2022年中考物理复习题(含解析)--电能和电功率
展开
这是一份2022年中考物理复习题(含解析)--电能和电功率,共60页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022年中考物理复习新题速递之电能和电功率(2022年5月)
一、选择题(共10小题)
1.(2022春•江阴市期中)如图甲所示的电路,电源电压不变,是标有“”字样的灯泡。定值电阻的阻值为,两个电流表的量程均为,电压表的量程为。图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图像。当闭合,、断开,将滑片移到变阻器总阻值的处时,小灯泡恰好正常发光,电压表示数为。下列说法正确的是
A.电源电压为
B.变阻器的最大阻值为
C.移动滑片,当灯泡的功率为时,变阻器接入的阻值为
D.当、、都闭合,为保证电路安全,变阻器消耗的最大功率为
2.(2022•西湖区校级模拟)下列家用电器中,正常工作一小时耗电最接近的是
A.手提电脑 B.洗衣机 C.冰箱 D.空调机
3.(2022•梧州模拟)电网改造后,小明家装上了新型的卡电能表,家庭电路中接入的电能表的作用是
A.给家用电路提供电能 B.能提高用电器效率
C.测量电路消耗的电能 D.保护电路避免火灾
4.(2022•青羊区模拟)如图是一个手机充电器的铭牌标识,由此我们可以知道
A.此充电器可在电路中使用
B.此充电器最大输出电流为
C.此充电器将化学能转化为了电能
D.因所以能量不守恒
5.(2022•海珠区一模)小余在探究某个科学问题时,把阻值均为的两段电热丝、分别放在两个完全相同的烧瓶中,烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的不同液体(绝缘体),并连接成了如图所示的实验电路(两温度计完全相同)。接通电路进行实验(忽略热损失),则下列说法正确的是
A.该装置能用来探究电流通过导体产生的热量跟导体电阻的关系
B.该装置能用来探究电流通过导体产生的热量跟流过导体电流的关系
C.某时刻温度计示数比温度计的大,则电热丝产生的热量比的多
D.某时刻温度计示数比温度计的大,则左侧烧瓶中液体的比热容比右侧的小
6.(2022•拱墅区校级一模)下列说法最接近实际的是
A.家庭空调的额定电功率约20瓦
B.汽车中热机的效率可达
C.实际功率为1瓦的灯工作1小时,消耗电能是1度
D.一本《科学》课本从课桌掉到地面,重力做功约为2焦
7.已知电阻,若将它们用以下四种方式分别接入同一电路,则在相等的时间里消耗电能最多的是
A. B.
C. D.
8.把额定电压相等、额定功率不同的两盏白织灯泡并联到电路中,下列说法正确的是
A.额定功率大的灯泡更亮 B.额定功率小的灯泡更亮
C.两盏灯泡亮度一样 D.条件不足,不能判断
9.如图所示,导体、是由同种材料做成的,和等长,但比的横截面积大。闭合开关,关于在相同时间内电流通过,所做的功的大小关系,下列表达式中正确的是
A. B. C. D.
10.下列用电器正常工作时,电能主要转化为机械能的是
A.电炉 B.电动机
C.电饭锅 D.电熨斗
二、填空题(共6小题)
11.(2022春•江阴市期中)如图所示的电能表,当某用电器单独工作时,内转盘正好转过100圈,则该用电器内消耗的电能是 ,它可能是 (选填“电热水壶”、“台灯”或“电视机” 。
12.(2022•福建模拟)甲和乙两个充电器分别标注“输出,”和“输出,”,其中 是快速充电器,且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 一些。
13.相同时间内电流做功越多,灯泡的亮度就越 。
14.很多家用电器可以用遥控器关机而不用断开电源,这种功能叫待机状态,这一功能虽给人们带来了方便,但用电器在待机状态下仍要消耗电能却鲜为人知如小华家所有用电器待机状态时总功率为,每天处于待机状态的时间为,则一个月(按30天算)因用电器待机而浪费的电能为 ,这些电能全部可提供灯泡工作 。
15. 叫做电功。实例分析:电流通过电扇做功,将 能转化为 ;电流通过电饭锅做功,将 能转化为 ;电流通过白炽灯做功,将 能转化为 。
16.电功率的定义式是 ;除此之外,计算电功率的公式还有 。
三、实验探究题(共3小题)
17.(2022•兖州区一模)在探究电流做功与哪些因素有关的实验中,如图所示,某同学取了两阻值分别为和的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中,每一烧瓶里各插入一支温度计。
(1)该实验中,通过观察 来比较电流做功的多少,这种研究方法在物理学中称之为 法;
(2)如图设计中,所取的电阻丝的阻值 (填“相等”或“不相等” ,目的是探究电功与 的关系。
18.(2022•河池模拟)如图所示温度计的示数为 ,凸透镜的焦距为 ,电能表的示数为 。
19.在“比较两个灯泡的亮暗”活动中:
(1)根据 现象,可以比较相同时间内电流做功的多少。
(2)同学们设计了如图甲、乙、丙所示的三个电路。经过讨论,他们认为不应该选择图甲所示的电路,原因是 。
(3)为研究电流做功与电压的关系,应该选择图 所示的电路。实验发现,在时间相同的情况下,若 相等,则 较大的电灯中电流做的功比较多。
(4)如图乙所示的电路存在的一个缺陷是 。
(5)利用如图丙所示的电路研究某问题。闭合开关后,若发现两灯都不亮,电压表有示数,电压表无示数,则电路发生的故障是 。
四、计算题(共3小题)
20.(2022•拱墅区校级三模)如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机,它的正常工作电压为,水箱最多装水,加热功率有高温挡、低温挡两个挡位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法,其中电热丝、。
(1)使用挂烫机时,要插入三孔插座,是为了将金属外壳与 相连,熔断器有保险丝,在选用保险丝时应使保险丝的 等于或稍大于电路中正常工作时的电流;
(2)已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为,请通过计算说明设计师应该选择哪个电路;
(3)按照正确选择的电路计算挂烫机高温挡正常工作10分钟,需要消耗电能多少焦耳。
21.一用电器正常工作时通过的电流为。若该用电器在内消耗的电能为,则它两端的电压为多少伏?
22.某用户有日光灯6盏,电视和音响设备功率为,一台冰箱的功率为,另有的电饭锅一个,问:
(1)该用户使用“”的电能表是否合适?
(2)若这些用电器平均每天都少用半小时,则一个月(按30天算)可节约几度电?
2022年中考物理复习新题速递之电能和电功率(2022年5月)
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题)
1.(2022春•江阴市期中)如图甲所示的电路,电源电压不变,是标有“”字样的灯泡。定值电阻的阻值为,两个电流表的量程均为,电压表的量程为。图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图像。当闭合,、断开,将滑片移到变阻器总阻值的处时,小灯泡恰好正常发光,电压表示数为。下列说法正确的是
A.电源电压为
B.变阻器的最大阻值为
C.移动滑片,当灯泡的功率为时,变阻器接入的阻值为
D.当、、都闭合,为保证电路安全,变阻器消耗的最大功率为
【答案】
【考点】电功率的计算;欧姆定律的应用
【专题】应用能力;计算题;电能和电功率;欧姆定律
【分析】(1)当闭合,、断开,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,将滑片移到变阻器的中点时,小灯泡恰好正常发光,根据串联电路的电压规律求出电源电压;
(2)根据乙图得出小灯泡的额定电流,根据串联电路的电流规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,从而求出变阻器的最大电阻;
(3)移动滑片,当灯泡的功率为时,根据乙图读出灯泡的电压和电路中的电流,然后根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻值;
(4)当、、都闭合,滑动变阻器和定值电阻并联,电流表测干路中的电流,电流表测通过定值电阻的电流;
并联电路中各支路两端的电压相等,变阻器消耗的功率最大时,通过它的电流是最大的,根据干路中的电流表的量程可知干路中的最大电流,根据定值电阻两端的电压和阻值求出定值电阻的电流,由并联电路的电流特点求出滑动变阻器的最大电流,根据求出其最大功率。
【解答】解:
、当闭合,、断开,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,将滑片移到变阻器的中点时,小灯泡恰好正常发光,此时灯泡两端的电压为,电压表示数为(即变阻器的电压为,
由串联电路的电压规律可得,电源电压为:,故错误;
、当闭合,、断开,滑片移到变阻器的处时,灯泡正常发光,根据图乙可知,此时通过灯泡的电流为,
因串联电路中各处的电流相等,则由可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻:,
则滑动变阻器的最大阻值为,故错误;
、移动滑片,当灯泡的功率为时,根据乙图可知,此时灯泡两端的电压为,电路中的电流为,
根据串联电路的电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压为:,
由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为:,故错误;
、当、、都闭合,滑动变阻器和定值电阻并联,电流表测干路中的电流,电流表测通过定值电阻的电流;两个电流表的量程均为,所以干路中的最大电流为;
通过定值电阻的电流为:;
根据并联电路电流特点可知,通过滑动变阻器的最大电流为:,
则滑动变阻器消耗的最大功率为:,故正确。
故选:。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用、串并联电路特点的应用和功率的计算,明确电路的结构是解题的关键。
2.(2022•西湖区校级模拟)下列家用电器中,正常工作一小时耗电最接近的是
A.手提电脑 B.洗衣机 C.冰箱 D.空调机
【答案】
【考点】电功率的概念
【专题】电能和电功率;应用能力;应用题
【分析】电器正常工作,耗电最接近,则它的功率约为,根据对各种电器功率的了解,逐一分析找出符合条件的一个选项。
【解答】解:、手提电脑的功率约为到之间,故不符合题意;
、洗衣机的功率约为,故不符合题意;
、冰箱的功率约为,故不符合题意;
、空调机的功率约为,故符合题意;
故选:。
【点评】对各种物理量的估算:需要凭借生活经验、需要简单的计算;物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一。
