【单元考点大通关】人教版九年级物理全册第十八章精讲精炼学案(含解析)

资源下载
  1. 二一教育资源

【单元考点大通关】人教版九年级物理全册第十八章精讲精炼学案(含解析)

资源简介

/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科
人教版9年物理全册单元考点大通关学案(全国通用)
第十八章 电功率
1.会读家用电能表示数,会通过电能表计算消耗的电能和电费。
2.结合实例理解电功,并能进行简单计算。
3.结合实例理解电功率,并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。会测量小灯泡的电功率。
4.通过实验,探究并了解焦耳定律,用焦耳定律解释生产、生活中的一些现象。
一、电能 电功
1.电能
(1)电能的来源
电源提供电能。发电机或电池将其他形式的能转化为电能提供给电路或用电器。
(2)应用
用电器消耗电能。用电器利用电能工作,工作过程中把消耗的电能转化为其它形式能加以利用。
(3)单位及换算:电能的单位是焦耳,简称焦,符号是J。生活中常用的电能单位是千瓦时,俗称“度”,符号为kW·h.
1度=1kW· h=1×103 W×3 600 s= 3.6×106J。
(4)电能表:计量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。
一段时间内电能表上前后两次示数之差就是这段时间内电路中消耗的电能。
2.电功
(1)定义:电流通过电路(用电器)做功的多少,用符号W表示。
电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功,电路中就消耗多少电能。电路消耗的电能等于电流做的电功。
(2)单位:电功的单位和电能的单位相同,是焦耳(J)。
(3)公式:W=UIt(普遍适用)
若用电器是纯电阻用电器,工作过程中把消耗的电能全部转化为内能,电功
W=UIt =I Rt,或W=UIt=
公式中,电压U的单位是伏特(V),电流I的单位是安培(A),时间t的单位是秒(s),电阻R的单位是欧姆(Q),电功W的单位是焦耳(J)。
二、电功率
1.电功率
(1)意义:表示电流做功的快慢。
(2)定义:电功率率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。
(3)公式:用P表示电功率,用W表示电功,用t表示时间,
电功W的单位是焦耳(J),时间t的单位是秒(s),电功率P的单位是焦耳每秒(J/s),即瓦特(W),常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW).
1W=1J/s 1 kW =103 W 1 W = 103 mW
(4)由P=得,电流做的功W=Pt
若电功率P的单位用干瓦(kW),时间t的单位用小时(h),电功W的单位是干瓦时(kW·h),俗称度。1度=1kW·h。
(5)决定式:由W=UIt、 P=得P =UI(普遍适用)
电压的单位是伏特(V),电流I的单位是安培(A),电功率P的单位是伏安(V·A),即瓦特(W). 1W=1V·A.
(6)导出公式:
①由P=UI、U=IR得P=I R,(仅适用于纯电阻电路)
②由P=UI、I=得P=,(仅适用于纯电阻电路)
电功率相关计算最重要的就是根据已知条件选择合适的公式,一般计算总功率常选择P=UI,串联电路常选择P=I R,并联电路常选择P=
2.额定电压 额定功率
(1)额定电压U额:用电器正常工作时的电压叫作额定电压。
(2)额定功率P额:用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率。
由P=UI得,用电器正常工作时的电流。
(3)实际电压U实:用电器实际工作时的电压。
(4)实际功率P实:用电器在实际电压下工作时的电功率。
(5)实际功率与额定功率的关系
U实U实=U额,P实=P额,用电器正常工作;
U实>U额,P实>P额,用电器不能正常工作,会被烧坏;
注意:
灯泡亮度由实际功率决定,与额定功率无关,实际功率越大灯泡的亮度越亮。
方法指导:
用电器的额定功率是指用电器在额定电压下(正常工作时)的功率,同一用电器的额定功率是不变的。当一个用电器接入电路时,它此时消耗的电功率为实际功率,实际功率的大小取决于用电器所获得的实际电压(或电流)。
3.电功率的测量
(1)直接测量:电功率可以使用电力监测仪直接测量。
(2)间接测量:测量用电器两端的电压和通过用电器的电流,由电功率公式P=UI.计算得出。
三、跨学科实践:为家庭节约用电提建议
1.通过W=Pt估计家庭用电器消耗的电能或通过电能表估计消耗的电能。
(1)根据家用电器的额定功率总和与用电时间由公式可以估算出一段时间内消耗的电能。
(2)通过家用电能表示数,计算出自己家一个月的用电量(消耗的电能)。
(电能表两次读之差表示本月消耗的电能)
2.通过调查了解家庭电路用电情况,能提出节约用电建议,树立节能和环保意识。
注意节约,合理用电。如:
(1)夏季空调是耗电大户,家庭温度设置为26-28度,同时关注空调运转的效能。
(2)电热水器,夏季水温高,不用时可断电。按一下漏保插头试验开关和调节温度控制都很简便。
(3)减少不用时待机状态的各类电器,即凡不用的电器及线路都尽可能的关闭。如电视机等的待机状态。
(4)照明采用够用功率的节能灯。养成随时关灯的好习惯。
四、焦耳定律
1.电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫作电流的热效应。
2.焦耳定律
(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。
(2)公式:(普遍适用)
公式中,电流的单位是安培(A),电阻R的单位是欧姆(Q),时间t的单位是秒(s),电流产生的热量Q的单位是焦耳(J)。
纯电阻电路与非纯电阻电路的辨析
电路 定义 计算电热公式 实例
纯电阻电路 电流做功将电能全部转化为内能(W=Q) 电热丝、电饭锅、电烙铁等
非纯电阻电路 电流做功将电能转化为内能的同时也转化为其他形式的能(W>Q) 电风扇、洗衣机、电视机等
(3)电热的利用与防止
①利用:电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
②防止:散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等。
1.电功的测量
(1)伏安法测量电功:
伏安法是一种常用的电功测量方法,通过使用 电压表和电流表分别测量电器两端的电压和通过的电流,然后利用公式P=UI计算电功率。这种方法适用于直接测量用电器的电功率。
(2)伏阻法和安阻法测量电功:
如果只有电压表或电流表,可以使用伏阻法或安阻法进行测量。伏阻法需要使用一个已知阻值的电阻与待测电器串联,通过测量电阻两端的电压和电流计算电功率。安阻法则需要使用一个已知阻值的电阻与待测电器并联,通过测量电阻中的电流计算电功率。
2.探究影响电流通过导体时产生热量的因素
(1)实验器材:密闭容器两个,U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。
(2)实验装置:
(3)实验步骤:
①探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
实验设计:保持电流和通电时间不变,改变电阻。如图甲,把两个不同的电阻串联在电路中。
②探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系
实验设计:保持电阻和通电时间不变,改变电流。如图乙,将两个相同的电阻先联,再与另一个电阻串联。
③探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系
实验设计:保持电阻和电流不变,改变通电时间。
(4)实验结论:
①在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;
②在电阻和通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,产生的热量越多;
③在电阻和通过电阻的电流相同的情况下,通电时间越长,产生的热量越多。。
3.伏安法测量小灯泡的电功率
实验设计:
(1)实验原理P=UI
根据P=UI可知,只要用电压表(伏特表)测出小灯泡两端的电压、用电流表(安培表)测出通过小灯泡的电流,就可以间接测量出小灯泡的电功率了.即用伏安法测小灯泡的电功率.为了测量不同电压下的电功率,我们要用串联滑动变阻器的办法,来控制加在灯泡两端的电压.
(2)实验器材:电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器.
(3)实验电路:若所用小灯泡的额定电压是2.5V,要测出小灯泡的功率,至少需要两节干电池(3V)作电源,电路图如图所示.
(4)实验步骤:
①按电路图连接实物图,将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大(右)端;
②检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数等于2.5V时,停止滑动,记录此时电流表的示数,并观察灯泡的亮度,记录在表格中.
③调节滑动变阻器的滑片,分别使电压表的示数低于2.SV、等于2.5V的1.2倍(注意不能超过小灯泡的额定电压太多,否则会损坏小灯泡),记录每一次对应电流表的示数,并观察灯泡的亮度,记录在表格中.
④将实验中记录的数据分别代入P=UI,算出小灯泡的实际功率,并填入表格中.
(5)实验分析:①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮.
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变,电压越大,功率越大.
③灯泡的实际功率可以等于额定功率,也可以不等于额定功率.

