中考復習方略中考物理 第16章 電流做功與電功率課件 新人教版.ppt

第十六章電流做功與電功率 一 電流做功1 實質 電能轉化為 能的過程 電流做功的多少 消耗電能的多少 2 大小 電流所做的功與 和 成正比 3 計算公式 4 單位及其換算 1kw h 度 j 其他形式 等于 電流 電壓 通電時間 w uit 1 3 6 106 5 電能表 1 作用 測量 2 盤面上部分參數(shù)的含義 如圖 電功 220v 表示電能表正常工作時的電壓 2 5 5 a 表示平時允許流過電能表的最大電流為2 5a 短時間內允許流過的最大電流為5a 2400r kw h 表示每消耗1kw h電能 轉盤轉動 圈 方框內的數(shù)字 消耗的電能總數(shù) 最后一框內的數(shù)字為 位 單位是 3 讀數(shù)方法 電能表計數(shù)器上前后兩次 2400 小數(shù) kw h 示數(shù)之差 二 電功率1 定義 電流 與 之比 2 計算公式 p ui 3 額定功率與實際功率 1 額定電壓 用電器 時的電壓 2 額定電流 用電器 時的電流 3 額定功率 與 對應的功率 4 實際功率 用電器在 下工作時所對應的功率 所做的功 所用時間 正常工作 正常工作 額定電壓或額定電流 實際電壓 5 實際功率與額定功率的關系 正常工作 不能正常工作 容易損壞 三 電流的熱效應1 定義 電流通過導體時 能轉化為 能的現(xiàn)象 2 影響因素 1 時間 對同一電阻絲 在電流大小不變的情況下 通電時間 電流產生的熱量越多 電 內 越長 2 電流 對同一電阻絲 在通電時間相同的情況下 通電電流 電流產生的熱量越多 3 電阻 在通電電流大小不變 通電時間相同的情況下 電阻 電流產生的熱量越多 越大 越大 3 焦耳定律 1 內容 電流通過導體產生的熱量跟 成正比 跟導體的電阻成 跟通電時間成 2 計算公式 電流的二次方 正比 正比 q i2rt 讀 練 1 辨一辨 電能的轉化 1 電流通過節(jié)能燈時 節(jié)能燈發(fā)光 電能轉化為 能 2 電流通過電風扇時 電風扇轉動 電能轉化為 能 光 機械 2 算一算 電功與電費冬天只使用電暖器時 小明發(fā)現(xiàn)家里電能表的示數(shù)在4h內由甲圖所示變?yōu)橐覉D所示 1 在4h內 電暖器消耗的電能為 kw h 應付電費 元 電費價格按0 55元 kw h計算 2 電暖器的功率為 w 4 8 2 64 1200 3 填一填 額定電壓與額定功率 1 220v 表示電燈的 60w 表示電燈的 2 該電燈的額定電流約為 a 3 該節(jié)能燈正常工作2h消耗的電能為 j 額定電壓 額定功率 0 27 4 32 105 4 填一填 電熱的利用與防止 1 電爐是利用電流的 效應工作的 2 通電后 電爐絲熱得發(fā)紅 而跟電爐絲連接的銅導線卻不太熱 這是因為 熱 電爐絲的電阻比銅導線的電阻大得多 考點1 燈泡的亮暗與實際功率燈泡的亮暗是由它消耗的實際功率決定的 消耗的實際功率越大 燈泡就越亮 1 燈泡正常發(fā)光 2 燈泡不正常發(fā)光 1 燈泡串聯(lián) 2 燈泡并聯(lián) 提分技法 1 即使燈泡的額定電壓不同 只要其實際功率相同 則燈泡的亮度也相同 2 燈泡的額定功率是固定不變的 其實際功率隨實際電壓的變化而變化 3 電壓 或電流 的大小不能決定燈泡的亮度 知識拓展 白熾燈 熒光燈 節(jié)能燈與led燈1 白熾燈 白熾燈是常見的圓頭燈泡 它是靠鎢絲發(fā)熱原理工作的 通電后將燈絲加熱到白熾狀態(tài) 利用熱輻射發(fā)出可見光 不同用途和要求的白熾燈 其結構和部件不盡相同 白熾燈的光效雖低 但光色和集光性能好 隨著照明節(jié)能技術的不斷發(fā)展 傳統(tǒng)照明市場的主角白熾燈即將正式謝幕 退出照明市場 據(jù)了解 近年來世界多國開始著手白熾燈退市的各項工作 尤其在2012年 在許多國家和地區(qū) 白熾燈徹底告別了照明市場 2 熒光燈 熒光燈又叫作日光燈 簡單地說 日光燈管是個密閉的氣體放電管 管內主要氣體為氬氣 另包含氖或氪 氣壓約為大氣的0 3 另外包含幾滴水銀 形成微量的水銀蒸氣 水銀原子約占所有氣體原子的千分之一的比例 日光燈管靠燈管里汞蒸氣放電的過程釋放出紫外光 所消耗的電能約60 可以轉換為紫外光 其他的能量則轉換為內 能 燈管內表面的熒光物質吸收紫外光后釋放出可見光 不同的熒光物質發(fā)出不同的可見光 一般紫外光轉換為可見光的效率約為40 因此日光燈的效率約為60 40 24 大約為相同功率鎢絲電燈效率的兩倍 3 節(jié)能燈 節(jié)能燈是靠熒光粉發(fā)光的 又稱為省電燈泡 電子燈泡 緊湊型熒光燈及一體式熒光燈 