3.(2022•梧州模拟)电网改造后,小明家装上了新型的卡电能表,家庭电路中接入的电能表的作用是
A.给家用电路提供电能 B.能提高用电器效率
C.测量电路消耗的电能 D.保护电路避免火灾
【答案】
【考点】电能表参数的理解与电能的求法
【专题】电能和电功率;应用题;应用能力
【分析】电能表是用来测量消耗电能多少的仪器,或者说是测量电流做功多少的仪器。
【解答】解:电能表的单位为度,即千瓦时,,测量的是电功,即家庭电路消耗的电能。电能表不能提供电能、不能提高用电效率,也不能保护电路避免火灾。
故选:。
【点评】本题考查了电能表的用途,是一道基础题目。
4.(2022•青羊区模拟)如图是一个手机充电器的铭牌标识,由此我们可以知道
A.此充电器可在电路中使用
B.此充电器最大输出电流为
C.此充电器将化学能转化为了电能
D.因所以能量不守恒
【答案】
【考点】能量的转化;能量守恒定律;额定电压
【专题】应用题;电压和电阻;电能和电功率;应用能力
【分析】(1)根据铭牌上输入电压的大小分析;
(2)根据铭牌上输出电压的大小分析;
(3)充电器工作时,将电能转化为化学能;
(4)根据能量守恒定律分析。
【解答】解:
、由图可知,铭牌上充电器的输入电压为,充电器可在电路中使用,故正确;
、由图可知,铭牌上充电器的输出电压为,故错误;
、充电器工作时,消耗了电能,将电能转化为化学能,故错误;
、在能量的转化和转移的过程中,能量的转化和转移是守恒的,是因为在能量的转化和转移的过程中,有能量的损失,但总能量守恒,故错误。
故选。
【点评】本题考查了充电器铭牌上参数的理解,属于基础题。
5.(2022•海珠区一模)小余在探究某个科学问题时,把阻值均为的两段电热丝、分别放在两个完全相同的烧瓶中,烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的不同液体(绝缘体),并连接成了如图所示的实验电路(两温度计完全相同)。接通电路进行实验(忽略热损失),则下列说法正确的是
A.该装置能用来探究电流通过导体产生的热量跟导体电阻的关系
B.该装置能用来探究电流通过导体产生的热量跟流过导体电流的关系
C.某时刻温度计示数比温度计的大,则电热丝产生的热量比的多
D.某时刻温度计示数比温度计的大,则左侧烧瓶中液体的比热容比右侧的小
【答案】
【考点】焦耳定律
【专题】电与热、生活用电;应用题;应用能力
【分析】(1)探究导体产生热量跟导体的电阻、电流的关系应采用控制变量法,根据串联电路特点分析可知;
(2)由于两个烧瓶中的液体的种类是不同的,可以根据温度计升高的示数来探究物质的吸热能力,根据焦耳定律和△分析可知。
【解答】解:(1)由图可知两个电阻串联,根据串联电路电流特点可知通过两电阻的电流、通电时间相同,电阻阻值相同,故无法探究导体产生热量跟导体的电阻、电流的关系,故错误;
(2)由于两个烧瓶中的液体的种类是不同的,可以根据温度计升高的示数来探究物质的吸热能力,根据焦耳定律可知电流通过两电阻产生的热量相等,即两种液体吸收的热量相等,两种液体的质量、初温相等,某时刻温度计示数比温度计的大,根据△可知的比热容小,所以左侧烧瓶中液体的比热容比右侧的小,故错误,正确。
故选:。
【点评】此题主要通过该实验探究了考查了控制变量法的应用,是一道很好的题目。
6.(2022•拱墅区校级一模)下列说法最接近实际的是
A.家庭空调的额定电功率约20瓦
B.汽车中热机的效率可达
C.实际功率为1瓦的灯工作1小时,消耗电能是1度
D.一本《科学》课本从课桌掉到地面,重力做功约为2焦
【答案】
【考点】额定功率;热机的效率;电功率与电能、时间的关系;功的计算
【专题】电能和电功率;比热容、热机、热值;应用能力;应用题
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的选项。
【解答】解:、家庭空调的额定电功率约1200瓦,故错误;
、热机工作过程中不可避免地由于机件之间地摩擦而产生额外功,效率不能达到,故错误;
、实际功率为1瓦的灯工作1小时,消耗电能度,故错误;
、一本《科学》课本的质量约为,其重力,课桌高约为,从课桌面掉到地面,重力做功,故正确。
故选:。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
7.已知电阻,若将它们用以下四种方式分别接入同一电路,则在相等的时间里消耗电能最多的是
A. B.
C. D.
【答案】
【考点】电功与电能的计算
【专题】电能和电功率;应用能力
【分析】两电阻串联时,电路的总电阻大于任一用电器的电阻;两电阻并联时,电路总电阻小于任一用电器的电阻;据此分析不同情况下的总电阻大小,再根据判断在相等的时间内消耗电能最多的电路情况。
【解答】解:由串、并联电路的电阻特点可知,两电阻并联时,电路的总电阻最小,则由可知在相等时间里,两电阻并联时电路消耗的电能最多;
选项中是的简单电路,选项中是的简单电路,选项中是和的串联电路,选项中是和的并联电路,故、、错误,正确。
故选:。
【点评】本题考查了电能计算公式的应用,熟练掌握串、并联电路的电阻特点是解题的关键。
8.把额定电压相等、额定功率不同的两盏白织灯泡并联到电路中,下列说法正确的是
A.额定功率大的灯泡更亮 B.额定功率小的灯泡更亮
C.两盏灯泡亮度一样 D.条件不足,不能判断
【答案】
【考点】实际功率;额定功率
【专题】应用题;应用能力;电能和电功率
【分析】两只灯泡并联时电压相等,根据公式可知电阻越大小,实际功率越大;根据欧姆定律可知,并联电路两端电压相等,电阻越大,通过灯泡的电流越小。而,两盏白炽灯的额定电压相等,所以较亮的灯,额定功率较大。
【解答】解:由可知两盏白炽灯的电阻,额定功率较大的电阻小,
两灯并联,则两只灯泡并联时电压相等;
由公式可知,电阻越小,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮,故正确、错误。
故选:。
【点评】本题考查电功率公式和欧姆定律及其变形的灵活运用,重点是知道并联电路两端电压相等。
9.如图所示,导体、是由同种材料做成的,和等长,但比的横截面积大。闭合开关,关于在相同时间内电流通过,所做的功的大小关系,下列表达式中正确的是
A. B. C. D.
【答案】
【考点】电功与电能
【专题】功、功率、机械效率;应用能力;应用题
【分析】(1)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,在其他条件相同时,导体的横截面积越大,其电阻越小;
(2)两电阻串联时通过它们的电流相等,根据可知,相同时间内电阻大的导体电流做的功较多。
【解答】解:因导体、的材料、长度相同,但比的横截面积大,所以,导体的电阻小于导体的电阻;
因为串联电路中各处的电流相等,所以,由可知,相同时间内,的电阻大,电流做的功较多,即。
故选:。
【点评】本题考查了电功的大小比较,利用好串联电路的电流特点和影响电阻大小的因素是关键。
10.下列用电器正常工作时,电能主要转化为机械能的是
A.电炉 B.电动机
C.电饭锅 D.电熨斗
【答案】
【考点】电功的实质
【专题】电能和电功率;应用题;应用能力
【分析】做功的过程是能量转化的过程,明确各用电器的工作原理,确定各用电器工作时能量的转化方向,然后答题。
【解答】解:、电炉是利用电流的热效应进行工作的,电炉工作时,把电能转化为内能,故不符合题意;
、电动机是利用通电线圈在磁场中受力而工作的,电动机工作时,主要把电能转化为机械能,故符合题意;
、电饭锅是利用电流的热效应进行工作的,电饭锅工作时,把电能转化为内能,故不符合题意;
、电熨斗是利用电流的热效应进行工作的,电熨斗工作时,把电能转化为内能,故不符合题意;
故选:。
【点评】本题考查了用电器工作时能量的转化问题,知道各用电器的工作原理是正确解题的关键;还要了解常见用电器的能量转化方向:电风扇、洗衣机、抽水机等利用电动机带动的都是电能转化成机械能;发电机都是其他形式的能转化为电能;汽油机、柴油机等热机都是化学能转化成内能,再转化成机械能。
二、填空题(共6小题)
11.(2022春•江阴市期中)如图所示的电能表,当某用电器单独工作时,内转盘正好转过100圈,则该用电器内消耗的电能是 ,它可能是 (选填“电热水壶”、“台灯”或“电视机” 。
【答案】;电热水壶。
【考点】电能表参数的理解与电能的求法
【专题】电能和电功率;应用能力
【分析】表示电路中用电器每消耗电能,电能表的转盘转过1000圈,据此可计算出转盘正好转过100圈,用电器消耗的电能;利用计算出用电器的电功率;根据用电器的电功率大小判断是什么用电器。
【解答】解:表示电路中用电器每消耗电能,电能表的转盘转过1000圈,
则转盘正好转过100圈,用电器消耗的电能:;
用电器的电功率:;
台灯的电功率大约为,电视机的电功率大约为,电热水壶的电功率约为,所以该用电器可能是电热水壶。
故答案为:;电热水壶。
【点评】本题考查了对电能表参数的理解、使用电能表测量消耗的电能以及电功率的计算,关键是电能表相关参数含义的了理解与掌握。
12.(2022•福建模拟)甲和乙两个充电器分别标注“输出,”和“输出,”,其中 乙 是快速充电器,且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 一些。
【答案】乙;大。
【考点】电功计算公式的应用;影响电阻大小的因素
【专题】应用能力;电能和电功率;电压和电阻;欧姆定律
【分析】已知充电器输出电压和电流,可以得到输出功率,输出功率越大表示充电越快;
根据欧姆定律可分别得出两个充电器的电阻,比较两个电阻的大小关系;在温度、材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
【解答】解:两个充电器的充电功率分别为:
,
,
所以第二个的功率大,充电速度快,即第二个为快速充电器;
根据欧姆定律可知两个充电器的电阻分别为:
,
,
在温度、材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小,故超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要大一些。
故答案为:乙;大。
【点评】本题考查欧姆定律的应用、电功率的计算以及影响电阻大小的因素,难度适中。
13.相同时间内电流做功越多,灯泡的亮度就越 亮 。
【答案】亮。
【考点】电功与电能
【专题】应用题;电能和电功率;应用能力
【分析】小灯泡的亮度由小灯泡实际功率决定;相同时间内电流做功越多,实际功率越大。
【解答】解:小灯泡的亮度由小灯泡实际功率决定的,相同时间内电流做功越多,实际功率越大,灯泡的亮度就越亮。
故答案为:亮。
【点评】本题考查了对实际功率的理解和应用,基础题。
14.很多家用电器可以用遥控器关机而不用断开电源,这种功能叫待机状态,这一功能虽给人们带来了方便,但用电器在待机状态下仍要消耗电能却鲜为人知如小华家所有用电器待机状态时总功率为,每天处于待机状态的时间为,则一个月(按30天算)因用电器待机而浪费的电能为 12.6 ,这些电能全部可提供灯泡工作 。
