w 4 在小电灯正常发光时 再将滑片p向b端移动到另一位置 则小电灯的实际功率 选填 大于 小于 或 等于 额定功率 解析 本题考查小电灯电功率的测量 1 题图中滑动变阻器已经连接了下面的接线柱a 所以应将上面的接线柱 c或d 和开关右接线柱连接起来 2 四根导线任意一根断了 电压表示数都为0 小电灯发光 证明a c d三根导线是好的 所以断的导线为b 3 测量小电灯额定功率 移动变阻器滑片时 眼睛应观察电压表示数 使电压表示数为额定电压2 5v 然后读出电流表的示数 图甲中电流表用的0 6a的量程 示数为0 24a 则小电灯的额定功率p ui 2 5v 0 24a 0 6w 4 滑片p向b端移动时变阻器的电阻变大 电路中的电流变小 小电灯两端的电压也减小 所以小电灯的实际功率小于额定功率 答案 1 2 b 3 电压0 6 4 小于 延伸探究 结合典例探究以下问题 1 连接电路时 开关s应断开 防止因电路 选填 短路 或 开路 而损坏仪器 2 连接完实验电路后 闭合开关 发现灯泡不亮 电流表无示数 电压表有示数且接近于电源电压 请你分析电路出现故障的原因 解析 1 连接电路时 开关一定要断开 可以避免电路因为短路而被损坏 起到保护作用 2 在连接完实验电路后 闭合开关 发现灯泡不亮 电流表无示数 电压表有示数且接近于电源电压 这说明灯泡处接线柱松动或者灯丝已经烧断 实质上是电压表串联在了电路中 答案 1 短路 2 小灯泡断路 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 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 利用或计算 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 1 实验方法 法 转换法 控制变量 2 设计实验与制定计划 1 判断电流产生热量的多少 根据 的变化判断 温度计示数的变化越 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 温度计示数 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 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 电阻 通电时间 电流 电流 通电时间 电阻 3 问题探究 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 根据串联电路中的电流相等 应将两电阻丝串联接入电路中 典例3 2012 德州中考 小明利用如图所示的实验装置探究 导体产生的热量与电阻大小的关系 甲 乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油 甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小 1 实验中煤油吸热的多少是通过 选填 温度计示数 或 加热时间 来反映的 2 为了在较短的时间内达到明显的实验效果 小明选用煤油而不用水做实验 是因为煤油的比热容 选填 大于 或 小于 水的比热容 3 通电一定时间后 乙瓶中的温度计示数升高得快 由此得出的实验结论是 4 该实验中用到的研究物理问题的方法是 解析 本题考查导体产生的热量与电阻大小关系的实验探究 1 实验前 甲 乙中的煤油温度相同 在实验过程中 两电热丝放热 煤油吸热 温度升高 故煤油吸热的多少是通过温度计的示数来反映的 2 在吸收相等热量和等质量的情况下 因煤油的比热容小于水的比热容 根据q吸 cm t可知煤油升温比水显著 实验效果明显 3 由题图可知 两电热丝串联 通过的电流及通电时间相等 乙瓶中的温度计示数升高得快 说明乙瓶中电阻较大的镍铬合金丝放热多 故可得出结论 在电流和通电时间 相同时 导体电阻越大 产生的热量越多 4 在该实验中 两电热丝放热的多少通过煤油升温的高低来反映 这是转换法 