第六章 电功率 全章高频考点专训 课件- 2023-2024学年教科版物理九年级上册

全章高频考点专训 教科版 九年级全一册 第六章 电功率 五一假期，小明去看望外婆，陪伴外婆5天后返回，发现家中电能表示数由317.4 kW·h变为如图所示示数，经检查，家中除电视机和数字机顶盒处于待机状态，其他用电器均已关闭， 则电视机和数字机顶盒待机状 态下总功率为________W， 1 10 2 在此期间，电能表指示灯闪烁______次，消耗的电能可供额定功率为15 W的台灯正常工作______h，请从节约电能的角度提出一条合理的建议：________________________ _________。 1 920 80 长时间不使用的用电器应 切断电源 3 【点拨】 4 5 如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，备选器材有：电源(恒为6 V)、小灯泡(额定电压2.5 V、阻值约8 Ω)、三个滑动变阻器A、B、C分别标有“10 Ω　1 A”“20 Ω　0.5 A” “50 Ω　0.2 A”字样，电流表、电 压表、开关、导线若干。 (1)本实验应选择的滑动变阻器是 ________(填代号)。 2 B 【点拨】 (2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整(要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮)。 解：如图所示。 (3)连接电路时，开关应该处于________状态。 断开 【点拨】 连接电路时，为了保护电路，开关应该处于断开状态。 (4)闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，若电路只有一处故障，则故障原因可能是________________。 小灯泡短路 【点拨】 闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，说明灯泡可能是短路，可能是断路，也可能是通过它的电流太小。而电压表无示数，电流表有示数，若电路只有一处故障，说明灯泡短路。 (5)排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5 V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W。 0.75 【点拨】 从图乙中可以看出，电流表选用的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，读数为0.3 A，小灯泡的额定功率为PL＝ULIL＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W。 (6)某同学想测阻值约50 Ω的电阻R的阻值，在其他连线均不变的情况下，仅将电阻R替换小灯泡，________(填“能”或“不能”)测出其阻值。请说出你的理由_________ _______________________________________________________________。 不能 当电压表 示数为3 V时，滑动变阻器接入的最小阻值超过滑动变 阻器的最大阻值 【点拨】 如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 3 (1)实验中通过观察_________________________________ _______________________________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是________(填序号)。 ①探究物体的动能跟哪些因素有关 ②探究杠杆的平衡条件 液面的高度差(或液面的高度或两侧 液面的高度差或两侧液面的高度) ① 【点拨】 电流通过导体产生的热量越多，透明容器中空气膨胀程度越大，U形管中液面的高度差越大，所以我们可以通过U形管中液面的高度差来反映电阻产生热量的多少，这种方法称为转换法。在研究物体的动能跟哪些因素有关的实验中，我们是通过水平面物块被推出的距离来反映动能大小的，也用到了转换法，故选①。 (2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下，________越大，产生的热量越多。 电阻 【点拨】 通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧导体产生热量多，右侧电阻大，表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。 (3)图中U形管________(填“是”或“不是”)连通器，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的________不同。 不是 电流 【点拨】 图中U形管下端连通，但上端不开口，不是连通器。乙图中透明容器中电阻相等，是研究电流通过导体产生的热量和电流的关系，所以应该改变电流，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的电流不同。 (4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左、右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因：______________。 电阻R3断路 【点拨】 左、右两侧U形管液面上升高度相同，说明R1与R2产生了热量，且产生的热量相同，透明容器中R1与R2的电阻相同，说明电流相同，所以故障可能是电阻R3断路。 