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2014-2015学年湖北省天门市九年级(上)期末物理试卷 (1)

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2014-2015学年湖北省天门市九年级(上)期末物理试卷

一、选择题(本大题共11小题,第1~7题每小题只有一个选项符合题意,每题2分;第8、9题有两个或两个以上的选项符合题意,每小题2分;对第8、9题,每小题全部选对的得3分,选对但不全的得1分,错选不得分.本大题共24分.) 1.(2分)(2014秋•天门期末)一台四冲程汽油机的飞轮转速为4800r/min,则该汽油机每秒钟内活塞往复运动的次数和对外做功的次数分别是( )

A.80次和20次 B.40次和40次 C.40次和20次 D.80次和40次 2.(2分)(2014秋•天门期末)如图所示,烧瓶内盛有少量水,给瓶内打气,水蒸气推动瓶塞跳出,水蒸气膨胀做功时( )

A.内能增加,温度升高,在瓶内变成白色空气 B.内能减少,温度降低,在瓶内液化成小水滴 C.内能增加,温度降低,在瓶内凝成小水滴

D.内能减少,温度降低,在瓶内变成白色水蒸气 3.(2分)(2014秋•天门期末)关于能量的转化和转移,下列说法错误的是( ) A.电池充电,电能转化为化学能

B.暖瓶塞被热气冲开,机械能转化为内能 C.电灯发光,电能转化为光能

D.摩擦生电,机械能转化为内能 4.(2分)(2014秋•天门期末)小海在学习电流表的使用时,连入电路前首先对电流表(如图所示)进行观察,得出以下几个结论,你认为不正确的结论是( )

A.此时通过该电表的电流一定是0.5A B.该电流表为一个双量程电流表

C.当使用0~3A的量程时,分度值为0.1A D.在使用该电表之前应对该电表进行校零 5.(2分)(2014秋•天门期末)如图甲是测量电压的电路图,闭合开关时,图乙、丙是两个电表指针的指示情况,则L1、L2两端的电压分别是( )

A.0.5V和2.5V B.0.5V和12.5V C.2.5V和12.5V D.2.5V和2.5V

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6.(2分)(2008•南昌)如图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的方案是( )

A. B. C. D.

7.(2分)(2014秋•天门期末)如图所示的电路中,发现每个电表都有一定的示数,向左移动变阻器的滑片,则( )

A.电流表A1示数减小,电流表A2和电压表V示数增大 B.电流表A1、A2示数减小,电压表V示数增大 C.电流表A1、A2和电压表V示数都减小 D.电流表A1、A2和电压表V示数都增大

8.(3分)(2014秋•天门期末)电灯L1和L2它们的额定功率相等,而额定电压U1>U2(不考虑灯丝电阻变化),下列说法正确的是( )

A.它们正常发光时I1>I2 B.它们串联使用时P1<P2 C.它们的电阻R1<R2 D.它们并联使用时P1<P2 9.(3分)(2014•沙洋县模拟)下列几种情况,符合安全用电原则的是( )

A.使用试电笔B.电视天线与电线接触

C.接线盒中开关和三孔插座的接线图D.在高压输电线下放风筝

10.(3分)(2014秋•天门期末)实验室的小灯泡L上标有“2.5V”的字样,它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示,下列说法中正确的是( )

A.灯泡的额定电流为0.2AB.灯泡L正常发光时的电阻为10ΩC.灯丝的电阻随电压的增大而减小D.灯泡的额定功率为0.625W

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11.(3分)(2014秋•天门期末)某些金属导体在温度降到某一值时,电阻为零,这种现象称为超导现象.假如白炽灯的灯丝,电动机的内线圈,电饭锅内的电热丝,高压输电线都用超导材料制作,当通电时,这些导体的电阻变为零,下列说法正确的是( )

A.白炽灯仍能发光且更省电B.电动机仍能转动且效率更高

C.电饭锅仍能煮饭且效率更高D.高压线仍能输送电且效率更高

二、填空题(本大题共5小题,其中12~14小题各2分,第15、16小题各4分,共14分) 12.(4分)(2014秋•天门期末)同学们过春节都喜欢放鞭炮,其中有一种“甩鞭”,不需用火点燃,只要稍用力将它摔向地面,鞭炮就可以炸响.鞭炮与地面发生碰撞时,通过 方式,使它的内能 (选填“增大”或“减小”),从而引发火药爆炸的. 13.(4分)(2008•厦门)有A、B两个带电体,若A与B相互排斥,而A又与带负电的C相互吸引,那么A一定带 电,B与C一定能相互 .

14.(8分)(2014秋•天门期末)如图所示,通过改变S1、S2、S3的通断可以改变电路的连接方式.要使灯L1和灯L2串联,应 ;要使灯L1和灯L2并联,应 .(以上两空填开关的闭合情况)

15.(8分)(2014秋•天门期末)电阻R1=40Ω,R2=10Ω,电源电压5V恒定,若将它们串联接在电源上,R1的功率为 W.若将它们并联接在电源上,1min它们生的热量为 J. 16.(8分)(2014秋•天门期末)如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图象.由图象可知,电阻R的阻值为 Ω,若将它们串联接在电路中,当通过电路的电流为0.15A时,电源电压为 V.

三、作图与实验题(本题共5小题,其中第29/30题2分,第31题5分,第32题6分,第33题7分,共22分) 17.(2分)(2014•兰州)一间教室要安装2盏“220V 40W”的电灯和一个插座,要求开关S控制两盏灯,且每盏灯都能正常发光,请按以上要求将图中元件用笔画线代替导线连接起来.

18.(2分)(2014秋•天门期末)如图是在甲、乙两地架设的两条输电线,导线每米的电阻为R.现在输电线某处发生了短路,为了确定短路的位置,给你电源、电压表、电流表和一些导线,请你用笔画线代替导线,连接出可以测定短路处的电路图.

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19.(5分)(2014秋•天门期末)在做“观察水沸腾”的实验时,

(1)第一小组用的是如图甲所示的装置,该装置中有一处明显的错误,请指出该错误是 .

(2)第二、三两组同学选用相同的实验装置完成实验,他们分别绘制的温度随时间变化的图象如图乙所示.如果操作和实验器材均无问题,则分析图象可知:当时的大气压 (选填“>”“<”或“=”)1标准大气压;两组同学得到b、c两种不同的图象的原因可能是水的 不相同.

20.(6分)(2014秋•天门期末)同学们用如图所示的器材探究电压一定时,电流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)请你用铅笔代替导线,把电路连接完整.

(2)实验中是通过 显示电流产生热量多少的.

(3)在这个实验中,除了控制电压一定外,还要控制的量有 .

