【备考2018】中考科学高频考点剖析 专题九 电功和电功率重难点突破

文档属性

名称 【备考2018】中考科学高频考点剖析 专题九 电功和电功率重难点突破
格式 zip
文件大小 1.5MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2018-03-26 17:16:01

文档简介


专题九 电功和电功率重难点突破
考点解析☆目标分解
b级目标:概述电功的概念;根据电能表计数的变化估算消耗的电能;概述电功率的概念;测量小灯泡的电功率;概述探究影响电流热效应因素实验原理和涉及的科学方法。
c级目标:应用电功的公式计算用电器消耗的电能;应用电功率的公式进行简单的计算;应用焦耳定律解决简单的问题。
目标分解:
①电功的计算和电能表的使用与分析
②额定功率和实际功率的辨析与计算
③测定小灯泡的电功率实验解析
④焦耳定律的应用与计算
⑤电动机问题的综合解析
考点剖析☆聚焦高频
考点一:电功的计算和电能表的使用与分析
1.充电宝也叫移动电源,又叫做外置电池,它的作用就是随时随地给手机或数码产品提供充电功能.如图所示是某品牌的充电宝,标配电芯容量为10000mAh,以2A充电电流输出,同等电压充电时,最多可持续充电________?小时,它可以同时给几部手机充电,此时手机之间是________?联连入充电宝的.
【答案】5;并 
【解析】解:由I=得:Q=It,所以mA?h为电荷量单位,10000mA?h=10A?h,
所以以2A充电电流输出,可持续时间:t===5h;
手机充电过程中,给各手机充电应该互不影响,所以手机之间是并联的.
故答案为:5;并.
【分析】(1)由电流的定义可求得工作时间.
(2)给手机充电过程中,给各手机充电应该互不影响,根据串、并电路特点分析手机的连接方式.
2.学习了家庭电路后,小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”.
(1)观察供电箱时看到如图甲所示的情景,其中的A为________(漏电保护断路器/空气断路器),当有人因操作失误而触电或用电器漏电时,________(选填“A”、“B”、“A和B都”)能自动断开; 21教育网
(2)观察厨房中的电器时,妈妈告诉他,以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来,既不方便也容易损坏插座.后来电工师傅改进线路连接后只要拨动下开关就可以断开电了.小明仔细观察了如图乙所示的插座后,很快就在纸上画出了如图丙所示的插座背面接线示意图.则图中最上面的一根线应该是________(火/零)线,两孔插座与三孔插座是________联的.
(3)小明上网查阅资料得知:一般情况下空调制冷时调高2℃,虽然人体并不会感觉很明显,但对空调来说,平均可省近10%的电能.为了验证这种说法的可靠性,小明进行了测算.请你填写实验步骤中空缺的内容.①________;②打开空调,将制冷温度设定为25℃,待其正常工作后,数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数;③将制冷温度调高2℃,待其正常工作后,数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数;④计算并分析比较,得出结论.其中计算空调每次工作时消耗时,要用到如图丁所示电能表表盘上的参数________.
【答案】(1)漏电保护断路器;A (2)零;并
(3)断开家中其他用电器,只让空调工作;3000imp/(kW?h)
【解析】(1)漏电保护器相当于一个开关,进户线中流入的电流和流出的电流的差值达到一定值时会切断电路;(2)根据“左零右火上接地”确定最上面一根线,家庭电路中各用电器独立工作、互不影
响;(3)关闭其它所有的用电器,只开待测功率的用电器,测出电能表表盘在时间t内转过的圈数,然后根据电能表参数求出该用电器消耗的电能,然后利用P= 求出用电器的功率. 21·cn·jy·com
【解答】解:(1)由图甲可知,A位于干路为漏电保护断路器,当有人因操作失误而触电或用电器漏电时,切断A断开电路;(2)由图丙可知,图中最上面的一根线应该是零线;两孔插座与三孔插座的用电器可以独立工作、互不影响,则两孔插座与三孔插座是并联的;(3)①利用电能表和秒表测量空调的电功率时,应断开家中其他用电器,只让空调工作;②知道电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数,根据电能表参数“3000imp/(kW?h)”求出消耗的电能,利用P= 求出空调的电功率.
故答案为:(1)漏电保护断路器;A;(2)零;并;(3)断开家中其他用电器,只让空调工作;3000imp/(kW?h).
考点二:额定功率和实际功率的辨析与计算
1.根据如图所示的两盏白炽灯的铭牌,可以判断(? )
A.?甲灯一定比乙灯亮
B.?正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C.?正常发光时,甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍
D.?正常发光时,甲灯消耗的电能是乙灯消耗电能的4倍
【答案】C
【解析】A、说法错误,只有在额定电压下时,甲灯一定比乙灯亮,若不在额定电压下,则无法比较电功率.
B说法错误,由 知,当额定电压相等时,功率大者,电阻小,甲的额定功率是100W,大于乙的额定功率25W,故应是甲灯的电阻小.
C说法正确,正常发光时,即为在额定电压下工作,甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍.
D说法错误,消耗的电能与功率和时间有关,不知通电时间时,无法比较消耗的电能.
【分析】 根据额定功率的概念和电功率推导公式分析.
2.将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因可能是(? ) 2·1·c·n·j·y
A.?灯L1额定功率较大???? ?????B.?灯L2两端电压较大?????????
C.?灯L1的电阻较大????? ????D.?通过灯L1的电流较大
【答案】C
【解析】(1)灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率。
(2)根据P=I2R和P=U2/R进行功率、电阻的比较。
(3)串联电路的电流处处相等。
【解答】串联电路的电流处处相等,如图两个灯泡是串联的,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,说明灯泡L1的实际功率大,根据P=I2R知,灯泡L1的电阻比L2的电阻大。根据U=IR知,灯泡L1两端的电压大。根据P=U2/R , 两个灯泡的额定电压相等,灯泡L1的电阻大,额定功率小。
故答案为:C
3.有两灯如图所示,L1 , L2 分别标有“15V、1A”、“10V、0.5A”的字样,其中一灯正常发光时,它们的功率之比是(  )
A.?4:3?????????????????????????B.?3:4?????????????????????????C.?5:3?????????????????????????D.?3:2
【答案】A
【解析】先判断哪一只正常发光,再次基础上对电路进行分析,利用欧姆定律和电功率公式进行计算解答。
【解答】L1额定电压是15V,L2额定电压是10V,由于两灯是并联关系,所以应该是L2正常发光,因为如果L1正常发光的话,L2两端的电压超过了额定电压10V,灯泡会损坏。
因为L2正常发光,所以L2的电功率
L1没有正常发光,先求出其电阻,
因为两灯并联,所以L1两端的电压也为10V,此时L1的电功率所以
故选:A
考点三:测定小灯泡的电功率实验解析
1.王明同学准备测量额定电压为2.5V的小灯泡在实际工作时的功率,根据已有器材,他设计好了电路原理图,并完成了实物连接。如图所示。21*cnjy*com
(1)根据实物连接图,请你在虚线框内画出与之对应的电路原理图。
(2)在某次测量过程中,闭合开关后,电压表和电流表的示数如图所示,则电压表的示数为________V,电流表的示数为________A,则此时小灯泡的功率为________W。
(3)滑动变阻器的滑片P向B端滑动后,小灯泡的电功率将________。(选填“增大”“减小”或“不变”)
(4)王明同学经过多次测量与计算后,得到了一组功率P与电压的平方U2的数据,下列各图中能正确表示P与U2的关系的是:________(设灯丝电阻不变)。
【答案】(1)
(2)1.2;0.4;0.48
(3)增大
(4)A
【解析】(1)根据实物图作图即可。
(2)看清量程读数;利用公式计算。
(3)利用公式分析。
(4)利用公式分析。
【解答】(1)画此电路图的注意事项:电源的左边是正极;滑动变阻器滑片P向右移动时,有效阻值变小;电压表测小灯泡两端的电压。其故电路图为:
(2)电压表的量程为“0—3V”,所以示数为1.2V;电流表的量程为“0—0.6A”,所以示数为0.4A;小灯泡的电功率等于它两端的电压乘以通过它的电流,。
(3)由电路图可知,滑动变阻器的滑片P向B端滑动后,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总阻值变小,电源电压不变,电路电流变大;灯泡的电阻不变,通过的电流变大,根据公式可知,电功率将增大。
(4)根据和灯丝电阻不变,故可知P与U2成正比,J结合数学知识可知P随U2的变化图线是一条过原点的直线,故A符合题意。
2.(2016?金华)做“测定小灯泡的功率”实验时,小金设计了如图所示的电路.已知电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样,滑动变阻器规格为“25Ω0.5A”
(1)试验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是________.