【答案】12.6;315。
【考点】电功与电能的计算
【专题】应用能力;电能和电功率
【分析】用电器待机而浪费的电能通过计算;
灯泡工作时间。
【解答】解:用电器待机而浪费的电能;
这些电能全部可提供灯泡工作时间。
故答案为:12.6;315。
【点评】本题考查电能的计算、变形公式的应用,属于电学常规题,要求学生掌握。
15. 电流所做的功 叫做电功。实例分析:电流通过电扇做功,将 能转化为 ;电流通过电饭锅做功,将 能转化为 ;电流通过白炽灯做功,将 能转化为 。
【答案】电流所做的功;电;机械能;电;内能;电;内能和光能
【考点】电功的实质
【专题】电能和电功率;应用题;应用能力
【分析】电流通过导体做功的过程,也就是电能转化为其它形式的能量的过程。
【解答】解:电流所做的功叫电功;电流做功的过程,实际上是电能转化为其它形式的能的过程,电流做了多少功,就有多少电能转化为其它形式的能;
电流通过电扇时,电能主要转化为机械能;
电流通过电饭锅做功,电能转化为内能;
电流通过白炽灯做功,电能转化为内能和光能。
故答案为:电流所做的功;电;机械能;电;内能;电;内能和光能。
【点评】知道电流做功的过程就是把电能转化为其他形式的能的过程是解决该题的关键。
16.电功率的定义式是 ;除此之外,计算电功率的公式还有 。
【答案】;
【考点】电功率的概念
【专题】电能和电功率;应用题;应用能力
【分析】电功率表示电流做功的快慢;计算电功率的公式是。
【解答】解:电功率等于电流所做的功与时间的比值,定义式为;
把代入电功率的定义,可以得出:。
故答案为:;。
【点评】本题考查了电功率的定义式及其导出式,属于基础题。
三、实验探究题(共3小题)
17.(2022•兖州区一模)在探究电流做功与哪些因素有关的实验中,如图所示,某同学取了两阻值分别为和的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中,每一烧瓶里各插入一支温度计。
(1)该实验中,通过观察 温度计示数变化 来比较电流做功的多少,这种研究方法在物理学中称之为 法;
(2)如图设计中,所取的电阻丝的阻值 (填“相等”或“不相等” ,目的是探究电功与 的关系。
【答案】(1)温度计示数变化;转换;(2)不相等;电压
【考点】电功的测量
【专题】实验题;电能和电功率;分析、综合能力
【分析】(1)电流通过电阻丝做功,消耗电能转化为内能,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量的多少我们直接看不到,但煤油吸收热量温度升高,本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少(转换法);
(2)由可知,电流通过导体所做的功与通过的电流、导体两端的电压和通电时间有关,根据控制变量法分析。
【解答】解:
(1)通电后电流通过电阻丝做功,产生热量被煤油吸收,使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少,这是转换法的应用;
(2)由图可知,两电阻串联,通过电阻的电流与通电时间相等,电阻丝的阻值不同,根据可知,电阻丝两端分担的电压不同,可以探究电功与电压大小的关系。
故答案为:(1)温度计示数变化;转换;(2)不相等;电压。
【点评】本题是电功的测量实验,考查了学生对串联电路的电流关系、电功公式的了解和掌握,理解并用好控制变量法、转换法是本题的关键。
18.(2022•河池模拟)如图所示温度计的示数为 16 ,凸透镜的焦距为 ,电能表的示数为 。
【答案】16;10.0;2020.6。
【考点】主光轴、光心、焦点和焦距;电能表参数的理解与电能的求法;温度计的使用及其读数
【专题】实验题;基本仪器的使用专题;实验基本能力
【分析】(1)温度计的读数:首先确定零上还是零下,确定每一个大格和每一个小格各代表的示数,从小数字读向大数字;
(2)焦距等于焦点到凸透镜光心的距离;
(3)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是。
【解答】解:(1)由图知,温度计上之间有10个小格,一个小格代表,所以此温度计的分度值为;液面在以上,示数为;
(2)由图知,凸透镜对光线有会聚作用,焦点到光心的距离为,所以凸透镜的焦距等于;
(3)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是,由图可知,电能表示数为。
故答案为:16;10.0;2020.6。
【点评】本题考查温度计的读数、凸透镜焦距的测量、电能表的读数,是基本仪器的使用,常考题。
19.在“比较两个灯泡的亮暗”活动中:
(1)根据 灯的亮度 现象,可以比较相同时间内电流做功的多少。
(2)同学们设计了如图甲、乙、丙所示的三个电路。经过讨论,他们认为不应该选择图甲所示的电路,原因是 。
(3)为研究电流做功与电压的关系,应该选择图 所示的电路。实验发现,在时间相同的情况下,若 相等,则 较大的电灯中电流做的功比较多。
(4)如图乙所示的电路存在的一个缺陷是 。
(5)利用如图丙所示的电路研究某问题。闭合开关后,若发现两灯都不亮,电压表有示数,电压表无示数,则电路发生的故障是 。
【答案】(1)灯的亮度;(2)无法利用控制变量法探究电流做功与电压、电流的关系;(3)丙;电流;电压;(4)干路上缺少滑动变阻器,无法进行多次测量;(5)灯断路(或开路)。
【考点】电功与电能
【专题】应用能力;电能和电功率;实验探究题
【分析】(1)灯的亮度取决于实际电功率大小;
(2)电流做功的大小与电压、电流和通电时间三个因素有关,当研究与其中某一个因素的关系时,应控制其余的因素不变;
(3)研究电流做功与电压的关系,应控制电流的大小和通电时间相同,通过比较电压的大小,得出电流做功与电压的关系;实验没有做,我们可以通过公式判断,在电流和时间相同的情况下,电压越大,电流做的功越多。
(4)图乙电路干路上缺少滑动变阻器,无法进行多次测量。
(5)电压表有示数,说明电压表的两接线柱和电源连接的部分电路中没有断路;电压表无示数,说明可能电压表被短路,或者电压表与电源连接的部分电路有断路,综合分析就可以找出故障。
【解答】解:(1)灯的亮度取决于实际电功率,因此可以通过灯的亮度比较灯的实际电功率大小;
(2)甲电路中,滑动变阻器滑片移动时,灯泡两端的电压和电流都在变化,无法控制电流或者电压不变,因此无法利用控制变量法探究电流做功与电压、电流的关系;
(3)研究电流与电压的关系,就应该控制电路中的电流不变,通过比较电压,研究电流做功与电压的关系,图丙中两只灯泡串联,控制了电流相同,因此应该选择图丙所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系;
通过公式判断,在电流和时间相同的情况下,电压越大,电流做的功越多。
(4)干路上缺少滑动变阻器,无法进行多次测量。
(5)图丙中,闭合开关后电压表有示数,说明开关电源滑动变阻器灯这部分电路无断路;电压表无示数,说明灯开关电源滑动变阻器这部分电路有断路,综合以上分析,电路故障就是灯断路(或开路)了。
故答案为:(1)灯的亮度;(2)无法利用控制变量法探究电流做功与电压、电流的关系;(3)丙;电流;电压;(4)干路上缺少滑动变阻器,无法进行多次测量;(5)灯断路(或开路)。
【点评】本题是一道实验探究题,侧重考查了控制变量法与转换法的具体应用,知道根据灯泡的亮度比较相同时间内电流做功的多少是关键。
四、计算题(共3小题)
20.(2022•拱墅区校级三模)如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机,它的正常工作电压为,水箱最多装水,加热功率有高温挡、低温挡两个挡位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法,其中电热丝、。
(1)使用挂烫机时,要插入三孔插座,是为了将金属外壳与 地线 相连,熔断器有保险丝,在选用保险丝时应使保险丝的 等于或稍大于电路中正常工作时的电流;
(2)已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为,请通过计算说明设计师应该选择哪个电路;
(3)按照正确选择的电路计算挂烫机高温挡正常工作10分钟,需要消耗电能多少焦耳。
【答案】(1)地线;熔断电流;
(2)设计师应该选择乙电路;
(3)需要消耗电能。
【考点】熔断器的作用及保险丝的选择方法;电功与电能的计算
【专题】电能和电功率;应用能力
【分析】(1)电加热器属于金属外壳用电器,插入三孔插座,是为了将金属外壳与地线相连;
熔断器有保险丝,在选用保险丝时应使保险丝的熔断电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流;
(2)如果选择甲电路,当开关旋至1、2之间时,、并联,此时电路中电流最大,根据并联电路的特点和欧姆定律求出电路中的最大电流;如果选择乙电路,当开关旋至1、2之间时,电路为的简单电路,此时的电路中的电流最大,根据欧姆定律求出电路中的最大电流,然后根据题意得出答案;
(3)分析电路组成,结合可知挂烫机处于高温挡时开关的位置;根据得出正常工作10分钟,需要消耗的电能。
【解答】解:(1)电加热器属于金属外壳用电器,插入三孔插座,是为了将金属外壳与地线相连,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止造成触电事故的发生;
熔断器有保险丝,在选用保险丝时应使保险丝的熔断电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流;
(2)如果选择甲电路,当开关旋至1、2之间时,、并联,此时电路中电流最大,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,电路中的最大电流:
;
如果选择乙电路,当开关旋至1、2之间时,电路为的简单电路,此时的电路中的电流最大,
则电路中的最大电流:
;
因熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为,
所以,设计师应该选择乙电路;
(3)从图乙可知,开关接1、2位置时,电路为的简单电路,总电阻较小,电源电压不变,根据可知总功率较大,挂烫机处于高温挡,
正常工作10分钟,需要消耗的电能。
故答案为:(1)地线;熔断电流;
(2)设计师应该选择乙电路;
(3)需要消耗电能。
【点评】本题考查了三孔插座的使用、串并联电路的特点、欧姆定律、电功率和电能公式的综合应用等,涉及到到的知识点较多,综合性强,有一定难度。
21.一用电器正常工作时通过的电流为。若该用电器在内消耗的电能为,则它两端的电压为多少伏?