(4)在这个实验中,若两个电阻丝的通电时间相同,则 瓶内温度计的示数升高的多.

21.(7分)(2014秋•天门期末)在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中,电路连接如图甲所示.

(1)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数,但电压表无示数,其故障原因可能是 .

(2)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为 V.

(3)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表示数,并绘制成如图丙所示的I﹣U图象,根据图象信息可知,小灯泡的额定功率是 W.由图象还可以得到:小灯泡的电功率随电压的增大而 .

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四、综合应用题(本大题共3小题,其中第33、34题各6分,第35小题8分,共20分)

2

22.(6分)(2014秋•天门期末)每年五、六月份,天门地区向着阳光的地方每1m的面积在1h内得到太阳辐射能平

62

均为3.5×10J,有一种太阳能热水器,它接收太阳的15根真空镀膜管有效面积约为1.2m,能把接收到的太阳能的50%转变成水的内能,求:

(1)如果每天接收太阳能的时间以10h计算,则可将质量为100kg,初温为20℃的水加热到多少摄氏度?

(2)如果是用煤给这些水加热,升高相同的温度,且煤完全燃烧放出的热量全部被水吸收,需要多少kg标准煤?

23.(6分)(2014秋•天门期末)如图所示的电路中,灯泡L上标有“8V 4W”字样,滑动变阻器的最大阻值为R1,R2的阻值为8Ω,电源电保持持不变(不考虑灯丝电阻变化).当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L正常发光.求: (1)电源电压;

(2)灯泡正常发光时,电流表的示数;

(3)当开关S1、S2断开,S3闭合时,改变滑片P的位置,使滑动变阻器连入电路的阻值分别为R1和情况下,滑动变阻器消耗的功率相等,滑动变阻器的最大阻值为多少.

,在这两种

24.(8分)(2014秋•天门期末)如图所示,是一个多档位电烤炉的电路图,R1上标有“12V 9W”的字样,R2的电阻为8Ω.为了研究接入电路的电阻对电烤炉发热的影响,将电流表和电压表接入电路中(电源电压保持不变,电阻不随温度改变).求:

(1)R1的阻值为多大?

(2)当只闭合开关S1时,电压表的示数为4V,电流的示数为0.5A,R3的电阻及电源电压为多大? (3)当只闭合开关S2时,电路消耗的总功率为多少? (4)电烤炉通电1min,该电烤炉最大的发热量是多少?

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2014-2015学年湖北省天门市九年级(上)期末物理试卷

一、选择题(本大题共11小题,第1~7题每小题只有一个选项符合题意,每题2分;第8、9题有两个或两个以上的选项符合题意,每小题2分;对第8、9题,每小题全部选对的得3分,选对但不全的得1分,错选不得分.本大题共24分.)

1.D; 2.B; 3.B; 4.A; 5.D; 6.C; 7.C; 8.D; 9.C; 10.BD; 11.BD;

二、填空题(本大题共5小题,其中12~14小题各2分,第15、16小题各4分,共14分)

12.做功; 增大; 13.正; 吸引; 14.闭合S2,断开S1、S3; 闭合S1、S3,断开S2; 15.0.4; 187.5; 16.20; 4;

三、作图与实验题(本题共5小题,其中第29/30题2分,第31题5分,第32题6分,第33题7分,共22分) 17. ; 18. ; 19.温度计玻璃泡碰到了烧杯底部; <; 质量; 20.温度计; 两瓶内煤油质量和通电时间相等; 甲; 21.小灯泡短路; B; 2.5; 0.75; 增大;

四、综合应用题(本大题共3小题,其中第33、34题各6分,第35小题8分,共20分) 22. ; 23. ; 24. ;

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考点卡片

1.探究水的沸腾实验 【知识点的认识】 探究水的沸腾实验

(1)探究目的:观察水沸腾时的现象和水沸腾时的温度情况

(2)实验器材:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中间有孔的纸板、温度计、水、秒表.实验装置如图: (3)实验步骤

①用烧杯装适量热水,按实验装置图组装 各器材;

②点燃酒精灯对烧杯加热,水温达90℃后,每隔1min记一次温度值,直到水沸腾5min为止; ③据记录的温度值,作水的沸腾图象. (4)实验结论

①水沸腾时发生剧烈汽化现象; ②水沸腾时温度不变; ③水沸腾时需要吸热.

【命题方向】

沸腾时液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象,液体沸腾时的温度特点是命题关键. 例:在做“观察水沸腾”的实验时,

(1)A组同学用的是如图甲所示装置,他们测出的水温将偏 高 (选填“高”或“低”). (2)图乙是B组同学在实验某时刻温度计的示数,此时水的温度是 90 ℃.

(3)B、C两组同学虽然选用的实验装置相同,但将水加热到沸腾用的时间不同,他们绘制的温度随时间变化的图象如图丙所示.分析图象可知:水的沸点是 98 ℃,当时的大气压 < (选填“<”、“>”或“=”)l标准大气压;B、C组得到b、c两种不同图象的原因可能是水的 质量 不同. 分析:(1)用温度计测量液体的温度时,温度计的玻璃泡不能碰到容器底或容器壁,其原因是容器底和容器壁的温度和液体的温度不同.

(2)温度计读数:首先确定零上还是零下,确定每一个大格和每一个小格各代表的示数,从小数字读向大数字. (3)①根据液体沸腾的特点找到沸点:液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点. ②1标准大气压下水的沸点是100℃.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高.

③从给水开始加热到水沸腾需要的时间长短不同,根据Q=cm△t知,可能是水的质量不同,可能是水的初温不同. 解:(1)如图,由于酒精灯给水加热,容器底的温度高于水的温度,此时温度计的玻璃泡碰到了容器底,所以测出的水温会偏高.

(2)零刻度在温度计的下方,液柱远离零刻度,是零上,每一个大格代表10℃,每一个小格代表1℃,示数是90℃.

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(3)①由图丙知,水沸腾时,不断吸收热量,保持98℃不变,所以98℃是水的沸点.

②1标准大气压下水的沸点是100℃.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高.实验中水的沸点是98℃,所以实验时气压小于1标准大气压.

③如丙图,B、C组得到b、c两种不同图象,两个小组水初温相同,开始沸腾的时间不同,根据Q=cm△t知,可能是水的质量不同. 故答案为:(1)高;(2)90;(3)98;<;质量.

点评:实验时,分析实验故障排除故障是实验题常见的题型,所以实验时不要仅仅注意实验结论,更要注重实验过程中故障、故障原因、故障排除等环节.还要对实验出现的不同现象进行分析.