考点1. 电能 电功
【例题1】(2025 泉州模拟)下列家用电器工作时,主要将电能转化为内能的是(  )
A.电铃 B.电热毯 C.洗衣机 D.碎肉机
【答案】D
【解析】电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能的过程,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。
【解答】电铃的主要部件是电磁铁,通电后能产生磁,不是转化为内能;电热毯工作时主要把电能转化为内能;洗衣机、碎肉机的主要用电元件是电动机,工作时电能主要转化为机械能,故B正确。
【例题2】(2025 雁塔区模拟)2024年12月29日我国发布了CR450动车组样车,试验速度达450km/h,运营速度将达到400km/h,成为全球跑的最快的高铁列车。它采用永磁牵引电机提供动力;以往CR400车体主要由铝合金空心型材料构成,而CR450采用碳纤维复合材料、镁合金等新型材料,具有轻量化、高强度、耐高温、抗疲劳等优点,使整车减重10%以上;整车运行阻力降低22%,若以400km/h的速度行驶,每公里耗电大概只有22kW h;列车制动时可以能量回收,列车的牵引电机转变为发电机,制动性能提升了20%,制动距离更短;车内噪声降低2分贝,行车与控制、司机智能交互、安全监控、旅客智能服务等领域均得到全面升级。下列有关说法正确的是(  )
A.动车在加速阶段,惯性也逐渐增大
B.碳纤维复合材料的密度比铝合金更大
C.以400km/h的速度行驶1小时,耗电大约3.168×1010J
D.CR450在制动时将机械能全部转化为电能
【答案】C
【解析】(1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关;
(2)根据材料内容分析回答;
(3)根据速度公式求出动车1小时内行驶的路程,据此求出消耗的电能;
(4)能量回收时,会有一部分机械能转化为内能。
考点2. 电功率
【例题3】(2025 秦淮区模拟)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合开关S1、S3,将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端,第二次只闭合开关S2,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时,电压表V2的示数为1.5V,滑到最上端时,小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压表V1、V2示数关系图像,下列说法正确的是(  )
①小灯泡的额定功率为0.75W;
②定值电阻R0的阻值为12Ω;
③滑动变阻器R的最大阻值15Ω;
④两次实验中,电路最小功率为0.36W;
⑤闭合或断开任意开关,电路中的最大功率为0.9W。
A.②③⑤ B.①③④ C.①③④⑤ D.①④⑤
【答案】B
【解析】分析两次操作中电路的连接及电表测量的物理量,第二次操作中,只闭合开关S2,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑至中点再滑至最上端时,可知变阻器连入电路的电阻变化,由欧姆定律确定电路的电流变化,从而确定第二次操作中,表示电流表随电压表示数变化的图线;
①已知小灯泡的额定电压为3V,在第二次操作中,滑片滑至最上端时,根据灯正常发光可知电源电压为3V,由图可知此时的电流最大值,根据P=UI求出灯的额定功率;
②在第一次操作中,滑片滑至最上端时,此时电路的电流应最大,由图中竖线可知电路的最大电流,由欧姆定律求出R0;
③在第二次操作中,滑片在中点时,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻,从而得出滑动变阻器R的最大阻值;
④由乙图知,第一次操作中电路的最小电流小于第二次操作中电路的最小电流,在第一次操作中,当滑片滑到最下端时,电路的电阻最大,由串联电阻的规律和欧姆定律得出电路的最小电流,根据P=UI得出两次实验中电路的最小功率。
⑤根据电路中最大电流,结合P=UI计算最大功率。
【例题4】(2024秋 江都区期末)如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻将一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰能正常发光:若换一个“6V 4W”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡的实际功率(  )
A.大于4W B.等于4W C.小于4W D.无法确定
【答案】C。
【解析】灯泡的实际功率是由灯泡两端的实际电压决定的,根据公式R=可知两灯泡电阻的大小关系;根据串联电路电阻的分压特点可知灯泡两端电压的变化,进而得出答案。
【解答】由题知,将一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间,该灯泡恰能正常发光,说明其两端电压为6V;
由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,
由P=UI=的变形式R=可知,额定功率为4W灯泡的电阻小于额定功率为3W灯泡的电阻,
因串联电路中电阻越小分得的电压越小,
所以,改接后,灯泡两端的电压变小,小于6V,则这只灯泡消耗的功率小于其额定功率4W。
考点3. 跨学科实践:为家庭节约用电提建议
【例题5】(2025 天门模拟)小明将标有“6V 6W”的灯L1与标有“6V 3W”的灯L2串联,如右图所示。下列说法错误的是(  )
A.该电路能探究电流做功的多少与电压的关系
B.该电路能探究电流与电压的关系
C.该电路不能测出灯泡L1正常发光时的电阻
D.该电路可以测出灯泡L2的额定功率
【答案】B。
【例题6】(2025 成都校级模拟)“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择“2.5V”规格的小灯泡,实验中得到的U-I图像如图乙。下列说法不正确的是(  )
A.调节滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的
B.小灯泡的额定功率为0.75W,正常发光时电阻为8.3Ω
C.实验中发现小灯泡无法调到额定电压,一定是因为电源电压过小
D.用图甲的电路,通过更换灯泡L的方法,能完成探究“电功率与电流的关系”
【答案】C
【解析】A、灯的亮度由灯的实际功率决定,由此结合电路分析;
B、由图像读出灯泡正常发光时的电流,由电功率公式计算额定功率,由欧姆定律计算其电阻;
C、灯泡正常工作时电压等于额定电压,小灯泡无法调到额定电压,可能是低于也可能是高于额定电压,据此分析;
D、探究“电功率与电流的关系”应保持电压不变,若不换灯泡,无法得到普遍性的结论。
【解答】A、调节滑片,变阻器连入电路的阻值发生变化,这样灯泡两端电压和电流都会发生变化,由P=UI知,其实际功率发生变化,所以灯泡亮度会发生改变,故A正确;
B、由图像知,灯泡电压等于额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,
所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
考点4. 焦耳定律
【例题7】(2025 大丰区模拟)下列措施中,属于利用电流热效应工作的是(  )
A.电视机的后盖有很多孔
B.电熨斗通电后发热可以熨平衣物
C.与空调器相连的导线很粗
D.电脑的主机中安装微型风扇
【答案】B
【解析】电流通过导体时要发热的现象叫电流的热效应,此过程消耗电能转化为内能,用来产生热量;先分析各个选项中有误电热的产生,再根据人们的需要确定是电热的利用还是防止电热的危害,进而得出符合题意的选项。
【解答】A、电视机的后盖有许多散热孔,属于防止电热的危害,故A不符合题意;
B、电熨斗工作时主要把电能转化为内能,使电熨斗发热可以熨平衣物,是根据电流的热效应工作的,故B符合题意;
C、空调与导线是串联的,与空调器相连的导线很粗,电阻很小,在通过的电流大小、通电时间一定时,由Q=I2Rt可知产生的热量较少,可以避免因产生热量过多烧坏导线绝缘皮,所以与空调器相连的导线很粗是为了防止电热的危害,故C不符合题意;
D、电脑的主机中安装微型风扇,是通过增大空气流动来散热,属于防止电热的危害,故D不符合题意。
【例题8】(2025 临清市三模)2024年4月24日,以“极目楚天,共襄星汉”为主题的“中国航天日”主场活动在武汉成功举办。下列关于航空航天任务中涉及的物理知识的说法中,不正确的是(  )
A.“玉兔号”月球车从月球采集的样本带回地球后密度变小
B.为减少电路的发热消耗,应选用导电性能更好的材料制作导线
C.制造“祝融号”火星车的部分材料选用合金,利用了其密度比较小
D.新一代长征系列火箭普遍选用液氢等作为燃料,利用了它们的热值较大
【答案】A
【解析】(1)质量是物体的一个基本属性,与物体的形状、状态、温度、位置均无关;从密度是某种物质质量与体积的比值,分析得出结论;
(2)根据Q=I2Rt,其他情况相同,电阻小发热少;
(3)火星车体积一定,材料密度小,质量小;
(4)火箭燃料选择热值较大的,燃烧同等质量的燃料释放的热量更多。
【解答】A、样本带回到地球,位置变化,但样本所含物质的多少不变,其质量不变,体积不变,由公式得,样本的密度不变,故A错误;
B、根据焦耳定律可知,应选用电阻较小的材料制作导线,可以减少中国空间站中电路的发热消耗,故B正确;
C、制造“祝融弓”火星车的部分材料选用合金,体积一定,材料密度小,质量小,更轻巧,故C正确;
D、新一代长征系列火箭的发射普遍选用液氢、煤油等作为燃料,利用了它们的热值较大,燃烧同等质量的燃料释放的热量更多,故D正确。
【演练1】 (2025 南岗区模拟)“厨房”是一个可以展示物理知识的平台。下列说法中不正确的是(  )
A.电水壶烧水时将电能转化为内能
B.斜插在水中的筷子好像“折断”了,是因为光从空气斜射入水中时发生了光的折射
C.用燃气灶烧水时,通过热传递的方式增大了水的内能
D.炒菜时闻到香味,是由于分子不停地做无规则运动
【答案】B
【演练2】 (2025 阳谷三模)下列数据中,最接近生活实际的是(  )
A.人体的体积约为50cm3
B.百米赛跑运动员的速度约为15m/s
C.白炽灯的正常工作电流约为0.1A
