中考物理 第十六章 电能与电功率复习课件 粤教沪版.ppt

第十六章电能与电功率 中考导航 知识网络 考点梳理 一 电能和电功率1 电能可能由其他形式的能量转化而来 也可以转化为其他形式的能量 用电器工作的过程就是把 转化为 的过程 2 电能用W表示 常用单位是 在物理学中能量的国际单位是 简称焦 1kW h 计算公式 W UIt Pt 推导公式 W I2Rt 只适用于纯电阻电路 3 电能表是测量一段时间内 多少的仪器 读数方法 电能表表盘上先后两次示数之差就是这段时间内用电的千瓦数 即电流在这段时间内所做的功 电能表的重要参数 A 220V 是指 电能 其他形式的能 kW h 3 6 106J J 消耗电能 电能表的额定电压是220V 考点梳理 B 10 20 A 指这个电能表的 为10安 为20安 C 50Hz 指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用 D 600revs kW h 指这个电能表 4 电功 电能转化为其他形式能的过程实际就是 的过程 有多少电能发生了转化 就说电流做了多少功 实质上 说电流做了多少功也就是消耗了多少电能 电功也用W表示 国际单位也是焦耳 常用单位是千瓦时 二 电功率1 电功率的物理意义 是表示 的物理量 电功率用 表示 单位是 简称 符号是 常用单位有 1kW 电功率的定义 用电器在单位时间内 或用电器在单位时间内 瓦特 瓦 W 做功的多少 消耗电能的多少 kW 1000W P 电流做功快慢 电流做功 每消耗1度电表盘转600转 额定最大电流 标定电流 考点梳理 2 电功率的定义式 在使用时 单位要统一 1 电功率用瓦 W 电能用焦耳 J 时间用秒 s 2 电功率用千瓦 kW 电能用千瓦时 kW h度 时间用小时 h 3 1千瓦时是功率为1kW的用电器使用 所消耗的电能 4 电功率变形公式 单位 电功率用瓦 W 电流用安 A 电压用伏 V 电阻用欧 5 额定功率与实际功率 用电器在 下工作时的电功率 或者说用电器正常工作时的电功率 叫做额定功率 当实际电压小于额定电压时 实际功率小于额定功率 用电器无法正常工作 当实际电压等于额定电压时 实际功率等于额定功率 用电器可以正常工作 当实际电压大于额定电压时 实际功率大于额定功率 用电器可能被烧坏 P UI P U2 R P I2R 1小时 P W t 额定电压 考点梳理 三 测量小灯泡的电功率1 原理 2 电路图 画在下面空白处 3 注意事项 选择的器材要规格合适 例如小灯泡额定电压为2 5V时 要至少选用两节干电池串联做电源 电流表的量程要 小灯泡的额定电流 电压表的量程要 小灯泡的额定电压 滑动变阻器允许通过的最大电流要 小灯泡的额定电流 连接电路时开关处于 状态 滑动变阻器调到阻值 在使小灯泡的电压高于额定电压时 要注意观察电压表示数的变化 以免电压过高 烧坏小灯泡 P UI 大于 大于 大于 断开 最大处 考点梳理 进行测量时 一般要分别测量小灯泡过暗 正常发光 过亮时三次的电功率 用求平均值的方法计算电功率 只能用小灯泡正常发光时的电功率 4 设计实验记录表格 画在下面空白处 5 结论 通过实验发现 用电器两端的电压不同 电功率就不同 小灯泡两端电压越高 实际功率 灯泡 用电器在额定电压下工作时的电功率叫做 P额 U额I额 在实际电压下工作时的电功率叫做 P实 U实I实 越大 越亮 额定功率 实际功率 不能 考点梳理 四 电和热1 电流的热效应 电流通过导体时会使导体放热的现象叫电流的 2 电流的热效应的应用 电热毯 电烤箱等 电热器是利用电流的热效应工作的 它的发热体是用 的电阻丝制成的 是电热器的主要组成部分 3 焦耳定律 电流在导体上产生的热量与电流的平方成正比 与电阻成正比 与通电时间成正比 即 在研究焦耳定律时 采用 控制变量法 控制 和 相同 改变 研究电热与通电时间的关系 对同一根电阻丝进行通电 在不同时间观察煤油柱面的位置 电流 电阻 通电时间 Q I2Rt 电阻较大 熔点较高 电烙铁 电热水器 热效应 考点梳理 控制 和 不变 改变 的大小 研究电热与电流的关系 对同一根电阻丝通电 用滑动变阻器控制电流的大小 在相同时间内做两次实验 控制 和 不变 改变 的大小 研究电热与电阻的关系 把两根电阻不同的电阻丝串联 通电后观察煤油柱面变化情况 4 电流的热效应的防护 电流的热效应对人们有有利的一面 如电炉 电热水器 电热毯等 也有不利的一面 如电视机 电脑 电动机在工作时产生的热量 我们要利用有利电热 减少或防止不利电热 如电视机的散热窗 电脑中的散热风扇 电动机的外壳铁片等 电流 通电时间 电阻 电阻 通电时间 电流 考点梳理 五 串 并联电路中 电流 电压 电功率与电阻的关系 课前检测 1 2015 泉州 