【解题方法点拨】

(1)加热过程中,为什么杯口盖一纸板?提示:可以减少热损失,缩短加热时间. (2)石棉网有什么作用?提示:使烧杯均匀受热. (3)实验中的测量工具是什么?各有什么作用?

提示:温度计、钟表;温度计用来测量水温,钟表用来计时. (4)本实验用了什么观察法?请叙述观察到的现象.

提示:用了对比观察法.水沸腾前,水温不断升高,容器底部受热产生气泡,上升变小;水沸腾时,温度不变,水中产生大量气泡,上升变大,到水面破裂放出大量的水蒸气.

(5)实验中为了节约能源、适当缩短实验时间,可以采取的措施有哪些? 提示:适当减少烧杯中水的量,用初温较高的水加热,硬纸板应盖严等.

(6)探究过程中,如果由实验结果发现水的沸点不是100℃,你认为原因是什么?

提示:大气压小于或大于1标准大气压.水的沸点与气压有关,气压减小,沸点降低,气压升高,沸点升高.

2.超导体在磁悬浮列车、超导输电的应用 【知识点的认识】

(1)利用超导体的抗磁性可以实现磁悬浮,把一块磁铁放在超导盘上,由于超导盘把磁感应线排斥出去,超导盘跟磁铁之间有排斥力,结果磁铁悬浮在超导盘的上方.这种超导悬浮在工程技术中是可以大大利用的,超导悬浮列车就是一例.让列车悬浮起来,与轨道脱离接触,这样列车在运行时的阻力降低很多,我国1994年成功地研制了高温超导悬浮实验车.

(2)超导材料的零电阻特性可以用来输电和制造大型磁体.超导体电阻是零,所以超导体不会将电能转化成内能,不会放热.利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作.正因为超导体无法将电能转化为内能,所以用于发电、做输送电力的线路是非常好的材料,可以大大降低电能的损耗.随着技术的发展,新超导材料的不断涌现,超导输电的希望能在不久的将来得以实现.

【命题方向】

超导体材料应用与磁悬浮列车的特点,超导材料的零电阻来制作输电线是命题的方向.

例1:今年四月,美国《科学》杂志发表“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的评述.这表明,在新超导体研究领域,我国取得了令人瞩目的成就.假如人们已研制出常温下的超导体,则可以用它制作( ) A.家用保险丝 B.白炽灯泡的灯丝 C.电炉的电阻丝 D.远距离输电导线

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分析:(1)超导体的电阻为零,不会放热,所以电能无法转化为内能. (2)超导体的电阻为零,也就避免了内能的损耗,适合做输电线路.

解:A、保险丝是利用电流的热效应,当电流过大时,自动熔断来保护电路的.电阻为零无法将电能转化为内能,无法熔断,不符合题意.

B、灯丝必须在白炽状态下才能正常发光,电阻为零无法将电能转化为内能,无法放热,不符合题意. C、电炉丝需要将电能转化为内能,电阻为零无法将电能转化为内能,不符合题意.

D、根据焦耳定律Q=IRt,可知,远距离输电,当电阻为零时,可使导线损耗为零,便可提高传输效率,符合题意. 故选D.

点评:本题考查了超导体的特点及应用,体现了物理服务于社会的课标理念.解答本题的关键是超导体是零电阻,所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作.

例2:磁悬浮列车是现代高科技的应用,下列说法不正确的是( ) A.由于列车在悬浮状态下行驶,因而一定做匀速直线运动

B.为产生极强的磁性使列车悬浮,制作电磁铁的线圈宜选择超导材料 C.通过列车底部与上方轨道间的同名磁极相互排斥,使列车悬浮 D.列车悬浮行驶时,车体与轨道间无阻力、无震动,运动平稳

分析:对题目的四个选择项进行逐个分析,结合其中所涉及的物理知识进行判定,然后得到答案.

解:A、列车在启动时由静止开始,到达一定的速度是一个加速过程,进站时速度不断减小,最后停下来,速度不断减小.所以不是一个匀速直线运动.故错误但符合题意. B、为产生极强的磁性使列车悬浮,制作电磁铁的线圈宜选择超导材料,因为超导材料无电阻,不会产生电流的热效应,故正确但不符合题意;

C、列车的悬浮是利用列车底部和下方轨道间的同名磁极互相排斥,达到减小两者之间的摩擦阻力,从而可以提高车速.故正确但不符合题意;

D、列车的悬浮,即车轮与车轨间的摩擦力完全消失,所以车体与轨道间无阻力、无震动,运动平稳,故正确但不符合题意. 故选A.

点评:本题主要考查学生对:磁悬浮列车的特点的了解和掌握,它是一道基础题.

【解题方法点拨】

熟记超导材料的特点及原理是关键.

3.能量的转化和转移 【知识点的认识】

能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化,各种形式的能都可以相互转化,并且在转化过程中守恒.能量的转移是能量由一个物体到另一个物体上,而能的形式并为发生质的改变,而能的转换是指能量从一种形式转化为另一种形式的能量.(例如:热传递就是能的转移,电动机工作就是能的转化)

【命题方向】 初中段命题方向:(1)能量守恒定律的表述中“转化”与“转移”(2)能量的转化和转移的应用

【解题方法点拨】

只要抓住特点就可解题:能量可分为机械能和内能,机械能又可分为动能和势能,你要先清楚.能量转化是指形式变化,由内能变为机械能,或由机械能变为内能,是能量存在的形式的变化,强调结果;而能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体上,是能量存在的地点的变化,强调的是过程.

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2

4.做功改变物体内能 【知识点的认识】

(1)做功:对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功内能减少.

(2)做功使物体的内能改变的实质:其他形式的能量(如机械能)与内能之间的相互转化. 【命题方向】 第一类常考题:

飞机在万米高空飞行时,舱外大气压比舱内气压低.要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内.在这个过程中,压缩机对空气做功,空气的( ) A.温度升高内能增加 B.温度降低内能减少 C.温度升高内能减少 D.温度降低内能增加

分析:本题要抓住做功与内能的改变,主要有摩擦生热和压缩气体做功.

解:对物体做功,物体的内能会增加,物体对外做功内能会减少.压缩机对空气做功,空气的温度升高内能增加. A、压缩机对空气做功,空气的温度升高内能增加,符合题意. B、压缩机对空气做功,空气的温度降低内能减少,不符合题意. C、压缩机对空气做功,空气的温度升高内能减少,不符合题意. D、压缩机对空气做功,空气的温度降低内能增加,不符合题意. 故选A.

点评:本题考查了做功与内能的改变.对物体做功,物体的内能会增加,温度升高.

