内容正文:
专题05 电功和电热
知识汇编
考点一:电能、电功
1.电功:电流通过某段导体所做的功叫电功,消耗电能的过程即电流做功的过程,实质是将电能转化为其他形式能的过程,可用公式 W=UIt计算电功大小,推导式有 W=Pt=I2Rt=。
2.电能(电功):国际主单位是焦,符号是 J,日常生活中常用单位是度,物理学中叫kW·h,1 kW·h=3.6×106 J。
3.电能表的认识
作用
测量电路消耗电能(电流做功)
单位
度(kW·h)
读数
计数器末尾数字的单位是十分位
参数
意义
220 V
工作电压
10 A(20A)
标定电流为10A,额定最大电流为20A
600r/(kW·h)
电路中每用1度电,表盘转600转
拓展:
1 计算电功公式 W=Pt=UIt是普遍适用的公式;由定义式 W=UIt和欧姆定律I=,可以推导两个式子: W=t和 W=I2Rt适用于纯电阻电路(用电器只是电阻,如电饭锅、电熨斗、电烙铁、电褥子等)。
2 无论串联还是并联,电路的总功 W总=W1+W2+…+Wn。
考点二:电功率及其测量
1.电功率:
(1)物理意义:反映电流做功快慢的物理量,
(2)定义:电功率等于电流做的功与时间的比值。
2.电功率公式:,若是纯电阻电路,由欧姆定律可得变形公式P=I2R或。
3.单位:国际主单位是瓦(W),另一个单位是千瓦(kW),二者换算关系是1 kW=103 W。
4.额定电压和额定功率:额定电压是指用电器在正常工作时的电压,额定功率是指用电器在额定电压下的电功率,与实际电压、实际功率的关系如下:
若U实=U额时,则P实=P额,用电器正常工作;
若U实<U额时,则P实<P额,用电器不能正常工作;
若U实>U额时,则P实>P额,损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。5.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是P=UI。
(2)电路图:
(3)滑动变阻器的作用:
①保护电路;
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流,从而实现多次测量,便于比较灯泡的亮度与功率的关系。
(4)注意事项:
1 在测量小灯泡电功率的实验中,不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的:为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
2 在测量小灯泡电阻的实验中,多次测量的目的:为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
3 在测量定值电阻的实验中,多次测量的目的是为了求平均值,以减小测量误差。
4 在测量小灯泡电功率的实验中,选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大,调节效果明显。
6.用电能表、秒表测用电器功率:
(1)原理:。
(2)方法:用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W=kW·h=×3.6×106 J(n、n0表示转数),则用电器的电功率为P== W。
7.拓展:几种特殊测电功率方法
(1)安阻法,如图所示:
表达式为:P=UI=I2R0·I
(2)伏阻法,如图所示:
表达式为:P=
(3)转换法,如图所示:
表达式为:P=
8.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题,解答此类题时,应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况,确定各时刻的电路结构,最好画出等效电路图,然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼,逐步分析电流和电压的变化,再灵活选择合适的公式进行求解。
9.拓展:
(1)用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性,而用电设备的U实、P实可有很多个,但U实、P实具有同体性,同时性;
(2)串、并联电路,总功率P总=P1+P2+…+Pn,串联电路电功率与电阻关系:=,并联电路电功率与电阻关系:=。
考点三:焦耳定律与电热
1.电流的热效应:电流通过导体时电能转化为热能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害,可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小,这种方法叫转换法。
2.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。用公式表示为Q=I2Rt,单位是J。
3.电功和电热的关系:
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时,消耗的电能全部转化为热能,即W=Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时,消耗的电能大部分转化机械能、化学能,只有一部分电能转化为热能,即W大于Q。此时,只能利用公式Q=I2Rt计算电热。
4.电热器的原理:电流的热效应。
5.电热器的主要结构:发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点:清洁环保,效率高,使用方便。
6.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线
大
高
电热器的发热体
大
高
保险丝
大
低
7.电热的危害:由于电流的热效应,会使用电器的温度过高,加速绝缘材料的老化,甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
8.拓展:
(1)由Q=I2Rt和I=可以推导Q=t,Q=I2Rt方便串联电路计算,Q=t方便并联电路计算。
(2)电热挡位的判定方法:由P=可知,在电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,为高温挡位,反之,为低温挡位;
(3)比例关系:串联电路:====,并联电路:====。
知识点四、家庭电路
家庭电路的组成:家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、开关、电灯、插座、导线等组成。
家庭电路中各部分电路及作用:
1、进户线:进户线有两条,一条是端线,也叫火线,一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。火线与地面间的电压为220V。正常情况下,零线之间和地线之间的电压为0V。
2、电能表:电能表安装在家庭电路的干路上,这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
3、闸刀开关:闸刀开关安装在家庭电路的干路上,控制整个电路的通断。
4、保险丝:
电路符号:
材料:保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的。(原因:保险丝电阻较大,使得电能转化为热的功率比较大,保险丝温度易升高,达到熔点后就自动熔断。)
保险丝规格:保险丝越粗,额定电流越大。
选择:保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
连接:保险丝应串联在家庭电路的干路上,且一般只接在火线上。
注意事项:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小,产生的热量少,铜的熔点高,不易熔断。
电能表、闸刀开关和保险丝是按照顺序依次连接在家庭电路干路上的。
5、插座
种类:常见的插座有二孔插座(下图左)和三孔插座(下图右)。
