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1、1从测算家庭民费说起第三节测量电功率一、测量:测电功率r I、伏安法测灯泡的额定功率:原理:选择和连接实物时须注意:电源:其电压高于灯泡的额定电压滑 动 变 阻 器 : 接 入 电 路 时 要 变 阻 , 且 调 到 最 大 值 。 根 据 能 否 调 到 灯 泡 的 额 定 电 压 选 择 滑 动 变 阻 器 。电压表: r 并联在灯泡的两端“ +”接线柱流入,“-”接线柱流岀。根据额定电压选择电压表量程。电流表:V 串联在电路里“ + ”接线柱流入,“一”接线柱流出。根据 1额=P额/U额或 1额=U额/R 选择量程。 n 测量家用电器的电功率:器材:电能表 秒表 原理:p=w/t考点一:
2、测电功率1、测小灯泡的电功率, 实验原理: _ 实验器材: _ 电路图:(在右方框中画出)实验中滑动变阻器的作用是 _,连接电路时开关应 _,开关闭合之前应把滑动变阻器调至 _ 在测小灯泡的额定功率时调节滑动变阻器是为了 _.点评:本题考查了测灯泡电功率的实验原理、器材、电路图、滑动变阻器的作用、实验的注意事项等问题, 考查的知识点较多,是测灯泡电功率的常考内容,一定要掌握;本题难度不大,是一道基础题.2、如图 1 是测小灯泡功率的实验电路图小灯泡正常工作时,两电表的示数如图2 所示,则下列说法中不正确的是()图1图2A .小灯泡的额定电压是 2.4VB .小灯泡的额定功率为 0.72WC 连
3、接电路时,开关应断开,并将变阻器阻值调至最大值D.滑片 P 向 b 端滑动,则小灯泡的实际功率将变大点评:分析清楚电路结构、会对电表正确读数、熟练应用串联电路特点、电功率公式即可正确解题.3、在做 探究小灯泡功率”的实验中,小明按下图连接好电路,闭合电路后,发现无论怎样调节滑动变阻器, 小灯泡都不亮,电流表、电压表均无示数.下列对故障原因的猜测不正确的是()A .电灯泡处出现短路,电路其它地方完好B .电流表处出现断路,电路其它地方完好C .滑动变阻器出现断路,电路其它地方完好D .连接电源处出现断路,电路其它地方完好P=UI电路图:2点评:本题考查了电路故障的判断,这是我们常考的内容,也是中
4、考重点考查的内容;平时学习时要注意多总结,多积累.4、( 2012?荆门)某学习小组在测定小灯泡的电功率”的实验中,电源由三节新干电池串联组成,小灯泡额定电压为 2.5V、电阻约为 10Q.甲乙丙图I團2(1)请你用笔画线代替导线,将图1 甲中的实物电路连接完整.(2)某次实验时,电压表示数如图_ 1 乙所示, 此时滑动变阻器两端的电压为V ;如果要使灯泡正常发光,应该向 _ (选填“A 或 “B”移动滑动变阻器的滑片.(3)小菁同学移动滑片 P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图1 丙所示的 I-U 图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定电功率是 _ W.(4)某同学实验中电
5、流表和电压表指针偏转情况如图_2所示,贝 U 出现的问题是(5) 在实验中,小章同学发现当小灯泡两端电压减小时,它的亮度随之减弱,测量的小灯泡电阻也相应减小,造成这一变化的合理解释是 _ .A .导体电阻与导体两端的电压有关;B .根据欧姆定律,电流一定时,导体的电阻与电压成正比;C 电压减小时,通过小灯泡的电流不变,电阻变小;D .电压减小时,小灯泡亮度变暗,温度变低,电阻变小.点评:本题考查了连接实物图、电压表读数、电流表指针的非正常偏转、电阻与温度的关系、滑动变阻器的 调节、求灯泡额定功率等问题,是电学实验的常考内容;对电表读数时,首先要确定电表的量程与最小分度值,然后根据指针所指电表刻
6、度线读数,读数时视线要与电表刻度线垂直;由图象找出灯泡额定电压所对应的电流是解最后一问的关键.5、甲、乙两组同学做 测定小灯泡的电功率”实验,器材完好,电源电压为4.5 伏,且保持不变,几个不同的小灯都标有“2.5 伏”字样,有若干个 2 种规格的滑动变阻器,其中A 规格标有“20Q2A字样,B 规格标有“ 5Q3A”样.(1) 甲组同学选用 A 规格的滑动变阻器,并按图所示的电路图连接该同学在连接电路时,应将开关处于3状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P 置于端.(选填 左”或 右”)(2) 实验电路接好后,合上开关时,部分同学发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现 象和检
