物理中考专题冲刺复习电学知识梳理典型试题归类与拓展训练
发布时间:2018-05-20 17:18:12
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中考物理复习 电学知识梳理、典型试题归类与拓展训练
简单电路专题
1、电路的组成:电源、用电器、开关、导线。
电源:能持续提供电能(维持正负极之间有一定的电压)的装置。
给干(蓄)电池充电时:电能 转化为化学能
2、用电器短路:某用电器两端被导线直接相连,造成电流不经过该用电器而直接走短路的
那条导线,这种情况有可能不会使电源短路,但有时也会使电源短路烧坏电源。
3、电路图与实物图:电路图:用电路元件符号表示电路元件实物连接的图。
连接电路时注意事项:①连接电路时,开关必须断开。②从电源正极(或者负极)出发,按一定顺序连接各个器件,防止出现短路或者断路。③连接线应顺时针绕在接线柱上,并旋紧螺母。④电源的两极绝不允许以任何方式直接相连,以免造成电源短路,损坏电源。
4、电流和电流表
电流强度——I(简称电流)用来表示电流的大小。电流强度的国际主单位:安培——A
常用单位:kA、mA、μA
量程 —— 分度值
0~0.6A —— 0.02A 0~3A —— 0.1A
5、电流表的使用方法:
①电流表要串联到所测电路中,要和所测的用电器串联。
②电流要流进电流表的正接线柱,从负接线柱流出。
③电流表绝对不允许不经过用电器直接接在电源两极,否则电流表很快烧坏(因为电路
中,电流表等同于一根导线,并不是用电器)。
6、电流表使用注意事项:
①使用前要调零。 ②被测电流不能超过所选择的量程,否则不仅测不出电流值,电流表的指针还会被打弯,甚至烧杯电流表。③在不能预先估计被测电流大小的情况下,要先用大量程度试用,如指针的偏转在小量程之内,则改用小量程。 ④在不超过量程的前提下,尽量使用小量程,这样测量结果会更精确。
5、电流表的读数步骤:
①先看接线柱,确定所选择的量程。 ②根据量程,认清该量程的分度值。 ③最后根据指针的位置读数。 读数经验:选量程,看大格,读小格
7、电压和电压表:
电压(U)是电路中形成电流的原因。电源的作用是维持正负极之间有一定的电压。
电压的国际主单位:伏特(伏)——V 常用单位:kV、mV
常用的电压值: 一节干电池的电压:1.5V 一节蓄电池的电压:2V 照明电路的电压:220V 对人体安全的电压:不超过36V
量程 —— 分度值
0~3V ---- 0.1V 0~15V ---- 0.5V
8、电压表的使用方法:
①电压表要并联到所测电路中,要和所测的用电器并联。 ②并联时,电流要流进电压表的正接线柱,从负接线柱流出(经过电压表的电流极小)。 ③电压表可以直接接在电源的两极,测出的就是电源电压(在电路中,电压表等同于一 个几乎断开的地方,经过它的电流可以忽略不计)。
9、电压表使用注意事项:
①使用前要调零。 ②被测电压不能超过所选择的量程,否则不仅测不出电流值,电压表的指针还会被打弯,甚至烧杯电压表。 ③在不能预先估计被测电压大小的情况下,要先用大量程度试用,如指针的偏转在小量程之内,则改用小量程。④在不超过量程的前提下,尽量使用小量程,测量结果会更精确。
10、电压表的读数步骤:
①先看接线柱,确定所选择的量程。 ②根据量程,认清该量程的分度值。 ③最后根据指针的位置读数。读数经验:选量程,看大格,读小格
11、串联电路的特点:
①用电器逐个顺次连接起来,电路中只有一条路径。
②串联电路中任何一处断开,则整个电路为断路,电路中没有电流。
③串联电路中,开关在不同位置的作用是一样的,它能控制整个电路。
④串联电路中,电流强度处处相等。
⑤串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
⑥串联电池组的电压等于每个电池的电压之和,所以把电池串联起来用可以得到较大的电压。
12、并联电路的特点:
①并联电路中有多条路径。
②断开一条支路,其它支路仍能工作。
③干路上的总开关可以控制整个电路;支路上的开关只能控制所在支路上的用电器。
④并联电路中,干路上的总电流等于各支路电流之和。
⑤并联电路中,各支路两端的电压相等,都等于电源电压。
⑥并联电池组的电压等于每节电池的电压,所以把电池并联起来用并不能得到更大的电压。
欧姆定律专题
1、导体:
容易导电的物体。如:金属、石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液等。
绝缘体:不容易导电的物体。如:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。
导体和绝缘体之间没有绝对的界限。原来不导电的物体,条件改变时,也可能变成导
体。如:常态下的玻璃不导电,把它烧成红炽状态,就变成了导体。
2、滑动变阻器:
①原理:通过改变连入电路中电阻线的长度,来改变电阻的大小。
②接法:必须“一上一下”(上边接哪个接线柱都行,下面接左还是接右要看题目要求)
若接的是“同上”,则相当于一根导线,在电路中的电阻为0。
若接的是“同下”,则相当于一个定值电阻,在电路中的电阻为它的最大阻值。
③在电路中的作用
A、保护电路。(所以有要求:闭合开关前,滑片要位于其电阻最大端)
B、在研究电流与电阻的关系实验中,靠移动滑片来控制电阻两端的电压不变。
C、在研究电流与电压的关系实验中(或伏安法测电阻的实验中),靠移动滑片来改变电
阻两端的电压。
D、改变电路中电流的大小。
④滑动变阻器应该和被控制的电路串联。
⑤滑动变阻器的铭牌:50Ω、2A
50Ω表示: 。
2A表示: 。
3、“伏安法”测电阻
①原理:R=U/I
②需要的测量工具:电流表、电压表
③滑动变阻器的作用:改变待测电阻Rx两端的电压
