- 2021-11-06 发布 |
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文档介绍
2020九年级物理上册第六章电功率分类综合训练(六)(新版)教科版
分类综合训练(六) 教材知识梳理 核心要点突破 1.电功 ________所做的功叫电功,电流做功的实质就是把_______能转化为_____________能量的过程。电功的国际单位是________,符号是________。电功的测量仪表是__________。在生活中常用的电功单位是__________,俗称________,1度=1__________=____________J。 2.电功率 (1)电功率是用来表示消耗电能________的物理量,物理学中将用电器消耗的电能与所用时间________叫电功率,定义式是__________;通过实验得出的电功率的计算公式是__________。电功率的国际单位是________,符号是________;常用单位还有________。 (2)在串联电路中,常用来比较不同用电器实际功率大小的公式是__________;在并联电路中,常用来比较不同用电器实际功率大小的公式是__________。当U实>U额时,P实________P额;当U实=U额时,P实________P额;当U实<U额时,P实________P额。 (3)额定电压是指________________________,额定功率是指___________________________。一个用电器有________个额定功率, 18 有________个实际功率,用电器的工作情况是由________功率决定的。 (4)在电阻R1和R2串联的电路中,它们两端的电压分别是U1和U2,通过它们的电流分别是I1和I2,它们的电功率分别是P1和P2,则有U1∶U2=__________,I1∶I2=__________,P1∶P2=_________;在电阻R1和R2并联的电路中,它们两端的电压分别是U1和U2,通过它们的电流分别是I1和I2,它们的电功率分别是P1和P2,则有U1∶U2=__________,I1∶I2=__________,P1∶P2=____________。 3.焦耳定律 (1)我们把________能转化为________能的现象叫电流的热效应。 (2)英国物理学家________做了大量的实验后,最后确定了电流通过导体产生的热量跟______________________,跟________________________,跟______________________。这个规律叫焦耳定律,表达式是____________。 (3)电热在生活中的利用:___________________;危害:___________________________________。防止电热带来危害的方法是:________________________________________________________。 重点实验再现 实验一 探究电功率与电压、电流的关系 (1)实验方案: 探究电功率跟电流、电压的关系,应该采用____________法;实验中可通过观察灯泡的__________来判断灯泡电功率的大小。 (2)实验器材: 规格为“2.5 V 0.3 A”的灯泡L1和“3.8 V 0.3 A”的灯泡L2,电压表、电流表各一个,电池3节,开关1个。 (3)实验过程:①探究电功率跟电流的关系 实验电路: 实验表格: 18 ②探究电功率跟电压的关系 实验电路: 实验表格: (4)实验结论: 用电器两端的电压相同时,通过用电器的电流越大,用电器的电功率_______;通过用电器的电流相同时,用电器两端的电压越大,用电器的电功率________。根据进一步的实验可得:电功率等于____________________。用公式表示为__________。 实验二 探究电流产生的热量与哪些因素有关 实验方案: 实验中采用________________法来探究电热跟通过导体的电流、电阻和通电时间的关系。电流产生的热量无法直接测量,可间接通过______________反映出来,又用到了________________________________________________________________________法。 如图6-F-1甲所示是用来探究电热与_______关系的装置,结论:在________、通电时间相同时,________越大,产生的热量越多;如图乙所示是探究电热与________关系的装置,结论:在________________________________________________________________________、 通电时间相同时,________越大,产生的热量越多。 18 图6-F-1 实验三 测量小灯泡的电功率 (1)实验原理: ____________________。 (2)实验电路图: 图6-F-2 (3)实验中滑动变阻器的作用:__________________________________。 (4)实验故障问题:①有的同学连好电路后,闭合开关发现电流表的指针向左边没有刻度的地方偏转,原因是___________________________。②有的同学发现电压表的指针满偏,原因是_______________________。③有的同学发现电流表无示数、灯泡不亮而电压表有示数,在电路连接都正确的条件下原因可能是_____________。