7、测结果指出故障的可能原因:故障现象检测故障原因灯泡较暗、两表的示数均较小移动滑动变阻器滑片,现4象不变灯泡不亮、电压表示数较大、电流取下灯泡,两表的示数不 变表尢示数(3)排除故障后,该组同学将滑动变阻器的滑片P 移至某一位置时,发现电压表的示数为1.2V,此时他应向 _ 移动滑动变阻器的滑片 P (选填 左”或 右”,直至小灯泡正常发光,此时滑片的位置恰好在变阻器中点上(即变阻器连入电路的电阻为10 欧),则该小灯的额定功率为 _瓦.该变阻器的滑片,则该小灯泡 _正常发光.(选填 能”与 不能”(5)下表为其中某小组的实验记录分析表:实验序号电压表示数/V电流表示数/A功率/W额定功率/W1
8、2.00.170.3422.50.20.5P 额=(0.34+0.5+0.66 ) /3=0.533.00.220.66老师认为该小组数据处理过程有误,你认为该小组的错误是:_老师提醒同学仔细研究实验所得的数据,还能发现实验中小灯泡灯丝的电阻 _(选填 变大”不变”或 变小”),你认为产生此现象的原因是: _6、测定额定电压为 2.5V ,(额定功率约为 1W)的小灯泡的额定功率(实验中设灯泡的电阻不随温度的改变 而改变).(1) 实验原理_ ;(2) 请将上图中的实物电路连接完整,要求当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大;(3)为合理完成该实验,下列操作步骤中,正确的操作顺序应为_
9、 .A 将滑动变阻器调到连入电阻最大的位置B 观察并记录电流表的示数C 断开开关、应用公式,计算灯泡的额定功率D 断开开关,按电路图连接电路E.设计电路,并画出电路图 F 将实验仪器整理、归位G 闭合开关,调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为2.5V(4) 在实验过程中,对以下可能出现的故障的分析不正确的是 _A、若电压表有示数,电流表无示数,故障可能是小灯泡烧坏了或灯座处发生开路B、 若两表都有示数,移动滑片P 时,灯的亮度没发生变化,原因可能是滑动变阻器的接线错了,或发生短 路C、无论怎样移动滑片 P,两表示数都发生变化而灯泡却无法正常发光,原因是灯泡坏了.D、发现电流表和电压表的指针都反着
10、转,原因是两电表正负接线柱的接线接反(4)乙组同学同样按图正确连按电路,实验步骤操作正确当闭合电键S 后,发现小灯发光较亮,电流表与电压表的示数分别如图所示,则此时实验选用了_规格的滑动变阻器.(选填“A 或 “B”若移动5(5)_ 故障排除后,这位同学闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表和电流表的示数如图所示,则灯 泡的实际功率为_ W.点评:本题考查了伏安法测灯泡电功率的实验,涉及到实物电路图的连接、电表的读数、电路故障的判断、 电功率的简单计算等,关键是明白实验的原理和实验的步骤,综合性较强,难度较大.7、( 2012?淄博)图 1 是小红同学在 测量小灯泡的电功率”实验中连接的实验
11、电路,小灯泡的额定电压为 3.8V , 电源电压为 6V .(1)当开关闭合,滑动变阻器的滑片向左滑动时,_电流表示数,电压表示数 _ (填 变大”变小”或不变”)(2) 同组的小刚同学发现接线中有一处错误,所以才出现上述现象,而且只需改动一根导线的连接,就会符合实验要求.请你在需要改动的导线上打上“X,”并用笔画线代替导线画出正确的接线.(3) 电路连接正确后,他们正常进行实验并将实验数据记录在下表中.若第二次测量时电流表的示数如图2 所示,则此时电流为 _A,小灯泡的额定功率为W.实验次数123电压 U/V3.03.84.5电流 I/A0.340.42(4) 假设电压表的 015V 量程已
12、损坏,只有 03V 量程能正常使用.若利用现有器材测出小灯泡的额定 功率,请在虚线框中画出你设计的电路图.点评:本题考查了电路的动态分析、查找电路图错误并改正、电流表读数、设计实验电路图等,是实验的常 考问题,一定要掌握;对电流表读数时应先确定电流表的量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直.考点二:用电能表测功率1、某电能表如图所示,(1)_ 该电能表允许接入的最大功率是 _ ;若只接“ 220V 40V”的灯泡正常工作,可接 _ 个;(2) 某同学想借助该电能表测出家中一用电器的电功率,测量时除用电能表外,还需要使用的测量工具是_;关掉家中其它的所有用电器,只让个用电器工作,
13、测得电能表转盘转_10 转所用的时间是 2min , 则这个用电器的电功率是 _W.6单相电度表220V 5A3000r/kWh哈尔滨电表厂2、小华家庭电路的一部分如图所示,未画出的部分还接有正在工作的其他用电器她想要测出图中电灯的 电功率.7DD1O22OV咒念3000c IcW - h. 1W年订月Nc;135S92商京市电衰厂的电功率是W.点评:本题考查了学生电能表参数的理解和电能的求法,以及用电器电功率的计算, 注意在电功率计算中单 位的变化,容易出错.3、小明家的电能表如图所示,由表上铭牌可知,他家同时使用的用电器的功率最多只能为_W ;小度,本月小明家应交电费 _元.他发现,家里只