④电路图:
⑤如果用伏安法测小灯泡的电阻,则小灯泡的电阻会随着电压、电流的改变而呈现明显的变化,这是因为灯泡的温度发生明显变化,从而使电阻也随之改变。
串、并联电路电阻的特点
4、串联电路电阻的特点
①推导:∵串联 ∴U=U1+U2 I=I1=I2
又∵U=IR、U1=I1R1 、U2=I2R2
∴IR= 得到:R=R1+R2
结论:串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。
②若有n个阻值都为R的电阻串联,则总电阻R串=nR
③串联电阻相当于增加了导体的长度,串联的电阻越多,总电阻越大。
5、并联电路电阻的特点
①推导:∵并联 ∴U=U1=U2 I=I1+I2
又∵I=U/R 、I1=U1/R1 、I2=U2/R2
∴U/R=
得到:1/R=1/R1+1/R2
结论:并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
②若有n个阻值都为R的电阻并联,则总电阻R串=R/n
③并联电阻相当于增加了导体的横截面积,并联的电阻越多,总电阻越小。而且,并联总电
阻比其中最小的电阻还要小。
6、串、并联电路的规律
word/media/image9.gif巩固练习
1.张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图1所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.通过导体a的电流与其两端的电压成正比
B.导体a的电阻大于导体b的电阻
C.当在导体b的两端加上1V的电压时,通过导体b的电流为0.1A
D.将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
word/media/image10.gif2.一段均匀的电阻线,接在6v的电源上,通过它们的电流为200mA.若将这段电阻线等分成3段后,并联接在原电源上,则此时电路中的总电流为 ( )
A.600mA B.0.18 A C.1.8 A D.1.2A
word/media/image11.gif3. 在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。则由图2可知,元件A的电阻为 Ω。
4. 当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.3A,则该导体的电阻是________Ω;当它两端电压减小为1V时,通过它的电流变为_________A;当它两端电压为0时,该导体的电阻为__________Ω。
word/media/image12.gif5.有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变
化的I—U图线如图3所示.如果R1、R2串联后的总电阻为R串,
并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的I—U图线所在的区域,
下列说法中正确的是( )
A.R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域 B.R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域
C.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅱ区域 D.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域
1.如图4所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时,两灯都不亮;接触b、c两点时,两灯都不亮;接触C、d两点时,两灯都亮。则[ ]
word/media/image13.gifA.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L2短路 D.开关S断路
图4
2.如图5是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图, 图6
当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,电流表和电压表均有读数.则故障原因可能是( )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
3.如图6所示,当闭合开关S后,电路中最容易损坏的是( )
A.灯泡L B.电流表A C.电压表V1 D.电压表V2
4.如图7所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光。一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1断跻 D.灯L2断路
图7
6. 如图8所示,电源电压为6V,闭合开关s后,发现两灯均不亮,仔细检查发现灯泡L2的灯丝断了,其它部分均正常。这时若用电压表测a、b两点间的电压,示数为 V,测b、c两点间的电压,示数为 v。
7.如图2所示,闭合开关S后,L1和L2两盏电灯都不亮,电流表指针几乎没有偏转,电压表指针明显偏转,该电路的故障可能是 ( )
A、L1灯丝断了 B、L2灯丝断了 C、电流表损坏 D、L2灯炮处短路
word/media/image14.gif8.如图6所示电路,两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光.过了一会儿,两盏电灯突然同时都不亮了,且电压表和电流表的示数均变为零.如果电路只有一处故障,则故障可能是