第二类常考题:

如图所示,在大口厚玻璃瓶内装入少量的水,并滴入几滴酒精.塞进塞子后,用气筒往瓶内打气,当塞子跳出时,看到瓶口有白雾出现,下列关于该实验的分析错误的是( ) A.往瓶内打气时,外界对瓶内气体做功 B.往瓶内打气时,瓶内气体内能变小 C.瓶塞跳出时,瓶内气体温度降低 D.瓶塞跳出时,瓶内气体对外做功

分析:改变物体内能的两种方法:做功、热传递.对物体做功(例如克服摩擦做功、压缩气体做功、弯折铁丝做功等)物体的内能增加、温度升高;物体对外做功(气体膨胀做功),物体的内能减少、温度降低.

解:AB、瓶子里装有一些水,往瓶内打气,压缩瓶内气体做功,使瓶内气体内能增加、温度升高,故A正确、B错; CD、当瓶塞跳起时,瓶内气体对瓶塞做功,瓶内气体的内能减少,温度降低,故CD都正确. 故选B.

点评:这是一个典型的对外做功(气体膨胀做功),内能减少的例子,要记住如何解释这种现象的出现.

【解题方法点拨】

用做功的方式改变物体的内能,实质是不同形式的能之间的转化.

外界对物体做功,机械能转化为内能,物体内能增加(如:摩擦生热、压缩气体做功) 物体对外界做功,内能转化为机械能,内能减少(如:气体膨胀)

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5.有关热机的计算 【知识点的认识】

题型1:莲莲家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样,其中“T”就是“涡轮增压”,是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转,来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转,从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压,使汽油燃烧更充分,燃气压强更大,同时也减少了废气中的有害物质,达到提高发动机效率和减少废气污染的目的.这辆汽车的最低油耗

7

可达0.2kg/(kW•h),已知汽油的热值为4.6×10J/kg.(温馨提示:最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量;0.2kg/(kW•h)表示获得1kW•h能量消耗0.2kg汽油). 求:(1)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少?

(2)该汽车发动机的效率最高可达多少?(结果保留整数) 分析:(1)根据Q=mq求出汽油完全燃烧时放出的热量; (2)根据题意可知消耗0.2kg汽油获得的能量,根据η=解:(1)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量:

Q放=mq=0.2kg×4.6×10J/kg=9.2×10J;

6

(2)根据题意可知,完全燃烧0.2kg汽油获得的能量为W=1kW•h=3.6×10J, 汽车发动机的效率: η=

×100%=

×100%≈39%.

6

7

6

求出发动机的效率.

答:(1)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为9.2×10J; (2)该汽车发动机的效率最高可达39%.

点评:此题主要考查的是学生对热值和热机效率计算公式的理解和掌握,难度不大.

题型2:某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做

5

功冲程燃气的平均压强为9.0×lOPa,飞轮1min转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),若1min消耗汽油

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0.01L.汽油的密度ρ=0.8×10kg/m;汽油的热值为4.6×l0J/kg.求: (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力; (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功; (3)汽油机的功率. (4)该汽油机的效率.

分析:热机工作时的压力和燃气的压强和活塞的面积有关,做功的多少和燃气的平均压力和做功的距离有关,计算功率要在对应的时间内计算做功的多少,计算效率也应是在对应的时间内燃料完全燃烧放出的热量和做的功. 解:(1)燃气对活塞的平均压力:F=PS=9.0×lOPa×30×10m=2700N; (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功:W=FS=2700N×0.05m=135J;

(3)曲轴每转两圈对外做功一次,所以1min转动1800周,要做功900次,所以P==(4)该汽油机1min消耗汽油质量:m=ρV=0.8×10kg/m×0.01×10m=0.008kg, 效率:η==

=

=33%.

3

3

﹣3

2

5﹣42

=2025W

3

答:(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N; (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功135J; (3)汽油机的功率为2025W; (4)汽油机的效率为33%.

点评:此题考查热机中压力、功、功率、效率的计算.在计算功率和效率时要注意对应关系.

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6.电荷间的相互作用规律 【知识点的认识】

(1)电荷间相互作用:

同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.

(2)两个物体(不涉及磁体)相互排斥,有两种可能: a.都带正电; b.都带负电.

(3)两个物体相互吸引,有三种可能: a.一物体带正电,另一物体带负电; b.一物体带正电,另一物体不带电; c.一物体带负电,另一物体不带电.

【命题方向】

判断物体带电情况是主要的命题方式,主要以选择填空为主

例1:现有A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引,C和A互相排斥,则( ) A.B一定不带电,C带正电 B.B可能带正电,C带正电 C.B一定带正电,C带负电 D.B可能不带电,C带负电

分析:①电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引; ②带电体可以吸引轻小物体;

③解题时,根据小球间的作用关系并结合A球带负电这个已知条件判断.

解:已知A带负电,C和A互相排斥,根据同种电荷互相排斥,所以C带负电;

又因为A和B互相吸引,根据异种电荷互相吸引,所以B可能带正电,根据带电体吸引轻小物体的性质,B也可能不带电.所以B可能不带电,C带负电. 故选:D.

点评:异种电荷相吸引和带电体吸引轻小的物体这两个知识点要考虑周全,考虑不全是此题选错答案的原因.

例2:如图所示,把一根塑料绳一端扎紧,从另一端撕开许多细丝,用干燥的手向下捋几下,发现细丝张开了,细丝张开的原因是( )

A.大气压的作用 B.静摩擦的作用 C.分子间有斥力 D.同种电荷互相排斥

分析:用手摩擦塑料绳时,由于摩擦生电而使塑料绳带上同种电荷,电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.

解:用干燥的手从上向下在塑料绳上捋几下,手与塑料绳反复摩擦,使塑料绳带上了同种电荷,因为同种电荷相互排斥,故细丝会张开; 故选D.

点评:本题是一道基础题,考查了摩擦起电、电荷间的相互作用等问题,熟练掌握基础知识即可正确答题.

【解题方法点拨】

在根据物体间的作用规律判定物体带电情况时,要注意两者相互吸引有两种可能:异种电荷相互吸引;带电体具有吸引轻小物体的性质.因此考虑问题要全面.

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7.实物的电路连接 【知识点的认识】

(1)对于串联电路:按电路图,从电源的正极出发,按顺序把电路元件用笔画线代替导线连接起来.

(2)对于并联电路:根据电路图,找到“分节点”和“合节点”,从电源正极出发,按“哪里分就分,哪里合就合”的方法把电路元件连接起来.

(3)应该注意:实物图中的导线是不允许相交的;导线要连接到电路元件的接线柱上,不能到处乱接.

