期末点睛(3)—浙教版科学 九年级上册 期末复习讲义(机构)(教师版+学生版)

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期末点睛(3)—浙教版科学 九年级上册 期末复习讲义(机构)(教师版+学生版)

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浙教版科学2020九年级上册期末复习点睛(3)
初三知识点多,题型变化多样,我们选择几个相对考核频率大的问题,从考题设计、审题思路、注意事项等方面进行归纳培优。结合具体典型例题的解题实战进行深化巩固。
一、【重点题型与考核方向】
热力学和电学,难点在电学。
热力学相对容易理解与掌握,核心思想为对于公式:(根据q的单位不同,选择合适的公式进行计算)的理解与掌握。同时,热力学还需要对之前学过以及新学习的比热容知识的运用有一定的考核要求。像白天/黑夜风向是从海洋吹向沙滩还是沙滩吹向海洋的判断、白天/黑夜风向是从森林中心吹向外围还是外围吹向中心的判断、热岛效应(对流)的理解也要求掌握。
初三电学,是除了新学习的电功、电功率问题以及家用电器中电能表、电池、家用电器的电功、电功率计算问题外,还需要对初二上册电路知识以及初二下册电与磁章节知识掌握扎实。很多题型中,旧有的知识往往作为解题的关键信息,需要充分利用才能顺利解题。
要求学生对于串联分压、并联分流等性质知识了熟于心,同时对于公式的变形与公式的关联性要求较高。故,需要学生对于“电路”章节知识好好复习、巩固,以求对于电功、电功率的具体问题解决,有扎实的基础,否则,电学部分将会是科学学习中的巨大漏洞。实验部分“测量小灯泡的电功率”相对以前的电学实验而言,相对难度反而不大,但是,同样也是重点考核方向之一。
热学部分
1、热运动:物体内部大量微粒的无规则运动。
温度越高,微粒的无规则运动越剧烈。
2、内能:物体内部大量微粒作无规则运动时具有的能。任何物体都具有内能
物体的温度升高时,内能增大;
物体的温度降低时,内能就减小。
但是物体的内能增大时,温度不一定升高。
3、热传递:热量从高温物体向低温物体或者从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
热传递的三种方式:传导、对流、辐射。
热传递总是由高温物体指向低温物体,高温物体放出热量温度降低,低温物体吸收热量温度升高,直到两物体温度相等为止。热传递必须两个物体直接接触。
4、热量:在热传递中,传递的能量的多少。
5、改变物体内能的常见方法:做功和热传递。这两种方法对改变物体的内能是等效的。
(1)做功改变物体的内能;对物体做功,可以使物体的内能增加;物体对外做功,本身的内能减小。
(2)热传递改变物体的内能:物体从外界吸收热量,内能就增加;物体向外界放出热量,内能就会减小。
6、热量的计算公式:(Q表示热量、c表示物体的比热、m表示物体的质量、表示变化的温度)
=4.2×103焦/(千克.摄氏度)表示每千克的水温度升高1摄氏度,所吸收的热量为4.2×103焦
7、燃烧的热值:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。
热值的单位:焦/千克。
燃料完全燃烧时放出的热量=燃料的热值×燃料的质量
即Q=mq
二、电学部分
⑴旧有知识复习回顾
①分压原理
串联电路的电流处处相等,可知:
结合欧姆定律
,得:

两个以上电阻串联形式:
总结:串联电路中,电压的分配跟电阻成正比,简称串联电路“分压原理”。

同理,得:

以上两个形式得推导式,在实际较复杂得电路计算题中,反而用的更多,学生更应该掌握和理解。否则,在串联电路较复杂的计算题的实际解答中会存在能力漏洞。
补充:对于更多电阻的串联分压形式,教师有必要以三个电阻为例,进行推导演示,加深学生理解。但实际中考题,几乎不会出现多电阻问题,但多电阻问题对于优秀的学生还是有必要融会贯通加以理解和掌握以便为高中学习中奠定好基础。
②分流原理
并联电路各支路两端的电压相等,并且等于并联电路两端的电压,可知:
由欧姆定律,得:
所以,有:
两个以上电阻并联形式:
总结:并联电路中,电流的分配跟电阻成反比,简称为并联电路的“分流原理”。
补充:由形式上也可以看出,“并联分压原理”在形式上也比“串联分压原理”要简单和容易理解、记忆。故,两个原理,难点在“串联分压”之上,考核的重点也在该点,难题多以串联电路的分析与计算形式出现。所以学生学习、教师教学的中心应该也要放在串联电路中“串联分压原理”的理解、运用上。
⑵新知识要点精讲
①认识公式
本知识点给学生的第一印象就是公式多、具体做题时对于公式的选择不熟悉。那么我们首先得从公式出发进行分析,帮助学生从心理上减轻压力。
其实,本章节新出现的公式就一个,即“电功”的“定义式”:
【定义式可以适用于任何种类用电器的相关计算】
其余公式都时在该公式基础上结合已学公式进行变化而来。
结合我们在初二“电路”章节所学的欧姆定律公式及其变形式:
;
;
;
利用前两个公式分别带入“电功”的“定义式”:①
分别可得到另两个电功计算公式:


【由于这两个公式并不是定义式,故,只能适用于纯电阻的相关计算问题】
而“功率”的定义式我们已经在之前的学习中已经学习:
经过变化得:
将其继续带入“电功”定义式可得电功率定义式:

继续用欧姆定律表达公式带入可得:


是故,虽然先期学习时我们表面上总共需要掌握六个公式,数量较大。但,经过仔细分析,我们只是新学习了一个公式,并要求我们对已学公式进行熟练运用而已。
②理解公式
除了两个定义式可以适用于所有的用电器相关计算问题,其他4个推导式只能运用于“纯电阻”的实际计算之中(即从能量转化上理解为电能转化为热能的用电器)。
其中如果对象为“非纯电阻”,那么,在计算用电器发热时,只有一个公式始终适用:
即,从字面上理解——“电流”的热效应(而不是“电压”的热效应),故,公式:的适用性最广。
③明确能量转化与守恒关系(放入具体典型问题中讲解)
初三电学中的几个典型问题:
1、电动机问题:
电动机是典型的非纯电阻用电器,经常以难题角色出现,实际上,我们只要摸清其涉及到的能量转化与守恒关系,就可把电动机相关的计算题型给掌握透彻。
理解:我们玩的四驱车、夏天的电风扇、工人手中的电钻等事物,在工作一会后,其温度都会升高。
所以,电动机是把电能主要转化成机械能的装置,在此过程中,由于自身内部线圈存在电阻,所以会有部分电能转化成了热能损失掉。故:
其:即用电器消耗的总能量,即:
所以,电动机计算问题符合等式:
【电动机的电阻由线圈决定。电动机的电阻必须在电动机不转动的时候进行计算,因为此时,由于电动机不转动,所以并没有电能转化为机械能,即电能全转化为电热,此时不转动的电动机为纯电阻,故可用欧姆定律来计算其电阻值】
2、电辅热式太阳能热水器
遇到冬天阳光不足,水温不能只凭借太阳能就可以达到生活所需时,电辅热式太阳能热水器就可以用电能弥补差值:
能量转化与守恒符合等式:
当然实际问题中无论时太阳能还是电热都存在转化率所以,满足:
【其中:】
3、吹风机问题
吹风机由于本身设计需要,我们既可以用其吹冷风,也可以用其吹热风。根据具体电路中的电键打开、闭合的组合不同,我们可以分别达到吹冷风与吹热风的目的。
但,在具体计算题中,同学们很容易在该问题中因对其中能量转化与守恒关系不明确、与忽视,造成不必要的丢分。
容易丢分之处在于求解发热电阻阻值问题:
是故,在具体计算时,需要学生在做题前先理清文字、表格中的对应数据。
该题型往往会让学生计算发热电阻丝的阻值。
首先要明确电动机与电热丝是并联关系,故,计算时不能混淆电流数值。
吹冷风时,电路中只有电动机工作;吹热风时,电动机和电阻丝同时工作。
所以满足等式:
经过变形可得:
二、【相应例题精讲与方法落实】
1、热力学问题
【例题1】、人类的祖先钻木取火,为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示,将削尖的木棒伸到木板的洞里,用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时,板与棒互相摩擦,机械能转化为内能,而热集中在洞内,不易散发,提高了木棒尖端的温度,当达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分的质量只有0.25克。已知:来回拉一次钻弓需1.0秒,弓长为s=0.25米,人拉弓的力为16牛顿,木头比热c=2×103焦/(千克·℃),室温为20℃。问:
(1)
人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少?
(2)
人克服摩擦力做功使机械能转化为内能,若其中有25%被木棒尖端吸收,则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃?
(3)
请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来?
【考点】
功的计算公式;热量的计算
【解析】
(1)已知拉力和拉一次弓的运行距离,根据功的计算公式:计算即可;
(2)人拉弓做的功是总功,所以乘以效率就是木头吸收的功,然后根据公式:变形计算,即可得出木棒升高的温度;
(3)木棒要达到才能燃烧,二第二题可以得出1s内木棒可以升高的温度,然后根据木棒距离燃点的温度差值,即可计算出时间;
解:

