2011年九年级（上）科学第三章《能量的转化和守恒》电学

2011年九年级（上）科学第三章《能量的转化和守恒》电学
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1.电学公式：
I=U/R
P=UI=U2/R =I2R(后面两条为纯电阻成立)
W=UIt=(U2/R)* t=I2Rt (后面两条为纯电阻成立)
2.串联电路特点： I总=I1=I2 R总=R1+R2 U总=U1+U2
3.并联电路特点： I总=I1+I2 R总=R1R2/ R1+R2 U总=U1=U2
4.无论并联还是串联，电路消耗总功率等于各用电器消耗的电功率之和。即P=Pl+P2
5.在串联电路除电流之外，其余的量都与电阻成正比。在并联电路除电压之外，其余的量都与电阻成正比。
基础训练：
1．把Ｒ１和Ｒ２串联后接到电压为12伏的电路中，通过Ｒ１的电流为0.2安，加在Ｒ２两端的电压是4伏．试求：
　?（1）Ｒ１和Ｒ２的电阻各是多少
　?（2）如果把Ｒ１和Ｒ２并联后接入同一电路（电源电压不变），通过干路的电流是多少
2．如图132所示电源电压不变，闭合开关后，用电器Ｒ１、Ｒ２均正常工作．已知Ｒ１的额定功率为1.5瓦，电流表Ａ１的示数为0.5安，电流表Ａ２的示数为1.5安．根据以上所给的条件，你最多可以求出几个与该电路有关的物理量 并逐一列式计算出这些物理量．
3．如图134中，电源电压为10伏，灯Ｌ１、Ｌ２上分别标有“12Ｖ36Ｗ”、“12Ｖ24Ｗ”字样．求：
　?（1）当开关Ｓ１、Ｓ２均闭合时，电流表、电压表的示数分别为多少
　?（2）当开关Ｓ１断开时，电流表、电压表的示数又是多少
4．如图137所示，有两个阻值分别为20欧、30欧的电阻串联在电路中．请你任意补充一个条件，提出问题，然后解答．（至少选择两种做法，但要求每次补充不同类型的条件，提出不同的问题）
　?
5．如图138所示，Ｒ１和Ｒ２为两个定值电阻，Ｒ２是Ｒ１的ｎ倍，小灯泡Ｌ上标有“6V3Ｗ”的字样，Ｓ为单刀双掷开关．当Ｓ与点ａ接通时，小灯泡正常发光；当Ｓ与点ｂ接通时，小灯泡消耗的功率为额定功率的四分之一．
　?（1）若ｎ为小于5的正整数，试通过计算说明ｎ的可能值．
　?（2）试求ｎ取以上可能值时，Ｒ１和Ｒ２相应的阻值．
中考链接
1.（09浙台）30. 在“测定额定电压为2.5伏小灯泡功率”的实验中。
（1）右图中电路连接尚未完成，E应与滑动变阻器的 ▲ 接线柱相连接，F接线柱应与电压表上标有 ▲ 的接线柱相连。D或C 3
（2）调节滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3安，则小灯泡的额定功率是 ▲ 瓦。0.75
（3）小柯在实验中有下列操作：
①读出电流表的示数
②移动变阻器滑片到阻值最大的位置上，
再闭合开关
③断开开关，连接电路
④测量并记录数据，计算小灯泡的额定功率
⑤移动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5伏
其合理的顺序为 ▲ ④。③②⑤①（最后出现④也可。少答一个或错答一个均不得分）
2.（2010．浙江宁波）28．在做“测定小灯泡的电功率”实验时，选用的器材有电压为6V的电源，额定电压为2．5V的小灯泡，以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。下图是没有连接完的实物电路。
(第28题图)
(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。
(2)连好电路闭合开关，发现电压表指针偏转很小，其原因可能是 ▲ (写出一种即可)。
(3)经适当调整后，闭合开关，移动滑片P到某处，发现电压表的示数为2．2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 ▲ 端滑动。