它將熒光燈與鎮(zhèn)流器 安定器 組合成一個整體的照明設備 節(jié)能燈的尺寸與白熾燈相近 與燈座的接口也和白熾燈相同 所以可以直接替換白熾燈 節(jié)能燈的光效比白熾燈高得多 同樣照明條件下 前者所消耗的電能要少得多 所以被稱為節(jié)能燈 4 led燈 led是發(fā)光二極管的簡稱 它是一種固態(tài)的半導體器件 它可以直接把電轉化為光 led的心臟是一個半導體的晶片 晶片的一端附在一個支架上 一端是負極 另一端連接電源的正極 使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來 半導體晶片由兩部分組成 一部分是p型半導體 在它里面空穴占主導地位 另一端是n型半導體 在它里面電子占主導地位 但這兩種半導體連接起來的時候 它們之間就形成一個p n結 當電流通過導線作用于這個晶片的時候 電子就會被推向p區(qū) 在p區(qū)里電子跟空穴復合 然后就會以光子的形式發(fā)出能量 這就是led發(fā)光的原理 光的波長 即光的顏色 是由形成p n結的材料決定的 led燈是冷光源 節(jié)能效果比節(jié)能燈好 同瓦數(shù)時比節(jié)能燈亮40 左右 示范題1 2015 東營中考 如圖所示 將標有 8v8w 的燈泡l1和 8v16w 的燈泡l2接在12v的電路中 閉合開關 不考慮溫度對燈絲電阻的影響 下列說法正確的是 a 燈泡l1 l2都能正常發(fā)光b 燈泡l1 l2一樣亮c 燈泡l2比燈泡l1亮d 燈泡l1比燈泡l2亮 解題關鍵 解答本題要注意以下關鍵 關鍵1 燈泡的亮暗與電功率的關系 關鍵2 串聯(lián)電路的電流關系 關鍵3 靈活運用電功率的兩個計算公式 p i2r和p 解析 選d 本題考查燈泡亮暗與電功率的關系及有關計算 根據(jù)公式r 分別計算出l1 l2的電阻分別為r1 8 r2 4 兩燈串聯(lián)接在12v的電路中時 電路中的電流i 1a 根據(jù)p i2r分別計算出l1 l2的實際功率p1 8w p2 4w 燈泡l1的實際功率與額定功率相同 能正常發(fā)光 燈泡l2的實際功率小于額定功率 不能正常發(fā)光 故選項a錯誤 燈泡的亮暗取決于實際功率的大小 因燈泡l1的實際功率較大 所以燈泡l1較亮 故選項b c錯誤 d正確 示范題2 2015 臨沂中考 如圖所示 將標有 12v6w 的燈泡l1和 6v6w 的燈泡l2并聯(lián)后 接在6v的電源上 設燈絲電阻不變 則 a 兩燈的實際功率之和等于12wb 兩燈的實際功率之和大于12wc 燈泡l1比燈泡l2亮d 燈泡l2比燈泡l1亮 解題關鍵 解答本題要注意以下關鍵 關鍵1 燈泡的亮暗與電功率的關系 關鍵2 并聯(lián)電路的電壓關系 關鍵3 靈活運用電功率的兩個計算公式 p i2r和p 解析 選d 本題考查燈泡亮暗與電功率的關系及有關計算 兩燈泡并聯(lián)接在6v的電源上 燈泡l2正常發(fā)光 則燈泡l2的實際功率p實2 p額2 6w 燈泡l1的電阻是r1 24 則燈泡l1的實際功率p實1 1 5w 燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率 實際功率大的燈泡亮 故燈泡l2比燈泡l1亮 故d對 c錯 兩燈泡的實際功率之和p實 p實1 p實2 7 5w 故a b均錯 示范題3 2014 德州中考 如圖所示電路 電源電壓為3v 燈l1標有 6v6w 燈l2標有 3v3w 下列有關說法正確的是 a s2斷開 s1接b l1可以正常發(fā)光b s2斷開 s1接a l2實際功率為3wc s2斷開 s1接a l2更亮d s2閉合 s1接b l2更亮 解題探究 解答本題時 思考以下問題 1 s2斷開 s1接b 電路的連接方式是什么 燈l1兩端的電壓是多少 能否正常發(fā)光 2 s2斷開 s1接a 電路的連接方式是什么 燈l2兩端的電壓能否達到額定電壓 怎樣判斷哪個燈泡更亮一些 3 s2閉合 s1接b 電路的連接方式是什么 燈l1 l2兩端的電壓是多少 怎樣判斷哪個燈泡更亮一些 提示 1 電路中只接入燈l1 它兩端的電壓等于電源電壓3v 不能正常發(fā)光 2 燈l1 l2串聯(lián) 根據(jù)串聯(lián)電路分電壓 可知每只燈泡兩端的電壓均小于3v 故燈l2兩端的電壓不能達到額定電壓 根據(jù)r 計算出每只燈泡的電阻 再根據(jù)串聯(lián)電路中各處電流相等 由公式p i2r比較每只燈泡消耗的功率大小 進而判斷燈泡的亮度 3 燈l1 l2并聯(lián) 每只燈泡兩端的電壓均為3v 由公式p 比較每只燈泡消耗的功率大小 進而判斷燈泡的亮度 解析 選d 本題考查電路的動態(tài)分析 s2斷開 