2022年中考物理复习新题速递之电能和电功率
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这是一份2022年中考物理复习新题速递之电能和电功率,共41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3月)
一、选择题(共10小题)
1.(2021秋•新田县期末)下列说法正确的是
A.在相等的时间内,电功率大的用电器消耗的电能多
B.电功率的大小取决于用电器消耗电能的多少
C.电功的常用单位是瓦
D.千瓦时是电功率常用的单位之一
2.(2021秋•仙桃期末)小明家上次查看电能表示数如图甲所示,本次查看时电能表读数如图乙所示,则下列说法正确的是
A.电能表是测量电功率的仪表
B.他家在这段时间内消耗的电能为
C.“”表示该表正常工作时,通过的电流应在之间
D.只让一个标有“”的电热器正常工作,则电能表的铝盘转600转
3.(2021秋•铜陵期末)两个灯泡 “”和 “”分别按图甲乙连接,均有一个灯泡正常发光,且两灯实际电压不超过额定电压,下列说法正确的是(灯泡电阻变化忽略不计)
A.甲电路中电源电压为
B.乙电路中干路电流是
C.甲乙电路总功率之比为
D.甲、乙电路中都是正常发光
4.(2021秋•秦都区期末)小明利用电能表测量某家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得内,消耗电能,则这个用电器可能是
A.白炽灯 B.空调 C.电视机 D.洗衣机
5.(2021秋•渑池县期末)在生产、生活中,一般用下列哪个仪表来直接测量电流做的功
A.电流表 B.电压表 C.电能表 D.测电笔
6.(2021秋•汨罗市期末)一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号,另外在手机使用,说明书上还写有“通话时间,待机时间”,则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为
A., B.,
C., D.,
7.(2021秋•来宾期末)如图所示的四种家用电器,其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是
A.电熨斗 B.电饭煲
C.电风扇 D.电热水壶
8.(2021秋•昌平区期末)小玲家有额定电压相同的电热水壶和电视机,小玲通过查看家用电器的铭牌,发现电热水壶的额定功率为,电视机的额定功率为,当电热水壶和电视机都正常工作时,下列说法中正确的是
A.电热水壶两端的电压较高
B.通过两用电器的电流相等
C.电流通过电热水壶做功较快
D.相同时间内,两个用电器消耗的电能一样多
9.(2021秋•安宁区校级期末)已知两电阻的阻值大小关系为。如图所示的四个电路中,电源电压相同,相同时间内整个电路消耗的总电能最小的是
A. B.
C. D.
10.如图所示,在“比较两个灯泡的亮暗”的活动中,闭合开关后,调节滑动变阻器,使图甲和图乙中白炽灯和发光,的规格为“”, 的规格为“”。下列说法中正确的是
①白炽灯越亮,表明在相同时间内电流做功越多
②图甲可“探究电流做功多少与电压大小的关系”
③图乙可“探究电流做功多少与电流大小的关系”
④甲和乙中,均比亮
A.只有① B.只有②③ C.只有①②③ D.①②③④都正确
二、填空题(共6小题)
11.(2021秋•永川区期末)如图所示,观察手机锂电池铭牌数据可知,该电池的输出电压为 ,充电过程中若手机电池储存的能量是充电所消耗电能的,用一个标有“输出”的充电器,将这块手机电池从零电量到充满,需要时间 。
12.(2021秋•金安区校级期末)把一台电动机接入电压为的电路中,通过电动机的电流为,电动机线圈的电阻为,则电动机产生的机械能为 。
13.(2021秋•八步区期末)小贺家的电能表的铭牌如图所示,将一个电热水器单独接在家庭电路中正常工作,电能表转盘转过了80圈,该电热水器在内消耗的电能为 ,它的额定功率为 。
14.电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的 与电路中的 以及 的乘积,它的计算公式为 ,电功的单位是 。
15.电流通过电风扇中的电动机做功,这是 能转化为 能;电流通过灯泡的灯丝做功,这是 能转化为 能。给手机电池充电时, 能转化为 能。所以,电流通过用电器做了多少功,就有多少 能转化为 能。
16.功率是描述物体 的物理量,电功率是描述 的物理量。电功率也是功率的一种,其大小等于 ,电功率的定义式是 ,其中电功的公式 ,代入可得电功率的计算公式 。电功率的国际单位是 ,符号是 ;电功率的单位还有 , , 。
三、实验探究题(共3小题)
17.(2021秋•信丰县期末)亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)天乐同学家中一周前、后电能表示数如图甲所示,则本周他家消耗电能 度,本周他家电能表的铝盘转 转。
(2)如图乙所示电压表,使用时应 联接入电路,此时示数为 。
(3)如图丙所示仪表,这是测量 的仪器,量程是 ,分度值是 。
18.(2021秋•茶陵县期末)教材中讲述了一个这样的故事:一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电的时候,手举一只理发用的电吹风说:“这只电吹风是的,也就是,这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”
(1)这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念。这两个概念是电能和 。
.电流
.电阻
.电功率
.电功
(2)这位记者应该这样说:这个厂节省的电能可以使 。
19.同学们猜想影响电流做功多少的因素有:用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间。如图(a)、(b)所示是小明实验小组的实验电路图。
(1)此实验是根据 来比较相同时间内电流做功的多少,、两只灯泡的规格应 (填“相同”或“不同” 。
(2)在图(a)电路中,、两灯串联,主要是为了控制 相同,从而研究电流做功多少与 的关系。
(3)在图(b)电路中,、两灯 联,主要是为了控制 相同,为了控制通电时间相同,实验中采用的操作方法是 。观察到灯较灯暗,甲电流表的示数小于乙电流表的示数,由此可以得到的结论是 。
四、计算题(共3小题)
20.(2021秋•仙桃期末)疫情期间同学们在家进行网上学习,由于长时间看电子屏幕,容易出现视觉疲劳,电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是小月同学购买的一款眼罩,图乙为其内部的电路图,电源电压为,已知电热丝阻值为,电热丝阻值为,开关只接或,其相关参数见表。
型号
额定充电
(放电)电压
充电电流
电池容量
(1)当该款眼罩还剩的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要多少时间?
(2)乙图电路中闭合,断开,接时,加热电路为 (选填“高”、“中”或“低” 温挡。
(3)中温挡功率为多少瓦?
(4)高温挡工作20分钟,眼罩消耗的电能为多少焦?
21.(2021秋•海珠区期末)小明家的电能表及其空气开关(流过它的电流超过其额定电流一段时间,会自动切断电路)如图1所示。
(1)该家庭电路长时间正常供电时,流过处的电流最大不超过 。
(2)房间的开关同时控制两个“,”灯泡.闭合时,两灯都正常发光.在图2中,根据安全用电的要求,把电路连接完整。
(3)电能表上的“”是该电能表的标定电流.资料显示,电能表的启动电流是标定电流的;流过电能表的电流低于启动电流时,电能表不能记录用电器消耗的电能.若单独使用“,”的老式白炽灯,灯正常发光足够长的时间,请通过计算(结果保留三位小数),说明此电能表能否记录其消耗的电能?