、∵;
∴;
∴;
(3)、

2、电学与热力学综合问题
【例题1】、养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器,采用新型电加热材料,通电后产生热量把壶内的水加热。下图是某款养生壶及其铭牌,求:?
(1)
养生壶正常工作时的电阻;
(2)
若正常工作时,养生壶加热效率为70%,将1kg水从10℃加热到100℃需要多长时间:c水=4.2×103J/(kg/℃)
(3)
用电高峰期,家中只有液晶电视机和养生壶工作时,养牛壶将1kg水从10℃加热到100℃,实际用时600s,此时养生壶的实际功率多大(设养生壶的电阻和加热效率不变)。
【考点】
电功率计算公式的应用;电功与热量的综合计算;
【解析】
(1)已知功率和电压根据公式:计算养生壶的电阻;
(2)首先根据:计算出水吸收的热量,然后再根据计算出消耗的电能,最后根据:计算需要的时间;
(3)根据:计算实际功率;
解:
(1)、养生壶正常工作时的电阻:

(2)、水吸收的热量:
消耗的电能:;
需要的时间:;
(3)、养生壶的实际功率为:

电动机问题
【例题1】、小华准备参加玩具赛车比赛,他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机.设电池的电压恒定不变,他先用手捏住电动机的转轴,使其不转动,闭合开关后读出电流表的读数2A;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表的读数为0.6A,则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为(??