安装:把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,防止了外壳带电引起的触电事故。(万一用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏,使外壳带电,电流就会流入大地,不致对人造成伤害。)
E
N L
接地线
接火线
接零线
6、用电器(电灯)和开关:
家庭电路中各用电器是并联的。
开关和用电器串联,开关必须串联在火线中。
与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。
7、测电笔:用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线,手必须接触笔尾的金属体。用试电笔测火线时氖管会发光;测零线时不会发光。
8、家庭电路中触电的原因:一是站在地上的人触到火线(单线触电),二是站在绝缘体上的人同时接触到火线和零线(双线触电)。
9、触电急救常识:发现有人触电,不能直接去拉触电人,应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。发生火灾时,要首先切断电源,决不能带电泼水救火。为了安全用电,要做到不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
知识点五、家庭电路中电流过大的原因
家庭电路中电流过大的原因:① 发生短路; ② 接入电路中的总功率过大。
这两个原因都可以使保险丝熔断。此外,如果保险丝太细(额定电流过小),也容易烧坏。
电路计算
当遇到带有电路的题时,首先要识别电路,画出等效电路图(如果能够直接分析,就没有必要浪费时间画出等效电路图)。识别电路、电路分析包括以下内容:
认清用电器(电阻)的连接关系:是串联还是并联(目前我们很少研究混联电路);
认清电路是“通路”、“断路”还是“断路”;
认清各个开关分别控制哪个用电器或哪部分电路;
认清滑动变阻器的滑片P移动时将如何改变接入电路中电阻的大小,从而改变电路电流的。(有时,滑动变阻器相当于一端导线或定值电阻,但与滑动变阻器连接的电表会让我们“闹心”,这时最好画等效电路图进行分析)
认清电流表、电压表测量的是哪个用电器或哪部分电路的电流、电压。
可以把电表两端沿着导线(或跨过开关、电流表)移动,以方便分析。
定性分析的策略
电路定性分析的特点是:没有定量计算,只有定性分析,在电源电压和定值电阻不变的情况下,经过移动滑动变阻器的滑片或开关的连通或断开从而改变了电路的结构,使电路的总电阻、总电流、分电压、分电流及分功率等物理量发生了变化。
定性分析的思维顺序:
“先看总电阻”(用串、并联特点)
当滑动变阻器的滑片向左(右)滑动或开关断开(闭合)时,由串、并联特点可以推出如下结论:当电路(串、并)中的任何一个电阻变大(小)时,电路的总电阻将变大(小);串联电路中,越串,总电阻越大;并联电路中,越并,总电阻越小。
“再看总电流”(用欧姆定律,电源电压不变)
“串联看分电压”先用欧姆定律看定值电阻的电压,再用串联特点看另一电阻的分电压。
“并联看分电流”先用欧姆定律看定值电阻的电流,再用串联特点看另一电阻的分电流。
“最后看功率”(用功率公式)
实在难以分析的时候,可以根据题意假设一些用电器(一段电路)的电阻、电流以及它们两端的电压。
解计算题时,要注意第二、三部分中公式和规律的运用。
解计算题时,设未知数的技巧是,选电路图中固定不变的量做未知数,选所求的物理量做未知数。
知识点六、安全用电
电压越高越危险:由欧姆定律可知,人体的电阻R一定,加在人体身上的电压越大,通过人体的电流就越大。电流大到一定程度,人就会发生危险。所以电压越高越危险。
高压触电的两种方式:高压电弧触电、跨步电压触电。
安全用电的原则:不接触低压(小于1000V)带电体,不靠近高压(大于1000V)带电体。
人们把正常接通的电路,即用电器能够工作的电路叫做通路。电路的两种主要故障是短路和断路。
雷电的路径往往经过地面上凸起的部分。
同步练习
一、单选题
1.(21-22九年级上·江苏扬州·期中)下列说法不正确的是( )
A.蓄电池放电时,将化学能转化为电能,是电源
B.蓄电池充电时,将电能转化为化学能,相当于用电器
C.简单电路中电流方向是在电源板外部从电源的正极流向电源的负极
D.电动机是将电能主要转化为内能的用电器
【答案】D
【详解】AB.蓄电池充电时,消耗电能,将电能转化为化学能,所以相当于用电器;蓄电池放电时,提供电能,将化学能转化为电能,所以相当于电源,故AB正确,不符合题意;
C.在电源外部,电路中电流方向是从电源的正极流出,经过用电器流向电源的负极,在电源内部,电流方向是从电源的负极流向正极,故C正确,不符合题意;
D.电动机是用电器,工作时将电能主要转化为机械能,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)在国际单位制中,电功的单位是( )
A.千瓦 B.伏特 C.焦耳 D.安培
【答案】C
【详解】由电功的概念及定义可知,在国际单位制中电功的单位为焦耳。
故选C。
3.(23-24九年级上·福建福州·阶段练习)某电视机的额定功率是200W,它正常工作1h消耗的电能是( )
A.0.2kW·h B.5kW·h C.0.005kW·h D.200kW·h
【答案】A
【详解】电视机正常工作时的功率
P=200W=0.2kW
由可知
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(20-21九年级下·湖南湘西·期中)如图所示是小芸家的电能表及该表某月月初、月末的两次读数。由图可知,她家使用的电器该月消耗的电能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由图知道,小芸家月末电能表示数1469.5kW•h,小芸家月初电能表示数1387.5kW•h,小芸家本月消耗的电能为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)小明同学在家中拍到一张电能表照片,如图,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是( )
A.电能表的额定功率为2500W
B.电能表的允许的最大电流为5A
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为9316kW·h
D.当转盘转过25圈,消耗电能3.6×104J
【答案】D
【详解】A.电能表工作时不消耗电能,没有额定功率,故A错误;
B.电能表的标定电流为5 A,10 A是电能表允许通过的最大电流,故B错误;
C.电能表的读为,故C错误;
D.当转盘转过25圈,消耗电能为
故D正确。
故选D。
6.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1,电流之比为1︰2,通电时间之比为5︰4,则两用电器消耗的电能之比为( )
A.5︰1 B.5︰4 C.4︰5 D.5︰8
【答案】B
【详解】已知甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1,通电时间之比为6︰4,则两用电器消耗的电能之比
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)下列数据最符合实际的是( )
A.家用电冰箱的电流约为10A B.双人电热毯1晚消耗约1度电
C.家用吹风机的最大功率约为5000W D.手机充电器的输出电压约为220V
【答案】B
【详解】A.家用电冰箱的功率在220W左右,由得,其工作电流在
左右,故A不符合题意;
B.双人电热毯的电功率约为
一晚上工作时间
由得,消耗电能
故B符合题意;
C.家用吹风机的最大功率约为500W,故C不符合题意;
D.手机充电器的输出电压约为5V,故D不符合题意。
故选B。
8.(23-24九年级上·福建福州·阶段练习)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的时间为( )
A.8 min B.16 min C.64 min D.128 min
【答案】A
【详解】烧开同样一壶水消耗的电能相等,设电热壶的电阻为R,则由于,所以
即
解得
故A符合题意,BCD不符合题。
故选A。
