第37课时 电功与电功率(二)

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2
考点三
例 4
实验探究
为了测量标有“2.5V”小灯泡的额定功率,小峰同学设计了图甲所示的电路图,
电源电压为 6V,小灯泡电阻约为 10Ω 。
(1) 为了完成实验,在标有“10Ω
20 “________ Ω
1A” 、 “20Ω
1A”的两种滑动变阻器中应选用标有
1A”的。
(2) 图乙为小峰同学连接的电路,闭合开关后,小灯泡不发光,电压表无示数,但电流 表有示数。经仔细检查,发现多连接了一根导线,将其拆掉后,电路恢复正常,请在多连接 的导线上画“×” 。 图略
巩固训练 1
做伏安法测量小灯泡功率的实验,所测灯泡的额定电压是 2.2V。某同学连
接的电路如图所示,当他合上开关时发现:灯不亮,电流表指针也不动,但电压表的指针接 近满刻度。他尝试移动滑动变阻器的滑动片 P ,仍不能改变以上现象。下列说法合理的是 ( A )
A. 灯泡是坏的,或者灯泡与灯座接触不良 B. 电流表接线柱没有拧紧,接触不良 C. 电路的连接不正确 D. 两节电池的电压太小,电路中电流很微弱
2 2 组同学所测得的灯泡两端电压 U 灯泡甲=U-U2=4V-2.5V=1.5V, 电功率 P=U 灯泡甲 I=1.5V×0.2A=0.3W。
巩固训练 5
为了测定额定电压为 2.5V 的小灯泡的电功率, 现提供如下器材: 电压表(量
程有“0~3V”和“0~15V”),电流表(量程有“0~0.6A”和“0~3A”),滑动变阻器(规格 分别为“10Ω 1A” 、 “20Ω 2A” 、 “50Ω 1.5A”),开关,电源(电压恒为 4V)和若干条导
2
考向 诠释
①电流热效应的影响因素。 ②电热与电功、热能的关系。 ③焦耳定律计算公式的应用。
例2
在如图所示的电路中,电源电压不变,当开关 S1、S2 都闭合时,电压表 V1、V2 的示
数之比为 5∶3;当开关 S1 闭合,S2 断开时,电压表 V1、V2 的示数之比为 3∶2。在后一种情况 下,相同通电时间内,电阻 R1 与 R3 产生的热量之比为( D )
电压,电压表 V2 测的是 R2 和 R3 的总电压;因为两表示数之比为 3∶2,所以(R2+R3)∶R1=2∶ 1…②;①②联立可解得:R1∶R3=2∶1。根据 Q=I Rt 可知,当电流、通电时间相同时,产 生的热量 Q 与电阻 R 成正比,所以当 R1 与 R3 串联时,产生的热量 Q1∶Q3=R1∶R3=2∶1。故选 D。
解析:(2)由甲组同学选用的变阻器的规格为 (25Ω,2A)可知,乙组同学选用的灯泡是 2.5V,选用的变阻器的规格为(15Ω,1A),则由欧姆定律可知,乙组同学实验中,滑动变阻
R1 15 器两端电压为 U1= I= Ω×0.2A=1.5V,则电源电压 U=U1+U 灯泡乙=1.5V+2.5V=4V,甲
考向 诠释
①开关闭合与断开时电路的连接情况。 ②实验电路的分析与设计。
例1
小林想测量小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻,小灯泡的额定电压为 2.5V,
实验电路如图甲所示。实验中,当电压表示数为 2.5V 时,电流表示数如图乙所示。根据实验 过程及现象,下列四个选项中,判断正确的是( C )
A. 闭合开关前,滑片要移到最右端,保护电路 B. 图乙中的电流表示数为 0.45A C. 小灯泡正常发光时的电阻为 5Ω D. 小灯泡的额定功率为 5W
解:(1)当 S 旋到 b 挡位时,电热水龙头处于温水挡,则通电 10s 电流产生的热量:
U2 (220V)2 4 Qb=Wb= t= ×10s=1.1×10 J; R1 44Ω
(2)当 S 旋 c 挡位时,电热水龙头处于热水挡,
U2 由 P= 可得,此时发热电阻的总阻值: R U2 (220V)2 R= = =24.2Ω P热 2000W
可处于冷水挡 a、温水挡 b 或热水挡 c,简要工作电路如图乙所示。虚线方框内有“小厨宝” 的两个发热电阻(未画出),温水挡的发热电阻 R1=44Ω ,电源电压为 220V。
(1) 当 S 旋到 b 挡时,求通电 10s 电流产生的热量。 (2) 当 S 旋到 c 挡时,水龙头的电功率为 2000W,求此时发热电阻的总阻值。 (3) 请你在虚线方框内画出发热电阻的电路,并连接到相应的挡位和“c”点。