22.某新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热,其内部电路如图所示,和均为电热丝,是温度自动控制开关,高、低温挡的额定功率见下表。求:
额定电压
额定功率
低温挡
高温挡
(1)煮饭时通过的电流。
(2)电热丝的阻值。(计算结果保留一位小数)
(3)某次煮饭,电饭锅在高温挡正常工作,接着用低温挡正常工作。这次煮饭电饭锅共消耗电能多少千瓦时?
2022年中考物理复习新题速递之电能和电功率(2022年3月)
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题)
1.(2021秋•新田县期末)下列说法正确的是
A.在相等的时间内,电功率大的用电器消耗的电能多
B.电功率的大小取决于用电器消耗电能的多少
C.电功的常用单位是瓦
D.千瓦时是电功率常用的单位之一
【答案】
【考点】电功率与电能、时间的关系
【专题】电能和电功率;应用能力
【分析】根据电功率的概念和意义分析,电功率是指电流在单位时间内做功的多少,它是表示电流做功快慢的物理量;
电功的常用单位是千瓦时,国际单位是焦耳;
电功率的单位有瓦和千瓦。
【解答】解:、消耗的电能,在相等的时间内,电功率大的用电器消耗的电能多,故正确;
、电功率表示消耗电能快慢的物理量,电功率的大小取决于用电器消耗电能的快慢,而不是消耗电能的多少,故错误;
、电功的常用单位是千瓦时,国际单位是焦耳,瓦是电功率的单位,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了电功率的概念和意义、电功率是由做功多少和所用时间共同决定的,而不能由其中一个决定。
2.(2021秋•仙桃期末)小明家上次查看电能表示数如图甲所示,本次查看时电能表读数如图乙所示,则下列说法正确的是
A.电能表是测量电功率的仪表
B.他家在这段时间内消耗的电能为
C.“”表示该表正常工作时,通过的电流应在之间
D.只让一个标有“”的电热器正常工作,则电能表的铝盘转600转
【答案】
【考点】电能表参数的理解与电能的求法
【专题】应用题;应用能力;计算题;电能和电功率
【分析】(1)电能表是测量消耗电能的仪表,其单位为;
(2)利用电能表两次示数差求出消耗的电能,注意电能表最后一位是小数;
(3)的含义:这个电能表的标定电流为,平时工作时允许通过的最大电流为;
(4)知道电热水器的额定功率和通电时间,求出只有热水器正常工作时消耗的电能,进一步求出电能表转盘转过的圈数。
【解答】解:
、电能表是测量消耗电能的仪表,不是测量电功率的,故错误;
、他家在这段时间内消耗的电能,故错误;
、由参数知,这个电能表的标定电流为,平时工作时允许通过的最大电流为,故错误;
、表示电路中每消耗的电能,电能表的转盘转过,
只让一个标有“”的电热水器正常工作,其消耗的电能为;
则电能表的转盘转过的圈数:,故正确。
故选:。
【点评】本题考查了电能表的作用和消耗电能的计算,关键是电能表参数含义的理解与掌握。
3.(2021秋•铜陵期末)两个灯泡 “”和 “”分别按图甲乙连接,均有一个灯泡正常发光,且两灯实际电压不超过额定电压,下列说法正确的是(灯泡电阻变化忽略不计)
A.甲电路中电源电压为
B.乙电路中干路电流是
C.甲乙电路总功率之比为
D.甲、乙电路中都是正常发光
【答案】
【考点】欧姆定律的应用;电功率与电压、电流的关系;电功率的计算
【分析】知道两灯泡的额定电压和额定功率,根据求出两灯泡的额定电流,根据欧姆定律求出两灯泡的电阻。
(1)甲图中,两灯泡串联,根据串联电路的电流特点和两灯实际电压不超过额定电压可知,电路中能正常发光的灯泡为额定电流较小的,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;
(2)乙图中,两灯泡并联,根据并联电路的电压特点和两灯实际电压不超过额定电压可知,电路中能正常发光的灯泡为额定电压较小的,根据欧姆定律求出通过两灯泡的电流,再根据并联电路的电流特点求出干路电流;
(3)根据可得甲乙电路总功率之比。
【解答】解:由可得,两灯泡的额定电流:,,
由欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为:,;
(1)甲图中,两灯泡串联,因串联电路中各处的电流相等,且两灯实际电压不超过额定电压,
所以能正常发光的灯泡为,此时电路中的电流,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电源的电压:,故错误;
(2)乙图中,两灯泡并联,因并联电路中各支路两端电压相等,且两灯实际电压不超过额定电压,
所以能正常发光的灯泡为,此时电源的电压,故错误;
通过两灯泡的电流分别为:,,
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:,故错误;
(3)根据可得甲乙电路总功率之比:,故正确。
故选:。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的判断串联电路的电流和并联电路的电压是关键。
4.(2021秋•秦都区期末)小明利用电能表测量某家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得内,消耗电能,则这个用电器可能是
A.白炽灯 B.空调 C.电视机 D.洗衣机
【答案】
【考点】电功率的概念
【专题】应用能力;应用题;电能和电功率
【分析】根据用电器在内消耗的电能,利用公式求出电功率,再与题目中给出的用电器的功率比较,解答此题。
【解答】解:用电器在内,消耗的电能为,用电器的电功率:;
白炽灯的电功率约为,空调的电功率一般大于,电视机的电功率约为,洗衣机的电功率约为,所以电功率是的用电器可能是空调。
故选:。
【点评】本题考查了电功率的计算方法,常见的家用电器应记住其额定功率。
5.(2021秋•渑池县期末)在生产、生活中,一般用下列哪个仪表来直接测量电流做的功
A.电流表 B.电压表 C.电能表 D.测电笔
【答案】
【考点】电功的测量
【专题】定性思想;电能和电功率;应用能力
【分析】(1)电功是表示电流做功多少的物理量,指的是一段时间内消耗电能的多少;
(2)电能表是测量电功的仪表,使用时串联在电路里。
【解答】解:、电流表是测量电路中电流大小的仪表,它可以和电压表、秒表配合使用,通过计算电功,不符合题意;
、电压表是测量电路两端电压大小的仪表,它可以和电流表、秒表配合使用,通过计算电功,不符合题意;
、电能表就是用来测电功的,符合题意;
、测电笔是辨别火线和零线的,与电功没有任何联系,不符合题意。
故选:。
【点评】本题主要考查电流表、电压表、电能表、测电笔的作用,解题的关键是抓住“直接”测量关键字。
6.(2021秋•汨罗市期末)一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号,另外在手机使用,说明书上还写有“通话时间,待机时间”,则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为