A.电灯L1断路 B.电灯L2断路 C.电灯L1短路 D.电灯L2短路
9.右图为某同学测定电阻的电路图,如果他在操作中不慎将两电表位置对调了一下,则开关闭合后( )
A.电流表、电压表均被烧坏
B.电流表烧坏,电压表示数为零
C.电流表示数几乎为零,电压表有示数
D.电流表有示数,电压表示数为零
10.如图2所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,两电表的示数都突然变大,则该电路中出现的故障可能是 ( )
word/media/image16.gifA.灯L发生了断路
B.灯L发生了短路
C.电阻R出现断路
D.电阻R出现短路
word/media/image17.gif11.图3所示电路,电源电压为6V.闭合开关后,两个小灯泡均不发光,用电压表测得ac与bd两点间的电压均为6V,则故障可能是 ( )
A.L1的灯丝断了 B.L2的灯丝断了
C.R的电阻丝断了 D.开关接触不良
12.如图3所示,电源电压保持不变。当开关S1 合、S2断开时,电流表的示数为0.2A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为O.8A。则电阻R1与R2的比值为( )
A、1:3 B、3:l
C、2:3 D、3:2
13.如图18所示的电路中,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U甲:U乙word/media/image18.gif为3:1当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表的读数之比I甲:I乙为( )
word/media/image19.gifA.2:1 B.2:3 C.3:1 C.3:2
第14题图
14.一次实验中,某同学连接了如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,电阻R1=8Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω。他所选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是( )
word/media/image20.gifA.0~2Ω B.0~8Ω C.2Ω~8Ω D.8Ω~10Ω
15.A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中,则加在A、B上的电压UA、UB和通过A、B的电流IA、IB间的关系正确的是( )
A. IA=IB B. IA >IB C. UA=UB D. UA>UB
word/media/image21_1.png16.两个定值电阻,甲标有“16Ω 1.5A”,乙标有“22Ω 0.5A”。现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压是( )
A、57V B、41V C、35V D、19V
17.如图所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围为1A到2A之间,电压表的示数范围为6V到9V之间,则定值电阻R的阻值及电源电压分别为:( )
A、3Ω,15V B、6Ω,15V 第17题图
C、3Ω,12V D、6Ω,12V
18.如图18所示电路中,电源电压为3V且保持不变,R=10Ω,滑动变阻器的最大
阻值R′=20Ω.当开关S闭合后,在将滑动变阻器的滑片由A端移动到B端的过程中,
电流表示数的变化是由
A.0.3 A~0.1 A B.0 A~0.1 A C.0.1 A~0.3 A D.0.3 A~0 A
19.两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图19所示,甲的电阻为 Ω;将甲和乙并联后接在电压为2.0V的电源两端,干路中的电流为 A.
第18图 第19图 第20图
20.如图20所示,R0为定值电阻,电源电压恒定。闭合开关,当滑动变阻器接入电路的电阻值为R/4压表的示数为6V;当滑动变阻器接入电路的阻值为R时,电压表的示数为3V;则前后两次通过R0的电流之比是____________,电源电压是______________V。
电表变化题
1.如图1所示,R为定值电阻,电源电压不变,当滑动变阻器R'的滑片向右移动时,下列说法中,正确的是( )
A、电流表示数变大、电压表示数变小 B、电流表示数变小、电压表示数变大
C、电流表、电压表示数都变小 D、电流表、电压表示数都变大
word/media/image22.gif
2.如图2电路,电源电压不变,开关S闭合。在滑动变阻器滑 片P向右移动的过程中,以下判断正确的是 ( )
A.电压表示数不变 B.电压表示数变大
C.电压表示数变小级 D.电压表示数先变大后变小
3.小丽同学设计了如图3所示的电路,当地闭合开关s后,电压表的读数将 ( )
A.变小 B.不变 C.变大 D无法判断
4.如图4所示,电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器的滑片向上移动,则:( )
A.电流表示数增大,电压表V1示数增大,V2示数减小
B.电流表示数减小,电压表V1示数减小,V2示数增大
C.电流表和电压表V1的示数不变,电压表V2的示数减小
D.电流表和电压表V1 V2示数都不变
