2021上学期九年级物理期末专题复习电学部分综合学案

这是一份2021上学期九年级物理期末专题复习电学部分综合学案，共10页。学案主要包含了家庭电路及家庭电路图，电学实验综合，家庭电路用电器不同工作档位计算等内容，欢迎下载使用。

例1.小明设计了一种利用“声控”开关(有声时自动闭合,无声音时自动断开)和“光控”开关(有光照时自动断开,无光照时自动闭合)自动控制的楼道灯,使得只有在天黑且有声音时灯才亮,他还在楼道处安装了一个带探险盒的三孔插座,且与楼道灯互不影响,请你根据小明的设计意图,用笔画线代替导线完成如图所示的电路,(导线不得交叉)
例2.为节约电能,地下通道电动扶梯只需在白天且有人时才开启,利用红外线自动开关S1(现场有人,Sl闭合;现场无人,S1断开)以及可见光自动开关S2(白天,S2闭合;夜间,S2断开)控制电路，可达到目的。请完成图中的电路连接。
例3.小明家新买了一台多功能LED台灯,如图所示。S1是控制LED灯的开关,USB接口可以给手机充电。小明发现即使S1断开,USB接口也能正常使用。安全开关S2位于台灯底部的前端,当台灯倾斜,S2离开桌面时，它会自动断开，切断台灯的电源；请用笔画线代替导线在图中连接完成电路。
例4.用笔画线代替导线，将图中的拉线开关、电灯、熔断器和插座接入家庭电路中。要求：符合安全用电原则；熔断器控制插座；拉线开关控制电灯。
二、电学实验综合
例5．绮妍同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电源表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器R0上标有“20Ω1A”字样，导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整；
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器滑到最______端（选填“左”或“右”）；
(3)闭合开关，绮妍同学发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是______；
(4)故障排除后，绮妍同学先把10Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示后，断开开关，她拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是______V，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向______端（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为______V；
(5)绮妍同学还把5Ω的电阻接入电路中，来探究“电流与电压的关系”她通过调节滑动变阻器的滑片P，测出定值电阻R两端的不同电压和对应的电流值，并记录在下表中，老师看了表中的实验数据后，却说其中有一次是错误的数据，请你帮她分析一下，出错的是第______次，原因是______。
例6．东东同学学习了电学知识以后，选用三节新的干电池作为电源，并设计了如下的电学实验．
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系．选用的定值电阻的阻止分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
①按照甲图所示的电路图，把乙实物电路补充完整，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表示数增大（________________）
②闭合开关后，东东发现电流表没有示数，电压表有示数，电路中出现的故障可能是_____．
③东东排除故障后，把5Ω的电阻接入电路，闭合开关，适当调节滑片的位置，电流表的示数如图丙所示，其示数为_____A．
④断开开关S，把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，再次闭合开关后，滑片应向______填“左”或“右”)端移动．
⑤在此实验中，滑动变阻器接入电路的阻值范围是_____．
(2)东东同学在电源电压未知，缺少电流表的情况下，设计了如图丁所示的电路图 (R0阻值已知)，来测量未知电阻Rx的阻值．
①闭合S、S1，断开S2，适当调节滑片的位置，电压表示数为U1．
②闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器滑片的位置保持不变，电压表示数为U2．
③未知电阻的阻值Rx＝_____(用字母表示)．
例7．某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
（1）请你用笔线代替导线，在图甲中把电路连接完整___________。
（2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是_______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）
A．电流表内部断路了 B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路 D．滑动变阻器的电阻线断了
（3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为_____A，小灯泡的额定功率为________W。
（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向_______（选填“左”或“右”）端滑动。
（5）测量小灯泡的电功率________（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是______________。
（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测___（选填“电压”或“电流”）值偏大引起小灯跑电功率偏大的。