【答案】用电器两端的电压为。
【考点】电功计算公式的应用
【专题】计算题;电能和电功率;应用能力
【分析】已知用电器消耗的电能、通过用电器的电流和通电时间,根据计算它两端的电压。
【解答】解:用电器两端的电压:。
答:用电器两端的电压为。
【点评】本题考查电功公式的灵活运用,属于基础题。
22.某用户有日光灯6盏,电视和音响设备功率为,一台冰箱的功率为,另有的电饭锅一个,问:
(1)该用户使用“”的电能表是否合适?
(2)若这些用电器平均每天都少用半小时,则一个月(按30天算)可节约几度电?
【答案】(1)由于,该户使用“,”的电能表不合适;
(2)一个月天)可以节约19.5度电。
【考点】电功率的计算;电能表参数的理解与电能的求法
【专题】计算题;电能和电功率;应用能力
【分析】(1)由电能表铭牌可知电能表正常工作时的电压和允许通过的最大电流,根据求出电能表允许工作用电器的最大总功率,电路中的总功率不大于电能表允许接入用电器的最大总功率,据此得出等式即可求出答案;
(2)利用计算出一个月节约的电能。
【解答】解:(1)表示电能表的工作电压为,是指电能表允许通过的最大电流为,
则电能表允许接入用电器的最大总功率:;
;
由于,该户使用“”的电能表不合适;
(2)由可知,可以节约的电能:度。
答:(1)由于,该户使用“,”的电能表不合适;
(2)一个月天)可以节约19.5度电。
【点评】本题考查了电功率公式的灵活运用,明白电能表参数的含义是关键。
考点卡片
1.温度计的使用及其读数
【知识点的认识】
温度计使用:
(1)在使用温度计以前,应该:
①观察它的量程﹣﹣能测量的温度范围,如果估计待测的温度超出它能测的最高温度,或低于它能测的最低温度,就要换用一只量程合适的温度计,否则温度计里的液体可能将温度计胀破,或者测不出温度值.
②认清它的最小刻度值,以便用它测量时可以迅速读出温度值.
(2)温度计使用时,应该:
①温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁.
②温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数.
③读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平.
【命题方向】
(1)温度计的正确读数是命题热点,注意零刻线、量程、分度值,是读准数的前提.
(2)根据图片判断测量过程中的正确和错误也是命题热点,如果是填空题,注意语言表达的严密性.
例1:用温度计测量烧杯中液体的温度,如图所示的几种做法中正确的是( )
A. B. C. D.
分析:实验室温度计:1.温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁;
2.温度计玻璃泡进入被测液体后要稍候一会,待温度计的示数稳定后再读数;
3.读数时温度计的玻璃泡要继续留在被测液体中,视线要与温度计中液柱的上表面相平;
4.测量前应先估测被测液体的温度,了解温度计的量程和分度值,若合适便可进行测量.
解:A碰到了容器的底部,所以是错误的.
B碰到了容器的侧壁.所以是错误的.
C温度计的玻璃泡没有全部浸入被测液体中,所以是错误的.
故选D
点评:温度计的使用是初中物理比较重要的实验技能考核内容,即使卷面考试时出现的频率也是很高的,所以一定要掌握温度计的正确使用方法.
例2:使用温度计时,首先要观察它的 量程 和认清它的分度值.小明用温度计测量烧杯中液体的温度,分别进行了三次操作,如图(甲)所示,其中正确的操作是 C .图(乙)中所示的是用温度计分别测得的冰和水的温度,那么冰的温度是 ﹣2 ℃,水的温度是 88 ℃.
分析:(1)使用温度计前:首先看清它的量程,或者说要看清它所能测量的最高温度和最低温度的温度范围;然后看清它的分度值,也就是一个小格代表的值.
(2)使用温度计时:
①温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底和容器壁;
②温度计玻璃泡浸入被测物体后要稍后一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;
③读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的上表面相平.
(3)使用温度计测量液体的温度,读数时先看清是零上还是零下的,然后认清量程和分度值,最后读出示数.
解:使用温度计测量液体的温度,要先观察它的量程和认清它的分度值;
使用温度计测量液体的温度,温度计的玻璃瓶要全部浸入被测液体中,不能离开液体读数,C符合这种情况;
该温度计的分度值是1℃,测量冰的温度时,温度计中液柱的液面在0℃以下两格处,示数为﹣2℃;
测量水的温度时,温度计中液柱的液面在80℃以上8格处,示数为88℃.
故答案为:
量程;C;﹣2;88.
点评:此题考查的是温度计的使用和读数方法;
温度计是初中物理最基本的测量工具,需要掌握.
【解题方法点拨】
实验室温度计的使用中一定要注意如何做才能让玻璃泡全部浸在被测液体中,并不能碰到容器底和容器壁.对温度计的读数方法:在读数的时候温度计不能离开被测对象,视线应该和温度计内的液柱上表面相平.
2.主光轴、光心、焦点和焦距
【知识点的认识】
(1)透镜一般多是由两个以上的凸凹圆形透明体组成,每个透明体均有两个曲率半径和两个球心,连接两个球面的中心就是主光轴.通俗的说法是:通过透镜两侧球心的直线,叫做主光轴,简称主轴.所谓曲率半径就是球面的半径,也就是从圆的中心至边缘的长度.
(2)光心:每个透镜主轴上都有一个特殊点:凡是通过该点的光,其传播方向不变,这个点叫光心.
(3)焦距:焦点到光心的距离.
(4)焦点:实验表明,凸透镜能使平行于主光轴的光汇聚在一点,这个点叫焦点.
【命题方向】
这几个透镜要素是学习凸透镜、凹透镜基础中考命题是一般不会直接出题.
例1:实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜,三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律,实验时,当蜡烛到透镜的距离都为12cm时,甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像,则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为( )
A.f甲>f乙>f丙 B.f乙>f丙>f甲 C.f乙>f甲>f丙 D.f丙>f乙>f甲
分析:根据凸透镜成像的三种情况进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像.
2f>u>f,成倒立、放大的实像.
u<f,成正立、放大的虚像.
解:物距相同,甲凸透镜成倒立、缩小的实像,u>2f甲,所以f甲<==6cm;
乙凸透镜成正立、放大的虚像,u<f乙;所以f乙>u=12cm;
丙凸透镜成倒立、放大的实像,2f丙>u>f丙,所以12cm=u>f丙>==6cm;
所以,f乙>f丙>f甲.
故选B.
点评:本题根据各凸透镜成像性质确定物距和焦距的关系,求出各凸透镜焦距的取值范围,然后比较焦距的大小.
例2:关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凸透镜对光线有会聚作用,通过凸透镜的光线一定会聚到一点
B.不论是凸透镜还是凹透镜,经过透镜光心的光线方向都不变
C.放在凹透镜焦点上的点光源,它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴
D.凸透镜有两个虚焦点,凹透镜有两个实焦点
分析:(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;凸透镜有实焦点;凹凸镜有虚焦点.
(2)对于凸透镜来说:平行于主光轴的光线会聚于焦点;过光心的光线传播方向不变;
对于凹透镜来说:平行于主光轴的光线会发散,其发散光线的反向延长线过焦点;过光心的光线传播方向不变;
解:A、凸透镜对光线有会聚作用,只有平行于主光轴的光线才能会聚于焦点,故A错误;
B、不论是凸透镜还是凹透镜,经过透镜光心的光线方向都不变,故B正确;
C、根据光路的可逆性,放在凸透镜焦点上的点光源,它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴,故C错误;
D、凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点,故D错误.
故选B.
点评:知道凸透镜和凹透镜对光线的作用是解决该题的关键.
【解题方法点拨】
结合图用形象记忆法记忆,明确焦距、焦点是关键.
3.能量的转化
【知识点的认识】
(1)能量的形式:在自然界和生活中,能量以多种形式存在,主要有机械能、内能、电磁能、化学能、核能等。
①机械能:分动能和势能两类,机械能是物体所具有的动能和势能的和。
②内能:物体内所有分子的动能和势能的和叫内能,与物体的温度、质量等因素有系。
③电磁能:指的是储存在特定物体或空间中的能量,比如说,两个带电体相互靠近时会相互影响,同级相斥异极相吸;通电导体在磁场中会受到力的作用;两块磁铁相互靠近,也会相互影响,这些都是电磁能
④化学能:是指南于化学反应,物质的分子结卡句发生变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热,以及蓄电池、干电池产生的电都是来源于燃料和蓄电池里储存的化学能。食物也具有化学能。
⑤核能:是指由于核反应,物质的原子核结构发生变化而产生的能量。原子弹爆炸产生的能量,以及核电站发出的电都是来源于原子核的核能。
(2)能量的转移:能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体;
实例:碰撞时:动能从一个物体转移到另一物体;围着火炉烤火:内能从火炉转移到人体
(3)补充常见的能量转化形式有:
①电灯发光时,电能转化为光能和内能;
②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内;
③人对机械做功,将人体的化学能转化为机械能;
④摩擦生热,机械能转化为内能;
⑤水电站里水轮机带动发电机发电,机械能转化为电能;
⑥电动机带动水泵把水送到高处,电能转化为机械能;
⑦燃料燃烧时发热,化学能转化为内能
【命题方向】
自然界中能量的形式很多:内能、机械能、化学能、热能、电能、声能、核能、风能等在初中段这些能量之间的转化是中考命题的热点:例如:
(1)胶片感光成像 光能→化学能
(2)特技跳伞 势能→动能
(3)激光切割金属 光能→热能
(4)森林火灾 化学能→热能和光能
(5)植物生长需要阳光 太阳能→化学能
(6)小型水电站(工作时) 势能→动能→电能
【解题方法点拨】
(1)能量的转化和转移的本质是不同的,“转化”是指能量由一种形式变为另一种形式;“转移”只是能量由一个物体传递到另一个物体,能量的形式不变。
(2)有能量转化时,必定会有一种形式的能量减少,另一种形式的能量增加。
(3)要明白消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能量的相互转化和转移的过程,能在具体情景中分析能量形式的转化。
4.能量守恒定律
【知识点的认识】
(1)能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变。这就是能量守恒定律,如今被人们普遍认同。
(2)能量守恒的普遍性:能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体,小到原子核,无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。能量守恒定律告诉我们,有一种形式的能量减少或消失,一定有另一种形式的能量增加或产生,能量的总量是不变的。
(3)应用:能量守恒定律对于科学研究、工程技术工作有着重要的指导意义。
【命题方向】
重要从意义上命题:能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体。小到原子核内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术,这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量,如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用,都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。
例如:关于热传递的方向,下列说法中正确的是
A.热传递总是热量多的物体自发地把热量传递给热量少的物体
B.热传递总是温度高的物体自发地把热量传递给温度低的物体
C.热传递总是内能多的物体自发地把热量传递给内能少的物体
D.热传递总是比热大的物体自发地把热量传递给比热小的物体
【解题方法点拨】
在初中段考查的要简单一些,主要记住能量守恒定律。
5.功的计算
【知识点的认识】
功是中学物理中一个重要概念,功能关系是解决力学问题的重要途径之一.因此,正确理解功的内涵和外延,正确把握求功的方法是解决力学问题的基础.