如图所示的电路中 电源电压不变 R为滑动变阻器 闭合开关S后 在滑片P向右移动的过程中 下列说法正确的是 A 电流表A1的示数变小 灯泡变暗B 电流表A的示数变小 电压表V的示数变大C 电压表V的示数不变 电路的总功率变大D 电压表V的示数不变 灯泡的亮度不变 D 课前检测 解答 解 由图可知 灯泡L与滑动变阻器R并联 电压表测电源电压 电流表A测干路电流 A1测L电流 闭合开关S后 在滑片P向右移动的过程中 电源电压不变 所以电压表V的示数不变 灯泡L支路与R支路互不影响 所以灯泡两端电压不变 灯泡电流不变 即A1示数不变 由P UI可知灯泡功率不变 亮度不变 AB错误 D正确 滑片P向右移动的过程中 R连入阻值变大 由I可知通过R的电流变小 根据并联电路的电流特点可知 干路电流变小 即电流表A变小 由P UI总功率变小 故C错误 课前检测 2 2015 哈尔滨 图乙是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图象 现将L与阻值为10 的电阻R连入图甲所示电路 闭合开关S L的实际功率为1 8W 则电源电压是V 此时通过R的电流是A 解答 解 由图甲可知 灯泡L与电阻R并联 根据P UI 从图象上可以看出 当L的实际功率为1 8W时 对应的实际电压为6V 实际电流为0 3A 则电源电压U U实 6V 通过R的电流 6 0 6 课前检测 3 2015 葫芦岛 如图所示是某同学家电能表上个月底的示数 如果他家这个月消耗了100kW h的电能 则本月底电能表示数应该是kW h 他家同时工作的用电器总功率不超过W 单独接入某用电器工作一段时间 电能表的转盘转过20圈 该用电器消耗kW h的电能 解答 1 消耗电能W W1 W2 月底电能表示数 W1 W W2 100kW h 1123 4kW h 1223 4kW h 2 由电能表的参数可以知道 电能表工作电压是220V 允许通过的最大电流为10A 他家同时工作的用电器最大总功率 P UI 220V 10A 2200W 3 转盘转动20转消耗电能 1223 4 2200 课前检测 4 2015 眉山 如图所示 灯L标有 6V3 6W 字样 电源电压保持不变 闭合开关S 电流表示数为0 1A 灯实际功率为0 9W 灯丝电阻不随温度变化 求 1 定值电阻R0的阻值 2 电路的总功率 3 通电1min灯L消耗的电能 解答 解 由电路图可知 灯泡L与电阻R0并联 电流表测R0支路的电流 1 灯泡额定电压U额 6V 额定功率P额 3 6W 根据可得灯泡电阻 答 1 定值电阻R0的阻值为30 2 电路的总功率为1 2W 3 通电1min灯L消耗的电能为54J 课前检测 则根据可得灯泡两端的实际电压因并联电路中各支路两端的电压相等 根据欧姆定律得 定值电阻 2 实际通过灯泡的电流为因并联电路中干路电流等于各支路电流之和 所以 干路电流 I IL IR 0 3A 0 1A 0 4A 电路消耗的总功率 P UI 3V 0 4A 1 2W 3 灯L消耗的电能W P实t 0 9W 60s 54J 考点突破 考点1 电能和电能表 例1 2010 广东小明学习了电功率的知识后 想利用家里的电能表 如图 和手表 测出一些家用电器的有关数据 1 当家里只有一台电冰箱在正常工作时 他测出电能表1分钟转了3圈 求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少焦耳 2 当电冰箱和电热水壶同时工作时 他测出电能表1分钟转33圈 求此时电热水壶的电功率是多少瓦 答 1 电冰箱在这段时间消耗的电能是7 2 103J 2 电热水壶的电功率是1200W 考点突破 解析 1 电功的计算1500r kW h表示的是电路中每消耗1kW h的电能 电能表的转盘转1500R 或者表示电能表每转1R 电路中消耗1 1500KW h的电能 求出转盘转了3r电路中消耗电能W 2 根电能表参数理解 求出电功 据电功率P 的计算 答案 解 1 电冰箱消耗电能为W冰 kW h 0 002kW h 7 2 103J 2 共消耗电能为W kW h kW h 7 92 104J电热水壶消耗电能为W热 W W冰 7 92 104J 7 2 103J 7 2 104Jt 1min 60s电热水壶的电功率为P 1200W 方法规律 本考点的考查重点是有关电能表的读数及电能表中的各参数的意思 1 电能表的重要参数 220V 是指电能表的额定电压是220V 10 20 A 指这个电能表的标定电流为10安 额定最大电流为20安 变式拓展 1 2015 泸州 5月初 小明家中的电能表示数为 电能表的部分参数及6月初的示数如图所示 下列说法正确的是 A 电能表是测量用电器消耗电功率的仪表B 