9.(2024·吉林长春·一模)某款太阳能背包,前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列关于该太阳能背包的说法中错误的是( )
A.太阳能电池板可将太阳能转化为电能
B.蓄电池放电时,将电能转化为化学能
C.给手机充电时,将电能转化为化学能
D.小风扇工作时,将电能转化为机械能
【答案】B
【详解】A.太阳能电池板工作时,消耗太阳能,产生电能,将太阳能转化为电能,故A正确,不符合题意;
B.蓄电池放电时,消耗化学能,产生电能,将化学能转化为电能,故B错误,符合题意;
C.手机充电时,消耗电能,产生化学能,将电能转化为化学能,故C正确,不符合题意;
D.小风扇工作时,消耗了电能,产生机械能,将电能转化为机械能,故D正确,不符合题意。
故选B。
10.(22-23九年级下·山东济宁·开学考试)如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S,电流表的示数为0.2A,再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3A.那么闭合S、S1后,在相同的时间内,电流通过两个电阻所做的功之比是( )
A.2:3 B.3:2 C.5:2 D.1:2
【答案】A
【详解】当只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为通过R1的电流,即I1=0.2A;当再闭合开关S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以闭合开关S1时通过R1的电流不变;因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流等于电流表的变化量,即I2=0.3A;因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以闭合S、S1后,R1与R2的电功之比为
故BCD错误,A正确。
故选A。
11.(23-24九年级上·江苏盐城·期中)如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列描述错误的是( )
A.P甲实>P乙实 B.U甲实>U乙实
C.I甲实>I乙实 D.R甲>R乙
【答案】C
【详解】A.甲灯泡比乙灯泡亮,所以甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率,即P甲实>P乙实,故A正确,不符合题意;
C.两灯是串联关系,串联电路中电流处处相等,所以I甲实=I乙实,故C错误,符合题意;
D.P甲实>P乙实,且I甲实=I乙实,由P=I2R可得,R甲>R乙,故D正确,不符合题意;
B.串联电路中电流处处相等,则
故U甲实>U乙实,故B正确,不符合题意。
故选C。
12.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,甲灯上标有“220V 25W”字样,乙灯上标有“220V 100W”字样,下列说法中正确的是( )
A.“220V”表示灯泡工作时,两端的实际电压为220V
B.甲灯额定功率大于乙灯的额定功率
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电功率大
【答案】D
【详解】A.“220V”表示灯泡工作时两端的额定电压为220V,不是实际电压,故A错误;
B.由图可知,甲灯的额定功率是25W,乙灯的额定功率是100W,所以甲灯额定功率小于乙灯的额定功率,故B错误;
C.因为,虽然正常工作时甲灯额定功率小于乙灯的额定功率,但是不知道两灯工作的时间,所以无法确定谁消耗的电能多,故C错误;
D.两灯均正常发光时,都在额定功率下工作,甲灯额定功率小于乙灯的额定功率,即乙灯消耗的电功率大,故D正确。
故选D 。
13.(23-24九年级上·福建福州·阶段练习)一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW•h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“我这只电吹风是500W的,也就是0.5kW,这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”从物理学的角度看,这位记者混淆的两个概念是( )
A.电功 电能 B.时间 电功率
C.电功 电量 D.电能 电功率
【答案】D
【详解】某工厂上半年共节电5000kW•h,即节省的电能是5000kW•h;500W是指电吹风的电功率。所以该记者混淆了电能和电功率这两个概念。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
14.(23-24九年级上·山西长治·期末)每当换季的时候诊所都会比较忙,为此小梦帮妈妈设计了如图所示的输液提示器电路图,其中电源电压恒为6V,R为滑动变阻器,其规格为“20Ω,1A”,L为标有“5V,2.5W”的小灯泡,灯丝电阻不变,电压表量程为。在输液过程中,为保护电路中所有元件的安全,下列说法正确的是( )
A.滑片P随着药液的减少而下滑
B.电压表示数变大
C.电路消耗的最大功率为3W
D.电路的最大电流为0.8A
【答案】C
【详解】根据电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端电压。
AB.根据题意可知,在输液过程中,药液减少,拉力减小,滑片P随药液的减少而上滑,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,由串联电路分压原理可知,滑动变阻器分得的电压将减小,即电压表示数变小,故AB错误;
CD.灯泡的额定电流
因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以电路的最大电流为0.5A,电路消耗的最大功率
故C正确,D错误。
故选C。
15.(23-24九年级上·四川广安·期末)有许多物理量是我们平时生活中经常会用到和看到的,如电流、电压、电功率等。下列相关物理量的数值符合实际情况的是( )
A.一节新干电池的电压为3V
B.一台家用电冰箱的功率约为200W
C.一盏日光灯正常发光时的电流约为2A
D.一台家用空调正常工作时的电功率约为100W
【答案】B
【详解】A.一节新干电池的电压为1.5V,故A不符合题意;
B.常见用电器中,一台家用电冰箱的功率约为200W,故B符合题意;
C.一盏日光灯正常发光时的电流约为0.2A,故C不符合题意;
D.一台家用空调正常工作时的电功率约为1000W,故D不符合题意。
故选B。
16.(2024·广东阳江·二模)将额定电压相同的两个灯泡L1、L2,串联后接入由路中如图所示,接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A.L1的实际电功率要大一些 B.L2的实际电功率要大一些
C.通过L1的电流要大一些 D.通过L2的电流要大一些
【答案】A
【详解】AB.灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮;L1亮一些,说明L1的实际功率要大一些,故A正确,B错误;
CD.L1、L2串联后接入电路中,根据串联电路的电流特点可知,通过L1、L2的电流相等,故CD错误。
故选A。
17.(23-24九年级下·江西九江·阶段练习)如图所示为线上学习时使用的笔记本电脑,下列数据符合实际的是( )
A.正常工作的电流约为2A B.正常工作的电压为220V
C.额定功率约为100W D.正常工作1小时消耗的电能约为3600J
【答案】C
【详解】A.根据生活实际可知,笔记本电脑正常工作的电流为0.5A左右,故A不符合题意;
B.根据生活实际可知,笔记本电脑正常工作的电压为20V左右,故B不符合题意;
C.根据生活实际可知,笔记本电脑的额定功率为100W左右,故C符合题意;
D.由于笔记本电脑的额定功率为100W左右,所以正常工作1小时消耗的电能约为
故D不符合题意。
故选C。