D.电扇正常工作1h耗电约为1kW h
【答案】C
【演练3】(2025 内江二模)如图所示电路,定值电阻R0为40Ω,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A。当滑动变阻器的滑片P在最右端时,先闭合开关S,电流表示数为0.1A,再闭合开关S1,电流表示数为0.2A。在保证电路元件安全的条件下,将滑动变阻器的滑片向左最大范围移动。下列说法正确的是(  )
A.电源电压为8V
B.滑动变阻器连入电路的阻值范围是40~10Ω
C.定值电阻R0的功率为0.8W
D.通电1min,整个电路消耗的电能最多为240J
【答案】B
【演练4】(2025春 滨城区期末)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示(设小灯泡电阻不变),下列说法中正确的是(  )
A.乙灯的实际功率一定是60W
B.将乙灯接入110V电路,它的实际功率为30W
C.若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较暗
D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
【答案】C。
【演练5】(2025春 龙泉驿区期中)小方利用图所示电路测量额定电压为2.5V小灯泡电功率,下列说法正确的是(  )
A.闭合开关前,滑片应滑到a端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.移动滑片,只需观察电流表、电压表的示数
D.当电压表示数为2.5V时,电流表示数为0.2A,小灯泡额定功率为0.5W
【答案】D
【演练6】(2025 南岗区一模)如图所示,探究“电功率跟电压的关系”实验中,将小灯泡L1“2.5V,0.3A”和L2“3.8V,0.3A”串联,下列说法正确的是(  )
A.L1和L2串联的主要目的是使两灯泡的通电时间相同
B.如果电源电压可调,两灯泡可以同时正常发光
C.闭合开关后,“3.8V 0.3A”的小灯泡更亮,因为其额定功率大
D.该实验的原理是P=UI
【答案】B
【演练7】(2025 肃南一模)某电动汽车的电池组在快充时会发热,工程师采用液冷系统散热。下列说法正确的是(  )
A.电池发热是因为电流的磁效应
B.液冷系统通过热传递减少电池内能
C.冷却液的比热容越小,散热效果越好
D.电池充电时电能全部转化为化学能
【答案】B
【演练8】(2025 方城县一模)小明家连接插线板的导线折断后,他把两根导线拧在一起继续使用,用久后发现连接处容易发热,其主要原因是连接处(  )
A.电阻变小 B.电流比别处电流小
C.电阻变大 D.电流比别处电流大
【答案】C
1.电功与电能的计算
电流做功用W=UIt进行计算。对于电能全部转化为内能的用电器,也可以用W==I2Rt计算电流做的功。
2.电能表的计算
(1)表盘上标有Nr/(kW h)字样,转盘转n圈,耗电。
(2)最大功率=电能表使用的电压×最大电流
(3)电能W=Pt
3.电功率多档位问题
并联电路中求解总功率时,可以采用两种方法:
方法一:求出总电阻,然后再求解总功率(此方法计算量大,不推荐)
方法二:根据公式P=求解较为方便。
4.动态电路中电功率的变化
分析步骤:①简化电路;②分析电路连接方式;③确定电表测量对象;④滑动变阻器变化时,电阻、电流、电压的变化关系;⑤电路各部分电功率的变化分析。
5.结合图像计算电功率
解电学题时,我们应该把试题中的电路、坐标图像和已知的条件一一对应起来,随后,所有的问题都会迎刃而解。当灯泡的电阻值不是一个定值时,这个阻值不能参与试题的运算。
6.伏安法测量小灯泡的电功率
实验过程中的注意事项:
①连接电路时开关一定要断开,并且滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,以保护电路.
②电压表和电流表的量程,应大于小灯泡的额定电压和额定电流,以免烧坏电表.
③滑动变阻器的选择:通过它的最大电流应大于灯泡的额定电流,它的最大阻值应使连入它后电路的电流不超过灯泡的额定电流太大,最好和灯泡的电阻大致差不多,这样调节效果更明显.
④在移动滑动变阻器的滑片使小灯泡两端电压高于额定电压时要注意,实际电压不能超过额定电压的1.2倍,同时时间不能过长,否则易烧坏灯泡.
7.探究影响电流通过导体时产生热量的因素
(1)U形管内液面高度差越大,产生的热量越多。
(2)使用中,无论条件如何,U形管内液面高度都相同,可能是:装置气密性不好,重新安装,检查气密性是否良好。
(3)实验中加热空气相比加热液体的好处:
①空气膨胀体积变大,实验效果明显;
②加热空气,耗电量少,实验时间短。
8.电热的综合计算
(1)把握公式的含义和用法,灵活进行运用:电学计算离不开公式,而掌握公式的熟练程度直接关系到解题速度。俗话说“磨刀不误砍柴工”,只有把电学公式理解透彻并记“熟”了,做题时方能生出“巧”解来。
(2)寻找隐含条件,排除解题障碍:电学综合题中的隐含条件,往往包含于物理现象、用电器铭牌、生产生活常识、电学常数以及题目的图之中,只要我们细心挖掘,总是可以找到的。
(3)运用数学方法,提高解题能力:解答电学综合计算题,需要应用数学方法,通过建立等量关系进行求解。在电路计算中建立等量关系的思路很多,如串、并联电路的电压、电流、电阻关系;串联电路的电压分配,并联电路的电流分配;电源电压不变,定值电阻阻值不变等,要根据题目的具体情况恰当地进行选择。
(满分100分,答题时间60分钟,根据下面给出的试题答案与解析自测自评)
一.选择题(本大题共12小题,各2分,共24分)
1.(2025 白银二模)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是(  )
2.(2025 北京模拟)如图甲,规格相同的玻璃杯装了相同质量的水,将阻值不同的两根电阻丝R1和R2与电源、开关接成电路,忽略散热,得到图乙所示的水温与加热时间的图线,则下列叙述正确的是(  )
A.两个加热器,R1<R2
B.由图乙可知:比热容c甲>c乙
C.加热相同时间,两杯水吸收的相同热量
D.甲杯水在2min内吸收的热量,与乙杯水在3min内吸收的热量相同
3.(2025 四平模拟)速热式热水器由于其节能环保(相比储热式热水器省电15%~30%),安全性高,深受人们喜爱。如图所示的是小阳家安装的厨房用速热式热水器,其额定电压为220V、额定功率为4kW。小阳冬天洗碗筷一次,用温热水流的时间平均约为60s。则1度电可以让小阳用温热的水洗碗筷的次数是(  )
A.4次 B.8次 C.15次 D.25次
4.(2025 中牟模拟)下列说法中正确的是(  )
A.kW h是电能的单位,但不是电功的单位
B.电能表是测量电功率的仪表
C.用电器消耗的电能越多,电流做的功就越多
D.电流越大,电流做的功就越多
5.(2024秋 鲤城区期末)图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V,闭合开关后,“0.5V,0.2W”的指示灯正常发光,线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作1s,则(  )
A.指示灯的灯丝电阻为0.8Ω
B.电动机产生的热量为1.6J
C.电动机的额定功率为0.08W
D.电路的总功率为1.8W
6.(2025 镜湖区一模)为了乘客的安全,飞机上严禁携带额定电池容量超过“160W h”的充电宝,小吴的充电宝上标有“5V 10000mA h”字样,下列判断正确的是(  )
A.“160W h”表示电功率的大小
B.充电宝给手机充电时,充电宝把电能转化为化学能
C.小吴可以带充电宝上飞机
D.给充电宝充电时充电宝是电源
7.(2025 滨湖区二模)小华按如图所示的电路图测量小灯泡的电功率,其中具体有:额定电压为2.5V的小灯泡,“35Ω 1A”的滑动变阻器等元件,检查无误后,闭合开关就直接记录了第一组数据,以下说法不正确的是(  )
A.表格中第2组数据明显是错误的
B.小华所用电源电压是4V
C.其它器材不变,若用一个定值电阻替换灯泡,就可以用来探究电流与电压和电阻的关系
D.无论灯变亮还是变暗,小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值
8.(2025 营山二模)利用如图甲所示的电路图“测量小灯泡的电功率”,小灯泡标有2V字样,电源电压恒为3V,图乙是根据实验数据绘制的U﹣I图象,下列有关说法错误的是(  )
A.该实验的原理是P=UI
B.小灯泡正常发光时的电功率为0.6W
C.电压为3.0V时,灯泡的亮度比正常发光时亮
D.利用该电路图可以进行“电流与电压关系”的实验探究
9.(2025春 克东月考)关于课本中的探究实验,下列说法正确的是(  )
A.探究光反射时的规律实验,多次改变入射角进行实验,是为了获得普遍规律
B.探究影响滑动摩擦力大小的因素实验中,可用小车代替木块进行探究
C.探究物体的动能跟哪些因素有关时,木块被钢球推的越远,说明木块动能越大
D.用电压表和电流表测小灯泡电功率时,多次实验是为了求平均值减小误差
10.(2025 巴中)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.4A,小灯泡消耗的功率为0.4W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了1.5V,此时小灯泡正常发光,且消耗的功率为1.5W。下列说法中正确的是(  )
A.电源电压4V
B.小灯泡正常发光时的电阻2.5Ω
C.滑动变阻器最大阻值15Ω
D.滑动变阻器的滑片P在中点时,滑动变阻器所消耗的电功率4.2W
11.(2025 庐阳区一模)如图甲,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是(  )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.电路消耗最大总功率为16.2W
C.当电压表V1的示数是10V时,R2接入电路中的阻值为20Ω
D.电阻R2消耗的功率变化了2.8W
12.(2025 旬邑模拟)为防止燃气泄漏,许多家庭都安装了燃气泄漏自动保护装置。当泄漏的燃气达到一定浓度时,燃气阀门自动关闭。图﹣1为小伟设计的模拟电路示意图,图中两个虚线框一个接气敏电阻R、一个接定值电阻R0。已知电源电压恒为6V,气敏电阻R的阻值与燃气浓度的关系如图﹣2所示。当燃气浓度升高到0.4%时,燃气装置阀门两端电压恰好增大至2V,燃气管道阀门自动关闭(不考虑燃气管道阀门对电路的影响)。下列说法正确的是(  )