实验记录表
序号

电流(A)
功率(W)
灯泡亮度变化
1
2
3
(2)连接好电路后,小金将滑动变阻器滑片P移到b端,闭合开关,发现小灯泡不亮,为查找原因,他仔细检查了电路中各元件的工作状态,判断出电路既不断路,也不短路.小金做出这样判断的依据是________.
【答案】(1)电压 (2)电压表和电流表都有示数
【解析】(1)做“测定小灯泡的功率”实验时,需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流,据此分析.(2)分析电学问题时,出现电路图和实物电路时首先要分析电路(分析电路时可以根据电流的方向入手),若闭合开关,电流表无示数,且灯泡不发光,即表明电路中没有电流,说明该电路是断路;此时电压表有示数,即说明此时电压表测的不是用电器的电压,而是电源电压,故此时电压表与电源相连的部分不可能发生断路,故据此可判断出是哪一部分出现了故障.若灯泡短路,电压表示数为零.本题考查了电路故障的判断,这是我们常考的内容,也是中考重点考查的内容;平时学习时要注意多总结,多积累.
【解答】解:(1)做“测定小灯泡的功率”实验时,由P=UI可知,需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流,则录表中①所在的方格内应补写的科学量是电压;(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,小金之所以判断出电路既不断路,也不短路的依据是两表都有示数,因为若灯泡短路,电压表示数为零.所以小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过大,灯泡能够分得的电压很小所致.
故答案为:(1)电压;(2)电压表和电流表都有示数.
考点四:焦耳定律的应用与计算
1.(2016?温州)某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素,实验步骤如下:
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中,按图甲所示连接电路.
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至某一位置,记录此时电流表的读数I,通电一段时间,记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h1、△h2.
③断开开关,直至玻璃管中的液面降回各自初始位置.
④闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的读数为2I,当通电时间与步骤②相同时,记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h3、△h4,实验数据如表.21世纪教育网版权所有
(1)步骤②中的电流表示数如图乙所示,此时电流为________安.
(2)本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响,可以控制哪些变量相同?________.【来源:21·世纪·教育·网】
(3)小明认为:只要选择“△h1、△h2、△h3、△h4”四个量中的某两个量进行比较,就能说明“对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大”,请比较这两个量的大小关系:________.
电流大小
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶(RA=10欧)
B烧瓶(RB=20欧)
I
△h1
△h2
2I
△h3
△h4
【答案】(1)0.24
(2)电流和通电时间
(3)△h3>△h2
【解析】(1)电流表的读数,要先观察选用的量程及对应的分度值,再根据指针位置读数;(2)在串联电路中电流处处相等,串联的两个电阻同时工作、同时停止工作,通电时间相同;(3)由第一行、第二列数据,改变电流、电阻的倍数相同,观察玻璃管内液面的变化△h2、△h3的关系得出吸热关系,进而得出对电流产生热量影响较大的因素.本题为电流热效应的影响因素的实验探究题目,考查了电流表的读数方法、控制变量法的使用,以及分析实验数据得出结论的能力,有难度。21教育名师原创作品
【解答】解:(1)由图可知,电流表选用的是0﹣0.6A量程,分度值为0.02A,根据指针位置可得电流I=0.24A;(2)本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响,可以控制电流和通电时间相同;(3)由第一行数据可知,通过的电流相同,使电阻变为原来的2倍,观察玻璃管内液面的变化△h2可得吸收热量的变化;由第二列数据可知,电阻相同,使通过的电流变为原来的2倍,观察玻璃管内液面的变化△h3可得吸收热量的变化;电流和电阻都是变为原来的二倍,通过比较得出△h2<△h3 , 可以得出对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大.
故答案为:(1)0.24;(2)电流和通电时间;(3)△h3>△h2 .
2.如图所示,?将一个标有“2W5V”的小灯泡L与一个阻值为5Ω的电阻R串联后接到电压为6V的电源上,小灯泡恰能正常发光.则通电1min时电阻R产生的热量是(?? )
A.?48J?????????????????????????B.?120J?????????????????????????C.?144J??????????????????????????D.?无法判断
【答案】A
【解析】由P=IU得,电路中的电流: ,则1min内电阻R产生的热量: ;故选:A
【分析】小灯泡恰能正常发光,根据 计算出电流,串联电路中各处电流都相等,即通过R的电流,最后根据焦耳定律的计算公式计算出R产生的热量.
考点五:电动机问题的综合解析
1.(2017?杭州)如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关,观察小灯泡的亮度;接着放开转轴让电动机转动,继续观察小灯泡亮度的变化(已知:小灯泡的电阻为R,电动机线圈电阻为r,电源电压为U)。由此请你回答:
(1)在电动机未转动时,t时间内电流在电路中产生的热量为________(填写表达式)。
(2)在电动机转动时,电流所做的功________电流在电路中产生的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮,你认为小金的判断正确吗?并根据学过后知识给以解释。
【答案】(1) (2)大于
(3)不正确,不转时W总功=Q电路? UI1t=I12(R+r)t??
转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t??
故I2< I1 , 灯泡变暗
【解析】(1)在电动机未转动时,该电路为两个电阻串联的电路,根据焦耳定律的公式写出表达式; (2)(3)在电动机转动时,消耗的电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能。
【解答】(1)在电动机未转动时,该电路为两个电阻串联的电路,则此时电路中的电流为:I=; 根据焦耳定律可知,t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为: W=Q=UIt=Ut=;
(2)在电动机转动时,电流所做的功主要有两个利用:一个是转化为电动机的机械能,另一个是转化为灯泡和电动机的内能;故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功;
(3)电动机转动后,电动机会消耗一部分能量,使得电功转化而成的内能减小,故灯泡的亮度会变暗,所以小金的判断时错误的;
不转时W总功=Q电路?UI1t=I12(R+r)t?? ,
转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t?? , 故I2< I1,灯泡变暗。
故答案为:(1) ;(2)大于;(3)不正确,不转时W总功=Q电路? UI1t=I12(R+r)t?? , 转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t?? , 故I2< I1 , 灯泡变暗。
2.如图所示,当开关闭合时,电路中的电流为1A,电压表V2的示数是l0V,定值电阻R的阻值为4Ω,电动机M的线圈电阻为1Ω,不计摩擦,下列说法正确的是()
A.?电压表V1的示数为4V??????????????????????????????????????????B.?电路消耗的总功率是5W
C.?通电lmin电流通过电动机产生的热量是60J???
D.?通电lmin电动机产生的机械能是360J
【答案】C
【解析】由电路图可知,定值电阻与电动机组成串联电路,电压表V测电源电压,电压表V1测电动机电压,(1)由 可知,电阻R两端电压UR=IR=1A×4Ω=4V,电动机两端电压UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V,则电压表V1示数是6V,故A错误;(2)电路消耗的总功率P=UI=10V×1A=10W,故B错误;(3)通电1min电动机产生的热量Q=I2RMt=(1A)2×1Ω×60s=60J,故C正确;(4)通电lmin电动机产生的机械能:W机械=UIt﹣Q=6V×1A×60s﹣60J=300J,故D错误.
考点过关☆专项突破
考点一:电功的计算和电能表的使用与分析
1.小柯利用该电能表测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时,测得在6min内电能表的转盘转了240转,那么这个用电器可能是(???? )
A.?台灯?????????????????B.?电热水壶?????????????????C.?笔记本电脑??????????????D.?家用电风扇
2.下列选项中,正确描述电功单位的是(  )
A.?V?????????????????????????????????B.?VAs?????????????????????????????????C.?kw????????????????????????????????D.?C
3.LED是一种半导体新型节能灯,它可以将电能的90%转化为光能(白炽灯只能将电能的20%转化为光能)。已知某LED灯在一定电压范围内的工作电流都是20mA,只是在不同的电压下发光颜色不同,如下表所示。如果将该LED灯与一定值电阻R串联后接在电压为5V的电源两端,如图,此时它发黄光,则定值电阻R的阻值是________Ω,该LED灯在此状态下工作10分钟消耗的电能为________J。2-1-c-n-j-y
4.在工业生产中,经常用热敏电阻来探测温度.如图甲所示的电路,将热敏电阻R0放置在热源内,其余部分都置于热源外,这样就可以通过电流表的示数来表示热源温度.已知电源电压是9V,定值电阻R的阻值是100Ω,热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙所示.求:【出处:21教育名师】

甲??????????????????? ???????????? 乙
已知电流表的量程为0.03A,此电路能够测量的最高温度是多少?此时该电路在100s内电流做了多少功?
