人教版初中物理中考复习试题第十八章第二课时 测量用电器的功率 焦耳定律

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第十八章　电功率第一部分教材梳理 第二课时　测量用电器的电功率焦耳定律 课程标准1.知道用电器的额定功率和实际功率.2.通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象. 考点梳理考点1额定功率和实际功率1.额定功率：（1）用电器__________的电压叫额定电压，用电器上标明的电压就是__________.（2）用电器在______电压下消耗的功率叫做额定功率，用电器上标明的功率就是____________.如用电器上标注“220V40W”，220V表示____________,40W表示____________；根据这些数据可求出额定电流I额=______A，电阻R=______Ω.正常工作额定电压额定额定功率额定电压额定功率0.181210 2.实际功率：实际功率是在实际电压下的功率，不同的实际电压下有不同的实际功率.①当U实=U额时，P实______P额；②当U实＜U额时，P实______P额；③当U实＞U额时，P实______P额.=<> 考点2测量用电器的电功率3.（1）测量原理：___________.（2）实验电路图如图1-18－21所示.（3）电路中滑动变阻器的作用是：①___________.②________________________________.（4）在实验中要注意：一是连接实物时，开关要______，是为了_____________；二是滑动变阻器的滑片应移到阻值___________的位置，防止电路中电流过大，烧坏用电器和电源.P=UI保护电路改变灯泡两端电压和通过的电流断开保护电路最大 内电流电阻通电时间I2Rt安培欧姆秒焦全部考点3焦耳定律4.定义：电流通过导体时电能转化为______能的现象，叫电流的热效应.（1）电热的计算：①焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟_______的平方成正比，跟______成正比，跟____________成正比.②公式：Q=_______；其中I、R、t的单位分别是_______、_______、_____，则Q的单位是______.③纯电阻电路：当用电器消耗的电能________转化为内能时，Q=W=UIt=Pt==I2Rt. （2）电热的利用和防止：______电热的事例，如电热壶；_______电热危害的事例，如电视机的散热窗.（均填“利用”或“防止”）利用防止 基础检测1.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）A.电暖气B.计算器C.电视机D.笔记本电脑2.电炉工作时，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热，其原因是（　　）A.电炉丝的电阻较大B.电炉丝与导线是并联的C.电炉丝的横截面大D.通过电炉丝的电流较大AA 3.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W.两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是（　　）A.甲电热水壶两端的电压较高B.电流通过甲电热水壶做功较快C.通过两个电热水壶的电流相等D.相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多B 4.图中“+”“-”分别表示电表的正负接线柱，可以测量R消耗的电功率的电路图是（　　）B 5.标有“12V60W”的汽车灯泡工作时，用电压表测得其两端电压如图1-18-22所示，则灯泡的实际电压为____V,灯泡的实际功率______（填“大于”“小于”或“等于”）60W.11.5小于 重点实验实验一测量小灯泡的电功率1.小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标有“3V”字样. （1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整.如答图1-18-1所示. （2）画出电路图.如答图1-18-2所示. （3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最______（填“左”或“右”）端.若闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数.若电路中仅有一处故障，这个故障可能是_________；若开关闭合后，电压表有示数，电流表无示数，故障可能是_________；若闭合开关后，电压表、电流表均无示数，可能原因是_________________________________________________.（4）如果灯泡的阻值为10Ω，电源由两节干电池串联组成，电流表有量程0～0.6A和0～3A两挡，电压表量程为0～3V和0～15V两挡，那么电流表量程应选__________________挡，电压表量程应选__________挡.右灯泡短路灯泡断路开关处断路或滑动变阻器断路0～0.6A0～3V （5）排除故障后继续实验，小华进行了8次测量，并将有关数据及现象记录在表格中.在第1次实验中小灯泡不亮的原因是_____________________________.灯泡实际功率太小实验序号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205灯泡发光情况不亮微亮逐渐变亮正常发光 （6）根据上表所示数据在图1-18-24中画出U-I图象：如答图1-18-3所示. ①由上表数据可知，当U＜1.40V时，灯丝电压与电流成______比，灯丝电阻为______Ω；当U＞1.40V时，灯丝的温度逐渐升高，其电阻随温度升高而______.