A.当燃气浓度降低时,气敏电阻R的阻值减小,电路中的电流增大
B.若燃气浓度从0.1%升高到0.4%,定值电阻R0两端的电压变化量为0.6V
C.该电路中,当燃气阀门自动关闭时,气敏电阻R与定值电阻R0消耗的功率之比为2:1
D.要使阀门在燃气浓度更低时就自动关闭,应更换阻值更小的定值电阻R0
二.填空题(本大题共8小题,每空1分,共18分)
13.(2025 九江模拟)在国际单位制中,伏特是     (填写物理量名称)的单位。如图所示是某同学在家中拍的一张电能表照片,由此可知,此电能表从开始使用到现在,该家庭消耗电能     kW h。
14.(2025 齐河县一模)图甲是一种测力装置的结构示意图。横梁OA上下表面各有一张完全一样的可变电阻片R1和R2,若按图乙所示将它们串联在电源电压不变的电路中,在A端用一向下的力F使R1拉伸,R2压缩,则此时电阻片    的电阻更大。若将此时的两电阻并联接入同一电源两端,通电时间相同,电阻片    产生的电热更多。
15.(2025 青秀区校级模拟)如图是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。图甲可探究电流产生的热量与     的关系;图乙中电流通过电阻c与d产生的热量之比为     。
16.(2025 樟树市模拟)物理学的漫长发展历程中,有众多伟大的物理学家做出了非凡贡献,为了纪念他们,我们把一些物理量的单位用他们的名字来命名。比如用物理学家“帕斯卡”的名字代替     的单位“N/m2”;用物理学家     的名字代替电热的单位“A2 Ω s”。
17.(2025 新宾模拟)如图所示的是同学们设计的调光小台灯的电路图。电源电压为3V,R是调节亮度的变阻器,最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V,0.5A”字样,则变阻器的滑片顺时针滑动时灯L的亮度会     ;灯L的最小实际电功率为     W。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
18.(2025 南海区一模)小明用图1的电路的做“测量小灯泡电功率”实验,绘制了如图2所示的图像。已知电源电压3V,灯泡的额定电压为2.5V,此图像不是直线的主要原因是灯丝电阻受     的影响。实验中滑动变阻器的最大阻值可能是     (选填“10Ω”、“20Ω”或“30Ω”)。若灯泡两端的电压依次增大为U1、U2、U3时,灯泡对应的功率分别为P1、P2、P3,相邻两次的电压差U2﹣U1=U3﹣U2,则P2﹣P1    P3﹣P2(选填“>”、“=”或“<”)。
19.(2025 泸县一模)小明测量小灯泡的额定功率(额定电压为3.8V)的实验电路图如图所示,电源电压大约4.5V且恒定不变,由于电压表只有0~3V量程可用,聪明的小明调整实验方法仍然准确测出了小灯泡的额定功率。他连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3V,然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端,再次闭合开关后,观察电压表并移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数     ,读出此时电流表示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为     W。
20.(2025 泗阳县三模)图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象,将它们按图乙所示接入电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为1W;则小灯泡两端的电压为    V,再闭合开关S1,电流表示数变化了    A,此时电路消耗的总功率为    W。
三.实验探究题(本大题共3小题,各10分,共30分)
21.(2025春 新化期末)在“探究影响电流做功多少的因素”活动中,同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路。
(1)根据     ,我们可以比较相同时间内电流做功的多少。
(2)经过讨论,小明认为不可以选择图甲电路,原因是     。
(3)为了研究电功与电流的关系,小丽认为应该选择图乙所示的电路,小勇认为该电路有不足之处,他的理由是     。
(4)利用丙电路是为了探究电功与     的关系,当闭合开关后,小华发现两灯都不亮,电压表V1有示数,电压表V2无示数,你认为电路发生的故障是     。排除故障后,同学们正确操作,根据     现象得出了结论。该结论是     。
22.(2025 峨眉山市模拟)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小刚同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器、电压为4.5V的电源和额定电压为2.5V的小灯泡,设计了如图甲所示的电路。
(1)实验中需要依据如图甲所示的电路图,将如图乙所示器材进行连线,请用笔画线代替导线,将如图乙所示电路连接完整。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数     (选填“变大”“变小”或“不变”)。当电压表的示数为     V时小灯泡正常发光,此时电流表指针如图丙所示,其示数为     A,小灯泡的额定功率为     W。若小灯泡两端的实际电压为2.3V,则小灯泡的实际功率     (选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。
(3)小王同学也按如图甲所示电路图连接电路,当连接最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。请你指出导致此现象可能的原因:    。
23.(2025 明水县三模)在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时,小明和小华同时进行了实验,小明设计的实验电路如图甲所示,两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内,瓶中插入温度计a、b。
(1)为了让实验效果更显著,小明应在图1的甲、乙两瓶中加入质量、初温均相同的     (选填“煤油”或“水”);
(2)实验中,通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少,下列实验应用了该研究方法的是     (选填序号);
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.探究导体电阻的大小与哪些因素有关
C.“伏安法”测电阻
(3)爱思考的小明,还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力,在图1甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且换用两根电阻丝的阻值R甲′    R乙′。闭合开关,一段时间后,若温度计a比温度计b温度升高得快,则甲、乙两瓶内液体比热容的关系为c甲    c乙。(均选填“>”、“<”或“=”)
(4)另一小组的小华同学用如图2探究电流通过导体产生的热量与电流关系的实验,实验中给装置通电,    (选填“左边”或“右边”)U形管内的液面高度变化较快。如果通过左侧容器中电阻丝的电流是2A,则右侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是     J。
四.综合应用题(本大题共4小题,各7分,共28分)
24.(2025 芜湖一模)小明家买了一款具有加热和保温两挡功能的电热饭盒,如图甲所示。已知电热饭盒内部电路由两个阻值相同的发热电阻和一个温控开关组成,额定电压为220V,额定加热功率为440W。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
(1)在图乙方框中画出其电路原理图;
(2)求一个发热电阻的阻值;
(3)电热饭盒正常加热10min,恰好把质量为0.5kg、初温为20℃的水烧开(标准大气压下),求此过程中电热饭盒的加热效率。
25.(2025 武都区模拟)在测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.
(1)用笔画线代替导线,连接完整如图甲所示的实物电路。
(2)连接电路时开关应    ,闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于    (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片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    (写一种即可)。
(4)排除故障后,闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,其读数为    V,要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向    (选填“A”或“B”)端移动。
(5)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制得如图丙所示的图象,由图象可知,小灯泡两端电压是1.5V时,其电阻是    Ω;灯泡的额定功率是    W。
26.(2025 涟水模拟)为满足人们对健康饮食的追求,某品牌推出了一款新型电热饭盒如图甲,图乙虚线内是电热饭盒内部的简化电路图,R1和R2均为电热丝,R1=374Ω(阻值不随温度变化,部分参数如表所示)。求:
额定电压 220V
额定功率 低温挡
高温挡 440W
(1)电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流;
(2)电阻R2的阻值及低温挡的功率;
(3)高温挡工作5分钟,低温挡工作3分钟放出的总热量是多少?
