物理第一輪復習:《電功和電熱》第十五章
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1、 第十五章 電功和電熱 【知識點梳理 】 (一)、電能表和電功 1、如圖中張明家的一只單項付費電能表, 請說出下列主要技術參數的物理意義: ( 1)“ 220V”表示 ; ( 2)“ 10(40) A”中的 10A 表示 ;“ 40A”表示 ; ( 3)“ 3000imp/ ( KW h)表示 ;若單獨使用某用電 器消耗了 1.5 KW h 的電能,指示燈閃爍 次;或指示燈 5min 內閃了 60 次,用電器消耗了 KW h 的電能,合 J 。 ( 4)張明家 1 月份共用電 KW h
2、. 12 月底數: 0 2 5 9 3 1 月底數: 0 2 7 1 6 2 、電功:電流做功的過程,實質上是將 能轉化為 的過程 , 其國際單位 是 ,還有 , 1 KW h = J ;(電流做了多少功就有多少電能轉化 為其它形式的能) (二)、電功率 1、電功率是反映 的物理量。(電功率大表示電流做功快, 電功率大電流 做功不一定多,還要看時間) 2、電功率的定義式: ,推導式有 , , 。 其國際單位是 ,還有常用單位有 、 。 3、大多數電器的額定功率
3、都是銘牌上有直接標明的, 如某燈泡上標有 “PZ220-40 ”字樣: ( 1)其中 220V 表示 ,40W表示 ,則 該燈泡的電阻為 Ω ,額定電流為 A 。 ( 2)當燈泡兩端的電壓等于 220V 時,燈泡的實際功 率 40W ,此時燈泡正常發(fā)光;當燈泡兩端電壓 高于 220V 時,其實際功率 40W ,此時燈泡的亮度比正常發(fā)光 (亮 / 暗 / 亮度相同); ( 3)當該燈泡兩端的電壓等于 110V 時,燈泡的實際功率為 W ,當該燈泡兩端電 壓等于 55V 時,燈泡的實際功率 W 。 ( 4)該白熾燈正常發(fā)光 4min, 消耗
4、的電能是 J ,1KWh 電能可以使其正常工 作 h.( 既要會用 J 和 s 進行計算,也要會用 kw 和 h 進行計算 ) (6)張明家各種用電器允許同時使用的最大功率為 W (。 知識一中的電能表) (三)、電熱器 電流的熱效應 1 、電流的熱效應:當電流通過導體 ,將 能直接轉化為 能的現(xiàn)象 稱 為 電 流 的 熱 效 應 。 列 舉 三 例 應 用 電 流 熱 效 應 工 作 的 家 用 電 器 、 、 ;(在額定功率相同的情況下, 電熱器產生的熱量最多, 而非電熱器除了轉化電能轉化內能, 還要轉化其形
5、式的能, 如電風扇將電能轉化為機械能和 內能) 2、電熱的應用:用電流熱效應制成的設備叫 ,還可以利用電熱驅潮。 (夏天,常 時間不用時,要定時開機潮) 3 、電熱的危害和預防:由于電流通過導體時會產生熱量,很多用電器必須考慮散熱, 如、、都有散熱孔或散熱片,甚至要裝散熱風扇。 4、電熱的計算:( 1)焦耳定律: ; ( 2)焦耳定定律的公式: ;當電流所做的功全部轉化為內能時: Q= W = = = 。(非純電阻電路,如電動機: W >Q)
6、 (四)、家庭電路和安全用電 1、家庭電路的組成: 、 、 、 、 等。(各 部分各司其職,注意順序不能顛倒) 2 、家庭電路的連接方式: 家庭電路中的各個用電器是 的,控制用電器的開關與 用電器是 的。 3、家庭電路的連線方法和注意事項: ( 1)接線方法: 左零右火中接地, 開關接在火線上, 螺口燈泡要注意, 螺旋接在零線上。(左零右火中接地指的是三孔插座,開關接在火線上是保證開關斷開后燈座沒電安全) ( 2)家庭電路電流過大的原因有 和 。 ( 3)
7、熔斷器的作用:當家庭電路中 過大時,熔斷器能 起到保護電路的 作用,當熔絲熔斷時, (能 / 不能)用其它金屬絲代替。 (在選擇熔絲時,熔絲的額定電 流要略大于所有用電器全工作時的總電流,以保證電路安全、穩(wěn)定地使用) ( 4)測電筆的作用是 ,其正確使用方法是:一定要接觸 ,不能 接觸 ,若氖管發(fā)光表明接觸的是 。 4、安全用電:人體的安全電壓是 ; ( 1)安全用電的原則;不弄濕用電器,不損壞絕緣層,不接觸低壓帶電體,不靠近高壓 帶電體。(低壓帶電體指的正常的
8、照明電路, 介于 36V 至 220V 的電壓, 高壓帶電體幾 千伏以上的高壓線、雷電等) ( 2)觸電及觸電的急救:發(fā)生觸電事故或火災進行救助之前要先 電源,再用干 燥的木棍、竹桿將電線挑開,絕對不能直接去拉觸電的人。 ( 3)請你指出下列各題中的一些錯誤做法: (1) ( 2) ( 3) (4) ( 5) ( 1) ;( 2) ; ( 3) ;( 4) ; ( 5) ;( 6) ; ( 6) ( 7) ( 7) 。 【典例分析