A
.91%
B
.70%
C
.30%
D
.9%
【考点】
欧姆定律及其应用,能量利用效率
【思路分析】
根据欧姆定律求出电动机的电阻,即,再根据机械效率的计算公式即可求出,答案一直的选项为正确答案。
解:
电动机的电阻可表示为;
因此选项A\C\D错误,故选择B。
【例题2】、小华组装了一台直流电动机模型,她将电动机模型接入如图(a)所示的电路中。已知电源电压U=3V并保持不变,线圈电阻R=0.5Ω,接通电路后,电动机正常转动,电流表读数I=0.8A,已知电动机正常工作时的能量转化关系如图(b)所示,不计摩擦。求:
(1)
电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q;
(2)
电动机输出的机械功率P;
(3)
电动机能量转换效率η。
【考点】
电功计算公式的运用;焦耳定律的计算公式及其应用;机械效率的计算;功率计算公式的应用。
【思路分析】
①根据电功定义公式:,计算出电动机消耗的电能,根据计算出线圈产生的热量。
②首先根据机械功计算出电动机输出的机械功,然后根据计算出输出功率。
③电动机的效率等于机械功与电功之比,即:
【答案与过程】:
(1)解:t=1min=60s,电动机正常运转时消耗的电能
线圈产生的热量
(2)解:由能量守恒得,电动机输出得机械功:
(3)解:由能量转化与守恒可知,电能转化为机械能与热能,电动机能量转换效率:
【例题3】、利用图示电路可以测量小电动机正常工作时的机械效率,电动机正常工作时,电压表的示数为U,电流表的示数为I1;将电动机转轴固定,使之不能转动,使电压表的示数仍为U.此时电流表的示数为I2
(1)
电动机转轴固定时,电动机只有线圈发热,在电路中相当于一只电阻,请用上述测量值表示该电动机线圈的电阻r
(2)
电动机正常工作时,消耗电能,输出机械功,同时线圈仍会发热。请用上述测量值表示电动机正常工作时的机械功率P机械。
(3)
用上述测量值表示该电动机正常工作时的机械效率η。
【考点】:
欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用;机械效率的计算。
【思路解析】
①当电动机不转时,电能全部转化为热能,可看作纯电阻,通过公式:来计算线圈电阻。
②首先根据计算出电动机的输入功率,然后根据计算发热功率。最后根据等式:计算机械功率。
③电动机正常工作的机械效率
【答案与过程】:
⑴当电动机不转时,它的线圈电阻为:
⑵电动机正常工作时,总功率为:
电动机的发热功率:;
电动机的机械功率为:
⑶该电动机正常工作时的机械效率为:
四、点吹风机问题
【例题1】、一天,小明妈妈要用电吹风机时,发现家里的电吹风只能吹冷风??
?不能吹热风,经检查,原来是机内的电热丝已经烧坏了,小明想??
?用一根阻值相同的电热丝来替换,为此:
(1)
他找出了吹风机的电路图如图,当吹风机吹冷风时,选择开关是打在________位置(选填“1”、“2”、“3”)
(2)
小明从铭牌上查到,该电吹风机的额定功率“热风1200W,冷风100W”在上述基础上,
小明算出了应选配的电热丝的阻值R,成功地修复了电吹风机。小明怎样计算电热丝的电阻的呢?请你写出计算电热丝阻值的过程。
(3)
小明修好后,妈妈用吹风机的热风档吹了5分钟,消耗电能多少?
【考点】
欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用。
【思路分析】
①吹冷风时,电路中只有电动机工作;吹热风时,电动机和电阻丝同时工作。
②首先根据计算出电阻丝的发热功率,然后根据公式:计算电热丝的电阻。
③已知热风档功率和时间,可根据公式计算消耗的电能。
答:
⑴1、2
⑵解:电阻丝的发热功率
电热丝的阻值为:
⑶解:妈妈用吹风机的热风档吹了5分钟,消耗电能:
三、【练习与拓展】
1、我国时世界上第一个实现可燃冰商业开采的国家。可燃冰与石油一样都是________能源(选填“可再生”或“不可再生”)。1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气,这些天然气完全燃烧释放出的热量是________?J;若这些热量有50%被10t的水吸收,水的温度能够上升________℃。[q天然气=3.6×107J/m3?,?c水=4.2×103J/(kg·℃)]
电脑的中央处理器(CPU)只有半张扑克牌大小,工作时发热显著,常采用散热片与风扇组合冷却,某电脑CPU的功率为90W,其中发热功率占8%,铜质散热器的质量是0.8kg,若工作半小时,CPU消耗电能________J,
产生的这些热量可使散热器温度升高________℃(铜的比热容为0.39×103J/(kg·℃),结果保留一位小数)。