④有的同学发现电流表有示数而电压表无示数、灯泡不亮,在电路连接都正确的条件下原因可能是________________________________________________________________________。 ⑤有一组同学做实验时出现了这样的情景:移动滑动变阻器的滑片时电流表的示数变大,电压表的示数却变小,原因是________________________________________________________________________。 ⑥还有一组同学发现,他们把滑动变阻器的阻值调到零时也达不到小灯泡的额定电压,原因是____________________。⑦同学们都发现,当滑动变阻器接入电路的阻值较大时,电流表和电压表都有示数但小灯泡不发光,原因是______________________________________。 ⑧小明刚连好最后一根导线,小灯泡就发出明亮的光,原因是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 18 中考真题链接 ►类型一 电功的计算 1.2017·泰州 以保证安全,夏天,为了节能,可将冰箱的设置温度适当调________(选填“高”或“低”)。有一台冰箱铭牌上标有“220 V 150 W”字样,测得其一天消耗的电能为1.2 kW·h。假设冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能,估算该冰箱压缩机在一天内工作的总时间为________h。 图6-F-3 2.[2016·德州] 甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图6-F-3所示,将甲、乙两灯泡串联后接在电压为________V的电源两端时,甲灯泡中通过的电流为0.5 A,此时乙灯泡1 min内消耗的电能是________J。 3.2017·重庆 下表为某电烤箱的铭牌,高温挡额定功率模糊不清。如图6-F-4虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝,R2=72.6 Ω。电烤箱开关接1时是低温挡,接2时是高温挡。求: (1)电烤箱在低温挡正常工作10 min电流做的功。 (2)R1的阻值。 (3)在某用电高峰期,若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作,发现标有“3000 imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2 min,此时家庭电路两端的实际电压。 ××牌电烤箱 额定电压 220 V 额定功率 18 高温挡 ×××W 低温挡 400 W 图6-F-4 ►类型二 电流的热效应 4.2017·株洲 一台电风扇通电后电流I随时间t变化的图像如图6-F-5所示,电流稳定后正常工作,设它正常工作一段时间线圈产生的热量为Q1,后因机械故障叶片停止了转动,仍通电相同时间,线圈产生的热量为Q2。忽略温度对电阻的影响,则( ) 图6-F-5 A.Q1=Q2 B.Q1>Q2 C.Q1<Q2 D.条件不足,无法比较Q1和Q2的大小 5.2017·沈阳 电热水器在工作过程中把电能转化成________能。某电热水器的铭牌如图6-F-6所示,在该电热水器中装初温为25 ℃、质量为60 kg的水,在额定电压下工作1400 s,水温升高10 ℃,则水吸收的热量是________J,电热水器消耗的电能是________J。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] 18 图6-F-6 6.[2016·安徽] 图6-F-7中,电源电压保持不变,灯泡标有“6 V 3 W”字样。当开关S闭合时,灯泡L正常发光,电流表的示数为0.8 A,则电阻R=________Ω。通电10 s内R产生的热量为________J。 图6-F-7 7.[2016·泰安] 如图6-F-8所示是某型号电压力锅工作电路简图,下表是其部分参数。接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,1挡加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102 ℃时,开关S自动与a、b断开,并与触点c接通,2挡加热器工作,此时锅内混合物质温度不变,保持锅内压强不变,进入保压状态。现将质量为2.0 kg、初温为36 ℃的混合物质放入压力锅中,接通电路使其正常工作20 min。假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收,混合物质的比热容为c=4.0×103 J/(kg·℃)。求: (1)R1、R2的阻值。 (2)电压力锅加热多少秒后开始保压。 (3)电压力锅最后2 min内消耗的电能。 图6-F-8 额定电压/V 220 1挡加热器额 定功率/W 550 2挡加热器额 110 18 定功率/W 保压温度/℃ 102 最大容积/dm3 3 ►类型三 电功率的计算 8.2017·绵阳 电焊利用电流的热效应熔化焊条。某型号的电焊机接在电压为220 V的家庭电路上,输出电压40 V,输出功率2200 W。编号为甲、乙、丙、丁的四种橡胶绝缘铜芯线在常温下安全载流量(长时间通电的对应安全电流)如下表。从安全的角度考虑,该电焊机的输出导线应该选用( ) 导线编号 甲 乙 丙 丁 导线横截面积S/mm2 1.0 2.5 6 10 安全载流量I/A 12 28 47 68 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 9.2017·兰州 甲、乙两灯分别标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”字样,先将两灯串联后接在电压为U的电路中,甲灯的功率为P1;再将两灯并联后接在同一电压下,乙灯的功率为P2。