9、】 考點一:電能表 要點: 1、電能表的作用 2 、電能表的技術參數和示數說明 3、利用電能估測用電器功率 例 1、電能表接在電路中是為了測量( ) A、電流 B 、電壓 C 、電功 D 、電功率 分析: 電能表是用來測量家庭電路所消耗的電能,即測量電功的儀表。 解答: C 例 2、芳芳家的電能表十二月初的示數如圖甲,十二月底的示 數為圖乙,芳芳家十二月份共用電 KW h,若當地的電費 是每度電 0.5 元,則芳芳家十二月的電費是 元。 分析: 電能表每月的記錄的用電度數,用本月的底數減去上個月的底數,注
10、意示數的最后一位是小數位。解答: 100.5 50.25 例 3、如圖是王軍和曉紅家的電能表,某天他們家都只開了一只 100W的照明燈,而王軍家電能表比曉紅家轉的要快,王軍擔心會不會多收電費? 王軍 曉紅 ( 1)王軍家會多交電費嗎?為什么? ( 2)王軍家的電能表記錄了王軍家用電器1h 消耗了 0.4KWh的電能,它表盤轉過多少轉? 1h 以前的電能表的示數為多少 KWh? ( 3)若曉紅在家想測量電飯鍋的耗電情況, 她關閉了其它所有用電器, 只讓電飯鍋工作, 她測得電能表在 5min
11、 內轉動了 90 轉,則她家電飯鍋的電功率是多大? 分析: 電能表轉動的快慢不僅取決于相同消耗電能的多少, 還與電能表的型號關, 王軍家的 電能消耗 1 度電要轉過 3000 轉,而同樣消耗 1 度電,曉紅家只轉過 1800 轉,所以王軍家電 費不會多收費;根據王軍家電能表上的 3000rev/kwh 可知, 0.4kwh 3000rev/kwh=1200 轉, 第( 3)問中測算電飯鍋的電功率, 先要根據 90 轉和電能表上的 1800rev/kwh 算消耗的電能, 然后利用電功率公式 P=W/t 來計算功率。 解答:(
12、1)不會 同樣消耗 1 度電,王軍家要轉 3000 轉,而曉紅家只轉 1800 轉,本身耗同 樣電的情況下,王軍家電能轉的應快; ( 2) 1200 331.2 (3)600W 考點二:探究電流做功的因素 要點: 1、電流做功與哪些因素有關 2 、探究方法及設計思路 3 、實驗結論總結 例 4、利用如圖 A 所示的電路 (R 甲 >R 乙 ), 可以探究的問 是 ; 實 驗 中 應 注 意 觀 察 現(xiàn) 象來 判 斷 電 流 做 功的 多 少 ; 根 據 現(xiàn) 象得 出 的 結 論
13、 是 。 B 圖呢? 分析:由圖 A 圖可知兩燈串聯(lián), 在串聯(lián)電流中, 電流相等, A B 通電時間相同,則不可能探究電功與電流與通時間的關系,又因為 R甲 >R乙 故 甲燈的電壓 大于乙燈的電壓,所以探究的是電流做功與電壓的關系;電流做功的多少,無法直接測量, 但電流做功伴隨能量轉化, 燈泡將電能轉化為內能和光能, 故亮的燈泡在同等時間內消耗的 電能必定多。 解答: 對于 A 而言:電流做功與電壓的關系 燈泡的亮度 對于 B 而言:電流做功與電 流的關系
14、 考點三:電功的計算 要點: 1. 電功的大?。ê茖Ч剑? 2. 串、并聯(lián)電路中的電功的特點 例 5、燈泡 L1 和 L2 串聯(lián)在電路中, L1 的電阻比 L2 大,在相等的時間里,電流做功( ) A 、 L1 燈做的功多 B 、L2 做的功多 C 、兩燈一樣多 D 、無法確定 分析:串聯(lián)電路的電流相等, 又已知 L1 的電阻大于 L2 的電阻,可用電功的推導公式 W=I2Rt 可知,電阻大電流做的功多,故 L1 做功多。如果并聯(lián)則用 2 比較方便,此時是電 W=(U/R
15、)t 阻小的做功多,即 L2 做功多。 解答: A 例 6、一只電取暖器的電阻是 220Ω ,把它接入電路中工作時, 5min 耗電 66000J ,求用 電器兩端的電壓為多少?當通過它的電流為 0.5A 時, 3min 消耗的電能是多少 J? 分析: 計算電功 W=Uit 都能計算, 但有時還要結合歐姆定律計算較繁, 對于不同的已知條件 選擇用確當的公式,可以簡化計算,電功的公式有 W UIt 、 W I 2 Rt 、 W U 2 t 、
16、 R W Pt 四個計算公式合理運用,本題中第一問已知電阻、時間、電功,求電壓用第 3 個公 式直接算出電壓,第二問,當電壓、電流發(fā)生變化時,導體的電阻不發(fā)生變化,又電流、時 間、電阻是已知的求電功, 用第 2 個公式方便, 并且在以后的學習中第 2 個公式可用來分析 串聯(lián)電路,第 3 個公式適合用來分析并聯(lián)電路。 解答: 220V 9900J 例 7、李家明和父母利用“元旦”假日期間 ,參加的是長江旅行社的“淅江杭州——千