A., B.,
C., D.,
【答案】
【考点】电功计算公式的应用;电功率的计算
【专题】应用题;电能和电功率;应用能力
【分析】根据图中提供的“”,利用可求出电池充满电时储存的电能;知道通话时间、待机时间,根据可求出该手机通话和待机时消耗的功率。
【解答】解:根据图示可知,手机电池上标有“”,
则该电池充满电时储存的电能为:;
手机通话时消耗的功率:;
待机时消耗的功率:。
故选:。
【点评】本题考查了电功、电功率计算公式的应用,关键是知道电池铭牌上参数的含义。
7.(2021秋•来宾期末)如图所示的四种家用电器,其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是
A.电熨斗 B.电饭煲
C.电风扇 D.电热水壶
【答案】
【考点】电功的实质
【专题】应用题;电能和电功率;应用能力
【分析】电能通过用电器后,可以转化为其他形式的能量。需要从每个用电器的能量转化来分别进行分析。
【解答】解:
、图中的用电器是电熨斗,它工作时将电能转化为内能;
、图中的用电器是电饭煲,它工作时将电能转化为内能;
、图中的用电器是电风扇,它工作时将电能主要转化为机械能;
、图中的用电器是电热水壶,它工作时将电能转化为内能。
综上所述,只有电风扇使用时能量转化的主要形式与其他用电器不同。
故选:。
【点评】本题考查学生对每种用电器中能量转换现象的理解能力。
8.(2021秋•昌平区期末)小玲家有额定电压相同的电热水壶和电视机,小玲通过查看家用电器的铭牌,发现电热水壶的额定功率为,电视机的额定功率为,当电热水壶和电视机都正常工作时,下列说法中正确的是
A.电热水壶两端的电压较高
B.通过两用电器的电流相等
C.电流通过电热水壶做功较快
D.相同时间内,两个用电器消耗的电能一样多
【答案】
【考点】电功率与电能、时间的关系;电功率与电压、电流的关系
【专题】电能和电功率;分析、综合能力
【分析】、用电器正常工作时的电压等于额定电压;
、用电器正常工作时的功率和额定功率相等,根据公式分析;
、电功率是反映电流做功快慢的物理量,电功率越大,电流做功越快;
、由分析相同时间内消耗电能的多少。
【解答】解:
、已知电热水壶和电视机的额定电压相同,因用电器正常工作时的电压等于额定电压,所以它们正常工作时的电压相等,故错误;
、用电器正常工作时的功率和额定功率相等,因电热水壶的额定功率较大,所以正常工作时电热水壶的实际功率较大,电功率是反映电流做功快慢的物理量,所以电流通过电热水壶做功较快;
电热水壶和电视机正常工作时的电压相等,且电热水壶的实际功率较大,所以由可知,通过两用电器的电流不相等,故错误,正确;
、电热水壶的实际功率较大,由可知,相同时间内,电热水壶消耗的电能较多,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了电功率与电压、电流以及电功公式的简单应用,属于电学中档题。
9.(2021秋•安宁区校级期末)已知两电阻的阻值大小关系为。如图所示的四个电路中,电源电压相同,相同时间内整个电路消耗的总电能最小的是
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】根据控制变量法和欧姆定律分析电流与电压的关系图得出两电阻的关系,要判断电路消耗的总电能最小,需要先分析四个电路的总电阻大小。两个电阻串联时,总电阻比任何一个电阻都大;两个电阻并联时,总电阻比任何一个电阻都小。因为电源电压都相同,根据电功公式可得相同时间内,电阻越大消耗的电能越少。
【解答】解:已知,
串联电路的总电阻比任何一个电阻都大,则,
并联的总电阻比任何一个电阻都小,则,
所以,
因为电源电压相同,根据电功公式可得相同时间内,电阻越大消耗的电能越少,所以两电阻串联时整个电路消耗的总电能最小。
故选:。
【点评】本题主要考查电阻的串联和并联以及电功公式、欧姆定律的灵活运用,解答时要先分析电路总电阻的大小关系。
10.如图所示,在“比较两个灯泡的亮暗”的活动中,闭合开关后,调节滑动变阻器,使图甲和图乙中白炽灯和发光,的规格为“”, 的规格为“”。下列说法中正确的是
①白炽灯越亮,表明在相同时间内电流做功越多
②图甲可“探究电流做功多少与电压大小的关系”
③图乙可“探究电流做功多少与电流大小的关系”
④甲和乙中,均比亮
A.只有① B.只有②③ C.只有①②③ D.①②③④都正确
【答案】
【考点】电功与电能
【专题】应用题;电能和电功率;应用能力
【分析】已知灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,根据欧姆定律分别计算灯泡的电阻,
(1)甲图中两灯串联,两电压表分别测两灯两端的电压,根据串联分压原理可知电阻大的灯泡其两端电压大,根据串联电路电流特点和可知灯泡两端的电压越大,实际功率大,灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,进一步比较灯泡的亮度,根据控制变量法分析可知探究电功与哪个因素的关系;
(2)乙图中两灯并联,两电流表分别测通过两灯电流,根据可知通过电流大的灯泡,实际功率大,相同时间做功也越多,根据控制变量法分析可知探究电功与哪个因素的关系;
(3)白炽灯越亮,其实际功率越大,根据可知在相同时间内电流做功越多。
【解答】解:根据欧姆定律可得灯泡的电阻:,,
(1)甲图中两灯串联,两电压表分别测两灯两端的电压,根据串联分压原理可知电阻大的灯泡其两端电压大,比较可知灯泡两端的电压大,串联电路各处电流相等,根据可知灯泡两端的电压越大,实际功率大,灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,所以灯泡比亮,相同时间做功也多,所以可“探究电流做功多少与电压大小的关系”,故②正确,④错误;
(2)乙图中两灯并联,两电流表分别测通过两灯电流,根据可知通过电流大的灯泡,实际功率大,相同时间做功也越多,可“探究电流做功多少与电流大小的关系”,故③正确;
根据可知灯泡的实际功率大,所以灯泡比灯泡亮,
(3)灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,白炽灯越亮,其实际功率越大,根据可知在相同时间内电流做功越多,故①正确。
故选:。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用。
二、填空题(共6小题)
11.(2021秋•永川区期末)如图所示,观察手机锂电池铭牌数据可知,该电池的输出电压为 3.7 ,充电过程中若手机电池储存的能量是充电所消耗电能的,用一个标有“输出”的充电器,将这块手机电池从零电量到充满,需要时间 。
【答案】3.7;8235。
【考点】电功计算公式的应用
【专题】应用能力;电能和电功率
【分析】由图可知电池的输出电压,电池容量为;根据公式求得电池充满电储存的电能,充电过程中若手机电池储存的能量是充电所消耗电能的,据此计算出充电消耗的电能;由公式求得充电器的充电功率,根据计算出充电时间。
【解答】解:由图可知电池的输出电压,电池容量为;
电池充满电储存的电能为:,