考点二:额定功率和实际功率的辨析与计算
1.小科做作业时,电灯突然变暗,其原因可能是 (?  ? )
A.?电灯的实际电压变大???????????????????????????????????????????B.?电灯的额定电压变小
C.?电灯的实际功率变小???????????????????????????????????????????D.?电灯的额定功率变小
2.李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”,他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡.将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后,看见灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,则关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑灯丝电阻值随温度的变化)(  )
A.?R1>R2 , P1>P2???? ????B.?R1<R2 , P1<P2????????
C.?R1>R2 , P1<P2?????? ??D.?R1<R2 , P1>P2
3.小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关.于是找来额定电流小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1,接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图甲所示的电路开始探究.
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整.
(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度.原因是他把滑动变阻器的________?.(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路.
(3)小雷排除故障后,按图乙所示的电路继续进行实验:
①闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
次数
电压/V
实际功率
电阻Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处.
(4)小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮.结合表中数?据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越________?
(5)小雷在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”.这种说法错误的原因是小雷忽略了________?对小灯电阻的影响.21cnjy.com
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”.你认为这种说法________?(选填“正确”或“错误”).
3.酷暑的傍晚,小聪打开空调后,发现台灯发光变暗,他猜想:开了空调,家用电器的总功率增大,总电流变大,输电线上有电阻,“分走”的电压U=IR变大,导致台灯两端的实际电压变小,实际功率变小,台灯变暗,为了验证猜想是否正确,他把所有家用电器看做一个整体,用不同规格的小灯泡来模拟这个整体,并用电压恒为3V的电源,根据图所示的电路进行了以下实验:【版权所有:21教育】
第1步:连接电路后闭合开关,读出电压表和电流表的示数,并记录在表格中.
第2步:分别换接两个不同规格的小灯泡重复第1步操作;
第3步:计算小灯泡的电功率并记录在表格中.
灯泡
电压/V
电流/A
电功率/W
L1
2.40
0.43
1.03
L2
2.60
0.33
0.86
L3
2.75
0.26
0.72
请你分析实验过程和数据后解答:
(1)由于每次实验小灯泡两端的电压都________?电源电压(选填“大于”、“等于”或“小于”),从而验证了电路中导线等元件有________?,会“分走”一部分电压;
(2)进一步分析可知,家用电器的总功率越大,其两端的电压就越________?,这时并联在家庭电路值的台灯就越暗;21*cnjy*com
(3)?在实际生活中,解决“台灯发光变暗”的一种方法是尽量选择________?的导线.
考点三:测定小灯泡的电功率实验解析
1.在测量小灯泡电功率的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.要求:当滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路的电阻变大;连线不得交叉.
(2)小宇同学闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数(如图乙所示)为________?V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V.
(3)小宇同学继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U关系图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是________?W,还可以得出:小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)小叶同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出她在实验中两个操作不当之处是:①________;②________.
2.在一次测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中(电源由三节新干电池串联组成),聪明而粗心的小马连接了如图A所示的电路,同组的小王发现电路连接有错.问:
(1)如果闭合开关,电流表是否会损坏?________.
(2)小王主张拆了以后重新连接,小马眼珠一转,只需改动一根导线的连接就能测量小灯泡的额定功率.请你在答题卷实物图,将要改动的那根导线打“×”,并画出正确的接法.
(3)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
耀眼
明亮

较亮
较暗
微光
不亮
不亮
电压U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
电流I/A
0.32
(图B所示)
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
分析实验数据可知:
①第2次实验时,电流表的示数如图B所示,则灯的额定功率为________.
②第7、8两次实验中,灯泡不亮的原因是________.
③断电一段时间后,灯丝的电阻可能是________Ω.
3.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,使用用如图甲所示的电路,其中电源电压保持6 V不变,小灯泡额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。www-2-1-cnjy-com
(1)为能顺利完成该实验探究,下列四种规格的滑动变阻器应选用? ????。
A.?“10Ω 0.2A”的滑动变阻器???????????????????????????????B.?“10Ω 0.5A”的滑动变阻器?
C.?“20Ω 0.2A”的滑动变阻器???????????????????????????????D.?“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(2)电路连接完成后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是:________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置时,发现电压表的示数如图乙所示;此时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向________端移动.(选填: “A”或“B”)。
(4)多次测量,得出通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示。分析图像可知:该小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为________W。灯丝电阻受温度的影响情况是________
4.为进行节能灯和白炽灯耗能情况的比较研究.
(1)小明和小华打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光.接着他们找到了小明家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过________?W.?
(2)他们以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,1min中内电能表指示灯闪烁了50次,根据该数据可算出小明家电路中电流做功的功率为________?W.
(3)小明感到此结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是_______
A.?小明家的节能灯比较特殊,功率很大??????B.?小明在时间测量中存在一定的误差
C.?小明没有关闭其他的用电器??????????????????????D.?小明在计数存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,因而无法计算节能灯电功率,于是他们各自提出不同的实验方案:
小明的方案:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;
小华的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率.
你认为________?(选“小明”或“小华”)的方案更合理.
(5)小华按自己方案操作,以指示灯某次闪烁开始计时,并记为第1次,到指示灯闪烁第4次结束计时,刚好360s,则小明家节能灯的电功率________?W.若该节能灯与60W的普通白炽灯亮度相同,则该节能灯与亮度相同的白炽灯相比,可以节约________?%的电能. 【来源:21cnj*y.co*m】
考点四:焦耳定律的应用与计算
1.要使一个电热器在单位时间内放出的热量减少一半,应该(?? )
A.?使通过电热器的电流减少一半????B.?使加在电热器两端的电压减少一半
C.?使电热器的电阻减少一半????????????D.?使加在电热器两端的电压和它的电阻都减少一半
2.如图是高、中、低“三档”电热器(R1>R2)的工作电路,如果将电热器调至高温档工作,应该闭合________开关;如果调至中温档工作,已知电源电压为U,通电时间为t,则它产生的热量的表达式:________。www.21-cn-jy.com
3.研究电热跟哪些因素有关的实验中,甲乙两个烧瓶内的煤油质量相等,把两根电阻丝串联连接的目的是________,通电一段时间后,甲烧瓶中煤油温度上升了5摄氏度,乙烧瓶中煤油温度上升了3摄氏度,则甲乙两根电阻丝的阻值之比是________.
4.小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时,电流的热效应与电阻的关系”,其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。 21·世纪*教育网
(1)请用笔画线代替导线,把电路连接完整。
(2)电流产生热量的多少不易直接测量.因此在这个实验中是通过________显示电流产生热量的多少。
(3)在这个实验中,除了控制电压一定外,还要控制的量有________(写出一个即可得分)。
(4)根据所学知识可知,在相同时间内________瓶内的电阻丝放出的热量较多(填“甲”或“乙”)。
考点五:电动机问题的综合解析
1.(2014·杭州)加在某电动机上的电压是U ,电动机消耗的电功率为P ,电动机线圈的电阻为r ,则电动机线圈上消耗的电热功率为(??????? )
A.?P?????????????????????????????B.???????????????????????????????C.???????????????????????????????D.?P-
2.用一台直流电动机提升质量为200kg的重物,读得并联在电动机两端电压表读数为220V,串联在电动机电路中的电流表读数为5A,若此电动机在8s内能将重物提升4m,则此电动机的电阻和效率为(g=10N/kg,不计摩擦损失的能量)(?? )
A.?44Ω 、 91%????????????B.?4Ω?、? 91%?????????????C.?1.2Ω?、 72.7%????????????D.?12Ω?、 72.7%
3.现在电动自行车、电动汽车逐渐普及,它们都采用电动机来获得动力.某直流电动机的铭牌上标有“220V5.5kW”,电动机线圈的电阻为0.4Ω。
(1)电动机的工作原理是什么?
(2)该电动机正常工作1h,消耗多少电能?电动机线圈产生多少热量?
(3)在工作过程中,电动机因故障卡住无法转动,很快就闻到焦糊味道,请你从能量转化角度解释这个现象。
4.电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具.它可以电动骑行,亦可以脚踏骑行.电动骑行时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力.
(1)电动机的工作原理是:________;
(2)某电动自行车蓄电池的供电电压为24V.若该电动自行车包括载人共重1000N,匀速行驶时所受阻力为总重的0.03倍,而这时供电电流为l0A,电能转化为机械能的效率为75%,自行车前进的速度为 ________m/s.