如图所示的电路，电源电压为12 V，灯泡L1标有“6 V　3 W”字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P位于某一位置时，L1正常发光；将L1换成“4 V　2 W”的灯泡L2，滑片P位于另一位置时，L2也正常发光。先后两种情况下(　 　) A．L1、L2电阻之比为3∶2 B．电流表示数之比为1∶1 C．电压表示数之比为4∶3 D．变阻器功率之比为3∶4 4 【点拨】 【答案】ABD 如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中滑动变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是(　　) A．电源电压为3 V B．电压表的最大示数为2 V C．整个电路功率变化了0.1 W D．电流表的示数变化了0.4 A 5 【点拨】 【答案】D 将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在 6 V的电源上，图乙是L和R的U­-I图像， 结合图中信息可知(　　) A．灯泡L的电阻随着电流的增大而减小 B．灯泡L的实际阻值为10 Ω C．灯泡L的实际功率为0.8 W D．定值电阻R实际功率为6.4 W 6 33 【点拨】 34 灯泡L的实际功率为P＝UI＝2 V×0.4 A＝0.8 W，故C正确；定值电阻R实际功率为P′＝U′I＝4 V×0.4 A＝1.6 W，故D错误。故选C。 【答案】C 35 如图所示电路，电源电压不变，灯泡L规格为“6 V　1.2 W”，滑动变阻器R2规格为“30 Ω　1 A”，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～ 3 V”。闭合开关S1、S2，滑片P滑至a端，电流表示数为0.5 A，灯泡正常发光，则定值电阻R1的阻值为________Ω，闭合开关S1，保证电路 安全，分析各种可能情况，整个电 路的最小功率为________W。(不考 虑温度对灯丝电阻的影响) 7 20 0.9 【点拨】 某电热水壶加热电阻丝的阻值为22 Ω，通电后流过电阻丝的电流为10 A，电热水壶加热时的功率为______W；若加热时有84%的热量被水吸收，则壶内1 kg水的温度由34 ℃加热到100 ℃所需要的时间为________s。 8 2 200 150 如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。 9 (1)要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装________，B处应安装________。(两空均填“电动机”或“电阻丝”) 电阻丝 电动机 【点拨】 电阻用来发热，电动机用来产生风，若A处装电动机，B处装电阻丝，则B处产生的热无法被风带出，会烧坏电吹风，因此A处应装电阻丝，B处装电动机，风将产生的热带出，形成热风。 (2)如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关____。要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关________。 S S和S1 【点拨】 电吹风处于“冷风”状态，则电阻丝不工作，电动机工作，应闭合开关S。而处于“暖风”状态，R1工作、R2不工作，因此应闭合开关S、S1 。 (3)已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20 ℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30 ℃，假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，R1∶R2＝________。 1∶2 【点拨】 (4)电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会________(填“变大”“变小”或“不变”)。 变小 【点拨】 某无人机具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。 (1)该机一个旋翼的电动机额定功率为30 W，额定电压为15 V，电动机正常工作时，通过的电流为多少安？ 10 (2)该机一个旋翼的电动机额定电压为15 V，额定电流为 2 A，电动机线圈的电阻为2 Ω，求该电动机正常工作 10 s，电动机线圈产生的热量及电动机的输出功率。 解：电动机线圈产生的热量Q＝I2Rt＝(2 A)2×2 Ω× 10 s＝80 J，电动机消耗的电功率PM＝UI＝15 V×2 A＝30 W，电动机线圈的热功率P热＝I2R＝(2 A)2×2 Ω＝ 8 W，则电动机的输出功率P机械＝PM－P热＝30 W－ 8 W＝22 W。 (3)该机所需的能量是由一块输出电压为15 V、容量为 5 000 mA·h的电池提供，若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100 W，则该机最多能飞行多长时间？ 题图中，电能表的示数为318.6 kW·h，原来电能表示数为317.4 kW·h，这个过程中消耗的电能W＝318.6 kW·h－317.4 kW·h＝1.2 kW·h。5天即为120小时，电视机和数字机顶盒待机状态下总功率为P＝＝＝0.01 kW＝10 W。 