6.图5所示,电源电压保持不变,当开关S闭合时,滑动变阻器R1的滑片P从b端滑到a端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表、电流表的示数均变小 B.电压表、电流表的示数均不变
C.电压表的示数不变,电流表的示数变小 D.电压表的示数变小,电流表的示数不变
7.如图6所示,电源电压不变,当开关闭合时,滑动变阻器的滑片向右移动,下列判断正确的是( )
A.灯泡变亮 B.电压表V的示数不变C.电流表A1的示数不变 D.电流表A2的示数变小
word/media/image23.gif
图6
图5
10.如图7所示电路,开关S闭合后,电流表的示数 ( 填“变大”、“变小”或“不变”);若电流表示数变化了0.1A,则电阻R= Ω。(电源电压保持不变)
word/media/image24.gif
9.如图8所示的电路中,电源电压不变,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从中点向上移动时,则电流表示数将__________;电压表示数将_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
10.如图9所示,当开关s闭合时,两个电流表的示数变化情况正确的是( )
A.两个电流表示数都变大
word/media/image25.gif B.两个电流表示数都变小
C.电流表A1示数不变,电流表A2示数变小
D.电流表A1示数不变,电流表A1示数变大
11.小明设计了如图10所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际是个电压表。当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值 ,压力表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
18.韩勇同学设计了如图17所示的电路,用来测量电阻R1的阻值。他将开关分别与a、b接触时,电流表的示数之比为5∶2,已知R2=6Ω,求R1的阻值是多少?
word/media/image27.gif3.学习了电流、电压和电阻这三个物理量后,某小组同学决定探究通过电阻的电流与其两端电压的关系,他们作了如下猜想:
A:加在电阻两端的电压越大,通过的电流越小;
B:加在电阻两端的电压越大,通过的电流越大;
C:加在电阻两端的电压变化,通过的电流不变。
为了验证上述猜想是否正确,该小组的同学设计了如
图甲所示的实验电路,并按设计方案测量了有关数据。
⑴请根据甲电路图,用笔画线代替导线把乙图中的滑动变
阻器接入电路。
word/media/image28.gif
⑵下表是该组同学实验中测量的数据。通过比较分析表中实验序号为 的几组数据,可以验证猜想 (选填“A”、“B”或“C”)是正确的。
⑶归纳表中实验序号为1、4、7(或2、5、8,或3、6、9)的数据可得:当电压一定时,电流与电阻成 的关系。
⑷请你尝试将表中每次测量的电压值除以电流值,你还能发现: 。
4.(1)某同学用下图所示的电路验证在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系。先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间,闭合开关S,读出电流表的示数填入表中。由实验数据可以看出电流跟电阻不成反比。试分析为什么在这个实验中电流跟电阻不成反比?
答:________________________________________________________________________
word/media/image29.gif
(2)该同学经过认真分析,发现了错误的原因,他改进实验后,先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间进行实验,结果验证了在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系.
图7 图8
word/media/image31.gif图7甲、乙提供的两个电路图,哪个是他设计的电路.答:__________(填“甲图”或“乙图”),在这个实验中,滑动变阻器的作用是:_______________________
word/media/image32.gif用笔画线代替导线,将图8中各元件按你选择的设计电路图连接起来。
word/media/image33.gif5.我们已进行过“科学探究;欧姆定律”,
(1).①由于电路中电流的大小受多
种因素的影响,所以我们在探究某一
因素变化对电流的影响时,必须保持
其它因素不变,即采用了 法。
②图10是某实验小组在探究过程中,根据实验数据绘制的图像,其中表示电压不变时,电流随电阻变化的图像是 图;表示电阻不变时,电流随电压变化的图像是 。(选填“甲”或“乙”)
(2)在探究过程中,使用滑动变阻器的目的是 和 。
(3)实验的结论是.① 。
② 。
5.如图10所示是小明探究小灯泡电阻所用的器材,已知小灯泡的正常发光时的电压为3.8V.
图连接完整.要求:使滑动变阻
器的滑片向右移动时变阻器的阻
值变大,连线不能交叉.
(2)闭合开关前,滑片P应移到
________端(填A或B).
(3)小明在实验过程中不小心漏填了
一个电流数据,请你把图ll所示
word/media/image35.gif 的读数填人表1的空格中.
(4)小明仔细分析实验数据,对比得出的几个电阻值,发现每次测量结果都有较大差异,你认为产生这种差异的主要原因是_____________________________________.