根据题意可知,充电消耗的电能:;
充电器的充电功率:;
充满电所需时间为:。
故答案为:3.7;8235。
【点评】本题通过手机电池考查电功公式、电功率公式及其变形的灵活运用,能从图中获取有用信息是解题的关键。
12.(2021秋•金安区校级期末)把一台电动机接入电压为的电路中,通过电动机的电流为,电动机线圈的电阻为,则电动机产生的机械能为 。
【答案】。
【考点】电功与电能的计算;焦耳定律的计算公式及其应用
【专题】应用能力;电能和电功率
【分析】已知电流、线圈电阻和通电时间,根据焦耳定律可以求出线圈产生的热量,根据电功公式可以求出电流通过电动机做的功,根据得出则电动机产生的机械能。
【解答】解:通电时间,
电动机线圈产生的热量:
;
电流做的功:
,
则电动机产生的机械能。
故答案为:。
【点评】本题考查了焦耳定律的应用,要注意电动机是非纯电阻用电器,消耗的电能和产生的热量不相等。
13.(2021秋•八步区期末)小贺家的电能表的铭牌如图所示,将一个电热水器单独接在家庭电路中正常工作,电能表转盘转过了80圈,该电热水器在内消耗的电能为 ,它的额定功率为 。
【答案】;800。
【考点】额定功率;电能表参数的理解与电能的求法
【专题】应用能力;应用题;电能和电功率
【分析】表示电路中用电器每消耗电能,电能表的转盘转过3000圈,据此可以计算出电能表转盘转过了80圈,电热水器消耗的电能;利用计算出电热水器的额定功率。
【解答】解:表示电路中用电器每消耗电能,电能表的转盘转过3000圈,
则电能表转盘转过了80圈,电热水器消耗的电能:;
电热水器的额定功率:。
故答案为:;800。
【点评】本题考查对电能表参数的理解和掌握、电功率的计算,知道表示电路中用电器每消耗电能,电能表的转盘转过3000圈是解题的关键。
14.电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的 电压 与电路中的 以及 的乘积,它的计算公式为 ,电功的单位是 。
【答案】电压;电流;通电时间;;。
【考点】电功与电能
【专题】电能和电功率;应用题;理解能力
【分析】电流在某段电路上所做的功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比,即,电功的单位是。
【解答】解:电流在某段电路上所做的功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比,即,电功的单位是。
故答案为:电压;电流;通电时间;;。
【点评】本题考查学生对电功公式的认识和理解,难度不大,是一道基础题,掌握基础知识即可正确解题。
15.电流通过电风扇中的电动机做功,这是 电 能转化为 能;电流通过灯泡的灯丝做功,这是 能转化为 能。给手机电池充电时, 能转化为 能。所以,电流通过用电器做了多少功,就有多少 能转化为 能。
【答案】电;机械;电;内能和光;电;化学;电;其他形式的
【考点】电功的实质
【专题】应用题;应用能力;电能和电功率
【分析】根据电流通过电风扇、手机电池、电灯的能量转化及电流做功的实质填写。
【解答】解:电风扇工作时把电能转化为机械能,白炽灯发光时把电能转化内能和光能;
给手机电池充电时,手机电池相当于用电器,是电能转化为化学能;
电流做功的实质是把电能转化其他形式的能,电流通过用电器做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
故本题答案为:电;机械;电;内能和光;电;化学;电;其他形式的。
【点评】本题考查了电流做功的实质和用电器中的能量转化。
16.功率是描述物体 做功快慢 的物理量,电功率是描述 的物理量。电功率也是功率的一种,其大小等于 ,电功率的定义式是 ,其中电功的公式 ,代入可得电功率的计算公式 。电功率的国际单位是 ,符号是 ;电功率的单位还有 , , 。
【答案】做功快慢;电流做功快慢;电流所做的功与时间的比值;;;;瓦特;;;1000;1000
【考点】电功率的概念;功率的概念
【专题】理解能力;应用题;电能和电功率
【分析】功率表示物体做功快慢的物理量;电功率表示电流做功的快慢;计算电功的公式是;计算电功率的公式是;电功率的单位是和;,。
【解答】解:功率表示物体做功快慢的物理量;电功率表示电流做功的快慢;
电功率等于电流所做的功与时间的比值,定义式为:,其中电功的公式,则;
电功率的国际单位是瓦特,符号是;电功率的单位还有,,。
故答案为:做功快慢;电流做功快慢;电流所做的功与时间的比值;;;;瓦特;;;1000;1000。
【点评】本题考查了电功率的定义、单位的换算、电功的公式等,属于基础题。
三、实验探究题(共3小题)
17.(2021秋•信丰县期末)亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)天乐同学家中一周前、后电能表示数如图甲所示,则本周他家消耗电能 40 度,本周他家电能表的铝盘转 转。
(2)如图乙所示电压表,使用时应 联接入电路,此时示数为 。
(3)如图丙所示仪表,这是测量 的仪器,量程是 ,分度值是 。
【答案】(1)40;;(2)并;;(3)电流;;。
【考点】电流表的读数方法;电能表参数的理解与电能的求法;电压表的读数方法
【专题】电压和电阻;实验题;电能和电功率;电流和电路;实验基本能力
【分析】(1)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是;由甲图读出家中一周前、后电能表示数,示数之差即为本周他家消耗电能;表示电路中用电器每消耗电能,电能表的铝盘转过600转,据此可计算出本周他家电能表的铝盘的转数;
(2)电压表的内阻很大,接在电路中相当于开路,所以电压表要并联接在被电路的两端;
电压表读数时首先观察所接的接线柱位置,由此确定电压表所接的量程,根据量程确定分度值,然后由指针位置确定读数;
(3)如图丙,根据左上角的符号可以确定所测量的物理量,根据表盘的数据可确定量程和分度值。
【解答】解:(1)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是,
由图甲可知,家中一周前、后电能表示数分别为,;
则本周他家消耗电能度;
表示电路中用电器每消耗电能,电能表的铝盘转过600转,
则本周他家电能表的铝盘的转数:;
(2)电压表的内阻很大,接在电路中相当于开路,所以电压表要并联接在被电路的两端;
由图乙可知,电压表所接的量程为,分度值为,此时的读数为;
(3)由图丙可知,这是测量电流的仪表,仪表的量程为,每大格是,每大格由10小格,所以每小格是。
故答案为:(1)40;;(2)并;;(3)电流;;。
【点评】本题考查电学仪表的使用和读数,对于电能表注意读数时数字方框中最后一位是小数,单位是,电流表和电压表注意读数时先注意量程和分度值。
18.(2021秋•茶陵县期末)教材中讲述了一个这样的故事:一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电的时候,手举一只理发用的电吹风说:“这只电吹风是的,也就是,这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”