14、使用洗衣机(其它用电器都关闭) 时,电能表在 3min里刚好转 15 转,洗衣机在 3min 内消耗的电能是 _ J 他家洗衣机的电功率为 _ W.从表盘上你还能获得的信息有:_ :_.练习 家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光,现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表,请用 三种方法测出这只灯泡的此时功率,说明道理并写出表达式。考点三:探究电流产生的热量与什么因素有关1、在学习焦耳定律时,利用如图所示的装置,镍铬合金丝1 和镍铬合金丝 2 的长度相同,但镍铬合金丝1比镍铬合金丝 2 粗.(1) 镍铬合金丝 1 的电阻_(填 大于”或 小于”镍铬合金丝 2 的电阻.(2)_ 该装置可探究在、
15、_ 相同时,电热与有关.(3)_ 本实验应观察的变化.(4) 按小红的想法进行实验, 接通电路后,他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢说明在其它条件相同时,导体的电阻越小产生的热量越 _ (填多”或少”.(1)电能表面的示意图如图所示,表面上标的(2)请你为小华补完下面的步骤:“3000R/kW?h 表示关掉家中其它的所有用电器,只让这盏电灯工作,测得电能表转盘转10 转所用的时间是2min,则这盏灯明家上月末抄表时电能表的示数是囂 3,本月末抄表时电能表示数如图所示,若电价为0.6 元/0258I 0 0 2 0 g甲相电呢表kWh22CVL25O r i占寰b:8点评:本
16、题考查了学生对影响电阻大小的因素、焦耳定律的了解与掌握,焦耳定律中物理量较多,为了研究电流产生的热量与什么因素有关,要用好控制变量法;同样比较两镍铬合金线的电阻大小,也要用好控制变量法.2、小明用如图甲所示的实验器材探究焦耳定律:在质量相同的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,甲烧瓶中 的金属丝是铜丝,电阻比较小,乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大温度计显示煤油的温度.(1)_ 电路中将两金属丝串联的目的是 闭合开关后,观察到乙烧瓶中温度计的示数升高快.这表明:_ .(2)_ 在探究电热与电流大小的关系时, 可以通过_ 来改变电流的大小,通电相同时间,观察比较 _(选填 不同的电阻丝”或 同一
17、根电阻丝”)所在瓶中煤油温度的变化.(3) 小聪觉得以上的实验操作太繁,为此他设计了如图乙所示的电路(三个瓶中装有质量相同的煤油,三个金属丝电阻大小关系是:R 甲=R 丙R 乙),这样只要连接一次电路就能完成实验探究.在小聪的设计中,探究电热的多少与电流的关系,应该对比 _ 两个烧瓶中的煤油上升的温度,探究电热的多少与电阻的关系,应该对比 _ 两个烧瓶中的煤油上升的温度若闭合开关通电一段时间后,三个瓶中煤油的温度从高到低依次是 _.(4)_ 在他们俩设计的实验中都运用了的物理研究方法(至少写出一个).点评:本题通过焦耳定律的实验重点考查了学生对控制变量法、转化法的掌握和应用,以及学生分析实验现
18、象得出结论的能力;控制变量法为物理实验中的常用方法,应重点掌握.考点四:电热的计算1、图所示用电器是家庭常用的电热水壶.一个星期天,小军陪妈妈去商店购买电热水壶,售货员给了他们 一份 X牌电热水壶的宣传资料,其内容如下:9宣传资料的内容是否都可靠呢?请你根据上表提供的信息,计算:(1) 电热水壶正常工作时的电流是多少?(2) 电热水壶正常工作时的电阻是多少?(3) 当电热水壶装满水时,水的质量是多少? (1L=1xiO-3m3)(4)小军估计当时的自来水温度为20C,当电热水壶装满水时,将水从20C烧开需要吸收多少热量? c水=4.2 X103J/ ( kg?C),气压为 1 标准大气压,电热
19、水壶吸收的热量忽略不计(5) 如果电热水壶正常工作时产生的热量全部被水吸收,几分钟能将水烧开?(6)根据上述计算结果,请你对上述宣传资料中有关龟热水壶的优点”的内容作出评价并给消费者提一 条有益的建议.点评:本题考查了电功率公式的应用,以及电流、电阻、质量、吸热、加热时间的计算,关键是公式的灵活 运用,计算过程中还要注意单位的换算.2、如图是小林同学家所用电能表的表盘,下表是他家主要用电器的额定功率.用电器白炽灯四盏电热水壶电视机空调机额定功率每盏 60W1000W120W1200W请根据所给信息,解答下列问题:(1) 为保证电能表稳定安全工作,通过计算回答小林家的这些用电器是否可以同时使用.
