资源描述
专题,1,专题1 动态电路问题 专题2 电路故障问题 专题3 电路安全问题 专题4 电学实验拓展 专题5 电学综合计算 专题6 特殊方法测密度 专题7 浮力变化问题 专题8 效率问题,第二篇 综合提高篇,2,专题1 动态电路问题,专题1 动态电路问题,3,专题1动态电路问题,一、概述,4,专题1动态电路问题,二、知识储备,1串联基本电路变化规律 如图T11甲所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路电阻变大，总电阻变大，电源电压不变，故电路电流变小。,图T11,5,2并联基本电路变化规律 如图T11乙、丙所示，当滑片P移动或开关S闭合与断开时，只影响其所在支路及干路电流，不影响其他支路电流，且并联电压不变。,专题1 动态电路问题,6,典例分析,例1 2012成都如图T12所示，电源电压保持不变。闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表示数将_，电压表示数将_。(均选填“变大”、“不变”或“变小”),专题1 动态电路问题,变大, 类型一 滑动变阻器引起的电表示数变化,1串联电路,图T12,变小,7,专题1 动态电路问题,思路点拨,8,12012天津(多选)如图T13所示，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压恒定。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，R1、R2两端的电压U1、U2与电流I的变化关系图象如图T14所示，其中正确的是( ),BC,专题1 动态电路问题,针对训练,图T13,图T14,9,例2 2012大连如图T15所示，电源电压保持不变，闭合开关，在滑动变阻器的滑片P从a向b滑动的过程中，设灯泡工作时的电阻不变，下列说法正确的是( ) AL1灯逐渐变亮 BL2灯逐渐变亮 C电流表的示数变小 D滑动变阻器两端的电压逐渐变大,专题1 动态电路问题,2并联电路,图T15,B,10,专题1 动态电路问题,思路点拨,11,针对训练,22012兰州如图T16所示的电路，电源电压保持不变。当开关S闭合时，在滑动变阻器的滑片由中点向右滑动的过程中，下列说法正确的是( ) A电流表A1示数变小，电流表A2示数不变 B电流表A1示数不变，电流表A2示数变小 C电流表A1示数变大，电流表A2示数变小 D电流表A1示数变小，电流表A2示数变大,专题1 动态电路问题,图T16,B,12,例3 2011哈尔滨如图T17所示，电源电压不变，闭合S1后，再闭合S2，电流表的示数_，电压表的示数_。(均选填“变大”、“变小”或“不变”),专题1 动态电路问题,变大, 类型二 开关的通断引起的电表示数变化,1串联电路,图T17,变大,13,专题1 动态电路问题,思路点拨,14,例4 2012扬州如图T18所示的电路中，电源电压恒定，当开关S闭合时( ) A电压表示数变小，电流表示数变大 B电压表示数变大，电流表示数变小 C电压表示数不变，电流表示数变小 D电压表示数不变，电流表示数变大,专题1 动态电路问题,2并联电路,图T18,D,15,专题1 动态电路问题,思路点拨,16,专题2 电路故障问题,专题2 电路故障问题,17,专题2电路故障问题,一、概述,18,专题2电路故障问题,二、知识储备,1电路短路 (1)串联电路短路：如图T21甲、乙所示，甲图为局部短路，乙图为电源短路。图甲中由于电阻R1被短路，电路电阻减小，电路电流增大，电阻R2两端电压增大；图乙中电源被短路，容易烧坏电源。,图T21 图T22,19,(2)并联电路短路：如图T22所示，此时一条支路短路，造成电源短路，容易烧坏电源。 2电路断路 (1)串联电路断路：如图T23甲所示，电阻R1断路，此时电路电流为零，所有用电器停止工作，电阻R1两端有电压(几乎等于电源电压)，电阻R2两端电压为零。,专题2 电路故障问题,甲 乙 图T23,20,(2)并联电路断路：如图乙所示，电阻R1断路，此时本支路电流为零，本支路上的用电器停止工作，但是其他支路不受影响(电流、电压均不变)，电路总电流变小。 3电表接反 如果电流表或电压表的接线柱接反，会造成电流表或电压表指针反偏，容易损坏电表。,专题2 电路故障问题,21,4滑动变阻器错误连接 如图T24所示，如将接线柱AB同时接入电路，则小灯泡发光较暗，且移动滑片时灯泡亮度不变；如 将接线柱CD同时接入电路，则小灯泡发光较亮，且移动滑片时灯泡亮度不变。,专题2 电路故障问题,图T24,22,5家庭电路故障 如图T25所示，若发生短路，则用电器不工作，保险丝熔断；若进户火线断路，则a、b、c、d点均不能使试电笔氖管发光；若进户零线断路，则a、b、c、d点均能使试电笔氖管发光。,专题2 电路故障问题,图T25,23,专题2电路故障问题,三、思路图解,以图T26为例，图解串联电路故障判断思路(假如故障只在L1或L2上)：,图T26,24,典例分析,例1 2012大连如图T27所示的电路中，闭合开关，灯泡L不发光，电流表无示数，电压表有示数。若电路中只有一处故障，则可能是( ) A灯泡L短路 B灯泡L断路 C电阻R短路 D电阻R断路,专题2 电路故障问题, 类型一 基本电路故障,1串联电路,图T27,B,25,专题2 电路故障问题,思路点拨,26,12011福州如图T28所示电路，当开关S闭合后，L1、L2均能发光，电流表、电压表均有示数。