17、 島湖兩日游” , 12 月 31 日下午 17∶00 出門時看了一下家中 的電能表示數,如圖甲所示, 1 月 2 日晚 19∶ 00 回家后, 2 1 電能表示數如圖乙所示, 全家感到很奇怪, 出門時他們將所 有用電器都關閉了, 包括冰箱的插頭都拔了, 為什么電能表 甲圖 乙圖 還繼續(xù)走, 于是又認真檢查了家中的情況,只發(fā)現(xiàn)電視機用的是遙控器關機的(俗稱“軟關機”),你算算一算: ( 1)家明家的這臺電視機時的電流是多
18、少安培? ( 2)家明家這臺電視的待機功率有多少瓦? ( 3)如果按每天待機 20 小時,一年有浪費多少電費?(當地電費為 0.5 元 / 度)。 ( 4)如何節(jié)約用電請你為廣大市民獻上一計。 分析: 由題意可知家明一家共出門 50 小時,電能表走了 32.1kwh-31.6kwh=0.5kwh ,合 1.8 106J,照明電路的電壓為 220V,時間為 50h=1.8 105s,利用公式 W=Uit, 算得電流為 1/22A (單位統(tǒng)一使用國際單位)
19、 ;第( 2)問用 P=W/t 算功率,可以用 J 和 s,也可以用 KWh 和 h 計算均可;第( 3)問用 W=Pt 千瓦和小時直接計算比較簡便。 解答:( 1) 0.045A (1/22A ) ( 2) 10W ( 3)36.5 元 ( 4)關電視等用電器時少用 遙控關機,要拔掉插頭(或按下開關) ,隨手關燈等等 考點四:電功率 要點: 1、電功率的意義 2 、了解常見家用電器功率 3 、電功率的簡單計算 例 8、下列家用電器中,功率最接近 1KW的是( )
20、 A、臺燈 B 、液晶電視 C 、電飯鍋 D 、空調 分析: 平時同學對家用電器功率的觀察較少, 這類問題失分較高, 我們可以將功率的大小進 行簡單的歸類:少于 100W的照明燈(臺燈、日光燈) 、電風扇、冰箱等; 200W左右的有視 聽設備電視(液晶要比等離子小點) 、筆記本電腦等; 400W至 800W以電熱器為主,如:電 飯鍋、微波爐等;大于 1000W以空調為主,還可能有電磁爐等。 解答: D 解答:( 1)10W 5W 15W ( 2) 22.5W 45W 67.5W 例 10、如圖所
21、示的電路,電源由兩節(jié)新的干電池串聯(lián)組成,電阻 R=20Ω ,燈 L 標有“ 6V 3.6W”字樣,閉合開關 S 后,串聯(lián)電路中 的電流為 A ,R上消耗的功率為 W ,燈 L 消耗的功率 為 W ,電路消耗的總功率為 W 。(并聯(lián)呢?) 分析: 電功率的計算公式有有 P UI 、 P I 2 R 、 P U 2 、 P W 四個公式,串聯(lián) R t
22、 時用 P I 2 R ,并聯(lián)時用 P U 2 算比較簡便,一般情況下燈泡的電阻在計算時看成是定 R 值電阻,由銘牌上的“ 6V 3.6W”算出燈泡電阻 10Ω ,再與 R 串聯(lián)后總電阻為 30Ω ,又電源 是兩節(jié)新干電池構成,則電源電壓為 3V,利用歐姆定律算出串聯(lián)電路中電流為 0.1A ,然后 再利用 P I 2 R 算出各自的功率。 解答: 0.2W 0.1W
23、 0.3W (結合并聯(lián)的計算:串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 P 總 =P1+P2) 考點五:用電器的額定功率 要點: 1、額定功率的含義 2 、額定功率和實際功率的區(qū)別 例 11、在學習了電功率以后,好奇的棟梁同學想知道燈泡的亮度是與額定功率有關還是 與實際功率有關,將“ 6V 6W”的燈 L1 和“ 6V 3W ”的燈 L2 串聯(lián)接在 6V 電源上,請你幫棟梁算一算:( 1)串聯(lián)后的 L1 和 L2 的實際功率分別為多少?兩燈中哪一只更亮? ( 2)根據數據
24、,你認為燈泡亮度是跟額定功率還是實際功率有關? 分析: 用電器銘牌標注的是額定電壓和額定功率,其代表的是它正常工作時的電壓和功率, 如果實際電壓小于額定電壓, 它的實際功率也小于額定功率, 但有一點是恒定不變的, 就是 其電阻, 以后再遇到此類問題, 先根據額定電壓和額定功率求出其電阻, 再實際電壓求其實 際電流從而算出實際功率,其本全是這個思路。 解答:(1) 0.67W 1.33W 額定功率小的 L2 更亮 (2)燈的亮度與實際功
25、率有關 例 12、小強同學設計了一種電熱水壺,電路如圖所示, S 是溫控開關, R1 為發(fā)熱體,當 開關 S 接到 a 點時,電熱水壺處于加熱狀態(tài),此時加熱功率為 1000W,當水燒開時,開關 S 自動切換到 b,電熱水壺處于保溫狀態(tài),此時發(fā)熱體的電功率為 160W; (1) 按題意將電路圖連接完整; ( 2)請你算出 R1、 R2 的電阻值(不計溫度對電阻值的影響) ( 3)再求出保溫狀態(tài)時,限溫電阻R2 的電功率是多大?