专题九 电功和电功率重难点突破
考点解析☆目标分解
b级目标:概述电功的概念;根据电能表计数的变化估算消耗的电能;概述电功率的概念;测量小灯泡的电功率;概述探究影响电流热效应因素实验原理和涉及的科学方法。
c级目标:应用电功的公式计算用电器消耗的电能;应用电功率的公式进行简单的计算;应用焦耳定律解决简单的问题。
目标分解:
①电功的计算和电能表的使用与分析
②额定功率和实际功率的辨析与计算
③测定小灯泡的电功率实验解析
④焦耳定律的应用与计算
⑤电动机问题的综合解析
考点剖析☆聚焦高频
考点一:电功的计算和电能表的使用与分析
1.充电宝也叫移动电源,又叫做外置电池,它的作用就是随时随地给手机或数码产品提供充电功能.如图所示是某品牌的充电宝,标配电芯容量为10000mAh,以2A充电电流输出,同等电压充电时,最多可持续充电________?小时,它可以同时给几部手机充电,此时手机之间是________?联连入充电宝的.
【答案】5;并 
【解析】解:由I=得:Q=It,所以mA?h为电荷量单位,10000mA?h=10A?h,
所以以2A充电电流输出,可持续时间:t===5h;
手机充电过程中,给各手机充电应该互不影响,所以手机之间是并联的.
故答案为:5;并.
【分析】(1)由电流的定义可求得工作时间.
(2)给手机充电过程中,给各手机充电应该互不影响,根据串、并电路特点分析手机的连接方式.
2.学习了家庭电路后,小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”.
(1)观察供电箱时看到如图甲所示的情景,其中的A为________(漏电保护断路器/空气断路器),当有人因操作失误而触电或用电器漏电时,________(选填“A”、“B”、“A和B都”)能自动断开; 【出处:21教育名师】
(2)观察厨房中的电器时,妈妈告诉他,以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来,既不方便也容易损坏插座.后来电工师傅改进线路连接后只要拨动下开关就可以断开电了.小明仔细观察了如图乙所示的插座后,很快就在纸上画出了如图丙所示的插座背面接线示意图.则图中最上面的一根线应该是________(火/零)线,两孔插座与三孔插座是________联的.
(3)小明上网查阅资料得知:一般情况下空调制冷时调高2℃,虽然人体并不会感觉很明显,但对空调来说,平均可省近10%的电能.为了验证这种说法的可靠性,小明进行了测算.请你填写实验步骤中空缺的内容.①________;②打开空调,将制冷温度设定为25℃,待其正常工作后,数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数;③将制冷温度调高2℃,待其正常工作后,数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数;④计算并分析比较,得出结论.其中计算空调每次工作时消耗时,要用到如图丁所示电能表表盘上的参数________.
【答案】(1)漏电保护断路器;A (2)零;并
(3)断开家中其他用电器,只让空调工作;3000imp/(kW?h)
【解析】(1)漏电保护器相当于一个开关,进户线中流入的电流和流出的电流的差值达到一定值时会切断电路;(2)根据“左零右火上接地”确定最上面一根线,家庭电路中各用电器独立工作、互不影
响;(3)关闭其它所有的用电器,只开待测功率的用电器,测出电能表表盘在时间t内转过的圈数,然后根据电能表参数求出该用电器消耗的电能,然后利用P= 求出用电器的功率.
【解答】解:(1)由图甲可知,A位于干路为漏电保护断路器,当有人因操作失误而触电或用电器漏电时,切断A断开电路;(2)由图丙可知,图中最上面的一根线应该是零线;两孔插座与三孔插座的用电器可以独立工作、互不影响,则两孔插座与三孔插座是并联的;(3)①利用电能表和秒表测量空调的电功率时,应断开家中其他用电器,只让空调工作;②知道电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数,根据电能表参数“3000imp/(kW?h)”求出消耗的电能,利用P= 求出空调的电功率.
故答案为:(1)漏电保护断路器;A;(2)零;并;(3)断开家中其他用电器,只让空调工作;3000imp/(kW?h).
考点二:额定功率和实际功率的辨析与计算
1.根据如图所示的两盏白炽灯的铭牌,可以判断(? )
A.?甲灯一定比乙灯亮
B.?正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C.?正常发光时,甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍
D.?正常发光时,甲灯消耗的电能是乙灯消耗电能的4倍
【答案】C
【解析】A、说法错误,只有在额定电压下时,甲灯一定比乙灯亮,若不在额定电压下,则无法比较电功率.
B说法错误,由 知,当额定电压相等时,功率大者,电阻小,甲的额定功率是100W,大于乙的额定功率25W,故应是甲灯的电阻小.
C说法正确,正常发光时,即为在额定电压下工作,甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍.
D说法错误,消耗的电能与功率和时间有关,不知通电时间时,无法比较消耗的电能.
【分析】 根据额定功率的概念和电功率推导公式分析.
2.将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因可能是(? )
A.?灯L1额定功率较大???? ?????B.?灯L2两端电压较大?????????
C.?灯L1的电阻较大????? ????D.?通过灯L1的电流较大
【答案】C
【解析】(1)灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率。
(2)根据P=I2R和P=U2/R进行功率、电阻的比较。
(3)串联电路的电流处处相等。
【解答】串联电路的电流处处相等,如图两个灯泡是串联的,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,说明灯泡L1的实际功率大,根据P=I2R知,灯泡L1的电阻比L2的电阻大。根据U=IR知,灯泡L1两端的电压大。根据P=U2/R , 两个灯泡的额定电压相等,灯泡L1的电阻大,额定功率小。
故答案为:C
3.有两灯如图所示,L1 , L2 分别标有“15V、1A”、“10V、0.5A”的字样,其中一灯正常发光时,它们的功率之比是(  )
A.?4:3?????????????????????????B.?3:4?????????????????????????C.?5:3?????????????????????????D.?3:2
【答案】A
【解析】先判断哪一只正常发光,再次基础上对电路进行分析,利用欧姆定律和电功率公式进行计算解答。
【解答】L1额定电压是15V,L2额定电压是10V,由于两灯是并联关系,所以应该是L2正常发光,因为如果L1正常发光的话,L2两端的电压超过了额定电压10V,灯泡会损坏。
因为L2正常发光,所以L2的电功率
L1没有正常发光,先求出其电阻,
因为两灯并联,所以L1两端的电压也为10V,此时L1的电功率所以
故选:A
考点三:测定小灯泡的电功率实验解析
1.王明同学准备测量额定电压为2.5V的小灯泡在实际工作时的功率,根据已有器材,他设计好了电路原理图,并完成了实物连接。如图所示。
(1)根据实物连接图,请你在虚线框内画出与之对应的电路原理图。
(2)在某次测量过程中,闭合开关后,电压表和电流表的示数如图所示,则电压表的示数为________V,电流表的示数为________A,则此时小灯泡的功率为________W。
(3)滑动变阻器的滑片P向B端滑动后,小灯泡的电功率将________。(选填“增大”“减小”或“不变”)
(4)王明同学经过多次测量与计算后,得到了一组功率P与电压的平方U2的数据,下列各图中能正确表示P与U2的关系的是:________(设灯丝电阻不变)。
【答案】(1)
(2)1.2;0.4;0.48
(3)增大
(4)A
【解析】(1)根据实物图作图即可。
(2)看清量程读数;利用公式计算。
(3)利用公式分析。
(4)利用公式分析。
【解答】(1)画此电路图的注意事项:电源的左边是正极;滑动变阻器滑片P向右移动时,有效阻值变小;电压表测小灯泡两端的电压。其故电路图为:
(2)电压表的量程为“0—3V”,所以示数为1.2V;电流表的量程为“0—0.6A”,所以示数为0.4A;小灯泡的电功率等于它两端的电压乘以通过它的电流,。
(3)由电路图可知,滑动变阻器的滑片P向B端滑动后,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总阻值变小,电源电压不变,电路电流变大;灯泡的电阻不变,通过的电流变大,根据公式可知,电功率将增大。
(4)根据和灯丝电阻不变,故可知P与U2成正比,J结合数学知识可知P随U2的变化图线是一条过原点的直线,故A符合题意。
2.(2016?金华)做“测定小灯泡的功率”实验时,小金设计了如图所示的电路.已知电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样,滑动变阻器规格为“25Ω0.5A”
(1)试验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是________.