27.(2024秋 沛期末)阅读短文,回答问题。
无链条电动自行车
如图所示,无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电驱动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量;也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能,可通过车上的发电机转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进。因此使骑行者更省力,同时减少了对环境的污染。
图中所示这款无链条电动自行车,其锂电池容量为10Ah(电池容量是指放电电流与放电时间的乘积)、电压为30V.若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,即仅靠“电力驱动”可正常行驶1.8×104m;若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量,即“混合动力驱动”可连续行驶3.2×104m。
(1)骑行者踩脚踏板的目的是把踩脚踏板的动能转化为    能;
(2)无链条电动自行车的车把龙头是    (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;
(3)如图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为    J;
(4)正常行驶时,这款车“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为    。
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B D C C D C C D A C B
题号 12
答案 C
一.选择题(共12小题)
1.【答案】B
【解析】电流的热效应就是把电能转化为内能,可从能量转化的角度分析哪一用电器是利用了电流的热效应。
【解答】
AC、电风扇、电冰箱工作时主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故AC不符合题意;
B、电热饭煲工作时主要把电能转化为内能,是利用了电流的热效应来工作的,故B符合题意;
D、电视机工作时主要是把电能转化为声能和光能,不是利用电流的热效应,故D不符合题意。
故选:B。
2.【答案】D
【解析】(1)由图乙知,在相同时间内水吸收的热量不同,说明在相同的时间内加热器放出的热量不同,I、t相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;
(2)比热容的大小与物质的种类和状态有关,同种物质状态相同的情况下,比热容相同;
(3)用不同加热器加热,相同时间内,加热器放出的热量不同,所以相同时间内两杯水吸收的热量不同;
(4)根据题中条件和Q=cmΔt分析甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量的关系。
【解答】A.规格相同的玻璃杯装了相同质量的水,2min末甲温度高,说明R1产生的电热多;由电路图可知,两电阻丝串联,通过它们的电流I与通电时间t相等,由Q=I2Rt可知,在电流与通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,所以,R1>R2,故A错误;
B.甲、乙两容器中都是水,且状态相同,则两杯水的比热容相同,故B错误;
C.实验中,用不同加热器加热,相同时间内,加热器放出的热量不同,所以相同时间内两杯水吸收的热量不同,故C错误;
D.由图乙可知,甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同,且两杯水的质量相同,根据Q吸=cmΔt可知,它们吸收的热量相同,故D正确。
故选:D。
3.【答案】C
【解析】根据P求出消耗1度电速热式热水器的工作时间,再求出小阳用温热的水洗碗筷的次数。
【解答】
已知速热式热水器的额定功率4kW,由P可得,消耗1度电速热式热水器的工作时间:
t0.25h=900s,
小阳用温热的水洗碗筷的次数:n15次,故C正确,ABD错误。
故选:C。
4.【答案】C
【解析】(1)kW h是电能的单位,也是电功的单位。
(2)用电器在一段时间内消耗的电能,可以通过电能表(也叫电度表)计量出来。
(3)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。
(4)根据W=UIt进行分析。
【解答】A、kW h(千瓦时)既是电能的单位,也是电功的单位,故A错误;
B、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,故B错误;
C、用电器消耗电能的过程是电流做功的过程,用电器消耗的电能越多,电流做的功就越多,故C正确;
D、由W=UIt可知,电流做功的多少与电压、电流及通电时间有关,当电压与通电时间相同时,电流越大,电流做的功就越多,故D错误。
故选:C。
5.【答案】D
【解析】(1)知道指示灯的额定电压和额定功率,根据P求出指示灯的灯丝电阻;
(2)由图乙可知,电动机和指示灯串联,根据P=UI求出电路中的电流,根据Q=I2Rt求出电动机的发产生的热量;
(3)根据串联电路的电压特点求出电动机两端的电压,根据P=UI求出电动机的额定功率;
(4)根据P=UI求出电路的总功率。
【解答】A、由P可知,指示灯的灯丝电阻:RL1.25Ω,故A错误;
B、由图乙可知,电动机和指示灯串联,由P=UI可知,电路中的电流:IM=I=IL0.4A,
电动机产生的热量:QRMt=(0.4A)2×0.5Ω×1s=0.08J,故B错误;
C、根据串联电路的电压特点可知,电动机两端的电压:UM=U﹣UL=4.5V﹣0.5V=4V,
电动机的额定功率:PM=UMIM=4V×0.4A=1.6W,故C错误;
D、电路的总功率:P=UI=4.5V×0.4A=1.8W,故D正确。
故选:D。
6.【答案】C
【解析】(1)根据数据中的单位结合公式W=Pt分析;
(2)用充电宝给手机充电时,充电宝相当于电路中的电源(电源是将其它形式的能量转化为电能的装置),手机相当于用电器;
(3)充电宝铭牌上标有“5V 10000mA h”字样,根据W=UIt求出充电宝充满电后存储的电能;将充电宝储存的最大电能与160W h比较,确定能否将此充电宝带上飞机;
(4)给充电宝充电时,充电宝要消耗电能。
【解答】
A、在160W h中,W是电功率的单位,h是时间的单位,根据W=Pt可知,“160W h”表示电功(电能)的大小,故A错误;
B、用充电宝给手机充电时,充电宝是电源,并把化学能转化为电能,故B错误;
C、充电宝铭牌上标有“5V 10000mA h”字样,则充满电后存储的电能:
W=UIt=5V×10000×10﹣3A×3600s=1.8×105J=0.05kW h=50W h;
因为50W h<160W h,
所以小吴可以带该充电宝上飞机,故C正确;
D、给充电宝充电时,充电宝要消耗电能,则此时充电宝是用电器,故D错误。
故选:C。
7.【答案】C
【解析】(1)灯丝电阻随温度的升高而增大;
(2)检查无误后,闭合开关,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律结合欧姆定律和第1组数据求出电源电压;
(3)在探究电流与电阻的关系实验中,需更换不同阻值的定值电阻;
(4)根据电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端电压;根据串联电路的特点分析回答。
【解答】A、由第2组数据可知,灯泡的电阻为:
R211.3Ω,
第3组灯泡的电阻为:
R38.1Ω<R2,
因灯丝电阻随温度的升高而增大,第3组灯泡的电阻应该大于第2组灯泡的电阻,而R3<R2,所以表格中第2组数据是错误的,故A正确;
B、检查无误后,闭合开关,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律结合欧姆定律和第1组数据可知,电源电压为:
U=U1+I1R滑=0.5V+0.1A×35Ω=4V,故B正确;
C、在探究电流与电阻的关系实验中,需更换不同阻值的定值电阻,而本实验中只用一个定值电阻替换灯泡,所以只能探究电流与电压的关系,不能探究电流与电阻的关系,故C错误;
D、因为串联电路处处电流相等,因此小灯泡的电流变化量一定等于变阻器的电流变化量;因为电源电压不变,灯泡两端电压和滑动变阻器两端电压之和等于电源电压,故小灯泡的电压变化量一定等于变阻器的电压变化量,所以无论灯变亮还是变暗,小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值,故D正确。
故选:C。
8.【答案】D
【解析】(1)该实验的原理是P=UI;
(2)根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流,利用P=UI求出小灯泡正常发光时的电功率;
(3)灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡亮度越亮;
(4)在探究“电流与电压关系”的实验中,应控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化。
【解答】A、测量小灯泡的电功率,需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,由P=UI得到小灯泡的电功率,因此实验的原理是P=UI,故A正确;
B、小灯泡的额定电压是2V,由图乙可知,通过小灯泡的电流是0.3A,小灯泡正常发光时的电功率为:
PL=ULIL=2V×0.3A=0.6W,故B正确;
C、由图乙可知,电压为3.0V时,对应的电流是0.4A,灯泡的电功率为:
P′L=U′LI′L=3V×0.4A=1.2W>0.6W,
此时的电功率大于小灯泡正常发光时的电功率,灯泡的亮度比正常发光时亮,故C正确;
D、在探究“电流与电压关系”的实验中,应控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一定值,所以不能利用该电路图可以进行“电流与电压关系”的实验探究,故D错误。
故选:D。
9.【答案】A
【解析】(1)光反射时,反射角等于入射角;
(2)探究影响滑动摩擦力大小的因素时,摩擦力必须是滑动摩擦力;
(3)根据转换法,实验中通过小球把木块推出的距离长度来反应小球的动能的大小,木块推出的距离越远,说明小球的动能越大;