26、 ( 4)為了充分利用好電能,在不改變電路的情況下,請你對電路的設計提出合理化建議。 分析: 因為電源電壓是恒定不變的,所以 S 接 a 是發(fā)熱板加熱,說明電路中電流大, S 接 b 時為發(fā)熱板保溫,說明電流小,故 S 接 a 時只有發(fā)熱板 R1 在電路中, S 接 b 時發(fā)熱板與 R2 串聯(lián),電路中的電流小,發(fā)熱板的發(fā)熱量少。第( 2)問中計算注意的是 1000W 和 160W 都是發(fā)熱板的功率
27、,不是整個電路的功率;第( 4)問考慮限溫電阻的熱量要有效利用的問 題 . 解答:( 1)圖略 ( 2)48.4 Ω 72.6 Ω ( 3) 240 ( 4)將限溫電阻做在發(fā)熱板附近,使其放出的熱量被有效吸收 例 13、某電吹風的簡化電路圖如圖 9所示, R1、 R2是發(fā)熱電阻絲, M是電動機。開關 S1閉合 后, S2 接 1、 2時,吹冷風,通過電動機的電流為 0.1A ; S2接 2、 3時吹溫風, R1的阻值為 110 Ω; S2接 3、4時吹熱風,電吹風的總額定功率為 1100W。電源電壓為 220V。試求:(結果保留 小數點后
28、兩位) ( 1)吹冷風時,電動機的功率是多少? ( 2)吹溫風時,通過 R1的電流是多少? ( 3)吹熱風時, R2的電阻是多少? 分析: 解決多狀態(tài)電路時,解題過程中先要交代電路的狀態(tài),如第( 1)問吹冷風時,只 能電動機接入電路,即開關 S1 閉合后, S2 接 1、 2 時,電路中 0.1A 的電流是電動機中的電 流,電動機功率 P= UI = 220V 0.1A =22W;第( 2)問中當吹溫風時, R1 和電動機并聯(lián), 的電阻為 110Ω , 并聯(lián)電路電壓相等, 即為電源電壓 220V,運用歐姆定律可算出電流; 第(
29、3) 問先由吹熱風的額定功率 1100W和額定電壓 220V 求出總電流為 5A,再用并聯(lián)電路的電流知 識算出 R2中的電流為 2.9A ,再次用歐姆定律算出電阻。 解答:( 1) 22W (2) 2A ( 3)75.9 Ω 考點六:測定小燈泡的額定功率 要點: 1、實驗原理 2 、滑動變阻器作用 3、實驗過程中的故障分析 4 、實驗數據的分析 例 14、某小組同學在“測定小燈泡功率”的實驗中,待測小燈泡標有“ 3.8V ”字樣: ( 1)實驗中電源至少用 節(jié)干電池串聯(lián)起來使用,實驗器材中的滑動變阻器的作用 是 。 (2)同
30、學們將實驗中的數據記錄在下面表格中 次數 電壓 /V 電流 /A 亮度 功率 /W 額定功率 1 3.0 0.15 很暗 0. 45 2 3.8 較亮 3 4.5 0.21 很亮 0.88 第二次實驗時, 電流表的示數如圖所示, 請將讀數填入表格中對應位置, 則小燈泡的額定功 率是 W ; (3)此時有同學提出實驗用的表格設計的不合理,不合理之處在哪里: 答: ; (4)在作了修改以后,他以對表格中的數據加以分析,有了新的發(fā)現(xiàn)(寫出兩條) ○1 ; ○2
31、 。 (5)有同學又用歐姆定律算出了每次實驗時,燈泡的電阻分別為 15.8 Ω ,19 Ω ,21.4 認為造成小燈泡電阻各不相同,是實驗誤差造成的嗎?(不是請說明理由) 答: (是 / 不是),理由 ; (6)當閉合開關時,若出現(xiàn)了以下不正?,F(xiàn)象,請你分析其中原因 Ω ,你 電路中出現(xiàn)的不正?,F(xiàn)象 順序 可能的原因 電燈的亮暗 電流表示數 I/A 電壓表示數 U/V 甲 不亮 0.54 0 乙 不亮 0 4.5 丙 很亮 0.42 4.2
32、 (7) 上述實驗時用的電源采用的是三節(jié)新干電池, 實驗中又出 現(xiàn)電壓表的 0— 15Ω 量程已損壞, 其它器材完好, 為了測定小燈泡 的額定功率, 請你重新設計一個電路畫在下面虛線框中, 當電壓表 的示數為 V 時,小燈泡正常發(fā)光。 ( 8)實驗中,閉合開關后,移動滑動變阻器滑片,燈泡的亮度不變,且小燈泡很暗, 可能的原因是 ;假如電路一連接好,燈泡就發(fā)出很非亮的光芒,造成這 種現(xiàn)象的原因又是 。 分析: 測量小燈泡的電功率實驗知識點多, 要求高, 但很多與前面的部分電學實驗考查知 識重
33、復試,重點與難點集中在額下功率概念的理解:是小燈泡在額定電壓下工作時的功率, 不能取平均值; 溫度對燈絲電阻的影響; 電路故障的排查常有這樣幾種情況:燈不亮, 電壓 表有示數,電流表無示數,原因可能是燈斷路;燈不亮,電壓表無示數,電流表有示數,原 因是燈短路;還有電路的錯誤連線對電路有關影響。 解答:( 1) 3 調節(jié)燈泡電壓,測量額定電壓 ( 2) 0.2A 0.76W (3)額定功率不能取平均值 ( 4)電壓越大,電流越大 或電壓越大,功率越大 或電壓 越大,燈泡越亮等 ( 5)不是 燈絲電阻受溫度影響,溫度越高電阻越大
