内容正文:
2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义
第14讲 电学4类计算题攻略
专题知识概述
一、利用欧姆定律的计算问题
1.欧姆定律的内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2.欧姆定律的表达式:
。
欧姆定律的理解:①在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。②在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
3.使用欧姆定律时应注意:
(1)同体性:定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言的,不可乱套公式。
(2)同时性:定律中的电压、电阻和电流三个量必须是在同一时刻的数值,若由于某种原因,电路中的电压或电阻发生了变化,则电流也相应变化。
(3)对变形公式
的理解:导体的电阻可以由
计算,同一段电路,电阻R的大小与电压U和电流I无关,因为导体的电阻是导体本身的一种性质,由本身的材料、长度和横截面积决定,不能说电阻R与电压U成正比、与电流I成反比
4.欧姆定律应用
(1)动态电路分析的理论基础是串并联电路电流、电压遵循的规律,结合欧姆定律求解相应的物理量,注意滑动变阻器的使用。
(2)解决串并联电路中的实际问题。
二、电功率计算问题基本理论
1.电功率
(1)定义:电流在1秒内所做的功叫电功率。
(2)意义:表示消耗电能的快慢。
(3)单位:瓦特(瓦,W),常用单位为千瓦(kW),1kW=103W
(4)电功率的定义式:P=
P——电功率——W;
W——电功——J;
t——通电时间——s。
(5)计算式:P=UI,此外常用的计算公式还有P=I2R,P=U2/R
2.用电器的额定功率和实际功率
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。
(2)额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
(3)额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
(4)用电器实际工作时的三种情况:
①U实<U额 P实<P额——用电器不能正常工作。(如果是灯泡,则表现为灯光发暗,灯丝发红);
②U实>U额 P实>P额——用电器不能正常工作,有可能烧坏。(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝);
③U实=U额 P实=P额——用电器正常工作。
3.电功、电功率重要公式
(1)电功: W=UIt(定义式) W=I2Rt=
(只使用于纯电阻电路)
(2)电功率:P=W/t(定义式) P=UI(计算式) P=I2R=
(只使用于纯电阻电路)
4.求解电功及其电功率题的类型
(1)以电能表为素材,求解电功率的相关问题
(2)与滑动变阻器相关的电功率计算
(3)与串并联电路特点及欧姆定律应用相关的电功率计算
(4)考查与I-U图像相关的电功率计算
三、家用电器计算问题
该类题型以家用电器使用为素材,综合多种物理知识点,紧密联系生活实际,立意于新的物理情景,知识跨度大,综合性强,难度高,解题过程中,应结合题中条件,联系对应的物理模型,选择适当的物理知识分析求解。
四、焦耳定律应用的计算
1.电流通过导体产生的热量求解公式
(1)焦耳定律:Q=I2Rt
(2)纯电阻电路中,Q=W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt
2.在利用焦耳定律求解计算题注意
(1)涉及的四个物理量要一一对应,简单来说就是导体的电阻为R,通过这个导体的电流为I,通电时间为t,则电流通过导体产生的热量为Q=I2Rt
(2)公式中各个物理量的单位必须都得是国际单位,即电流I 的单位是安培(A)、电阻R的单位是欧姆(Ω)、时间t的单位是秒(s),则热量的单位是焦耳(J)
3.当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。此时因为输电线路上有电阻,根据P=I2R可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。所以电厂在输电时增大送电电压,减少电能在输电线路上的损失。
4. 应用和防止电热的实例
利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
解题方法思路总结
应用欧姆定律解决问题,从以下几个方面来思维,并关注应注意的几点:
(1)对于单个导体在电路中工作的问题,只要把精力放在找这个导体的两端电压U,流经电流I,导体电阻R。各量均用国际单位,根据欧姆定律列出方程:I=U/R,所求量在该方程中解出即可。
(2)对于两个导体串联时,分别找出每个导体对应的电流、电压和电阻。如:对于导体A,电阻R1,两端电压U1,流经电流I1,这三个量满足欧姆定律:I1=U 1/R1;对于导体B,电阻R2,两端电压U2,流经电流I2,这三个量满足欧姆定律:I2=U2/R2。然后再根据串联电路电流、电压、电阻的特点将上面两方程联系起来。比如:
①串联电路两导体流经电流相等,也就是I1=