实验记录表
序号

电流(A)
功率(W)
灯泡亮度变化
1
2
3
(2)连接好电路后,小金将滑动变阻器滑片P移到b端,闭合开关,发现小灯泡不亮,为查找原因,他仔细检查了电路中各元件的工作状态,判断出电路既不断路,也不短路.小金做出这样判断的依据是________.21教育网
【答案】(1)电压 (2)电压表和电流表都有示数
【解析】(1)做“测定小灯泡的功率”实验时,需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流,据此分析.(2)分析电学问题时,出现电路图和实物电路时首先要分析电路(分析电路时可以根据电流的方向入手),若闭合开关,电流表无示数,且灯泡不发光,即表明电路中没有电流,说明该电路是断路;此时电压表有示数,即说明此时电压表测的不是用电器的电压,而是电源电压,故此时电压表与电源相连的部分不可能发生断路,故据此可判断出是哪一部分出现了故障.若灯泡短路,电压表示数为零.本题考查了电路故障的判断,这是我们常考的内容,也是中考重点考查的内容;平时学习时要注意多总结,多积累.21*cnjy*com
【解答】解:(1)做“测定小灯泡的功率”实验时,由P=UI可知,需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流,则录表中①所在的方格内应补写的科学量是电压;(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,小金之所以判断出电路既不断路,也不短路的依据是两表都有示数,因为若灯泡短路,电压表示数为零.所以小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过大,灯泡能够分得的电压很小所致.
故答案为:(1)电压;(2)电压表和电流表都有示数.
考点四:焦耳定律的应用与计算
1.(2016?温州)某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素,实验步骤如下:
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中,按图甲所示连接电路.
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至某一位置,记录此时电流表的读数I,通电一段时间,记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h1、△h2.
③断开开关,直至玻璃管中的液面降回各自初始位置.
④闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的读数为2I,当通电时间与步骤②相同时,记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h3、△h4,实验数据如表.
(1)步骤②中的电流表示数如图乙所示,此时电流为________安.
(2)本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响,可以控制哪些变量相同?________.
(3)小明认为:只要选择“△h1、△h2、△h3、△h4”四个量中的某两个量进行比较,就能说明“对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大”,请比较这两个量的大小关系:________.
电流大小
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶(RA=10欧)
B烧瓶(RB=20欧)
I
△h1
△h2
2I
△h3
△h4
【答案】(1)0.24
(2)电流和通电时间
(3)△h3>△h2
【解析】(1)电流表的读数,要先观察选用的量程及对应的分度值,再根据指针位置读数;(2)在串联电路中电流处处相等,串联的两个电阻同时工作、同时停止工作,通电时间相同;(3)由第一行、第二列数据,改变电流、电阻的倍数相同,观察玻璃管内液面的变化△h2、△h3的关系得出吸热关系,进而得出对电流产生热量影响较大的因素.本题为电流热效应的影响因素的实验探究题目,考查了电流表的读数方法、控制变量法的使用,以及分析实验数据得出结论的能力,有难度。
【解答】解:(1)由图可知,电流表选用的是0﹣0.6A量程,分度值为0.02A,根据指针位置可得电流I=0.24A;(2)本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响,可以控制电流和通电时间相同;(3)由第一行数据可知,通过的电流相同,使电阻变为原来的2倍,观察玻璃管内液面的变化△h2可得吸收热量的变化;由第二列数据可知,电阻相同,使通过的电流变为原来的2倍,观察玻璃管内液面的变化△h3可得吸收热量的变化;电流和电阻都是变为原来的二倍,通过比较得出△h2<△h3 , 可以得出对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大.
故答案为:(1)0.24;(2)电流和通电时间;(3)△h3>△h2 .
2.如图所示,?将一个标有“2W5V”的小灯泡L与一个阻值为5Ω的电阻R串联后接到电压为6V的电源上,小灯泡恰能正常发光.则通电1min时电阻R产生的热量是(?? )
A.?48J?????????????????????????B.?120J?????????????????????????C.?144J??????????????????????????D.?无法判断
【答案】A
【解析】由P=IU得,电路中的电流: ,则1min内电阻R产生的热量: ;故选:A
【分析】小灯泡恰能正常发光,根据 计算出电流,串联电路中各处电流都相等,即通过R的电流,最后根据焦耳定律的计算公式计算出R产生的热量.
考点五:电动机问题的综合解析
1.(2017?杭州)如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关,观察小灯泡的亮度;接着放开转轴让电动机转动,继续观察小灯泡亮度的变化(已知:小灯泡的电阻为R,电动机线圈电阻为r,电源电压为U)。由此请你回答:
(1)在电动机未转动时,t时间内电流在电路中产生的热量为________(填写表达式)。
(2)在电动机转动时,电流所做的功________电流在电路中产生的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮,你认为小金的判断正确吗?并根据学过后知识给以解释。
【答案】(1)
(2)大于
(3)不正确,不转时W总功=Q电路? UI1t=I12(R+r)t??
转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t??
故I2< I1 , 灯泡变暗
【解析】(1)在电动机未转动时,该电路为两个电阻串联的电路,根据焦耳定律的公式写出表达式; (2)(3)在电动机转动时,消耗的电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能。
【解答】(1)在电动机未转动时,该电路为两个电阻串联的电路,则此时电路中的电流为:I=; 根据焦耳定律可知,t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为: W=Q=UIt=Ut=;
(2)在电动机转动时,电流所做的功主要有两个利用:一个是转化为电动机的机械能,另一个是转化为灯泡和电动机的内能;故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功;
(3)电动机转动后,电动机会消耗一部分能量,使得电功转化而成的内能减小,故灯泡的亮度会变暗,所以小金的判断时错误的;
不转时W总功=Q电路?UI1t=I12(R+r)t?? ,
转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t?? , 故I2< I1,灯泡变暗。
故答案为:(1) ;(2)大于;(3)不正确,不转时W总功=Q电路? UI1t=I12(R+r)t?? , 转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t?? , 故I2< I1 , 灯泡变暗。
2.如图所示,当开关闭合时,电路中的电流为1A,电压表V2的示数是l0V,定值电阻R的阻值为4Ω,电动机M的线圈电阻为1Ω,不计摩擦,下列说法正确的是()
A.?电压表V1的示数为4V??????????????????????????????????????????B.?电路消耗的总功率是5W
C.?通电lmin电流通过电动机产生的热量是60J???
D.?通电lmin电动机产生的机械能是360J
【答案】C
【解析】【解答】由电路图可知,定值电阻与电动机组成串联电路,电压表V测电源电压,电压表V1测电动机电压,(1)由 可知,电阻R两端电压UR=IR=1A×4Ω=4V,电动机两端电压UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V,则电压表V1示数是6V,故A错误;(2)电路消耗的总功率P=UI=10V×1A=10W,故B错误;(3)通电1min电动机产生的热量Q=I2RMt=(1A)2×1Ω×60s=60J,故C正确;(4)通电lmin电动机产生的机械能:W机械=UIt﹣Q=6V×1A×60s﹣60J=300J,故D错误.www.21-cn-jy.com
【分析】分析清楚电路结构,然后根据串联电路特点.欧姆定律.电功率公式及电功公式分析答题.
考点过关☆专项突破
考点一:电功的计算和电能表的使用与分析
1.小柯利用该电能表测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时,测得在6min内电能表的转盘转了240转,那么这个用电器可能是(???? )
A.?台灯?????????????????B.?电热水壶?????????????????C.?笔记本电脑??????????????D.?家用电风扇
【答案】B
【解析】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法,关键是考查日常生活中常见物体的功率.
【解答】本题首先要清楚“2400r/kW?h”的物理意义:当用电器消耗1千瓦时的电能,电能表指示灯闪烁了2400次,1度=3.6×106焦,即1KW?h=3.6×106J.
解答:由题意可知:用电器所做的功W=
用电器的功率
台灯功率大约几十瓦,笔记本电脑大约100W,家用电风扇大约100W,电热水器功率大约在500W-200W
因此符合题意的只有电热水壶
2.下列选项中,正确描述电功单位的是(  )
A.?V?????????????????????????????????B.?VAs?????????????????????????????????C.?kw????????????????????????????????D.?C
【答案】B
【解析】解:A、V是电压的单位,所以A是错误的;
B、VAs是电压、电流与时间的单位,由W=UIt可知它们的积是电功的单位,所以B是正确的;
C、kW是电功率的单位,所以C是错误的;
D、C是电量的单位,所以D是错误的.
故选B.
【分析】根据我们对于电功单位的了解来作答;
电功的单位有两个:焦耳和千瓦时.