过一会儿，灯都不发光，电流表、电压表的示数均为零，可能发生的故障是( ) AL1灯丝断了 BL1短路 CL2灯丝断了 DL2短路,A,专题2 电路故障问题,针对训练,图T28,27,专题2 电路故障问题,2并联电路,图T29,B,例2 小艳同学某天在家开灯时，灯不亮，经检查发现保险丝被烧断。她在爸爸的协助下用一盏标有“220 V 40 W”字样的灯泡L0(校验灯泡)取代保险丝接入电路，如图T29所示。然后进行如下操作，并观察到相应的现象：当只闭合开关S1时，L0和L1均发光，但都比正常发光暗；当只闭合开关S2时，L0正常发光，L2不发光。由此可以判断( ) AL1和L2所在的支路均短路 BL1所在的支路完好，L2所在的支路短路 CL1所在的支路完好，L2所在的支路断路 DL1所在的支路短路，L2所在的支路断路,28,专题2 电路故障问题,思路点拨,29,针对训练,2. 如图T210所示电路，闭合开关S后，发现灯L1不亮，L2正常发光。此电路的故障可能是( ) A开关S接触不良 B电灯L1灯丝断了 C电灯L1短路 D电灯L2短路,专题2 电路故障问题,图T210,B,30,例3 2011岳阳小明探究“电流跟电阻的关系”的实验电路图如图T211所示。 (1)图中的a是_表，b是_表。 (2)连接电路后，闭合开关，两表均有示数，但是无论怎样调节滑动变阻器的滑片，两电表示数均保持不变，其原因可能是_(写出一个即可)。,专题2 电路故障问题,电压, 类型二 实验电路故障,电流,滑动变阻器接入了两个上接线柱(或两个下接线柱),31,专题2 电路故障问题,思路点拨,32,3在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小明连接了如图T212所示的电路。 (1)请帮小明将电路补充完整。,图略,专题2 电路故障问题,针对训练,图T212,33,(2)正确连接电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表都没有示数。小明确定电路的接线良好，且电表和电源都完好，小明做出了以下猜想： 猜想：小灯泡断路； 猜想：开关断路； 猜想：滑动变阻器断路。 假设故障只有一处，经过分析，小明确定猜想是不可能的，如果猜想成立，则_会有示数。为了尽快查出故障原因，小明将导线A端拆下，把它改接在_(选填“B”或“C”)点的接线柱上，如果电流表、电压表都无示数，则猜想_(填序号) 正确；如果电流表、电压表都有示数，则猜想_(填序号) 正确。,专题2 电路故障问题,电压表,B,34,例4 2012烟台小明同学想在家里安装一盏照明灯，如图T213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，则开关应装在虚线框_中。安装完毕后，闭合开关，电灯不亮，用试电笔分别测试a、b、c点时，试电笔的氖管都发光，则电路的故障为_。,专题2 电路故障问题,进户零线断路, 类型三 家庭电路故障,2,图T213,35,专题2 电路故障问题,思路点拨,36,42012常州如图T214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，在保险丝处接入一只“220 V 40 W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时，灯泡L0和L1都呈暗红色(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,D,专题2 电路故障问题,针对训练,图T214,37,专题3 电路安全问题,专题3 电路安全问题,38,专题3电路安全问题,一、概述,39,专题3电路安全问题,二、知识储备,1串联电路：如图T31甲、乙所示，由于L1、L2(滑动变阻器)是串联连接的，且都有各自的允许最大电流，故应取小电流为电路中的串联电流，再进行相应计算。,甲 乙 图T31,40,2并联电路：如图T32甲所示，由于L1、L2是并联的，且有各自的最大电压，故应取小电压进行相应计算；乙图中由于干路中电流表有最大电流限制，因此在考虑最大电压的同时，还要考虑最大电流。,专题3 电路安全问题,甲 乙 图T32,41,专题3电路安全问题,三、思路图解,42,典例分析,例1 小华用如图T33所示的电路测小灯泡的功率。电路中电源电压恒为4.5 V，电压表的量程为03 V，电流表的量程为00.6 A，滑动变阻器的规格为“20 1 A”，灯泡标有“2.5 V 1.25 W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是( ) A电流表示数的变化范围是00.5 A B滑动变阻器的电阻允许调节的范围 是2.520 C灯泡的最小功率是0.162 W D该电路的最大功率是2.7 W,专题3 电路安全问题, 类型一 串联电路,图T33,C,43,专题3 电路安全问题,思路点拨,44,1如图T34所示的电路中，电源电压为4.5 V不变，电阻R1标有“6 0.5 A”，滑动变阻器R2标有“30 1 A”，电流表量程为“00.6 A”，电压表量程为“03 V”。