两次灯泡均安全,忽略温度对灯丝电阻的影响,则P1∶P2为( ) A.9∶2 B.2∶9 C.4∶9 D.1∶9 18 10.2017·威海 如图6-F-9所示,电源电压12 V保持不变,小灯泡L的规格为“6 V 3 W”,滑动变阻器的最大阻值为12 Ω,电流表的量程为0~3 A。当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为________Ω。当开关S1、S2都闭合时,要保证电路各元件安全,整个电路电功率的变化范围是________W。 图6-F-9 11.2017·滨州 如图6-F-10所示,将标有“6 V 3 W”字样的灯泡L1和标有“6 V 6 W”字样的灯泡L2串联在电路中,使其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率,不考虑温度对电阻的影响。求: (1)灯泡L1正常工作时的电流。 (2)灯泡L2的电阻。 (3)电源电压。 (4)此电路工作2 min消耗的电能。 图6-F-10 12.2017·桂林 如图6-F-11所示电路,电源电压恒为12 V,定值电阻R为12 Ω,灯泡L标有“12 V 0.5 A”字样,假设灯丝电阻不随温度的变化而变化,求: (1)灯泡L的额定功率是多少? 18 (2)当断开开关S2、闭合S1和S3时,电路中的总电流是多少? (3)开关S1、S2、S3分别处于什么状态时,整个电路消耗的总功率最小,此时的总功率为多少? 图6-F-11 ►类型四 电功率的测量 13.2017·宿迁 在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电池组(3 V不变)、电流表、电压表、小灯泡(额定电压2.5 V)、滑动变阻器、开关、导线若干,实物电路如图6-F-12甲所示。 (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。 18 (2)连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器,发现小灯泡不亮,电压表示数始终为零,电流表示数变化明显,电路故障可能是________。 (3)排除故障后进行实验,图乙是由实验数据描绘得到的小灯泡的I-U图像,则小灯泡的额定功率是________W。小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值是________Ω。 (4)分析小灯泡的I-U图像,发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化,从本质上讲,引起小灯泡灯丝阻值变化的因素是________。 图6-F-12 18 详解详析 教材知识梳理 【核心要点突破】 1.电流 电 其他形式 焦 J 电能表 千瓦时 度 kW·h 3.6×106 2.(1)快慢 之比 P= P=UI 瓦 W 千瓦(kW) (2)P=I2R P= > = < (3)使用电器正常工作的电压 用电器在额定电压下工作时的功率 1 无数 实际 (4)R1∶R2 1∶1 R1∶R2 1∶1 R2∶R1 R2∶R1 3.(1)电 内 (2)焦耳 电流的平方成正比 导体的电阻成正比 通电时间成正比 Q=I2Rt (3)各种电加热器(或电饭锅、电热水器、电烙铁等) 烧坏用电器,甚至引起火灾 给用电器加装散热片、散热孔、散热风扇等 【重点实验再现】 实验一 (1) 控制变量 亮度 (3)①如图、表所示 发光情况 电流I/A 灯泡L1 18 灯泡L2 ②如图、表所示 发光情况 电压U/V 灯泡L1 灯泡L2 (4)越大 越大 电压与电流的乘积 P=UI 实验二 控制变量 温度计示数的变化 转换 电阻 电流 电阻 电流 电阻 电流 实验三 (1)P=UI (3)改变灯泡两端的电压、保护电路 (4)①电流表“+”“-”接线柱接反了 ②电压表选择的量程太小 ③灯泡断路 ④灯泡短路 ⑤电压表与滑动变阻器并联 ⑥电源电压太低 ⑦滑动变阻器阻值太大,灯泡的实际功率太小 ⑧连接电路过程中开关没有断开,且滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处 中考真题链接 1.高 8 2.8 180 3.(1)由P=可得,电烤箱在低温挡正常工作10 min电流做的功: 18 W=P低t=400 W×10×60 s=2.4×105 J。 (2)由题图可知,开关接1时,R1与R2串联,总电阻最大,由P=可知总功率最小,电烤箱处于低温挡;开关接2时,只有R1接入电路,电阻小,由P=可知功率大,电烤箱处于高温挡。处于低温挡时,电路的总电阻R===121 Ω, 则R1的阻值:R1=R-R2=121 Ω-72.6 Ω=48.4 Ω。 (3)指示灯闪烁81次,电烤箱消耗的电能W′=81× kW·h=0.027 kW·h, 工作时间t′=2 min= h, 则电烤箱在高温挡的实际功率:P===0.81 kW=810 W; 根据P=可得,此时家庭电路两端的实际电压:U===198 V。 4.C 5.内 2.52×106 2.8×106 [解析] 电热水器工作时,消耗电能转化为水的内能; 水吸收的热量:Q= cm(t-to)=4.2×103 J/(kg·℃)×60 kg×10 ℃=2.52×106 J; 由铭牌上的数据,可知电热水器的功率P=2000 W, 由P=可得,消耗电能:W=Pt=2000 W×1400 s=2.8×106 J。 