s1接b l1兩端的電壓為電源電壓 等于3v 小于燈泡的額定電壓 不能正常發(fā)光 故a錯誤 s2斷開 s1接a 兩只燈泡串聯(lián) 兩只燈泡兩端的電壓肯定都小于3v 所以l2實際功率小于3w 故b錯誤 s2斷開 s1接a 兩只燈泡串聯(lián) l1的電阻r1 6 l2的電阻r2 3 根據(jù)公式p i2r可知 l1的實際功率更大 所以更亮 故c錯誤 s2閉合 s1接b時 兩只燈泡并聯(lián) 兩端的電壓相等 根據(jù)公式p 可知 l2的實際功率更大 所以更亮 故d正確 考點2 電功 電功率的計算1 常用公式及適用條件 2 利用電能表測電功和電功率 1 利用電能表計算電能 在時間t內 消耗電能w w2 w1 w1 w2是前后兩次電能表的示數(shù) 則p 2 在時間t內 轉盤轉n轉 w kw h n是實際的轉數(shù) n是電能表標定轉數(shù) 則p 3 單位選擇的對應性 1 w kw h 則p kw t h 2 w j 則p w t s 示范題4 2015 泰安中考 如圖所示 電源電壓保持不變 小燈泡l標有 3v1 5w 的字樣 滑動變阻器r1的阻值變化范圍為0 70 定值電阻r2的阻值為30 求 1 小燈泡l正常發(fā)光時的阻值為多少 2 當s1 s2和s3都閉合 滑動變阻器的滑片滑到a端時 小燈泡l恰好正常發(fā)光 此時電流表的示數(shù)為多少 3 保證電流表有示數(shù)時 滑動變阻器的滑片應怎樣移動 同時開關應怎樣閉合或斷開才能使電路的總電功率最小 最小電功率為多少 解題關鍵 解答本題要注意以下關鍵 關鍵1 小燈泡的電阻的計算公式r 關鍵2 當s1 s2和s3都閉合 滑動變阻器的滑片滑到a端時 要正確判斷電路的連接方式及電流關系 關鍵3 在電壓一定的情況下 根據(jù)公式p 要使電路總電功率最小 應使電路總電阻最大 解析 1 小燈泡正常發(fā)光時的阻值 2 當s1 s2和s3都閉合 滑動變阻器的滑片滑到a端時 小燈泡l與電阻r2并聯(lián)接入電路 小燈泡l恰好正常發(fā)光 電源電壓u 3v 通過小燈泡的電流 通過電阻r2的電流為電流表串聯(lián)在干路上 則其示數(shù)i il i2 0 5a 0 1a 0 6a 3 保證電流表有示數(shù)時 當滑動變阻器的滑片滑到b端 開關s2斷開 s1 s3都閉合時 r1和r2串聯(lián) 電路中總電阻最大 總功率最小 該最小功率p最小 0 09w 答案 1 6 2 0 6a 3 滑動變阻器滑片滑到b端 開關s2斷開 s1 s3閉合0 09w 示范題5 2014 濱州中考 小濱對家中的豆?jié){機非常感興趣 于是 他收集了如下信息 如圖甲是豆?jié){機的工作原理圖 其中電動機是用來帶動刀頭將原料進行粉碎打漿的 額定功率p1 200w r是加熱電阻 額定功率p2 1100w 圖乙是此豆?jié){機做一次豆?jié){時的工作信息 請你根據(jù)信息解答問題 1 豆?jié){機正常工作 打漿時的工作電流 2 豆?jié){機加熱電阻的阻值 3 豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){ 總共消耗的電能 4 一次媽媽做豆?jié){時 小濱對豆?jié){機的實際加熱電功率產生了懷疑 他用所學知識和媽媽進行了如下實驗 關掉家里的所有用電器 只讓豆?jié){機單獨工作 豆?jié){機在加熱過程 他觀察到家中的電子式電能表 220v 10a 40a 1800imp kw h 耗電指示燈1min閃爍了30imp imp表示閃爍次數(shù) 請你幫助小濱計算豆?jié){機的實際加熱電功率 并分析產生這種情況的可能原因 解題指南 根據(jù)題意要弄清電動機與加熱電阻是并聯(lián)的 解答本題要注意以下關鍵 關鍵1 已知電壓u 相應的額定功率 根據(jù)公式i 計算打漿時的電流 根據(jù)r 計算加熱電阻的阻值 關鍵2 消耗的電能等于電流通過加熱電阻 電動機所做的電功之和 電功根據(jù)公式w pt計算 關鍵3 先理解各參數(shù)的意義 再利用電能表計算實際功率 解析 1 豆?jié){機正常工作 打漿時的工作電流 2 豆?jié){機的加熱功率 p2 得 3 豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){ 總打漿時間 t1 2min 120s 總加熱時間 t2 11min 660s總共消耗的電能 w電 p1t1 p2t2 200w 120s 1100w 660s 7 5 105j 4 根據(jù)電能表的特征 1min內 豆?jié){機耗電為w電 1kw h 60000j則豆?jié){機的實際加熱電功率 