【命题方向】

第一类常考题:实物电路的判断

如图所示是小明同学测量小灯泡L1两端电压的电路,图中有一条导线接错了,接错的导线是( )

A.导线1 B.导线2 C.导线3 D.导线4

分析:掌握电压表的连接方法:电压表并联在电路中,并要注意其正负接线柱的接法和量程的选择.

解:要测量小灯泡L1两端的电压,需将电压表与L1并联,由图知,电压表所测的是两盏灯泡的总电压,应将3挪到L1右边的接线柱处. 故选C.

点评:此题主要考查了电压表的连接方法,在考虑时,注意其连接方式、量程和正负接线柱的接法.

第二类常考题:根据条件连接实物图

将图所示各元件按要求连接起来.要求:当开关S1闭合时,只有灯泡L1发光,当开关S2闭合时,只有灯泡L2发光,电流表测L1灯泡的电流.

分析:当开关S1闭合时,只有灯泡L1发光,说明开关S1控制灯泡L1;当开关S2闭合时,只有灯泡L2发光,说明开关S2控制灯泡L2;两灯泡互不影响,说明两灯并联,电流表测L1灯泡的电流.

解:如图:从正极开始分支,一支经电流表、灯泡L1、开关S1回到负极,另一支经开关S2、灯泡L2回到负极.

点评:本题考查实物图的连接,难点是根据题意明白电路中各个用电器的连接情况,开关分别控制哪个灯泡,要知道电流表测量哪一部分的电流就和哪一部分串联.

【解题方法点拨】

根据电路图连接实物图的方法: 一、串联电路

连接串联电路实物图较为简单些,只要注意连接时按照某一方向逐个的连接起来就可以了,这里我们通常以电流方向为次序.(在电路中,电源外部的电流方向总是从正极出发,经过各个用电器到达电源的负极)

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二、并联电路

第一步,连接一个电路元件尽可能多的闭合电路,这相当于串联电路的连接,尽可能多的元件连接,减少了后续连接元件的个数,使问题简单些.

第二步,在电路图中找出电流的分、合点,并在实物图中标出相应分、合点,这是致关重要的一步,是你犯错误的根源!

第三步,从分点出发,经过各支路的元件,到达合点,这相当于部分串联电路的连接.

8.电路的基本连接方式 【知识点的认识】 (1)串联电路

①定义:把用电器逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路

②特点:a.电流路径只有一条,无干路和支路之分; b.用电器之间相互影响;

c.开关在任何位置的作用一样. (2)并联电路

①定义:把用电器并列的连接的电路,称为并联电路.

②特点:a.电流路径有两条或两条以上,有干路和支路之分; b.各支路上用电器之间互不影响;

c.干路上的开关能控制整个电路,支路中的开关只能控制它所在的支路. (3)混联电路

定义:电路中既有串联部分又有并联部分的电路称为混联电路.

【命题方向】

串并联的分辨是中考的热点,结合串联电路和并联电路的特点分析电路考查是中考的命题方式. 例1:如图所示的电路图中,要使灯泡L1和L2组成并联电路,应该是( )

A.只闭合S3

B.同时闭合S1和S3,断开S2 C.同时闭合S1和S2,断开S3 D.只闭合S2

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分析:电路元件的连接有串联和并联两种方式:由于串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;而并联电路中有多条支路,所以各元件工作、互不影响.在进行电路连接时,还一定要注意不能出现电源短路. 解:

A、只闭合S3时电流只有一条路径,是L2的简单的电路,不合题意;

B、同时闭合S1和S3,断开S2时,电流有两条路径,分别流经灯泡L1和L2,属并联电路,符合题意; C、同时闭合S1和S2时电流会不经用电器直接从电源正极流向负极,属电源短路,是错误的,不合题意; D、只闭合S2时电流只有一条路径,电流依次流过L2、L1和开关S2,属串联电路,不合题意. 故选B.

点评:解决此类问题要结合串联电路和并联电路的特点,结合题意选择合适的开关组成符合题意的电路图.

例2:如图所示,闭合开关S,电灯L1与L2的连接方式是 并 联;断开开关S,会发生的现象是 L1不能发光 ;电路连接的不妥之处是 开关对L2不起作用 . 分析:(1)串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;

(2)并联电路中有多条电流路径,各支路上的元件互不影响;在并联电路中,干路开关控制所有用电器,支路开关只控制本支路用电器.

解:分析电路可以看出,灯泡L2直接并联在电源两端,所以开关S对L2不起控制作用;灯泡L1与开关S串联后并联在电源两端,所以开关断开时L1不亮;两只灯泡并联. 故答案为:并;L1不能发光;开关对L2不起作用.

点评:本题考查了判断电路元件的连接方式,知道串并联电路的连接方式、分析清楚电路结构即可正确解题.

【解题方法点拨】

串、并联电路是两种最基本的电路连接方式.判断电路连接时,要根据电路的基本特征和用电器的工作状态判断.学生认为只要是同时工作又同时停止工作的一定是串联,忘记了并联电路中开关在干路中时也可以实现用电器的同时工作与同时停止工作.

9.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( )

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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.

10.并联电路的电压规律 【知识点的认识】

并联电路中各支路两端的电压相等,等于总电压. 数学表达式:U=U1=U2 对比记忆:

串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和.

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串联电路电流规律:处处相等.

并联电路电压规律:各支路两端电压相等,等于总电压. 并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和.

【解题方法点拨】

首先判断电路是否为串联电路,其次弄清电压表所测是谁的是压.避免判断不当出现错误.

例如:图甲看似串联,实质是并联电路电压表测的L2电压等于电源电压;图乙看似电压表V1比V2测量范围宽,但V1只测R2电压,V2测电源电压.

【命题方向】

串并联电路的电压特点在中考中常出现,常常贯穿在欧姆定律、电功率等综合知识中,结合对电路的分析进行考查,所以电压规律是解决电学综合题的一项重要基础,电压表所测范围的判断也是隐藏在这一知识点中的考查问题. 例1:L1和L2两个灯泡并联在电路中,已知灯泡L1两端的电压为3V,则灯泡L2两端的电压为 3 V,两灯泡并联后的总电压为 3 V.

分析:利用并联电路的电压特点(各支路两端的电压相等)分析. 解:∵在并联电路中,各支路两端的电压相等, ∴U=U2=U1=3V 故答案为:3,3.

点评:本题考查了对并联电路的电压特点的掌握和运用.

例2:三穗中学八(5)班的同学连接了如图所示的电路,开关闭合后,发现灯L1比L2要亮些,下列有关分析正确的是( )

A.L1的电压比L2的电压大 B.L1的电压比L2的电压小 C.L1与L2的电压大小相等 D.两个灯泡是串联 分析:(1)首尾依次连接的电路叫串联电路,首首相连、尾尾相连的电路叫并联电路; (2)并联电路中各支路两端的电压相等. 解:(1)由电路图可知,两灯泡首首相连、尾尾相连,即为并联,故D不正确; (2)∵并联电路中各支路两端的电压相等,

∴灯L1、L2两端的电压相等,故AB不正确,C正确. 故选C.