为了保护各电表和元件，滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是( ) A012 B030 C312 D330 ,C,专题3 电路安全问题,针对训练,图T34,45,2如图T35所示的电路中，电源电压U18 V保持不变，定值电阻R1的阻值为10 ，电流表量程为00.6 A，电压表量程为015 V，R2是由阻值均匀的电阻线构成的滑动变阻器，阻值范围为0100 ，则闭合开关S后，滑片P在滑动变阻器上允许移动的范围是( ) A0100 B20100 C1050 D2050 ,D,专题3 电路安全问题,图T35,46,32012福州如图T36所示电路，灯L标有“3 V 0.9 W”字样，滑动变阻器R上标有“50 1 A”的字样，电压表量程为03 V，则灯L正常工作时的电流为_A。若电源电压为4.5 V，为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是_。(设灯丝电阻不变),0.3,专题3 电路安全问题,图T36,520,47,例2 2011哈尔滨如图T37所示，电源电压为12 V，定值电阻R1为12 ，滑动变阻器R2标有“50 1 A”字样，电流表A1量程为03 A，A2量程为00.6 A。当滑动变阻器的滑片在中点时，通过滑动变阻器的电流为_A；在滑片移动过程中，电路消耗的最大功率为_W。,专题3 电路安全问题,0.48, 类型二 并联电路,19.2,图T37,48,专题3 电路安全问题,思路点拨,49,42011柳州如图T38所示，电阻R1标着“10 1 A”，R2标着“5 1.2 A”，电流表A1、A2的量程均为03 A，电压表量程为015 V，在a、b之间接入电压可调的电源。闭合开关S后，为保证R1、R2均不被损坏，则允许加的电源电压和通过电流表A1的电流不得超过( ) A16 V 1 A B10 V 2.2 A C6 V 2.2 A D6 V 1.8 A,D,专题3 电路安全问题,针对训练,图T38,50,专题4 电学实验拓展,专题4 电学实验拓展,51,专题4电学实验拓展,一、概述,52,专题4电学实验拓展,二、知识储备,1正常电路测电阻、电功率：如图T41所示，用电压表测量待测电阻两端电压，电流表测量通过待测电阻的电流，并进行相应的计算即可。,图T41,53,2缺少电流表测电阻、电功率：如图T42所示，将待测电阻与一已知阻值的电阻串联，用电压表测量定值电阻两端的电压，求出电流，根据串联电路电流特点便间接得到了通过待测电阻的电流；再用电压表测待测电阻两端电压，求电阻、电功率。,专题4 电学实验拓展,图T42,54,3缺少电压表测电阻、电功率：如图T43所示，将待测电阻与一已知阻值的电阻并联，用电流表测量通过定值电阻的电流，根据欧姆定律计算出电压，根据并联电路电压特点便间接知道了待测电阻两端的电压：再用电流表测通过待测电阻的电流，求电阻、电功率。,专题4 电学实验拓展,图T43,55,专题4电学实验拓展,三、思路图解,56,典例分析,例1 某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的电阻R测量未知电阻Rx的阻值，图T44中不能实现测量Rx的阻值的电路图是( ),专题4 电学实验拓展, 类型一 缺少电流表,图T44,D,57,专题4 电学实验拓展,思路点拨,明确缺少电表：缺少电流表,明确辅助测量仪器或电阻：A、B、D图中附加定值电阻及开关；C图中附加滑动变阻器,分析电路：A图中开关闭合时，电压表测量电源电压，开关断开时，电压表测量定值电阻两端电压，可计算出电路中电流及待测电阻阻值；B图中开关断开时，电压表测量电源电压，开关闭合时，电压表测量定值电阻两端电压，可计算出电路中电流及待测电阻阻值；C图中滑片移至a端时，电压表测量电源电压，滑片移至b端时，电压表测量待测电阻两端电压，可计算出滑动变阻器两端电压，进而计算出电路中电流及待测电阻阻值；D图中不论开关闭合、断开，电压表均测量电源电压，故不能间接测量待测电阻阻值,58,12012北京小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻，测量额定电压为2.5 V的小灯泡L正常发光时的电阻RL。他选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图T45所示。,专题4 电学实验拓展,针对训练,图T45,59,(1)为了测出RL的阻值，请只添加两条导线完成实验电路的连接。 (2)请把小明的实验步骤补充完整： 断开开关S2，闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，使_；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S3，闭合开关S1、S2，记录电压表的示数为U； 请用R0及实验数据表示出RL。RL 。