两电热丝串联 控制电流及通电时间相等 而电阻大小不同 这是控制变量法 答案 1 温度计示数 2 小于 3 在电流和通电时间相同时 导体电阻越大 产生的热量越多 4 控制变量法或转换法 填对一个即可 延伸探究 结合典例探究以下问题 1 如果用该实验装置定量研究电流产生的热量与通电时间的关系 还需要的测量工具是 2 如果用该实验装置探究电流产生的热量与电流大小的关系 应该进行的操作是 解析 本题考查实验探究电流产生的热量与哪些因素有关 1 定量研究电流产生的热量与通电时间的关系 就必须准确测量加热时间 所以还需要秒表来测量通电时间 2 探究电流产生的热量与电流大小的关系 必须保证电阻和通电时间不变 可以选择其中一个电阻丝进行实验 通过调节滑动变阻器来改变电流的大小 答案 1 秒表 2 在保证通电时间和电阻相同的情况下 温度计的示数恢复原来的温度后 调节滑动变阻器改变电流的大小 观察甲 或乙 瓶内温度计的示数 比较两次实验中温度计的示数变化的大小 1 下列家用电器中 主要将电能转化为机械能的是 a 微波炉b 电熨斗c 电风扇d 电视机 解析 选c 本题考查能量的转化 将电能转化为机械能主要是指用电器用电能来做机械功 因此电风扇符合 微波炉利用了电产生微波 电熨斗将电能转化为内能 电视机主要将电能转化为声能和光能 2 下列关于电功率的说法中正确的是 a 电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量b 一定时间内 实际电功率大的用电器消耗的电能多c 消耗电能快的用电器功率不一定大d 电流做功快的用电器 消耗电能就多 解析 选b 本题考查对电功率的理解 电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量 故a c错 根据w pt 用电器消耗电能的多少跟电功率和通电时间有关 故b对 d错 3 清华大学的虞昊教授致力于第三代照明技术 led灯的普及工作 led灯的能耗小 造价低廉 使用寿命长 虞昊自制的led台灯 用电压为6v的电源供电 正常工作电流为300ma 那么 此led台灯正常工作时的功率为 a 1 8wb 18wc 180wd 1800w 解析 选a 本题考查电功率的计算 i 300ma 0 3a p ui 6v 0 3a 1 8w 4 如图所示 手电筒中的电流为0 5a 电源为三节干电池 则该手电筒小灯泡的功率最接近 a 0 25wb 0 75wc 2 25wd 9 00w 解析 选c 本题考查电功率的估算 电源为三节干电池 故电压是4 5v 电流为0 5a 则小灯泡的电功率是w ui 4 5v 0 5a 2 25w 故选c 5 在 探究焦耳定律 的实验中 为了找出电流做功产生的热量与电阻的关系 必须同时保持 a 电阻相等和电流相等b 电阻相等和通电时间相等c 通电时间相等和电流相等d 电阻相等 通电时间相等 电流相等 解析 选c 本题考查焦耳定律实验中的研究方法 控制变量法 电流做功产生的热量与电流 电阻和通电时间有关 在研究电热与电阻的关系时 应保持电流和通电时间相同 故选c 6 用测电笔可以辨别火线和零线 在如图所示的三种方法中 错误的是 a 甲b 乙c 丙d 都错了 解析 选a 本题考查测电笔的使用 火线 零线通过金属笔卡 人体和大地相连 通过氖管是否发光来判断是火线还是零线 因此手必须接触金属笔卡 7 小刚家安装了新感应式电能表 一个月后此表的示数如图所示 这个月他家用电kw h 小刚家最多能接入总功率为w的用电器 解析 本题考查电能表的使用 电能表表盘示数的最后一位是小数 由题图可知 表盘示数是65 2kw h 了解电能表中的数据 220v 额定电压是220v 20a 电能表通过20a左右电流时 测量最准确 根据p ui 可计算出允许接入的最大功率p ui 220v 20a 4400w 答案 65 24400 8 如图所示是测量标有 2 5v0 3a 字样的小灯泡电功率实验 闭合开关 灯泡较暗 为了测出灯泡的额定功率须向 选填 左 或 右 端移动滑片p 