20、(2) 电热水壶正常工作时,发热板的电阻和通过发热板的电流各是多少?(3)在关闭所有用电器后,只让电热水壶工作,在一定时间内将2kg 的水由 20C烧开,表盘转动了 500r, 问该电热水壶的热效率为多少?XX 牌电热水壶优点=高效.节能.省时XX 備烧一壶水仅爲庁分钟騎定电压220V馥定功率IOOOW容积3L超湿葆护暮焰断闻度UEFC10点评:本题考查电能表的使用, 知道实际总功率必须小于电能表允许达到的最大额定功率. 热量的计算、电功计算、效率计算,综合性强同时也考查吸收113、办公室里有个自动电热水瓶,如图所示和表格是它的原理及参数.A 为自动温控开关,当水的温度达到设定温度时自动断开电
21、路;低于设定温度时,自动接通电路.请你通过分析来进行计算:(1)电热水瓶放出的热量 90%被这些水吸收,烧开一瓶 20C的水(标准大气压),电热水瓶应正常工作多 长时间?(2)黄灯亮时电热水瓶处于保温状态还是加热状态?保温元件R 工作时的电阻是多大?(指示灯消耗的功率可以忽略保温功率是指整个电路消耗 的功率)点评:本题难度大,计算时要充分分析图示和表格,从中找到有用的信息,并正确分析电路的连接方式是解决本题的关键.计算过程注意单位换算,1L=dm3 .4、一台电动机线圈电阻为 3 Q,将它加在 9V 电压下,电流在 5min 内做功 270J.求:(1)通过电动机的电流是多少安?(2)5min
22、 内电动机产生的热量是多少焦耳?(3) 若该电动机出现卡壳故障,则5min 内电动机产生的热量又是多少焦耳?点评:电功公式 W=Ult,计算用电器消耗的电能时,使用于各种用电器;因为消耗的电能不一定全转化为 内能,所以只能用 Q=I2Rt 计算用电器转化为内能(产生热量)的多少.课后练.选择题(共 5 小题)1 . ( 2012?合尔滨)某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V 小灯泡的额定功率,下列说法错误的是B .闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了C.当电压表示数为 2.5V 时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越
23、亮2. (2008?大庆)如图所示的四个电路中,电源电压已知,电阻R 的阻值已知,根据电压表或电流表的示vRf型号P2L55 一 B电源AC220V 50Hz加热功率800W保温功率40W水容量2.0LP 应滑到 B 端12_D.-声1丁p数,无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是()133 如图所示,为某同学在做电学实验时的电路图的一部分,根据此电路图,你可判断该同学可能做的实验 是( )5在 测定小灯泡的功率”的实验中,小明应用的是如图所示的电路,当开关 S 闭合时,可能出现的现象如 下表所示,下列判断正确的是()A 、 a 表 明 电 流 表 断 路 ; B 、 表 明 小 灯 泡
24、 断 路 ;C 、 c 表 明 电 压 表 短 路 ; D 、 表 明 小 灯 泡 断 路 .电流表示数电压表示数小灯泡发光情况A无有发光3无有不发光C有无发光D有无不发光A.AB.B C.CD. D二.填空题(共 2 小题)6 按如图所示的电路图做测量小灯泡额定功率的实验时,连接电路的导线完好,但出现下列两种情况:(1)一位同学连接好电路,在闭合开关时发现小灯泡不亮,电压表有示数,但电流表无示数出现这种现象的原因是_(2)另一位同学连接好电路,在闭合开关时发现电流表、电压表都有示数,但小灯泡不亮,出现这种现象的原因是_ 7在做 测定小灯泡的电功率”实验中,电源由几节干电池组成 (即电源电压为
25、 1.5 伏的整数倍且保持不变) 待测小灯泡标有 “ 2.2 伏”字样,滑动变阻器标有“ 50Q1A 勺字样.(1)实验电路如图(a)所示,请在图中的0内填入电表,使之成为正确的电路.A 测定小灯泡的电阻值C.测定小灯泡的额定电功率B .测定小灯泡的实际电功率D 测定串并联小灯泡的电流和电压的关系14三解答题(共 7 小题)&我们知道: 电流通过导体时产生的热量,与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正2比.”这就是焦耳定律,用公式可表达为:Q=I Rt.爱动脑筋的小华在探究这个问题时,设计了如图所示的实验,只连接一次电路就完成了实验探究,以下关于实验的一些条件和现象,请
26、完成填空(1) 电阻丝的选择要 R甲_R乙(选填“总或“=”,已知 R甲=R丙.(2)_各烧瓶中的煤油质量应该(选 相同”、不同”),加热后,然后密封烧瓶里的煤油,观察温度计的示数高低,就可以对比电阻丝 _.(3)_探究电热的多少与电流的关系,应该对比_两个烧瓶中温度计的示数.(4)_探究电热的多少与电阻的关系,应该对比_两个烧瓶中温度计的示数.(5) 实验过程中,发现开关闭合很长时间后,温度计的示数都没有变化,如果故障是滑动变阻器的滑片接触不良所致,当用电压表正确地接在A、D 两点时,电压表 _ 示数.(填 有”或 没有”)(6) 小君同学建议用水来做实验,被否决了,不妥的原因是 _ .9