(5)小明用完全相同的器材做进一步探究时,发现分别用如图12甲、乙所示的两个电路测出的小灯泡的电阻也有差异,你认为产生这种差异的主要原因是_______________
____________________________________________________________.
6.某同学在“用电压表和电流表测导体的电阻”实验中,按如图所示的电路图连接好电路,移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器连入电路的阻值最大。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,分别读出电压表和电流表的几组示数并记录,根据记录的数据,作出如图所示的U—I图线。则被测电阻R1的电阻值为 欧姆。滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的指针位置如图所示(电压表所接的量程为0—3伏特),则电压表的示数
为 V
2.“曹冲称象”的故事流传至今,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重。人们把这种方法叫“等效替代法”。请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题。
word/media/image37.gif【探究目的】粗略测量待测电阻RX的值
【探究器材】待测电阻RX、一个标准的电阻箱(元件符号 ),若干开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表(电流表量程足够大).
word/media/image38.gif【设计实验和进行实验】
(1)在右边的方框内画出你设计的实验电路图;
(2)将下面的实验步骤补充完整,并用字母表示需要测出
的物理量;
第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路;
(3)写出RX的表达式: RX=
3. 用如图2一甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱 ,s为单刀双掷开关,R。为定值电阻.某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I,
B.读出电阻箱的示数R
C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I
D.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大
(1)上述步骤的合理顺序是___________________ (只需填写序号).
(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图2-乙所示,则它的示数为________ Ω.若已知R。的阻值为1OΩ,则待测电阻的阻值为 Ω.
word/media/image39.gif(3)本实验所采用的物理思想方法可称为_______________(选填“控制变量法”或“等效替代法”).
电功与电功率专题
7、电能表:
测量消耗了多少电能(即电功)的仪器。
电能表的参数:
3000R/KW·h——每消耗1KW·h的电能,转盘转3000转(☆要求会要根据一定时间内电能表转盘转过的圈数来计算电功,从而算出电功率)
(电子式电能表,其参数为imp/KW·h——每消耗1KW·h的电能,指示灯闪烁的次数)
220V——额定电压(正常工作时的电压)为220V
10A(40A)——长时间工作最大电流为10A(短时间内最大电流为40A)
电能表:在干路上来测量用电器消耗的电能。(☆你要会根据电能表的参数算家庭电路中
的最大总功率)
(☆要求会根据电能表上的参数,算出家庭电路中的最大总功率P=UI=220V×10A=2200W)
8、电功(W):
电流做功的大小。 公式:W=Pt=UIt, (电流通过导体做的功,与导体两端的电压成正比,与导体中的电流成正比,与通电时间成正比)
单位:焦耳(J)
因为电流通过用电器会把电能转化为其他形式的能量,所以该过程也就是电流做功的过程;而消耗多少电能,电流就做多少功。(☆所以有的题目中让你求消耗的电能,实际就是求电功W,你就可以用W=UIt或W=Pt来算了)
9、电功率
● 电功率(P)——表示电流做功的快慢的物理量。 公式:P=W/t=UI=I2R=U2/R
(☆根据P=UI=U2/R,变形得到:I=P/U;R=U2/P,要求你会利用这两个变形公式,根据用电器的额定电压和额定功率,算出正常工作时的电流以及用电器的电阻) 单位:瓦特(W), 1W=1J/s
额定电压:用电器正常工作时,两端应该加的电压。
额定功率:用电器在额定电压下正常工作时的功率。