使电压表示数为v 解析 本题考查测小灯泡功率的实验探究 灯泡较暗说明电路中的电流小 在灯泡上的电压小于2 5v 故滑动变阻器接入电路中的电阻要变小 所以滑片向右移 并使电压表的示数为2 5v 答案 右2 5 9 如图所示是一个家庭电路中常用的五线插座 其中a孔应接线 b孔应接线 c孔应接线 解析 本题考查插座的连线 两线插座接线的原则是 左零右火 三线插座上面的一孔要接地线 下面的两孔也是 左零右火 的原则 答案 火零地 10 如图所示的家庭电路中 连接有错误的地方是 和 选填元件序号 解析 本题考查家庭电路元件的连接 总开关和熔丝的位置接反了 在换熔丝时无法与电源断开 总开关装倒了 拉起的刀片会由于重力作用自动跌落而接通电路 容易造成事故 插座在电路中应并联 而插座2串联在零线上 答案 12 11 一只电烙铁的规格为 220v110w 请回答下列问题 1 该电烙铁正常工作的电流为多少 2 该电烙铁的电阻为多少 3 在额定电压下通电10min产生多少热量 解析 本题考查有关电功率 热量的计算 1 电烙铁正常工作的电流 2 电烙铁的电阻r 或 3 产生热量q w pt 110w 10 60s 6 6 104j答案 1 0 5a 2 440 3 6 6 104j 1 2012 临沂中考 如图所示的几种用电器工作时 以电能转化成内能为应用目的的是 解析 选d 本题考查电能和其他形式能的转化 电视机有电流通过时发光 发声 电能转化为声能和光能 故a选项错 电动自行车和抽油烟机的电动机有电流通过时转动 电能转化为机械能 故b c选项错 电烤箱通过电流时发热 电能转化为内能 故d选项正确 2 2013 泰州中考 如图是安装在潜水器上的深度表的电路简图 其中 显示器由电流表改装 压力传感器的电阻随所受压力的增大而减小 电源电压不变 r0是定值电阻 在潜水器下潜过程中 电路中有关物理量的变化情况是 a 通过显示器的电流减小b r0两端的电压增大c 传感器两端的电压增大d 电路的总功率减小 解析 选b 本题综合考查电学知识 分析电路可知 电阻r0与压力传感器及显示器是串联的 当潜水器下潜时 压力传感器受到的压力越大 其电阻是越来越小 整个电路总电压恒定 因此根据欧姆定律可知 显示器即电流表示数会增大 电阻r0两端电压会增大 根据串联电路的电压关系可知 传感器两端的电压会减小 又因为电路的总电压恒定 所以根据p ui可知 当电路中电流增大时 电路的总功率也变大 3 2012 淮安中考 如图所示的电路 开关s闭合后 滑动变阻器滑片p向右滑动的过程中 有关电流表 电压表的读数以及灯泡亮度的变化 下列说法中正确的是 a 电流表的读数变大 电压表的读数变小 灯泡变暗b 电流表的读数变小 电压表的读数变大 灯泡变亮c 电流表 电压表的读数都变小 灯泡变暗d 电流表 电压表的读数都变大 灯泡变亮 解析 选c 本题考查动态电路的分析 滑动变阻器滑片p向右滑动 变阻器连入的阻值变大 因为灯泡与变阻器串联 所以电路中的总电阻变大 电路的总电压恒定不变 根据欧姆定律可知电路中电流变小 所以电流表示数变小 根据分压规律可知 变阻器分压变大 所以灯泡分压变小 故电压表示数变小 再根据电功率公式p ui可知 灯泡的实际功率变小 所以灯泡变暗 4 2012 鸡西中考 标有 6v6w 3v3w 的灯l1和l2 假设灯丝电阻不变 若将它们并联接在某电源上 两灯都发光 下列说法正确的是 a 灯l1比灯l2亮b 灯l1 l2的实际功率之比为2 1c 电源电压为3v时 灯l2正常发光d 电源电压为9v时 灯l1 l2都正常发光 解析 选c 本题考查电功率的计算 灯l1和l2的电阻分别为 将它们并联接在某电源上时 电压相等 则灯l1 l2的实际功率之比 p 1 p 2 故灯l1比灯l2暗 a b错 电源电压为3v时 灯l2的电压为额定电压 能正常发光 c正确 电源电压为9v时 灯l1 l2的电压均为9v 均超过两灯的额定电压 故两灯均不能正常发光 d错 5 2013 盐城中考 家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备 