27、小明同学的玩具电动车上,有一微型直流电动机,小明将它接在图示的电路中,闭合开关后,移动变阻 器的滑动片P.(1)当电压表示数为 0.3V 时,电动机不转动,此时电流表示数为0.3A 求电动机线圈的电阻是多大?(2)当电压表示数为 3V 时,电动机正常转动,此时电流表示数为0.4A 求电动机的发热功率及对外做功 的机械功率.(2)实验中,当电压表示数为V,小灯泡正常发光,此时电流表的指针如图(b)所示为_A,小灯泡W.1510. (2012?重庆)为了测定额定电压为“ 2.5V 小灯泡的电功率,小明同学设计了如图甲所示的电路图实验中各元件完好,电源电压保持不变.(1)_连接电路的过程中开关应.请
28、你在图乙中用笔画线代替导线,帮小明同学将电路连接完整.(连线不得交叉)16(2) 小明同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是(选填字母序号)A 检查电路是否断路 B.更换小灯泡 C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光(3)为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,当电压表的示数为_V 时,灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为 _A,该灯泡的额定功率为 _W (4) 实验过程中,有些小组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,请提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项: _ 11 (2012?无
29、锡)小明和同学在打扫实验室时,发现实验桌上有一个灯泡,灯泡上标明额定电压为4V,额定功率看不清楚小明很想知道它的额定功率,刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V 的稳压电源各一个,小明用它们连成了如图所示的电路,其中R 为电阻箱,小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值,并将其记录在如下的表格中.电流/A0. 900.800.500. 360.280.22电阻/Q81020304050(1)_ 当电流为 0.50A 时,电阻箱两端的电压是V,灯泡的电阻为 _Q(2)_ 根据表中数据, 请求出小灯泡的额定功率. _。(3)小明的同学发现小明记录的数据中有一个电流值有错误,这个错误数据是_
30、A (4)小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验,其中无法完成的是_A .测量小灯泡正常工作时的电阻B .探究小灯泡的亮度与灯泡功率的关系C 探究导体中的电流与电压的关系D 探究串联电路中电流的特点.12 (2012?通辽)同学们在 测定小灯泡电功率”的实验中,电源用三节新干电池,小灯泡额定电压为2.5V ,灯丝电阻阻值约为 10Q170 IjO2&3U)(1) 请用笔画线代替导线,将如图甲的实物电路连接完整.(2) 小明同学正确连接电路闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因是_ (写出一种即可)(3)小亮同学闭合开关,移动滑片_ P 到某
31、一点时,电压表示数为(如图乙所示)V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P 向_ (填“A 或 “B)端移动.(4)小光同学根据实验数据画出如图丙所示的_I - U 图象,计算出小灯泡的额定功率是W,请你将小灯泡正常工作时的电流在如图丁的电流表中标出.(5)_根据图象可判断小灯泡的电阻随电压升高逐渐_ ,原因是_ .13某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据请计算:热水壶容量2.0L额定电压220V加热时功率800W频率50Hz(1) 该电热水壶的电阻;(2)当电热水壶装满水后,从20C加热到 100C,水吸收的热量;(3)在额定电压下,要放出这些热量,电热水壶工作的时间.(不计热量
32、损失)14. (2012?绥化)某电热水瓶容量为 2L,有加热和保温两档,该电热水瓶装满初温为20C的水接在家庭电路中,它正常工作时的功率和时间关系如图所示.(外界大气压强为 1 个标准大气压,计算结果保留一位小数求:(1 )保温时通过电热水瓶的电流是多少?(2)若通电 10min 恰好将水烧开,则加热时电热水瓶的热效率是多少?p/w1200 - -呻It*400 t - - - -18从测算家庭民费说起第三节测量电功率一、测量:测电功率r I、伏安法测灯泡的额定功率:原理:选择和连接实物时须注意:电源:其电压高于灯泡的额定电压滑 动 变 阻 器 : 接 入 电 路 时 要 变 阻 , 且 调