p實 1000wp實 p2 原因是小濱家的電路電壓小于220v 答案 1 0 91a 2 44 3 7 5 105j 4 見解析 延伸思考 1 豆?jié){機中電動機和加熱電阻的連接方式是 加熱電阻工作時把電能轉化為能 2 一次做豆?jié){時 小濱媽媽把1100g清水和50g大豆放入豆?jié){機中 測出其初溫為20 豆?jié){機在額定電壓下工作 在13min末恰好豆?jié){沸騰 測其溫度為100 設豆?jié){的比熱容等于水的比熱容 則豆?jié){機加熱電阻的加熱效率是 c水 4 2 103j kg 解析 1 由示范題圖甲中電路圖知加熱電阻和電動機能單獨工作 互不影響 所以它們是并聯(lián)的 加熱電阻工作時 消耗電能 豆?jié){的溫度升高 內能增加 此過程中電能轉化為內能 2 豆?jié){吸收的熱量q吸 c水m t 4 2 103j kg 1 15kg 100 20 3 864 105j加熱電阻消耗的電能w p2t2 1100w 660s 7 26 105j加熱電阻的加熱效率答案 1 并聯(lián)內 2 53 2 備選例題 2014 威海中考 如圖所示 電源電壓為12v 并且保持不變 滑動變阻器r1的最大阻值為18 r2為12 小燈泡l上標有 6v3w 字樣 1 當s閉合 s1 s2都斷開時 要使燈泡正常工作 滑動變阻器接入電路中的阻值為多大 2 閉合s s1 s2 調節(jié)滑動變阻器 此時電流表示數(shù)為2 5a 求通電10min電流通過滑動變阻器做的功是多少 解題關鍵 解答本題要注意以下關鍵 關鍵1 當s閉合 s1 s2都斷開時 燈l 滑動變阻器r1串聯(lián) 當燈泡兩端的電壓為6v時正常發(fā)光 根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關系求滑動變阻器兩端的電壓 通過滑動變阻器的電流等于燈泡正常工作時的電流 關鍵2 電阻r2 滑動變阻器r1并聯(lián) 滑動變阻器兩端的電壓等于電源電壓 根據(jù)并聯(lián)電路的電流關系求通過滑動變阻器的電流 根據(jù)公式w uit求電流所做的電功 解析 1 根據(jù)p ui可得燈泡正常發(fā)光時的電流燈泡正常發(fā)光的電阻當s閉合 s1 s2都斷開時 燈l 滑動變阻器r1串聯(lián) 燈泡正常發(fā)光時 電路總電阻滑動變阻器接入電路的電阻r1 r總 rl 24 12 12 2 閉合s s1 s2時 電阻r2 滑動變阻器r1并聯(lián)通過定值電阻r2的電流i2 通過滑動變阻器的電流為i1 i i2 2 5a 1a 1 5a電流通過滑動變阻器做的功w ui1t 12v 1 5a 600s 10800j答案 1 12 2 10800j 考點3 電功 電功率與電熱的綜合計算1 電能與電熱的關系 2 電熱的綜合計算 1 水吸收的熱量的計算 q cm t 2 用電器消耗電能放出的熱量的計算 i2rt q w pt uit 純電阻電路 3 明確q與w的比例關系 根據(jù)比例關系列出等式 求出未知量 知識拓展 電流的三大效應 1 電流的熱效應 定義 電流通過導體時 導體會有發(fā)熱的現(xiàn)象 在此現(xiàn)象中 電能轉化為內能 應用 制成電熱器 如電熨斗 電飯鍋 電烙鐵 電水壺 電暖氣 電熱毯等 2 電流的磁效應 定義 通電導體周圍產生磁場的現(xiàn)象 即 電生磁 應用 電磁鐵 電磁起重機 電磁繼電器 電鈴等 3 電流的化學效應 定義 電流通過導電的液體 如酸 堿 鹽的水溶液 會使液體發(fā)生化學變化 產生新物質的現(xiàn)象 應用 電解 電鍍 蓄電池充電等 規(guī)律方法 解答電學綜合計算題的方法分析 1 把握公式的含義和用法 靈活進行運用 電學計算離不開公式 而掌握公式的熟練程度直接關系到解題速度 俗話說 磨刀不誤砍柴工 只有把電學公式理解透徹并記 熟 了 做題時方能生出 巧 解來 2 尋找隱含條件 排除解題障礙 電學綜合題中的隱含條件 往往包含于物理現(xiàn)象 用電器銘牌 生產生活常識 電學常數(shù)以及題目的附圖之中 只要我們細心挖掘 總是可以找到的 3 運用數(shù)學方法 提高解題能力 解答電學綜合計算題 需要應用數(shù)學方法 通過建立等量關系進行求解 在電路計算中建立等量關系的思路很多 如串 并聯(lián)電路的電壓 電流 電阻關系 串聯(lián)電路的電壓分配 并聯(lián)電路的電流分配 電源電壓不變 定值電阻阻值不變等 要根據(jù)題目的具體情況恰當?shù)剡M行選擇 示范題6 2015 岳陽中考 如圖甲是一電熱飲水機 通過機內溫控開關s進行自動控制 實現(xiàn)加熱和保溫兩種功能 電路原理如圖乙所示 