34、 (6)燈泡短路 燈泡斷路 滑片 P 未置于阻值最大端(滑動變阻器采用兩上接法) , (7)將電壓表接在變阻器兩側,當電壓表示數為 2.2V 時,小燈泡就正常發(fā)光 ( 8)變阻器滑片 P 采用兩下接法 開關未閉合且變阻器采用兩上接法??键c七:導體消耗的電功率與導體的電阻之間的關系 要點: 串、并聯(lián)電路中電流、電壓、電功和電功率與電值的比值 例 15、某用電器的額定功率為 P,下列哪種方法能使功率變?yōu)?.25P ( )A、電壓變?yōu)樵瓉矶种唬娮枳優(yōu)樵瓉淼亩? B 、電壓不變,電阻變?yōu)樵瓉淼亩? C 、電阻不變,電壓變?yōu)樵瓉淼亩?/p>
35、分之一 D 、電壓和電阻都變?yōu)樵瓉淼亩种? 分析: 對于電功率的計算, 根據條件分析判斷選用適當的公式進行計算推導, 本題中由公 U 2 式 P 可推知只有 C 適合。 R 解答: C 例 16、如圖所示的電路, R1∶ R2 = 5∶ 3,當開關 S 斷開,甲、乙兩處均接電流表時和將開關閉合, 甲、乙兩處均接電壓表時, R1 和 R2 的電功率之比分別是( ) A . 3∶ 5 5 ∶ 3 B .5∶ 3 3 ∶ 5 C . 9∶ 25 25 ∶ 9 D . 25∶ 9
36、9 ∶ 25 分析: 由圖可知開關閉合后且兩表為電流表時, R1 和 R2 并聯(lián),又并聯(lián)電路電壓相等,由 U 2 P1:P2= 3:5,若開關 S 閉合且兩表均 P 可知,并聯(lián)電路電功率與電阻成反比,即 R 是電壓表,,R1 和 R2 串聯(lián) , 又串聯(lián)電路電流相等, 由 P I 2 R 可知,串聯(lián)電路電功率與電流 成正比,即 P1: P2= 5: 3. 解答: A 例 17、某電熱水器的工作原理如圖 3 所示,(已知兩電阻絲的阻值相 等,電源
37、電壓保持不變) ,它有加熱和保溫兩個工作狀態(tài),當開關 S1 接 b, S2 斷開,它處于 (加熱狀態(tài) / 保溫狀態(tài)),此時電路的電功 率為 P1,當開關 S1 接 a, S2 閉合時,它處于乎 (同上),此 時電路的功率為 P2,則 P1:P2 = 。 分析: 只用兩根相同的電阻絲連在電路中,可以兩種連接方式:串聯(lián)時,總電阻總大,由 U 2 可知總功率最小;并聯(lián)時,總電阻最小, 由 P U 2 P 可知總功率總大; 也有可能只 R R 用一根電阻絲,總功率居中。當 S1 接 b, S
38、2 斷開,兩根電阻串聯(lián),電路處于保溫狀態(tài);當 S2 閉合, S1 接 a 兩電阻線絲并聯(lián),為加熱狀態(tài)。其兩次電功率之比與總電阻成反比。 解答: 保溫 加熱 1 : 4 考點八:有關家用電器的計算 要點: 1、區(qū)分家用保溫狀態(tài)和加熱狀態(tài)的電功率(功率具體是哪一個元件功率) 2、對于間歇式工作 的冰箱等用電器的有關計算 ..... 例 18、某一電飯鍋內部電路如圖, R1 是加熱電阻, R2 是限 流電阻,煮飯時,接通電源( 220V 50Hz)、閉合手動開關 S1 電飯
39、 鍋處在加熱狀態(tài),當鍋內食溫度為 103℃時,開關 S1 會自動斷開 后若無外力作用則不會自動閉合, S2 是一個自動溫控開關,當鍋 內食物溫度達到 80℃時會自動斷開,溫度低于 70℃會自動閉合,問: ( 1)若接通電源后沒有閉合開關 S1,那么電飯鍋能將飯煮熟嗎?為什么? ( 2)在一個標準大氣壓下,用此電飯鍋燒水,則 S1 的自動斷電功能不起作用,這是 為什么? ( 3)若電飯鍋加熱時發(fā)熱電阻功率為 550W,而保溫時發(fā)熱板的功率為 88W,求發(fā)熱板 電阻 R1 阻值和限溫電阻 R2 的阻值?
40、 分析: 限溫電阻與手動開關、溫控開關并聯(lián),然后與發(fā)熱板串聯(lián) , 當接通電源后沒有閉合 手動開關 S1, 當溫度低于 80℃時,溫控開關 S2 閉合,只有發(fā)熱板 R1 接在電路中 , 電路處于 發(fā)熱狀態(tài),而當溫度高于 80℃時, S2 就斷開, R1 和 R2 串聯(lián),電路就處于保溫狀態(tài),最終 鍋內溫度就在 70℃到 80℃之間,故飯煮不熟;在一個標準大氣壓下,水的沸點是 100℃, 水沸騰后,溫度不再升高,達不到 103℃, S1 就不會斷開,一直加熱到把水燒干為止;列式 時注意的是加熱時只有 R1在 220V電路中,保溫時是限溫電阻 R2和發(fā)熱板 R
41、1串聯(lián)在電路中, 但題目中的兩個功率都是發(fā)熱板功率,計算時要注意。 解答:( 1)不能將飯煮熟 因為 S2 高于 80℃斷開, 低于 70℃閉合, 鍋內溫度只能在 70℃ 到 80℃之間,達不到 100℃;( 2)不能 在一個標準大氣壓下水的沸點為 100℃,達不到 103℃, 電飯鍋會一直加熱到水干; (3) 88Ω 132 Ω 例 19、李明家打算買一臺電冰箱,周未李明和爸爸到“蘇寧電器”和“五星電器了解 行情,發(fā)現(xiàn)買海爾冰箱可能獲得“家電下鄉(xiāng) 13%的政府補貼”或“以舊換新”的優(yōu)惠,逛 了一趟帶回了海爾兩款冰箱的數據(如圖) ,