33、 到 最 大 值 。 根 据 能 否 调 到 灯 泡 的 额 定 电 压 选 择 滑 动 变 阻 器 。电压表: r 并联在灯泡的两端“ +”接线柱流入,“-”接线柱流岀。根据额定电压选择电压表量程。电流表:V 串联在电路里“ + ”接线柱流入,“一”接线柱流出。根据 1额=P额/U额或 1额=U额/R 选择量程。104; 240;电能表的额定电压是 220V;电能表的标定电流是 10A (答案不唯一) 点评:本题考查了电能表的参数的理解、电能表的读数、电能的求法、电功率的计算等这是一个类型的习 题,要熟练掌握.二、电热1、实验:目的:研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关?原理:根据煤油在
34、玻璃管里上升的高度(1)电能表面的示意图如图所示,表面上标的3000R.10 转所用的时间是 2min,则这盏灯注意在电功率计算中单2200 W;小明家上月末抄表时电能表的示数是nnjunni,本月末抄表时电能表示数如图所示,若电价为 0.6 元/度,26来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。实验采用煤油的目的:煤了_2、 焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。3、 计算公式:Q=|2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出: Q =Ult= U2t/R=W=Pt1串联电路中常用公式: Q= |2Rt。Q:Q2:Q3:Qn=R:R2:
35、R3::Rn并联电路中常用公式:Q= Jt/R QI:Q2= R2:RI2无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量常用公式 Q= Q+Q+Qn3分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用:Q= U2t/R=Pt4、应用一一电热器:1定义:禾_2原理:焦耳定律3组成:_4优点:扌_练习 家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光,现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表,请用 三种方法测出这只灯泡的此时功率,说明道理并写出表达式。考点三:探究电流产生的热量与什么因素有关1、在学习焦耳定律时,利用如图所示的装置,镍铬合金丝1 和镍铬合金丝 2 的长度相同,但镍铬合金丝1比镍铬合金丝 2 粗.(1)
36、镍铬合金丝 1 的电阻小于 (填 大于”或 小于”镍铬合金丝 2 的电阻.(2)_ 该装置可探究在电、通电时间 相同时,电热与电阻有关.(3)本实验应观察温的变化.(4)按小红的想法进行实验, 接通电路后,他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢说明在其它条件相同时,导体的电阻越小产生的热量越少 _(填多”或少”.点评:本题考查了学生对影响电阻大小的因素、焦耳定律的了解与掌握,焦耳定律中物理量较多,为了研究 电流产生的热量与什么因素有关,要用好控制变量法;同样比较两镍铬合金线的电阻大小,也要用好控制变量法.2、小明用如图甲所示的实验器材探究焦耳定律:在质量相同的两瓶煤油中都浸泡着
37、一段金属丝,甲烧瓶中 的金属丝是铜丝,电阻比较小,乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大.温度计显示煤油的温度.(1 )电路中将两金属丝串联的目的是控制_.闭合开关后,观察到乙烧瓶中温度计的示数升高快.这表明:在_.(2)_ 在探究电热与电流大小的关系时, 可以通过移动y _来改变电流的大小,通电相同时间,观察 比较同一根电阻丝 (选填 不同的电阻丝”或 同一根电阻丝”)所在瓶中煤油温度的变化.(3) 小聪觉得以上的实验操作太繁,为此他设计了如图乙所示的电路(三个瓶中装有质量相同的煤油,三个金属丝电阻大小关系是:R 甲=R 丙R 乙),这样只要连接一次电路就能完成实验探究.在小聪的设计中,探
38、究电热的多少与电流的关系,应该对比甲丙_两个烧瓶中的煤油上升的温度,探究电热的多少与电阻的27关系,应该对比_两个烧瓶中的煤油上升的温度.若闭合开关通电一段时间后,三个瓶中煤油的温度从高到低依次是丙甲乙.(4)在他们俩设计的实验中都运用了控制的物理研究方法(至少写出一个)的热量越多;(2)移动滑片;同一根电阻丝;(3)甲丙;甲乙;丙甲乙;(4)控制变量法(或转换法).点评:本题通过焦耳定律的实验重点考查了学生对控制变量法、转化法的掌握和应用,以及学生分析实验现象得出结论的能力;控制变量法为物理实验中的常用方法,应重点掌握.考点四:电热的计算2、图所示用电器是家庭常用的电热水壶一个星期天,小军陪
39、妈妈去商店购买电热水壶,售货员给了他们 一份 X牌电热水壶的宣传资料,其内容如下:宣传资料的内容是否都可靠呢?请你根据上表提供的信息,计算:(1) 电热水壶正常工作时的电流是多少?(2) 电热水壶正常工作时的电阻是多少?(3) 当电热水壶装满水时,水的质量是多少? (1L=1xi0-3m3)(4)小军估计当时的自来水温度为20C,当电热水壶装满水时,将水从20C烧开需要吸收多少热量? c水=4.2 X103J/ ( kg?C),气压为 1 标准大气压,电热水壶吸收的热量忽略不计(5) 如果电热水壶正常工作时产生的热量全部被水吸收,几分钟能将水烧开?(6)根据上述计算结果,请你对上述宣传资料中有