例8．朵朵和同学们在做电学实验过程中：
（1）朵朵和同学们经过讨论，依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计，如图甲、乙、丙所示．由图甲改进为图乙是为保证实验过程中_____这一因素不变；由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节使电阻R两端的电压_____（选填“改变”或“保持不变”）．
（2）请用笔画线代替导线，帮助朵朵按电路图丙将图丁中实物电路连接完整__________ ．
（3）朵朵连完电路，闭合开关后，发现两只电表的指针总在晃动．请分析造成这一现象的原因：电路存在 ．
（4）在继续用图丁的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，朵朵先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；再将5Ω电阻换成10Ω电阻，她下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向_____（选填“A”或“B”）端移动．
（5）朵朵和同学们完成上述探究活动后，想测量一只额定电压为2V小灯泡的额定功率，但发现电压表被别的同学拿走了，于是她借助一个10Ω的电阻，设计了如图戊所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率．具体操作如下：
①只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为_____A时，小灯泡恰好正常发光；
②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为I．
③P灯=_____（用已知量和测量值表示，数值要求带单位）．
三、家庭电路用电器不同工作档位计算
1、求取值范围
例9、在如图所示的电路中，电源电压保持不变。电路中滑动变阻器上标有“20欧2安”字样，电流表的量程为0～0.6安，电压表的量程为0～3伏，电阻R1的阻值为4欧。当滑片在滑动变阻器的最右端a点时，闭合电键，电压表的示数为1.5伏，求：
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电源电压。
(3)为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏，滑动变阻器的取值范围。
2、求极值
例10、现有一个电源电压为10V的电源和一个“12V，12W”的灯泡，灯泡的电流随电压变化关系图像如图12所示。（1）把电源和灯泡构成一个闭合电路，求灯泡的电功率；
（2）若在（1）问的电路中再串联一个规格为“20Ω”的滑动变阻器和量程为0 -0.6A的电流表，求滑动变阻器接入电路电阻的最小值；
（3）若把该电源和一个定值电阻R0=10Ω以及上述滑动变阻器构成串联电路，求滑动变阻器R电功率的最大值。
3、电表偏转题型
例11、如图(a)所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R2上标有“50欧2安”字样。闭合电键S，移动滑片P到某位置时，电压表、电流表的示数分别为2伏和0.2安。求：
(1)滑动变阻器R2接入电路的阻值。
(2)电阻R1的阻值。
(3)在移动滑片P的过程中，通过电阻R1的最大电流I最大。
(4)改变滑片P的位置，使电压表、电流表指针偏离零刻度
线的角度恰好相同，如图13－17(b)和(c)所示，此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
例12、为防止酒驾事故的出现，酒精测试仪被广泛应用。有一种由酒精气体传感器制
成的呼气酒精测试仪，当接触到的酒精气体浓度增加时，其电阻R1的值降低，如图(a)所示。当酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为60欧。在图(b)所示的工作电路中，电源电压恒为8伏，定值电阻R2＝20欧。求：
(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压表的示数。
(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2毫克／毫升≤酒精气体浓度≤0.8毫克／毫升，当电流表的示数为0.2安时，试通过计算判断被检测者是否酒驾。
4、电能转化为机械能
例13、如图15所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=50kg，电源电压U=110V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A（g=10N／kg）。求：（1）电源的输出功率；
（2）电动机线圈电阻R的发热功率；
（3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。
图15
5、内能转化为机械能
例14、驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4kg，车速为50km/h，向蓄电池组储存的电能为1.4×107J。若该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时牵引力F和车速的关系如下图所示。请计算:
（1）该车在行驶过程中牵引力所做功是多少？
（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该汽车内燃机的效率是多少？（不计能量损失）
6、电能转化为内能
例15、电吹风是现代家庭的常用电器。如图是某简易电吹风工作原理的电路图(R为电热丝，M为电动机)该电吹风的铭牌见右表。求：
①电吹风正常工作且吹热风时，通过电热丝的电流。
②电热丝R的阻值(电热丝的阻值随温度变化忽略)。
③电吹风正常工作且吹热风时，5min内电流通过R产生的热量。
④若电吹风工作时电热丝的实际功率为810W，此时供电的实际电压为多少?
