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文档简介
1、电流做功与电功率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:1 kWh=_度=_J。其他形式等于电流电压通电时间W=UIt13.6106一、电流做功其他形式等于电流电压通电时间W=UIt13.65.电能表:(1)作用:测量_。(2)盘面上部分参数的含义(如图)。电功5.电能表:电功“220 V”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2.5 A,短时间内允许流过的最大电流为5 A。“2 400 r/(kWh)”表示每消耗1 kWh
2、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_。2 400小数kWh示数之差“220 V”表示电能表正常工作时的电压。2 400小数k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二、电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(5)实际功率与额定功率的关系。用
3、电器两端的电压电功率用电器工作情况U实=U额P实_P额_U实U额P实_P额_=正常工作容易损坏(5)实际功率与额定功率的关系。用电器两端的电压电功率用电器三、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。电内越长三、电流的热效应电内越长(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(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3.焦耳定律:(1)内容
4、: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=I2Rt3.焦耳定律: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【读练】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4 h内由甲图所示变为乙图所示。(1)在4 h内,电暖器消耗的电能为_kWh,应付电费_元。(电费价格按0.55元/kWh计算)(2)电暖器的功率为_W。4.82.641 2002.【算一算】电功与电费4.
5、82.641 2003.【填一填】额定电压与额定功率(1)“220 V”表示电灯的_,“60 W”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2 h消耗的电能为_J。额定电压额定功率0.274.321053.【填一填】额定电压与额定功率额定电压额定功率0.274.4.【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4.【填一填】电热的利用与防止热电炉丝的电阻比铜导线的电阻大考点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
6、率越大,灯泡就越亮。1.灯泡正常发光:考点1:灯泡的亮暗与实际功率2.灯泡不正常发光:(1)灯泡串联。(2)灯泡并联。2.灯泡不正常发光:【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。【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【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
7、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。【知识拓展】白炽灯、荧光灯、节能灯与LED灯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2.荧光灯:能
8、;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。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。3.节能灯:4.LED灯:LED是发
9、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,4.LED灯: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
10、数时比节能灯亮40%左右。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【示范题1】(2015东营中考)如图所示,将标有“8 V8 W”的灯泡L1和“8 V16 W”的灯泡L2接在12 V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【示范题1】(2015东营中考)如图所示,将标有“8 V【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=【解题关键】解答本题
11、要注意以下关键:【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12 V的电路中时,电路中的电流I= =1 A;根据P=I2R分别计算出L1、L2的实际功率P1=8 W、P2=4 W;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。【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【示范题2】(2015临沂中考)如图所示,将标有“12 V6
12、W”的灯泡L1和“6 V6 W”的灯泡L2并联后,接在6 V的电源上(设灯丝电阻不变),则()A.两灯的实际功率之和等于12 WB.两灯的实际功率之和大于12 WC.灯泡L1比灯泡L2亮D.灯泡L2比灯泡L1亮【示范题2】(2015临沂中考)如图所示,将标有“12 V【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=【解题关键】解答本题要注意以下关键:【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6 V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=6
13、W。灯泡L1的电阻是R1= =24,则灯泡L1的实际功率P实1= =1.5 W。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=7.5 W,故A、B均错。【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【示范题3】(2014德州中考)如图所示电路,电源电压为3 V,灯L1标有“6 V6 W”,灯L2标有“3 V3 W”,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3 WC.S2断开,S1接a,L2更亮D.S2闭合,S1接b,L2更亮【示范题3
14、】(2014德州中考)如图所示电路,电源电压为3【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?【解题探究】解答本题时,思考以下问题:提示:(1)电路中只接入灯L1,它两端的电压等于电源电压3 V,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3 V,故灯L2两端的电压不
15、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3 V,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。提示:(1)电路中只接入灯L1,它两端的电压等于电源电压3 【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3 V,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3 V,所以L2实际功率小于3 W,故B错误;S2断开,S1接a,两只灯泡串联,L
16、1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。【解析】选D。本题考查电路的动态分析。S2断开,S1接b,L考点2:电功、电功率的计算1.常用公式及适用条件:电功电功率适用条件基本公式W=Pt 适用于各种电路电功、电功率的计算W=UItP=UI推导公式 只适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能)W=I2RtP=I2R总功与总功率的计算不论是串联电路,还是并联电路,总有:W总=W1+W2+W3+P总=P1+P2+P3+考点2:电功
17、、电功率的计算电功电功率适用条件基本公式W=Pt2.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= kWh(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-“kWh”,则P-kW、t-h;(2)W-“J”,则P-W、t-s。2.利用电能表测电功和电功率:【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“3 V1.5 W”的字样,滑动变阻器R1的阻值变化范围为070,定值电阻R2的阻值为30。求:【示范题4】(2015泰安中
18、考)如图所示,电源电压保持不变(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?(1)小灯泡L正常发光时的阻值为多少?【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。【解题关键】
19、解答本题要注意以下关键:【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=3 V。通过小灯泡的电流【解析】(1)小灯泡正常发光时的阻值通过电阻R2的电流为电流表串联在干路上,则其示数I=IL+I2=0.5 A+0.1 A=0.6 A(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= =0.09 W通过电阻R2的电流为答案:(1)6(2)0.6 A(3)滑动变阻器滑片滑到b端,开关S2