18.(2024·河南鹤壁·模拟预测)如图是一种天然气泄漏检测仪的简化电路图,其电源电压不变,R是气敏电阻,为定值电阻。天然气浓度增大,仪表示数增大。闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.图中的显示仪相当于电流表 B.气敏电阻R的阻值随天然气的浓度增大而增大
C.当天然气浓度增大时,通过的电流变大 D.当天然气浓度增大时,电路的总电功率变大
【答案】B
【详解】A.根据电路图可知,与串联,显示仪与并联;电流表使用时串联在电路中测量电路中的电流,电压表使用时并联在用电器的两端测量用电器两端的电压;图中显示仪并联在电阻的两端,所以图中的显示仪相当于电压表,故A错误;
B.因为显示仪示数随天然气浓度的增大而增大,即电压表的示数增大,根据串联电路的分压特点可知,气敏电阻阻值增大,故B正确;
CD.天然气浓度增大时,气敏电阻阻值增大,电路中的总电阻增大,而电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,由可知,电路的总功率变小,故CD错误。
故选B。
19.(2024·江苏苏州·二模)如图所示,在“比较两个灯泡亮度”、探究“影响电流热效应的因素”的活动中,下列说法正确的是( )
①甲图中灯越亮说明在相同时间内电流做功越多
②图甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点
③图乙中,若R1<R2,瓶中装有质量相等的煤油,装R2的烧瓶中温度计示数上升较快
④图乙中,实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多
A.只有① B.只有②③ C.只有①③④ D.①②③④
【答案】D
【详解】①甲图中,根据转换法可知,实验中通过灯泡的亮度来表示两灯相同时间内做功的多少;灯越亮说明在相同时间内电流做功越多;故①正确;
②图甲中只能做一次实验,故甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点,故②正确;
③图乙中,两灯串联,通过的电流和通电时间相同,根据Q=I2Rt,若R1<R2,则R2产生热量多,装R2的烧瓶中温度计示数上升较快,故③正确;
④图乙中,瓶中装有质量相等的煤油,根据转换法,实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多,故④正确。
故ABC错误,D正确。
故选D。
20.(2024·西藏·中考真题)英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验,最终归纳总结得出焦耳定律,为物理学的发展作出了突出贡献。以下物理量的单位用焦耳命名的是( )
A.电功率 B.电阻 C.能量 D.电流
【答案】C
【详解】A.电功率的单位是瓦特,是为了纪念英国物理学家瓦特。故A不符合题意;
B.电阻的单位是欧姆,是为了纪念德国物理学家欧姆。故B不符合题意;
C.能量的单位是焦耳(J),焦耳通过大量实验研究热和功之间的关系,为了纪念他的贡献,能量的单位被命名为焦耳。故C符合题意;
D.电流的单位是安培,是为了纪念法国物理学家安培。故D不符合题意。
故选C。
21.(2024·江西九江·一模)下列关于物理公式的理解,正确的是( )
A.根据公式可知,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B.根据公式可知,燃料的热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
C.根据公式可知,物质的比热容与吸收或放出的热量成正比
D.根据公式可知,电流通过导体放出的热量与电流成正比
【答案】A
【详解】A.由欧姆定律可知,在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,故A正确;
B.公式只是用来计算热值的大小,热值是燃料本身的特性,热值的大小只与燃料的种类有关,与燃烧程度无关,与热量无关,故B错误;
C.由知,此公式可以用来计算物质比热容的大小,但对于确定的物质,比热容是一定的,与吸收或放出热量的多少、质量大小及温度的改变无关,故C错误;
D.根据公式可知,当电阻和时间一定时,电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比,故D错误。
故选A。
22.(23-24九年级下·河北石家庄·开学考试)已知一台直流电动机两端的电压为9V,通过电动机的电流为2A,线圈的电阻为,则在1内电动机消耗的电能及产生的热量分别为( )
A.120J;120J B.1080J;120J
C.1080J;1080J D.900J;120J
【答案】B
【详解】电动机1min消耗的电能为
产生的热量为
故选B。
23.(20-21九年级上·山东德州·期末)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
A.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的
B.将左边容器中的电阻丝由换成,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C.该装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系
D.通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
【答案】C
【详解】A.该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反映热的多少,虽然产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U形管液面高度差的变化来反映,故A错误;
B.将左边容器中的电阻丝换成的电阻丝后,变成了一个的电阻与两个的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即
两个的电阻并联,根据并联电路的电流特点知
两电阻阻值相等,则支路中电流相等
所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,虽然左右电阻不等,但是左右的电流也不相等,所以不是探究电流产生的热量与电阻的关系,故B错误;
C.装置中一个的电阻与两个的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即
两个的电阻并联,根据并联电路的电流特点知
两电阻阻值相等,则支路中电流相等
所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,故C正确;
D.由可知,左边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;因此通电一段时间后,玻璃管左侧液面高度差更大,故D错误。
故选C。
24.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)已知定值电阻R1和R2并联,且R1︰R2=2︰1,下列说法正确的是( )
A.U1︰U2=1︰2 B.I1︰I2=1︰2
C.P1︰P2=2︰1 D.Q1︰Q2=2︰1
【答案】B
【详解】A.因为并联电路中各支路两端电压等于电源电压,所以U1=U2,故A错误;
B.支路电压相等,由可知,通过两电阻的电流之比等于电阻之比的倒数,所以电流之比为
故B正确;
C.由可知,两电阻的电功率之比等于电流之比,所以电功率之比为
故C错误;
D.由可得,热量之比等于电功率之比,所以热量之比为
故D错误。
故选B。
25.(23-24九年级下·重庆合川·阶段练习)电阻和串联接入电路中,闭合开关后两端电压之比为3∶2。关于二者产生热量的说法正确的是( )
A.两电阻产生热量相同 B.没有通电时间,无法比较产生热量多少
C.两电阻产生热量之比为2∶3 D.两电阻产生热量之比为3∶2
【答案】D
【详解】电阻和串联接入电路中,根据串联电路特点可知,通过它们的电流相等,通电时间相等,闭合开关后两端电压之比为3∶2,根据公式