点评:本题考查了串并联电路的辨别和并联电路的电压特点,是一道基础题目.

11.滑动变阻器的使用 【知识点的认识】

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(1)滑动变阻器的接线规则:一上一下.

“一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路中;“一下”即把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中. (2)滑动变阻器串联在电路中

【解题方法点拨】

(1)滑动变阻器阻值变小,会引起电路中电流变大,与之串联的用电器两端电压变大. (2)电路中的电流不许超过铭牌上标记的电流值. (3)滑动变阻器要与被控制电路串联.

(4)闭合开关前应把滑片移至阻值最大处,即远离下端使用的接线柱.

【命题方向】

通过滑片的移动引起电流、电压的变化、灯泡亮暗的变化是出题热点.

例1:在如图所示的电路中,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮,应选择下列哪种接法( )

A.M接A,N接B B.M接C,N接D C.M接C,N接B D.M接A,N接D 分析:(1)灯泡亮度变亮,功率变大,根据P=

,电路中电源电压不变,电阻变小,滑动变阻器接入电路的电阻丝变

短.

(2)滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱,哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的,它就是下面被连接的接线柱与滑片P之间的部分. 解:滑动变阻器的滑片右移,灯泡变亮,功率变大,根据P=

,电路中电源电压不变,电阻变小,滑动变阻器接入电

路的电阻丝变短.M应该接A或B,N接D. 故选:D. 点评:(1)掌握根据实际功率判断灯泡的亮度.

(2)知道电压和电阻,根据欧姆定律判断电流大小. (3)掌握滑动变阻器的原理、作用、接线柱的接法.

例2:关于变阻器的使用方法中错误的是( )

A.应先观察变阻器上标识的最大阻值和允许通过的最大电流 B.变阻器必须并联在电路中

C.闭合开关前,滑片应置于变阻器阻值最大的位置

D.变阻器的电阻丝上的两个接线柱只能将其中的一个接线柱接入电路 分析:(1)滑动变阻器的原理:改变连入电路的电阻丝的长度,改变连入电路的电阻,改变电路中的电流;因此滑动变阻器要串联在电路中.

(2)滑动变阻器接线柱的接法:选择上面一个,下面一个. (3)接通电路前,滑动变阻器的滑片必须移到阻值最大处.

(4)滑动变阻器的铭牌的物理意义:电阻值表示变阻器上标识的最大阻值,电流值表示允许通过的最大电流.

解:A、使用滑动变阻器时,应先观察变阻器上标识的最大阻值和允许通过的最大电流.该选项正确,不符合题意. B、滑动变阻器和用电器串联后,可以通过改变接入电路中电阻丝的长短来改变电路中的电流.故B选项错误,符合题意.

C、接通电路前,滑动变阻器的滑片必须移到阻值最大处,因此该选项正确;不符合题意.

D、如果都接上面的接线柱,滑动变阻器被短路.都接下面的接线柱,滑动变阻器变为定值电阻.所以要采用一“上”一“下”的连接方式.不符合题意. 故选B.

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点评:掌握滑动变阻器的结构、原理、作用、接线柱的接法、连入电路的注意事项等.

12.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.

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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;如果电路变式成乙图,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,随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.

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(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,

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∵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

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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.

13.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

第23页(共35页)

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.

14.安全用电原则 【知识点的认识】

(1)不接触低压带电体. (2)不靠近高压带电体.

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【解题方法点拨】

①不用湿手触摸开关,不用湿布擦拭正在使用的用电器; ②三孔插座应接地,带金属外壳的用电器用三脚插头; ③不要在电线上晾衣物,不在高压线附近放风筝;

【命题方向】

安全用电方法的判断是中考命题热点.

例1:如图所示的做法中符合安全原则的是( )

A. B.

雷天站在大树下避雨 用手指触碰插座的插孔

C. D.

用湿抹布擦发光的灯泡 将冰箱的金属外壳接地

分析:从安全用电的角度进行分析,注意触电有直接触电和间接触电两种.

解:A、雷雨天里,大树也是很好的导体,电流会沿大树传到大地,所以雷雨天千万不要在大树下避雨,故A错; B、小孩用手指直接插入插座的孔内,直接接触火线而触电,不符合安全用电的要求,故B错;

C、因为湿抹布是导体,当用湿抹布接触带电体时,可能会使电源通过人体与大地形成通路,使人触电,不符合安全用电的要求,故C错;

D、洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座,是由于这些用电器的外壳是金属,金属是导体,当用电器漏电时,会使金属外壳带电,若接上地线,电流就通过地线,流入大地,而防止了触电事故的发生,符合安全用电的要求,故D正确. 故选D.

点评:本题考查了安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体.特别注意水容易导电,不要把衣服挂在电线上和用湿手拨开关,雷雨时不要在树下避雨.

例2:洗衣机、电冰箱这些家用电器使用三线插头的目的是( )

A.插头的造型美观 B.节约用电 C.插入插座更稳固 D.防止触电

分析:对于金属外壳的用电器为了防止外壳带电,外壳要通过三线插头中的地线与大地相通.

解:当有金属外壳的用电器火线漏电时,可能会造成触电事故的发生,故要使用三线插头和三孔插座,使电流通过地线导入大地,防止触电的发生. 故选D.

点评:本题考查了学生对安全用电常识的了解和掌握,明白使用三孔插头和三孔插座原因.

15.电路的动态分析 【知识点的认识】

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此类问题能够综合考查串联并联电路的电流、电压、电阻关系、欧姆定律、电功、电功率等知识的掌握和综合运用情况.

【解题方法点拨】

此类问题解题之前要弄清的问题是:

①看懂电路图,弄清各电表测量哪些用电器的哪些物理量;

②弄清改变电阻的方法,利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻; 解题方法有两种:

方法①:按这样的顺序分析:局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变,导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总﹣U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化. 方法②:串联电路中U1R1=U2R2,即电压与电阻成正比,由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压,电阻所点比例分数越大,分得的电压比例就越大.