电能表的表盘上标有1 600 imp/(kW·h)，表示每消耗 1 kW·h的电能，电能表闪烁1 600次，在此期间，电能表指示灯闪烁n＝×1 600＝1 920次。消耗的电能可供额定功率为15 W的台灯正常工作t′＝＝＝80 h。因用电器待机也要消耗电能，故给出的一条合理的建议：长时间不使用的电器应切断电源。 “测量小灯泡额定功率”实验中，为了调整灯泡的电压和电流，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡的额定电流为I＝≈ ＝0.312 5 A，电路的总电阻约为R总＝≈＝ 19.2 Ω，滑动变阻器应接入的最小电阻R滑＝R总－RL≈ 19.2 Ω－8 Ω＝11.2 Ω，所以滑动变阻器应该选择规格为“20 Ω　0.5 A”的，故B符合题意，AC不符合题意。故选B。 该同学想测阻值约50 Ω的电阻R的阻值，在其他连线均不变的情况下，仅将电阻R替换小灯泡，此时待测电阻与滑动变阻器串联，电压表测量待测电阻电压，电流表测量待测电阻电流，当电压表为3 V时，电路中电流最大，为Imax＝＝＝0.06 A， 此时滑动变阻器两端的电压为UP＝U－UR＝6 V－3 V＝ 3 V，滑动变阻器接入电路的最小阻值为RP＝＝＝50 Ω，超过滑动变阻器的最大阻值，所以不能测出被测电阻的阻值。 由图可知， 灯泡与滑动变阻器串联， 电压表测滑动变阻器两端的电压， 电流表测电路中的电流。由P＝UI＝可得灯泡L1和L2的电阻分别为RL1＝＝＝12 Ω，RL2＝＝＝8 Ω，则L1、L2电阻之比为＝＝，故A正确； 灯泡L1和L2正常发光，通过它们的电流分别为I1＝＝＝0.5 A，I2＝＝＝0.5 A，即电流表示数之比为1∶1，故B正确；电压表示数之比＝＝＝＝，故C错误；变阻器功率之比＝＝，故D正确。故选ABD。 由电路图可知，R1与R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当R1＝10 Ω时，P1＝0.9 W，当R1′＝20 Ω时，P1′＝0.8 W，则电路中的电流分别为I1＝＝＝0.3 A，I2＝＝＝0.2 A，则电源的电压U＝I1(R＋R1)＝I2(R＋R1′)，即0.3 A×(R＋10 Ω)＝0.2A×(R＋20 Ω)，解得R＝10 Ω，电源的电压U＝I1(R＋R1)＝0.3 A×(10 Ω＋10 Ω)＝6 V，故A错误； 当R1′＝20 Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，则电压表的最大示数U1′＝I2R1′＝0.2 A×20 Ω＝ 4 V，故B错误；当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，整个电路的总功率最大，则P大＝＝ ＝3.6 W；当R1′＝20 Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，整个电路的总功率最小，则 P小＝UI2＝6 V×0.2 A＝1.2 W，整个电路功率的变化量ΔP＝ P大－P小＝3.6 W－1.2 W＝2.4 W，故C错误； 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，电路中电流表的示数最大，则I大＝＝＝0.6 A，当R1′＝20 Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，即电流表的示数最小，电流表示数的变化ΔI＝I大－I2＝0.6 A－0.2 A＝0.4 A，故D正确。 由图像乙可知，灯泡L的电阻随着电流的增大而增大，故A错误；从图甲中可以看出，电阻与灯泡串联，从图乙中可以看出，当电阻电压为4 V时，灯泡电压为2 V，灯泡与电阻的电压之和正好等于6 V，此时电路的电流为0.4 A，灯泡L的实际阻值为R＝＝＝5 Ω，故B错误； 闭合开关S1、S2，滑片P滑至a端，灯泡L与电阻R1并联，此时灯泡正常发光，则电源电压为6 V，由P＝UI得，I＝＝＝0.2 A，流过R1的电流为I1＝I总－I＝0.5 A－0.2 A＝0.3 A，定值电阻R1的阻值为R1＝＝＝20 Ω； 当开关S1闭合，S2断开时，R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器R2电压，示数为3 V时，整个电路的功率达到最小，由串联电路分压原理知，此时滑动变阻器R2接入电路的电阻为20 Ω，电路总电阻为40 Ω，由公式 P＝得整个电路的最小功率为P最小＝＝＝0.9 W。 电吹风处于“暖风”状态时，R1和电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了20 ℃，此时发热功率为P1＝I12R1＝；处于“热风”状态时，R1、R2、电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了30 ℃，此时发热功率为 P2＝I12R1＋I22R2＝＋， 假设这两种状态下的热效率相同且都为η，则两种情况下空气吸热分别为Q暖＝P1tη＝cmΔt1，Q热＝P2tη＝cmΔt2，两式相比得＝＝＝＝＝，化简整理得＝＝，可求得＝。 电阻丝升华，会变细，电阻值变大，根据功率公式P＝I2R＝ 可知，电阻增大时，发热功率会变小。 解：由P＝UI可得，电动机正常工作时通过的电流I＝＝＝2 A。 解：电池的输出电压为15 V，容量为5 000 mA·h，则电池储存的能量W＝UIt＝15V×5 000×10－3A×3 600 s＝2.7×105 J，由η＝×100%可得，电能转为的机械能W机＝Wη＝2.7×105 J×80%＝2.16×105 J，由P＝可得，该机最多能飞行的时间t＝＝＝2 160 s＝36 min。 $$