可知,两电阻产生热量之比为
故D正确,ABC错误。
故选D。
26.(2024·四川南充·三模)图甲是小灯泡L和电阻R的图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合时,电流表的示数为。电源两端电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.只闭合时,小灯泡L两端的电压为2V
B.只闭合时,小灯泡L的功率为8W
C.同时闭合、时,电流表的示数为
D.同时闭合、时,在10min内电阻R产生的热量为480J
【答案】D
【详解】A.只闭合时,电路为灯泡L的简单电路,电流表测量电路电流;由图像可知,当时,,即灯泡两端的电压为4V,且电源电压为4V,故A错误;
B.小灯泡L的功率
故B错误;
C.同时闭合、时,灯泡L与R并联,电流表测干路电流;因并联电路中各支路互不影响,因此通过灯泡的电流仍为0.5A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以
由甲图可知,此时通过R的电流为0.2A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数
故C错误;
D.在10min内电阻R产生的热量
故D正确。
故选D。
27.(2024·广东汕头·二模)如图所示的情境,符合安全用电要求的是( )
A.在高压线下钓鱼
B.用湿抹布擦亮着的灯
C.使用绝缘皮破损的电器
D.三孔插座接地
【答案】D
【详解】A.人应远离高压装置,若人靠近高压带电体会造成触电,不能在高压线下钓鱼,故A不符合题意;
B.湿布容易导电,用湿布擦发光的灯,可能会发生触电事故,故B不符合题意;
C.使用绝缘皮破损的插头,人很容易接触到火线而发生危险,故C不符合题意;
D.三孔插座必须接地,否则用电器漏电时外壳带电,会发生触电事故,故D符合题意。
故选D。
28.(2024·山东青岛·二模)一只小鸟落在110kV的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露的电线,但小鸟仍安然无恙,这是因为( )
A.鸟有耐高压的天性 B.鸟两脚间导线的电阻很小,电压几乎为零
C.鸟是绝缘体不导电 D.鸟体电阻极大,所以无电流通过小鸟
【答案】B
【详解】鸟本身是导电的,也不具有耐高压性,能站在电线上的原因是因为小鸟并联在两脚之间的导线上,而导线长度很小,故该部分导体的电阻小,故小鸟两端的电压很小,接近于零,则几乎没有电流流过小鸟的身体,故不会对小鸟造成危害,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
29.(23-24九年级上·湖南长沙·阶段练习)小明家里的一盏电灯不能发光了,换上了新的灯泡,还是不能发光。于是小明拿来试电笔,闭合开关后分别在图中a、b、c、d四个位置进行测量,试电笔均能发光,则电路故障是( )
A.火线上的保险丝断路 B.a点与b点之间断路
C.c点与d点之间断路 D.进户线零线断路
【答案】D
【详解】小明家里的一盏电灯不能发光了,换上新的电灯,还是不能发光,这表明电路出现了断路故障;a、b、c、d四个位置都能使测电笔发光,说明这四点与火线是接通的,所以故障是进户线零线断路。
故选D。
30.(23-24九年级上·山东淄博·阶段练习)明明把台灯插头插在书桌边的两孔插座上,闭合台灯开关,发现台灯不亮,右侧原本发光的电灯熄灭,但左侧灯泡仍正常工作(如图所示)。将台灯插头从插座上拔下后,他用验电笔分别插入插座两孔中,发现验电笔的氖管都发光,则故障原因( )
A.可能是进户线的火线上出现了断路
B.可能是进户线的零线出现了断路
C.一定是a、b两点间的导线出现了断路
D.一定是d、f两点间的零线出现了断路
【答案】D
【详解】A.进户线的火线上出现了断路,则两个灯都不会发光,故A不符合题意;
B.进户线的零线出现了断路,则两个灯都不会发光,故B不符合题意;
C.a、b两点间的导线在支路中,若出现断路,对其余的两个灯泡不会产生影响,故C不符合题意;
D.d、f之间的零线出现了断路,则左边的灯泡会发光,右边的灯泡不会发光,插座的两个孔都与火线相连,故用验电笔分别插入插座两孔中,验电笔的氖管都发光,故D符合题意。
故选D。
31.(2024·陕西商洛·二模)如图所示是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A.如果保险丝烧断,可以用铜丝替换
B.电冰箱接入三孔插座后,电灯与冰箱串联
C.闭合开关时,电灯不亮,保险丝未烧断,可能是电灯短路
D.断开开关S时,用试电笔接触A点氖管发光
【答案】D
【详解】A.当电路电流过大时,保险丝容易熔断而保护电路,如果用铜丝代替保险丝后,由于铜丝的熔点较高。铜丝不会熔化,就起不到保护作用了,故A错误;
B.家庭电路中的用电器是并联的,电冰箱接入三孔插座后,电灯与冰箱并联,故B错误;
C.若闭合开关S时,电灯不亮,保险丝未烧断,可能是电灯断路;若电灯短路,会造成干路中的电流过大,保险丝会熔断,故C错误;
D.断开开关S时,A点在火线上,用试电笔接触A点氖管发光,故D正确。
故选D。
二、填空题
32.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车,给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于 (填“用电器”或“电源”);充电时所涉及的能量转化是 。
【答案】 用电器 电能转化为化学能
【详解】[1][2]给汽车蓄电池充电时,蓄电池消耗了电能,转化为化学能,所以蓄电池相当于用电器,此过程是将电能转化为化学能存储在蓄电池中。
33.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)单位换算:
(1)7.2×105J= kW•h;
(2)200mA= A;
(3)10MΩ= Ω。
【答案】(1)0.2
(2)0.2
(3)107
【详解】(1)因为
则
(2)因为
所以
(3)因为
所以
34.(24-25九年级上·河南郑州·期中)小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示,若以当地电价0.6元/度计算,小明家4月份应缴纳电费 元。小明观察家里只开冰箱20分钟,电能表表盘转120r,消耗的电能是 J。
【答案】 144 1.44×105
【详解】[1]电能表计数窗最后一位为小数位。小明家4月份消耗的电能为
W1=6262.3kW·h -6022.3kW·h =240kW·h
故小明家4月份应缴纳电费
240 kW·h×0.6元/ kW·h=144元
[2]只开冰箱20分钟消耗的电能为
35.(23-24九年级上·山东聊城·阶段练习)某电能表如图所示,电能表的示数为 kW•h。某电水壶工作一段时间,使图示电能表的转盘转过150r,则电水壶消耗的电能为 kW•h。
【答案】 3027.6 0.05
【详解】[1]电能表读数,示数的最后一位是小数,单位为kW•h,由图知道,电能表的示数为3027.6kW•h。
[2]3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过3000转,据此可得电能表的表盘转了150转时,电水壶消耗的电能
36.(23-24九年级上·湖北黄冈·阶段练习)如图所示是小灯泡的结构图,将电能转化为光能的结构是 (选填“灯丝”“金属架”或“玻璃泡”),它是 (选填“导体”“绝缘体”或“半导体”)。
【答案】 灯丝 导体
【详解】[1][2]小灯泡中的灯丝通电发光发热,将电能转化为光能的结构是灯丝,灯丝容易导电,它是导体。
37.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)为了解决手机充电问题,市面上出现了多个品牌的“共享充电宝”,当给共享充电宝充电时,充电宝相当于电路中的 ;如图所示是某品牌的充电宝,它可以同时给几部手机充电,此时手机之间是 联连入充电宝的。这个充电宝的充电和放电电压都是3V,电池容量为6000mAh,当充电宝充满电后,可以储存的电能为 J。
【答案】 用电器 并