(4)解决此题要知道初中物理实验进行多次测量目的是什么,一是为了求平均值,提高精度,减小误差;二是为了寻找普遍规律。
【解答】A、多次改变入射角的大小进行实验是为了寻找规律,得到反射角等于入射角的结论,故A正确;
B、探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,若用小车代替木块,变滑动为滚动,改变了实验的方案,所以不能用小车代替木块,故B错误;
C、实验中通过小球把木块推出的距离长度来反应小球的动能的大小,木块被推的越远,说明小球具有的动能就越大,故C错误;
D、测量电功率的实验是为了研究功率与电压、电流的关系,因此多次测量是为了寻找普遍规律,故D错误。
故选:A。
10.【答案】C
【解析】(1)根据题意简画电路,由小灯泡的电功率变化确定滑片P从阻值最大端向中点移动;由灯泡正常发光时的电功率和电压得出电阻,再由两次电路的相关数据将电源的电压和滑动变阻器的最大值列出方程,得到电源电压和变阻器最大值;
(2)根据前面计算出滑动变阻器的滑片P在中点时的电流,由公式P=I2R求出滑动变阻器所消耗的电功率。
【解答】电源电压不变,闭合开关后,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.4A,小灯泡消耗的功率为0.4W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了1.5V,此时小灯泡正常发光,且消耗的功率为1.5W;小灯泡的电功率变大,说明滑片向左移动,电压表的示数是增大1.5V,可得电压表的示数为1V+1.5V=2.5V,即小灯泡正常发光时的电压为2.5V;且可确定滑片P原来在某一端点是最右端,阻值最大处。
ABC.当滑片P在阻值最大端时:
电压表测小灯泡的两端的电压,灯泡的电压为:,则电压表的示数为1V;
电源电压为:U=1V+0.4A×R……①
当滑片P移至中点时:
小灯泡正常发光,电压为2.5V,消耗的功率为1.5W;小灯泡正常发光时的电阻为:;
电路中的电流为:
电源电压为:U=2.5V+0.6AR……②
联立①②可得电源电压U=7V,滑动变阻器的最大值R=15Ω;
故A、B错误,C正确;
D.滑动变阻器的滑片P在中点时,滑动变阻器所消耗的电功率为:2.7W,故D错误。
故选:C。
11.【答案】B
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零,判定图像A、B哪一个是R1的I—U图像;
(2)由甲图可知,当P滑至最左端时,电路中的电流最大,此时电压表V1测电源电压,由乙图可知电源电压;
由乙图可知,当电压表V1示数为10V时,电路中的电流I为0.5A,由R算出R1的阻值和此时R2接入的阻值;
由甲图可知,当P滑至最左端时,电路中的电阻最小,根据P=UI可知,此时电路消耗的总功率最大,根据P大算出电路的最大功率;
(3)滑动变阻器消耗的功率为:
P=I2RR2,
当R′2=R1时,滑动变阻器消耗的电功率最大,由P2大算出滑动变阻器的最大功率;
由图线可知,当I'=0.9A时,R2的电压U'2=0V,即滑片滑至最左端(未接入电路),此时R2消耗的功率为0W,进而算出电阻R2消耗功率的变化。
【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、当变阻器R2接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U图象,故A错误;
BC、由甲图可知,当P滑至最左端时,电路中的电流最大,此时电压表V1测电源电压,由乙图可知电源电压U=18V,
由乙图可知,当电压表V1示数为10V时,电路中的电流I为0.5A,
则R1的阻值:R120Ω,此时R2接入的阻值:R216Ω,故C错误;
由甲图可知,当P滑至最左端时,电路中的电阻最小,根据P=UI可知,此时电路消耗的总功率最大,则P大16.2W,故B正确;
D、滑动变阻器消耗的功率为:
P=I2RR2,
当R′2=R1=20Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,最大为:
P2大4.05W;
由图线可知,当I'=0.9A时,R2的电压U'2=0V,即滑片滑至最左端(未接入电路),此时R2消耗的功率为0W,所以电阻R2消耗的功率变化了4.05W,故D错误。
故选:B。
12.【答案】C
【解析】(1)当燃气浓度降低时,气敏电阻R的阻值随燃气浓度的降低而增大;根据串联电路的特点及根据欧姆定律I,分析电路中的电流变化情况;
(2)根据气敏电阻的阻值随燃气浓度升高而减小,由串联分压原理可知燃气浓度升高时气敏电阻两端电压减小,定值电阻R0两端的电压变大,判断出定值电阻R0应接在虚线框1处,气敏电阻R应接在虚线框2处,燃气装置阀门两端电压等于定值电阻R0两端的电压U0;根据燃气浓度升高到0.4%时,燃气装置阀门两端电压恰好增大至2V,可计算出此时电路中的电流和定值电阻R0的阻值,进而求出当燃气浓度为0.1%时,定值电阻R0两端的电压U0′;从而计算定值电阻R0两端的电压变化量ΔU;
(3)当燃气阀门自动关闭时,气敏电阻R=5Ω,定值电阻R0=2.5Ω,此时电路中的电流I=0.8A;根据P=I2R,可计算出气敏电阻R消耗的功率PR和定值电阻R0消耗的功率P0,然后求出功率之比;
(4)要使阀门在燃气浓度更低时就自动关闭,即在燃气浓度更低时气敏电阻两端的电压就达到使阀门关闭的电压2V;根据串联电路的分压原理U0,当R增大时,若要使U0达到2V,则需要增大R0的阻值,而不是减小R0的阻值。
【解答】A.由图乙可知,当燃气浓度降低时,气敏电阻R的阻值随燃气浓度的降低而增大;根据串联电路的特点,总电阻R总=R+R0,R0是定值电阻,当气敏电阻R增大时,总电阻R总增大;再根据欧姆定律I,总电阻增大时,电路中的电流I减小,所以选项A错误;
B.由图乙可知,气敏电阻的阻值随燃气浓度升高而减小,由串联分压原理可知燃气浓度升高时气敏电阻两端电压减小,定值电阻R0两端的电压变大,由题意可知燃气浓度升高时燃气装置阀门两端电压增大,所以定值电阻R0应接在虚线框1处,气敏电阻R应接在虚线框2处,燃气装置阀门两端电压等于定值电阻R0两端的电压U0;
已知当燃气浓度升高到0.4%时,燃气装置阀门两端电压恰好增大至2V;所以当燃气浓度升高到0.4%时,燃气装置阀门两端电压U0=2V,由图乙可知气敏电阻R=5Ω,则气敏电阻两端的电压UR=U﹣U0=6V﹣2V=4V;根据欧姆定律,可得此时电路中的电流I0.8A;定值电阻R0的阻值为R02.5Ω;
当燃气浓度为0.1%时,由图乙可知气敏电阻R=25Ω,此时电路中的电流I'A,定值电阻R0两端的电压为:U0′=I′R0A×2.5Ω≈0.55V;
所以定值电阻R0两端的电压变化量ΔU=U0′﹣U0=2V﹣0.55V=1.45V≠0.6V,故B错误;
C.由题意知,当燃气浓度升高到0.4%时,燃气装置阀门两端电压恰好增大至2V,燃气管道阀门自动关闭,所以当燃气阀门自动关闭时,气敏电阻R=5Ω,定值电阻R0=2.5Ω,此时电路中的电流I=0.8A;根据P=I2R,可得气敏电阻R消耗的功率PR=I2R=(0.8A)2×5Ω=3.2W,定值电阻R0消耗的功率P0= I2R0=(0.8A)2×2.5Ω=1.6W;则气敏电阻R与定值电阻R0消耗的功率之比PR:PR0=3.2W:1.6W=2:1,故C正确;
D.要使阀门在燃气浓度更低时就自动关闭,即在燃气浓度更低时气敏电阻两端的电压就达到使阀门关闭的电压2V;当燃气浓度更低时,压敏电阻R的阻值变大,要在气敏电阻R阻值更大时,燃气装置阀门两端的电压U0达到2V,根据串联电路的分压原理U0,当R增大时,若要使U0达到2V,则需要增大R0的阻值,所以应更换阻值更大的定值电阻R0,故D错误。
故选:C。
二.填空题(共8小题)
13.【答案】电压;201.9。
【解析】在国际单位制中,电压的单位是伏特,简称伏,符号V。
电能表示数的最后一位是小数,单位是kW h。
【解答】在国际单位制中,电压的单位是伏特。
图中电能表的示数为201.9kW h,由此可知,此电能表从开始使用到现在,该家庭消耗电能201.9kW h。
故答案为:电压;201.9。
14.【答案】R1;R2
【解析】导体的材料和温度一定时,导体的长度越长、横截面积越小,电阻越大,由此可知R1、R2的阻值变化及大小关系;
将此时的两电阻并联接入同一电源两端,根据并联电压的电压规律可知R1、R2两端的电压关系,通电时间相同,根据Q=I2Rtt可知R1、R2产生的热量关系。
【解答】由图可知,两个电阻串联,横梁OA上下表面各有一张完全一样的可变电阻片R1和R2,在压力的作用下,R1被拉伸,即R1变长,横截面积变小,因此R1电阻变大,而R2被压缩,即R2变短,横截面积变大,因此R2电阻变小,则此时电阻片R1的电阻更大;
将此时的两电阻并联接入同一电源两端,因为并联电路中各支路两端的电压都相等,等于电源电压,通电时间相同,根据Q=I2Rtt可知,R2产生的电热更多。
故答案为:R1;R2。
15.【答案】电阻;4:1。
【解析】(1)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关;探究电流产生热量跟电流关系时,控制电阻和通电时间不变;探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;探究电流产生热量跟通电时间关系时,控制电流和电阻不变;
(2)分析电路连接,根据Q=I2Rt分析回答。
【解答】甲图中两电阻丝串联接在同一电路中,电流和通电时间相同,而电阻的阻值不同,因此探究的是电流产生的热量与电阻的关系;
图乙中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,由于右侧两电阻的阻值相同,通过的电流相同,则通过c电阻的电流是通过d电阻电流的2倍,电阻相同,根据Q=I2Rt可知,电阻c、d产生的热量之比为4:1。
故答案为:电阻;4:1。
16.【答案】压强;焦耳。
【解析】根据对著名物理学家的了解和对物理常识的掌握解答。
【解答】用物理学家“帕斯卡”的名字代替压强的单位“N/m2”;用物理学家焦耳的名字代替电热的单位“A2 Ω s”。
故答案为:压强;焦耳。
17.【答案】变亮;0.2。
【解析】变阻器和灯泡串联,变阻器的滑片顺时针滑动时,变阻器连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知电路的总电阻变化情况,由欧姆定律可知电路中的电流变化情况,由P=I2R可知灯泡的电功率变化情况。
