人教版初三物理第18讲：电学综合（学生版）

电学综合_ _ _ _ _ _1电路的动态分析 2探究用电器的电功率实验3测电阻实验4电功率的测量5焦耳定律 一、电阻的串联和并联电路规律的比较串联电路并联电路电流特点串联电路中各处电流相等并联电路的总电流等于各支路电流之和电压特点串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和并联电路中，各支路两端的电压相等电阻特点串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和分配特点串联电路中，电压的分配与电阻成正比并联电路中，电流的分配与电阻成反比功率特点串联电路和并联电路的总功率，都等于各部分电路功率之和二、有关电功、电功率的公式及其适用范围：电功电功率公式的适用范围普遍适用普遍适用只适用于纯电阻电路（只含电阻的电路）只适用于纯电阻电路用电器的额定功率和实际功率额定电压： 。额定功率： 。额定电流： 。三、串并联电路P实与R大小的关系项目串联电路并联电路P实与R的关系串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大灯泡发光亮度实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变四、串并联电路中电功、电功率、电热与电阻的关系物理量串联并联电功电功率电热比例关系在串联电路中，电压分配、电功、电功率、电热都与电阻成正比在并联电路中，电流分配、电功、电功率、电热都与电阻成反比题型一：电路的动态分析例1（2015海淀区一模）如图所示电路中，电源两端电压保持不变闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动一段距离，电压表V1、V2示数的变化量分别为U1、U2，电流表示数的变化量为I（本题变化量是指后来电表的示数减去原来的示数）不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列判断中正确的是（） AU10，U20，I0 BU10，U20，I0CU10，U20，I0 DU10，U20，I0例2（2015西城区一模）物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路，如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度变化的曲线如图乙所示，R0为定值电阻，电源两端电压保持不变当有害尾气浓度增大时，则下列判断中正确的是（）A电压表示数变大，电流表示数变小 B电压表示数变大，电流表示数变大C电压表示数变小，电流表示数变小 D电压表示数变小，电流表示数变大题型二：伏安法测电阻的探究实验例3（2015海淀区二模） 小明想利用一块电压表和已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值小明选择了满足实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图所示（1）请你在图中只添加一根导线完成实验电路的连接（2）请补全实验步骤：断开S1、S2、S3，按如图连接好电路后，将滑动变阻器的滑片P调至最左端；调节滑动变阻器至合适阻值，断开S3，闭合S1、S2，将此事电压表的示数U1记录在表格中，断开开关S1；保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关 ，闭合开关 ，将此时电压表的示数U2记录在表格中，断开开关S1（3）请你用U1、U2和R0表示出Rx= 题型三：电功率的测量例4（2015海淀区一模）在测定小灯泡的额定电功率时，所用器材有：电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干（1）用笔画线代替导线，将如图甲的实物电路连接完整（2）连接电路时，滑动变阻器R的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）（3）闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为2.5V时，观察到电流表示数如图乙所示，此时电流为 A（4）小灯泡的额定功率是 W题型四：焦耳定律例5（2015房山区一模）为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，某同学采用了如图所示的实验装置，其中R1R2 （1）实验中通过观察 来比较电流产生热量的多少；（2）闭合开关通电一段时间，乙瓶内煤油温度上升较高由此可知，在通电时间相同，电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越 （填“多”或“少”）（3）就这一实验而言，下列两种认识中正确的是 （选填“A”或“B”）A该实验能够得出焦耳定律B该实验只能初步知道电流越大、电阻越大、通电时间越长产生的热量越多题型五：探究用电器的电功率实验例6（2015顺义区一模）实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个，电阻箱一个，滑动变阻器一个，已调零的电流表、电压表各一块，一个开关，导线若干请用上述实验器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与电阻的关系为P=kR（k为常量）”请你（1）画出实验电路图； （2）写出实验步骤；（3）画出实验数据记录表（要求：在实验过程中不能拆卸电路）基础演练1在国际单位制中，电功率的单位是（ ）A安培（A） B伏特（V） C瓦特（W） D焦耳（J）2下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）A电风扇 B笔记本电脑 C电冰箱 D电水壶3下列说法中正确的是（ ）A用电器两端电压越大，通过用电器的电流做功就越快B电功率是表示电流做功快慢的物理量C用电器的电功率越大，做功就越多D用电器的额定功率越大，消耗的电能就越多4图3所示电路中，电源两端电压保持不变，闭合开关S，电流表，电压表具有示数；现同时闭合S、S1，下列说法中正确的是A电压表的示数变大 B电流表的示数不变C电路的总电阻变大 D电路的总功率变大5图4所示的四个电路中，两端的电压U相同且保持不变，一直电阻R1和R2的阻值大小关系为R1R2。在这四个电路中，消耗总功率最小的是6小明按照图5所示的电路图连接电路，闭合开关S侯，发现两只灯泡都不亮，且电流表、电压表的示数均为零。若电路中只有一处故障，则这个故障可能是 （ ）A灯泡L1短路 B灯泡L1断路 C灯泡L2断路 D灯泡L2短路光S图4R0AVR0S图1L1L27如图1所示的电路中，将开关S闭合，灯L1和灯L2均发光，则下列说法中正确的是 （ ）A灯L1和灯L2串联 B灯L1比灯L2明亮C通过灯L1和灯L2的电流一定相等 D灯L1和灯L2两端的电压一定相等8对于1kWh电能的作用，下列说法中正确的是： （ ）A能使笔记本电脑工作约3分钟 B能使洗衣机工作约3小时 C能使笔记本电脑工作约3小时 D能使洗衣机工作约30小时 9某定值电阻两端的电压是4V时通过它的电流是0.8A，如果该电阻两端的电压增加2V，则该导体的电阻和通过它的电流是：（ ）A3.2，0.4A B3.2，6.4A C5，0.2A D5，1.2 A10光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，将光敏电阻 R、定值电阻 R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图4所示的电路。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，观察电表示数的变化情况应该是： （ ）A电流表和电压表示数均变小 B电流表和电压表示数均变大C电流表示数变小，电压表示数变大 D电流表示数变大，电压表示数变小巩固提高1在图6所示电路中，定值电阻Ro=10，滑动变阻器R的最大阻值为50，电源两端的电压恒为6V闭合开关S，滑动变阻器的划片P从a端移到b端的过程中，通过定值电阻的电流变化范围是（ ）A00.72A B0.1A0.6A C0.1A0.5A D0.5A0.6A2把一直灯泡接到某电压不变的电源两端，灯泡的功率为100W。将一个电阻R与这只灯泡串联后接到同一电源两端，灯泡的功率为81W，设灯丝电阻不变，则电阻R的功率是（ ）A9W B19W C.27W D50W3图7所示电路中，电源两端电压与灯丝电阻保持不变，灯泡,的规格分别是“6V,3W”和“4V,4W”.只闭合开关,将滑动变阻器的滑片滑至中点时，电压表的示数为,的电功率为;只关闭开关,将滑动变阻器的滑片滑至B端时，电压表的示数为,.下列说法正确的是（ ）A开关都闭合，将滑动变阻器的滑片滑致B端时，电阻器的总功率为19P1B开关都闭合，将滑动变阻器的滑片滑致B端时，L1和L2的电功率之比为3:1C只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片滑致B端时，电路的总功率为3 P1D只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片滑致B端时，L2的电功率为0.5P14很多家用电器都有待机功能，比如，电视机可以用遥控器关机而不必断开电源。这一功能虽然给人们带来了方便，但电器在待机状态下仍然或消耗电能。小明家电视机在待机状态下的功率为0.002KW,每天平均待机时间为20h，那么这台电视机每天待机共消耗 点度。5如图9，滑动变阻器滑片P从A端滑到B端的过程中，电路中部分物理量的变化规律分别如图乙丙所示关系图线，图乙为变阻器电功率与电压表示数的关系图线，图丙为变阻器的电功率与电路的总功率之比随变阻器接入电路电阻的关系图线。已知的阻值待遇变阻器的最大阻值，当变阻器的阻值等于时，变阻器的最大功率最大，则滑动变阻器滑片移动到B端是，滑动变阻器的电功率是 W.（电源两端电压不变）。6图15是通过电阻R的电流I随电阻两端电压U的变化图线，请根据图线计算，当定值电阻两端电压为4V时，其电功率P为 W。7图16甲是小强同学做“测量小灯泡发光的电阻”的实验电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V（1）要求滑动变阻器向右滑动，小灯泡变亮，请你用笔代替导线，帮他在图16甲中完成实验电路图的连接。（2）小强调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V，电压表的示数如图16乙所示，则小灯泡正常发光的阻值为。8实验小组的同学为了探究影响电流通过导体产热因素，提出一下猜想：电流通过导体导体产热可能与电流大小有关，备有两个相同的烧瓶，瓶中装有质量相等的煤油，两个带有橡皮胶塞的规格相同的温度计，三个规格相同的滑动变阻器，四根电阻丝，（R1R2 R3=R4）,以及电源、开关、导线等。