,如图所示,专题4 电学实验拓展,电压表示数为2.5 V,60,例2 (多选)如图T46所示，几个同学在只有电流表时，利用一个已知阻值的电阻R设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中可行的是( ),专题4 电学实验拓展, 类型二 缺少电压表,ABCD,图T46,61,专题4 电学实验拓展,思路点拨,明确缺少电表：缺少电压表,明确辅助测量仪器或电阻：A、B、D图中附加定值电阻及开关；C图中附加滑动变阻器,分析电路：A图中，开关闭合时，电流表测量干路电流，开关断开时，电流表测量通过定值电阻的电流，可计算出电路两端电压及待测电阻阻值；B图中，开关断开时，电流表测量串联电路电流，开关闭合时，定值电阻被短路，电流表测量通过待测电阻的电流，可根据两次电压相等(均为电源电压)计算出电源电压及待测电阻阻值；C图中，滑片移至a端时，电流表测量只有待测电阻时电路中的电流，移至b端时，电流表测量串联电路中的电流，可根据两次电压相等(均为电源电压)计算出电源电压及待测电阻阻值；D图中，测量过程类似B图，也能间接测量待测电阻阻值,62,22011北京小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。小明选择了满足这个实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图T47所示。,专题4 电学实验拓展,针对训练,图T47,63,(1)为了测出电阻Rx的阻值，请你只添加两根导线完成实验电路的连接。 (2)只闭合开关S1，电流表的示数用I1表示；开关S1、S2都闭合时，电流表的示数用I2表示。请你用I1、I2和R0表示Rx。Rx_。,如图所示,专题4 电学实验拓展,64,专题5 电学综合计算,专题5 电学综合计算,65,专题5 电学综合计算,一、概述,电学综合计算,电学综合计算题多以生活情景为载体，涉及图象、变化电路等问题，综合性较强,此类综合性问题一般电路较为复杂或伴有其他信息同时存在，因此需要认真分析题目所给的条件，画出相应的等效电路图，再结合图象等其他信息，找出解决问题的方法,66,专题5电学综合计算,二、知识储备,1图象识别：如图T51所示为甲、乙两电阻的UI关系图象，从图象中可知甲电阻两端的电压与电流成正比，为一定值电阻；乙电阻的阻值不固定，随两端电压(温度)的升高而增大。,图T51,67,2信息提取：如图T52所示为一电能表，从图中可以获得的信息有：该电能表的计量单位是kWh； 到目前为止，连接该电能表的用电器已经消耗了1931.0 kWh的电能； 该电能表应该在220 V的电路中使用； 该电能表的标定电流为5 A； 该电能表在50 Hz的交流电路中使用； 接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kWh的电能，电能表的转盘转过2500转。,专题5 电学综合计算,图T52,68,3多挡功率问题：电热器的“高低挡”指的是“功率”不同，电功率大的为高挡位，电功率小的为低挡位。在电源电压不变的情况下，通过改变电路的总电阻从而改变用电器的总功率，实现高、中、低挡之间的转换。一般是通过电阻短路或改变电路连接方式来实现，常见多挡电路图如图T53所示。,专题5 电学综合计算,图T53,69,专题5电学综合计算,三、思路图解,70,典例分析,例1 2012梅州在如图T54甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8 V，如图乙所示是灯泡L2的UI图象。,专题5 电学综合计算, 类型一 图象类电学综合题,图T54,71,(1)当开关S接a时，电压表的示数为1.2 V，电流表的示数为0.3 A，求定值电阻R0的阻值。 (2)当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1 W，求灯泡L1的额定电功率。 (3)开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，求电路消耗的总功率。,专题5 电学综合计算,4,4 W,6 W,72,专题5 电学综合计算,思路点拨,明确电路连接：当开关S接a时，灯泡L1与定值电阻R0串联，此时电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻R0两端电压；当开关S接b时，灯泡L1与灯泡L2串联，此时电流表测量电路电流,明确图象含义：图象乙是灯泡L2的电压与电流关系图象，且电流与电压不成正比,73,专题5 电学综合计算,分析计算：(1)当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联，电流表测量电路电流，I0.3 A，电压表测量R0两端电压，U01.2 V。根据 。 (2)调节电源电压，当开关S接a时，R0与灯泡L1串联，灯泡正常发光，则灯泡两端的电压为8 V。R0消耗的功率为1 W，由P0I2R0，得 ， P额U额I08 V0.5 A4 W。 (3)开关S接b时，L1与灯泡L2串联，灯泡L1正常发光，则根据(2)可知此时通过灯泡L1和L2电流为I0.5 A，根据图象可知，L2两端的电压为4 V，则电源电压为：U总U1U28 V4 V12 V，电路消耗的总功率为：P总U总I12 V0.5 A6 W,74,1如图T55甲所示是某种压力秤的电路原理示意图，电压表(量程为03 V)可对应显示压力的大小。已知R0100 ，电源电压U4.5 V保持不变，压力传感器R的阻值随所受的压力变化的图象如图乙所示。(设踏板的重力忽略不计) (1)当一个重为600 N的中学生站在压力秤上时，电压表的示数为多少伏特？ (2)此时电路消耗的总功率为多少瓦特？,0.081 W,专题5 电学综合计算,针对训练,图T55,1.8 V,75,例3 2012本溪我国对家用电冰箱、空调这两个产品率先实施能源效率标识制度，以后生产、销售、进口的空调、冰箱均应在显著位置粘贴“中国能效标识”的标签，如图T56所示。