第37课时
电功与电功率(二)
考纲归纳 考点剖析
考点一
测量小灯泡的电功率
浙江:①说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理(理解)。 ②绘制实验电路图(理解)。 ③测定小灯泡的额定功率和实际功率(理解)。
考纲 归纳
④收集和整理实验数据得出实验结论(理解)。 杭州:①知道测小灯泡的电功率需用的器材。 ②会画实验电路图。 ③会根据实验电路图进行实物的连接。 ④能做分别测定小灯泡的额定功率和实际功率的实验。 ⑤会正确地记录实验数据和得出的实验结论。
(3)由电路图可知,当 S 旋到 b 挡位时,电路为 R1 的简单电路,当 S 旋 c 挡位时,R1 与
R2 并联,如下图所示:
巩固训练 3
下列关于如图所示实验的说法中错误的是( C )
A.该实验探究的是电流的热效应 B. 实验中采用了控制变量法 C. 观察实验现象可知:在其他条件相同时,电阻越大产生的热量越少 D. 实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少 点拨:测量电功率的实验中电路故障的判断、电压表的读数、串联电路的分压作用及额 定功率的计算都是历年中考的热点,同时还考查学生对图像的分析和处理能力。实验过程中 的隐含条件是灯丝的电阻是否随温度的变化而变化。
易错点
滑动变阻器、电表的选择和使用
例 5 在学习科技节上,甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器串联的调光
电路,同时还想研究灯泡亮度改变时电功率的变化情况。老师提供的器材有:两种规格的灯 泡(一个字迹模糊,一个标有 2.5V)、两种规格的滑动变阻器(“15Ω 1A” 、 “25Ω 2A”),
由题意可知, “当两组电路的灯泡都正常发光时,恰好滑动变阻器的阻值均为最大值的一半,电压表示数均为 2.5V, 电流表示数均为 0.2A” ,则
R1 15 U1= I= Ω×0.2A=1.5V,
2 2 25 U2= I= Ω×0.2A=2.5V, 2 2 由此可知,甲组同学选用的变阻器的规格为(25Ω,2A),且电压表并联在滑动变阻器两端。
A. 2∶3 C. 3∶2
B. 1∶3 D. 2∶1
解析:当开关 S1、S2 都闭合时,R3 被短路,R1 与 R2 串联,电压表 V1 测的是电源电压,电 压表 V2 测的是 R2 两端的电压;因为电压表 V1、V2 示数之比为 5∶3,根据串联分压原理可知:
R1∶R2=2∶3…①;当开关 S1 闭合,S2 断开时,三个电阻串联,此时电压表 V1 测的仍是电源
电流表和电压表、开关、导线若干、电源(电压相等且保持不变)。两组同学连接好电路后, 调节滑片过程中电表示数都发生变化,当两组电路的灯泡都正常发光时,恰好滑动变阻器的 阻值均为最大值的一半,电压表示数均为 2.5V,电流表示数均为 0.2A,并且甲组的灯泡比乙 组的暗。 (1) 请将图中甲组同学设计的电路图补充完整。
2Hale Waihona Puke 巩固训练 2用“220V
800W”的电热壶烧水,若不考虑能量损失,当把它接入 110V 的
电源上时,在 32min 内可将一壶水烧开,若将该壶接在 220V 电源上时,烧开同样一壶水所用 时间为( A ) A. 8min C. 64min B. 16min D. 128min
例 3
在厨房里安装如图甲所示俗称“小厨宝”的电热水龙头,使用方便。旋转手柄 S
解析:A.该实验探究的是电流产生热量多少的影响因素,探究的是电流的热效应;B.电 流产生热量的多少,与电阻大小、电流大小和通电时间有关,研究其中一个因素对产生热量 的影响关系时,需要保持另外两个物理量不变,采用的是控制变量法;C.由公式 Q=I Rt 可 知:在电流和通电时间一定时,发热丝产生的热量与电阻成正比,电阻越大,产生的热量越 多;D.实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少,采用的 是转换法。故选 C。
R2
15Ω 1A (2) 在实验中,甲组同学选用的变阻器的规格为 ________________( 填“15Ω
“25Ω
1A”或
2A” ), 两组同学所使用的电压是_________V , 甲组同学所测得的电功率为________W 4 0.3 。