【命题方向】

电路的动态分析问题,是中考必出的问题,应加强训练,此类习题规律性较强,一旦掌握很容易得分. 例:某型号的家用电饭煲有两档,其原理如图所示.“1”档是保温焖饭,“2”档是高温烧煮.若已知电阻R0=44Ω,R=2156Ω,求:

(1)当开关S置于“1”档时,电路中的电流I1和R0两端的电压U0; (2)当开关S置于“2”档时,电饭煲高温烧煮的功率P. 分析:(1)由电路图可知,开关置于1时,两电阻串联,由串联电路特点及欧姆定律可以求出电路电流、电阻R0两端的电压U0;

(2)由电路图可知,开关置于2挡时,只有电阻R0接入电路,由电功率公式可以求出电饭煲高温烧煮的功率. 解:(1)开关置于1时,两电阻串联, 电路电流I1=

=

=0.1A,

R0两端的电压U0=I1R0=0.1A×44Ω=4.4V;

(2)开关置于2挡时,只有电阻R0接入电路, 电饭煲高温烧煮的功率P=

=

=1100W;

答:(1)当开关S置于“1”档时,电路中的电流I1和R0两端的电压U0为4.4V; (2)当开关S置于“2”档时,电饭煲高温烧煮的功率为1100W. 点评:解:(1)开关置于1时,两电阻串联, 电路电流I1=

=

=0.1A,

R0两端的电压U0=I1R0=0.1A×44Ω=4.4V;

(2)开关置于2挡时,只有电阻R0接入电路, 电饭煲高温烧煮的功率P=

=

=1100W;

答:(1)当开关S置于“1”档时,电路中的电流I1和R0两端的电压U0为4.4V; (2)当开关S置于“2”档时,电饭煲高温烧煮的功率为1100W.

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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=IR,P=

2

.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:

2

①对于串联电路,因为电流到处相等,用P=IR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

(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=IR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“6V 3W”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.

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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额•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=IR和P=

2

这两个公式在电功率计算题里要经常用到.

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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.电功率的测量 【知识点的认识】

(1)实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率.

测量电功率的方法:①测量用电器的电功率可以用专门的仪器.②用电能表测量出电流通过用电器做的功,用停表测量出所用的时间.根据公式P=计算出用电器的电功率.③用电压表测出加在用电器两端的电压,用电流表测出通过用电器的电流,根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率,这种方法叫做伏安法. (2)伏安法测电功率的电路图:如图所示,测量小灯泡电功率的电路有两种接法.

(3)如果没有电压表,我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表,根据U=IR可得出电压值,这时应将小灯泡与已知电阻并联,因为得出了已知电阻两端的电压,就知道了小灯泡两端的电压;反之,如果没有电流表,我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表,根据I=可得出电流值,这时应将小灯泡与已知电阻串联,因为得出了已知电阻的电流,就知道了通过小灯泡的电流.

【解题方法点拨】

伏安法测电功率的实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、灯座、开关、导线若干. 选择器材的规格时要注意:

①电源电压要适当大于小灯泡的额定电压. ②电压表、电流表量程要满足测量需要.

③滑动变阻器允许通过的电流要大于小灯泡正常发光时的电流,最大阻值与小灯泡的电阻差不多即可.

【命题方向】 第一类常考题:

在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.

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(1)连接电路时开关应 断开 ,电流表的量程应选0~ 0.6 A. (2)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整.

(3)闭合开关前,图2中滑动变阻器的滑片P应位于 A 选填“A”或“B”)端.

(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示)为 2.2 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图1中滑片P向 B 选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V.

(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W.

(6)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 灯丝断了 (写出一种即可).

分析:从保护电路(用电器)出发,确定开关状态和闭合开关前滑片所处位置;知道小灯泡的大体阻值可确定所用量程及实物图的连接;由U﹣I图象提供信息算出额定功率. 解:(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开,闭合开关前滑片P应处于连入阻值最大处(A端),

(2)电路图连接如图所示:(3)因为灯正常发光时:I=≈

=0.25A,所以选0﹣0.6A量程.

(4)由图读数灯两端电压为2.2V,要使之变大为2.5V,就要使滑动变阻器两端电压减小,连入电阻减小,所以要向B移动滑片.

(5)由U﹣I图象可得:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W.

(6)电压表有示数,说明问题出在电压表两接线柱之间的电路,短路不对(这样电压表示数为0),只能是开路:小灯泡灯丝断了.

点评:从U﹣I图象可以得出的信息:知道一定电压下的通过导体电流可以求导体电阻,同时也可求电功率.

第二类常考题:

小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率,他设计了下列四个电路图.图中的电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是( )

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A. B. C. D.

分析:小灯泡的额定功率等于额定电压和额定电流的乘积,小灯泡的额定电压U0已知,关键是测出额定电流.可以不考虑S1和滑动变电阻的作用,假设都是闭合状态,分别分析每个电路的开关及电流表和电压表的关系,看哪一个电路图能测量出灯泡的额定电流.

解:A、S2闭合S3断开时,电流表把灯泡短路,灯泡不发光;S2断开S3闭合时,电流表把电阻短路;两个都闭合或断开时,电流表均无示数.测不出灯泡的额定电流,故不符合题意;

B、S2闭合S3断开,电压表测电灯两端的电压,其上端为正接线柱、下端为负接线柱;S3闭合S2断开,电压表测定值电阻R两端的电压,其上端为负接线柱,下端为正接线柱;电压表的两次接线方法相反,在不改变电路连接方式的情况下,无法进行测量,故不合题意;

C、开关处于1的位置,电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U;开关处于2的位置,电压表测量的是灯泡的两端电压U0,则小灯泡的电流为I=

,小灯泡的额定功率表达式是P=U0I=

U0,故符合题意;

D、开关处于1的位置,电流表把灯泡和电阻短路,电流表测量滑动电阻的电流;开关处于2的位置,电流表把小灯泡短路,测量的是通过电阻的电流.测不出灯泡的额定电流,该不符合题意. 故选C.

点评:本题考查了测灯泡额定功率问题,分析电路图,判断能不能测出灯泡正常发光时流过它的电流是解题的关键;分析开关闭合与断开时电路的连接情况,综合性较强,很容易出错.

19.焦耳定律 【知识点的认识】

(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这个规律叫焦耳定律.

2

(2)公式:Q=IRt,公式中的电流I的单位要用安培(A),电阻R的单位要用欧姆(Ω),通过的时间t的单位要用秒(s)这样,热量Q的单位就是焦耳(J). (3)变形公式:Q=

t,Q=UIt.

【解题方法点拨】

(1)在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,即W=Q;在非纯电阻电路中,电能大部分转化为其他能,已小部分转化为热能,电功大于电热,W=Q+W其他. (2)探究电热与哪些因素有关:

①怎样用转换法体现电热:用温度计升高的度数;用细管内液柱升高的高度;用气球膨胀的大小.

②怎样用控制变量法研究与电阻的关系:串联时控制电流和通电时间一定,并联时控制电压与通电时间一定.