实验小组的同学根据现有的实验器材，分别涉及了如图甲乙的两个实验方案（1）甲方案中，闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是 温度计。（2）乙方案要探究的是电流通过导体产热的多少跟 的关系。9一个实验小组在研究定值电阻R的电功率与通过它的电流的关系时，记录的实验数据如下表所示。表中I为通过电阻R的电流，请根据表中数据归纳电功率P与电流I的关系：在的条件下，P=。I/AP/W10实验桌上又如下实验器材：一个满足实验要求的电源（电源两端电压值符合实验要求且保持不变），阻值已知的定值电阻一个，电阻箱（电路图符号）一个，滑动变阻器一个，已调零的电流表一块、电压表两块，开关一个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“在R1与R2串联的电路中，如果R1的电阻值和通过它的电流保持不变，则电阻R1与R2消耗的总功率P与电阻R2消耗的功率P2的关系为P=P2+b（b为一个不变量）”。请画出实验电路图；写出实验步骤；画出实验数据记录表。11图19所示电源两端电压U=6V保持保持不变。闭合开关S，电流表示数为0.3A。已知电阻R2的阻值为10。求：（1）电阻R1的阻值；（2）电阻R2在10s内消耗的电能；（3）电路消耗电能的总功率。12图20是家庭装修用的加热与搅拌一体化搅拌器的简易工作原理电路图。工作时，先在室温下把某种液体放入容器中，只闭合温控开关S1，电热丝R1对液体加热，R1=22.当液体达到既定温度时，温控开关S1断开，温控开关S2接通，电动机与保温电热丝R2同时正常工作，加入固体粉末，对容器中的液体搅拌并保持温度液体不变。为保持容器内液体的温度不变，电流通过R2向液体释放热量，已知电动机铭牌上标有“220V 5A”字样，S1断开，S2闭合时搅拌器总功率1200W。忽略温度对电阻的影响。求：（1）只闭合温控开关S1时，电路正常工作5分钟，电热丝R1产生的热量；（2）保温电热丝R2的阻值。1在国际单位单位制中，电阻的单位是（ ）A安培(A) B欧姆() C伏特(V) D瓦特(W)14在家庭电路中正常使用的额定功率为800W的电炉丝因使用不慎断掉一截,如果从材料、长度和额定电压均相等的额定功率为500W的电炉丝上截取一段，将800W电炉丝的残缺部分补接使其恢复原长（不计接头处电阻的变化），再接入原电路中使用，则它的实际发热功率（ ）A小于800W B等于800W C大于800W D缺少条件，无法判断22热熔胶在室温下为固体，加热变为较强粘性的液体，冷却后，将牵固地粘在一起，图10是热熔胶枪的外形，在枪嘴内有电热丝，电热丝的电阻是1000，当通过的电流是0.2A时，10s产生的热量是 J。31图18是小乔和小丽在做“探究电流与电压和电阻的关系”的实验电路图。 （1）在探究“电流与电压的关系”时，选择的研究对象是定值电阻R 而不是小灯泡，理由是： ； （2）在探究“电流与电阻的关系”时，所选定值电阻R的阻值分别为5、10、和20，并按下列步骤进行实验： 将5的电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V，记下电流表的示数I，断开开关S；用10的电阻替换5的电阻接入电路，闭合闭合开关S， ，记下电流表的示数I，断开开关S；用20的电阻替换10的电阻接入电路，闭合闭合开关S，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表的示数大于3V，实验无法进行下去。请写出一种解决问题的方法： 。32图19是测量额定电压为2.5V小小灯泡电功率的实验连接图。 （1）用笔画线完成图19的实物电路连接； （2）小明正确连接好电路，闭闭合开关S后，发现灯不亮，电流表无示数，而电压表指针有明显偏转。他应该检查 处是否发生断路；（选填：“电流表”、“小灯泡”或“滑动变阻器”） （3）排除故障后闭合开关S，发现小灯泡仍不亮，但电压表和电流表均有示数，请你判断小灯泡不亮的原因： 。 （4）小明继续实验，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图20所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （5）小阳在做此实验时，所有器材均满足实验要求，电路连接正确且完好，闭合开关S，当他快速调节滑动变阻器的滑片时发现小灯泡“一闪”就烧了，请指出小阳的错误之处： 。33圆圆同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图21所示的实验装置，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。（1）实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少；（2）甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系，通过一段时间， 容器中电流产生的热量较多；（选填“a”或“b”）来源:Z。xx。k.Com（3）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系，通过一段时间， 容器中电流产生的热量多。