【详解】[1]给充电宝充电时,充电宝消耗电能,相当于简单电路中的用电器。
[2]手机充电过程中,给各手机充电应该互不影响,所以手机之间是并联的。
[3]当充电宝充满电后,可以储存的电能
38.(2024·安徽滁州·二模)如图甲所示,闭合开关S,电流表示数为0.45A。图乙是定值电阻R和小灯泡L的I—U图像,则此时小灯泡L1min消耗的电能是 J。
【答案】54
【详解】根据电路图知,小灯泡L和电阻R并联,根据并联电路的特点知,电压相等,当电压为3V时,通过小灯泡的电流为0.3A,通过电阻的电流为0.15A,此时干路电流为
I=0.3A+0.15A=0.45A
恰好等于电流表的示数,符合题意;因小灯泡两端的电压为3V,电流为0.3A,则小灯泡L1min消耗的电能
39.(15-16九年级上·上海闵行·期末)某国产品牌手机电池板的铭牌上标有“2000mAh”字样,其充电电压为3.8伏。可判断2000mAh中的“mAh”是 (填物理量名称)的单位。若该手机电池板需4小时完成充电,则充电的电流为 安,所消耗的电能为 千瓦时。
【答案】 电荷量 0.5 0.0076
【详解】[1]由电流定义式I=Qt可得Q=It,所以mAh是电荷量的单位。
[2]根据题意可知,充电的电流为
[3]根据题意可知,消耗的电能为
40.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)一段导体两端的电压为时,通过它的电流为。当它两端的电压变为时,其电阻为 。在家庭用电的调查研究综合实践活动中,小经研究发现家里电热水器功率大于电水壶,所以电热水器的电阻比电水壶的电阻 (选填“大”或“小”)。
【答案】 6 小
【详解】[1]导体两端的电压为时,通过它的电流为,则导体的阻值为
导体的阻值与导体两端的电压和流过导体的电流无关,所以当它两端的电压变为时,其电阻不变,仍为6。
[2]家庭电路各用电器并联,即各用电器两端的电压相同,电热水器功率大于电水壶,由可知,电热水器的电阻比电水壶的电阻小。
41.(23-24九年级上·江苏扬州·期末)小明发现家中空调每制冷工作10min后,就转变成送风状态工作5min,再转变为制冷状态,如此反复。为了测量空调制冷时电功率,他在空调插座处接入一个电能表用于测量空调消耗的电能。相关数据见表。空调送风10min所消耗的电能为 kW·h,30min内空调消耗的电能为 kW·h,空调制冷时的电功率为 kW。
【答案】 0.03 0.4 1.11
【详解】[1]由表中数据可知,送风状态时消耗的电功率为0.18kW,则送风10min所消耗的电能为
[2]电能表最后一位是小数位,30min内空调消耗的电能为
[3]空调制冷时的电功率
42.(23-24九年级上·江西吉安·阶段练习)北京冬奥会上亮相的可爱创可贴体温计,是一款目前最小、最精准的自动测量并上报体温的可穿戴式智能测温设备,该创可贴体温计充满电的时间是1h,充电电压和电流分别是5V、1A,它充满电后大约储存了 J的电能,有一款“220V 7W”的一体式LED灯连续正常工作10h消耗的电能 kW•h。
【答案】 18000 0.07
【详解】[1]电池充满电储存的电能
W=UIt=5V×1A×1×3600s=18000J
[2]LED灯连续正常工作10h消耗的电能
W′=Pt′=7×10-3kW×10h=0.07kW•h
43.(2022·四川内江·模拟预测)如图,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P由a滑到b时,电压表的示数由4V变为8V,并且滑动变阻器在a点、b点消耗的功率之比为5:2,R0=5Ω。则电源电压为 V,滑片从a滑到到b的过程中,滑动变阻器的最小功率为 W。
【答案】 9 1.6
【详解】[1]由图知,R0与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压, 已知滑动变阻器在a和b时消耗的功率之比为Pa∶Pb=5∶2,电压表的示数由4V变为8V, 由P=UI可得
则
①
电源电压不变,由串联电路特点和欧姆定律有
U=U0+U滑
所以电源电压
U=IaR0+U滑1=IbR0+U滑2
即
Ia×5Ω+4V=Ib×5Ω+8V ②
联立①②解得Ia=1A,Ib=0.2A,U=9V。
[2]P由a滑到b时,电压表的示数由4V变为8V,电路中电流变化范围1~0.2A, 根据P=UI、串联电路的特点和欧姆定律可得变阻器的功率
P滑=U滑I=(U-IR0)I=(9V-5Ω×I)I=-5×I2+9I
根据二次函数知识可知,该二次函数的对称轴
根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P-I图象,如图所示:
由图象可知,当I=0.2A时,滑动变阻器电功率最小, 则变阻器的最小电功率
P滑最小=-5Ω×(0.2A)2+9V×0.2A=1.6W
44.(2023·广东清远·一模)一台额定功率为2000W的电热水器,水箱内装有50kg的水,要把这些水从20℃加热到60℃,水吸收了 J的热量,如果电热水器的电热转化效率为80%,热水器正常工作需要 s;若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供,则需要完全燃烧 m3的天然气。[已知c水=4.2×103J/(kg•0C),q天然气=4.2×107J/m3]。
【答案】 8.4×106 5250 0.2
【详解】[1]水吸收的热量
[2]热水器消耗的电能
热水器正常工作需要的时间
[3]天然气完全燃烧放出的热量
消耗天然气的体积
45.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)如图所示电路,电源电压恒定不变,闭合开关后电流表、的示数如图乙和图丙所示,定值电阻的阻值为30Ω,则电源电压为 V,通电5min电流通过电阻产生的热量为 J。
【答案】 3 180
【详解】[1]分析电路结构可知:电阻、并联连接,电流表测电阻的电流,电流表在干路上测干路电流。由图乙、丙可知,。由并联电路的电压规律可得
[2]由并联电路的电流规律可得
通电5 min电流通过电阻产生的热量
46.(2023·黑龙江哈尔滨·一模)如图所示电路,电源电压恒定,R1、R2为电热丝,R1=10Ω,R2=10Ω,当开关S断开时,电流表示数为0.2A,电源电压为 V;当开关S闭合时,电路在100s内产生的总热量是 J。
【答案】 2 80
【详解】[1]当开关S断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,电流表示数为0.2A,电源电压为
[2]当开关S闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,并联电路各支路电压等于电源电压,则电路在100s内产生的总热量是
47.(24-25九年级上·全国·课后作业)如图甲所示的煎饼锅具有高温和低温两个挡位,图乙是其内部简化电路图。当处于高温挡时,煎饼锅的加热功率为968W,则 Ω;处于低温挡时,煎饼锅的工作电流为1A,通电1min产生热量为 J。
【答案】 50 13200
【详解】[1]由图乙可知,当开关S1和S2均闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电阻较小,由知电路处于加热状态;由知,电阻R1的阻值
[2]处于低温挡时,煎饼锅的工作电流为1A,通电1min产生热量
Q=W=UIt=220V×1A×60s=13200J
48.(23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末)如图是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻。表中是它的部分参数。当开关S和S1都闭合时,电加热器处于 (选填“加热”或“保温”)状态;加热器在保温状态下正常工作300s,电阻R2产生的热量是 J。
额定电压
220V
额定加热功率
1210W
额定保温功率
110W
【答案】 加热 3000
【详解】[1]由电路图可知,开关S和S1都闭合时,只有R2连入电路中,电路电阻较小,根据可知,电功率较大,电加热器处于加热状态;只闭合开S,两电阻串联,电路电阻较大,电功率较小,电加热器处于保温状态。