能效标识将能效分为1、2、3、4、5五个等级，等级1表示产品最节能，等级5是市场准入指标，低于该等级要求的产品不允许生产和销售。,专题5 电学综合计算, 类型二 用电器铭牌问题,空调A 空调B 图T56,76,(1)图中所示的是两台空调的能效标识，按照图中所给的输入功率，试计算空调A在220 V电压下工作时的电流是多少安培？(计算结果保留两位小数) (2)两台空调的制冷量相同，但能效比却不相同。假设两台空调的使用寿命都为12年，平均每台每年使用500小时，试求出使用12年，高效节能空调A比一般节能空调B能节约多少千瓦时的电能？,专题5 电学综合计算,4.55 A,1380 kWh,77,专题5 电学综合计算,思路点拨,明确题目计算问题：(1)计算空调A在220 V电压下工作时的电流；(2)求节约电能,找准相关参数：(1)根据公式I可知，题目已知电压，求解电流时，需要找出空调A的输入功率；(2)根据WPt可知，需要找出两台空调的输入功率，计算功率差,分析计算：(1)空调A在220 V电压下工作时的电流为 ；(2)节约电能为：WPt (PBPA)t(1230 W1000 W)500 h121380 kWh,P,U,78,22012安徽某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图T57所示。表盘上“1600 imp/kWh”表示每用电1 kWh，指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息，回答下列问题：,专题5 电学综合计算,针对训练,图T57,79,(1)该同学家上个月共用电多少千瓦时？ (2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少？ (3)若只让一个标有“220 V 484 W”的电热器工作3 min，观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该同学家的实际电压是多大？(设电热器的电阻不变),95 kWh,专题5 电学综合计算,2200W,200 V,80,例3 2012桂林小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关S0进行自动控制。小明从说明书上收集到如下表所示的部分数据和如图T58所示的电路原理图。,专题5 电学综合计算, 类型三 多挡功率问题,图T58,81,请解答如下问题：(计算结果若不能整除，保留一位小数) (1)这个电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流大约是多大？ (2)若电阻R2的阻值为1210 ，则电阻R1的阻值为多少？ (3)在傍晚用电高峰期，供电电压可能会下降。当实际电压只有198 V时，这个电热饮水机加热的实际功率是多大？,专题5 电学综合计算,4.2 A,55,745.2 W,82,专题5 电学综合计算,思路点拨,明确挡位变换原理：两电阻并联，当开关S0闭合时，总电阻减小，总功率变大，电热饮水机处于加热状态；当开关S0断开时，总电阻增大，总功率变小，电热饮水机处于保温状态,认清相关参数：电热饮水机的额定电压为220V；额定加热功率为920W,83,专题5 电学综合计算,84,专题5 电学综合计算,85,专题5 电学综合计算,86,32012东营一种电吹风有冷风和热风两个挡位，其电路如图T59所示，铭牌上的主要参数如下表：,专题5 电学综合计算,针对训练,图T59,87,(1)电吹风正常工作时，通过电动机的电流是多少？ (2)电热丝正常工作时的电阻是多大？(结果保留一位小数) (3)电吹风在热风挡正常工作1 min，电吹风消耗的电能是多少？,0.15A,专题5 电学综合计算,41.5,7.2104 J,88,专题6 特殊方法测密度,专题6 特殊方法测密度,89,专题6 特殊方法测密度,一、概述,特殊方法测密度,常规的测量密度的方法是用天平测量物体的质量，用量筒(或直尺)测量物体的体积，根据密度公式计算出物体的密度。特殊方法测量密度指的是在没有量筒或天平的情况下，借助其他工具来完成密度的测量的方法,测量质量和体积时，一般利用浮力知识及等量法间接测量物体的质量与体积(此方法中一般会涉及水，在此水的密度作为已知量),90,专题6特殊方法测密度,二、知识储备,1等量法测量密度 (1)天平平衡法测液体密度(缺少砝码)：在水平面上将天平调平，在两托盘中各放一个完全相同的烧杯，分别在两烧杯内加入水和待测液体使得天平平衡；分别测出加入烧杯内的水和待测液体的体积V水、V液；则液 。,91,专题6 特殊方法测密度,92,专题6 特殊方法测密度,93,2利用浮力知识测密度 (1)漂浮法测密度：测固体密度：可利用在水中漂浮(可以自己漂浮，也可借助容器漂浮)测固体漂浮时的V排，则G物F浮水gV排，m物水V排，再测出固体的体积V，水 。 测液体密度：可利用另一物体在水和待测液体中均漂浮，水gV排水液gV排液，则液 。 (2)称量法测密度：用天平称出容器和适量水的质量，将物体用线拴住浸没在水中悬停，添加砝码使天平平衡，则增加的砝码的重力G等于物体受到的浮力F浮，则V排V物 ，用天平称出物体的质量，则可求出物体的密度。