(4)通过移动滑片P，测得多组数据，绘制成U - I，图像如上图。据此可计算出小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率是 ▲ W(设电源电压保持不变)。
3.（2010．浙江温州）37.现有两个电阻U和Uo，U为标准电阻（阻值不变），Uo的阻
值会随温度的升高而减小。它们的电流随电压的变化曲线如图甲所示。小明将两个电阻
连接成如图乙所示的电路进行实验研究，实验过程中电源电压保持不变。
(1)据图甲可知，标准电阻U的阻值是▲欧。
(2)实验过程中，当Uo的温度升高时，电压表的示数会如何改变？ ▲。
(3)实验过程中，当电压表的示数为4伏时，电阻Uo消耗的电功率是多少瓦？
4.（2010．浙江嘉兴）37．2010年世博会全面使用一种名叫LED灯的新型节能灯。使用LED灯比旧式灯泡节能90℅，
且发出光的颜色会随电压的变化而变化（见下表）。图乙是世博会的吉祥物——“海宝”，夜晚在LED灯的照射下，能呈现出不同的颜色，形象十分可爱。
（1）根据表中数据，当LED灯发出红光时，消耗的电功率是 ▲ 瓦。
（2）把一个LED灯接入如上图甲所示的电路中，已知电源电压为5伏且保持不变，电阻U为90欧姆。闭合开关后，毫安表（比安培表更精确的电流表）的读数为20毫安，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
（3）有一座“海宝”的质量为2.0×103千克，与水平地面的接触面积为0.4米2，求此“海宝”对地面的压强（g取10牛/千克）。
37．（1）0.036（2分）
（2）由I= U/U得 UU=IU=0.02A×90Ω=1.8V…（1分）
ULED=5V-1.8V=3.2V （1分）
查表得 LED灯发出蓝光。（1分）
（3）F=G=mg=2.0×103千克×10牛顿/千克=2.0×104牛（1分）
P ==（1分）
=5×104帕（1分）
答：（2）此时LED灯发出蓝光，（3）此“海宝”对地面的压强5×104帕。
5.（09浙丽）36. 小明家住农村，他家的厕所离房子有一段距离，家人上厕所前都要带上手电筒，很不方便，若灯整夜开着又很浪费电。他想利用所学的知识对厕所的照明电路进行适当改装，将“220V 40W”的灯泡、阻值为990Ω的电阻和开关S、S1连成如图所示的电路。天黒后，S处于闭合状态，当无人入厕时，开关S1断开，此时灯较暗，但能起到指示作用；当有人入厕时，闭合开关S1，灯泡正常发光，起到照明作用。
（1）当S、S1都闭合时，电阻U处于 ▲ 状态（填“短路”、“断路”或“通路”）；
（2）当灯起指示作用时，通过电阻U的电流是多少安？
（3）通过计算说明无人入厕时和有人入厕时，电路消耗的功率哪个大？
36.（1）短路 （2分）
（2）当灯起指示作用时，U与L串联
UL=UL2/PL=(220V)2/40W=1210Ω ………………………1分
U总=U+UL=990Ω+1210Ω=2200Ω …………………………1分
通过U的电流
I=U/U总=220V/2200Ω=0.1A …………………………………………1分
（3）无人入厕时，U与L串联，电路中消耗的总功率为
P1=UI=0.1A×220V=22W ……………………………………………1分
有人入厕时，L正常发光，电路中消耗的总功率为
P2=PL=40W ……………………………………………1分
∵P1＜P2
∴有人入厕时，电路中消耗的功率大 ………………………………………1分
答:略
6.（09浙宁）36．发光二极管(LED)具有高亮度、低能耗等优点，将在我市推广使用。如图甲所示是LED的实物图和元件符号。
把一个额定电压为3V的LED接人电源电压恒为4.5V的电路，如图乙所示。
(1)闭合开关S，LED发光；断开S，改变电源的正负极后闭合S，LED却不发光，可见，LED具有
(填“单向”或“双向”)导电性；
(2)移动滑片P，测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示。当该LED正常工作时，消耗的电功率多大 此时变阻器U’接人电路的阻值多大