当变阻器的滑片处于阻值最大时,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,利用欧姆定律求得最小电流,再利用P=I2R求得灯L的最小实际电功率。
【解答】由图可知,变阻器和灯泡串联,变阻器的滑片顺时针滑动时,变阻器连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由P=I2R可知灯泡的电功率变大,灯泡变亮。
结合小灯泡的铭牌可知灯泡的电阻
变阻器的滑片处于阻值最大时,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,电路中的最小电流
灯L的最小实际电功率为PL小=I小2RL=(0.2A)2×5Ω=0.2W
故答案为:变亮;0.2。
18.【答案】温度;30Ω;<。
【解析】(1)灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(2)根据图2中的数据结合串联的电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,据此确定滑动变阻器最大阻值;
(3)根据电功率公式P=UI结合图2分析回答;
,表示出电路中电压依次为U1、U2、U3时的电功率大小,再结合U2﹣U1=U3﹣U2以及灯泡依次变亮时的电压也依次变大的特点,利用数学平方差公式求解。
【解答】由图2可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,因此小灯泡的I﹣U图像不是直线;
由图2可知,当灯泡两端电压为0.5V时,通过灯泡的电流为0.1A,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=3V﹣0.5V=2.5V,则滑动变阻器接入电路的阻值为:
R滑25Ω,所以滑动变阻器最大阻值可能是30Ω;
若灯泡两端的电压依次增大为U1、U2、U3时,且U2﹣U1=U3﹣U2,由图2可知,可取U1=0.5V,U2=1.5V,U3=2.5V,此时U1、U2、U3对应的电流分别为0.1A、0.2A、0.25A,
则P1=U1I1=0.5V×0.1A=0.05W;
P2=U2I2=1.5V×0.2A=0.3W;
P3=U3I3=2.5V×0.25A=0.625W;
P2﹣P1=0.3W﹣0.05W=0.25W,
P3﹣P2=0.625W﹣0.3W=0.325W,
由此得出P2﹣P1<P3﹣P2。
故答案为:温度;30Ω;<。
19.【答案】比上一次减小0.8V;1.14。
【解析】电源电压大约4.5V且恒定不变,但电源电压的具体值未知;连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3V(即灯泡两端的电压为3V);然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端,再次闭合开关后,因滑片位置不变,则灯泡两端的电压仍然为3V,观察此时电压表的示数;再移动滑动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压为3.8V,此时灯泡正常发光,该过程中灯泡的电压增大了0.8V,根据串联电路的电压规律确定电压表示数的变化情况;
知道灯泡的额定电压和额定电流,利用P=UI求出小灯泡的额定功率。
【解答】由题知,电源电压大约4.5V且恒定不变,但电源电压的具体值未知;
他连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3V(即灯泡两端的电压为3V),如下面甲图所示;
然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端,再次闭合开关后,因滑片位置不变,则灯泡两端的电压仍然为3V,观察此时电压表的示数,设为U1,如下面乙图所示;
再移动滑动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压为3.8V,此时灯泡正常发光,如下面丙图所示;
从乙图到丙图,灯泡两端的电压增大了0.8V,且电源电压恒定不变,则由串联电路的电压特点可知,变阻器两端的电压(电压表的示数)减小了0.8V,所以,观察电压表并移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数比上一次减小0.8V时,灯泡正常发光;
当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为:P额=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W。
故答案为:比上一次减小0.8V;1.14。
20.【答案】见试题解答内容
【解析】(1)只闭合开关S时,电路为L的简单电路,根据图象读出小灯泡实际功率为1W两端的电压和电流;
(2)闭合开关S、S1时,L与R并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点可知它们两端的电压,根据图象可知通过它们的电流,利用并联电路的电流特点可知电流表示数的变化和干路电流,利用P=UI求出电路消耗的总功率。
【解答】(1)只闭合开关S时,电路为L的简单电路,
由图中可知,当小灯泡两端的电压UL=2V,通过的电流IL=0.5A时,
灯泡的实际功率PL=ULIL=2V×0.5A=1W,
所以,小灯泡两端的电压为2V,电源的电压为2V;
(2)闭合开关S、S1时,L与R并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,它们两端的电压UL=UR=U=2V,
由图象可知,通过它们的电流分别为IL=0.5A,IR=0.2A,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,电流表示数的变化量即为通过R的电流,其大小为0.2A,
因串联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:
I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,
此时电路消耗的总功率:
P=UI=2V×0.7A=1.4W。
故答案为:2;0.2;1.4。
三.实验探究题(共3小题)
21.【答案】(1)灯泡的亮度;
(2)无法利用控制变量法探究电功与电压电流的关系;
(3)不能多次测量,无法排除实验结论的偶然性;
(4)电压;L1断路;电压越大,灯泡越亮;电流一定时,电压越大,电流所做的功越多。
【解析】(1)灯泡功率不同亮度不同,可以通过观察灯泡的亮度来比较功率大小,进一步比较灯泡做功多少;
(2)电流做功的大小与电压、电流和通电时间三个因素有关,当研究与其中某一个因素的关系时,应控制其余的因素不变;
(3)图乙电路干路上缺少滑动变阻器,无法进行多次测量;
(4)研究电流做功与电压的关系,应控制电流的大小和通电时间相同,通过比较电压的大小,得出电流做功与电压的关系;根据电压表V1、V2的示数判断故障原因;根据实验过程及现象得出结论。
【解答】(1)实验中,可以观察小灯泡的亮度来比较相同时间内小灯泡中电流做功的多少;
(2)甲电路中,滑动变阻器的滑片移动时,灯泡两端的电压和通过的电流都在变化,无法控制电流或者电压不变,因此无法利用控制变量法探究电流做功与电压、电流的关系;
(3)图乙电路中干路上缺少滑动变阻器,无法进行多次测量,不能排除实验结论的偶然性;
(4)研究电流做功与电压的关系,就应该控制电路中的电流不变,而两灯泡两端的电压不同,图丙中两只灯泡串联,控制了电流相同,两灯泡规格不同时分得的电压不同,故能探究电流做功与电压的关系;电压表V1有示数,电压表外电路为通路,可能L1断路,电压表V2无示数,说明电压表外电路为断路,综合分析认为电路发生的故障是L1断路;实验中电压越大,灯泡越亮,由此得出结论是:电流一定时,电压越大,电流所做的功越多。
故答案为:(1)灯泡的亮度;
(2)无法利用控制变量法探究电功与电压电流的关系;
(3)不能多次测量,无法排除实验结论的偶然性;
(4)电压;L1断路;电压越大,灯泡越亮;电流一定时,电压越大,电流所做的功越多。
22.【答案】(1)见解答图;(2)变大;2.5;0.28;0.7;小于;(3)连接电路时开关没有断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处。
【解析】(1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;根据图甲滑动变阻器阻值变化确定图乙滑动变阻器选用的下端接线柱串联在电路中;
(2)根据滑动变阻器阻值变化结合欧姆定律确定电流表示数的变化;当灯泡两端电压为额定电压时灯泡正常发光;根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出灯泡额定功率;当灯泡两端电压小于额定电压,其功率小于额定功率;
(3)为了保护电路,连接电路时,开关应断开;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处。
【解答】(1)小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在电路中;由图甲可知,滑动变阻器滑片向右移动阻值变大,故图乙中滑动变阻器选用左下接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:

(2)闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器阻值变小,电路总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数变大;
当灯泡两端电压为额定电压,即电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表指针如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.28A,则小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
若小灯泡两端的实际电压为2.3V,小于灯泡额定电压2.5V,则小灯泡的实际功率小于额定功率;
(3)小王同学也按如图甲所示电路图连接电路,当连接最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明连接电路时开关没有断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处。