易错分析
本题难度较大,只有认真分析题意、应用串联电路规律、电功率公式才可以
正确解题。在解题过程中,最易出错的就是电路图的补全,会简单地认为电压表测量小灯泡 两端电压,电流表测量干路电流。这样就会给后面的解题带来很大的困扰,最终导致思路混 乱,无法答题。
点拨:(1)首先根据“当两组电路的灯泡都正常发光时,恰好滑动变阻器的阻值均为最大 值的一半,电压表示数均为 2.5V,电流表示数均为 0.2A” ,求出选用的变阻器的规格,从而 确定电压表的位置。 (2)根据甲组的灯泡比乙组的暗,可知乙组同学选用的灯泡是 2.5V,根据串联电路的电 压特点,可求得乙组同学所使用的电压,再利用 P=UI 可求得甲组同学所测得的电功率。
或“B”)端移动, 图丙的 I-U 图像是小刚根据多组实验数据绘制的, 根据图像可得小灯泡的 额定功率为________W 。 5
温度 。 (3) 由实验中 I-U 图像发现小灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要因素是________
点拨:本实验电流表、灯泡和滑动变阻器应串联在电路中,根据灯泡正常发光的电流确 定电流表量程,根据滑滑片向左移动时,连入电路的电阻变大确定变阻器的接线柱;根据图 乙电压表量程和分度值读出其示数。 根据串联电路的特点分析, 确定变阻器滑片的移动方向; 由图像求出灯泡额定电压对应的电流,由 P=UI 求出灯泡额定功率。
2.5 (3) 移动滑片,将电压表示数调到________V ,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图 0.6 丙所示,则小灯泡的额定功率为________W 。
(4) 查阅有关资料后得知,电压表工作时,其内部有微弱电流通过,据此分析,所测量
大 的额定功率偏________( 填“大”或“小”)。
巩固训练 4
电流表和电压表、开关、导线若干、电源(电压相等且保持不变)。两组同学连接好电路后, 调节滑片过程中电表示数都发生变化,当两组电路的灯泡都正常发光时,恰好滑动变阻器的 阻值均为最大值的一半,电压表示数均为 2.5V,电流表示数均为 0.2A,并且甲组的灯泡比乙 组的暗。
滑动变阻器、电表的选择和使用
例 5 在学习科技节上,甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器串联的调光 电路,同时还想研究灯泡亮度改变时电功率的变化情况。老师提供的器材有:两种规格的灯 泡(一个字迹模糊,一个标有 2.5V)、两种规格的滑动变阻器(“15Ω 1A” 、 “25Ω 2A”),
(2018•德州)在测量小灯泡电功率的实验中, 电源电压为 4.5V, 小灯泡的额
定电压为 2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为 10Ω 。 (1) 请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑 片向 A 端移动时,连入电路的电阻变大,连线不得交叉。
如图
2.2 (2) 小刚同学闭合开关,移动滑片 P 到某一位置时,电压表示数为____________V( 如图 B 乙所示)。若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片 P 向______( 填“A
考点二
电流的热效应
浙江:①知道电流具有热效应(了解)。 ②概述探究影响电流热效应因素实验原理和涉及的科学方法 (理 解)。
考纲 归纳
③说出焦耳定律内容和数学表达式(了解)。 ④应用焦耳定律解决简单的问题(应用)。 杭州:①理解焦耳定律的内容。 ②会用焦耳定律公式 Q=I Rt 进行简单计算和解决简单问题。 ③知道电热器的原理和应用。
线。某同学连接完电路后闭合开关,在滑动变阻器的滑片移动过程中,测量的数据如下表所 示。若电源电压恒定不变,下列说法中正确的是( C ) 实验次数 电压表示数 U(V) 电流表示数 I(A) 1 3.5 0.16 2 3.1 0.19 3 2.5 0.22 4 2.3 0.24 5 1.9 0.26 6 1.5 0.28
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