,专题6 特殊方法测密度,94,专题6 特殊方法测密度,95,专题6特殊方法测密度,三、思路图解,96,典例分析,例1 2012泸州小华测量一个实心玻璃球的密度，所用实验器材和操作步骤是：第一步：如图T61甲所示，先将两个完全相同的烧杯分别放置在已调好的天平左右两个托盘中，再将玻璃球放入左盘烧杯中，同时向右盘烧杯中倒入一定量的水，并用滴管小心增减，直至天平平衡。第二步，将右盘烧杯中的水倒入量筒，量筒示数如图乙所示，则水的体积为_mL。第三步，用细线拴好玻璃球，轻放入量筒中，此时玻璃球和水的总体积如图丙所示。由实验中测得的数据，小华得出实心玻璃球的质量为_g，密度为_g/cm3。,专题6 特殊方法测密度, 类型一 等量法测密度,10,10,2.5,97,专题6 特殊方法测密度,图T61,98,专题6 特殊方法测密度,思路点拨,明确实验中能够直接测量：实心玻璃球的体积可以直接利用量筒测量,明确缺少工具及辅助工具：实验中缺少砝码，增加了水和烧杯，需要借助水及烧杯间接测量实心玻璃球的质量,认识间接测量过程：平衡法：先将两个完全相同的烧杯分别放置在已调好的天平左右两个托盘中，再将玻璃球放入左盘烧杯中，同时向右盘烧杯中倒入一定量的水，并用滴管小心增减，直至天平平衡,99,专题6 特殊方法测密度,结果分析：在实验过程中，实心玻璃球的体积测量是准确的，但是间接测量其质量时，由于将水从烧杯中倒入量筒中时，烧杯内壁上不可避免沾有水珠，因此质量的测量结果会偏小，根据公式分析可知，测量的实心玻璃球的密度也偏小,100,12012株洲小军利用天平、水和烧杯来测量一不规则小石块的密度，请将他的实验步骤补充完整。 (1)把托盘天平放在水平台面上，将标尺上的游码移到零刻度处，调节天平的_使天平平衡。 (2)用天平测量小石块的质量，右盘中的砝码和标尺上的游码如图T62所示，则小石块的质量为_g。,平衡螺母,专题6 特殊方法测密度,针对训练,图T62,62,101,(3)小军采用如图T63所示的方式测量小石块的体积。 A往烧杯中加入适量的水，把小石块浸没，在水面到达的位置上作标记； B取出小石块，测得烧杯和水的总质量为153 g； C往烧杯中加水，直到标记处，再测出此时烧杯和水的总质量为183 g； D计算出小石块的体积为_cm3。 (4)计算出小石块的密度为_g/cm3。,2.07(或2；或2.1),专题6 特殊方法测密度,图T63,30,102,例2 下面是张超同学利用量杯和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析，请完成下列填空。 (1)在量杯中装适量的水，读出水面对应的刻度值V1； (2)把橡皮泥捏成碗状，小心放入量杯使之漂浮在水面上，读出此时液面对应的刻度值V2，根据漂浮原理可求出橡皮泥的质量m_g； (3)再把橡皮泥团成球放入量杯使之沉入水底，读出此时水面对应的刻度值V3； (4)利用密度计算公式可推导出橡皮泥的密度表达式为： _。 图T64是整个实验的操作情景，由图中读数可算出橡皮泥的密度是_kg/m3。,专题6 特殊方法测密度, 类型二 利用浮力知识测密度,14,1.75103,103,专题6 特殊方法测密度,图T64,104,专题6 特殊方法测密度,思路点拨,明确实验中能够直接测量的物理量：橡皮泥的体积可以利用量杯（带有刻度）测量,明确缺少工具及辅助工具：实验中缺少天平，增加了水，需要借助水及量杯利用浮力知识间接测量橡皮泥的质量,认识间接测量过程：因为橡皮泥形状容易改变，首先把橡皮泥捏成碗状，使其漂浮在量杯内的水面上，然后将其捏成团放入量杯内使其完全浸没沉底,105,专题6 特殊方法测密度,处理结果：当橡皮泥漂浮在量杯内水面上时，根据物体的浮沉条件可知，此时橡皮泥受到的浮力等于其重力，而其受到的浮力等于排开水受到的重力，故可间接计算橡皮泥的质量，再根据排水法测得其体积即可以计算出其密度。根据图甲、乙可知，橡皮泥漂浮时排开水的体积为V排V2V1，故其排开水的重力为G排水(V2V1) g，排开水的质量为m排水(V2V1)，所以橡皮泥的质量m水(V2V1)；根据甲、丙可知橡皮泥的体积为V橡皮泥V3V1，则橡 皮泥的密度为 ；将水1.0 g/cm3、V150 cm3、V264 cm3、V358 cm3代入后可计算出该橡皮泥的密度为橡皮泥1.75 g/cm31.75103 kg/m3,106,专题6 特殊方法测密度,结果分析：在实验过程中，将橡皮碗从水中取出时，不免带出一部分水，导致橡皮泥团成球放入前水的体积小于V150 cm3，因此体积的测量结果会偏小，根据公式分析可知，测量的橡皮泥的密度会偏大。实验时也可以直接将橡皮泥碗按入水中而不拿出来捏成团,107,22012河北小明用天平、细绳、烧杯和水(水1 g/cm3)测定某工艺品(实心)的密度。 (1)实验过程如下： 往烧杯中倒入适量的水，用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为200 g。 用绳将工艺品拴好并浸没在水中(如图T65所示)，在右盘中增加砝码并移动游码，当天平平衡后，测得质量为208 g，则工艺品的体积为_cm3。,8,专题6 特殊方法测密度,针对训练,图T65,108,从烧杯中取出工艺品，用天平测量其质量，当天平平衡后，右盘中砝码和游码的位置如图T66所示，工艺品的质量为_g。,专题6 特殊方法测密度,图T66,工艺品的密度_g/cm3。