3、某同学在实验中将一直流电动机和电流表串联接到6V的直流电源上,闭合开关后,发现电动机不转,立即断开开关。为查出原因,他将电动机与一阻值为5Ω的电阻串联后接到原来的电源上,闭合开关后,电动机并没有转动,这时电流表读数为1A,检查发现电动机的轴被卡住了。排除故障后,将电动机重新接到6V的直流电源上带动负载转动,这时电流表读数也为1A,由此可知此时电动机做机械功的功率为________W,效率为________。
4、小柯家新添了一台变频空调,部分参数如表所示,当室温和空调的设定温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大功率工作,使室温迅速达到设定温度;当室温达到设定温度后,空调的制冷(热)功率随之减小,以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能,可以辅助制热,以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
型号
XXX
功能
冷暖(辅助电加热)
制冷功率P冷/W
变化范围180-1600
制热功率P热/W
变化范围200-1900
电辅热功率P辅热/W
1000
电源电压/V
220
(1)
空调接入家庭电路后,与其他用电器________联。
(2)
假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h,使室温降至设定温度。然后,空调又以某一恒定的功率工作了2.5h,全过程空调消耗的电能为1.9kW.h。求:
①前0.5h空调消耗的电能。
②后2.5h通过空调的电流。浙教版科学2020九年级上册期末复习点睛(3)
初三知识点多,题型变化多样,我们选择几个相对考核频率大的问题,从考题设计、审题思路、注意事项等方面进行归纳培优。结合具体典型例题的解题实战进行深化巩固。
一、【重点题型与考核方向】
热力学和电学,难点在电学。
热力学相对容易理解与掌握,核心思想为对于公式:(根据q的单位不同,选择合适的公式进行计算)的理解与掌握。同时,热力学还需要对之前学过以及新学习的比热容知识的运用有一定的考核要求。像白天/黑夜风向是从海洋吹向沙滩还是沙滩吹向海洋的判断、白天/黑夜风向是从森林中心吹向外围还是外围吹向中心的判断、热岛效应(对流)的理解也要求掌握。
初三电学,是除了新学习的电功、电功率问题以及家用电器中电能表、电池、家用电器的电功、电功率计算问题外,还需要对初二上册电路知识以及初二下册电与磁章节知识掌握扎实。很多题型中,旧有的知识往往作为解题的关键信息,需要充分利用才能顺利解题。
要求学生对于串联分压、并联分流等性质知识了熟于心,同时对于公式的变形与公式的关联性要求较高。故,需要学生对于“电路”章节知识好好复习、巩固,以求对于电功、电功率的具体问题解决,有扎实的基础,否则,电学部分将会是科学学习中的巨大漏洞。实验部分“测量小灯泡的电功率”相对以前的电学实验而言,相对难度反而不大,但是,同样也是重点考核方向之一。
热学部分
1、热运动:物体内部大量微粒的无规则运动。
温度越高,微粒的无规则运动越剧烈。
2、内能:物体内部大量微粒作无规则运动时具有的能。任何物体都具有内能
物体的温度升高时,内能增大;
物体的温度降低时,内能就减小。
但是物体的内能增大时,温度不一定升高。
3、热传递:热量从高温物体向低温物体或者从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
热传递的三种方式:传导、对流、辐射。
热传递总是由高温物体指向低温物体,高温物体放出热量温度降低,低温物体吸收热量温度升高,直到两物体温度相等为止。热传递必须两个物体直接接触。
4、热量:在热传递中,传递的能量的多少。
5、改变物体内能的常见方法:做功和热传递。这两种方法对改变物体的内能是等效的。
(1)做功改变物体的内能;对物体做功,可以使物体的内能增加;物体对外做功,本身的内能减小。
(2)热传递改变物体的内能:物体从外界吸收热量,内能就增加;物体向外界放出热量,内能就会减小。
6、热量的计算公式:(Q表示热量、c表示物体的比热、m表示物体的质量、表示变化的温度)
=4.2×103焦/(千克.摄氏度)表示每千克的水温度升高1摄氏度,所吸收的热量为4.2×103焦
7、燃烧的热值:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。
热值的单位:焦/千克。
燃料完全燃烧时放出的热量=燃料的热值×燃料的质量
即Q=mq
二、电学部分
⑴旧有知识复习回顾
①分压原理
串联电路的电流处处相等,可知:
结合欧姆定律
,得:

两个以上电阻串联形式:
总结:串联电路中,电压的分配跟电阻成正比,简称串联电路“分压原理”。

同理,得:

以上两个形式得推导式,在实际较复杂得电路计算题中,反而用的更多,学生更应该掌握和理解。否则,在串联电路较复杂的计算题的实际解答中会存在能力漏洞。
补充:对于更多电阻的串联分压形式,教师有必要以三个电阻为例,进行推导演示,加深学生理解。但实际中考题,几乎不会出现多电阻问题,但多电阻问题对于优秀的学生还是有必要融会贯通加以理解和掌握以便为高中学习中奠定好基础。
②分流原理
并联电路各支路两端的电压相等,并且等于并联电路两端的电压,可知:
由欧姆定律,得:
所以,有:
两个以上电阻并联形式:
总结:并联电路中,电流的分配跟电阻成反比,简称为并联电路的“分流原理”。
补充:由形式上也可以看出,“并联分压原理”在形式上也比“串联分压原理”要简单和容易理解、记忆。故,两个原理,难点在“串联分压”之上,考核的重点也在该点,难题多以串联电路的分析与计算形式出现。所以学生学习、教师教学的中心应该也要放在串联电路中“串联分压原理”的理解、运用上。
⑵新知识要点精讲
①认识公式
本知识点给学生的第一印象就是公式多、具体做题时对于公式的选择不熟悉。那么我们首先得从公式出发进行分析,帮助学生从心理上减轻压力。
其实,本章节新出现的公式就一个,即“电功”的“定义式”:
【定义式可以适用于任何种类用电器的相关计算】
其余公式都时在该公式基础上结合已学公式进行变化而来。
结合我们在初二“电路”章节所学的欧姆定律公式及其变形式:
;
;
;
利用前两个公式分别带入“电功”的“定义式”:①
分别可得到另两个电功计算公式:


【由于这两个公式并不是定义式,故,只能适用于纯电阻的相关计算问题】
而“功率”的定义式我们已经在之前的学习中已经学习:
经过变化得:
将其继续带入“电功”定义式可得电功率定义式:

继续用欧姆定律表达公式带入可得:


是故,虽然先期学习时我们表面上总共需要掌握六个公式,数量较大。但,经过仔细分析,我们只是新学习了一个公式,并要求我们对已学公式进行熟练运用而已。
②理解公式
除了两个定义式可以适用于所有的用电器相关计算问题,其他4个推导式只能运用于“纯电阻”的实际计算之中(即从能量转化上理解为电能转化为热能的用电器)。
其中如果对象为“非纯电阻”,那么,在计算用电器发热时,只有一个公式始终适用:
即,从字面上理解——“电流”的热效应(而不是“电压”的热效应),故,公式:的适用性最广。
③明确能量转化与守恒关系(放入具体典型问题中讲解)
初三电学中的几个典型问题:
1、电动机问题:
电动机是典型的非纯电阻用电器,经常以难题角色出现,实际上,我们只要摸清其涉及到的能量转化与守恒关系,就可把电动机相关的计算题型给掌握透彻。
理解:我们玩的四驱车、夏天的电风扇、工人手中的电钻等事物,在工作一会后,其温度都会升高。
所以,电动机是把电能主要转化成机械能的装置,在此过程中,由于自身内部线圈存在电阻,所以会有部分电能转化成了热能损失掉。故:
其:即用电器消耗的总能量,即:
所以,电动机计算问题符合等式:
【电动机的电阻由线圈决定。电动机的电阻必须在电动机不转动的时候进行计算,因为此时,由于电动机不转动,所以并没有电能转化为机械能,即电能全转化为电热,此时不转动的电动机为纯电阻,故可用欧姆定律来计算其电阻值】
2、电辅热式太阳能热水器
遇到冬天阳光不足,水温不能只凭借太阳能就可以达到生活所需时,电辅热式太阳能热水器就可以用电能弥补差值:
能量转化与守恒符合等式:
当然实际问题中无论时太阳能还是电热都存在转化率所以,满足:
【其中:】
3、吹风机问题
吹风机由于本身设计需要,我们既可以用其吹冷风,也可以用其吹热风。根据具体电路中的电键打开、闭合的组合不同,我们可以分别达到吹冷风与吹热风的目的。
但,在具体计算题中,同学们很容易在该问题中因对其中能量转化与守恒关系不明确、与忽视,造成不必要的丢分。
容易丢分之处在于求解发热电阻阻值问题:
是故,在具体计算时,需要学生在做题前先理清文字、表格中的对应数据。
该题型往往会让学生计算发热电阻丝的阻值。
首先要明确电动机与电热丝是并联关系,故,计算时不能混淆电流数值。
吹冷风时,电路中只有电动机工作;吹热风时,电动机和电阻丝同时工作。
所以满足等式:
经过变形可得:
二、【相应例题精讲与方法落实】
1、热力学问题
【例题1】、人类的祖先钻木取火,为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示,将削尖的木棒伸到木板的洞里,用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时,板与棒互相摩擦,机械能转化为内能,而热集中在洞内,不易散发,提高了木棒尖端的温度,当达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分的质量只有0.25克。已知:来回拉一次钻弓需1.0秒,弓长为s=0.25米,人拉弓的力为16牛顿,木头比热c=2×103焦/(千克·℃),室温为20℃。问:
(1)
人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少?
(2)
人克服摩擦力做功使机械能转化为内能,若其中有25%被木棒尖端吸收,则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃?
(3)
请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来?
【考点】
功的计算公式;热量的计算
【解析】
(1)已知拉力和拉一次弓的运行距离,根据功的计算公式:计算即可;
(2)人拉弓做的功是总功,所以乘以效率就是木头吸收的功,然后根据公式:变形计算,即可得出木棒升高的温度;
(3)木棒要达到才能燃烧,二第二题可以得出1s内木棒可以升高的温度,然后根据木棒距离燃点的温度差值,即可计算出时间;
2、电学与热力学综合问题
【例题1】、养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器,采用新型电加热材料,通电后产生热量把壶内的水加热。下图是某款养生壶及其铭牌,求:?
(1)
养生壶正常工作时的电阻;
(2)
若正常工作时,养生壶加热效率为70%,将1kg水从10℃加热到100℃需要多长时间:c水=4.2×103J/(kg/℃)
(3)
用电高峰期,家中只有液晶电视机和养生壶工作时,养牛壶将1kg水从10℃加热到100℃,实际用时600s,此时养生壶的实际功率多大(设养生壶的电阻和加热效率不变)。
【考点】
电功率计算公式的应用;电功与热量的综合计算;
【解析】
(1)已知功率和电压根据公式:计算养生壶的电阻;
(2)首先根据:计算出水吸收的热量,然后再根据计算出消耗的电能,最后根据:计算需要的时间;
(3)根据:计算实际功率;
电动机问题
【例题1】、小华准备参加玩具赛车比赛,他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机.设电池的电压恒定不变,他先用手捏住电动机的转轴,使其不转动,闭合开关后读出电流表的读数2A;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表的读数为0.6A,则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为(??