小明家5月初至6月初消耗的电能是1200kW hC 小明家所有用电器同时工作 总功率不得超过4 4kWD 若电能表转盘在10min内转过300转 则用电器的总功率为1kW 考点突破 50Hz 指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用 600revs kW h 指这个电能表每消耗1度电表盘转600转 2 利用电能表计算用电器消耗电能的两种方法 W 实际转数 标定转数 kW h 现在电能表的示数 以前电能表的示数 C 考点突破 解答 解 A 电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表 故A错误 B 6月初的示数1342 8kW h 5月初 小明家中的电能表示数1222 8kW h 故小明家5月初至6月初消耗的电能是W 1342 8 1222 8 120kW h 故B错误 C 据表盘的参数可知 此时总功率不得超过P UI 220V 20A 4400W 4 4kW 故C正确 D 电能表的转盘转300转消耗的电能为 该电能表上用电器的总功率 故D错误 考点2电功率 高频考点 例2 2015 遂宁 小明和妈妈一起去商场选购了 亚米牌 全自动豆浆机 回到家 他马上阅读了使用说明书 了解了豆浆机的主要结构 如图甲 使用方法及注意事项 并观察了豆浆机铭牌 如图丙 电路原理图可等效成图乙 下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态 请你帮小明解决下列问题 1 豆浆机正常工作电热丝电阻是多少 2 豆浆机正常工作做一次豆浆 电流做功多少焦 考点突破 考点突破 3 小明想了解家里电路的实际电压 于是将家里的其它用电器都关闭 他观察到豆浆机的电热丝工作时 家里标有 2000r kW h 字样的电能表转盘在3min内转了50转 则他家电路的实际电压是多少 不考虑温度对电阻的影响 答 1 豆浆机正常工作电热丝电阻是80 2 豆浆机正常工作做一次豆浆 电流做功3 024 105J 3 他家电路的实际电压是200V 考点突破 解答 解 1 电热丝电阻 2 由图象可知 豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1 2min 电动机工作时间t2 8min 豆浆机正常工作做一次豆浆 电流做功 W P1t1 P2t2 100W 2 60s 605W 8 60s 3 024 105J 3 豆浆机3min内消耗的电能豆浆机实际功率 电路实际电压 方法规律 本考点是广东中考的高频考点 考查的重点是有关电功率的计算 考查难度较大 一般都为计算题和综合题 分值比重也较大 备考时需掌握的知识点 1 电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量 用符号P表示 2 电功率大小等于用电器在1秒时间内所消耗的电能 电功率的计算公式是 P W t UI 考点突破 3 电功率的国际主单位是 瓦特 用符号W表示 另一个常用单位是 千瓦 用符号kW表示 它们之间的换算关系是 1kW 1000W 4 额定电压是指用电器正常工作时的电压 额定功率是指用电器在额定电压下的功率 当灯泡的实际电压偏高时 灯泡实际功率会偏大 灯泡强烈发光 当灯泡的实际电压偏低时 灯泡实际功率会偏小 灯泡发光暗淡 考点突破 变式拓展 2 2015 张家界 如图是我们家庭用的一种电热饮水机的简化电路图 其参数如下表 R1 R2是发热电阻丝 1 若饮水机正常工作的加热效率为90 现将质量为0 4kg 初温为25 的水在一标准大气压下加热至沸腾 已知水的比热容是4 2 103J kg 求 水需要吸收的热量是多少 烧开这些水消耗了多少电能 2 当饮水机处于保温状态时 R1的电阻值是多大 答 1 水需要吸收的热量是1 26 105J 烧开这些水消耗1 4 105J电能 2 R1的电阻值是1056 考点突破 解答 解 1 水吸收的热量为 Q吸 c水m水 t t0 4 2 103J kg 0 4kg 100 25 1 26 105J 由Q吸 W可得 消耗的电能 2 由电路图可知 开关S2断开时两电阻串联 电路电阻较大 开关S2闭合时 只有电阻R2接入电路 电阻R1被短路 此时电路电阻较小 电源电压U一定 由可知 电阻越大 电路功率越小 电阻越小 饮水机功率越大 因此当开关S2断开时 电路阻值较大 电功率较小 饮水机处于保温状态 因此当开关S2闭合时 电路阻值较小 电功率较大 饮水机处于加热状态 加热时 保温时则R1 R总 R2 1100 44 1056 考点突破 3 早餐喝豆浆已经成为许多人的选择 如图1所示为某款全自动豆浆机及其铭牌 其主要结构 中间部位是一个电动机带动的刀头 