電源電壓恒為220v 當開關s接a時 電路中電流為5a 當開關s接b時 電路消耗的功率為66w 求 1 r1的阻值 2 開關s接b時 電路中電流 3 該飲水機在保溫狀態(tài)工作100s r2產生的熱量 解題關鍵 解答本題要注意以下關鍵 關鍵1 開關分別接a b時 正確判斷電路的連接方式 關鍵2 靈活運用四個公式 歐姆定律表達式i 電功的計算公式w pt 電功率的計算公式p ui 電熱的計算公式q i2rt 關鍵3 題圖中電路為純電阻電路 電熱與電功的關系是q w 解析 1 電源電壓恒為220v 當開關s接a時 電路僅有r1接入 r1 2 開關s接b時 r1和r2串聯(lián) 電路中電流i 3 該飲水機在保溫狀態(tài)工作100s 產生的總熱量q w pt 66w 100s 6 6 103jr1產生的熱量q1 i 2r1t 0 3a 2 44 100s 396jr2產生的熱量q2 q q1 6 6 103j 396j 6204j答案 1 44 2 0 3a 3 6204j 示范題7 2014 山西中考 市場上有一種電熱飲水機 如圖是飲水機的簡化電路圖 s是溫控開關 r1是調節(jié)電阻 其阻值為176 r2是供加熱的電阻絲 飲水機的銘牌參數(shù)如表所示 求 型號 ysj 66額定電壓 220v加熱功率 1100w水箱容積 5l頻率 50hz 1 若飲水機正常工作的加熱效率為90 現(xiàn)將質量為1 5kg 初溫為20 的水在一標準大氣壓下燒開需要吸收的熱量是多少 需加熱多長時間 已知c水 4 2 103j kg 時間計算結果保留整數(shù) 2 當飲水機處于保溫狀態(tài)時 它的保溫功率是多少 解題關鍵 解答本題要注意以下關鍵 關鍵1 溫控開關s斷開時 r1 r2串聯(lián) s閉合時 只有r2接入電路中 r1被短路 關鍵2 利用公式q吸 c水m t t0 計算水吸收的熱量 利用公式t 計算加熱時間 關鍵3 利用公式r2 計算加熱電阻絲r2的阻值 再利用公式i 求通過r2的電流 關鍵4 根據(jù)公式p i2r計算電阻r2的保溫功率 解析 1 水在一標準大氣壓下燒開需要吸收的熱量q吸 c水m t t0 4 2 103j kg 1 5kg 100 20 5 04 105j電熱飲水機把水燒開消耗的電能電熱飲水機把水燒開所用的時間 2 加熱電阻的阻值 當s斷開時 r1與r2串聯(lián) 電路處于保溫狀態(tài) 則保溫時電路中的電流因為r1是調節(jié)電阻 電路保溫時的功率由r2提供 則此時電路中的保溫功率p保 i保2r2 1a 2 44 44w答案 1 5 04 105j509s 2 44w 延伸思考 示范題 中 若在加熱狀態(tài)下 電阻r2產生的熱量全部被水吸收 將質量為1 5kg 初溫為20 的水在一標準大氣壓下燒開加熱時間為560s 則電路中的實際電壓是多少 解析 電水壺的實際功率實際電壓u實 答案 199v 備選要點 測量電功率的方法電功率的測量是中考必考的內容 通過測量其他物理量去間接地測電功率 主要有以下幾種方法 1 伏安法 用電壓表和電流表分別測出待測用電器兩端的電壓和對應的電流 用p ui求出用電器的功率 2 電能表測用電器的電功率 1 使室內其他用電器均停止工作 只有待測用電器工作 2 記下電能表轉盤轉過一定轉數(shù)n所用的時間t 3 計算用電器的實際功率p 3 6 106 w n0為電能表銘牌標注的每消耗1kw h電能轉盤的轉數(shù) 3 伏阻法 如果只有電壓表 無電流表 需要用一個已知阻值的電阻r0和用電器串聯(lián) 利用p ur或p u u0 計算 如圖 4 安阻法 只有電流表 無電壓表 需要用一個已知阻值的電阻r0和用電器并聯(lián) 利用p r0i0ir或p r0i0 i i0 計算 如圖 示范題 2014 蘇州中考 在 測量小燈泡的額定功率 實驗中 已連接的部分電路如圖a所示 圖中電源電壓恒定 小燈泡上只能看到 3 8v 字樣 1 請你用筆畫線代替導線 將圖中的實物電路連接完整 2 正確連接實驗電路后 開關試觸時 發(fā)現(xiàn)燈泡不亮 電流表無示數(shù) 電壓表有示數(shù) 其故障原因可能是 3 故障排除后開始實驗 當變阻器滑片滑到圖示位置時 電壓表的示數(shù)為3 0v 接著應將滑片向滑動 直至燈泡兩端電壓為額定電壓 此時電流表的示數(shù)如圖b所示 則燈泡的額定功率為w 4 實驗時某小組學生發(fā)現(xiàn)電流表損壞 他們想設計一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實驗 于是向老師要了一個阻值為r0的定值電阻 阻值適當 和一個單刀雙擲開關 符號為 借助原有的實驗器材 