40、关龟热水壶的优点”的内容作出评价并给消费者提一 条有益的建议.答:(1 )电热水壶正常工作时的电流是4.45A ;(2)电热水壶正常工作时的电阻是48.4Q;(3)当电热水壶装满水时,水的质量是3kg ;(4)小军估计当时的自来水温度为20C,当电热水壶装满水时,将水从20C烧开需要吸收 1.008 X106J 的热量.(5)如果电热水壶正常工作时产生的热量全部被水吸收,16.8 分钟能将水烧开.(6) 宣传资料的内容不一定真实可靠,要利用所学的知识科学判断,理智消费.点评:本题考查了电功率公式的应用,以及电流、电阻、质量、吸热、加热时间的计算,关键是公式的灵活 运用,计算过程中还要注意单位的
41、换算.2、如图是小林同学家所用电能表的表盘,下表是他家主要用电器的额定功率.XX牌电热水壶优点;鬲效.节能.省时XX牌电热水壶烧一壷水仅需庁分钟1额定电压220V额定功率1000W容积3L器焰断原度UEFC28用电器白炽灯四盏电热水壶电视机空调机29额定功率每盏 60W1000W120W1200W请根据所给信息,解答下列问题:(1) 为保证电能表稳定安全工作,通过计算回答小林家的这些用电器是否可以同时使用.(2) 电热水壶正常工作时,发热板的电阻和通过发热板的电流各是多少?(3)在关闭所有用电器后,只让电热水壶工作,在一定时间内将2kg 的水由 20C烧开,表盘转动了 500r, 问该电热水壶
42、的热效率为多少?答:(1)为保证电能表稳定安全工作,小林家的这些用电器不可以同时使用.(2)电热水壶正常工作时,发热板的电阻为48.4Q,通过发热板的电流是 4.55A .(3)该电热水壶的热效率为93.3% .点评:本题考查电能表的使用,知道实际总功率必须小于电能表允许达到的最大额定功率.同时也考查吸收热量的计算、电功计算、效率计算,综合性强3、办公室里有个自动电热水瓶,如图所示和表格是它的原理及参数.A 为自动温控开关,当水的温度达到设定温度时自动断开电路;低于设定温度时,自动接通电路请你通过分析来进行计算:(1) 电热水瓶放出的热量 90%被这些水吸收,烧开一瓶 20C的水(标准大气压)
43、,电热水瓶应正常工作多 长时间?(2)黄灯亮时电热水瓶处于保温状态还是加热状态?保温元件R 工作时的电阻是多大?(指示灯消耗的功率可以忽略.保温功率是指整个电路消耗的功率)型号P2L55 一 B电源AC220V 50Hz加热功率800W保温功率40W水容量2.0L答:(1)电热水瓶应正常工作 933.3s 的时间;(2)是保温状态,保温元件R 工作时的电阻是 1149.5 Q.点评:本题难度大,计算时要充分分析图示和表格,从中找到有用的信息,并正确分析电路的连接方式是解决本题的关键计算过程注意单位换算,1L=dm3 .4、一台电动机线圈电阻为3 Q,将它加在 9V 电压下,电流在 5min 内
44、做功 270J.求:30(1) 通过电动机的电流是多少安?(2) 5min 内电动机产生的热量是多少焦耳?31(3)若该电动机出现卡壳故障,则5min 内电动机产生的热量又是多少焦耳?答:(1)通过电动机的电流是 0.1A ;(2)5min 内电动机产生的热量是 9J;(3) 若该电动机出现卡壳故障,则5min 内电动机产生的热量是8100J.点评:电功公式 W=Ult,计算用电器消耗的电能时,使用于各种用电器;因为消耗的电能不一定全转化为内能,所以只能用Q=I2Rt 计算用电器转化为内能(产生热量)的多少.课后练 一选择题(共 5 小题)1 . ( 2012?合尔滨)某同学利用如图所示电路,
45、测量额定电压为P 应滑到 B 端 闭合开关后, 小灯泡不发光, 一定是小灯泡灯丝断了 当电压表示数为 2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率 实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮2. (2008?大庆)如图所示的四个电路中,电源电压已知,电阻R 的阻值已知,根据电压表或电流表的示数,无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是()CB .rCDc!& 11_4iT3 如图所示,为某同学在做电学实验时的电路图的一部分,根据此电路图,你可判断该同学可能做的实验 是( )ABCB .测定小灯泡的实际电功率D 测定串并联小灯泡的电流和电压的关系4.在 测量小灯泡电功
46、率的实验A5在 测定小灯泡的功率”的实验中,小明应用的是如图所示的电路,当开关S 闭合时,可能出现的现象如下表所示,下列判断正确的是()BA、a 表明电流表断路;B、表明小灯泡断路; C、c 表明电压表短路;D、表明小灯泡断路.|电流表示数|电压表示数|小灯泡发光情况A无有发光2.5V 小灯泡的额定功率,下列说法错误的是B.C.D.A.测定小灯泡的电阻值C.测定小灯泡的额定电功率中,某班四位同学所连接的电路如图所示,其中连接正确的是()B323无有不发光C有无发光D有无不发光- _-A .AB.B C.CD. D二.填空题(共 2 小题)6 按如图所示的电路图做测量小灯泡额定功率的实验时,连接