用来将原料进行粉碎打浆 外部是一个金属圆环形状的电热管 负责对液体加热煮沸 如图2所示是该豆浆机正常制作一次豆浆过程中电热管和电动机交替工作的 P t 图象 求 1 电热管正常工作时的电流 2 电热管正常工作时的电阻值 3 豆浆机正常制作一次豆浆 消耗的总电能 解答 1 豆浆机正常加热时的功率和额定功率相等 根据P UI求出电流 2 由图2可知 加热时间和电动机工作的时间 根据W Pt求出各自消耗的电能 两者之和即为豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能 解 1 由P UI可得 豆浆机正常加热时的电流 2 电热管正常工作时的电阻值为 3 由图2可知 加热时间t1 720s 电动机工作时间t2 180s W W1 W2 P1t1 P2t2 1000W 720s 180W 180s 7 524 105J 考点突破 答 1 电热管正常工作时的电流为4 55A 2 电阻值为48 4 3 豆浆机正常制作一次豆浆 消耗的总电能为7 524 105J 考点3伏安法测电功率 高频考点 例3 2015 枣庄 如图是用电压表和电流表测量小灯泡电功率的电路 小灯泡的额定电压为2 5V 1 请根据电路图甲将图乙中的实物电路连接完整 导线不允许交叉 2 正确连接电路后 闭合开关 发现小灯泡不亮 电压表 电流表都有示数 造成这种现象的原因可能是 考点突破 滑动变阻器阻连入电路的阻值太大 考点突破 3 整好电路后 闭合开关 移动滑动变阻器 正确进行实验操作 测量数据如下表所示通过分析实验数据和计算可知 小灯泡的额定功率为W 通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比 造成这种现象的原因是 在第7 8两次实验中 灯泡熄灭的原因是 0 7 灯丝的电阻随温度的升高而增大 灯泡的实际功率太小 考点突破 解答 解 1 根据表中数据可知 通过小灯泡的最大电流为0 3A 因此电流表的量程选择0 0 6A 将电流表 滑动变阻器串联连接 注意将滑动变阻器的接线柱一上一下接入电路 如下图所示 2 两个电表都有示数 说明小灯泡既没断路也没短路 问题出在滑动变阻器上 小灯泡不亮 说明电路中电流过小 即滑动变阻器阻连入电路的阻值太大 3 根据表中数据可知 当灯泡两端电压为2 5V时 通过灯泡的电流为0 28A 则灯泡的额定功率 P UI 2 5V 0 28A 0 7W 因为灯丝的电阻随温度的升高而增大 所以小灯泡的电流与其两端的电压不成正比 根据表中数据可知 第7 8两次实验中通过灯泡的电流和灯泡两端的电压都很小 从而导致灯泡的实际功率很小 即几乎不发光 考点突破 方法规律 本考点是广东中考的高频考点 是重要的电学实验 考查难度较大 考查的都是实验题和综合能力题 分值所占比重较大 需掌握的知识点 1 实验原理 P UI2 实验器材 电源 开关 导线 小灯泡 电流表 电压表 滑动变阻器3 实验电路 4 实验过程 调节滑动变阻器 使小灯泡两端电压分别为0 8U额 U额 1 2U额 观察灯泡亮度 并记录电压表和电流表的示数 计算出对应的电功率 5 注意事项 1 小灯泡两端电压不同 对应的电功率就不同 实验中不能求平均值 2 连接电路时 开关处于断开状态 3 闭合开关前 滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处 6 实验中的常见问题 考点突破 1 小灯泡不亮 电压表示数近似电源电压 电流表示数为0 小灯泡处发生了断路 烧坏或接触不良 2 电压表示数为0 电流表示数不为0 小灯泡处发生了短路 3 小灯泡很暗甚至不亮 电压表和电流表均有较小的示数 且移动滑片 两表示数和小灯泡亮度不变 滑动变阻器同时接了下面的两个接线柱 4 小灯泡很亮 电压表和电流表均有较大的示数 且移动滑片 两表示数和小灯泡亮度不变 滑动变阻器同时接了上面的两个接线柱 5 若小灯泡不亮 电压表和电流表均有很小的示数 电路没有故障 将滑动变阻器滑片向阻值变小的方向移动即可 变式拓展 4 2010 广东 在测定 小灯泡额定电功率 的实验中 电源电压为4 5V且保持不变 小灯泡额定电压为2 5V 电阻约为10 1 请你用笔画线代替导线 将图中的实物电路连接完整 2 当小明同学按要求将图电路正确连接后 闭合开关 移动变阻器滑片P到某一点时 电流表示数 如图甲所示 为A 电压表示数 如图乙所示 为V 若他想测量小灯泡的额定功率 应将图中变阻器滑片P向端 填 A 或 B 移动 使电压表的示数为2 5V 考点突破 0 2 2 B 考点突破 3 另一组的小红同学在连线时 不小心将线接错了 使开关闭合后 移动变阻器滑片P 发现电流表示数变大时 电压表示数却变小 你分析一下产生这个现象的原因是 