20、断开,S1、S3闭合0.09 W答案:(1)6(2)0.6 A(3)滑动变阻器滑片滑到【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。【示范题5】(2014滨州中考)小滨对家中的豆浆机非常感兴(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。(1)豆浆机正常工作,打浆时的工作电流。(4)一次妈妈做
21、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,10 A(40 A),1800imp/kWh”耗电指示灯1 min闪烁了30 imp(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。(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【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:
22、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【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: 【解析】(1)豆浆机正常工作,打浆时的工作电流:(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=660 s总共消耗的电能:W电=P1t1+P2t2=200W120 s+1 100 W660 s=7.5105J(3)豆浆机正常工作做一次豆浆:(4)根据电能表的特征:1m
23、in内,豆浆机耗电为W电=( )1kWh=60 000 J则豆浆机的实际加热电功率:P实= =1000WP实Q,P电P热考点3:电功、电功率与电热的综合计算电能(电功)(W)电热(2.电热的综合计算:(1)水吸收的热量的计算:Q=cmt。(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。2.电热的综合计算:【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。【知识拓
24、展】电流的三大效应(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。(2)电流的磁效应:【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
25、、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。【规律方法】解答电学综合计算题的方法分析(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。(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【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
26、。电源电压恒为220 V,当开关S接a时,电路中电流为5 A,当开关S接b时,电路消耗的功率为66 W。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100 s,R2产生的热量。【示范题6】(2015岳阳中考)如图甲是一电热饮水机。通过【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。【解题关键】解答本题要注意以下关键:【解析】(1)电源电
27、压恒为220 V,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= 【解析】(1)电源电压恒为220 V,当开关S接a时,电路仅(3)该饮水机在保温状态工作100 s,产生的总热量Q=W=Pt=66 W100 s=6.6103JR1产生的热量Q1=I2R1t=(0.3 A)244100 s=396 JR2产生的热量Q2=Q-Q1=6.6103J-396 J=6 204 J答案:(1)44(2)0.3 A(3)6 204 J(3)该饮水机在保温状态工作100 s,【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
28、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:220 V加热功率:1 100 W水箱容积:5 L频率:50 Hz【示范题7】(2014山西中考)市场上有一种电热饮水机,如(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=4.2103J/(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?(1)若饮水机正常工作的加热效率为90%,现将质量为1.5k【解题关键】解答本题要注意以下关键:关键1:温控开关
29、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。【解题关键】解答本题要注意以下关键:【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)=4.2103J/(kg)1.5 kg(100-20)=5.04105J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【解析】(1)水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量Q吸=(2)加热电阻的阻值
30、: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2 R2=(1A)244=44W答案:(1)5.04105J509s(2)44W(2)加热电阻的阻值:【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560 s,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【延伸思考】【示范题】中,若在加热状态下,电阻R2产生的热量【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
31、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。【备选要点】测量电功率的方法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= =3.6106 (W)(n0为电能表铭牌标注的每消耗1kWh电能转盘的转数)。2.电能表测用电器的电功率: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)。3.伏阻法:如果只有电压
32、表,无电流表,需要用一个已知阻值的电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)。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R【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。【示范题】(2014苏州中考)在“测量小灯泡的额定功率”实(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
33、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。(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(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。(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在虚线框内画出实验电路图。在虚线框内画出实验电路图。
34、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)。简述实验步骤:_【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。【解题关键】本题(1)、(2)、(3)问考查“伏安法”测量电【解析】本题考查电功率
35、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。【解析】本题考查电功率的测量。(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00.6A,其分度值为0.02A,示数为0.4A,灯泡额定功率P=UI=3
36、.8V0.4A =1.52W。(3)电压表示数为3.0V,小于灯泡额定电压,为使小灯泡两端(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。(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= 实验步骤:a、
37、根据电路图连接电路,闭合开关S1、S2接1,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 答案:(1)如图甲所示(2)灯泡断路(3)右1.52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电压表电流表主题一测量小灯泡的电功率UI电压表电流表【实验关键】【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
38、压表的示数。最大(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(4)数据分析及现象:小灯泡两端的电压电功率小灯泡的亮度U实=U额P实=P额正常发光U实U额P实U额P实P额很亮,易损坏(4)数据分析及现象:小灯泡两端的电压电功率小灯泡的亮度U实(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:电流表电压表判断结果示数不为零示数为零_示数为零示数不为零_示数为零示数为零_小灯泡短路灯丝断了滑动变阻器开路(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【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;