1、公式法:对于恒力的功,通常利用功的定义式W=FS进行计算.
2、功率法:功跟完成这些功所需时间的比值,叫做功率.对于一段时间内外力的功,有时可以直接利用W=Pt求出功,
【命题方向】
功的计算是中考命题的重点,一般以考查的题型较多,计算题是重点.
【解题方法点拨】
理解计算功的方法,尤其要把握好知识点,熟悉公式的变形求功.
6.热机的效率
【知识点的认识】
(1)定义:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率,其表达式为:η=×100%.由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1.
(2)热机在工作过程中造成能量损失的因素有:
①燃料很难全部燃烧;
②排出的废气带走能量;
③热机部件要散热;
④克服运转机件之间的摩擦消耗能量.
(3)提高热机效率的方法:
①尽量让燃料充分燃烧;
②设法利用废气的能量;
③减少能量损失;
④保证良好的润滑.
【命题方向】
第一类常考题:
为了节约能源,需提高热机的效率,下列措施中不能提高热机效率的是( )
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量增加热机的工作时间
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量减少热机部件间的摩擦
分析:要解决此题,需要掌握热机的效率的概念.热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.比值越大,效率越高.
解:热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.所以减少热量的损失可以提高热机的效率.所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失,提高效率.
增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,所以不能提高热机的效率.
故选B.
点评:此题通过考查影响热机效率的几个因素,考查了学生对热机效率的理解.要知道要想提高热机的效率,就要减少热量的损失.
第二类常考题:
关于热机的效率,下列说法中正确的是( )
A.热机做的有用功越多,效率一定越高
B.热机消耗的燃料越少,效率一定越高
C.热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高
D.热机做功越快,效率一定越高
分析:热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比.功率是表示物体做功快慢的物理量.
解:热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比;当热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高;当热机消耗的燃料一定,做的有用功越多,效率就一定越高;故选项A、B错误;
热机做功越快,表示热机的功率越大,与效率无关;故选项D错误;
故选C.
点评:本题主要考查了热机的效率以及影响热机效率的因素,并且考查了热机效率与功率的区别.
【解题方法点拨】
对于热机效率可与机械效率进行对比理解,热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数,要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,并且热机的效率总小于1.
7.影响电阻大小的因素
【知识点的认识】
(1)影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度.
(2)控制变量法:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.
【解题方法点拨】
(1)因为电阻是受多个因素影响的,两段导体比较电阻大小时,没有一定的前提条件,是无法比较的.
(2)通常情况下,导体的温度都是与室温相同,所以在不提温度时,认为温度是相同的.
(3)电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关,与电压无关,与电流也无关.
(4)只有一根电阻线,其他器材足够时,可以研究电阻与长度、横截面积、温度的关系,不能研究电阻与材料的关系.
(5)下面两个实验装置很类似,现象和结论是不同的.
甲图实验现象是:灯泡变亮,说明:导体和绝缘体之间没有明确的分界,当玻璃加热到红炽状态时,由绝缘体变成导体;
乙图实验现象是:灯泡逐渐变暗,说明:灯丝的电阻随温度的升高而增大.
【命题方向】
以探究影响电阻大小的因素为题材,考查控制变量法思想的应用,是考题热点.常见错误为:比较导体电阻在小时,没有考虑全各个因素的影响;描述实验结论时,没有考虑其他因素一定的前提条件,即“当…一定时”.
例1:如果不考虑温度的影响,导体的电阻的大小与下列哪个因素无关(
A.导体的材料 B.导体的长度 C.导体的横截面积 D.导体两端的电压
分析:如果把导体比作一条公路,电阻比作堵车事故:水泥路面比土道畅通,即材料影响电阻;宽敞的路比窄路畅能,即横截面积影响电阻;路越长堵车机会越大,即长度影响电阻.
解:电阻是导体本身的一种性质,电阻大小的影响因素有材料、长度、横截面积、温度,与电压、电流等外界因素无关.
根据影响电阻大小的因素来判断,A、B、C都影响电阻,D不影响.
故选D.
点评:导体的电阻是导体本身的一种性质,其决定因素与其本身的材料、长度、横截面积有关,若说与外界有关,也只与外界的温度这个因素有关.导体一定,则电阻一定.与导体两端电压的高度,导体中电流的大小等都没有关系.
例2:在温度一定时,比较两根铜导线的电阻的大小,下列说法中正确的是( )
A.长导线的电阻大
B.细导线的电阻大
C.长度相同,粗导线的电阻大
D.粗细相同,长导线的电阻大
分析:导体电阻的大小由温度、材料、长度和横截面积四方面因素共同决定.所以在比较两根导线电阻大小关系时,一定要在其他三个因素都相同的情况下,通过比较其中的某一个因素,才能比较出两根电阻的大小关系,否则是很难比较出来的.
解:
AB、电阻的大小不仅跟导体的材料有关,还跟材料的长度和横截面积大小有关,所以选项A、B都不正确;
C、在长度和材料相同时,导体的横截面积越小,即导线越细,电阻越大,故C选项错误;
D、在横截面积和材料相同,长的铜丝电阻大,故D正确.
故选D.
点评:本题考查了决定电阻大小的因素,用好控制变量法正确分析是本题的关键.
8.欧姆定律的应用
【知识点的认识】
(1)相关基础知识链接:
①电流规律:
串联:I=I1=I2.串联电路电流处处相等。
并联:I=I1+I2.并联电路干路电流等于各支路电流之和。
②电压规律:
串联:U=U1+U2.串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联:U=U1=U2.并联电路各支路两端电压相等,等于总电压。
③电阻规律:
串联:R=R1+R2.串联电路总电阻等于分电阻之和。
并联:=+.并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
④比例规律:
串联:=.串联电路中电压与电阻成正比。
并联:I1R1=I2R2.并联电路中电流与电阻成反比。
⑤欧姆定律:
I=.导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
【解题方法点拨】
(一)比例问题
解决这类问题一要掌握规则,二要弄清是哪两部分相比。
①串联电路电流处处相等,即电流之比为:I1:I2=1:1;根据I=可知电压与电阻成正比,=。
②并联电路各支路电压相等,即电压之比为U1:U2=1:1;根据U=IR可知电流与电阻成反比,I1R1=I2R2。
例一:R1=3Ω,R2=5Ω,如图甲,由于是串联电路,所以电流之比I1:I2=1:1;电压之比等于电阻之比,所以电压之比U1:U2=3:5;如果电路变式成乙图,则两电压表示数比为U1:U2=(3+5):5=8:5。
例二:R1=3Ω,R2=5Ω,如图甲,由于是并联电路,所以电压之比U1:U2=1:1;电流之比等于电阻之反比,所以电流之比I1:I2=5:3;如果电路变成乙图,则两电流表示数之比为I1:I2=5:(3+5)=5:8。
(二)电表示数变化问题
(1)解决这类问题最重要的是弄清电路是串联还是并联,不同的连接方式有不同的判断规则。
①串联电路:
电流与电阻的变化相反,即电阻变大时电流变小,电阻变小时电流变大;按电阻的正比例来分配电压。
例如如图:当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电阻变大,所以电流变小;电阻R1尽管大小没变,但它占总电阻的比例变小了,所以R1两端电压变小,R2占总电阻的比例增大了,所以R2两端电压变大。
②并联电路:
各支路的电压都与电源电压相等,所以电压是不变的;阻值变化的支路电流随之变化,阻值不变的支路电流也不变。
例如如图:当滑片向右滑动时,尽管R2的阻值在变,但它两端的电压总等于电源电压,所以R2两端电压不变,R1两端电压当然也不变;R2所在支路电阻变大,所以电流变小,R1所在支路电阻不变,所以电流也不变,干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小。
③电压表与电流表示数的比值:
根据导出式R=可知,电压表与电流表示数的比值代表了某个电阻的大小,只要电阻不变化,两表比值是不变的。
例如如图甲,电压表与电流表的比值代表了电阻R1的阻值,所以当滑片移动时,两表示数的比值不变;如图乙,电压表与电流表的比值代表了电阻R2的阻值,所以两表示数的比值在变大。
(但需要注意的是,当滑片移动时,R2两端电压的变化量与R1两端电压的变化量相等,所以电压表的变化量与电流表的变化量之比代表了电阻R1的阻值,是不变的。)
(2)解决这类电表示数变化的问题时,常在第一步判断串并联时出错。请注意下面的电路,例如图甲是串联电路,图乙是并联电路。
(滑片向右滑时,图甲:A变小,V变大;图乙A1变小,A2变小,V不变。)
(3)滑动变阻器连入电路的是哪一部分,没有判断清楚,也是解决电表示数变化问题常出现的错误。图甲滑动变阻器接入电路的是全部,图乙接入电路的是左半部分。注意滑片移动时对电流的影响有何不同。
(滑片向右滑动时,甲:A不变,V1不变,V2变大;乙:A变小,V1变小,V2变大)
综上所述,解决电表示数变化的问题要按照下面的程序进行:
①判断电路是串联还是并联;
②分析滑动变阻器接入的是哪一部分;
③找准各个表所测量的对象是哪里;
④按照串并联各自的规则来判断电流、电压的变化。
【命题方向】
欧姆定律的综合应用是电学部分的核心,也是最基础的内容,这一节知识是难点也是中考必考点。常结合日常生活生产中遇到的电路问题考查欧姆定律的应用,计算题多与后面的电功率计算结合在一起,作为中考的压轴题出现。训练时应足够重视。
例1:在图甲所示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为20Ω
B.滑片P移到b端时,R2两端的电压为6V
C.滑片P移到a端时,R1消耗的功率为0.2W
D.当滑片P移到中点时,通过R1的电流为0.3A
分析:(1)当滑片P移到b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,根据图象读出电源的电压;
(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,根据图象读出电压表的示数和滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律和电路中的电流特点得出等式即可求出R1的阻值,根据P=求出滑片P移到a端时R1消耗的功率;
(3)根据图象得出滑片P移到中点时电压表的示数,根据欧姆定律求出通过R1的电流。
解:(1)当滑片P移到b端时,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为0,两端的电压为0,故B不正确;
由图象可知,电压表的示数为6V即电源的电压U=6V;
(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,
由图象可知,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表的示数U1=2V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑片P移到a端时,滑动变阻器两端的电压:
U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴=,即=,
解得:R1=10Ω,故A不正确;
R1消耗的功率:
P1===0.4W,故C不正确;
(3)由图象可知,当滑片P移到中点即R2′=10Ω时,U1′=3V,
通过R1的电流:
I1===0.3A,故D正确。
故选D。
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出滑片接入电路中不同电阻时对应电压表的示数。
例2:如图所示的电路,电源电压为12V,R1=R3=4Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数各是多少?