(1)这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念。这两个概念是电能和 。
.电流
.电阻
.电功率
.电功
(2)这位记者应该这样说:这个厂节省的电能可以使 。
【答案】(1);(2)这只电吹风工作10000小时
【考点】电功率的概念;电功与电能
【专题】应用能力;应用题;电能和电功率
【分析】电流做功的过程就是消耗电能的过程,电流做功越多,表示消耗的电能越多;电功率是指电流在单位时间内做功的多少,它是表示电流做功快慢的物理量。
【解答】解:某工厂上半年共节电,即节省的电能是;这只电吹风是1500瓦的,也就是,是指电吹风的电功率,所以这个记者把电能和电功率混淆了,正确的说法是:这个厂节省的电能可以使这只电吹风工作10000小时。
故选:(1);(2)这只电吹风工作10000小时。
【点评】本题考查了电功和电功率的意义,它们是两个不同的物理量,不能放在一起比较。
19.同学们猜想影响电流做功多少的因素有:用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间。如图(a)、(b)所示是小明实验小组的实验电路图。
(1)此实验是根据 灯泡的亮暗程度 来比较相同时间内电流做功的多少,、两只灯泡的规格应 (填“相同”或“不同” 。
(2)在图(a)电路中,、两灯串联,主要是为了控制 相同,从而研究电流做功多少与 的关系。
(3)在图(b)电路中,、两灯 联,主要是为了控制 相同,为了控制通电时间相同,实验中采用的操作方法是 。观察到灯较灯暗,甲电流表的示数小于乙电流表的示数,由此可以得到的结论是 。
【答案】(1)灯泡的亮暗程度;不同;(2)电流与通电时间;电压;(3)并;电压;将开关接在干路中;在电压、通电时间相同时,电流越大,电流做功越多
【考点】电功的测量
【专题】电能和电功率;分析、综合能力;应用题
【分析】(1)灯泡的亮暗反映电流通过灯泡做功的多少,将不容易观察的量转换为容易观察的量叫转换法;根据题中要求两灯规格不同,
(2)电流做功多少的因素有:用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间,研究电流做功与其中一个因素的关系时,要控制另外的两个因素不变,根据串联电路电流的规律分析;
(3)分析图(b)中两灯的连接及电流表测量的电流,根据并联电路电压的规律和控制变量法结合题意分析。
【解答】解:(1)本实验中,灯泡越亮,电流通过灯泡做的功越多,因此可以通过观察比较灯泡的亮暗程度来比较电流做功多少,故、两只灯泡的规格应不同;
(2)因为甲图中两灯泡串联,根据串联电路电流的规律,电流与通电时间相同;
因为灯的规格不同,由欧姆定律,而两灯泡两端电压不相等,因此探究电流做功的多少与电压的关系;
(3)两灯泡并联,两灯的电压相同;为了控制通电时间相同,实验中采用的操作方法是将开关接在干路中;甲电流表测通过的电流,电流表乙测量通过的电流;灯较灯暗,在相同时间内,通过灯的电流做功小,因甲电流表的示数小于乙电流表的示数,故得出的结论:在电压、通电时间相同时,电流越大,电流做功越多。
故答案为:(1)灯泡的亮暗程度;不同;(2)电流与通电时间;电压;(3)并;电压;将开关接在干路中;在电压、通电时间相同时,电流越大,电流做功越多。
【点评】本题主要考查探究电流做功与电压、电流以及通电时间的关系的实验,其中熟练掌握串联、并联电路的规律及控制变量法和转换法的运用是解题的关键。
四、计算题(共3小题)
20.(2021秋•仙桃期末)疫情期间同学们在家进行网上学习,由于长时间看电子屏幕,容易出现视觉疲劳,电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是小月同学购买的一款眼罩,图乙为其内部的电路图,电源电压为,已知电热丝阻值为,电热丝阻值为,开关只接或,其相关参数见表。
型号
额定充电
(放电)电压
充电电流
电池容量
(1)当该款眼罩还剩的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要多少时间?
(2)乙图电路中闭合,断开,接时,加热电路为 低 (选填“高”、“中”或“低” 温挡。
(3)中温挡功率为多少瓦?
(4)高温挡工作20分钟,眼罩消耗的电能为多少焦?
【答案】(1)当该款眼罩还剩的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要;
(2)低;
(3)中温挡功率为;
(4)高温挡工作20分钟,眼罩消耗的电能为。
【考点】电功计算公式的应用;电功率的计算
【专题】电能和电功率;应用能力
【分析】(1)根据的变形公式求当该款眼罩还剩的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要的时间;
(2)分析开关转换时电路连接,根据串、并联电阻的规律结合分析三个挡位电路连接;
(3)根据得出中温挡功率;
(4)闭合,闭合,接时,两电阻并联,为高温挡,高温挡工作20分钟,眼罩消耗的电能为两电阻消耗的电能和,根据分别求出两电阻消耗的电能,即可求出结果。
【解答】解:
(1)由表格数据可知,充电电流为,电池容量为,
当该款眼罩还剩的电池容量时,在额定电压下充电,
根据可得,充满电至少需要的时间:
;
(2)丙图电路中,闭合,断开,接时,两电阻串联,
闭合,闭合,接时,为的简单电路,
闭合,闭合,接时,两电阻并联,
根据串联电路的总电阻大于其中任一电阻,并联电路的电阻小于其中任一电阻,结合可知,以上三种情况分别为低温挡、中温挡和高温挡;
即丙图电路中闭合,断开,接时,加热电路为低温挡;
(3)闭合,闭合,接时,为的简单电路,为中温挡,
则中温挡的功率:
;
(4)闭合,闭合,接时,两电阻并联,为高温挡,高温挡工作20分钟,眼罩消耗的电能为两电阻消耗的电能之和,
则:。
答:(1)当该款眼罩还剩的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要;
(2)低;
(3)中温挡功率为;
(4)高温挡工作20分钟,眼罩消耗的电能为。
【点评】本题考查了电流定义式和电功率公式、串并联电路的特点等,分清电热眼罩处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
21.(2021秋•海珠区期末)小明家的电能表及其空气开关(流过它的电流超过其额定电流一段时间,会自动切断电路)如图1所示。
(1)该家庭电路长时间正常供电时,流过处的电流最大不超过 40 。
(2)房间的开关同时控制两个“,”灯泡.闭合时,两灯都正常发光.在图2中,根据安全用电的要求,把电路连接完整。
(3)电能表上的“”是该电能表的标定电流.资料显示,电能表的启动电流是标定电流的;流过电能表的电流低于启动电流时,电能表不能记录用电器消耗的电能.若单独使用“,”的老式白炽灯,灯正常发光足够长的时间,请通过计算(结果保留三位小数),说明此电能表能否记录其消耗的电能?