,64,8,109,(2)小明测量的工艺品密度比真实值 _(选填“偏大”或“偏小”)，是由于_。 (3)被测工艺品是由下表中的某种金属制成的。这种金属在生产和生活中有着广泛的应用，如_(列举一例)。,偏大,专题6 特殊方法测密度,将工艺品从烧杯中取出时沾有水，使测量的质量偏大,铁锅,110,专题7 浮力变化问题,专题7 浮力变化问题,111,专题7 浮力变化问题,一、概述,浮力变化问题,浮力变化是指物体浸入液体的体积发生变化或液体的密度等发生变化时，引起的物体受到的浮力变化，一般伴随着液体压力及压强的变化分析,由“液面升降”分析压强、由“状态分析”比较浮力：物体浸入液体中后，观察液面是否上升和物体静止后所处状态，根据液面变化分析液体对容器底的压强变化，根据物体状态可对比分析密度、体积、浮力和质量相关量的变化,112,专题7浮力变化问题,二、知识储备,1液面变化引起的其他变化 (1)物体浸入体积变化：如果容器内的液体没有满时，浸入液体内的物体体积越大，液面越高，此时容器底部受到液体的压强越大、压力越大；如果容器内的液体满了时，浸入液体内的物体体积增大，液面不变，此时容器底部受到的液体压强、压力不变。 (2)冰块熔化：漂浮在水面上的冰块熔化后，根据物体的浮沉条件可知，冰块漂浮时V排与熔化后化成水的体积V水相等，故其液面高度不变。,113,专题7浮力变化问题,(3)漂浮物下悬挂重物：如图T71甲、乙所示，物体A的密度小于液体的密度，物体B的密度大于液体的密度，将A与B间的连线剪断(或将重物B取下放入液体中)，物体B将下沉到容器底部，物体A与B受到的总浮力减小，液面下降，容器底受到的液体对其的压强、压力变小。,甲 乙 甲 乙 图T71 图T72,114,专题7浮力变化问题,2浮力与压力：对于柱形容器，未将物体放入容器内的液体中时，容器内液体对容器底部的压力等于容器内液体的重力；当将物体放入液体中时，如果物体处于漂浮或悬浮状态(如图T72甲所示)，则容器底部所受压力的增加量等于物体的重力(即物体受到浮力的大小)；如果物体下沉(如图乙所示)，则容器底部所受液体压力的增加量等于物体受到的浮力大小(小于物体重力)。,115,3漂浮问题“六规律” 规律一：“二力平衡”，即物体漂浮在液面上，所受浮力等于重力(F浮G物)。 规律二：“质量相等”，即物体漂浮在液面上，所排开液体质量等于其质量(m排m物)。 规律三：“浮体定比”，即物体漂浮在液面上，排开液体体积与其总体积之比等于物体密度与液体密度之比(V排V物物液)。,专题7 浮力变化问题,116,规律四：“任漂、浮等”，即物体任意漂浮在不同液面上，所受浮力相等(F1F2G物)。 规律五：“密大浸少”，即物体漂浮在不同液面上，在密度大的液体里浸入的体积少。 规律六：“三力平衡”，即将漂浮物体全部浸入液体中，物体受到浮力、重力及压力或拉力作用处于平衡状态(F浮G物F压或拉)，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力(F压或拉F浮G物)。,专题7 浮力变化问题,117,专题7浮力变化问题,三、思路图解,118,典例分析,例1 2012孝感如图T73所示，一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯置于水平桌面中央，杯内水中漂浮着一冰块。若冰熔化前、后水对杯底的压强分别为p1、p2，杯底对桌面的压强分别为p3、p4，已知水玻璃，则下列关系式中正确的是( ) Ap1p2p3p4 Bp1p2p3p4 Cp1p2、p3p4，且p1p3 Dp1p2、p3p4，且p1p3,专题7 浮力变化问题, 类型一 液面变化引起的其他变化,D,图T73,119,专题7 浮力变化问题,思路点拨,明确冰块熔化前状态：冰块漂浮在水面上，浮力等于重力,明确冰块熔化后状态变化：冰块熔化成水，可以看作熔化后的水悬浮在原来的水中，浮力等于重力,前后对比，据浮力变化判断其他变化：冰块熔化后状态由漂浮到悬浮浮力大小不变排开液体体积不变液面高度不变容器内液体产生的压强及对容器底部的压力不变；容器对桌面的压强属于固体压强，烧杯与液体的总重力不变，故容器对桌面的压力及压强不变，但是杯底对桌面的压强要大于内部液体对容器底的压强(水玻璃),120,12012随州如图T74所示，在盛有某种液体的圆柱形容器内放有一木块A，在木块A的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B。金属块B浸没在液体内，而木块A漂浮在液面上，液面正好与容器口齐平。某瞬间细线突然断开，待稳定后液面下降了h1，然后取出金属块B，液面又下降了h2，最后取出木块A，液面又下降了h3，由此可以判断A与B的密度之比为( ) Ah3(h1h2) Bh1(h2h3) C(h2h1)h3 D(h2h1)h1,A,专题7 浮力变化问题,针对训练,图T74,121,例2 2012杭州小吴同学为探究力之间的关系做了如图T75所示的实验。将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中(不接触容器，无水溢出)。