A
.91%
B
.70%
C
.30%
D
.9%
【考点】
欧姆定律及其应用,能量利用效率
【思路分析】
根据欧姆定律求出电动机的电阻,即,再根据机械效率的计算公式即可求出,答案一直的选项为正确答案。
【例题2】、小华组装了一台直流电动机模型,她将电动机模型接入如图(a)所示的电路中。已知电源电压U=3V并保持不变,线圈电阻R=0.5Ω,接通电路后,电动机正常转动,电流表读数I=0.8A,已知电动机正常工作时的能量转化关系如图(b)所示,不计摩擦。求:
(1)
电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q;
(2)
电动机输出的机械功率P;
(3)
电动机能量转换效率η。
【考点】
电功计算公式的运用;焦耳定律的计算公式及其应用;机械效率的计算;功率计算公式的应用。
【思路分析】
①根据电功定义公式:,计算出电动机消耗的电能,根据计算出线圈产生的热量。
②首先根据机械功计算出电动机输出的机械功,然后根据计算出输出功率。
③电动机的效率等于机械功与电功之比,即:
【例题3】、利用图示电路可以测量小电动机正常工作时的机械效率,电动机正常工作时,电压表的示数为U,电流表的示数为I1;将电动机转轴固定,使之不能转动,使电压表的示数仍为U.此时电流表的示数为I2
(1)
电动机转轴固定时,电动机只有线圈发热,在电路中相当于一只电阻,请用上述测量值表示该电动机线圈的电阻r
(2)
电动机正常工作时,消耗电能,输出机械功,同时线圈仍会发热。请用上述测量值表示电动机正常工作时的机械功率P机械。
(3)
用上述测量值表示该电动机正常工作时的机械效率η。
【考点】:
欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用;机械效率的计算。
【思路解析】
①当电动机不转时,电能全部转化为热能,可看作纯电阻,通过公式:来计算线圈电阻。
②首先根据计算出电动机的输入功率,然后根据计算发热功率。最后根据等式:计算机械功率。
③电动机正常工作的机械效率
四、点吹风机问题
【例题1】、一天,小明妈妈要用电吹风机时,发现家里的电吹风只能吹冷风??
?不能吹热风,经检查,原来是机内的电热丝已经烧坏了,小明想??
?用一根阻值相同的电热丝来替换,为此:
(1)
他找出了吹风机的电路图如图,当吹风机吹冷风时,选择开关是打在________位置(选填“1”、“2”、“3”)
(2)
小明从铭牌上查到,该电吹风机的额定功率“热风1200W,冷风100W”在上述基础上,
小明算出了应选配的电热丝的阻值R,成功地修复了电吹风机。小明怎样计算电热丝的电阻的呢?请你写出计算电热丝阻值的过程。
(3)
小明修好后,妈妈用吹风机的热风档吹了5分钟,消耗电能多少?
【考点】
欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用。
【思路分析】
①吹冷风时,电路中只有电动机工作;吹热风时,电动机和电阻丝同时工作。
②首先根据计算出电阻丝的发热功率,然后根据公式:计算电热丝的电阻。
③已知热风档功率和时间,可根据公式计算消耗的电能。
三、【练习与拓展】
1、我国时世界上第一个实现可燃冰商业开采的国家。可燃冰与石油一样都是________能源(选填“可再生”或“不可再生”)。1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气,这些天然气完全燃烧释放出的热量是________?J;若这些热量有50%被10t的水吸收,水的温度能够上升________℃。[q天然气=3.6×107J/m3?,?c水=4.2×103J/(kg·℃)]
电脑的中央处理器(CPU)只有半张扑克牌大小,工作时发热显著,常采用散热片与风扇组合冷却,某电脑CPU的功率为90W,其中发热功率占8%,铜质散热器的质量是0.8kg,若工作半小时,CPU消耗电能________J,
产生的这些热量可使散热器温度升高________℃(铜的比热容为0.39×103J/(kg·℃),结果保留一位小数)。
3、某同学在实验中将一直流电动机和电流表串联接到6V的直流电源上,闭合开关后,发现电动机不转,立即断开开关。为查出原因,他将电动机与一阻值为5Ω的电阻串联后接到原来的电源上,闭合开关后,电动机并没有转动,这时电流表读数为1A,检查发现电动机的轴被卡住了。排除故障后,将电动机重新接到6V的直流电源上带动负载转动,这时电流表读数也为1A,由此可知此时电动机做机械功的功率为________W,效率为________。
4、小柯家新添了一台变频空调,部分参数如表所示,当室温和空调的设定温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大功率工作,使室温迅速达到设定温度;当室温达到设定温度后,空调的制冷(热)功率随之减小,以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能,可以辅助制热,以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
型号
XXX
功能
冷暖(辅助电加热)
制冷功率P冷/W
变化范围180-1600
制热功率P热/W
变化范围200-1900
电辅热功率P辅热/W
1000
电源电压/V
220
(1)
空调接入家庭电路后,与其他用电器________联。
(2)
假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h,使室温降至设定温度。然后,空调又以某一恒定的功率工作了2.5h,全过程空调消耗的电能为1.9kW.h。求:
①前0.5h空调消耗的电能。
②后2.5h通过空调的电流。

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