故答案为:(1)见解答图;(2)变大;2.5;0.28;0.7;小于;(3)连接电路时开关没有断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处。
23.【答案】(1)煤油;(2)B;(3)=;<;(4)左边;300
【解析】(1)水的比热容大于煤油的比热容,质量相同的水和煤油吸热相同,煤油的温度升高得多,实验现象明显;
(2)实验中,通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少,采用了转换法,分析每个选项,找出符合题意的选项;
(3)使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;结合Q=I2Rt分析;
(4)右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,根据并联电路电流规律可知通过甲乙容器内电阻丝的电流大小关系,根据焦耳定律判断哪侧容器内电阻丝产生的热量多,则这一侧的U形管液面高度的变化较大,根据焦耳定律的公式计算乙容器中电阻丝在1min内产生的热量。
【解答】(1)水的比热容大于煤油的比热容,质量相同的水和煤油吸热相同,根据Δt可知煤油的温度升高得多,为了让实验效果更显著,小明应在甲、乙两瓶中加入质量、初温均相同的油;
(2)实验中,通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少,采用了转换法;
A.探究电流与电压、电阻的关系,采用了控制变量法;
B.探究导体电阻的大小与哪些因素有关,根据电流表示数大小比较电阻的大小,采用了转换法;
C.“伏安法”测电阻,为减小误差要多次测量取平均值,没有采用转换法;
故选:B;
(3)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,根据Q=I2Rt,为控制相同时间不同物质吸热相同,故换用两根电阻丝的阻值R甲'=R乙'。闭合开关,一段时间后,若温度计a比温度计b温度升高得快,根据比较吸热能力的方法,则甲、乙两瓶内液体比热容的关系为c甲<c乙;
(4)如图2,右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联,串联电路各处电流相等,所以右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右=I左,
两个5Ω的电阻并联,并联电路干路电流等于各支路电流之和,即I左=I内+I外,比较可知I左>I内;
两瓶中的电阻值相等(均为5Ω),通电一段时间后,由于瓶中电阻相同、通电时间相同、I左>I内,所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内电阻丝产生的热量多,则左侧U形管液面高度的变化较大;
并联电路各支路两端电压相等,两个5Ω的电阻并联,由欧姆定律可得I内=I外,则I内I左2A=1A,
右侧容器中电阻丝在1min内产生的热量:Q=I内2Rt=(1A)2×5Ω×60s=300J。
故答案为:(1)煤油;(2)B;(3)=;<;(4)左边;300。
四.综合应用题(共4小题)
24.【答案】(1)图见解答;
(2)一个发热电阻的阻值为110Ω;
(3)此过程中电热饭盒的加热效率为63.6%。
【解析】(1)根据P可知,当电压相同时,电路中的总电阻越小,电路中的总功率越大,据此设计电路图;
(2)根据P求出一个发热电阻的阻值;
(3)根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,根据W=Pt求出电热饭盒消耗的电能,根据效率公式求出此过程中电热饭盒的加热效率。
【解答】(1)若R、R0串联,开关S0并联在R两端,当开关S闭合、S0断开时,R、R0串联,电路中的总电阻最大,由P可知,电路中的总功率最小,电热饭盒处于保温挡;
当开关S、S0都闭合,只有R0工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电热饭盒处于加热挡,电路图如图所示:
(2)由P可知,R0的阻值:R0110Ω;
(3)一个标准大气压下,水的沸点是100℃,
水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.0.5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×105J,
电热饭盒消耗的电能:W=P加热t′=440W×10×60s=2.64×105J,
此过程中电热饭盒的加热效率:η63.6%。
答:(1)图见解答;
(2)一个发热电阻的阻值为110Ω;
(3)此过程中电热饭盒的加热效率为63.6%。
25.【答案】见试题解答内容
【解析】(1)根据灯泡的额定功率和阻值求出正常工作时的电流值,据此选择电流表的量程,电流表要串联在电路中,且要注意其正负接线柱的接法;
(2)为防止电路中的电流过大,在连接电路时开关应断开;闭合开关前滑片应移至滑动变阻器最大阻值处;
(3)串联电路中若无电流,则可能是电路发生断路,根据电压表的示数可判断是哪个地方发生了断路;
(4)首先判断电压表的量程和分度值,然后进行读数;根据串分压的知识判断滑动变阻器阻值的变化,从而判断出滑片移动的位置;
(5)首先根据图象得出当电压为1.5V时的电流值,然后根据R计算出其电阻;根据公式P=UI计算出其功率。
【解答】(1)由题意知,小灯泡的正常工作时的电流I0.25A,则电流表可选择0~0.6A的量程,电路如图所示:

(2)连接电路时,开关应断开,滑片应移至最大阻值处,由图知,滑动变阻器下面一个接线柱接的是B,所以应将滑片移至A端;
(3)小灯泡始终不亮、电流表无示数,说明电路中发生了断路,电压表有示数,说明与电压并联的灯泡发生了断路;
(4)由图中,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,所以其示数为2.2V,小于额定电压2.5V,根据串分压的知识,应减小滑动变阻器的阻值,减小其两端的电压,使灯泡两端的电压为额定电压,滑片P应向B端移动;
(5)由图象可知,小灯泡两端电压是1.5V时,电流值为0.15A,所以R10Ω
当U=2.5V时,电流I=0.2A,所以P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
故答案为:(1)见上图;(2)断开;A;(3)灯丝断了;(4)2.2;B;(5)10;0.5。
26.【答案】(1)电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流是2A;
(2)低温挡的功率是100W;
(3)高温挡工作5分钟,低温挡工作3分钟放出的总热量是1.5×105J。
【解析】(1)根据P=UI求出电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流;
(2)由图乙可知,当旋转开关接1时R1、R2串联,当选择开关接2时,只有R2工作,根据串联电路的电阻特点和P可知电热饭盒高温挡和低温挡的电路连接;根据高温挡功率和P可求出R2的阻值;根据串联电路的电阻特点求出R1、R2的总电阻,根据P可求出低温挡的功率;
(3)根据Q=W=Pt分别求出高温挡工作5min和低温挡工作3min消耗的电能,据此求出消耗的总电能。
【解答】(1)由P=UI可知,电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流:I2A;
(2)当开关接触电1时,R1与R2串联,根据串联电阻规律可知,此时总电阻较大,由P可知,电路中的电功率较小,电热饭盒处于低温挡;
由图乙可知,开关接触电2时,只有R2工作,此时电阻较小,电功率较大,电热饭盒处于高温挡;
由P可知,R2的阻值:R2110Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R1、R2的串联总电阻:R=R1+R2=110Ω+374Ω=484Ω,
则低温挡的功率:P低100W;
(3)由P可知,高温挡工作5min消耗的电能:Q1=W1=P高t1=440W×5×60s=1.32×105J,
低温挡工作3min消耗的电能:Q2=W2=P低t2=100W×3×60s=1.8×104J,
消耗的总电能:Q=W=W1+W2=1.32×105J+1.8×104J=1.5×105J。
答:(1)电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流是2A;
(2)低温挡的功率是100W;
(3)高温挡工作5分钟,低温挡工作3分钟放出的总热量是1.5×105J。
27.【答案】见试题解答内容
【解析】(1)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,其电路特点是有电源;电动机将电能转化为机械能;发电机的工作原理是电磁感应现象,其特点是电路中无电源;发电机将机械能转化为电能。
(2)把车把龙头想象成一个轮轴分析即可;
(3)从材料中可以看出,该电池的电压和电量,根据公式W=UIt可求它充足电后所储存的电能;
(4)根据“混合动力驱动”时人所提供的能量等于总能量减去“电力驱动”时锂电池提供的能量,然后即可求二者之比。
【解答】(1)“发电机”实现“自发电”的发电原理是电磁感应现象,无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能;
(2)车把龙头看成一个轮轴,轮半径大于轴半径,所以无链条电动自行车的车把龙头是省力的;
(3)所储存的电能是W=UIt=30V×10A×3600s=1.08×106J;
(4)“混合动力驱动”时所提供的能量总W1=Fs1=F×3.2×104m,
仅靠锂电池驱动所提供的能量W2=Fs2=F×1.8×104m,
“混合动力驱动”时人所提供的能量W3=W1﹣W2=F×3.2×104m﹣F×1.8×104m=F×1.4×104m,
则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比:7:9。
故答案为:(1)电;(2)省力;(3)1.08×106;(4)7:9。
学习目标
单元归纳
单元实验总结
典例精讲
对点演练
解题方法点拨
考点梳理
考点梳理
素养提升精炼
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑

资源预览