47、电路的导线完好,但出现下列两种情况:(1)一位同学连接好电路,在闭合开关时发现小灯泡不亮,电压表有示数,但电流表无示数出现这种现 象的原因是 灯泡 L 发生了断路 .(2)另一位同学连接好电路,在闭合开关时发现电流表、电压表都有示数,但小灯泡不亮,出现这种现象的原因是滑动变阻器的滑片放在最大阻值处了.7.在做 测定小灯泡的电功率”实验中,电源由几节干电池组成(即电源电压为 1.5 伏的整数倍且保持不变),待测小灯泡标有“ 2.2 伏”字样,滑动变阻器标有 “ 50Q1A 的字样.(1)实验电路如图(a)所示,请在图中的0内填入电表,使之成为正确的电路.(2) 实验中,当电压表示数为2.2 V,
48、小灯泡正常发光,此时电流表的指针如图( b)所示为 0.3 A ,小灯泡的额定功率为0.66 W.三解答题(共 7 小题)&我们知道:电流通过导体时产生的热量,与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正2比.”这就是焦耳定律,用公式可表达为:Q=I Rt.爱动脑筋的小华在探究这个问题时,设计了如图所示的实验,只连接一次电路就完成了实验探究,以下关于实验的一些条件和现象,请完成填空(1)电阻丝的选择要 R甲丰R乙(选填“总或“=”,已知 R甲=R丙.(2) 各烧瓶中的煤油质量应该相同 (选 相同”、不同”),加热后,然后密封烧瓶里的煤油,观察温度计的示数高低,就可以对比电阻丝
49、产生热量的大小.(3) 探究电热的多少与电流的关系,应该对比甲、丙 两个烧瓶中温度计的示数.(4) 探究电热的多少与电阻的关系,应该对比甲、乙 两个烧瓶中温度计的示数.(5)实验过程中,发现开关闭合很长时间后,温度计的示数都没有变化,如果故障是滑动变阻器的滑片接触不良所致,当用电压表正确地接在A、D 两点时,电压表有 示数.(填 有”或 没有”)33(6)小君同学建议用水来做实验,被否决了,不妥的原因是水的比热容大,温度变化不明显9 小明同学的玩具电动车上,有一微型直流电动机,小明将它接在图示的电路中,闭合开关后,移动变阻 器的滑动片 P.(1)当电压表示数为 0.3V时, 电动机不转动,此时
50、电流表示数为0.3A 求电动机线圈的电阻是多大?(2)当电压表示数为 3V 时,电动机正常转动,此时电流表示数为0.4A 求电动机的发热功率及对外做功的机械功率.解:(1)电动机不转,由欧姆定律得:R= - r=1Q;I 0(2)当电机转动时,发热功率为:P热=I12 3R= ( 0.4A)2X1Q-0.16W;消耗的总电能为:P总=U1l1=3VX0.4A=1.2W ;则对外做功的机械功率为:P-P总-P热-1.2W - 0.16W-1.04W 答:(1)电动机电阻为 1Q;(2)正常工作时发热功率为0.16W,输出的机械功率为 1.04W10. (2012?重庆)为了测定额定电压为“ 2.
51、5V 小灯泡的电功率,小明同学设计了如图甲所示的电路图实验中各元件完好,电源电压保持不变.(1)连接电路的过程中开关应断开请你在图乙中用笔画线代替导线,帮小明同学将电路连接完整.线不得交叉)2小明同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是C(选填字母序号)A 检查电路是否断路B.更换小灯泡 C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光3 为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,当电压表的示数为2.5 V 时,灯泡正常发光,时电流表的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为0.28 A,该灯泡的额定功率为0.7 W(连3435(4) 实验过程中,有些小组
52、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,请提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项:调节滑动变阻器保证电压表的示数低于或等于额定电压,防止小灯泡烧坏11 (2012?无锡)小明和同学在打扫实验室时,发现实验桌上有一个灯泡,灯泡上标明额定电压为4V,额定功率看不清楚小明很想知道它的额定功率,刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V 的稳压电源各一个,小明用它们连成了如图所示的电路,其中R 为电阻箱,小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值,并将其记录在如下的表格中.电流/A0. 900.800.500. 360.280.22电阻/Q81020304050(1)当电流为 0.50A 时,电阻箱两端的电压是 10 V,灯泡的电阻为4Q(2)根据表中数据,请求出小灯泡的额定功率3.2W(3)小明的同学发现小明记录的数据中有一个电流值有错误,这个错误数据是0.22 A (4)小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验,其中无法完成的是C A .测量小灯
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