江苏省重点中学2016年中考物理总复习_15-电功和电热

第十五章电功和电热
[双基回顾]
1．电流做功的过程中，伴随着_________能向___________能量的转化，电流做了多少功，用电器就消耗了多少_________能．
2．电功的计算公式是___________．电功的国际单位是________；生活中还常用kW•h 作为电功的单位，1 kW• h = ________J = _________度．
3．电能表是用来测量_________的仪表，某电能表上标有“220 V 3200 imp/(kW•h)”字样，其中“220 V”表示的含义是________________________，“3200 imp/(kW•h)”表示的含义____________________________________________．小明家的电能表2月月底的示
数是
，3
，小明家3月份消耗的
电能是_____________度．
4．通电导体产生热量的计算公式是___________．电流通过电热器做功时，电热_____电功；电流通过电动机做功时，电热_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）电功．5．电功率是表示__________________的物理量．根据电功和所用的时间，电功率的计算公式是___________，根据电功公式W = UIt，可得电功率P = ________．对于电热器，还可以利用____________、_____________等公式来计算电功率．
6．电功率的国际单位是_________，常用的单位还___________．一电水壶正常工作时电功率为800_______，表示的含义是___________________________________________．7．某白炽灯上标有“PZ220一100”字样，该灯不工作时，其额定电压是________，额定功率是___________；实际电压是_____________，实际功率是______________．8．“伏安法”测量小灯泡电功率的原理公式是____________，
在右侧虚线方框内画出实验电路图．
9．家庭电路主要由__________、__________、_________、
__________、___________、__________、___________等组成．家
庭电路中各用电器之间是______联．进入家庭电路的电线一般都是
两根线，一根是________线，另一根是________线，它们之间的电压是_________V．l0．为保护电路中设备的安全，一是要防止__________过大，二是防止电路连接处接触______________．家庭电路中电流过大的原因是______________或_________________．11．家庭电路中熔丝的作用是___________________________，它是由熔点较________的铅锑合金制成，应________联在电路中．
12．测电笔是辨别_________的工具，使用时，__________接触电线或与电线连通的导体，手一定要接触笔尾的____________．若氖管发光，则表明接触的是_________线．13．家庭电路中的触电事故都是由于人体直接或间接跟________线连通造成的．一般情况下，人体的安全电压不高于________．家用电器的金属外壳要__________．
[学法指导]
1．认清用电器铭牌的物理意义
大多数用电器都有铭牌，从铭牌中可以尽可能多地获取解题过程所需要的相关信息．一个用电器的额定电压和额定功率一般都只有一个，而在实际电路中它消耗的电功率不是固定不变的，是随着加在它两端的实际电压的改变而改变．根据额定电压和额定功率还可以求出用电器正常工作时通过它的额定电流和它的电阻．另外要理解灯泡的亮度由灯泡的实际功率
决定．
2．会比较两个用电器的实际功率大小
两个用纯电阻制成的用电器串联连接时（电流相等），则根据 P = I 2R 比较它们的实际功率大小，此时，电阻大的，消耗的功率也大；若它们是并联连接的（电压相等），则根据P = U 2/R 比较它们的实际功率大小，此时，电阻大的，消耗的功率小．
3．正确分析电路变化情况，提高综合解题能力
解题时首先应正确分析电路，了解各用电器在电路中的连接情况，再抓住两个“不变量”，即电源电压和用电器的电阻（一般不考虑温度对电阻的影响，根据用电器的铭牌由公式P = U 2/R 求出电阻R ），然后根据具体情况选用适当公式进行计算．注意公式中对应的物理量应具备“同体性”（同一段电路）、“同时性”（同一时刻）和单位的“统一性”．
[例题分析]
例1 定值电阻R 1、R 2串联接在一电压不变的电源两端时，它们两端的电压之比为2:3，则在相等的时间内，电流通过它们所做的功W 1、W 2之比为_______，它们消耗的功率P 1、P 2之比为__________；若将R 1、R 2并联接在该电源两端，它们消耗的电功率分别为P 1′、P 2′，电路消耗的总功率为P 并，则P 1′、P 2′、P 并的大小关系是_____________．
分析：根据公式W = UIt ，串联电路中电流处处相等，所以在相等的时间内，W 1、W 2之比等于电压之比．在串联电路中，导体两端的电压之比等于导体的电阻之比，所以电阻R 1、R 2的阻值之比是2:3，根据公式P = I 2R ，即可得出P 1、P 2之比．当两电阻并联时，总电阻R 总与R 1、R 2之间的大小关系是R 总 < R 1 < R 2，根据公式P = U 2/R ，即可得出P 1′、P 2′、P 并的大小关系．
解答：
例2 下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R 1和R 2均为电热丝．求：