(2)当S1、S2都闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?
分析:(1)当S1、S2都断开时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R3两端的电压;
(2)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电压表被短路,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出各支路的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流。
解:(1)当S1、S2都断开时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I===1.2A,
电压表的示数:
U3=IR3=1.2A×4Ω=4.8V;
(2)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电压表被短路即示数为0,电流表测干路电流,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴通过两电阻的电流分别为:
I1===3A,I2===2A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴电流表的示数:
I′=I1+I2=3A+2A=5A。
答:(1)当S1、S2都断开时,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为4.8V;
(2)当S1、S2都闭合时,电流表的示数为5A,电压表的示数为0V
点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
9.熔断器的作用及保险丝的选择方法
【知识点的认识】
(1)保险丝的作材料:电阻率较大熔点较低的铅锑合金.
(2)保险丝的作用:当电路中电流过大时自动切断电路.
(3)保险丝工作原理:保险丝的电阻比相连导线电阻更大,由电热功率P热=I2R可知,同样的电流,保险丝发热功率比导线更大,温度升高更快,又因为保险丝熔点较低,所以在电流过大时,保险丝迅速熔断,从而切断电路,起到保护作用.
(4)保险丝的选择方法:选择额定电流等于或稍大于电路正常工作电流最大值的保险丝.
【解题方法点拨】
(1)过粗的保险丝对电路起不到保护作用,过细的保险丝会导致电路频繁切断,不能正常工作,因此要选择合适规格的保险丝.
(2)不能用铜丝、铁丝代替保险丝,因为铜丝铁丝的电阻小,熔点高,在电流过大时不易熔断,根本起不到保护电路,的作用.
(3)电路发生故障,有时会导致保险丝熔断,更换保险丝后,首先要查清熔断的原因,再闭合总开关.
(4)现代家庭中用的空气开关相当于总开关和保险丝的共同作用.保险丝是电流的热效应原理,空气开关是电流的磁效应原理.
【命题方向】
本知识点与生活结合紧密,中考常以选择、填空等形式考查.
例1:家庭电路中安装熔断器(其中安装熔丝、俗称“保险丝”),它的作用是( )
A.当电压过高时自动切断电路
B.当发生触电时自动切断电路
C.当用电器发生漏电时自动切断电路
D.当电路中电流过大时自动切断电路
分析:保险丝通常安装在火线上,它是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的,当电路中有过大电流通过时,保险丝发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用.
解:保险丝在电路中的作用是当电路中有过大电流通过时,保险丝发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用.
故选D.
点评:本题考查对保险丝特点、作用的了解和掌握,是一道基础题.
例2:保险丝是由 电阻率大,熔点低 的铅锑合金制成的.家庭电路用的保险丝应 串 联在电路中.当电流超过额定电流达到熔断电流时.它会自动 熔断 .选用保险丝时,应使它的额定电流等于或略大于电路中的 最大正常工作电流 .
分析:保险丝的材料:电阻率大,熔点低的铅锑合金.
保险丝的原理:焦耳定律.
保险丝的作用:在电路中电流过大时,产生的电热过多,达到保险丝的熔点,保险丝熔断,切断电路.
解:根据焦耳定律可知:在长度、横截面积、温度相同条件下,导体的电阻越大,产生的热量越多;且在吸收相同的热量时,熔点越低,导体越容易熔化;
所以保险丝选择电阻率大,熔点低的铅锑合金丝制成的.这样保险丝串联在电路中.当电流超过额定电流达到熔断电流时,保险丝的温度升高,会达到保险丝的熔点,保险丝熔断,切断电源,起到保护电路的作用.
同时应使保险丝的额定电流等于或略大于电路中的最大正常工作电流.
故答案为:电阻率大,熔点低;串;熔断;最大正常工作电流.
点评:掌握保险丝的工作原理、作用、材料、连入电路的方法等.
保险丝的材料和电阻丝的材料有异同点,对比记忆效果好.
10.电功与电能
【知识点的认识】
(1)定义:电流通过某段电路所做的功叫电功。
(2)单位:国际单位是焦耳(J);常用单位:度(kW•h);1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。
【解题方法点拨】
根据对电功单位的掌握分析答题,要熟练单位之间的换算,明确了解电功的具体含义。
【命题方向】
此类多考察电功的单位大小,电功的定义,主要以选择题及填空题为主。
例1:下列各单位中,不是电功单位的是( )
A.kW•h B.J C.J/S D.VAS
分析:电功、电能有主单位、常用单位和由公式得出的单位,本题考查对电功单位的认识。
解:A、kW•h是电功常用单位,生活中又叫度。
B、J是电功主单位。
C、J/S是电功率的主单位,能W来表示。
D、根据W=UIt可知,电压、电流、时间三者单位的乘积也是电功的单位,即VAs是电功单位。
故选C
点评:电能、电功的单位:焦耳(J)﹣主单位
千瓦时或度(kW•h)﹣常用单位
瓦•秒(W•s)﹣由W=Pt得出的单位
伏•安•秒(V•A•s)﹣由W=UIt得出的单位
电功率的单位:瓦特(W)﹣主单位
千瓦(kW)﹣常用单位
焦/秒(J/s)﹣由P=得出的单位,即瓦特(W)
伏。安(V.A)﹣由P=UI得出的单位
例2:当电能转化为其它形式的能时,我们就说电流做了 电功 。如果电流通过电动机做了300J的功,表示有300J的电能转化为 300 J的 机械 能和少量的内能。
分析;根据电功的实质和能量的转化方向进行解答。
解:电功的实质是电流做功是将电能转换为其他形式的能,电流通过用电器时要对外做功,消耗了多少电能就产生了多少新的能量;所以电流通过电动机做了300J的功,就有300J的电能转化为机械能和少量的内能。
故答案为:电功;300;机械。
点评:牢记电功的概念,知道电流做功是将电能转换为其他形式的能。
11.电功的实质
【知识点的认识】
(1)实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.电功是一个过程量,电流做功的过程就是消耗电能的过程.
(2)电流做功的形式:电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现.
【解题方法点拨】
电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功.
【命题方向】
第一类常考题:电流做功之间能的转化
下列关于用电器作用的说法中,错误的是( )
A.电灯是将电能转化为光能的装置
B.电动机将电能转化为机械能
C.电吹风将电能转化为热能
D.电熨斗将电能转化为热能
分析:做功总是伴随着能量的转化,电功也不例外.用电器消耗了电能,获得了其它形式的能量,就是一个电流做功的过程.
解:A、电灯工作时,消耗了电能,得到了内能和光能,因此是将电能转化为光能和内能的装置,故A正确;
B、电动机工作时,消耗了电能,得到了机械能,因此将电能转化为机械能,故B正确;
C、电吹风工作时,消耗了电能,得到了机械能,因此将电能转化为机械能,故C错误;
D、电熨斗工作时,消耗了电能,得到了热能,因此是将电能转化为热能,故D正确.
故选C.
点评:本题主要考查学生对:电流做功的实质的了解和掌握,是一道基础题.
第二类常考题:电功的实质
一台洗衣机工作1h,电流做功3.6×106J,这台洗衣机消耗电能是 3.6×106 J.
分析:电流做功的过程,实质上是消耗电能转化为其它形式的能的过程,电流做多少功,就有多少电能转化为其它形式的能.
解:∵电流做功3.6×106J,
∴洗衣机消耗的电能是3.6×106J.
故答案为:3.6×106.
点评:本题考查电流做功的实质,属于基础题目.
12.电功与电能的计算
【知识点的认识】
电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。
计算公式:W=UIt=UQ=Pt(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出:W=I2Rt=
①串联电路中常用公式:W=I2Rt。
②并联电路中常用公式:W=W1:W2=R2:R1
③无论用电器串联或并联,计算在一定时间所做的总功,常用公式W=W1+W2+…Wn
【解题方法点拨】
(1)当U、I、t均已知时,利用W=UIt来计算电功较为方便。
(2)在串联电路中,通过各用电器的电流强度相等,且串联电路各用电器通电时间相等,经常用W=I2Rt来取W1:W2比值,并进一步进行其他运算。
(3)在并联电路中,各用电器两端电压相等,且各用电器通电时间相等,使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【命题方向】
电功的计算是电学部分综合性最强的试题,大多作为拉开分数差距的压轴题。主要考察用电器的实际功率和额定功率的计算、利用电能表测用电器的实际功率和实际电压等。
例:在图中,导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,当S闭合后,在相同时间内,下列叙述正确的是( )
A.电流通过A、B所做的功是WA>WB
B.电流通过A、B所做的功是WA<WB
C.电流通过A、B所做的功是WA=WB
D.无法比较电流通过A、B时做功的大小
分析:先根据影响电阻大小的因素判断电阻的大小,已知A、B串联;再利用公式W=I2Rt比较电流做功的大小。
解:导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,说明B的电阻大于A的电阻;
串联时电流相等,根据公式W=I2Rt可知,在相同时间内,电阻越大,电流做的功越多;所以电流通过A、B所做的功是WA<WB。
故选B。
点评:本题考查电流做功大小的比较,关键是电流做功公式的应用,重点记住影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度;还要记住串联电路电流的规律。
13.电功计算公式的应用
【知识点的认识】
(1)电功的计算公式
①定义式:W=UIt.U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过该电路的电流,单位是A;t表示通电时间,单位是s;W表示电流在该段电路上所做的功,单位是J.