②从图线上可以看出，当小灯泡两端电压逐渐地增大时,灯丝的电阻是______（填“变大”“变小”或“不变”).③实验结果表明，导体的电阻随温度的升高而_______.正10增大变大增加 （7）闭合开关，发现小灯泡两端电压只有1.8V，滑动变阻器的滑片P应向______端移动，才能使电压表示数为______V，此时灯泡的实际功率就是额定功率.（8）分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为_______W.实验得出的结论是：小灯泡的实际电功率_____，灯泡越亮.左30.615越大 实验二探究焦耳定律2.用如图1-18-25所示的实验装置“探究电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”（图中甲、乙是完全相同的密闭容器，实验前，A、B两U形管内液面是相平的）. （1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整.如答图1-18-4所示. （2）本实验采用__________________的研究方法；实验的设计依据是电流的______效应.（3）闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是______（填“相等”或“不相等”）的，因为两电阻丝是_____联.（4）电流产生的热量不易直接测量，因此，在这个实验中是通过观察U形管中液面的________来显示甲、乙容器内空气温度的变化.当容器内温度升高时，瓶内压强会________（填“变大”或“变小”）.（5）通过对比观察，你认为____（填“甲”或“乙”）容器中的电阻产生的热量多.由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，______越大，电流产生的热量越多.控制变量和转换法热相等串高度差变大乙电阻 （6）当密闭容器中的空气温度升高时，空气的内能将会______（填“变大”“变小”或“不变”）.（7）根据得出的结论，说说为什么“电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热.”电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，而电炉丝的电阻较大，产生的热量较多，所以电炉丝热得发红,而与电炉丝连接的导线电阻较小，所以几乎不发热.变大 （8）用图1-18-26所示装置，探究导体通电时产生的热量与电流的关系.①实验时需控制______、__________相同,改变______.②两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部,将一个电阻与这个容器内的电阻______,把该装置连接到电源两端，目的是__________________________________.③现象及分析：通电一段时间后,______侧U形管中液面的高度差较大,这说明在电阻、通电时间相同时,电流越____,导体产生的热量越多.电阻通电时间电流并联使通过两电阻丝的电流不相等左大 考点精练考点1额定功率和实际功率［10年4考：2013年（综合）、2014年（计算）、2015年（计算）、年（填空）考查］【例1】如图1-18-27甲所示，将额定电压为2.5V的小灯泡接入电源电压为4.5V的电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，记录相应电压表和电流表示数绘制成如图1-18-27乙所示的I-U图象，则小灯泡的额定功率为__________W,小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻是_____Ω.0.6258 考点点拨：涉及额定功率与实际功率的计算，一般的方法是根据用电器的标示计算出用电器的电阻作为已知条件.其余的计算与电学的基本计算相同. 1.一个标有“6V3W”的小灯泡接在9V的电源上，若使灯泡正常发光，应该给它串联一个_______Ω的电阻.若小灯泡两端的实际电压是3V，则小灯泡的实际功率是________W.（忽略温度对灯丝电阻的影响）60.75 2.如图1-18-28甲所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器两端.他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑片测得多组数据,描绘出的U-I图象如图1-18-28乙所示.已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V.可求得小灯泡正常发光时的阻值为______Ω，额定功率为_____W.变阻器最大阻值为__Ω.为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为_______Ω（保留一位小数）.12.50.5406.8 考点2测量用电器的电功率［10年5考：2010年（实验）、2013年（实验）、2014年（选择）、年（综合）考查、年（实验）考查］【例2】某实验小组用伏安法测量小灯泡的电功率，待测小灯泡的额定电压为2.5V. （1）请用笔画线代替导线，完成图1-18-29甲实物电路的连接.（要求：连线不得交叉，电压表量程要正确）如答图1-18-5所示. （2）进行实验，通过移动滑片记录了多组数据，并作出了如图1-18-29乙所示的I-U图象.据图可知小灯泡的额定功率为________W.