（1）电烤箱在高温挡正常工作10 min 所消耗的电能．
（2）电路中R 1的阻值．
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R 2的功率．
分析：电烤箱在高温挡消耗的电功率是1 100 W ，根据公式W = Pt 即可计算出工作10 min 所消耗的电能．要计算电阻R 1的阻值，首先要结合电路图分析判断出电烤箱在什么状态下是高温挡，在什么状态下是低温挡．由P = U 2/R 可知电路中总电阻最小时，电路中的总功率最大，所以S 1、S 2闭合时，R 2被短路，此时电路中总电阻最小，电路工作时是高温挡．当电路在高温挡时，根据公式P = U 2/R 变形后由R = U 2/P 求出R 1的阻值．当电烤箱在低温挡工作时，根据公式P = UI 计算出电流，再结合欧姆定律与串联电路电阻特点算出电阻R 2的阻值，利用公式P = I 2R 即可求出R 2的功率．
解答：
1
例3 小明按照图甲所示的电路图，测量一只额定电压为2.5 V 的灯泡的额定功率．
（1）图乙是小明根据电路图连接的实物图．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡_______________________；经检查，是由于一根导线连接错误．请你在实物图中在连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线．
（2）正确连线后，当电压表示数为1V 时，电流表示数为0.2 A ．实验过程中，小明由于操作不当，造成灯泡熄灭，他发现此时电压表的示数为6V ，电流表示数为零．分析实验数据可知，所用电源电压约为________V ．
（3）由于小明粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻R = U 1/I 1 = 1V/0.2A = 5Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5 V 时的功率P =U 22/R 2 = (2.5V)2/5Ω = 1.25W ．则灯泡的额定功率 _______（选填“大于”、“等于”或“小于”）1.25 W ．
分析：（1）小明根据电路图连接实物图（图乙）时，将灯泡与滑动变阻器并联，同时将电压表串联在电路中，这样，灯泡不会发光．注意题中只允许动一根线，所以对实物图要仔细分析，找出关键的那根线，如果改动一根线以上，虽然改对了，但不符合题意，所以，审题是非常重要的．
（2）当灯泡两端电压为6V ，电流表示数为零时，由于6V 的电压远远超过了灯泡的额定电压，所以此时可以判断小灯泡的灯丝被烧断，此时电压表串联在电路中，而电压表的示数等于电源的电压，所以所用电源电压约为6V ．
（3）灯丝的电阻会随温度的变化而变化，当电压表示数为1V 时，电流表示数为0.2A ，此时灯丝的电阻为5Ω，当灯泡两端电压为2.5 V 时，灯泡的电阻比电压表示数为1V 时要大，所以，灯泡的额定功率应该小于1. 25 W ．
解答：
例4 夏天的傍晚，某小区的空气开关经常“跳闸”（空气开关自动断开），原因可能是
A ．小区内用户用电器使用时间过长
B ．有的灯泡灯丝断了
C ．有的用电器与线路接触不良
D ．小区内用户同时使用了大功率的家用电器 分析：在家庭电路中，电流过大空气开关就会“跳闸”．造成电路中电流过大的原因有两种：一是电路中发生短路；二是接入用电器的总功率过大．如果家庭电路没有多大变动，造成“跳闸”的原因，大多是同时使用了大功率的家用电器，干路中电流超过了电路设计时规定的电流最大值．用电器使用时间过长，灯泡灯丝断了，个别用电器与线路接触不良，都不会造成家庭电路中电流过大．
本题也可以根据欧姆定律来理解，在总电压不变的情况下，必然是电路中总电阻过小造成干路中电流过大．家庭电路中用电器全是并联连接，而空气开关串联接在干路中，空气开V
－3 15 A －0.6 3 - + 乙 V A S L
R P 甲
关断开，说明干路中电流超过额定值．
解答：
[复习练习一]
1．如图所示四个用电器中，额定功率约为100 W 的用电器是 （ ）
2． 用电压为6V 的电源给IED 灯供电，正常工作电流为300mA ．那么此LED 台灯正常工
作时的功率为 （ ）
A ．1.8W
B ．18W
C ．180W
D ．1 800W
3． 一只灯泡接在4V 的电路中，通过它的电流为0.4 A ，通电10s ，则下列说法中不正确的
是 （ ）
A ．灯泡此时的电阻为10Ω
B ．灯泡此时的电功率为1.6 W
C ．电流对灯泡做的功为16J
D ．灯丝放出的热量为40 J
4． 如图所示的家庭照明电路，已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障．电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220 V40 W ”
的灯泡L 0．当只闭合开关S 、S 1时，灯泡L 0正常发光；当只闭合开关S 、S 2时，L 0呈暗红色（比正常发光状态暗得多），由此
可以确定 （ ）
A ．L 1灯头接线处断路
B ．L 1灯头接线处短路
C ．L 2灯头接线处断路
D ．L 2灯头接线处短路
5． 如第5题图（甲）所示为家庭中的装饰吊灯，共有六盏灯，由两个
开关控制，每个开关控制三盏灯，每盏灯的额定电压都是220 V ．则
第5题图（乙）所示电路中，与之对应的是 （ ）
6． 一台“220 V 100 W'”的电风扇、一台“220 V 100 W ”的电视机、一条“220 V 100 W
”
A ．挂壁式空调 C ．电扇
B ．电水壶
D ．收音机
L 1
L 2 S 1 S 2 S 火线 零线 L 0 第5题图甲 第5题图（乙）
电源 电源 A B C D