順利完成了實驗 假如由你來做該實驗 要求電路只連接一次 請設計實驗方案 在虛線框內畫出實驗電路圖 簡述實驗步驟 用相應的字母表示測出的物理量 寫出燈泡額定功率的表達式p額 用已知量和測量量表示 解題關鍵 本題 1 2 3 問考查 伏安法 測量電功率 4 問考查 伏阻法 測量電功率 解答本題時注意以下關鍵 關鍵1 連接電路時要 先串后并 注意電壓表的量程和滑動變阻器的正確接法 關鍵2 根據(jù)燈泡的發(fā)光情況 電表的示數(shù)判斷電路故障 關鍵3 根據(jù)串聯(lián)電路的分電壓特點 調節(jié)滑動變阻器的滑片 小燈泡兩端的電壓等于額定電壓 關鍵4 伏阻法 測量電功率的關鍵是怎樣正確測算額定電流值 解析 本題考查電功率的測量 1 利用 伏安法 測量小燈泡的電功率時 電壓表測燈泡兩端電壓 電流表測通過小燈泡的電流 滑動變阻器要 一上一下 接入電路中 2 燈泡不亮 可能是燈泡發(fā)生短路或電路存在斷路造成的 電流表無示數(shù) 說明電路存在斷路 電壓表有示數(shù) 說明電壓表與電源兩極相通 電路故障是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路 使電壓表串聯(lián)在電路中 3 電壓表示數(shù)為3 0v 小于燈泡額定電壓 為使小燈泡兩端的電壓達到額定電壓 應向右移動滑片 增大電路中的電流 使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3 8v 由題圖乙可知 電流表量程為0 0 6a 其分度值為0 02a 示數(shù)為0 4a 燈泡額定功率p ui 3 8v 0 4a 1 52w 4 實驗需要測出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流 可以把燈泡與定值電阻串聯(lián) 測出定值電阻兩端電壓 由歐姆定律求出通過定值電阻的電流 由于燈泡與定值電阻串聯(lián) 可以求出通過燈泡的電流 然后由p ui求出燈泡額定功率 據(jù)此設計電路如圖 實驗步驟 a 根據(jù)電路圖連接電路 閉合開關s1 s2接1 調節(jié)滑動變阻器 使電壓表示數(shù)為3 8v b 保持滑動變阻器滑片位置不變 s2接2 讀出電壓表示數(shù)u 通過燈泡的電流i i0 燈泡額定功率p u額i 答案 1 如圖甲所示 2 燈泡斷路 3 右1 52 4 如圖乙所示 見解析 主題一測量小燈泡的電功率 實驗原理 p 測量器材 測電壓 測電流 ui 電壓表 電流表 實驗關鍵 1 選量程 根據(jù)小燈泡的額定電壓 電源電壓 確定電壓表和電流表的量程 2 連電路 根據(jù)設計的電路圖連接電路 先將滑動變阻器的滑片置于電阻值 處 3 調節(jié)電路 調節(jié)滑動變阻器 使小燈泡兩端的電壓等于 略低于或略高于小燈泡的額定電壓 觀察小燈泡的亮度 記下電流表 電壓表的示數(shù) 最大 4 數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)象 5 合理地連接好電路后 閉合開關 無論怎樣調節(jié)滑動變阻器燈泡都不亮 下表給出了電流表 電壓表的示數(shù)分析如下 小燈泡短路 燈絲斷了 滑動變阻器開路 要點探究 1 實驗中滑動變阻器的作用有哪些 提示 保護電路 調節(jié)小燈泡兩端的電壓 使小燈泡兩端電壓略低于 等于或略高于額定電壓 2 在測小燈泡額定功率的實驗中 手和眼各自的分工是什么 提示 手移動滑片的位置 同時眼睛觀察電壓表的示數(shù) 當示數(shù)達到小燈泡的額定電壓時 停止移動滑片 3 能否用多次測量求出的電功率的平均值作為小燈泡的額定功率 提示 不能 額定功率為小燈泡在額定電壓下的電功率 且在不同的電壓下小燈泡的電功率不同 小燈泡的電功率隨外加電壓的變化而變化 故不能求平均值 示范案例 2015 淮安中考 在 測量小燈泡的電功率 實驗中 選用如下器材 2節(jié)干電池 額定電壓為2 5v的小燈泡 額定功率小于1w 電流表 電壓表 滑動變阻器 20 1a 開關和導線 如圖甲所示是小明沒有連接完整的電路 1 請你用筆畫線代替導線 將電路連接完整 2 正確連接電路或閉合開關 發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù) 電流表的示數(shù)幾乎為零 燈泡不發(fā)光 導致這一現(xiàn)象的原因可能是 3 排除故障后 小明通過正確的操作 得到多組i u數(shù)據(jù) 作出如圖乙所示的i u圖像 由圖可知 燈泡兩端的電壓為2 5v時 通過燈泡的電流為a 燈泡的額定功率為w 燈泡的電阻隨電壓的增加而 