[2]保温时电路电流为
R2的阻值为
在保温状态下正常工作300s,电阻R2产生的热量为
49.(2024·山东日照·中考真题)如图是小明家新房中的部分电路,存在的问题是 。问题解决后,闭合开关、,电灯正常发光,但仍然不亮。将一把新买的电热水壶插入三孔插座,电热水壶也不能工作。把试电笔分别插入三孔插座的左、右孔,氖管均能发光,则可以判断出电路的故障是 。
【答案】 三孔插座没有接地 FG之间断路
【详解】[1]三孔插座的连接应该是“左零右火上接地”, 存在的问题是三孔插座没有接地。
[2]L1正常工作,说明L1支路是连通的;L2和三孔插座不能工作,说明出现断路,而三孔插座左孔能使氖管发光,说明左孔通过L2和火线连通,故FG之间断路。
50.(23-24九年级上·河南漯河·阶段练习)“安全用电,从我做起”。如图是某同学家房间内的部分电路,开关闭合后,灯泡正常发光,此时用试电笔检验A点处,氖管 (选填“发光”或“不发光”)。多个用电器同时插在插线板上工作,它们的连接方式是 联。将电烤箱的插头插入插线板,闭合开关,家里的空气开关跳闸了,原因可能是 。
【答案】 发光 并 用电器总功率过大
【详解】[1]开关闭合后,灯泡正常发光,此时用验电笔检验A点处,A处与火线相连,故氖管会发光。
[2]家庭电路中,各个用电器之间是并联的,因此多个用电器同时插在插线板上工作,它们的连接方式是并联。
[3]电烤箱是大功率用电器,将电烤箱的插头插入插线板,闭合开关后,空气开关跳闸了,原因可能是用电器总功率过大引起的。
51.(23-24九年级下·云南昭通·阶段练习)如图中,甲和乙为手拿测电笔检测电路的示意图,其中正确的是图 ;图丙中三脚插座 孔应该与地线相连。
【答案】 乙 A
【详解】[1]观察甲、乙两图可知,甲图中测电笔的笔尾金属体没有和手接触,无法形成回路,测电笔在使用时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,所以正确的使用方法是图乙所示。
[2]三孔插座要求左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,由图丙知,A孔是与地线相连的,这样可防止用电器的金属外壳带电时造成触电事故的发生。
52.(2024·安徽滁州·一模)如图,闭合开关,电灯不亮。小明用试电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时,试电笔的氖管都发光,则电路中的故障可能是 。
【答案】f左侧的零线断路
【详解】当测电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时,测电笔的氖管都发光,说明与火线相通,插座左孔与零线连接,零线处亮了,说明左孔经过ef、灯泡和开关于火线相通,故f左侧的零线断路。
53.(23-24九年级下·四川绵阳·开学考试)按要求填空;
(1)家庭电路中,电饭煲与空调是 连接的(选填“串联”或“并联”);
(2)如图所示的甲、乙两个电路中,开关闭合后,输电线因电流过大而燃烧起来,甲、乙两图产生电流过大的原因是不同的。请指出甲图电流过大的原因 。
【答案】(1)并联
(2)用电器总功率过大
【详解】(1)在家庭电路中,电饭煲与空调之间工作互不影响,是以并联的方式连接。
(2)图甲总功率等于各个用电器功率之和,并联的用电器越多,总功率越大,根据公式P=UI,电流会非常大;图乙金属线将火线和零线接通,造成短路,电流直接通过导线,由于导线电阻很小,导致电流过大。
三、作图题
54.(2024·广东东莞·二模)如图是宾馆台灯和电视的床头柜开关控制电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯,S2单独控制电视插座,请将电路图连接完整。
【答案】
【详解】S1为旋钮开关,单独控制台灯,S2单独控制电视插座,火线先进S1,然后接入灯泡,而零线直接接入灯泡;开关S2应与插座串联,开关接火线,电视插座直接接零线,如图所示:
55.(23-24九年级下·河北石家庄·开学考试)如图所示,请你将某劳动实践基地室内的部分电路连接完整。
【答案】
【详解】开关控制灯泡,故开关与灯泡串联,开关需要接在火线和用电器之间,保证开关断开后,没有电流经过灯泡,以免出现触电事故,灯泡的螺旋外壳与零线相连,而灯泡与三孔插座是独立工作,互不影响,故三孔插座与灯泡是并联关系,三孔插座遵循左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,故如图所示:
56.(23-24九年级上·河南平顶山·阶段练习)如图,是带USB插口的插座,请将开关、USB插口、三孔插座接入家庭电路。要求:开关控制USB插口与三孔插座且三孔插座和USB接口可以独立工作。
【答案】
【详解】由题知,三孔插座和USB接口可以独立工作,说明三孔插座和USB接口并联,而三孔插座和USB接口由总开关控制,由此按家庭电路连接的要求即三孔插座左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,开关接在火线上,可得电路图如图所示
57.(2024·山东济宁·二模)请将图中的元件连入家庭电路(开关控制灯泡)。
【答案】
【详解】试电笔接触的线能让氖管发光,所以中间的线是火线;由图可知,最下方的是地线,则最上方的是零线;根据安全用电原则,灯泡接法为:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故,既能控制灯泡,又能更安全;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
58.(23-24九年级上·山西长治·期末)现在楼道内常用红外感应开关替代声控开关。白天光控开关断开,夜晚光线暗时,光控开关闭合;当有人进入楼道内时,红外感应开关闭合,没人时红外感应开关断开(光控开关用表示,红外感应开关用表示)。请你设计楼道内路灯电路。
【答案】
【详解】由题意可知,只有夜晚且有人进入楼道内时,楼道内路灯才亮,则光控开关和红外感应开关应串联共同控制路灯,两个开关接在火线与灯泡之间,如图所示:
59.(2024·广东东莞·二模)如图所示是用测电笔接触家中电线时出现的情景,请在括号中标出零线或火线,并将两盏照明灯和开关正确接入电路。(要求:两灯并联,开关同时控制两盏灯)
【答案】
【详解】由图得,测电笔接触下面的电线,氖管会发生,说明此电线为火线,则上面的电线为零线,家庭电路中,灯泡之间互不影响,采用并联方式,开关控制两盏灯泡,则开关在干路上,火线先连接开关,再经过开关,在分别连接灯泡的顶端金属点,在分别通过灯泡的螺口接线柱回到负极,如图所示:
60.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)如图所示家庭电路,开关S同时控制电灯L1和L2,墙上有一个连在一起的两孔和三孔插座。用笔画线表示导线,将它们连入电路。
【答案】
【详解】三孔插座的左端接零线,右端接火线,上面接地线,两孔插座与三孔插座并联后左边接零线,右边接火线,开关接在火线与灯之间,两只灯泡工作时互不影响,开关接在干路中,如图所示:
61.(2024·江苏扬州·模拟预测)请将两个标有“220V 45W”的灯L1、L2连接在家庭电路的电路图中,要求开关S控制两盏灯,S闭合后两盏灯都能正常发光。
【答案】
【详解】两个标有“220V 45W”灯L1、L2,要让两盏灯都能正常发光,则两盏灯应并联;要求开关S控制两盏灯,则开关S应接在干路上;火线首先过开关再进入灯泡。如图所示:
62.(2024·广东汕头·一模)如图所示,请用笔画线代替导线将电灯、控制电灯的开关和带保险丝的插座分别接入家庭电路。
【答案】
【详解】三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。如图所示:
四、实验题
63.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)在探究“电功率与电压、电流关系”的实验中,有“,0.3A”“,0.3A”两种不同规格的小灯泡若干。