3.LED是一种半导体新型节能灯,它可以将电能的90%转化为光能(白炽灯只能将电能的20%转化为光能)。已知某LED灯在一定电压范围内的工作电流都是20mA,只是在不同的电压下发光颜色不同,如下表所示。如果将该LED灯与一定值电阻R串联后接在电压为5V的电源两端,如图,此时它发黄光,则定值电阻R的阻值是________Ω,该LED灯在此状态下工作10分钟消耗的电能为________J。2-1-c-n-j-y
【答案】160;21.6
【解析】(1)串联电路的电流处处相等,串联电路的总电压等于各部分两端的电压之和,由I=即可算出R的值;(2)已知U、I、t代入W=UIt即可算出消耗的电能。
【解答】解∵R和LED灯串联,IR=IL=20mA=0.02A,
UR=U总-UL=5V-1.8V=3.2V,R==160Ω;
(2)根据W=UIt=1.8V×0.02A×10×60s=21.6J。
4.在工业生产中,经常用热敏电阻来探测温度.如图甲所示的电路,将热敏电阻R0放置在热源内,其余部分都置于热源外,这样就可以通过电流表的示数来表示热源温度.已知电源电压是9V,定值电阻R的阻值是100Ω,热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙所示.求:

甲??????????????????? ???????????? 乙【来源:21cnj*y.co*m】
已知电流表的量程为0.03A,此电路能够测量的最高温度是多少?此时该电路在100s内电流做了多少功?
【答案】80℃ 27J
【解析】热敏电阻R0和R串联,当I=0.03A时,由欧姆定律I=? 可得:UR=IR=0.03A×100Ω=3V,所以U0=U-UR=9V-3V=6V,所以R0=? =? =200Ω,由图象得此时最高温度t=80℃;电流在100s内所做的功:W=UIt=9V×0.03A×100s=27J.
【分析】观察电路图:由串联电路特点可得U0=U-UR.先由已知条件求得UR,再求得U0,再求得R0,之后观察图象便可得出测量的最高温度.再由电功公式W=UIt求出该电路在100s内电流做了多少功.
考点二:额定功率和实际功率的辨析与计算
1.小科做作业时,电灯突然变暗,其原因可能是 (?  ? )
A.?电灯的实际电压变大???????????????????????????????????????????B.?电灯的额定电压变小
C.?电灯的实际功率变小???????????????????????????????????????????D.?电灯的额定功率变小
【答案】C
【解析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,故变暗可以从实际功率入手来分析,可能是功率变小,而实际功率与灯泡的电阻有关,故分析电阻的变化即可分析出灯泡变暗的原因。
【解答】:灯丝在长时间的工作过程中灯丝升华,导致灯丝变细,使电阻变大;在电压不变的情况下,根据P=U2/R可知实际功率变小;电灯将会变暗。
故答案为:C
2.李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”,他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡.将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后,看见灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,则关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑灯丝电阻值随温度的变化)(  )
A.?R1>R2 , P1>P2???? ????B.?R1<R2 , P1<P2????????
C.?R1>R2 , P1<P2?????? ??D.?R1<R2 , P1>P2
【答案】D
【解析】解:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,因为灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,所以L2的实际功率比L1的实际功率大.
由于两灯是串联,我们根据P=I2R可知,在电流相同的情况下,用电器的电功率与阻值成正比,所以R2>R1 .
因为两灯的额定电压U相同,根据P=可知,电功率与电阻成反比.由于R1<R2 , 所以P1>P2 .
故选 D.
【分析】由两个灯泡的亮度情况得出二者的电功率关系,然后根据P=I2R得出二者的电阻关系,最后根据P=得出二者的额定功率关系.
3.小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关.于是找来额定电流小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1,接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图甲所示的电路开始探究.
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整.
(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度.原因是他把滑动变阻器的________?.(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路.
(3)小雷排除故障后,按图乙所示的电路继续进行实验:
①闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
次数
电压/V
实际功率
电阻Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处.
(4)小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮.结合表中数?据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越________?
(5)小雷在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”.这种说法错误的原因是小雷忽略了________?对小灯电阻的影响.【来源:21·世纪·教育·网】
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”.你认为这种说法________?(选填“正确”或“错误”).
【答案】(1)解:电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连,滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱相连,如下图所示:
???
(2)A、B
(3)【解答】解:从表中数据可知,实际功率等于表中前两项之积,由P=UI可知,第二项数据为通过灯泡的电流I/A,电压的符号为U,实际功率的符号P、单位W,电阻的符号R,如下表所示:
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
(4)大 
(5)温度 ;正确
【解析】(1)电压表与灯泡并联,电流表选0~0.6A的量程且串联在电路中,注意正负接线柱的连接;滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;
(2)灯泡几乎不发光,说明电路是通路,但是电流太小,并且移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片,灯泡亮度不变,说明电路中的电阻太大,滑动变阻器又不起作用,是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路了;
(3)根据功率的计算公式P=UI可知表中缺少的物理量,然后根据功率和电阻的单位、符号进行解答;
(4)比较灯泡亮度增大时,可以判断灯泡的实际功率,因为灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定的;
(5)导体电阻大小跟导体长度、横截面积、材料、温度有关;灯丝电阻受温度影响较大,定值电阻阻值受温度影响较小,从温度上考虑;电流跟电阻和电压同时有关,L1换成定值电阻,电阻一定,可以探究电流跟电压的关系.
3.酷暑的傍晚,小聪打开空调后,发现台灯发光变暗,他猜想:开了空调,家用电器的总功率增大,总电流变大,输电线上有电阻,“分走”的电压U=IR变大,导致台灯两端的实际电压变小,实际功率变小,台灯变暗,为了验证猜想是否正确,他把所有家用电器看做一个整体,用不同规格的小灯泡来模拟这个整体,并用电压恒为3V的电源,根据图所示的电路进行了以下实验:
第1步:连接电路后闭合开关,读出电压表和电流表的示数,并记录在表格中.
第2步:分别换接两个不同规格的小灯泡重复第1步操作;
第3步:计算小灯泡的电功率并记录在表格中.
灯泡
电压/V
电流/A
电功率/W
L1
2.40
0.43
1.03
L2
2.60
0.33
0.86
L3
2.75
0.26
0.72
请你分析实验过程和数据后解答:
(1)由于每次实验小灯泡两端的电压都________?电源电压(选填“大于”、“等于”或“小于”),从而验证了电路中导线等元件有________?,会“分走”一部分电压;
(2)进一步分析可知,家用电器的总功率越大,其两端的电压就越________?,这时并联在家庭电路值的台灯就越暗;21*cnjy*com
(3)?在实际生活中,解决“台灯发光变暗”的一种方法是尽量选择________?的导线.
【答案】(1)小于 ;电阻 
(2)低 
(3)短而粗 
【解析】解:(1)数据分析:每次实验,电压表的读数都小于电源电压,说明实验中导线等其他元件也有电阻,会“分走”一部分电压;
(2)晚上7点至9点时为用电高峰期,同时使用的用电器增多,它们并联后的总电阻变小,又因用电器与输电线串联,根据欧姆定律可知,通过输电线的电流变大,两端分得的电压变大,用电器分得的电压减小,实际功率减小,所以灯泡变暗一些;反之到了11点以后同时使用的用电器减少,通过输电线的电流变小,两端分得的电压变小,用电器两端分得的电压变大,实际功率变大,灯泡变亮一些.
(3)当导线的材料一定时,导线越短、越粗,导线的电阻越小,由Q=I2Rt可知,导线消耗的电能越少.
故答案为:(1)小于;电阻;(2)低;(3)短而粗.
【分析】(1)分析表中数据得出结论;
(2)家庭用电器都是并联,并联的越多,总电阻会越小,电路中的电流越大,这样会导致输电线分担电压增多,导致用电器得到的电压减小,功率减小;
(3)导线电阻与导线的材料、长度以及横截面积有关.
考点三:测定小灯泡的电功率实验解析
1.在测量小灯泡电功率的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.要求:当滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路的电阻变大;连线不得交叉.
(2)小宇同学闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数(如图乙所示)为________?V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V.
(3)小宇同学继续移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U关系图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是________?W,还可以得出:小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)小叶同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出她在实验中两个操作不当之处是:①________;②________.
【答案】(1)
(2)2.2;B
(3)0.5;增大
(4)连接电路时开关没有断开;连接电路时滑片没有置于最大阻值处
【解析】(1)根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程,根据题目要求确定滑动变阻器的接法,把电流表、滑动变阻器串联接入电路.(2)由图示电压表确定其量程与分度值,读出电压表示数,根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系,根据电路图确定滑片的移动方向.(3)由图象求出灯泡额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率;根据灯泡电流随电压的变化关系,由P=UI判断灯泡实际功率如何随电压变化.(4)连接实物电路时,开关要断开,滑动变阻器滑片要移到阻值最大位置处.