7.（2011杭州卷）34.(7分）在计算电动机工作时所消耗的电功率时，小杰和小施产生了不同意见。小杰利用公式P=IU计算电动机所消耗的电功率，小施利用P=I2U来计算电动机所消耗的电功率。（已知：电动机线圈电阻为U，电动机工作时两端的电压为U,通过电动机的电流强度为I)
(1)请你判断这两位同学计算电动机所消耗的电功率的方法是否正确，并说明理由。
(2)求这台电动机在时间t内，电动机线圈产生的热量。
(3)求电动机在时间t内所做的机械功。
34.(1)小杰正确，小施不正确，因为P=I2U是线圈的发热功率，而电动机正常工作时电能没有全部转化为内能，所以利用P=I2U来计算电动机所消耗的电功率是不正确的
(2)Q=I2Ut
(3)W机=W电-Q=UIt- I2Ut
8.(2009浙教杭)37. (8分）如图1所示电路是在环境温度为10 0C左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。 箱内电阻Ul=5kΩ,U2为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图2所示，电源电压为12V.当电压鉴别器的两接入点a,b间的电压Uab小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当Uab大于4V时，鉴别器将使S断开，停止加热。
(1)、从图2中读出环境温度为150C时的热敏电阻U2为 kΩ。
(2)、通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？
(3)、若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施？
（1）、25kΩ (2)当U=2V时 I1=U1/U1=2V/5 kΩ =0.4mA
U2=U2/I2=U2/I1=(12V-2V)/0.4mA =25 kΩ
当U=4V I1=U1/U1=4V/5 kΩ =0.8mA
U2=U2/I2=U2/I1=(12V-4V)/0.8mA =10 kΩ
计算后查图2可得温度范围为15℃≤t≤55℃
(3)、Uab原本的控制点2V调成大于2v 4V调成小于4V
如2.5V和3.5V
9．张明得到一个旧电热暖手器，铭牌上表示额定值的字样中，能看清的只有“24Ｗ”这几个字，为了能正确地使用这只电器，他找来一只标有“600Ω 0.4Ａ”字样的电阻．他将电阻、电热暖手器和开关串联起来接到家庭电路中，然后进行如下的实验和观察：将开关接通后，电能表在5分钟内恰好转动411转；断开开关后，电能表在3分钟内恰好转动240转．已知他家电能表上标着3000Ｒ／ｋＷｈ（表示每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转3000转），家庭电路的电压为220伏，在张明做实验的时间内，家中其他用电器用电情况没有变化，假定电热暖手器和电阻的阻值都不随温度变化．求：
　?（1）电热暖手器的额定功率是多少
　?（2）除做实验的支路外，张明家3分钟用电多少千瓦时
　?（3）电热暖手器和电阻支路的电功率是多少
　?（4）电热暖手器的额定电压是多少 （此项结果四舍五入到整数）
10．如图151所示，一只标有“8Ｖ4Ｗ”的灯泡Ｌ与一只滑动变阻器Ｒ串联．当开关Ｓ闭合后，已知滑动片Ｐ在ｂ点时，电压表Ｖ的示数为12Ｖ；当滑动片Ｐ从ｂ点滑到ａ点时，电路中电阻值增大了6欧．求：
　?（1）滑动片Ｐ在ｂ点时，灯泡的电阻值及通电3分钟灯泡消耗的电能．
　?（2）滑动片Ｐ在ａ点时，灯泡的实际功率多大 （灯泡灯丝电阻保持不变）
图137
图138
A
B
C
D
E
F
第30题图
mA
R
LED灯
甲 （第37题图） 乙
S
LED灯两端电压（V） 流过LED灯电流( mA) LED灯的颜色
1.8 20 红
2.4 20 黄
3.2 20 蓝
图151