电压表测滑动变阻器两端的电压了 解答 1 由欧姆定律计算灯的电流后 确定电流表使用的量程 灯与电流表串联 电压表与灯并联 如图所示 2 电流表的量程为0 0 6A 分度值为0 02A 示数为0 2A 电压表的量程为0 3V 分度值为0 1V 示数为2V 小于灯的额定电压 应使电路中的电流增大 滑动变阻器的阻值应变小 滑片应向B端移动 3 串联电路中总电压等于各个用电器的电压之和 当灯的电压变小时 滑动变阻器的电压要增大 本题中移动变阻器滑片P 发现电流表示数变大时 电压表示数却变小 说明电压表测滑动变阻器两端的电压了 5 在测2 5V小灯泡 电阻大约为10 左右 额定功率的实验时 小明连接了如图甲所示的电路 其中电源电压为6V 1 在连接电路时 开关必须 请将实物电路连接完整 要求 滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮 2 若在连接电路时 有A 10 1A 和B 20 1A 两个滑动变阻器可供选择 则应该选择变阻器 填 A 或 B 连入电路 才能保证实验顺利进行 3 小明合理地连接好电路 闭合开关 发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮 小明分析后发现是灯泡的故障 请你依据表一中电流表 电压表示数出现的几种情况 帮小明判断故障原因 并将其填写在表一对应的空格中 考点突破 断开 B 考点突破 表一 表二 4 排除故障后 小明调节变阻器滑片的位置 使小灯泡两端电压分别为2V 2 5V 2 8V 依次测出通过小灯泡的电流 并观察发光情况 记录在表二中 当小灯泡正常发光时 电流表示数如图乙所示 此时小灯泡电阻是 计算结果保留两位小数 小灯泡的额定功率是W 灯泡短路 灯泡断路 8 33 0 75 考点突破 解答 1 在连接电路时 为防止连接最后一根导线时 电路中电流过大烧坏电路元件 所以开关应断开 灯泡的额定电压为2 5V 所以电压表的量程为0 3V 且与灯泡并联 灯泡的额定电流约为所以电流表的量程为0 0 6A 且与滑动变阻器串联 注意电流从正接线柱流入负接线柱流出 滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中 如图所示 2 灯泡正常工作时 滑动变阻器两端的电压UR U UL 6V 2 5V 3 5V 滑动变阻器接入电路的电阻故滑动变阻器应选B 20 1A 考点突破 3 灯泡灯丝断了 电路断路 电流表示数为0 电压表串联在电路中 测电源电压 示数不为0 灯泡短路 电路是通路 电流表有示数 电压表测导线电压 示数为0 滑动变阻器开路 电路断路 电流表示数为0 电压表无法测电压 示数为0 4 电流表的量程为0 0 6A 分度值为0 02A 所以灯泡正常工作时的电流为0 3A 此时小灯泡电阻为小灯泡的额定功率为P UI 2 5V 0 3A 0 75W 考点突破 考点4电热及其应用 例4 为了探究电流产生的热量跟什么因素有关 小华设计了如图实验装置 他将两端阻值不同的电阻丝 R1 R2 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 实验中电源电压不变 1 在这个实验中 电流产生的热量多少是通过 体现出来的 2 甲装置可探究一定时 电流产生的热量与的关系 3 教材上的实验装置如图乙 比较甲和乙两种不同的实验装置 你认为为什么教材不选用甲装置 理由是 气球膨胀的程度大小 电流 电阻 用温度计能较准确地测出煤油的温度变化 便于定量研究 考点突破 解析 1 当电阻丝通电后 电流产生热量使煤油温度升高 从而使气球膨胀 因此可根据气球膨胀的程度大小可知温度升高的多少 2 甲中两电阻串联 则两电阻中的电流相等 则可知热量应由电阻有关 根据气球膨胀的多少可知热量的多少 则可知热量与电阻大小的关系 3 若选用图甲 理由是 气体的热胀冷缩效果比固液态更明显 实验现象更直观 时间更短而由气球演示不能得出准确的温度变化 故无法得出定量关系 而选择乙 理由是 用温度计能较准确地测出煤油的温度变化 便于定量研究 考点分析 本考点考查的重点是有关电热的计算 应掌握的知识点 1 电流的热效应 是指电流通过导体时电能转化为热能的现象 2 焦耳定律 Q I2Rt 3 利用电热的实例有 长时间不用的电视机会受潮 可以每过一段时间通电利用电热来驱潮 各种电热器 自身发热的电热器 如电热水器 电饭锅 电熨斗 电热孵化器 电热器的主要组成部件是发热体 它是用电阻较大 熔点高的材料制成 考点突破 4 防止电热危害的实例有 不要让电视机长时间工作 电视机的外壳上有散热窗 电动机外壳装有许多翼状的散热片 电脑内部装有散热风扇等 变式拓展 6 2015 怀化 下面生活用具中 