【答案】(1)40;(2)见解答图;(3)电能表不能记录其消耗的电能。
【考点】电能表参数的理解与电能的求法;熔断器的作用及保险丝的选择方法;家庭电路的连接
【专题】计算题;电能和电功率;应用能力
【分析】(1)“”,电能表的标定电流为,平时工作允许通过的最大电流为;
(2)家庭电路中的电灯是并联,一个开关控制两个电灯,则开关在干路上,且开关连在火线与电灯之间;
(3)已知电能表上的“”是该电能表的标定电流,电能表的启动电流是标定电流的,由求得“,”的老式白炽灯正常发光时的电流,与电能表的启动电流比较即可。
【解答】解:
(1)“”,可知,流过处的电流最大不超过;
(2)开关要接在火线和灯之间,两只“”电灯在家庭电路中并联才能正常工作,又因为开关同时控制两灯,所以开关在干路上,如图所示:
(3)电能表的启动电流,
由可得,老式白炽灯正常发光时的电流,
因为,低于启动电流,所以电能表不能记录用电器消耗的电能。
答:(1)40;(2)见解答图;(3)电能表不能记录其消耗的电能。
【点评】本题考查对电能表参数的理解和家庭电路的连接,注意开关应接在火线与灯之间。难度不大。
22.某新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热,其内部电路如图所示,和均为电热丝,是温度自动控制开关,高、低温挡的额定功率见下表。求:
额定电压
额定功率
低温挡
高温挡
(1)煮饭时通过的电流。
(2)电热丝的阻值。(计算结果保留一位小数)
(3)某次煮饭,电饭锅在高温挡正常工作,接着用低温挡正常工作。这次煮饭电饭锅共消耗电能多少千瓦时?
【答案】(1)煮饭时通过的电流为。
(2)电热丝的阻值为;
(3)某次煮饭,电饭锅在高温挡正常工作,接着用低温挡正常工作。这次煮饭电饭锅共消耗电能为。
【考点】电功率的计算;电功与电能的计算;电功率与电压、电流的关系
【专题】分析、综合能力;计算题;电能和电功率;电与热、生活用电
【分析】(1)由电路图可知,闭合开关、断开时,电路为的简单电路,根据可知电饭锅功率较小,处于低温挡,根据通过的电流;
(2)由电路图可知,闭合开关、时,与并联,电饭锅功率较大,处于高温挡,高温挡和低温挡的差值即为的电功率,根据可求出电热丝的电阻。
(3)根据公式分别求出高温挡工作与低温挡工作消耗的电能,求出两次消耗电能之和即可。
【解答】解:(1)由电路图可知,闭合开关、断开时,电路为的简单电路,此时电阻较大(大于并联时的总电阻),由可知电饭锅的功率较小,处于低温挡,
由可知,通过的电流:
;
(2)由电路图可知,闭合开关、时,与并联,此时电阻较小,电饭锅的功率较大,处于高温挡,因电路中总功率等于各用电器功率之和,所以的电功率:
,
由可得,电热丝的电阻:
;
(3)根据可得高温挡时消耗的电能:
;
低温挡时消耗的电能:
;
本次煮饭消耗的总电能:
。
答:(1)煮饭时通过的电流为。
(2)电热丝的阻值为;
(3)某次煮饭,电饭锅在高温挡正常工作,接着用低温挡正常工作。这次煮饭电饭锅共消耗电能为。
【点评】本题考查了电功率公式和电功公式的应用,关键是分电饭锅处于不同挡位时电路的连接方式。
考点卡片
1.功率的概念
【知识点的认识】
(1)定义:物体在单位时间内所做的功叫功率,在物理学中用字母P表示.
(2)意义:物理学中,用功率来表示物体做功的快慢.
(3)公式:功率=功/时间,即P=.
(4)单位:国际单位:瓦(W),1W=1J/s;常用单位:千瓦(kW),1kW=103W.
(5)功率的种类:
①平均功率:物体做变速运动时,力在不同的时间段内做功快慢不同,平均功率可表示力在某段时间内做功的平均快慢程度.
②瞬时功率:物体做变速运动时,力在某时刻做功的快慢.
【命题方向】
此考点主要考查功率的基本认识,主要以选择题为主.
例:某机械的功率为150W,表示该机械( )
A.每秒做功150J/S
B.做功150J的功
C.1S的功率为150W
D.1S内做150J的功
点评:根据功率的概念回答.
解:功率的概念:单位时间内做的功的多少,故机械的功率为150W,表示该机械1s内做150J的功.
故选D.
点评:本题考查了功率的概念.
【解题方法点拨】
需熟记功率的基本概念,同时要注意区分功率与功的区别.功率是表示做功快慢的物理量,做功快慢和做功多少是不同的.
2.电流表的读数方法
【知识点的认识】
(1)确定量程,看清选用的是哪个量程,从而知道电流表可以测量的最大电流是0.6A还是3A.
(2)确定分度值,根据所使用的量程,看清每一大格表示的电流值,认清每一大格又分成多少小格,确定每一小格表示的电流值是多少.如果使用0﹣0.6A量程,则每一小格是0.02A,如果使用0﹣3A量程,则每一小格是0.1A.
(3)接通电流后,当指针稳定后(不再左右摆动时)读数.看清指针一共转过多少小格,用每一小格代表的电流值乘以格数即是被测的电流,即I=分度值×小格数.
【命题方向】
电流表的读数是中考的热点,重点考查电流表的量程、读数及正确连接方式.
例1:在实验室,某同学发现一个电流表有两个量程,大量程是0~9A,小量程模糊不清.为了测量小量程是多少,她先用大量程接入电路,指针位置如图a所示,然后再改用小量程接入同一电路,指针指示如图b所示,则电流表的小量程为( )
A.0~0.6A B.0~1A C.0~2A D.0~3A
分析:因为大小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同的,首先读出大量程的示数是1.5A,然后在b的指针位置标出1.5A,由此可以确定小量程的范围.
解:大量程的每一个大格是3A,每一个小格是0.3A,示数是1.5A,
大小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同的,
b图中指针的位置是1.5A,
所以,小量程为0~3A.
故选D.
点评:大小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同,这是本题的关键.
例2:如图(a)所示,当开关S闭合时,两只电流表的示数分别由(b)、(c)两图读得,则电灯L1中的电流是( )
A.0.8A B.0.16A C.0.52A D.1.28A
分析:本题首先读出两个电流表的示数.然后根据并联电路的电流关系,可求出通过L1的电流.
解:电流表A1测量的是干路电流,电流表A2测量的L2是电流,干路电流大于支路电流.
所以电流表A1选的是0﹣3A的量程,分度值是0.1A,读数是1.8A;
电流表A2选的是0﹣0.6A的量程,分度值是0.02A,读数是O.52A,
I2=0.52A,I1=I﹣I2=1.8A﹣0.52A=1.28A.
故选D.
点评:本题考查了电流表的读数方法,并联电路的电流关系.
【解题方法点拨】
电流表的读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数,根据指针的位置进行读数.电流表不同量程的读数.读数时要看清使用的量程和对应的分度值.在电流表的同一刻度处,0﹣3A量程的读数是0﹣0.6A量程读数的5倍.