(☆如果给你某用电器的额定电压和额定功率,你应该会用I=P/U算出额定电流,而且会用R=U2/P算出它的电阻。)
● 测量小电灯的功率
①原理:P=UI ②测量工具:电压表,电流表
③滑动变阻器的作用:改变电灯两端的电压。
④电路图:
⑤结论:A、若U实>U额,则P实>P额
若U实=U额,则P实=P额
若U实额,则P实 额 B、电灯的亮度取决于它的实际功率。 10、若电灯的电阻不变 根据R=U2/P,有:P实/P额=(U实/U额)2(若实际电压是额定电压的二分之一,则实际功率就是额定功率的(二分之一)2。以此类推) 11、电热器 就是将电能全部转化为内能的装置。举例;电饭锅、电热水器、电熨斗、电烙铁、电炉等。(即所谓的纯电阻电路) 12、电流的热效应及焦耳定律 电流通过导体会产生热量。电热(Q)——电流产生的热量 焦耳定律——电流通过导体产生的热量,与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。 公式:Q=I2Rt 变形公式:Q=I2Rt=U2t/R 纯电阻电路(电热器):Q=W=Pt=UIt(☆初中阶段基本是纯电阻电路,所以题目中求电热时,如果条件符合,你可以用Q=W=Pt=UIt来计算) 非纯电阻电路(如电动机):Q 13、家庭安全用电 ● 家庭电路的基本组成:进户线(电源线)、电能表、阐刀开关、熔断器(或空气开关)、 开关、插座、用电器等。 ● 进户线:火线和零线之间的电压为220V,火线和地之间电压为220V,零线和地之间的电 压为零。 ● 熔断器:熔丝由电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成,熔丝的作用是:当电路中的电流过 大时,达到到熔丝的熔点,熔丝熔断,电路自动切断。(千万不能用铁丝或铜丝或更粗的熔丝来代替原来的熔丝) ● 空气开关:当电路中电流过大时,空气开关自动跳阐,切断电路。 ● 开关:开关应和它所控制的用电器串联,且接在火线和用电器之间。 ● 插座:插座就是用来插用电器的,所以各插座之间当然应该是并联的。 ● 用电器:家庭电路中的各用电器都是并联的。 ● 两孔插座、三线插头和三孔插座 ①两孔插座:左孔接零线,右孔接火线。 ②三孔插座:“左零右火中接地”(地线一般与埋在地下的金属板相连) 三线插头:有金属外壳的用电器基本上都是三线插头,对应于三孔插座。 三线插头的中间那个插头与用电器的金属外壳相连,当插入三孔插座时,就把金属外壳和大地连起来了。 :当由于电器内部绝缘皮破损或失去绝缘性能时,导致火线与外壳接触使外壳带电而发生触电事故。若有此接地的保护,电流就会通过地线流入大地,不会从人体走,避免了发生触电事故。 (所以三线插头绝不能通过转换插到两孔插座里,那就失去地线的保护了) 14、测电笔: ①构造:金属电极、氖管、弹簧和一个电阻很大的电阻——高电阻。 ②作用:辨别火线和零线 ③使用方法:手接触笔尾的金属电极,笔尖接触电线,若氖管发光,则接触的是火线;若氖管不发光,则接触的是零线。(若前面的零线有断路的情况,则接触后面的零线,氖管也会发光) 15、电路中引起火灾的原因 ①电路中电流过大:根据Q=I2Rt,在电阻和通电时间一定时,电流I过大,会导致产生的热量过大,导体温度过高而引发火灾。 短路:由于各种原因造成火线和零线直接接触,即发生短路,根据I=U/R,短路处的电阻特别小,则电路中电流I过大。 同时工作的用电器总功率过大(超负荷运行):根据I=P/U,电压不变,功率P越大,干路中的总电流I越大。 ②电线连接处接触不良:根据Q=I2Rt,在电流和通电时间一定时,电线连接处接触不良,此处的电阻就会比较大,会导致产生的热量过大,导体温度过高,形成电热的逐步积累和恶性循环,而引发火灾) (电路中电流过大时,有熔断器和空气开关保护,很大程度上能避免火灾的发生;而由于电线连接处接触不良而导致的火灾很难有类似的保护,所以此类情况尤其难发现、更危险) 串、并联电路中电压、电功率、电热的关系 1、串联电路中,电压、电功率、电热的关系。 1 电压关系:∵串联,电流处处相等,根据U=IR, ∴ 即串联电路(电流相等时)中,电压之比等于电阻之比。电阻越大,分到的电压越大。 ②电功率关系:∵串联,电流处处相等,根据P=I2R,∴ 即串联电路(电流相等时)中,电功率之比等于电阻之比。电阻越大,其实际电功率越大。 (☆如果两盏灯串联在电路中,你可以先根据其R=U2/P算出各灯的电阻,接着就能判断出是电阻大的那盏灯的实际功率大,也更亮些) ③相等的时间内,电热的关系:∵串联,电流处处相等、通电时间也相等,根据Q=I2Rt, ∴,即串联电路(电流相等时)中,在通电时间相等时,电热之比等于电阻之比。电阻越大,相同时间内产生的电热也越多。 2、并联电路中,电压、电功率、电热的关系。 ①电流关系:∵并联,各支路两端电压相等,根据I=U/R, ∴ 即并联电路(电压相等时)中,电流之比等于电阻的反比。 ②电功率关系:∵并联,各支路两端电压相等,根据P=U2/R,∴ 即并联电路中(电压相等时),电功率之比等于电阻的反比。