不是利用电流的热效应工作的是 A 电饭锅B 电热水壶C 电风扇D 电烤火箱 解答 解 A 电饭锅工作时把电能转化为内能 是利用电流热效应工作的 B 电热壶工作时把电能转化为内能 是利用电流热效应工作的 C 电风扇工作时 主要把电能转化为机械能 不是利用电流热效应工作的 D 电烤箱工作时把电能转化为内能 是利用电流热效应工作的 C 考点突破 7 2015 临沂 如图所示 甲 乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲 R乙的电阻丝 瓶中插入温度计a b 1 利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时 在两瓶中加入质量 初温都相同的煤油 闭合开关一段时间 可以通过温度计情况 判断电阻丝产生热量的多少 此方案是探究和时间相同时 电流通过电阻丝产生的热量与大小的关系 2 在甲 乙两瓶内换用质量 初温都相同的不同液体 且电阻丝的阻值R甲R乙时 可以比较不同物质的吸热能量 若温度计a比温度计b温度升高得快 则甲 乙两瓶内液体的比热容关系是c甲 乙 升高 电流 电阻 小于 考点突破 解答 解 1 电流通过导体产生的热量不易直接观察 本实验中通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少 探究电流产生的热量多少与电阻的关系时 应控制通过甲乙两电阻的电流和通电时间不变 故据图可知 此时两电阻串联 所以电流相同 通电时间相同 故该装置可以探究电热和电阻的关系 2 在甲 乙两瓶内换用质量 初温都相同的不同液体 且电阻丝的阻值R甲 R乙时 即相同的时间两电阻丝上产生的热量相同 故温度计a比温度计b温度升高得快 则说明甲的比热容小于乙的比热容 易错易误突破 例5 如图所示 灯L L 上分别标有 6V6W 6V3W 的字样 当开关S闭合时 灯L L 都能发光 则甲 乙两电压表的示数之比是 A 1 1B 1 2C 2 3D3 2 解析 首先 把电压表拆除 判断该电阻属于串联电路 V甲 测量L 两端电压 V乙测量两灯的总电压 其次 根据R U2 P 解得 R 6 R 12 根据串联电路等流分压的特点可知 U甲 U乙 R R R 12 6 12 2 3 错因分析 1 对电路连接情况分析不清 2 不能清晰地判断电压表的测量对象 3 对串联电路等流分压的特点理解存在偏差 C 解答 5月底电能表读数32 0kW h 则6月份小林家消耗电能W W1 W2 100 0kW h 32 0kW h 68 0 2500r kW h表示电能表每转1r 电路中消耗kW h的电能 电能表转动400r 电路消耗的电能为 W 400 kW h 0 16kW h 1 2014 广东 小林家5月底电能表示数如图5所示 6月底电能表示数为100 0kW h 那么6月份他家消耗了 的电能 在某段时间内 转盘转过了400转 表示此段时间内他家用了 度电 68 0 0 16 广东中考 2 2015 广东 如图是一种电热暖手宝及其主要参数 暖手宝内有水及加热元件等 选用水作为吸热或放热物质是因为水的 较大 选填 密度 比热容 或 质量 使用前要先给暖手宝通电加热 假设所消耗的电能有70 转化为水的内能 则在额定电压下 水由15 加热至自动断电 此过程中消耗的电能是 J 所需要的加热时间为s c水 4 2 103J kg 比热容 600 广东中考 解答 解 1 因为水的比热容较大 降低相同的温度 水放出的热量多 所以电热暖手宝里面一般用水作储能物质 2 温度从5 升高到65 此过程中水吸收的热量是Q吸 cm t 4 2 103J kg 1kg 65 15 2 1 105J 由得 消耗的电能 则加热时间为 广东中考 3 2015 广东 如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图 机内有温控开关S0 该饮水机的部分参数已知 额定电压为220V 加热时的总功率为880W 保温时的功率为40W R1 R2为加热电阻丝 假设它们的阻值不变 求 计算结果若不能整除 保留一位小数 1 当S和S0闭合时 饮水机处在什么状态 此时电路的总电流是多大 2 在加热状态下 电阻丝R1的阻值为多少 3 傍晚用电高峰期 若实际电压只有200V时 饮水机加热的实际总功率是多大 广东中考 解答 解 1 当开关S S0闭合时 两电阻并联 电路中的总电阻最小 由可知 电热饮水机处于加热状态 此时电路的总电流 2 饮水机保温时电路为R2的简单电路 由可得电阻R2的阻值 电饭锅加热时两电阻并联 由可得 电路中的总电阻 即解得R1 57 6 3 当电路两端电压为200V时 电饭锅在加热状态的实际功率 答 1 当S和S0闭合时 饮水机处在加热状态 