例16、图甲是某电热水壶的内部简化电路，其中R1是加热管，R2是限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是一个防干烧开关（或称“温控开关”），S2、S3是手动开关，调节S2、S3可以使电热水壶分别处于加热或保温状态。图乙是该电热水壶的铭牌。
（1）要使电热水壶处于加热状态，应怎样调节开关S2和S3？
（2）由该电热水壶的铭牌可知，加热管R1的阻值为多少？
（3）假设当电热水壶处于保温状态时水温保持恒定，此时水每秒向外界散热55J，那么电热水壶处于保温状态时的总功率约是多少？
例17、保温箱的简化电路如图所示，A为温度传感器，它的作用相当于开关，达到设定温度时自动断开电路；低于设定温度时，自动接通电路。S是保温箱的温度设定开关，它一共有三个挡，分别为60℃、50℃和40℃，加热功率分别为90W、72W和45W。电源电压为36V，R1、R2、R3都是发热体。
（1）当S拨至1位置时，加热功率是多少？R1的阻值是多少？
（2）当S拨至位置3时，电路中的电流是多少？
（3）当S拨至2位置，R2的阻值是多少？
例18、目前市场上的电热安全压力锅已彻底解决了压力锅的安全问题，解除了普通压力锅困扰消费者多年的安全隐患；省时省电（比普通电饭锅节电30%以上）．如图是某款电压力锅及铭牌：
（1）该电压力锅中水温能达120℃的物理原理是 _________
（2）在该电压力锅中装入额定容量60%初温为30℃的水，正常工作0.6h，加热到120℃时刚好沸腾，水吸收了多少热量？
（3）该电压力锅在正常工作0.6h，其效率为63%，求该压力锅实际有效通电的时间多少小时？与正常工作时间对比说明了什么？
课后练习
1.为了节约能源，宾馆的客房都配有房卡。只有把房卡插入电槽中，房间内的灯和插座才能有电。请连接房间内的简化电路。
2.有一种台灯,有两个开关,当只闭合开关一,调节它的旋钮(相当于移动滑动变阻器)，可以改变灯的亮度；只闭合另一个开关二，灯也可以亮，但是无法调节灯的亮度。请把这个台灯接入家庭电路。
3.如图甲所示是一个常用的插线板插线板上的指示灯在开关断开时不发光，插孔不能提供工作电压，开关闭合时指示灯发光，插孔能提供电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供电压，根据上述说明，在图乙中画出左边的开关、中间的指示灯、插孔与电源线的连接方式。
4.如图所示,甲为一个带指示灯的“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起)实物图。开关断开，指示灯灭，插座不能使用；若指示灯烧坏，插座仍可继续使用。请将图中电路连接完整。
5．小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5v的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器画片P向右移动时小灯泡变亮___。
(2)连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数不为零，电压表示数为零，则故障可能是由于小灯泡________引起的。
(3)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率时_______W。在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏_______。
(4)利用如图丙所示的电路也可以完成该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）。
①只闭合开关S和S1，调节________，使电压表的示数为2.5V。
②只闭合开关__________，调节R1，使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2 ， 则小灯泡额定功率的表达式P额=_____________（用U额、R0、U1、U2表示）。
6．小明同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察甲、乙两图。
（1）实验中通过观察两个U形管中__________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
（2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与_______的关系。
（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在_____、_____相同的情况下，通过电阻的________越大，电阻产生的热量越多。
（4）该实验采取的探究方法是_______________法。
（5）在家用电热水壶烧同一壶开水时,若通电时间不够长,水就不能烧开,是因为电流通过导体产生热量多少与_______有关。
7．如图的电路装置是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。
(1)接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，通过观察____比较出瓶内电阻丝的发热多少；
(2)如图甲所示，流过左边电阻丝的电流_____（选填：大于、等于或小于）流过右边瓶内电阻丝的电流。通电一段时间______（选填：左或右） 瓶内的电阻丝产生的热量多。上面的结论可以解释下列哪个现象____（选填字母代号 ）
A．电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热
B．同一个接线板，接大功率电炉时导线明显发热，而接小功率的灯泡时导线却不怎么热
C．正常工作时，“220V 40W”的灯泡比“220V 25W”灯泡亮
(3)在探究电热与电阻的关系时，小明只利用了如图乙、丙所示的装置，他先将5Ω电阻直接接在电源上，通电5min记下U型管两边高度差，断开开关，待U形管中液面恢复到原来状态时用10Ω电阻替换5Ω电阻，接入同一电源通电5min，发现乙图中电阻产生热量更多，得到“电阻越小产生热量越多”的结论，他方案中的错误是___________________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
额定电压
220V
额定容量
5L
额定功率
1000W
工作压力
50～80kPa
工作频率
50Hz
型号
M50