电阻越大,其实际电功率反而越小。 (☆如果两盏灯并联在电路中,你可以先根据其R=U2/P算出各灯的电阻,接着就能判断出是电阻大的那盏灯的实际功率小,反而更暗些) ③相等的时间内,电热的关系:∵并联,各支路电压相等、通电时间也相等,根据Q=U2t/R, ∴ , 即在并联电路(电压相等时)中,在通电时间相等时,电热之比等于电阻的反比。电阻越大,相同时间内产生的电热反而越少。 典型试题 一、亮度比较(求用电器的实际功率) 1.一个标有“220V 40W”的小灯泡,若接在照明电路两端,则它的实际功率为多少?若两端电压为110V时,电灯的实际功率为多大?此时灯的亮度将如何变化?此时通过电灯的电流为多大? 2.“220V 40W”、“110V 40W”、“36V 40W”三盏电灯都正常发光时,比较它们的亮度。 3.“6V 3W”和“6V 6W”的两盏电灯,串联接在6V的电源上,求它们的①实际功率分别为多少?②哪个电灯亮?③它们的总功率是多少?④功率之比为多少? 4.“220V 40W”“220V 100W”二盏电灯并联在110V的电路中,求它们的实际功率分别为多少?哪个电灯亮?它们的总功率是多少?功率之比为多少? 5.如果将“220V 40W”、“220V 100W”两灯串联在220V的电路中,求它们的实际功率分别为多少?此时哪个电灯亮? 测量电功率的多种方法 word/media/image49.gif 现有下列器材:额定电压为U0的小灯泡,电源(电压未知),一个阻值为R0的电阻,一个滑动变阻器,一只电流表,一个单刀双掷开关和若干导线,实验时不能忽略灯丝的电阻随温度而发生变化。 (1) 设计的实验电路图如图15-13所示 (2) 以上实验电路测定小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量(用字母表示)。 word/media/image50.gif第一步:计算R两端的电压为U0时,通过它的电流为U0/R;第二步:S掷向接线柱1,调节滑动变阻器,使电流表读数为U0/R;第三步:保持滑动变阻器的滑片不动,S掷向接线柱2,读出电流表读数I,小灯泡额定功率的表达式为U0(I—U0/R) (3) 若在给出的器材中只将其中的一只电流表改为一只电压表,设计测量小灯泡的额定功率实验电路图如图15-14: 巩固练习 1、小名同学在做“测小灯泡额定功率”的探究实验时,已知某小灯泡的额定电压为3V,电功率小于1w。 (1)在连接电路时,小名同学有几根导线没有连接上,如图15-15所示,请你用笔画线作为导线,在实物图上帮他连接好电路(电流表和电压表要量程选择正确); (2)而另一实验小组中的小强同学连接电路完毕并闭合电路开关,当移动变阻器滑片时,发现灯泡变亮时,电压表示数反而减小,灯泡变暗时,电压表示数反而增大(器材是完好的),想一想,小强怎样连接电路才会出现这种现象?请将小强所连接电路的电路图画在虚线框中。 (3)若小名在实验过程中,仔细对小灯泡对应的电流、电压值进行了数据记录,记录表格如下: 从表中数据分析可以看出,在通过灯丝的电流逐渐增大的过程中,灯丝的电阻的变化情况是是 ;该小灯泡的额定功率应为 W。 word/media/image51.gif 图15-15 2、现有两根“220V 400W”的电热管(用电阻符号表示)、开关及导线如图15-16所示,设计三个可以调温的电路: 图15-16 (1)先按要求完成电路的连接;(2)再设计一个具有上述三种功能的调温电路(最多使用三个开关),并将电路图画再虚线框内。 word/media/image54.gif 4、如图15-18所示电路,是测定额定电压为3.8V小灯泡额定功率的电路图。现测得5组实验数据,记录在表中,并同时记录了小灯泡亮度变化情况。请仔细分析实验的数据和实验现象,回答以下问题: (1)小灯泡的额定功率是 W; (2)小灯泡的亮度变化规律是 ; (3)除了表中列出的数据和现象外,你还能发现的问题是 。 二、电路安全 1.灯L1标有“6V 3W”,灯L2标有“9V 3W”,把它们串联接在电池组上,若使其中一盏灯正常发光,另一盏灯很暗,则该电路的电源电压是多少? 2.灯L1标有“6V 3W”,灯L2标有“9V 3W”,把它们并联接在电池组上,发现只有一盏灯正常发光,另一盏灯很暗,求此时干路电流是多少? 3.两个灯泡,其中L1标有“6V 3W”,L2没有标记,但测得它的电阻是4Ω,把它们串联后接在某一电路时,两灯L1、L2均能正常发光,这个电路两端的电压和灯L2的电功率。 4.一只标有“2.5V 1.25W”的灯泡能直接接到6V的电源上吗?如无其它电源,要使灯泡正常发光,可用什么办法解决? 5.灯L1标有“6V 3W”,灯L2标有“3V 3W”,将它们串联在电路中,则(1)灯L1和L2两端的电压最大不能超过多少伏。(2)如果将它们并联在某一电源两端,则灯L1和L2两端的电压最大不能超过多少伏?