在该过程中，下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是( ) A弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变 B弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变 C弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大 D弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大,专题7 浮力变化问题, 类型二 浮力与压力,图T75,C,122,专题7 浮力变化问题,思路点拨,明确测力计测量物体的含义：弹簧测力计测量铝块的重力；台秤测量容器重力及内部水的重力,明确放入物体后测力计测量的含义：弹簧测力计测量物体重力与浮力之差；台秤测量容器重力及内部水的重力与铝块所受浮力之和,前后对比判断：弹簧测力计示数减小，减小的示数即为铝块受到的浮力大小；台秤示数增加，增加的示数即为铝块受到的浮力大小,123,2如图T76所示，杯子中装满水，现向杯中轻轻放入一个小木块，小木块漂浮在水面上，则放入木块后( ) A水对杯底的压强增大 B水对杯底的压强不变 C水对杯底的压力增大 D水对杯底的压力减小,B,专题7 浮力变化问题,针对训练,图T76,124,专题8 效率问题,专题8 效率问题,125,专题8 效率问题,一、概述,效率问题,在能量的转化和转移过程中，能量必然会有一部分损失，我们就把有效利用的能量与总能量之比称为效率,力学中机械效率是指利用机械做功时有用功与总功的比值；热机效率是指被有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比；太阳能利用效率是指在某个面积内被有效利用的热量与到达此处的太阳能之比；电热效率是指被有效利用的热量与所消耗电能的比值。效率是一个比值，没有单位，且一定小于1,126,专题8效率问题,二、知识储备,1机械效率：机械效率的公式是 100%。 (1)滑轮组机械效率：滑轮组中动滑轮个数越多，越省力，机械效率越低；同一滑轮组，提升的重物越多，机械效率越高；滑轮组改变缠绕方式，提升相同重物时，机械效率相同；提升相同重物上升相同高度时，定动 滑轮组。 (2)斜面机械效率：提升同一物体时，斜面的机械效率与粗糙程度和倾斜角度有关，斜面越陡、越光滑，机械效率越高。,127,专题8效率问题,128,专题8效率问题,三、思路图解,129,典例分析,例1 2012呼和浩特如图T81所示，用相同的滑轮、不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中( ) A甲图省力，甲图机械效率大 B甲图省力，机械效率一样大 C乙图省力，乙图机械效率大 D乙图省力，机械效率一样大,专题8 效率问题, 类型一 机械效率,B,图T81,130,专题8 效率问题,思路点拨,明确滑轮组的连接方式：两个滑轮组中定滑轮与动滑轮个数相同，但绳子的缠绕方式不同,明确所提升重物：甲、乙两图中提升相同的重物，即提升重物的重力G相同,131,专题8 效率问题,132,例2 2012大庆如图T82所示的汽车总质量为1150 kg，以72 km/h的速度匀速行驶10 km。若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮胎与路面的接触面积为0.05 m2。(g取10 N/kg),专题8 效率问题, 类型二 热机效率,图T82,133,求：(1)汽车对路面的压强为多少？ (2)汽车行驶过程中克服阻力做了多少功？其功率为多少？ (3)若该汽车热机的效率为25%，如果不考虑热机及其他的能量损失，汽油热值为4.6107 J/kg，则该汽车行驶10 km的过程中需要的汽油质量为多少千克？,专题8 效率问题,5.75104 Pa,1.15107 J 2.3104 W,1 kg,134,专题8 效率问题,思路点拨,明确效率类型：属于热机效率,明确有用功与总功：有用功为汽车克服摩擦做的功；总功为汽油燃烧放出的热量,135,专题8 效率问题,136,例3 2012聊城某电热水壶及铭牌如图T83所示，装入1.5 kg、20的凉水，通电正常工作6 min将水烧开至100。已知水的比热容c4.2103 J/(kg)。求： (1)该过程中水吸收的热量。 (2)电热水壶的效率。,专题8 效率问题, 类型三 电热效率,图T83,产品型号 EL8952 额定电压 220 V 频 率 50 Hz 额定功率 1500 W 容 量 1.5 L,5.04105 J,93.3%,137,专题8 效率问题,思路点拨,明确效率类型：属于电热效率,明确有用功与总功：有用功为水吸收的热量，总功为电流做的功,138,家庭浴室中常用的暖灯型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的。小明家浴室内的浴霸由四只标有“220 V 250 W”的同规格发热灯组成，小明测得浴室的面积为6 m2，高为2.5 m。查资料得知当地空气的密度为1.2 kg/m3，比热容为1.0103 J/(kg)。当四只灯泡同时正常工作25 min后，测得浴室内的空气温度从13上升到28。求： (1)浴室内空气的质量。 (2)浴室内空气吸收的热量。 (3)浴霸加热浴室内空气的效率。,18 kg,专题8 效率问题,针对训练,2.7105 J,18%,139,
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