（3）现将两个相同的该小灯泡串联后接入电压为2V的电源两端，此时电路的实际功率是______W.0.750.4考点点拨：测量灯泡的功率，与伏安法测电阻的步骤一样.需要注意的是测量灯泡的额定功率时，灯泡必须正常发光.而灯泡正常发光，或用电压表来反映（电压表的示数为额定电压）；或用电流表来反映（电流表的示数为额定电流）. 3.小明探究“电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，现有实验器材：稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱（符号为）、开关及若干导线. （1）为了完成此探究实验，请你在如图1-18-30甲的虚线框内将实验电路图补充完整；若连接电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转如图1-18-30乙所示，其原因可能是___________________________________________.如答图1-18-6所示.电压表正负接线柱接反 （2）实验中利用公式________计算电阻箱阻值不同时消耗的电功率，实验过程需要记录的物理量有：电阻箱两端电压U、通过电阻箱的电流I和_____________________.（3）在实验中，小明需多次改变电阻箱的阻值进行测量，每改变一次阻值，都必须移动滑动变阻器的滑片来控制_________________，多次改变电阻箱阻值的目的是_________________________________________________.P=UI电阻箱的阻值R电流不变多次进行实验使实验结论更具普遍性（避免偶然性） （4）完成上述实验后，小明又从实验室借了一个额定功率为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了如图1-18-30丙所示实验电路图来测量小灯泡的额定功率.实验过程如下：闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，把电阻箱调到10Ω，刚好使电压表的示数为2.5V；再将开关S2拨到触点1，读出电压表的示数为4.5V，小灯泡额定功率P=______W.0.5 考点3焦耳定律［10年5考：2012年（填空）、2013年（实验）、2014年（填空）、2015年（实验）、（综合）考查］【例3】如图1-18-31为“探究焦耳定律”的实验装置.两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高.下列说法正确的是（　　）D A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法B.右侧电阻丝的阻值比左侧小C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系考点点拨：为探究电流产生的热量与电阻的关系，可以将两电阻串联，控制电流相等；为研究电流产生热量与电流的关系，可以控制电阻不变，用滑动变阻器可以改变电流.该实验还使用了转化法，即用相同质量的煤油升高的温度反映导体产生的热量，相同时间内产生的热量越多，煤油升高的温度越多. 4.如图1-18-32所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置.两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大.下列说法正确的是（　　）A.左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大B.该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系C.该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟通电时间的关系D.U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的C 5.如图1-18-33所示是在一定温度下，甲、乙两个电阻的电流与电压的关系图象.根据图象可得R甲∶R乙=________,若将甲、乙串联后接在同一电路上，产生的热量Q甲∶Q乙=________.1∶41∶4 6.如图1-18-34所示，完全相同的玻璃瓶甲、乙内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝，瓶中插入温度计a、b. （1）利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加入质量、初温均相同的煤油.闭合开关一段时间，可以通过温度计________情况，判断电阻丝产生热量的多少.此方案是探究_______和时间相同时，电流通过电阻产生的热量与______大小的关系.（2）在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值R甲______R乙时，可以比较不同物质的吸热能力.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关系c甲______c乙.示数变化电流电阻等于小于 考点4易错易混点1：电功与电热【例4】将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　）A.三个用电器产生的热量相同B.电风扇产生的热量最多C.电烙铁产生的热量最多D.电视机产生的热量最多C 考点点拨：电功是电流做的功，也就是消耗了多少电能，用W=UIt计算.电热是电流通过电阻类用电器发的热，只是把电能转化成热能，如果整个电路中只有电阻类用电器，这时电流做的功全部转化成热能,公式通用.