6.20 18 7.(1)由题可知,开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,电饭锅处于1挡加热状态; 开关S与a、b断开并与触点c接通时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于2挡加热状态, 因电路的总功率等于各用电器功率之和, 18 所以1挡加热时,R1的电功率:P1=P加热1-P加热2=550 W-110 W=440 W, 因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以由P=可得,R1、R2的阻值分别为 R1===110 Ω,R2===440 Ω。 (2)当锅内混合物质的温度达到102 ℃时,开始保压,则混合物质的温度升高到102 ℃时所吸收的热量为 Q吸=cm(t-t0)=4.0×103 J/(kg·℃)×2 kg×(102 ℃-36 ℃)=5.28×105 J, 因加热器产生的热量全部被混合物质吸收, 所以,由W=Q吸=Pt可得,从加热到保压的时间: t===960 s。 (3)由于电压力锅正常工作时间为20 min,其加热的时间为960 s,即16 min,所以电压力锅最后2 min处于保压状态, 则其消耗的电能:W=P加热2t′=110 W×2×60 s=1.32×104 J。 8.D [解析] 由P=UI得,电焊机工作时的输出电流I===55 A,导线的安全载流量必须大于55 A才行,由表可知,应选横截面积为10 mm2的导线 J。 9.B [解析] 两灯的额定电压相同,由P=可得两灯电阻之比为====, 串联电路中电流处处相等,所以当两灯串联时I甲=I乙, 由欧姆定律可得=,所以U串甲:U串乙=, 18 由串联电路电压特点知U串甲=U。 由并联电路电压特点知,两灯并联时U并乙=U, 由P=可得:==()×=()2×=。 10.12 24~36 [解析] 当S1、S2都断开时,R1与L串联,灯泡L正常发光时UL=6 V,功率PL=3 W,电流IL===0.5 A。 因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流I=IL=0.5 A, 因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,所以,R1两端的电压U1=U-UL=12 V-6 V=6 V, 由I=可得,R1的阻值R1===12 Ω。 当S1、S2均闭合时,L被短路,R1、R2并联,电流表测量的是干路中的电流,因电流表的量程为0~3 A,所以,电路中的最大电流为3 A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,整个电路的最大电功率P大=UI大=12 V×3 A=36 W; 当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以, 电路中的总电阻R===6 Ω, 电路消耗的最小总功率P小===24 W, 所以,整个电路电功率的变化范围是24~36 W。 11.(1)由P=UI可知,灯泡L1正常工作时的电流为I1===0.5 A。 (2)由P=可知,灯泡L2的电阻为R2===6 Ω。 18 (3)灯泡L2的额定电流为I2===1 A,两灯泡串联,电流相等,一灯泡正常发光,另一灯泡不超过其额定功率,则一定是“6 V 3 W的灯泡L1正常发光, 则灯泡L2两端的电压为U′2=I1R2=0.5 A×6 Ω=3 V, 电源电压为U=U1+U′2=6 V+3 V=9 V。 (4)此电路工作2 min消耗的电能为W=UIt=9 V×0.5 A×120 s=540 J。 12.(1)灯泡L标有“12 V 0.5 A”字样,表示灯的额定电压为12 V,额定电流为0.5 A,则灯的额定功率:PL=ULIL=12 V×0.5 A=6 W。 (2)当断开开关S2、闭合S1和S3时,灯L与R并联,因电源电压为12 V,故灯L正常发光,通过灯泡的电流为0.5 A;根据欧姆定律得通过R的电流:IR===1 A, 根据并联电路电流的规律,电路中的总电流是I=IL+IR=0.5 A+1 A=1.5 A。 (3)由欧姆定律I=可知,灯L的电阻为RL===24 Ω;由P=UI=可知,当电路的总电阻最大时,电路的总功率最小;根据并联电路的总电阻小于其中任一电阻,串联电路的总电阻大于任一电阻,可知当灯L与R串联时,即S1、S3断开,S2闭合时,电路总电阻最大,此时电路的总电阻:R串联=RL+R=24 Ω+12 Ω=36 Ω, 电路的最小电功率:P最小===4 W。 13.(1)如图所示 (2)小灯泡短路 (3)0.625 2 (4)温度 [解析] (1)将电压表与灯泡并联,电源电压为3 V,所以电压表应选择0~3 V的量程。 (2)小灯泡不亮,电流表示数变化明显,电路中无断路,电压表示数为0,则可能是灯泡短路造成的。(3)由图像知,当灯泡两端电压为2.5 V时,通过灯泡的电流为0.25 A, 18 小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5 V×0.25 A=0.625 W;滑动变阻器两端的电压UR=U-UL=3 V-2.5 V=0.5 V, 滑动变阻器接入电路的电阻:R===2 Ω。(4)灯丝的电阻是变化的,因为不同电压下灯泡中电流不同、灯丝的温度不同,小灯泡灯丝的电阻受温度的影响。 18查看更多