的电热毯分别接在220 V 的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是 （ ）
A ．电热毯
B ．电视机
C ．电风扇
D ．一样多
7． 小灯泡上标有“4.8V ”字样，灯泡正常发光时的电阻估计在10 Ω左右，那么在测它额
定功率的实验中，电流表、电压表的量程应该分别选用 （ ）
A ．0 ~ 3 A ，0 ~ 15 V
B ．0 ~ 3 A ，0 ~ 3 V
C ．0 ~ 0.6 A ，0 ~ 15 V
D ．0 ~ 0.6 A ，0 ~ 3 V 8． 如图所示为一环境温度监控电路，电源电压保持不变，R 1为定值电阻，R 2为用半导体材料制成的热敏电阻（电阻随温度的升高而变小）．.当环境温度升高时，电流表的示数I 和电路的总功率P 的
变化情况分别是
（ ）
A ．I 变大，P 变大
B ．I 变小，P 变小
C ．I 变小，P 变大
D ．I 变大，P 变小
9． 如图所示，三个电路电源电压均相同且不变，灯泡规格相同，忽略温度对电阻的影响．闭
合开关，a 、b 、d 三盏灯实际功率的大小关系式正确的是 （ ）
A ．P a = P d = P b
B ．P a > P d > P b
C ．P a = P d > P b
D ．P a < P d = P b
10．电子式电能表表盘上标有“3 000 imp/(kW•h)”字样，将某用电器单独接在该表上工作
20 min ，电能表指示灯闪烁了300次．该用电器在上述时间内消耗的电能为_______kW•h ，它的电功率是___________W ．
11．家庭电路中：
（1）各用电器之间的连接方式是 _____________．
（2）控制照明灯泡的开关应该与__________（选填“火线”或“零线”）相连，照明灯
泡与控制它的开关之间的连接方式是 __________．
（3）一只标有“PZ220 – 60”字样的白炽灯泡，其额定电压是_________V ，额定功率
是__________W ．若灯泡两端电压减小，灯泡的亮度将__________（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）．
12．家庭电路中，人们用测
电笔辨别火线和零线的
两种使用方法如图所
示，正确的是
_______．一般家用电器
的三脚插头上都标有一些符号和数字，标有“E ”字的插脚比其他两插脚稍长一些，如图所示，从安全用电角度出发，当插头插入插座的瞬间，_______________________．
13．甲、乙两灯分别标有“12V 15W ”和“24V 15W ”字样，当两灯均在额定电压下工作时，
它们的电功率之比是___________，它们的电阻值之比是__________，比较它们的亮度情况是_____________（选填“乙比甲”、“甲比乙”或“一样”）亮．
14．暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火
警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场．调查发现，起火原因经常相同：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮．请你根据学过的物理知识回答： A R 1 R 2 S S a S b c S
d e
（1）超负荷是指电路中的________（选填“电流”或“电阻”）过大．
（2）这类火灾发生原因的物理道理是______________________________________．
（3）请你提出一条预防这种火灾发生应采取什么措施：_________________________．
15．如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图．实验中小华发现L 1不发光，L 2发光，
经检查电路元件完好，且连接无误．这是因为_______________________．
16．如图甲所示，是小明常用的一个插线板．他在使用中发现：插线板上的指示灯在开关闭
合时会发光，插孔正常通电；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电．根据上述现象，在图乙中画出插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式，并与电源线接通．
17．电流做功的多少跟电压、电流和通电时间三个因素都有关．李明同学要通过实验探究电
功跟电压的关系，他选用的器材如图所示．其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝R 1的阻值大于电阻丝R 2的阻值．
（1）请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整．
（2）他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是 _____________________．
（3）在这个实验中，李明是通过观察比较____________________________来比较电流
做功多少的．电流通过电阻丝________（选填“R 1”或“R 2”）做的功多．
（4）由这个实验可以得到的结论是：________________________________________．
S L 1 L 2
第15题图 指示灯 开关 甲 乙 第16题图 V －3 15 R 1 R 2 阻值不同 的电阻丝
等质量 的煤油 温度计 温度计 甲乙 ＋－V －3 15
18．在“测定小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V ，小灯泡额定电压为2.5 V ，电阻