此时电路的总电流是4A 2 在加热状态下 电阻丝R1的阻值为57 6 3 傍晚用电高峰期 若实际电压只有200V时 饮水机加热的实际总功率是727W 广东中考 4 2015 广东 如图是一种光控电路 它主要由工作电路和控制电路两部分组成 工作电路由工作电源U1 发热电阻R1和R2等组成 控制电路由光敏电阻R 磁控开关L 定值电阻R0 电源U2等组成 当磁控开关L线圈中的电流等于或大于15mA时 磁控开关的磁性簧片相互吸合 簧片电阻忽略不计 当L线圈中的电流小于15mA时 簧片断开 已知U1 24V R1 10 R2 20 光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强E 表示光照射强弱的物理量 单位是坎德拉 符号是cd 变化的关系如图2示 当开关S闭合时 则 广东中考 1 当L线圈中的电流小于15mA时 工作电路的总电阻R决 2 当L线圈中的电等于25mA时 工作电路中通过R1的电流I1 A 3 若控制电路中R0 94 U2 1 5A 线圈阻值忽略不计 当照射到光敏电阻的光强达到某一个值时 磁控开关L的磁性簧片恰好吸合 此时光照强度E cd 若10s后开关S断开 且断开时间也为10s 则前后两段时间电阻R1所产生的热量变化了 J 30 2 4 512 3 广东中考 解答 解 1 当L线圈中的电流小于15mA时 簧片断开 工作电路两电阻串联 工作电路的总电阻 R总 R1 R2 10 20 30 2 当L线圈中的电等于25mA时 簧片闭合 工作电路中R2被短路 只有R1接入电路 工作电路中通过R1的电流 3 磁控开关L簧片恰好吸合时 控制电路电流为15mA 控制电路总电阻 光敏电阻阻值 R光 R R0 100 94 6 由图示图象可知 光敏电阻为6 时光照强度为3cd 磁控开关闭合10s R1产生的热量 磁控开关断开 工作电路电流 t 10s电阻R1产生的热量 Q I2R1t 0 8A 2 10 10s 64J R1产生热量之差为 576J 64J 512J 广东中考 5 2012 广东 某保温电热水壶电路如图 S是温控开关 R1为加热器 当开关S接到a时 电热水壶处于加热状态 此时通过电热水壶的电流是5A 当水烧开时 开关S自动切换到b 电热水壶处于保温状态 此时电热水壶的电功率为165W 不考虑温度对电阻阻值的影响 求 1 加热电阻R1的阻值是多大 2 在保温状态下 通过电阻R2的电流是多少 广东中考 解答 1 当开关S接到a时 电路为R1的简单电路 根据欧姆定律求出电阻R1的阻值 2 当开关S切换到b时 两电阻串联 根据I 求出此时电路中的电流 即为通过电阻R2的电流 答案 解 1 当开关S接到a时 电路为R1的简单电路 且I1 5A R1的阻值R1 44 2 当开关S切换到b时 两电阻串联 P保温 165W 电路中的电流I2 0 75A 答 1 加热电阻R1的阻值是44 2 在保温状态下 通过电阻R2的电流是0 75A 广东中考 6 2013 广东 题图甲是家用电吹风的工作原理图电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风 l 要让电吹风工作时吹出热风 它的开关应置于题图甲中 选填 1 2 或 3 位置 此时电风扇与电热丝的连接方式是 1 并联连接 广东中考 解答 l 当电吹风机送出来的是热风时 说明电动机和电阻丝同时工作 2 首先由图象得出吹热风和吹凉风时的功率和时间 然后根据W Pt分别计算出电吹风工作时吹热风和吹凉风时消耗的电能 求其和即可 3 根据功率随时间的图象计算电热丝的功率 然后利用R 求出电阻 4 导体的长度 材料相同时 横截面积越大 电阻越小 根据公式P UI 即可分析出灯泡实际功率的变化 2 某次用该电吹风将头发吹干的过程中 电吹风的功率随时间的变化关系如题21图乙所示 则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是J 3 电热丝在工作时的电阻值是 保留一位小数 4 使用几年后 发现电热丝变细 则其电阻变 它的实际功率将变 13200 91 7 变大 变小 广东中考 解 l 当电吹风机送出来的是热风时 需要电动机和电阻丝同时工作 即开关应置于图甲中的1位置 电风扇与电热丝是并列连接在电源上的 所以是并联连接 2 根据功率随时间的变化关系图象可知 P热 616W t1 20s P凉 88W t2 30s 20s 10s W总 W热 W冷 P热t1 P凉t2 616W 20s 88W 10s 13200J 3 吹热风时电动机和电阻丝同时工作 吹冷风时只有电动机工作 电热丝的功率为P P热 P凉 616W 88W 528W 根据P UI 得 电热丝的电阻为R 91 7 4 