②应用公式过程中的“同一性”:
a.电路的同一性,电流通过某灯泡做的功,等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积.即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量;
b.单位的统一性,W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s,若有一个单位不符,就必须将其换算成标准单位后,再代入公式计算.
(2)串、并联电路中电功的特点
①推理探究:串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系.
a.串联电路:电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中,设它们两端的电压分别为U1、U2,电路中的电流为I.则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt,W1=U1It,W2=U2It;又因为U=U1+U2,故W总=(U1+U2)It=U1It+U2It=W1+W2.
b.并联电路:电阻R1、R2并联在电压为U的电路中,设通过它们的电流分别为I1、I2,电路中的电压为U.则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt,W1=UI1t,W2=UI2t;又因为I=I1+I2,故W总=U(I1+I2)t=UI1t+UI2t=W1+W2.
概念规律:无论是串联电路还是并联电路,电流所做的总功都等于电流通过各用电器(或各支路)做功之和,表示为W总=W1+W2.
②串、并联电路中电功分配关系
a.串联电路:电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比,即W1:W2=R1:R2
b.并联电路:电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比,即W1:W2=R2:R1
【解题方法点拨】
(1)当U、I、t均已知时,利用W=UIt来计算电功较为方便.
(2)在串联电路中,通过各用电器的电流强度相等,且串联电路各用电器通电时间相等,经常用W=I2Rt来取W1:W2比值,并进一步进行其他运算.
(3)在并联电路中,各用电器两端电压相等,且各用电器通电时间相等,使用W=Pt来进行比较计算较为方便.
【命题方向】
第一类常考题:两条电阻丝的电阻之比是1:2,通过的电流强度之比是3:1,要产生相同的热量,它们通电时间的比是( )
A.2:3 B.3:2 C.9:2 D.2:9
分析:本题要算通电时间之比,就必须先找好等量关系,也就是相同的热量.再根据题干条件,找出合适的公式代入,便可计算出时间之比.
解:由W=I2Rt,得
由产生的热量相同,
I12R1t1=I22R2t2
代入数据得,
t1:t2=2:9
故选D;
点评:这道题还是考查学生的基本功,对于电功计算公式是否掌握熟练.这道题关键在于找到等量关系,从而再算出比值关系.
例2:近日福州闽江两岸灯光夜景改造工程完工,使江滨夜景更加美丽,又节能环保.其中尤溪洲大桥换上了约3000盏新型LED灯,灯的功率由原来的28W变成了13W,若这些夜景灯每天工作3h,则一个月(按30天计算)节省的电能 4.05×103 kW•h,节省下的电能可使额定功率为1000W的电热水壶正常工作 4.05×103 h.
分析:(1)根据公式W=Pt分别求出两种灯消耗的电能,它们的差即为节省的电能;
(2)根据P=求出工作时间.
解:(1)原来灯泡消耗的电能W1=P1t=3000×0.028kW×30×3h=7560kW•h,
LED灯消耗的电能:W2=P2t=3000×0.013kW×30×3h=3510kW•h,
节省的电能:W=W1﹣W2=7560kW•h﹣3510kW•h=4050kW•h=4.05×103kW•h;
(2)∵P=,
∴省下的电能可使额定功率为1000W的电热水壶正常工作的时间:
t′===4050h=4.05×103h.
故答案为:4.05×103;4.05×103.
点评:此题主要考查的是学生对电能、电功率计算公式的理解和掌握,注意单位的换算,基础性题目.
14.电能表参数的理解与电能的求法
【知识点的认识】
(1)参数的理解:
220V:表示电能表应该在220V的电路中使用;
10(20)A:表示该电能表的标定电流是10A,额定最大电流是20A;
50Hz:表示电能表在50Hz的交流电路中使用;
600revs/kW•h:表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能,电能表上的转盘转过600圈.
(2)电能的求法:
①测量较大电能时用刻度盘读数:最后一位是小数位;两次读数之差就是这段时间内消耗的电能,单位是度(千瓦时);
②测量较小电能时用转盘转数读数:通过记录某段时间内电能表转盘转数,结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能.
【解题方法点拨】
(1)要熟记电能表上各参数的详细含义.
(2)利用转盘转数来计算电能时,得到的单位是kW•h,记住单位之间换算关系:1kW•h=3.6×106J.
【命题方向】
电能的单位及换算、电能表的读数及其所有参数的含义、电能的求法是学习考查的重点,学习时要注意与日常生活结合起来,特别是电能表的读数是中考命题的热点,常与生活中缴纳电费的问题结合在一起进行计算.
15.电功的测量
【知识点的认识】
利用电能表计算电功:
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功,或消耗的电能.在计算时通常有两种方法:
(1)先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能,再看表盘在一段时间内转了多少转,用上面两个数据相乘,所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能.
(2)由于电能表的转盘的转数与电流做的功(或消耗的电能)成正比,因此可以先统一单位,然后列出比例式,再求解答案.
【解题方法点拨】
根据电能表计算电费的方法是:先由一段时间内电能表前后两次示数得出在该段时间内消耗的电能W,电费价格为n元/度,则根据电费=nW计算可得出.
【命题方向】
测量电功的仪器有哪些,电费的计算是中考常见的命题方式.
例1:电能表接在家庭电路中,是为了测量( )
A.电功率 B.电流 C.电压 D.电功
分析:电能表在家庭电路中测量的是家庭消耗电能的仪器.
解:电能表的单位为度即千瓦时,是功率和时间的乘积,1kW•h=1000W×3600s=3.6×106J,测量的是电功.
故选D.
点评:电能表往往感到陌生,要从单位上去理解,类似的还有光学中的光年.
例2:某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示,若本月应交电费45元,且电价为0.5元/度,则上次抄表时的示数应为 841.6 kW•h;从本电能表面板上你还能看到哪些信息 电能表在220V的电路中使用 (只要写出一条即可).
分析:(1)电能表是用来测电功(消耗电能)的仪表,测量电能的方法是月初、月末两次计数器的示数之差.注意最后一位为小数,单位是kW•h(度);知道本月应交电费和电价,可求本月用电量;
(2)从电能表表盘上可以知道:电能表的工作电压、正常工作时的电流、交流电的频率、每消耗1kW•h电能电能表转盘的转数等.
解:
(1)本月应交电费45元,且电价为0.5元/度,则本月消耗的电能:
W==90度=90kW•h,
电能表本月末抄表时的示数:W2=931.6kW•h,
上次抄表时的示数:
W1=W2﹣W=931.6kW•h﹣90kW•h=841.6kW•h;
(2)电能表上参数的意义:“220V”表示接在220V的电路中使用,“5A”表示电路中允许通过的最大电流是5A,“50Hz”表示接在频率是50Hz的交流电中使用,“2500R/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的表盘转2500转.
故答案为:841.6;接在220V的电路中使用(或电路中允许通过的最大电流是5A).
点评:本题考查了电能表的读数方法、电功计算和电能表参数的理解,要学会电能表的读数和电费的计算,属于基础题目.
16.电功率的概念
【知识点的认识】
(1)定义:电流单位时间内所做的功。
(2)物理意义:表示电流做功快慢的物理量,用字母P表示,灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
(3)国际单位:瓦特(W);常用单位:千瓦(kW)。
【解题方法点拨】
(1)要分清用电器消耗电能的多少为电功,而消耗电能的快慢叫电功率。
电功电功率的比较如下表所示。
物理量
物理意义
定义
公式
单位
测量
电功(W)
表示用电器消耗电能的多少
电流做功的多少
W=Pt
W=UIt
焦耳
千瓦时(度)
电能表
电功率(P)
表示电流做功的快慢
单位时间内电流所做的功
P=
P=UI
瓦特
千瓦
用电压表、电流测量
(2)熟悉电功率的单位及物理意义,了解电功率的概念。
【命题方向】
第一类常考题:生活电器电功率的判断
以下家用电器正常工作时,电功率大约为1kW的是( )
A.微波炉 B.电冰箱 C.电风扇 D.电视机
分析:根据常见家庭用电器的额定功率进行选择,电功率为1kW的用电器属于大功率用电器。
解:A、微波炉的功率约为1000W;
B、电冰箱的功率约为200W;
C、电风扇的功率约为60W;
D、电视机的功率约为120W。
故选A。
点评:本题主要考查学生对电功率物理含义的理解和掌握,要熟悉常见家用电器的功率。
第二类常考题:电功率的理解
下列说法中,正确的是( )
A.电功率是表示电流做功多少的物理量
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量
C.用电器的电功率越大,做功越多
D.相同时间内,消耗功率大的用电器耗电一定多
分析:从电功率的定义或物理意义上分析,一个用电器的电功率大说明它做功快,但不一定做功多,能说明在一定时间内做功多。
解:单位时间内电流做功的多少叫电功率,是表示电流做功快慢的物理量,电功率大说明做功快,但不一定多,
由此可知A错,B对,C错;从公式W=Pt上看,相同时间内,消耗功率大的用电器耗电定多,D对
故选B、D。
点评:理解电功率大说明做功快,但不一定多;但可以说成在一定时间内做功(耗电)多。
17.电功率与电能、时间的关系
【知识点的认识】
(1)电功率是反映电能消耗快慢的物理量,定义为1秒钟内消耗电能的多少,因此,用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间,就得到定义式P=.
(2)公式在使用时单位要统一,有两种可用: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)
【解题方法点拨】
了解电功率与电能、时间的关系,能熟练运用公式P=求解.