【命题方向】

本知识点主要考查焦耳定律的应用,考察的形式主要是选择题、填空题. 第一类常考题:

如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小,下面关系中正确的是( ) A.U甲=U乙,Q甲=Q乙 B.U甲<U乙,Q甲>Q乙 C.U甲<U乙,Q甲<Q乙 D.U甲>U乙,Q甲<Q乙

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分析:两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,

2

由U=IR判断它们间的电压关系,由Q=IRt判断它们产生的热量关系. 解:由于两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,

由题意知:R甲<R乙,由U=IR知:U甲<U乙;由Q=IRt知:Q甲<Q乙; 故选C.

点评:本题考查了串联电路的特点,欧姆定律,焦耳定律,熟练掌握基础知识是正确解题的关键.

第二类常考题:

关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是( )

2

A.根据Q=IRt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 B.根据Q=

2

2

t可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少

C.根据Q=UIt可知,相同时间内,电流产生的热量与电阻无关

D.根据Q=IRt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 分析:焦耳定律的定义式是Q=IRt,导出式有Q=

2

t和Q=UIt,如果不是纯电阻电路,只能用定义式来算,如果是纯

2

电阻电路,关键是看控制什么因素一定,决定用哪个公式来计算,如电流一定时用Q=IRt,电压一定时用Q=t

解:A、没有说明控制电流一定,故缺少条件,结论不一定正确; B、没有说明控制电压一定,故缺少条件,结论不一定正确;

C、此公式是导出式,只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积,与电阻是否有关要看定义式,故结论不正确;

D、电流、时间一定时,电热与电阻成正比,故结论正确. 故选D.

2

判断电热的多少,一要判断是否纯电阻电路,决定导出式是否可用,如果非纯电阻,只能用Q=IRt,如果是纯电阻,Q=IRt和Q=

2

t都适用;二要找出U不变还是I不变,如果U不变,用Q=t,如果I不变,用Q=IRt.

2

20.焦耳定律的计算公式及其应用 【知识点的认识】

(1)公式:Q=IRt.

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)

2

(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.

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【解题方法点拨】

(1)电热与电功的关系: 应用公式 电功 W=UIt 基本公式 导出公式 2W=t=IRt 2电功率 P=UI P==IR 2焦耳定律 Q=IRt Q=t=UIt 2适用范围 普遍适用 纯电阻电路W=Q (2)公式Q=IRt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=IRt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1.0×10Ω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=IRt=

2

2

4

2

t求电热驱蚊器100s内产生的热量.

解:Q=IRt=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=IRt适用于任何用电器求电流产生的热量,Q=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 30.2Ω 11×103kg/m3 327℃ 5cm 2mm2 1.3×10J/(kg•℃) (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.

2

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=IRt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

t只适用于纯电阻用

(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:

22

Q=IRt=(20A)×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.

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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.

21.太阳能的其他相关计算 【知识点的认识】

题型1:我们生活的鸡西市,到了冬季,因日照时间短,太阳能热水器的水达不到所需温度.为此人们研制了太阳能、电能两用热水器.大鹏家最近就安装一台这样的两用热水器,如图所示.铭牌如下: XX牌热水器 型号V﹣55 额定容积 100L 额定电压220V 额定频率50Hz 额定功率1500W 防水等级△ (1)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量?(1L=10m) (2)大鹏将水箱装满水,只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时,需加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为热能)

(3)在上述(2)情况下.加热器正常工作实际用了3h.则此热水器的效率为多少? (4)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点?(写一条即可) 分析:(1)从铭牌知道水的体积,利用密度公式求水的质量,又知道水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量; (2)求出了水吸收的热量,由题知电能全部转化为热能,即Q吸=W电,从铭牌中知道热水器的额定功率,因为热水器正常工作,加热功率P=P额,再利用P=求加热时间;

(3)水吸收的热量为有用能量,加热器正常工作3h消耗的电能为总能量,利用效率公式求热水器的效率; (4)太阳能热水器用的是太阳能,电热水器消耗的是电能,从节约能源方面分析. 解:(1)水的体积: v=100L=100×10m, 水的质量:

m=ρv=1×10kg/m×100×10m=100kg, 水吸收的热量:

Q吸=cm△t

3

=4.2×10J/(kg•℃)×100kg×(50℃﹣20℃)

7

=1.26×10J;

(2)若电能全部转化为热能,即Q吸=W电, ∵热水器正常工作, ∴P=P额=1500W, ∵P=

3

3

﹣3

﹣3

﹣333

3

∴加热时间: t=

=

=8400s=140min;

7

(3)∵W总=Pt′=1500W×3×3600s=1.62×10J; ∴热水器的效率: η=

=

≈77.8%;

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(3)电热水器消耗电能转化为内能,被水吸收,使水的温度升高;太阳能热水器是将太阳能(属于可再生能源,取之不尽)转化为内能,相比之下节约了能源(电能). 答:(1)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时需要吸收1.26×10J; (2)需加热器正常工作140min; (3)此热水器的效率约为77.8%; (4)节约能源.

点评:本题考查了学生对密度公式、吸热公式、效率公式、电功率公式的掌握和运用,计算时注意单位统一,虽然100L水和100kg水的量相等,但不能写成100L=100kg!

题型2:目前,许多城市的十字路口都安装了太阳能红绿灯.白天太阳能电池板给红绿灯供电,同时多余的电能又给蓄电池充电.在阴雨天和晚上蓄电池又给红绿灯供电,使红绿灯能连续工作.其主要参数见下表 光电转换效率η 有效受光面积S 灯泡额定电压U 240% 24V 0.5m (1)若每天有效受光时间为6h,每平方米的面积上太阳辐射的功率为10W,求这种太阳能电池板每天获得的电能. (2)若太阳能红绿灯由红、黄、绿三灯组成.每天获得的电能,可使它连续正常工作40h,求:太阳能红绿灯正常工作时的功率和电阻.

分析:太阳能电池板获取的太阳能是总功,转化为的电能是有用功.

根据电功的公式W=Pt和电功率的变形公式进行计算,注意单位要统一换算成国际单位制单位.

3

解:10W=1kW,

7

(1)太阳能电池板每天获得的能量W总=Pt=1kW×6h×0.5=3kW•h=1.08×10J,

76

根据机械效率公式,W有=W总×η=1.08×10J×40%=4.32×10J=1.2kW•h; (2)P==

=0.03kW=30W,

37

电阻R===19.2Ω.

故答案为: (1)1.2kW•h

(2)30W,19.2Ω.

点评:本题考查学生对电功、电功率和电阻计算公式的应用熟练程度,以及对太阳能电池板中能量转化本质的分析能力.

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