（选填“c”或“d”）34小阳利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。小阳选择了满足要求的器材，并连接了部分实验电路如图22所示。要求：闭合开关S1,断开开关S2，电压表示数为U1；闭合开关S1、S2，电压表示数为U2。 （1）请你根据要求完成图22所示的实验电路的连接； （2）请你用U1、U2和R0表示Rx，Rx= 。35小磊同学学习了电阻的知识后,知道电阻大小由导体的长度、横截面积和材料决定，他想探究电阻大小和导体的长度是什么关系，选择了材料和横截面积都相同，而长度不同的一些金属丝，在相同条件下测出了这些金属丝的电阻，记录在表中，分析表中数据可得出电阻大小与长度的关系式：R= 。L/cm304050607080R/37冬天到了，小阳家在洗手间里安装了图23甲所示的某款电热水龙头，即开即热、冷热兼用。图23乙是它的简化工作原理图，R1、R2为阻值不变的电热丝。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换，当开关置于1时，水龙头放出冷水。请完成下列问题：（1）当开关置于2时，水龙头放出的水是温水还是热水？（2）由于电热水龙头的铭牌被遮挡住了，为了测出它放热水时的功率，关闭家中其它用电器，在水龙头放热水时，正常工作12s，小阳观察到标有“300r/（Kwh）”字样的电能表转盘转过了40转，求放热水的功率P热；来源:Z,xx,k.Com （3）已知电热丝电阻R1:R2=1:1，如果小阳家每天使用电热水龙头30min，对么用温水比用热水一个月（按30天计算）可以节约多少电能。_1如图1所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）2下列说法中，正确的是（ ）A通过导体的电流越小，导体的电阻越大B导体两端的电压为零时，因没有电流通过导体，所以导体电阻为零C用电器正常工作时消耗电能越多，用电器额定功率越大D家中同时使用的用电器越多，家庭电路中总电流越大图6A1VA2LSRP 3如图6所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（ ）A电压表V示数变大，电流表A2示数变小B电流表A1示数变小，灯泡L亮度变暗C电压表V示数与电流表A2示数的比值变小D电流表A1示数与电流表A2示数的差值不变4如图7所示的电路中，当开关S闭合后，灯L1不亮，L2亮，电压表有示数，则下列判断中正确SL2L1图7的是（ ）A灯L1与L2并联，L1的灯丝断了B灯L1与L2并联，L1被短路了C灯L1与L2串联，L1的灯丝断了D灯L1与L2串联，L1的实际功率比L2的小很多5如图8所示，电源电压恒为8V，电压表量程为03V，滑动变阻器的规格为“20 1A”灯泡L标有“6V 3W”字样。若闭合开关S，两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定电压，忽略灯泡电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）图8VLASP RA电流表的量程应选03AB电压表示数的变化范围03VC滑动变阻器的阻值变化范围47.2D滑动变阻器的的最大功率为1W6将标有“2.5V 0.3A”字样的灯泡甲和“3.8V 0.3A”字样的灯泡乙，分别串联或并联后，接在电压为2.5V的电源两端，忽略温度对灯电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）A串联时，两灯都能正常发光 B串联时，乙灯比甲灯更亮C并联时，通过两灯的电流相等 D并联时，甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大72kWh的电能可供一盏标有“220V 40W”的白炽灯正常工作 h。8两个定值电阻串联后接在电压恒定的电源两端，在一定时间内甲电阻产生的热量为2Q，乙电阻产生的热量为4Q；若只将甲、乙电阻并联接在该电源两端，在相同时间内甲、乙电阻产生的总热量为 。9图9甲所示是标有“3.8V 1.2W”的灯泡L中的电流随着它的两端电压的变化关系图象，将此灯泡接入图9乙所示的电路中，只闭合开关S时，灯泡的功率为0.9W。将滑动变阻器滑片P移至变阻器中点，再闭合开关S1，电流表示数变化了0.2A。当两个开关S、S1都闭合时，合理调节变阻器R的阻值，电路消耗功率的最小值为 W。图9甲U/VI/A1234500.1乙ASLS1RP 图14甲甲乙乙10小岩利用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。实验过程中，与小灯泡并联的电压表的示数如图14甲所示，与小灯泡串联的电流表的示数如图14乙所示，则电压表的示数为 V，电流表的示数为 A，此时所测量的小灯泡的电功率为 W。11小明在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”时，设计了如图17所示的甲、乙实验装置，将电阻丝R1、R2分别密封在两个装有相等质量煤油的相同烧瓶中，已知R1R2，电源电压相同且保持不变。则：（1）实验中电流通过导体产生热量的多少是通过的多少体现出来的。（2）甲装置可探究电流通过导体产生的热量是否与有关。（3）比较内a，c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关。图17甲R1R2ab乙