【解答】解:(1)灯泡正常发光时电流约为I= = =0.25A,则电流表选0~0.6A量程,当滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路的电阻变大,则滑动变阻器应接右下接线柱B,把电流表、滑动变阻器串联接入电路,电路图如图所示.(2)由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V量程,分度值是0.1V,其示数为2.2V,小于灯泡额定电压,要测量小灯泡的额定功率,应减小滑动变阻器分压,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡两端电压变大,由电路图可知,应把滑动变阻器的滑片P向B端移动,使电压表的示数为2.5V.(3)由I﹣U图象可知,灯泡额定电压2.5V所对应的电流是0.2A,灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;由I﹣U图象可知,随灯泡电压的增大,灯泡电流增大,灯泡实际功率P=UI增大.(4)连接好最后一根导线,灯泡立即发光,说明连接电路时,没有断开开关;灯泡发出明亮耀眼的光,说明电路电流很大,电路电阻很小,连接电路时,滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处.故答案为:(1)电路图如图所示;(2)2.2;B;(3)0.5;增大;(4)①连接电路时开关没有断开;②连接电路时滑片没有置于最大阻值处.
2.在一次测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中(电源由三节新干电池串联组成),聪明而粗心的小马连接了如图A所示的电路,同组的小王发现电路连接有错.问:
(1)如果闭合开关,电流表是否会损坏?________.
(2)小王主张拆了以后重新连接,小马眼珠一转,只需改动一根导线的连接就能测量小灯泡的额定功率.请你在答题卷实物图,将要改动的那根导线打“×”,并画出正确的接法.21cnjy.com
(3)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
耀眼
明亮

较亮
较暗
微光
不亮
不亮
电压U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
电流I/A
0.32
(图B所示)
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
分析实验数据可知:
①第2次实验时,电流表的示数如图B所示,则灯的额定功率为________.
②第7、8两次实验中,灯泡不亮的原因是________.
③断电一段时间后,灯丝的电阻可能是________Ω.
【答案】(1)不会
(2)解:将灯泡与电阻R左端连线去掉,改接在电源负极,如图所示:
(3)0.75W;加在灯泡两端的实际电压太低,其实际功率太小;1
【解析】(1)根据电路的连接情况和电压表的内阻很大和电流表的内阻很小分析;(2)根据电压表应并联在灯泡两端,电流表串联在电路中,修改电路.(3)①由表中实验数据求出灯泡额定电压对应的电流,然后由P=UI求出灯泡额定功率;②如果灯泡实际功率如果太小,将不足以引起灯泡发光;③灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,根据表中实验数据求出灯泡电阻阻值,然后答题.21世纪教育网版权所有
【解答】解:(1)电压表串联在电路中,能测量电源电压,故有示数,但电压表的内阻很大,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流会很小,所以电压表、电流表都不会损坏,(2)将灯泡与电阻R左端连线去掉,改接在电源负极,如图所示:
;(3)①由表格中数据可知,灯泡两端的电压U=2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,
则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.②由表中实验数据可知,7、8两次实验,灯泡电压与电流很小,灯泡实际功率很小,由于灯泡实际功率很小不足以引起灯泡发光,所以灯泡不亮.③由表中第8组实验数据可知,此时灯泡电阻R= = =2Ω,灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,小灯泡在断电一段时间后,灯丝温度降低,灯泡电阻阻值减小,则灯泡电阻可能是1Ω.故答案为:(1)不会.(2)见上图.(3)①0.75W;②加在灯泡两端的实际电压太低,其实际功率太小;③1.
3.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,使用用如图甲所示的电路,其中电源电压保持6 V不变,小灯泡额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。21·cn·jy·com
(1)为能顺利完成该实验探究,下列四种规格的滑动变阻器应选用? ????。
A.?“10Ω 0.2A”的滑动变阻器???????????????????????????????B.?“10Ω 0.5A”的滑动变阻器?
C.?“20Ω 0.2A”的滑动变阻器???????????????????????????????D.?“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(2)电路连接完成后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是:________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置时,发现电压表的示数如图乙所示;此时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向________端移动.(选填: “A”或“B”)。 21教育名师原创作品
(4)多次测量,得出通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示。分析图像可知:该小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为________W。灯丝电阻受温度的影响情况是________
【答案】(1)D
(2)小灯泡断路
(3)B
(4)0.7;温度越高,灯丝电阻越大
【解析】(1)知道灯泡额定电压和电阻,求出灯泡额定电流.滑动变阻器与灯泡串联.根据测量电路电压特点,求出灯泡正常工作时,滑动变阻器的电压,求出滑动变阻器的电阻;
(2)根据灯泡的明暗情况和电流表的示数检查电路故障,找出故障然所在;
(3)根据串联电路电流及电压的特点和滑动变阻器的使用方法判断;
(4)①P=UI的应用;
②影响电阻大小的因素:电阻丝的材料、长度、横截面及温度。
【解答】解:(1)灯泡正常工作时,灯泡的额定电流:IL=≈0.2A,
滑动变阻器的电压及电流分别为3.5A、0.2A,其阻值RP==17.5A,所以应选D;
(2)小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,说明电流通过开关、滑动变阻器、电压表、电流表,无电流通过灯泡,所以灯泡断了;
(3)由图知L两端的电压为2.2V,要增大它两端电压,必须减小滑动变阻器的电压,即减小滑动变阻器的阻值,所以滑动变阻器的滑片向B端移动;
(4)①由P=UI得滑动变阻器的功率为:P=UI=3.5V×0.2A=0.7W;
②灯丝电阻主要受温度的影响,温度越高,灯丝电阻越大。
故答案为:(1)D;(2)小灯泡断路;(3)B;(4)0.7;温度越高,灯丝电阻越大。
4.为进行节能灯和白炽灯耗能情况的比较研究.
(1)小明和小华打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光.接着他们找到了小明家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过________?W.?
(2)他们以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,1min中内电能表指示灯闪烁了50次,根据该数据可算出小明家电路中电流做功的功率为________?W.
(3)小明感到此结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是_______
A.?小明家的节能灯比较特殊,功率很大??????B.?小明在时间测量中存在一定的误差
C.?小明没有关闭其他的用电器??????????????????????D.?小明在计数存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,因而无法计算节能灯电功率,于是他们各自提出不同的实验方案:
小明的方案:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;
小华的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率.
你认为________?(选“小明”或“小华”)的方案更合理.
(5)小华按自己方案操作,以指示灯某次闪烁开始计时,并记为第1次,到指示灯闪烁第4次结束计时,刚好360s,则小明家节能灯的电功率________?W.若该节能灯与60W的普通白炽灯亮度相同,则该节能灯与亮度相同的白炽灯相比,可以节约________?%的电能.
【答案】(1)8.8×103 
(2)1000
(3)C
(4)小华 
(5)10;83.3 
【解析】解:(1)据电冰箱的表盘参数可知,家中用电器的总功率不能超过
P大=UI=220V×40A=8.8×103W;
(2)1min中内电能表指示灯闪烁了50次,故闪烁50次消耗的电能W=kW?h×50=kW?h;
电功率P===1kW=1000W;
(3)节能灯的功率大约十几瓦,所以此时计算出的结果为1000W,故相差很大,所以据实际情况分析可知,很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的,故选C;
(4)据实际情况可知,若是节能灯的功率很小,所以即使是工作3min,所消耗的电能仍然是很少的,所以也有可能闪烁不了几次,故不好记录;
故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的,所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理,故小华的方案更合理;
(5)此时消耗的电能是:W′=kW?h×3=kW?h;
故此时节能灯的电功率P===0.01kW=10W;
节能灯泡可以节约电能的百分比:
η=×100%=×100%
=×100%=×100%≈83.3%.
故答案为:(1)8.8×103;(2)1000;(3)C;(4)小华;(5)10;83.3.
【分析】(1)已知电能表的额定电压和标定电流,根据公式P=UI可求电路的最大功率;
(2)已知电能表每消耗1kw?h的电能,转盘就转过2500r;可求转动5r消耗的电能;根据公式P=求出电功率;
(3)节能灯的功率大约十几瓦,所以此时计算出的结果为1000W,故相差很大,所以据实际情况分析可知,很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的;
(4)据实际情况分析即可判断;
(5)知道电能表闪烁3次的时间刚好360s,故结合电能表的名牌可以计算出节能灯的电功率;
根据W=Pt表示出白炽灯消耗的电能和节能灯消耗的电能,两者之差即为节约的电能,节约的电能与白炽灯消耗的电能之比即为节约电能的百分比.
考点四:焦耳定律的应用与计算
1.要使一个电热器在单位时间内放出的热量减少一半,应该(?? )
A.?使通过电热器的电流减少一半????B.?使加在电热器两端的电压减少一半
C.?使电热器的电阻减少一半????????????D.?使加在电热器两端的电压和它的电阻都减少一半
【答案】D
【解析】【解答】A、由 可得,电阻不变,电流减半时,电流产生的热量将变为原来的1/4;
B、由 可得,电阻不变,电压减半,电流产生的热量将变为原来的1/4;
C、由 可得,电压不变,电阻减半时,电流产生的热量将变为原来的2倍;D、由 可得,电阻和电压均减半时,电流产生的热量将变为原来的 1/2.故选D.