3.电压表的读数方法
【知识点的认识】
(1)基础知识:
①当用“﹣”“3”两个接线柱时,量程为0~3V,每一大格表示1V,每一小格表示0.1V;
②当用“﹣”“15”两个接线柱时,量程为0~15V,每一大格表示5V,每一小格表示0.5V.
(2)读数步骤:
①先看清量程,认清各量程的分度值;
②当使用0~15V量程时,应以上排刻度读数,其分度值为0.5V;当使用0~3V的量程时,应以下排刻度读数,其分度值为0.1V;
③用分度值乘以指针转过的小格数就是被测的电压值.
例如:下图所使用的接线柱是“一”和“15”,即量程是0~15V,对应其分度值是0.5V,查出指针所指格数为11格(1大格是10小格),故读数为:11×0.5V=5.5V.
【解题方法点拨】
(1)记准分度值是读准数的前提:分度值等于量程的最大值除以30,即0~3V量程对应的分度值是0.1V;0~15V量程对应的分度值是0.5V.
(2)使用大量程和小量程读数应该相等,但用小量程读数更加精确,例如接电压表的大量程时读数为2.0V,接小量程时的读数为2.2V,那么2.2V更精确;指针指在同一刻度时,读大量程是读小量程的5倍关系,例如小明接的是电压表小量程,却读成大量程了,读数为6.5V,那么真实的电压应该是6.5V÷5=1.3V.
【命题方向】
在电学的多个重要实验中都涉及到电压表的使用,根据电压表的接线柱使用和表盘显示来读数是常出的题.
例1:下列电表示数为1.4伏的是( )
A. B.
C. D.
分析:电压表是测量用电器两端电压的仪表,要并联在用电器两端;读取电压表示数时,首先要明确电压表选择的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所对刻线相垂直.
解:
A、B、都是电流表,测量的是电路电流的大小.不符合题意;
C、由图知,电压表选择的是0~15V量程,对应的分度值为0.5V,此时的示数为7V.不符合题意;
D、由图知,电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数为1.4V.符合题意.
故选D.
点评:此题考查的是电压表的读数,属于基本技能,难度不大,应该能够正确解答.
例2:如图甲所示电路,电源电压为6V,当S闭合时,电压表的读数如图乙所示,则L1两端的电压为 1.5 V,L2两端的电压为 4.5 V.
分析:明确电压表所测的电压是哪部分电路两端的电压,再根据串联电路的电压规律,可解答.
解:(1)由电路图可知:电压表所测电压是灯泡L1两端的电压,指针的位置在表盘中央,示数可能是7.5V,也可能是1.5V;而题目中的电源电压为6V,故L1的电压不会大于6V,故电压表示数应为1.5V,即U1=1.5V;
(2)根据串联电路的电压规律:U=U1+U2;电源电压U=6V;则灯泡L2两端的电压为:U2=U﹣U1=6V﹣1.5V=4.5V;
故答案为:(1)1.5;(2)4.5.
点评:明确电压表的作用及串联电路的电压规律是解答此题的关键.
4.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。
5.家庭电路的连接
【知识点的认识】
(1)进户线:一根叫火线,另一根叫零线,火线与零线之间有220V电压,它们构成家庭电路的电源.火线与大地之间也有220V电压,零线与大地之间没有电压.
(2)电能表:测量用户在一段时间内消耗的电能,装在干路上,进户线首先要进入电能表.
(3)总开关:控制整个家庭电路的通断,要安装在保险丝前.
(4)保险丝:由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成;当电路中电流过大时能自动熔断而切断电路;要串联在电路中,不能用铜丝代替;保险丝的选择原则是保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流.如果只有一根保险丝要安装在火线上.
(5)插座与用电器:插座给可移动家用电器供电,插座并联在电路中,两孔插座右火左零,三孔插座右火左零上地.用电器是直接利用电能工作的器件,各用电器之间通常是并联的.
(6)开关与灯泡:开关与被控制的灯泡串联.为了安全,开关应接在火线与灯泡的尾部金属体之间.
【解题方法点拨】
家庭电路中各用电器之间是并联的,开关与被控制的用电器是串联的;
【命题方向】
家庭电路的连接在中考中以作图题较多,特别注意的是控制灯泡的开关安装在火线还是零线上、三孔插座分别接什么.
例1:如图所示的家庭电路中,有两个器件连接错误,它们是( )
A.闸刀开关和带开关的灯泡
B.带开关的灯泡和带熔丝的二线插座
C.带开关的灯泡和三线插座
D.闸刀开关和三线插座
分析:(1)保险丝不是在零线和火线上各接一根保险丝,而是只在火线上接一根,这样不是为了节省,而是为了更安全,如果零线和火线各接一根保险丝,如果零线上的保险丝熔断,电路处于断开状态,但是电路中还连接着火线,接触电路会发生触电事故.
(2)开关控制灯泡的正确连接方法:火线首先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套.
(3)两孔插座的连接方法:左孔接零线,右孔接火线.当插座上进入大功率的用电器时,还要在火线上串联一根保险丝.
(4)三孔插座的连接方法:三孔接地线;左孔接零线;右孔接火线.
解:(1)进户线进入用户,首先接入总开关,总开关的后面接入保险丝,保险丝只在火线上接一根,不是为了节省,而是为了更安全.当保险丝熔断后,家庭电路和火线断开,防止触电事故的发生.图中总开关和保险丝连接正确.不符合题意.
(2)开关控制灯泡时,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套.开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏后,断开开关,切断火线,安全的更换灯泡.图中带开关的灯泡连接错误.符合题意.
(3)两孔插座左孔接零线,右孔接火线.当插座上进入大功率的用电器时,还要在火线上串联一根保险丝.这样在电流过大时,能自动切断电源,起到保险作用.图中连接正确,不符合题意.
(4)三孔插座的三孔接地线,左孔接零线,右孔接火线.当金属外壳的用电器插入三孔插座时,金属外壳的用电器漏电时,接触用电器防止触电事故的发生.图中连接错误,符合题意.
故选C.
点评:(1)掌握家庭电路中,总开关、保险丝、灯泡、开关、两孔插座、三孔插座的连接方法.
(2)掌握保险丝、开关、三孔插座的作用.
例2:在如图所示的家庭电路中,插座、螺口灯泡(及其开关)的连线正确的是( )
A.A B.B C.C D.
分析:(1)两孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线.
(2)三孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线.
(3)灯泡的接法:火线首先进开关,再入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套.
解:A、左孔应接零线,右孔应接火线,故接线错误.
B、左孔应接零线,右孔应接火线,上孔接地线,故接线错误.
CD、火线首先要进入开关,再接入灯泡顶端的金属点,零线直接接螺旋套,故C接线错误,D接线正确.
故选D.
点评:(1)掌握家庭电路的火线、零线、地线之间的电压.
(2)掌握各用电器之间和插座之间连接方式.
(3)掌握两孔插座、三孔插座、灯泡、开关的接法.
6.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.
7.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。
8.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.
9.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。
10.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.