此时,两灯的实际功率分别为多少? word/media/image55.gif6.如图所示,变阻器R2的最大阻值为50Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电源电压为6V,且保持不变,电阻R1的阻值为15Ω,S闭合后,在保证电路各元件安全的前提下,(1)整个电路上消耗的最大功率为多少?(2)整个电路中消耗的最小功率为多少?(3)滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为多少? 7.如图所示,灯L标有“6V 3W”字样,电流表的量程为0~3A,滑动变阻器R的铭牌上标有“20Ω 2A”,将它们并联在某一电源上,求在电路安全的情况下,该电路能消耗的最大功率。 word/media/image56.gif 2、家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫,设计了调整温度的多档开关,适用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度。如图15-23甲所示是电熨斗的电路图。旋转多档开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。现将开关置于温度最高档,这时1、2、3、4之间的连接是如图乙所示中的哪一个 ( ) 图15-23 电热器的多档功率问题 1.小强同学设计了一种电热水壶,电路如图所示,S是温控开关,R1为发热体.当开关S接到a时,电热水壶处于加热状态,此时发热体的电功率为1000W;当水烧开时,开关S自动切换到b,电热水壶处于保温状态,此时发热体的电功率为160W. (1)请你算出R1、R2的电阻值(不计温度对电阻值的影响) (2)为充分利用好电能,在不改变电路连接方法的前提下,请你对小强的设计提出合理的改进办法. word/media/image59.gif2.有一电热毯,说明书上标明所用的电压为220V,电热毯电阻由R1和R2组成,R1=605Ω,如图所示,利用开关S的通断可以使电热毯的发热功率(指电路的总功率)分为两档,Ⅰ档为功率最大,Ⅱ档功率为Ⅰ档功率的1/4,试问: (1)开关处于什么状态时,电热毯的功率最大?最大功率为多少瓦? (2)电阻R2应为多大? (3)改变R1和R2的电阻值,请另处设计一个不同的电路实现上面的功能。要求:画出电路图;并求出R1和R2的电阻值。 3.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率。 图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。 已知:R1=48.4Ω,R2=96 .8Ω,电源电压保持不变。请分析和解答以下问题: (1)当开关S1,置于b端、S2断开时,电烤箱处于什么档位?简述理由 (2)电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是多少? (3)电烤箱在高档位工作时,对食物加热6min,消耗的电能为多少? 巩固练习 1.CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图17所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝.当开关S接高温烧煮挡时,电路的功率为1100W,当开关S接焖饭、保温挡时,电路的总功率为22W. (1)电饭煲在高温烧煮挡时,开关S应与哪个触点连接? (2)电热丝R0的阻值多大? (3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大?焖饭、保温10min,电热丝R0产生的热量为多少? 2.图是一个电热毯的简化电路图,电源电压为220V,R1是发热电阻,R2是阻值为616Ω的分压电阻,S是控制电热毯工作状态的开关。S转到触点1为断开状态;S转到触点2为低温状态;S转到触点3为高温状态,此时功率为100W。 求:(l)当开关S转到触点3时。电热毯的发热电阻R1是多少Ω? (2)当开关S转到触点2时,通过电路的电流是多少安?发热电阻R1消耗的功率是多少瓦特? 3.黑夜看不见开关位置,为此小明设计了如图所示的电路。当单刀双掷开关S合向b时,照明灯亮、指示灯灭,避免指示灯费电;S合向a时,照明灯灭、指示灯亮,显示开关位置(S只能处于这两种状态)。他利用一个“10V 1W”的小灯泡和一段1.0×104Ω/m的电阻丝安装指示灯。 word/media/image63.gif(1)为使指示灯正常发光,请在图示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路 (2)按上述设计,电阻丝需截用多长一段 (3)若照明灯一天(24h)使用6h,则整个电路一天总共耗电多少焦?