42、 ( 1)對于 BCD-218A冰箱正常工作時額定電流是多大? ( 2)對于 BCD-208A冰箱平均每天耗電多少千瓦時?平均每天工作幾小時? ( 3)李明將為新購的冰箱配置哪一個插座? 甲 乙 分析:表中有兩款冰箱的數據, 在審題時一定要弄清讓你求的是哪一款冰箱的哪一個物理 量,再根據已知條件列式計算;第( 2)問中電冰箱一天消耗的電能切不可用 W=Pt 進行計 算,因為冰箱、空調等一樣屬于間斷性工作,不是一天 2
43、4 小時不停運轉的,其耗電量直接 從銘牌上讀 0.77Kwh,但要知道的這只是理論測試值,實際使用時耗電量要大些,然后直接 用 Kw和 h 運動電功率公式計算工作時間; 第( 3)問中家里的大功率用電器的金屬外殼要與大地相連,防止觸電,所以冰箱要裝如圖乙的三孔插座。 解答:(1) 0.59 ( 2) 0.77kwh 5.92h ( 3)用圖乙所示的三孔插座 考點九:電熱器 要點: 1、電熱器的工作原理 2 、電熱器所產生的熱量與哪些因素有關 例 20、將一只“ 220V 100W”的電風扇、一臺“ 220V 100W”的白熾燈,一把“ 2
44、20V 100W” 的電鉻鐵分別接在 220V 的電源上,在相同的時間內, 電流通過它們產生的熱量最多的是 ( ) A 、白熾燈 B 、電風扇 C 、電鉻鐵 D 、一樣多 分析: 幾個用電器的額定功率相同, 在相同的時間內消耗的電能是相同的, 但消耗的電能 不同的用電器轉化為其化不同形式的能: 如白熾燈將電能轉化為光能和內能, 電風扇將電能 轉化為機械能和內能, 只有電鉻鐵將電能全部轉化為內能, 所以在相同的時間內
45、電鉻鐵產生 的熱量最多,溫度最高。如果問消耗的電能應該是一樣多。 解答: C 例 21、小明和小紅想利用如圖所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系” 。兩 瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲, 燒瓶 A 中的金屬絲是銅絲, 電阻比較小, 燒瓶 B 中的金屬絲 是鎳鉻合金絲,電阻比較大。溫度計顯示煤油的溫度。 (1) 這兩個燒瓶中所盛煤油的質量應該 ,除了質量,還要控制的物理量 有 ; (2) 小紅問小明“水比較容易獲得,干嘛不用水代替煤油” 。對于這 個問題,小明與他的同學給出了下列四種答案,你認為合理的是 ( ) A.
46、因為煤油有顏色便于觀察 B .因為煤油有比較大的熱值 C.因為煤油有比較小的密 D .因為煤油有比較小的比熱容 ( 3)請你用筆畫代替導線,幫他把電路連接完整: (要求 P 向右移電路中電流變小) ,則 在開關閉合前滑片 P 處于最 (左 / 右)端; ( 4)電流產的生熱量多少不容易直接測量。小明和小紅采用的是觀察 顯示電流產 生熱量的多少的。像這種能用直接觀測的量來顯示不易直接觀測的量的方法叫“轉換法” , 如果是你本實驗你還有什么創(chuàng)意的顯示電流產生熱量多少的方法: , 如果沒有也可以再列舉一個
47、在物理探究中用到 “轉換法” 的例子 。(第四問只要答 一個即可) (5) 實驗中, 小明和小紅發(fā)現(xiàn) B 燒瓶中溫度計的示數升高的快。 這表明: 在電流和通電時 間相同的情況下,導體的電阻越 ,產生的熱量越多。 ( 6)如果小明和小紅還想探究 “導體產生的熱量與電流的關系” ,她們的下一步操作是: ;她的們結論是: 。 分析: 電流產生的熱量與電流的大小、 電阻和通電時間有關, 現(xiàn)探究電流產生的熱量與電 阻的關系,要控制電流相同(只要將兩導線串聯(lián)即可)
48、 、通電時間相同;現(xiàn)在沒有直接測量 熱量的儀器,但我們知道,導體產生的熱量多,溫度升高的快,所以正常我們考慮用溫度計 來測量升高的溫度, 測溫物質用煤油而不用水的原因是水的比熱大, 吸收相同的熱量, 溫度 上升的少不明顯,這種將熱量轉換為溫度的方法叫“轉換法” ,我們還可將其轉換為點燃火 柴的時間長短、 煤油受熱膨脹的程度、氣球的大小等,這種方法在前面的: 將動能的大小轉 換為木塊被推開的距離、 重力勢能轉換為木樁打入的深度, 溫度轉化為酒精的熱脹冷縮程度 (溫度計)。 解答:(1)相等 相同的
49、電流,相同的加熱時間,相同的容器等 ( 2) D ( 3)圖略 最右端 ( 4)升高的溫度 點燃火柴的時間長短、煤油受熱膨脹的程度、 氣球的大小等 將動能的大小轉換為木塊被推開的距離、重力勢能轉換為木樁打入的深度, 溫度轉化為酒精的熱脹冷縮程度(溫度計) 。( 5)大 ( 6)移動滑動變阻器的滑片,增大 電流,觀察只一個容器中的溫度變化情況 電阻一定時,電流越大,產生的熱量越多 考點十:焦耳定律 要點: 1、焦耳定律 2 、串、并聯(lián)電路電熱的特點 3 、電熱計算 例 22、下列