如果电路中有电动机或者充电器类的用电器，这时要注意W=UIt是电流做的功，而焦耳定律Q=I2Rt只是发热的部分,不能通用. B7.判断电流通过导体产生的热量，下面公式选用正确的是（　　）A.UItB.I2RtC.D.前三项都正确 考点5易错易混点2：加热与保温电路【例5】如图1-18-35是一条电热毯电路的示意图，R0是电阻丝，R1是串联在电路中的电阻,电热毯铭牌上标有“220V40W”的字样（不考虑温度对电阻的影响）.问：（1）使用电热毯处于低温挡时，开关S、S1各处于什么状态？（不需说明理由）（2）电热毯在高温挡工作时的电流是多少？（3）当电热毯处于低温挡时，电阻丝的电功率为12.1W，电阻R1的阻值多大？（4）在低温挡工作20min，电阻丝产生的热量是多少？ 解：（1）开关S闭合，S1断开.（2）开关S和S1都闭合时为高温挡，功率为40W.此时（3）高温挡时，低温挡时，（4）低温挡时，Q0=P0t=12.1W×20×60s=14520J. 考点点拨：常见用电器的加热与保温功能通常是通过改变电阻的连接方式实现的.（1）在家庭电路中提供的电压U＝220V是一定的，因此选择公式来分析.（2）当连入电阻越小时，电功率越大，此时为加热状态.（3）当连入电阻越大时，电功率越小，此时为保温状态. 8.如图1-18-36所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两挡功率，挡位可自动调节.其工作过程是：按下开关，自动选择1000W挡将汤煮至100℃,然后自动跳至400W挡进行保温慢炖.求：（1）R1的阻值是多少？（2）电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理由.答案：（1）48.4Ω（2）处于b处.由图可知，当开关处于b处时，R1与R2串联，电路电阻大，由P=可知，此时功率小. 广东中考1.（年）在“测量小灯泡的电功率”实验中，要求用滑动变阻器控制电路，分别测出小灯泡在额定电压、约为额定电压的和约高出额定电压时的电功率,并比较这三种情况下小灯泡的亮度. （1）先根据实验的要求设计电路图，如图1-18-37所示,其中甲是______表，乙是______表.（2）实验室有如下器材：“2.5V0.75W”小灯泡一只、电压为6V的电源、电流表、电压表、导线若干条、开关、滑动变阻器R1（10Ω2A）和R2（50Ω1A）.根据实验要求应选用滑动变阻器______.电流电压R2 （3）根据实验要求，设计并填写实验记录表内的7个空格.实验序号____________________________________1________///2________///3________///电压U/V电流I/A电功率P/W灯泡亮度2.02.53.0 2.（2015年）如图1-18-38所示是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0.该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝.（假设它们的阻值不变）求：（计算结果若不能整除，保留一位小数）（1）当S和S0闭合时，饮水机处在什么状态？此时电路的总电流是多大？（2）在加热状态下，电阻丝R1的阻值为多少？（3）傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，饮水机加热的实际总功率是多大？答案：（1）加热状态.4A（2）57.6Ω（3）727.3W 3.（年）某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如图1-18-39所示，电源两端的电压U为220V，R1和R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25℃时,S2断开，此时电流表的示数为1A，电阻丝R1的电功率为20W（忽略温度对电阻丝的影响）.求：（1）电阻丝R2的阻值是多少?（2）当气温低于25℃时，电路工作0.5h消耗电能是多少千瓦时? 解：（1）由P=I2R得R1==20Ω，R总==220Ω，R2=R总-R1=220Ω-20Ω=200Ω.（2）当气温低于25℃时,S1、S2都闭合,此时只有R1接入电路，P==2420W=2.42kW,W=Pt=2.42kW×0.5h=1.21kW·h. 4.（年）“西电东送”是将我国西部发电厂发出的电输送到我国东部，由发电厂输出的电功率是一定的，它决定于发电机组的发电能力.根据P=UI中发电机的功率不变效应，若提高输电线路中的电压U，那么线路中的电流I一定会减小，反之亦然.输电线路的电能损耗主要是输电线的电流热效应，输电线损失的热功率P=I2R，所以采用输电线的电阻要尽量小.如果线路中电流降低到原来的,那么线路中损失的热功率就减少为原来的，因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失. 设发电厂的输出功率P0=1.1×108W，输电线路上的总电阻为10Ω.（1）若采用110kV的高压输送电能，输电线路的电流I1=________A，输电线路损失的热功率P1=________W，其与发电厂输出电功率P0之比P1∶P0=________.（2）若采用1100kV超高压输送电能，输电线路损失的热功率P2=_________W，其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2∶P1=_______.所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的_________损失.（3）若想使输电线路中的热功率损耗为零，还可以采用____________做为输电线材料.10001×1071∶111×1051∶100热功率超导材料