【命题方向】
第一类常考题:
小明家需要购买一个电水壶,商店里有2000W的和1000W的两种规格电水壶.奶奶认为1000W的好,因为功率小省电;小明认为2000W的好,因为功率大烧得快省电.到底谁对谁错呢?请你来帮他们判断和解释一下.你的判断是 小明对 (填“奶奶对”或“小明对”).你的理由是 时间越短,消耗的电能越少,越省电 .
分析:水烧开后吸收的热量相同,电水壶功率越大,用的时间越短,散失掉的热量越少,越省电.
解:电水壶烧开水后,水吸收的热量相同,电水壶的功率越大,水达到沸腾的时间越短,散失掉的热量越少,消耗的电能越少,越省电.
故答案为:小明对;时间越短,消耗的电能越少,越省电.
点评:本题考查用电器消耗电能大小的判断,关键知道消耗的电能多少与功率的大小和时间的长短有关.
第二类常考题:
下列家用电器正常工作20min消耗电能最多的是( )
A.电饭煲 B.电热毯 C.电视机 D.电风扇
分析:根据生活常识及生活经验判断各用电器的功率大小,由W=Pt可知,工作相同时间,用电器功率越大,消耗的电能越多.
解:电饭煲的功率约为1000W,电热毯的功率约为100W,电视机的功率约为130W,电风扇的功率约为60W,
由此可见,电饭煲的电功率最大,由W=Pt可知,用电器正常工作相同时间,电饭煲消耗的电能最多.
故选A.
点评:本题要求判断在相等时间内哪个用电器消耗的电能多,根据生活经验估计出各用电器的电功率大小是正确解题的关键.
18.电功率的计算
【知识点的认识】
(1)定义式:P=UI.即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积,该公式是电功率的普适公式,适用于所有的用电器。
P表示电功率,单位是W;U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过这段电路的电流,单位是A
(2)导出式:P=I2R,P=.这两个公式只适用于纯电阻电路,即能将电能全部转化为内能的用电器,如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
【解题方法点拨】
(1)分析比较用电器的电功率:
首先考虑公式P=UI分析,如果不好使,可以考虑:
①对于串联电路,因为电流到处相等,用P=I2R较为利便;
串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电路:==(电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)
②对于并联电路,因为各并联电路两端电压相等,用P=较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系:==(电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比)
(2)计算用电器的电功率:计算每个用电器的电功率,无论串联、并联电路,都可以用P=I2R计算,也都可以用P=计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【命题方向】
第一类常考题:电功率计算公式的简单运用
标有“6V3W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与一只阻值为8Ω的电阻并联接在电压为4V的电路中,则整个电路消耗的功率为( )
A.3W B.3.3W C.3.6W D.5W
分析:从图象上可以看出当电源电压为4V时,通过灯泡的电流为I1=0.4A,根据公式I=可求通过电阻的电流,进一步求出总电流,根据公式P=UI可求整个电路消耗的功率。
解:通过电阻的电流I2===0.5A,电路总电流I=I1+I2=0.4A+0.5A=0.9A,
则整个电路消耗的功率为P=UI=4V×0.9A=3.6W。
故选C。
点评:本题考查并联电流和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是并联电路电流的规律,还要学会从题目所给信息中找到有用的数据。
第二类常考题:变形公式的综合应用
如图所示,R1=20欧,R2=40欧,电源电压保持不变。
(1)当S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.6安,小灯泡L恰好正常发光,求电源电压和小灯泡的额定电压;
(2)当S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2安,求小灯泡的实际功率;
(3)小灯泡的额定功率是多少?
分析:(1)当当S1、S2都闭合时,R1和灯泡L并联,R2被短路。电流表A1的测R1的电流。由电流表A1的示数是0.6安,R1=20欧可算出电源电压。小灯泡L恰好正常发光,电源电压和小灯泡的额定电压相等。
(2)当S1、S2都断开时,R2与L串联,R1被断路。由R2=40欧,电流表A2的示数是0.2安,可算出R2的电压,由电源电压减去R2的电压,可算出灯泡实际电压,由电压和电流可由公式P=UI算出灯泡功率。由R=可算出灯泡电阻。
(3)小灯泡的额定电压已算出,再由电阻通过P=算出额定功率。
解:(1)当S1、S2都闭合时,R1与L并联,R2被短路
U=U额=U1=I1•R1=0.6A×20Ω=12V
(2)当S1、S2都断开时,R2与L串联,R1被断路
IL=I2=0.2A
UL=U﹣U2=U﹣I2•R2=12V﹣0.2A×40Ω=4V
RL===20Ω
P实=U实•IL=4V×0.2A=0.8W
(3)P额===7.2W
答:(1)电源电压12V,小灯泡的额定电压12V;
(2)小灯泡的实际功率0.8W;
(3)小灯泡的额定功率7.2W。
点评:本题综合性较强,考查的内容较多。会辨别串、并联,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串、并联电路的电压规律,电流规律。需要注意的是:P=I2R和P=这两个公式在电功率计算题里要经常用到。
19.额定电压
【知识点的认识】
定义:①用电器正常工作时的电压叫额定电压;用电器在额定电压下的功率叫额定功率.②用电器实际工作时的电压叫实际电压;用电器在实际电压下的功率叫实际功率.
【解题方法点拨】
(1)灯泡铭牌的意义:例如“PZ220﹣40”,其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路,220表示该灯泡的额定电压是220V,40表示该灯泡的额定功率是40W.
(2)灯泡的亮度取决于实际功率,如果实际功率相等,则亮度相同.
(3)额定功率是唯一的、确定的,不随实际工作电压而改变;实际功率是不确定的,随实际电压而改变.
(4)用电器只有在额定电压下才能正常工作.
【命题方向】
电功率的综合计算题是电学计算的难点,近年来特别注重与科技、社会、生活相关的综合考查.而这四个概念的理解是解决这类综合问题的基础.
20.额定功率
【知识点的认识】
定义:①用电器正常工作时的电压叫额定电压;用电器在额定电压下的功率叫额定功率.②用电器实际工作时的电压叫实际电压;用电器在实际电压下的功率叫实际功率.
【解题方法点拨】
(1)灯泡铭牌的意义:例如“PZ220﹣40”,其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路,220表示该灯泡的额定电压是220V,40表示该灯泡的额定功率是40W.
(2)灯泡的亮度取决于实际功率,如果实际功率相等,则亮度相同.
(3)额定功率是唯一的、确定的,不随实际工作电压而改变;实际功率是不确定的,随实际电压而改变.
(4)用电器只有在额定电压下才能正常工作.
【命题方向】
电功率的综合计算题是电学计算的难点,近年来特别注重与科技、社会、生活相关的综合考查.而这四个概念的理解是解决这类综合问题的基础.
21.实际功率
【知识点的认识】
定义:①用电器正常工作时的电压叫额定电压;用电器在额定电压下的功率叫额定功率.②用电器实际工作时的电压叫实际电压;用电器在实际电压下的功率叫实际功率.
【解题方法点拨】
(1)灯泡铭牌的意义:例如“PZ220﹣40”,其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路,220表示该灯泡的额定电压是220V,40表示该灯泡的额定功率是40W.
(2)灯泡的亮度取决于实际功率,如果实际功率相等,则亮度相同.
(3)额定功率是唯一的、确定的,不随实际工作电压而改变;实际功率是不确定的,随实际电压而改变.
(4)用电器只有在额定电压下才能正常工作.
【命题方向】
电功率的综合计算题是电学计算的难点,近年来特别注重与科技、社会、生活相关的综合考查.而这四个概念的理解是解决这类综合问题的基础.
22.焦耳定律
【知识点的认识】
(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这个规律叫焦耳定律.
(2)公式:Q=I2Rt,公式中的电流I的单位要用安培(A),电阻R的单位要用欧姆(Ω),通过的时间t的单位要用秒(s)这样,热量Q的单位就是焦耳(J).
(3)变形公式:Q=t,Q=UIt.
【解题方法点拨】
(1)在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,即W=Q;在非纯电阻电路中,电能大部分转化为其他能,已小部分转化为热能,电功大于电热,W=Q+W其他.
(2)探究电热与哪些因素有关:
①怎样用转换法体现电热:用温度计升高的度数;用细管内液柱升高的高度;用气球膨胀的大小.
②怎样用控制变量法研究与电阻的关系:串联时控制电流和通电时间一定,并联时控制电压与通电时间一定.
【命题方向】
本知识点主要考查焦耳定律的应用,考察的形式主要是选择题、填空题.
第一类常考题:
如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小,下面关系中正确的是( )
A.U甲=U乙,Q甲=Q乙 B.U甲<U乙,Q甲>Q乙 C.U甲<U乙,Q甲<Q乙 D.U甲>U乙,Q甲<Q乙
分析:两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,
由U=IR判断它们间的电压关系,由Q=I2Rt判断它们产生的热量关系.
解:由于两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,
由题意知:R甲<R乙,由U=IR知:U甲<U乙;由Q=I2Rt知:Q甲<Q乙;
故选C.
点评:本题考查了串联电路的特点,欧姆定律,焦耳定律,熟练掌握基础知识是正确解题的关键.
第二类常考题:
关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是( )
A.根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
B.根据Q=t可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少
C.根据Q=UIt可知,相同时间内,电流产生的热量与电阻无关
D.根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
分析:焦耳定律的定义式是Q=I2Rt,导出式有Q=t和Q=UIt,如果不是纯电阻电路,只能用定义式来算,如果是纯电阻电路,关键是看控制什么因素一定,决定用哪个公式来计算,如电流一定时用Q=I2Rt,电压一定时用Q=t
解:A、没有说明控制电流一定,故缺少条件,结论不一定正确;
B、没有说明控制电压一定,故缺少条件,结论不一定正确;
C、此公式是导出式,只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积,与电阻是否有关要看定义式,故结论不正确;
D、电流、时间一定时,电热与电阻成正比,故结论正确.
故选D.
判断电热的多少,一要判断是否纯电阻电路,决定导出式是否可用,如果非纯电阻,只能用Q=I2Rt,如果是纯电阻,Q=I2Rt和Q=t都适用;二要找出U不变还是I不变,如果U不变,用Q=t,如果I不变,用Q=I2Rt.
相关试卷
这是一份河北(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---电能和电功率,共38页。
这是一份广东(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---电能和电功率,共44页。
这是一份中考物理真题分类汇编(全国通用)--专题14:电能和电功率,共83页。