家庭电路漏电时 通过火线与零线的电流不相等 漏电保护器中有一特殊装置 在图中虚线框内 未画出 检测到这一差异后 便切断电源 起到保护作用 漏电保护器中还有试验电路 由一只开关s与电阻r组成 闭合开关s就能模拟漏电情形 试验电路的连接符合要求的是 解析 选c 本题考查家庭安全用电 a图和b图都会引起电路短路 通过火线与零线的电流都很大而且相等 从而使漏电保护器不发挥作用 是错误的 c图中 开关s闭合后 通过电阻r的电流就相当于漏电电流 此时漏电保护器切断电源 保证电路安全 c正确 d图中 电阻r两端都接在火线上 没有电流通过 无法进行试验检测 d错误 6 2012 宜昌中考 某同学在家中更换台灯的灯泡时 先将一只灯泡插入灯座 灯泡正常发光 再将另一只灯泡插入该灯座的一瞬间 灯泡接口冒出火花 同时家中停电 熔丝烧断 其原因是 a 灯座短路b 灯座断路c 灯丝断路d 灯泡的接头短路 解析 选d 本题考查家庭用电中的故障分析与判断 熔丝烧断 说明电路中出现短路现象 灯泡接口冒出火花 进一步证明是灯泡的接头短路 故选d 7 2012 江西中考 江西省居民生活用电试行阶梯电价听证方案 每月耗电第一档电量为150度及以内 维持现行价格不变 即每度电0 6元 第二档电量为151度至280度 每度电0 65元 小袁家上月初和上月底电能表的示数如图所示 则她家上月用电为kw h 如据此听证方案计算 她家上个月电费要比原来多付元 解析 本题考查家用电能表的读数 用户在一段时间内消耗的电能等于计数器前后两次读数之差 小袁家上月用电6327 1kw h 6112 1kw h 215kw h 需要多付的电费是 215kw h 150kw h 0 05元 kw h 3 25元 答案 2153 25 8 2013 连云港中考 如图所示为某款电吹风的内部电路图 正常工作时电热丝的电阻r 44 通过其电流为5a 电动机工作时主要将电能转化为能 若电吹风吹热风时的总功率为1200w 则吹冷风时的总功率为w 解析 本题考查电功率的计算 电动机工作时 消耗了电能 转化为机械能 当两个开关都闭合时 电吹风吹热风 此时电动机与r并联 总功率为则pm 100w 当只闭合开关s1时 电吹风吹冷风 此时电路中只有电动机 总功率即为电动机的功率pm 100w 答案 机械100 9 2012 绥化中考 如图所示是家庭电路的一部分 其中 选填 a b 或 c 是火线 ab两根电线之间的电压是v 解析 本题考查家庭电路的连接 在家庭电路中 开关应控制火线 即开关接在用电器和火线之间 所以a为火线 b为零线 c为地线 火线和零线间的电压为220v 答案 a220 10 2012 丹东中考 图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图 图乙是其控制的电路 其中s1为旋钮开关 单独控制台灯的通断和亮度 s2为单独控制电视插座的开关 请在图乙中将电路图连接完整 要求符合安全用电原则 解析 本题考查家庭电路的连接 火线先进开关 然后接入灯泡 而零线直接接入灯泡 开关s2应与插座串联 开关接火线 电视插座直接接零线 答案 如图所示 易错警示 1 三线插座的接线原则 上地左零右火 且接地良好 两孔插座的接线原则 左零右火 2 控制灯泡的开关必须串联接在火线和灯泡之间 且火线接螺丝口灯顶部 零线接螺旋套 3 三线插头决不允许插在两孔插座中 勉强使用 4 测电笔中的高电阻决不允许用其他导体代替 11 2012 包头中考 用如图所示的实验装置探究 电流通过导体产生的热量与电阻的关系 1 实验中通过观察来比较电流产生的热量的多少 2 为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少 甲 乙两瓶中要装入 的同种液体 3 为达到实验目的 选用的两电阻丝的阻值不能 4 实验结论是 5 该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与的关系 解析 本题考查