39、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。【要点探究】(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。(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【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2.5
40、 V的小灯泡(额定功率小于1 W)、电流表、电压表、滑动变阻器(201 A)、开关和导线。如图甲所示是小明没有连接完整的电路。【示范案例】(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_ 。(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整。(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2.5 V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 。(3)排除故
41、障后,小明通过正确的操作,得到多组I、U数据,作(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2.5 V?答:(选填“能”或“不能”),其理由是:_ 。(4)根据(1)问中连接好的电路,排除(2)问中的故障,移动【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2.5 V,额定功率小于1 W,则其正常工作时的电流小于I= =0.4 A,故电流表应选00.6 A量程;滑动变阻器要“一上一下”各选一个接线柱接入电路中。【解析】本题考查测量小灯泡的电功率。(2)闭合
42、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。(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(3)由图像乙可知,当电压为2.5 V时,电流为0.26 A,此时灯泡正常发光,额定功率P=UI=2.5 V0.26 A=0.65 W;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。(3)由图像乙可知,当电压为2.5 V时,电流为0.26
43、 A(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(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【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.
44、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。【拓展探究】结合【示范案例】探究以下问题:【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。【解析】本题考查电功率的测量。(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
45、)B、D(2)9.6(2)根据图像可知,小灯泡正常发光时,U额=2.5V,I=0【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6 V),额定电压为2.5 V,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、1 A”,“50、1.5 A”两个。【备选例题】1.(2014山西中考)在测量小灯泡电功率的实(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
46、验,接下来他的操作是_ 。(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(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 。(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【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
47、两端;由于小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻约为10,则其正常工作时的电流I= =0.25 A,故电压表应选03 V量程,电流表应选00.6 A量程;滑动变阻器要“一上一下”各选一个接线柱接入电路中。【解析】本题考查测量小灯泡的电功率。(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“501.5 A”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=0.25 A,故它的额定功率P额=U额I=2.5 V0.25 A=0.625 W。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
48、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。(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(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。(4)为了避免灯丝烧断,应缓慢调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡答案:(1)如图所示(2)A断开开关,换接“501.5 A”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倍答案:(1)如图所示2.(2014抚顺中考)如图是“测量小灯泡额定功率”的
49、实验,其中灯泡的额定电压为3.8 V,电源电压未知,请你将实验过程补充完整。2.(2014抚顺中考)如图是“测量小灯泡额定功率”的实验(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。(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,(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0.2 A,但额定电压未知的小灯泡,一个已知阻值
50、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:(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.(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= 。(填开关S、S1、S2的通断情况)【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
51、3.8 V,故电压表应选015 V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015 V,由图乙所示可知,电压表的分度值为0.5 V,其示数为2.5 V,小于灯泡额定电压3.8 V,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。【解析】本题考查测量小灯泡的电功率。(1)连接电路时,小灯泡由图丙所示电流表可知,量程为00.6 A,分度值为0.02 A,其示数为0.3 A,所以小灯泡的额定功率为P额=U额I=3.8 V0.3 A=1.14 W。(3)已知小灯泡的额定电流,根据
52、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0.2 AR;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=0.2 A(U-0.2 AR)。由图丙所示电流表可知,量程为00.6 A,分度值为0.02答案:(1)如图所示(2)左0.31.14(3)闭合开关S、S1,断开S20.2 AR保持滑动变阻器的滑片不动0.2 A(U-0.2 AR)答案:(1)如图所示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主题二探究电流产生
53、的热量与哪些因素有关控制变量转换【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【实验关键】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(3)探究电流产生的热量与电流大小是否有关
54、:电阻通电时间电流【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=cmt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。【要点探究】(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。(2)实验中被加热的液体为什么选择煤油而不是水?【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(R1R2)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。【示范案例】(1)实验中通过的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。(2)甲装置可探究电流产生的热量与的关系。(3)在装置甲、乙的两次实验中,通过比较相同时间里气球B与D的变化情况,可探究电流产生的热量与的关系。(4)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与(填气球字母标号)气球相通的电
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