選填 增大 或 減小 導致燈泡電阻變化的主要因素是 4 根據(jù) 1 問中連接好的電路 排除 2 問中的故障 移動滑動變阻器的滑片 能否實現(xiàn)燈泡兩端的電壓從零連續(xù)變化到2 5v 答 選填 能 或 不能 其理由是 解析 本題考查測量小燈泡的電功率 1 連接電路時 小燈泡 電流表和滑動變阻器應串聯(lián)在電路中 由于小燈泡的額定電壓為2 5v 額定功率小于1w 則其正常工作時的電流小于i 0 4a 故電流表應選0 0 6a量程 滑動變阻器要 一上一下 各選一個接線柱接入電路中 2 閉合開關后 發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù) 電壓表有示數(shù) 說明從電壓表的 接線柱分別到電源 極的電路是連通的 所以電路故障可能是小燈泡斷路 電壓表串聯(lián)在電路中 造成電路中電流非常小 3 由圖像乙可知 當電壓為2 5v時 電流為0 26a 此時燈泡正常發(fā)光 額定功率p ui 2 5v 0 26a 0 65w 根據(jù)圖像上對應的數(shù)據(jù)和公式r 計算可知 燈泡的電阻隨電壓的增加而增大 導致燈泡電阻變化的主要因素是溫度升高 加在燈泡兩端的電壓越大 燈泡越亮 燈絲的溫度也就越高 4 因為燈泡的電阻不為零 無論怎樣移動滑動變阻器的滑片 電流都不會為零 則根據(jù)u ir知 燈泡兩端的電壓不可能為零 答案 1 如圖所示 2 小燈泡斷路 3 0 260 65增大溫度升高 4 不能無論滑動變阻器接入電路的電阻多大 燈泡兩端的電壓都不可能為零 拓展探究 結合 示范案例 探究以下問題 1 多選 某同學連接好電路并檢查連接方式無誤后 閉合開關 發(fā)現(xiàn)燈泡不亮 電壓表示數(shù)幾乎為零 電流表的指針有明顯偏轉 該同學向右移動滑片 發(fā)現(xiàn)燈泡仍然不亮 電壓表的示數(shù)不變 電流表的示數(shù)明顯增大 則下列哪種故障可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象 a 燈泡開路b 燈泡短路c 滑動變阻器開路d 電壓表短路 2 小燈泡正常發(fā)光時 燈絲的電阻為 解析 本題考查電功率的測量 1 燈泡不亮 說明燈泡開路或短路 如果燈泡開路 則整個電路開路 電流表應該沒有示數(shù) 實驗中電流表有示數(shù) 則說明燈泡不可能開路 燈泡短路時 電壓表也被短路 所以電壓表的示數(shù)為零 電流不通過燈泡 此時電流表測量通過滑動變阻器的電流 且電流隨滑動變阻器連入電路阻值的減小而增大 電壓表短路同燈泡短路 2 根據(jù)圖像可知 小燈泡正常發(fā)光時 u額 2 5v i 0 26a 所以小燈泡的電阻r 9 6 答案 1 b d 2 9 6 備選例題 1 2014 山西中考 在測量小燈泡電功率的實驗中 實驗室所提供的器材有 電源 電壓恒為6v 額定電壓為2 5v 電阻約為10 的小燈泡 電流表 電壓表 開關各一個 導線若干 滑動變阻器規(guī)格有 10 1a 50 1 5a 兩個 1 圖甲是小壯連接的部分實物圖 請你用筆畫線代替導線 將實物圖連接完整 2 檢查電路連接無誤后 將滑動變阻器的滑片置于 選填 a 或 b 端 閉合開關后 小壯立即發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光過亮不能進行實驗 為了完成實驗 接下來他的操作是 3 小壯改正錯誤后 閉合開關 改變滑動變阻器的阻值 記下各組對應的電壓表和電流表的示數(shù) 并繪制如圖乙所示的i u圖像 根據(jù)圖像可知小燈泡的額定功率是w 圖中從原點到m點再到n點的曲線 反映燈絲的電阻 4 實驗中 某同學的小燈泡先由暗變亮 然后發(fā)出耀眼的光后被燒壞 為了避免燈絲燒斷 請你提出在調節(jié)滑動變阻器的過程中應注意的事項 解析 本題考查測量小燈泡的電功率 1 連接電路時 小燈泡 電流表和滑動變阻器應串聯(lián)在電路中 電壓表應并聯(lián)在小燈泡的兩端 由于小燈泡的額定電壓為2 5v 電阻約為10 則其正常工作時的電流i 0 25a 故電壓表應選0 3v量程 電流表應選0 0 6a量程 滑動變阻器要 一上一下 各選一個接線柱接入電路中 2 檢查電路連接無誤后 應將滑動變阻器的滑片置于阻值最大端 即a端 閉合開關后 小燈泡發(fā)光過亮不能進行實驗 為了完成實驗 應斷開開關 換接 50 1 5a 滑動變阻器重新實驗 3 由i u圖像知 小燈泡在額定電壓下的電流i 0 25a 故它的額定功率p額 u額i 2 5v 0 25a 0 625w 圖像中的曲線表明電流隨電壓的增大而增大 但增大相同的電壓時 