50、計算熱量的公式中,哪一個是焦耳定律的普遍適用公式( ) A、 Q UIt B 、 Q I 2 Rt C 、 Q U 2 t D 、以上三個都是 R 分析: 焦耳定律的公式是 Q I 2 Rt ,如用電器在工作時電能全部轉化為內能,則 W=Q, 其它兩具公式也通用,初中階段只探討白熾燈、電爐、電水壺等電熱器,稱為純電阻電路的 電器,但對于電能沒有全部轉化為電能的用電器(電動機) ,計算熱量只能用 Q I 2 Rt , 因為電動機 W>Q,多余的是電動機產
51、生的機械能。
解答: B
例 23、如圖所示的四個容器中,裝有等量的、等溫水的相同容器,容器放入電阻絲,
RA、 RB、 RC、 RD,且 RA=RB
52、D 比 R 可知, Q>Q 較, 因為 A 和 B 串聯(lián),C 和 D 并聯(lián),則 D 中電流大于 B 中電流,又由于 RC=RD 根據 Q I 2 Rt 可知 QD>QB, 所以 QC>QD>QB>QA. CDBA 解答: Q>Q>Q >Q 例 24、如圖,是小光家電熱毯電路的示意圖 ,R 0 是發(fā)熱電阻絲 ,R 是串聯(lián)在電路中的限溫電 阻,S 是控溫開關 . 電熱毯上標有“ 220V 40W”字樣,問(不考慮溫
53、度對電阻的影響) : ( 1)要使電熱毯處于低溫擋時,開關S 處于什么狀態(tài)? ( 2)發(fā)熱電阻絲 R0 的阻值是多大? ( 3)當電熱毯處于低溫檔時, R0 的電功率為 12.1W,則 10s 內電阻 絲 R0 的產生的熱量是多少?低溫檔的電熱毯總功率是多少? ( 4)小光發(fā)現(xiàn)電熱毯使用時太燙,想對電路進行改進,請你將改進后的電路圖畫出,并說出改進時的注意點。 (只需說一點即可) 分析: 開關斷開時, R 和 RO串聯(lián),電路中的電流較小, RO上的發(fā)熱量少,為保溫狀態(tài), S 閉合 R 被短路,電路中只有 R0 接在電路中電流大, R
54、0上發(fā)熱量多,為加熱狀態(tài);第( 2)問 中,電熱毯銘牌上的 40W是加熱時的額定功率,利用 P U 2 算出 R0 電阻;第( 3)中電熱 R 毯低溫狀態(tài), R0 的實際功率為 12.1W,Q= W= Pt 算出電熱, 對于電路總功率, 據 R0 的電阻保 持不變可算出電路中的實際電流,用 P 總= U總 I 。 解答:(1)電熱毯低溫時,開關 S 斷開 ( 2) 1210Ω ( 3)121J 22W ( 4)在電路中再串聯(lián)一只電阻 接線處焊接要牢靠、注意安全等考點十一:家庭電路的組
55、成與連接 要點: 1、家庭電路的組成 2 、各組成部分的作用 3 、安裝家庭電路應注意的問題例 25、某班同學在學習了有關家庭電路的知識后安裝了四盞電燈, 你認為正確的是 ( ) 分析: 電路連線的注意點: “左零右火中接地,開關接在火線上,螺口燈泡要注意,螺旋接在零線上”的接線原則保證用電的安全。 解答: A 例 26、家庭電路中,造成電流過大的原因是不可能是( ) A、插座中的兩個線頭相碰 B 、開關中的兩個線頭相碰
56、 C、電路中接入了大功率的用電器 D 、同時使用了太多的用電器 分析:造成家庭電路中的電流過大的原因常有兩個: 過載(用電器的總功率過大) 和短路, 但 B 中的開關中的兩個線頭相碰, 只會讓開關失去作用, 而不會讓整個電路發(fā)生短路, 從而引起電流過大。 解答: B 例 26、測電筆的作用是 ,如圖中甲和乙兩種使用測電筆的方法,其中正確 的是 ,正常人體的電阻約為 1000 Ω ,而人通過人 體的電流如果超過了 10mA變會對人造成傷害,那么測電筆中 的高阻值電阻至少要有 Ω 。 分析:測電筆的作
57、用是辨別火線與零線, 其正確使用方法是: 必須接觸筆尾金屬體,不能接觸筆尖金屬體,能使氖管發(fā)光的是火線,高阻電阻是保神! 解答: 辨別火線與零線 乙 21000 Ω 例 27、將下圖中的用電器正確地接入家庭電路中。 分析: 三孔插座要注意的是: 左零右火中接地, 地線接的是 用電器的金屬外殼,大功率用電器的火線上需要保險絲。 解答: 圖略 考點十二:安全用電 要點: 安全用電常識及觸電急救知識 例 28、如下圖所示家庭用電的一些做法中,符合安全用電的是(
58、 ) 分析: 安全用電的“四不”原則:不弄濕有電器,不損壞絕緣層,不接觸低壓帶電體, 不靠近高壓帶電體。在使用電器時要防止總電流過大:用電器總功率過大(過載) 、短路現(xiàn)象的不能出現(xiàn)。 解答: D 例 29、電的廣泛應用極大的提高了人們的生活質量,若違反安全用電原則,就有可能引發(fā)觸電事故, 請根據安全用電的要求, 給如圖所示的甲、 乙兩圖配上解說詞。 甲圖: ; 乙圖 。 分析: 根據安全用電原則,用詞要準確到位,語言組織要簡潔精
59、練。 解答: 不弄濕用電器 用電器外殼要接地 考點十三:家庭電路中常見的故障 要點: 家庭電路中常見的故障的排查與排除 例 30、家庭電路中各用電器發(fā)生故障,常用如圖所示的校驗燈來檢查,其方法是:斷開所有用電器的開關,將一只普通的白熾燈與熔斷器的熔絲并聯(lián),閉合總開關,然后逐個閉合各用電器開關, 若發(fā)現(xiàn)校驗燈發(fā)出暗紅色的光,則該支路屬于 (正常 / 斷 路/ 短路),若校驗燈正常發(fā)生,則該支路屬于 (正常 / 斷路 / 短路),若校驗燈不發(fā) 光,則該支路屬于 (正常 / 斷路 / 短路)。 分析: 因為家庭電路是并聯(lián)的,校驗燈接在熔斷的