约为10 Ω．
（1）连接电路时开关应___________，电流表的量程应选 0 ~ _______A ．
（2）请你用笔画线代替导线，将图（a ）中的实物电路连接完整．
（3）闭合开关前，图（a ）中滑动变阻器的滑片P 应位于_____________（选填“A ”
或“B ”）端．
（4）在连接好电路后，由于电路中某一处有故障，当闭合开关时电压表有示数，进一
步观察并检查电路，发现电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好，结合前面的观察，可判断出电路的故障：
如果观察到___________，则故障是 ___________________________________；
如果观察到___________，则故障是 ___________________________________．
（5）排除故障后再闭合开关，移动滑片P 到某位置时，电压表示数如图（b ）所示，
读数为 ________V ．此时，若要测量小灯泡的额定功率，应将图（a ）中滑片P 再向_________（选填“A ”或“B ”）端移动，使电压表的示数为2.5 V ．
（6）改变滑片P 的位置，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图（c ）
所示的I – U 图像，根据图像信息，可计算小灯泡两端电压为1.5 V 时的电阻是_________Ω，小灯泡的额定功率是___________W ．
19．小明和小红利用如图所示的装置探究“电流通过
导体产生的热量与电阻大小的关系”．质量相等的
两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金
属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是
镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温
度．
（1）实验中，小明和小红发现_____________烧
瓶中温度计的示数升高快．这表明：在电流
和通电时间相同的情况下，导体的电阻越
___________，产生的热量越多．
（2）小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其
中一烧瓶中的煤油换成_______相等的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的 _______相等．通过实验观察，发现装有________（选填“水”或“煤油”）的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大．
20． PTC 是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高，PTC 有一个人为设定的温度．当
它的温度低于设定温度时，其电阻会随它的温度升高而减小；当它的温度高于设定温度时，其电阻随它的温度升高而变大．如图甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料．
它（a ） （b ） （c ）
的工作电路如图乙所示，R 0是定值电阻，其阻值不受温度的影响．R T 是PTC 的电阻，它的电阻与温度的关系如图丙所示．该电热壶在R T 设定温度状态工作时，电路消耗的总功率1100W ．求：
（1）R 0的阻值为多少？
（2）当R T 的温度为130°C 时，电路中R T 的实际功率为多少？
21．如图所示电路，电源电压保持不变，R 0 = 4Ω．在A 、B 间先后串联不同个数的相同电阻
R ，并分别测量出电路中电流I 和A 、B 段的电功率P ，测得的数据如下表所示．求：
（1）电源电压．
（2）电阻R 的阻值．
[复习练习二]
22．如图所示，导体A 、B 是由同种材料做成的，A 和B 等长，但A 比B 的横截面积大．当
S 闭合后，在相同时间内，下列叙述正确的是 （ ）
A ．电流通过A 、
B 所做的功是W A > W B
B ．电流通过A 、B 所做的功是W A < W B
C ．电流通过A 、B 所做的功是W A = W B
甲 R 0 R T 220V 乙 20 34
40 80 100 120 160 200
0 40 60 80 100 130 t /°C R T /Ω
丙
A A B R 0 电阻个数 1 2 ...... I /A 2 ...... 1 P AB /W (6)
D ．无法比较电流通过A 、B 时做功的大小
23．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R 1为定值电阻，开关闭合后，滑动变阻器的
滑片P 向左移动时，下列说法正确的是 （ ） A ．电流表示数变大，电压表与电流表示数的乘积变大 B ．电流表示数变小，电压表与电流表示数的乘积变大
C ．电流表示数变小，电压表与电流表示数的之比变大
D ．电流表示数变大，电压表与电流表示数的之比变大
24．如图所示的电路中，移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数从6V 变为5V ，电流表的
示数变化了0.2A ，则该定值电阻所消耗功率的变化量为 （ ） A ．0.2 W B ．1.0 W C ．1.2W D ．2.2W
25．如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图．其S 为激光源，R 1为光敏电
阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R 2为定值电阻，a 、b 间接“示波器”（示波器的接入对电路无影响）．水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S 与R 1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住．若传送带上的产品为均匀正方体，产品的边长为4cm ，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示．已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V ，保护R 2的阻值为400Ω．则 （ ）
A ．水平传送带匀速前进的速度为0.1m/s
B ．有光照射时光敏电阻R 1的功率为0.02W
C ．有光照射和无光照射时保护电阻R 2两端的功率之比为2：1
D ．每小时通过S 与R 1之间的产品个数为3000个
26．小星在用电炉烧水时发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热。

这个现象
可以说明__________一定时，____________越大，其发热功率就越_________．小亮用电炉烧水时观察到：将两个电阻不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉发热快些，相同时间内产生的热量多些．这个现象可以说明_________一定时，_________越小，其发热功率就越_________．
27．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V ．闭合开关S 后，当滑片P
从最右端滑到最左端的过程中，
小灯泡的I – U 关系图像如图所
示．则小灯泡的额定功率为
________W ，电源电压为
__________V ，滑动变阻器的最
V A S R 2 R 1 P V R A S R ′
R 1 b a R 2 S v 甲 0.4 0.2 0.6 0.8 1.0 1.2
2 4 U /V 乙
大阻值为_________Ω．
28．小明在测量额定电压为2.5 V的小灯泡电功率的实验中，电路已部分连接，如图甲所示．
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电压表接在灯泡两端．
（2）正确接入电压表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是____________________________________________．（3）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表
的示数为_________V．并记下此时的电流表读数、计算其额定功率．（4）完成测量后，换上另一额定电压也是2.5 V、额定功率比原来大一些的灯泡，为了测量其额定功率，滑片P应______（选填“向A移动”、“向B移动”或“不动”）．（5）实验结束后，小明整理实验器材时，发现滑动变阻器的BP部分比PC部分热，这是因为________________________________________________________．（6）不改变上面连好的电路，还可以完成的实验有：_________________________（写出一个即可）．
29．电动自行车已成为大众化的一种
交通工具，小明对家里的电动自
行车进行了测试．他骑车在平直
的路面上由静止开始运动，获得
如图所示的速度v和牵引力F随
时间t变化的关系图像．已知匀
速行驶时，电动机输入电压48 V，输入电流5A．由图可知7s ~ 12s电动自行车受到的摩擦力为__________N；电动自行车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为___________%．
30．小明利用标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W'”的灯泡L2进行实验．（1）当L1正常发光时，L1灯丝电阻
为_________Ω．
（2）如图甲所示，OA和OB分别为
通过灯泡L1和L2中的电流随两
端电压变化的关系曲线．现将
两灯连入图乙所示电路，要使
其中一只灯泡保持正常发光，
电路中电流表的示数应为
_______A，电压表的示数是
_______V，电路消耗的总功率为______W．
31．如图甲所示是额定电压为220 V 的电吹风，图乙是简化了的电路．其中电热丝通电后可
以发热，电动机通电后可以送风，正常工作时：
（1）要送热风，选择开关应放在________（选填“A B ”、“BC ”或“CD ”）间．
（2）已知电动机的额定功率是120 W ，当送冷风时，通电5 min ，电流所做的功是多少?
（3）如果电热丝电阻是55Ω ，当送热风时，电路消耗的总功率是多少?
32．额定电压为2.5V 的小灯泡连入如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器
R 0的最大电阻为10Ω．闭合开关S ，滑片从b 端向a 端滑动，直到小灯泡正常工发光，得取如图乙所示的I – U 图像．求：
（1）小灯泡的额定功率．
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器的接入电阻．
（3）当滑片位于b 端时，滑动变阻器消耗的功率．
（4）当滑片位于b 端时，电路再接入一个相同的小灯泡，使两个小灯泡串联，求此时
电路消耗的总功率．
V A S R 0 L a b P
甲 0.1 0.2 0.3 0.4 1.0 3.0 U /V
I /A 乙。