白炽灯灯泡长期使用后 钨丝因升华变细 横截面积变小 导致灯丝电阻变大 根据公式P UI 可知 灯泡两端的电压不变 灯泡的实际功率与其电阻成反比 电阻增大时灯泡的实际功率会变小 广东中考 7 2014 广东 如图是家用电热壶及铭牌 假设电热壶电阻丝电阻不变 水的比热容c水 4 2 103J kg 水的密度 水 1 0 103kg m3 求 1 电热壶电阻丝的电阻 2 不考虑热损失 电热壶正常工作时 把1L水从20 加热到100 所需要的时间 3 当电压为198V时 电热壶的实际功率 广东中考 答案 解 1 由电热壶的铭牌可知 额定功率P 1000W 额定电压U 220V 由P 可得 电热壶电阻丝的电阻 R 48 4 2 水的体积 V 1L 1 10 3m3 由 可得 水的质量 m V 1 0 103kg m3 1 10 3m3 1kg 水吸收的热量 Q吸 cm t t0 4 2 103J kg 1kg 100 20 3 36 105J 因不考虑热损失 所以 电热壶消耗的电能 W Q吸 3 36 105J 电热壶正常发光时的功率为1000W 由P 可得 加热时间 t 336s 3 当电压为198V时 电热壶的实际功率 P实 810W 解答 1 由图可知 电热壶的额定电压和额定功率 根据P 求出电热壶电阻丝的电阻 2 根据密度公式求出水的质量 根据Q吸 cm t t0 求出水吸收的热量 不考虑热损失时 利用Q吸 W Pt求出加热时间 3 根据P 求出当电压为198V时 电热壶的实际功率 广东中考 8 2014 广东 图中 分别表示电表的正负接线柱 可以测量R消耗的电功率的电路图是 ABCD 解答 A 由图示可知 电压表与待测电阻串联 电流表与电阻并联 电路连接错误 故A错误 B 由图示电路图可知 电压表与电阻并联 电流表与电阻串联 用该电路可以测出电阻R消耗的电功率 故B正确 C 由图示电路图可知 电表正负接线柱接反了 电路连接错误 故C错误 D 由图示电路图可知 电压表与电阻串联 电路连接错误 故D错误 B 广东中考 9 2013 广东 小王做 测量小灯泡电功率 的实验所用器材有 标有 2 5V 字样 正常发光时阻值约为13 的完全相同的小灯泡两个 电压恒为3V的学生电源 标有 20 1A 的滑动变阻器 电流表 电压表 开关及导线若干 l 图甲是实验电路图 图乙是实物连接图 接线过程中有一处连接错误 请在错误的接线上打 并用笔画线代替导线进行改正 要求改正后滑动变阻器接入电路的阻值最大 2 小王在实验之前检查仪表时发现 电流表有电流通过时能自 广东中考 由偏转 电流表未接入电路时 电流表指针如图丙所示 出现这种现象的原因是 3 按电路图正确连接后 闭合开关 灯不亮 电压表示数接近电源电压 电流表无示数造成这种现象的原因可能是 填正确选项前的字母 A 滑动变阻器断路B 开关接触不良C 小灯泡与灯座接触不良D 电流表断路 4 排除故障后 闭合开关 改变滑动变阻器滑片位置 将电压表和电流表的示数填人右表中 从表中可知小灯泡的额定功率为 W 5 若将两个小灯泡串联后直接接在3V电源的两端 两灯消耗的总电功率为W 电流表使用前没有将指针调到零刻度线处 C 0 5 0 48 广东中考 解析 1 滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中 使滑动变阻器接入电路的电阻最大说明此时电阻丝完全接入电路 2 为测量结果准确 测量之前指针必须指在零刻度线处 电流表未接入电路时 如图丙所示的电流表指针没有在零刻度线处 是电流表使用前没有将指针调到零刻度线处引起的 3 灯泡不亮可能断路 电压表有示数 电流表无示数说明电压表所测部分断路 即灯泡处断路 4 因此灯泡的额定电压为2 5V 则由表格数据可知 电压为2 5V时电路中的电流为0 2A 所以灯泡的额定功率P额 U额I 2 5V 0 2A 0 5W 5 若将两个小灯泡串联后直接接在3V电源的两端 因为两个灯泡规格相同 根据串联电路的电压特点可知 每个灯泡两端的电压为1 5V 由表格数据可知 灯泡两端电压为1 5V时电路中的电流为0 16A 所以两个灯泡消耗的总功率P总 U总I 3V 0 16A 0 48W 广东中考 10 2015 广东 通过对比观察 选填 甲 乙 容器中导体的电阻产生的热量较多 由此可知 在电流强度和通电时间相同时 电阻越 导体产生的热量越多 解答 解 由图知 实验中是通过观察 U 形管中液面的高度差来显示甲 乙容器内空气温度的变化 像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法 由图知 B液柱的液面较高 可知乙容器中的电阻产生的热量多 由此可知 在电流相同 通电时间相同的情况下 电阻越大 电流产生的热量越多 乙 大 广东中考