60、熔絲邊,則它與每一條支路串聯(lián),當校驗燈發(fā)出暗紅色的光,說明所檢測的支路是通的,且該支路元件正常;校驗燈正常發(fā)光, 說明 220V 電壓全加在校驗燈上, 則檢測的電路是短路; 校驗燈不亮, 說明這條支路是斷路。 解答: 正常 短路 斷路 例 31、小明剛學完初中的電學知識,恰逢家中電燈不亮,他興沖沖地拿起試電筆測試如 下圖中的 a、 b、 c、d 四點時,只有 b 點不發(fā)光,請你幫他分析可能發(fā)生的故障是 ( ) A.火線與零線短路 B . a、 d 之間某處短路 C. b、 c 之間某處斷路 D.電燈的燈絲斷了 分
61、析: 用測電筆檢測電路,如果筆尖所接的點能使氖管發(fā)光,則表明該點與火線之間是 相通的,四點中 a、c、d 三點都能使氖管發(fā)光,則說明從 c 到火線之間是相通的,而燈沒亮 斷路只有在 bc 之間。 解答: 正常 短路 斷路 【能力提升】 1、小明同學在家中拍到一張電能表照片, 如圖所示. 他仔細觀察照片后, 得到下列結論, 你認為正確的是( ) A.電能表的額定電流為 10A B.拍照片時,小明家已消耗的電能為 7624J C.電能表的額定功率為 2200W D.電能表的脈沖指示燈閃爍 3200 次,電路消耗了 1KW h
62、電能 2、下列各項不屬于功的單位是( ) A. 焦耳 B. 牛頓米 C. 伏特安秒 D. 瓦/ 秒 3、有些家用電器在使用過程中,溫度過高會損壞電器。下列家用電器中要防止電熱產生 危害的是( ) A.電飯煲 B .電熱水器 C .電熨斗 D .電視機 4、有三根電阻絲,接在電壓恒定不變的電源上,產生的熱量全部用來燒水,要使用同一 壺水在最短的時間內燒開,那么這三根電阻絲應是 ( ) A.三根串聯(lián) B .三根并聯(lián) C.兩根串聯(lián)起來,再跟第三根并聯(lián) D .兩根并聯(lián)起來,再跟第三根串聯(lián) 5、舊白熾燈在工作時, 容易在燈絲最細處熔斷,
63、 這是因為與相同長度的燈絲較粗處相比, 燈絲最細處( ) A.功率最大 B .電流最大 C .電阻最小 D .電壓最小 6、小星家新買了一規(guī)格為“ 800W”的電熱水壺,他經過幾次使用后發(fā)現(xiàn),晚飯后燒開一壺 水總比早晨燒開一壺水用的時間長,你認為主要原因是( ) A、晚間大氣壓高,水的沸點升高,需要的熱量比早晨多 B、晚間電熱水壺兩端的電壓低于早晨電熱水壺兩端電壓 C、晚間水蒸氣更快,帶走更多的熱量 D、晚間環(huán)境溫度比早晨的溫度低 7、如右圖所示,電源電壓保持不變, R1=2R2,開關S斷開時,電流表的示數為I
64、1, R1 消 耗的功率為 P1;開關 S 閉合時,電流表示數為電流表的示數為I 2, R1 消耗的功率為 P2,則 A.I 1∶I 2=1∶1, P1∶ P2=3∶1 B.I 1∶I 2=1∶3, P1∶ P2=1∶1 C.I 1∶I 2=3∶1, P1∶ P2=1∶1 D.I 1∶I 2=1∶1, P1∶ P2=1∶3 8、田甜同學發(fā)現(xiàn)客廳白熾燈的發(fā)光比房間白熾燈的發(fā)光亮,對這種現(xiàn)象判讀那正確的是 A. 客廳白熾燈燈絲的電流大 B. 客廳白熾燈燈絲的電阻大 C. 客廳白熾燈兩端的電壓大 D. 以上判斷都有可能 9、自動空氣
65、開關在家庭電路中的主要作用是( ) A.保證電路的電流不變 B .保證電路的電壓不變 C.保證電路的電阻不變 D .電路發(fā)生短路時,自動切斷電路 10、如圖是三線插頭的照片。留心觀察發(fā)現(xiàn),與地線連接的那個插頭比另外兩 個插頭要稍長一些。 插頭在長度設計上的這種差異, 主要是考慮下列哪一因素 ( ) A.使插頭的造型更美觀 B .有利于識別火線和零線插頭 C.插入插座中更穩(wěn)固 D .操作時,可確保接地插頭先接地 11、下圖所示家庭用電的一些做法中,符合安全用電的是 ( )
66、 12 、如圖所示,閉合電鍵 S 后,發(fā)現(xiàn)電燈 L 不亮,且保險絲沒有熔斷。某同學用測電筆 測試燈頭的兩根電線 C,D, 發(fā)現(xiàn)這兩處都能使測電筆的氖管發(fā) 光,再用測電筆測試火線 A 和零線 B 時,氖管在測火線 A 時能 發(fā)光,在測零線 B 時不發(fā)光。那么可以判定故障是 ( ) A. 火線和零線短路 B. 電燈 L 短路 C. 電線 AC段某處斷路 D. 電線 BD段某處斷路 13、小紅的媽媽從市場上買了一只廉價臺燈,裝上“ 220V 25W ”的燈泡后,將插頭插入 家庭電路的時,室內電燈立即全部熄滅。原因可能是( ) A. 插頭與插座接觸不良 C. 臺燈的燈座內短路 B. D. 燈泡的燈絲斷了 臺燈的插頭內短路 1
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