【分析】纯电阻电路中电阻产生的热量和电流所做的功相等,计算公式通用,选择合理的电功率公式逐项分析即可得出结果
2.如图是高、中、低“三档”电热器(R1>R2)的工作电路,如果将电热器调至高温档工作,应该闭合________开关;如果调至中温档工作,已知电源电压为U,通电时间为t,则它产生的热量的表达式:________。
【答案】S、S1、S2;
【解析】由电路图可知,当开关S、S1、S2闭合时,两电阻并联,根据电阻的并联特点可知,此时电路中的总电阻最小,由 可知,此时电热器的电功率最大,处于高温档位;
当闭合开关S、S2闭合时,电路中只有R2工作,因为R1>R2,所以由 可知,此时电热器处于中温档位,t内产生的热量: 。
故答案为:S、S1、S2;
【分析】根据 可知,在电源的电压不变时,要调到电热器的高温档位,应使电路中的总电阻最小,根据电阻的并联特点可知两电阻并联时电路中的总电阻最小,据此判断需要闭合的开关;当电路中只有R2工作时,电热器处于中温档位,根据焦耳定律求出通电时间为t内产生的热量。
3.研究电热跟哪些因素有关的实验中,甲乙两个烧瓶内的煤油质量相等,把两根电阻丝串联连接的目的是________,通电一段时间后,甲烧瓶中煤油温度上升了5摄氏度,乙烧瓶中煤油温度上升了3摄氏度,则甲乙两根电阻丝的阻值之比是________.
【答案】控制电流相同;5:3
【解析】电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,为了研究电流与导体电阻的关系,要控制通过的电流和通电时间不变;
由Q=cm△t和Q=I2Rt计算两电阻丝的电阻比.
【解答】解:根据串联电路各处的电流相等可知,将两根不同的电阻丝串联起来接入电路,主要是为了控制电流相同,从而探究电热与电阻的关系;
电阻丝产生被煤油吸收,即Q放=Q吸 ,
即:I2Rt=cm△t,所以有: = ,
所以: = = = .
故答案为:控制电流相同;5:3.
4.小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时,电流的热效应与电阻的关系”,其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
(1)请用笔画线代替导线,把电路连接完整。
(2)电流产生热量的多少不易直接测量.因此在这个实验中是通过________显示电流产生热量的多少。
(3)在这个实验中,除了控制电压一定外,还要控制的量有________(写出一个即可得分)。 www-2-1-cnjy-com
(4)根据所学知识可知,在相同时间内________瓶内的电阻丝放出的热量较多(填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)
(2)温度计示数的变化
(3)煤油质量相同、初温相同、电流大小相同
(4)甲
【解析】此题主要通过实验考查了探究了“电压一定时,电流的热效应与电阻的关系”,考查了学生对电路的设计、控制变量法及转化法的应用。要探究“电压一定时,电流的热效应与电阻的关系”,需要使两个电阻并联,确保电压相等,滑动变阻器串联在电路中起保护电路的作用.在连接滑动变阻器时,注意“一上一下”的接线原则。实验中将电阻丝产生热量的多少转换为温度计示数的变化。在做此实验时,要注意控制变量法的应用。煤油的量相等,通电时间相同,煤油的初温相同。在电压一定时,电阻越小,产生的热量越多。根据公式很容易比较出产生热量的关系。
【解答】(1)因为电压一定,所以两电阻并联,滑动变阻器串联在干路中。如图所示
(2)实验中通过温度计升高的示数来判断产生热量的多少;
(3)此实验充分显示了控制变量法的应用.注意控制煤油质量相同、初温相同、电流大小相同;
(4)根据公式得,在电压一定时,电阻越小,产生的热量越多。因为甲导线是铜的,电阻很小,所以甲瓶内放出的热量较多。【版权所有:21教育】
故答案为:(1)如图所示;(2)温度计示数的变化;(3)煤油质量相同、初温相同、电流大小相同;(4)甲。
考点五:电动机问题的综合解析
1.(2014·杭州)加在某电动机上的电压是U ,电动机消耗的电功率为P ,电动机线圈的电阻为r ,则电动机线圈上消耗的电热功率为(??????? )
A.?P?????????????????????????????B.???????????????????????????????C.???????????????????????????????D.?P-
【答案】C
【解析】【分析】电动机消耗的电功率为P=UI,发热功率P热=I2r。对于电动机电路区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路,可从从能量转化的角度理解电能全部转化内能时,是纯电阻电路;电能转化为内能和其他能时,是非纯电阻电路。2·1·c·n·j·y
【解答】电动机消耗的电功率为P,加在电动机上的电压是U,故电流为:I=
发热功率:P热=I2r=
故选:C。
2.用一台直流电动机提升质量为200kg的重物,读得并联在电动机两端电压表读数为220V,串联在电动机电路中的电流表读数为5A,若此电动机在8s内能将重物提升4m,则此电动机的电阻和效率为(g=10N/kg,不计摩擦损失的能量)(?? )
A.?44Ω 、 91%????????????B.?4Ω?、? 91%?????????????C.?1.2Ω?、 72.7%????????????D.?12Ω?、 72.7%
【答案】B
【解析】(1)电流通过直流电动机做功,消耗电能(W电=UIt)转化为机械能(W机=mgh)和内能(W内=I2Rt),可求转化为的内能大小,再根据W内=I2Rt求电动机线圈的电阻;(2)知道了消耗的电能(总能量)和转化的机械能(有用能量),利用效率公式求直流电动机工作时的机械效率.
【解答】解:(1)在8s内电流通过直流电动机做功(消耗电能):
W电=UIt=220V×5A×8s=8800J,
在时间8s内得到的机械能:
W机=Gh=mgh=200kg×10N/kg×4m=8000J,
在时间8s内,在电动机线圈的电阻转化的内能:
W内=I2Rt=W电﹣W机=8800J﹣8000J=800J
所以R= = =4Ω;(2)电动机的效率:
η= ×100%= ×100%≈91%.
故选B.
3.现在电动自行车、电动汽车逐渐普及,它们都采用电动机来获得动力.某直流电动机的铭牌上标有“220V5.5kW”,电动机线圈的电阻为0.4Ω。 21·世纪*教育网
(1)电动机的工作原理是什么?
(2)该电动机正常工作1h,消耗多少电能?电动机线圈产生多少热量?
(3)在工作过程中,电动机因故障卡住无法转动,很快就闻到焦糊味道,请你从能量转化角度解释这个现象。
【答案】(1)通电导体在磁场中受到力的作用
(2)9×105J
(3)线圈卡住无法转动,电能无法转化为机械能.消耗的电能全部转化为内能,因此产生大量的热,温度迅速升高。
【解析】通电导线在磁场中受到磁场力的作用而转动;由W=Pt求出电动机消耗的电能,由电功率的变形公式求出电动机正常工作时的电流,然后由电功公式求出线圈产生的热量;电动机被卡住,电路电流很大,线圈发热功率较大,会损坏电机。
【解答】(1)通电导体在磁场中受到力的作用;(2)电动机消耗的电能W=Pt=5.5kW×1h=5.5kW?h,由 得,电动机正常工作时的电流: ,
线圈产生的热量Q=I2Rt=(25A)2×0.4Ω×3600s=9×105J;(3)线圈卡住无法转动,电能无法转化为机械能,消耗的电能全部转化为内能,因此产生大量的热,温度迅速升高。
4.电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具.它可以电动骑行,亦可以脚踏骑行.电动骑行时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力.
(1)电动机的工作原理是:________;
(2)某电动自行车蓄电池的供电电压为24V.若该电动自行车包括载人共重1000N,匀速行驶时所受阻力为总重的0.03倍,而这时供电电流为l0A,电能转化为机械能的效率为75%,自行车前进的速度为 ________m/s.
【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动(2)6
【解析】(1)电动机的工作原理是:通电线圈在磁场中受力转动.(2)电动自行车蓄电池的供电电压U=24V,供电电流I=l0A,电池的输出功率P=UI=24V×10A=240W,
电能转化为机械能的效率η=75%,电动自行车的机械功率

电动自行车包括载人共重G=1000N,匀速行驶时所受阻力f=0.03×1000N=30N,
电动自行车的牵引力F=f=30N,
电动自行车的功率: ,
自行车前进的速度: .
【分析】本题主要考查以下内容:(1)电动机的工作原理;(2)根据公式P=UI计算电池的输出功率;(3)利用机械效率η计算电动自行车的机械功率;(4)利用公式 转换功率、牵引力及行驶速度之间的关系式.