11.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.
12.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.
13.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。
14.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.
15.电功率与电压、电流的关系
【知识点的认识】
(1)在电压相等的情况下,通过灯泡的电流越大,灯泡消耗的电功率越大.
(2)在电流相同的情况,电功率的大小与电压的大小有关,且与电压成正比.
(3)在电压相同的情况,电功率的大小与电流的大小有关,且与电流成正比.
【解题方法点拨】
了解电功率基本公式及其变形公式的应用以及电流单位的换算,熟练利用公式是解题的关键.
【命题方向】
第一类常考题:
小林利用定值电阻R进行实验,记录的实验数据如下表所示.表中I为通过电阻R的电流,P为电阻R的电功率.请根据表中数据归纳电功率P与电流I的关系:在 电阻R不变 的条件下,P= 30Ω•I2 .
I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
P/W
1.2
2.7
4.8
7.5
10.8
14.7
分析:本题是探究电功率跟电流的关系,根据电功率公式P=I2R可知,要归纳电功率和电流的关系需要保持电阻R不变.取一组数据代入电功率公式,可求出电阻,然后可归纳出电功率与电流的关系.
解:根据电功率公式P=I2R可知,要归纳电功率和电流的关系需要保持电阻R不变;
根据表中一组电流和电功率的数据,代入电功率公式P=I2R可得:R===30Ω;
根据电功率公式P=I2R=30Ω•I2.
故答案为:保持电阻R不变; 30Ω•I2.
点评:本题考查了学生对电功率公式的应用,可以根据题意选择合适的公式,并可以根据P=UI,P=I2R,来判断当电路中的电流发生变化时电功率的变化情况.注意在计算中,电阻的单位.
第二类常考题:
同学们用如图所示电路探究“电功率与电流的关系”.以下观点不正确的是( )
A.实验要选取规格不同的灯泡
B.实验中将两灯并联控制了灯两端电压相同
C.将滑动变阻器串联在于路中可以完成实验
D.将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验
分析:先分析电路图,灯泡的连接方式是并联,两灯泡所在支路两端的电压相等.
每个支路都有电流表,根据公式P=UI、I=,我们判断电流和电功率的关系就要用到电阻这个物理量,所以实验要选取规格不同的灯泡.
根据滑动变阻器串联在干路中,起到减压的作用,判断能否完成实验.
根据串联电路的特点,通过电器的电压不同,无法完成实验.判读能否完成实验.
解:实验目的是研究电功率与电流的关系.所以在电路中的两个灯泡的规格即功率要有所不同,故A观点正确.
由图可知,两灯泡的连接方式是并联.在并联电路中,各支路两端的电压都相等.故B观点正确.
根据欧姆定律,把滑动变阻器串联在电路中,要用滑动变阻器改变被测小灯泡两端的电压.依据通过电灯泡的电压和电流,可以计算电路相应的电阻,所以可以完成实验,故C观点正确.
根据电功率公式P=UI,如将电路改为串联,两灯泡各支路两端的电压不同,无法完成实验,故D观点错误.
故选D.
点评:本题考查了电功率与电压、电流的关系,这三个之间的关系是一个难点,实验能帮助我们很好的理解这一关系.
16.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。
17.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.
18.焦耳定律的计算公式及其应用
【知识点的认识】
(1)公式:Q=I2Rt.
Q表示电热,单位是焦耳J;
I表示电流,单位是安培A;
R表示电阻,单位是欧姆Ω;
t表示时间,单位是秒s.
(2)推导式:Q=t和Q=UIt.(仅适用于纯电阻电路)
(3)电热与电能的关系:纯电阻电路时Q=W;非纯电阻电路时Q<W.
【解题方法点拨】
(1)电热与电功的关系:
应用公式
电功
电功率
焦耳定律
适用范围
基本公式
W=UIt
P=UI
Q=I2Rt
普遍适用
导出公式
W=t=I2Rt
P==I2R
Q=t=UIt
纯电阻电路W=Q
(2)公式Q=I2Rt是电流产生热效应的公式,与W=UIt不能通用.W=UIt是电流做功的计算公式,如果电流做功时,只有热效应,则两公式是等效的;如果电流做功时,同时有其他能量转化,像电动机工作时,电能既转化为热能,也转化为动能,则Q=I2Rt只是转化为电热的部分,W=UIt则是总的电功.只有对纯电阻电路才有W=Q,对非纯电阻电路Q<W.
【命题方向】
第一类常考题:焦耳定律的简单运用
李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”,它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻,将这个电热驱蚊器接在电源的两端,当电源两端电压为220V时,100s内产生的热量为 484 J.
分析:电热驱蚊器为纯电阻的电热器,可以利用焦耳定律Q=I2Rt=t求电热驱蚊器100s内产生的热量.
解:Q=I2Rt=t=×100s=484J.
故答案为:484.
点评:本题考查了焦耳定律的应用,焦耳定律Q=I2Rt适用于任何用电器求电流产生的热量,Q=t只适用于纯电阻用电器(电热器)求电流产生的热量.
第二类常考题:综合应用题
熔丝在电路中起保护作用,电流过大时,能自动切断电路.下表是一段熔丝的数据
长度L
横截面积S
电阻R
密度ρ
比热容C
熔点t
5cm
2mm2
0.2Ω
11×103kg/m3
1.3×103J/(kg•℃)
327℃
(1)请计算当电路中电流达20A时,在0.5s内该熔丝温度将升高多少度?(设电阻的变化和散热不计)
(2)铜的熔点为1083℃,试说明为什么不能用铜丝代替熔丝.
分析:(1)电流通过导体时,由于电流的热效应,导体要发热;根据焦耳定律,产生的热量可以用Q=I2Rt来计算;再根据热量计算公式Q=cm△t的变形公式△t=,计算熔丝升高的温度.
(2)保险丝是由电阻大、熔点低的材料制作的,当电路中电流过大时,保险丝由于温度过高熔断,从而起到保护电路的作用.
解:(1)①根据焦耳定律,熔丝产生的热量是:
Q=I2Rt=(20A)2×0.2Ω×0.5s=40J
②根据热量公式Q=cm△t变形得
答:当电路中电流达20A时,在0.5s内该熔丝温度将升高28℃.
(2)保险丝的作用是当电路中的电流过大时,能自动切断电路,它是利用了电流的热效应来工作的,故要用电阻率大、熔点低的合金制成.保险丝千万不能用铜丝代替,因为电流过大时,铜丝的熔点高,不易熔断,起不到保护电路的作用.
答:因为电流过大时,铜丝的熔点高,不易熔断,起不到保护电路的作用,所以不能用铜丝代替熔丝.
点评:(1)熔丝的质量的计算是容易出错的地方,要把它看成圆柱体,用m=ρV=ρSL计算,注意长度L和面积S的单位;
(2)考查了熔丝的作用和制作材料的特点,现在的家庭使用空气开关来代替熔丝,使用更方便.
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