電流增大的幅度逐漸減小 根據(jù)r 可判斷燈絲的電阻是變化的 隨電壓的增大燈絲溫度升高 其電阻是增大的 4 為了避免燈絲燒斷 應緩慢調節(jié)滑動變阻器的滑片 使小燈泡兩端的電壓不超過其額定電壓的1 2倍 答案 1 如圖所示 2 a斷開開關 換接 50 1 5a 滑動變阻器重新實驗 3 0 625變化 變大等 4 緩慢調節(jié)滑動變阻器的滑片 同時觀察電壓表的示數(shù) 使其不能超過小燈泡額定電壓值的1 2倍 2 2014 撫順中考 如圖是 測量小燈泡額定功率 的實驗 其中燈泡的額定電壓為3 8v 電源電壓未知 請你將實驗過程補充完整 1 如圖甲是實驗電路 請你用筆畫線代替導線將電路補充完整 并使滑動變阻器連入電路的阻值最大 導線不允許交叉 2 實驗過程中的某時刻 電壓表的示數(shù)如圖乙所示 為了測量燈泡的額定功率 應將滑動變阻器的滑片向 選填 左 或 右 端滑動 燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)如圖丙 為 a 則燈泡的額定功率為w 3 為了考查同學們的能力 老師拿來了一個已知額定電流為0 2a 但額定電壓未知的小燈泡 一個已知阻值為r的電阻和兩個開關s1 s2 利用上面的部分器材為同學們設計了如圖丁所示的電路來測量小燈泡的額定功率 請你將下列實驗步驟補充完整 填開關s s1 s2的通斷情況 調節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為 閉合開關s s2 斷開s1 選填 適當調節(jié)滑動變阻器的滑片 或 保持滑動變阻器的滑片不動 讀出電壓表的示數(shù)為u 燈泡額定功率的表達式為 p 解析 本題考查測量小燈泡的電功率 1 連接電路時 小燈泡 電流表和滑動變阻器應串聯(lián)在電路中 電壓表應并聯(lián)在小燈泡的兩端 由于小燈泡的額定電壓為3 8v 故電壓表應選0 15v量程 滑動變阻器要 一上一下 各選一個接線柱接入電路中 2 電壓表量程為0 15v 由圖乙所示可知 電壓表的分度值為0 5v 其示數(shù)為2 5v 小于燈泡額定電壓3 8v 為了測量燈泡的額定功率 應增大電路中的電流 減小滑動變阻器接入電路中的電阻 滑動變阻器選擇左下接線柱接入電路中 應向左移動滑動變阻器的滑片 由圖丙所示電流表可知 量程為0 0 6a 分度值為0 02a 其示數(shù)為0 3a 所以小燈泡的額定功率為p額 u額i 3 8v 0 3a 1 14w 3 已知小燈泡的額定電流 根據(jù)p額 u額i額 要測量其額定功率 須測量小燈泡的額定電壓 閉合開關s s1 斷開s2 調節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為0 2a r 閉合開關s s2 斷開s1 保持滑動變阻器的滑片不動 讀出電壓表的示數(shù)為u 燈泡額定功率的表達式為p 0 2a u 0 2a r 答案 1 如圖所示 2 左0 31 14 3 閉合開關s s1 斷開s20 2a r 保持滑動變阻器的滑片不動 0 2a u 0 2a r 主題二探究電流產生的熱量與哪些因素有關 實驗方法 法 法 實驗裝置 如圖所示 控制變量 轉換 實驗關鍵 1 判斷電流產生熱量的多少 思路 根據(jù)溫度計示數(shù)的變化判斷 溫度計的示數(shù)變化越 說明煤油吸收的熱量越多 2 探究電流產生的熱量與通電時間是否有關 思路 控制 和 不變 改變 比較電流產生熱量的多少 如圖甲 大 電阻 電流 通電時間 3 探究電流產生的熱量與電流大小是否有關 思路 控制 和 不變 改變 大小 比較電流產生熱量的多少 如圖甲 4 探究電流產生的熱量與電阻大小是否有關 思路 控制 和 不變 改變 大小 比較電流產生熱量的多少 如圖乙 電阻 通電時間 電流 電流 通電時間 電阻 要點探究 1 為什么向兩燒瓶中裝入質量相等的煤油 提示 要根據(jù)溫度的變化推斷煤油吸收熱量的多少 根據(jù)q吸 cm t可知 只有當比熱容 質量都相等時 煤油升高的溫度越大 才表明煤油吸收的熱量越多 所以實驗中應該控制兩燒瓶中煤油的質量相等 2 實驗中被加熱的液體為什么選擇煤油而不是水 提示 因為煤油的比熱容小 吸收一定熱量后溫度變化大 便于觀察比較 3 怎樣控制通過兩電阻絲的電流相等 提示 根據(jù)串聯(lián)電路中各處電流相等 應將兩電阻絲串聯(lián)接入電路中 示范案例 2015 衡陽中考 為了探究電流產生的熱量跟什么因素有關 王軍設計了如圖所示的甲 乙兩種裝置 他將兩根阻值不同的電阻絲 r1 r2 分別密封在兩個完全相同的燒瓶中 并通過短玻璃管與相同的氣球相連 兩次實驗電源電壓不變 1 實驗中通過的變化來比較電