(1)小纬利用如图甲所示的电路探究“电功率跟电压的关系”,收集的证据填在下面的表格中:
电压
发光情况
2.3
暗
3.5
亮
①实验中,把两个小灯泡串联的目的是 ;
②根据小纬的实验电路和表中信息能得出的结论是:通过用电器的电流相同时, ,用电器的电功率越大;
(2)为了探究“电功率与电流的关系”,小松选用一只“,0.3A”的小灯泡,设计的电路如图乙所示,实验中多次改变滑片的位置,收集的证据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
电流
0.21
0.23
0.38
0.32
灯泡亮度
微亮
较亮
正常发光
非常亮
小松根据实验过程中的相关信息得到的结论是:通过用电器的电流越大,电功率越大。小纬认为小松的实验不合理,请你说出小纬的道理,并在不改变小松的实验电路的基础上,写出改进措施完成实验探究 。
【答案】(1) 控制电流相同 电压越大
(2)见解析
【详解】(1)[1]串联电路电流处处相等,所以将灯泡串联的目的是控制流过灯泡的电流相等。
[2]由表中信息可知,电压为3.8V的灯泡亮度更大,说明实际功率更大,故可得:通过用电器的电流相同时,电压越大,用电器的电功率越大。
(2)要探究“电功率与电流的关系”,需控制用电器两端的电压相同,实验中小松多次改变滑片的位置,电路中的电流变化时小灯泡两端的电压也会发生变化,因此实验这样操作不合理。正确的做法是:换用多个不同规格的小灯泡,每次都调节滑动变阻器使得小灯泡两端的电压相同后,再读出电流表示数,同时记录灯泡的亮度并比较,再得出结论。
64.(23-24九年级上·云南昆明·阶段练习)利用如下器材进行电学实验探究:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压恒为4.5V)、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、小灯泡(额定电压为2.5V)
(1)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①小明设计了如图甲所示电路,连接电路前开关应 ;
②还需将滑动变阻器滑片移至 (选填“A”或“B”)端:电路中滑动变阻器起到保护电路和 的作用;
③小明先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,至电压表示数为2.5V,记下电流表示数;断开开关,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,同时再记下电流表的示数;
④为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,那么,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器;
(2)完成以上实验后,小明将定值电阻换成小灯泡,想要测量它的额定电功率;
①在不损坏小灯泡的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值(如图乙所示);
②分析图像可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为 Ω,小灯泡的额定功率是 W;
③从图像还可以看出小灯泡灯丝的电阻是 (选填“变化”或“不变”)的,造成这一现象的原因是灯丝电阻随温度升高而增大。
【答案】(1) 断开 A 保持电阻两端电压不变 A 2.5 20
(2) 10 0.625 变化
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路前开关应断开。
[2]闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即移至A端。
[3]为了探究“电流与电阻的关系”的关系,需要控制电阻两端的电压不变,所以滑动变阻器还有保持电阻两端电压不变的作用。
[4][5]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律,由分压原理可知,故应把滑动变阻器滑片向A端移动,增大滑动变阻器连入电路的阻值,以减小定值电阻两端分压,直至电压表示数恢复到2.5V,同时再记下电流表的示数。
[6]串联电路电压比等于电阻比,定值电阻两端电压为2.5V,则滑动变阻器两端电压为
则有
代入数据可得
解得,即应该选取最大阻值不小于20欧姆的滑动变阻器。
(2)[1]由图像可知,小灯泡的电压等于额定电压为2.5V时,流过灯泡的电流为0.25A,此时的电阻大小
[2]小灯泡的额定功率
[3]灯泡的电流与电压的图像不是一条过原点的直线,说明电流与电压不成正比,即说明灯泡的电阻不是一个定值,会随着温度的变化而变化。
65.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)电压表没损坏,但实验前发现电压表的指针如图丙所示,原因可能是 ;
(2)甲图连接中有一条线是错误的,在这条导线上打“×”,并画出正确的连接 ;
(3)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示,小灯泡正常发光时的电功率是 ;
(4)在“测定小灯泡的额定功率”时,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察______;
A.电流表的示数
B.电压表的示数
C.灯泡的发光情况
D.变阻器滑片的位置
(5)由实验可知,小灯泡的亮度由 决定;
(6)在“测小灯泡电功率”这个实验中,滑动变阻器不能起到的作用是______;
A.改变被测灯泡的额定功率
B.改变被测灯泡两端的电压
C.改变电路中的电流
D.保护电路
(7)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压的关系,这种想法是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 。
【答案】(1)电压表未调零
(2)
(3)0.625
(4)B
(5)实际功率
(6)A
(7) 不合理 灯丝的电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)实验前发现电压表的指针如图丙所示,电压表没有接入电路中,电压表指针没有与零刻度线对齐,可能是电压表没有调零。
(2)原电路图中,灯泡和滑动变阻器并联,在测小灯泡的电功率实验中、滑动变阻器和电流表串联,如图所示:
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,则小灯泡额定功率
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
(4)当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正常发光,当手移动变阻器滑片时,应该观察电压表的示数是否为灯泡的额定电压,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(5)由实验可知,小灯泡的亮度由灯泡实际功率决定,灯泡两端的电压越大,通过灯泡的电流越大,根据P=UI可知,灯泡的实际功率越大,灯泡亮度越亮。
(6)AD.在“测小灯泡电功率”实验中,滑动变阻器的作用是保护电路,但不能改变被测灯泡的额定功率,故A符合题意,D不符合题意;
BC.小灯泡和滑动变阻器串联,改变滑动变阻器接入电路中的阻值,可以改变滑动变阻器两端的电压和电流中的电流,根据串联电路电压规律可知,小灯泡两端的电压发生变化,故BC不符合题意;
故选A。
(7)[1][2]在探究导体中电流和导体两端电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,灯泡的电阻不是一个定值,所以不能探究导体中电流和导体两端电压的关系实验。
66.(22-23九年级上·辽宁鞍山·期末)某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中都有一段电阻丝。
(1)实验中通过观察U形管中液面 ,可以比较电流通过导体产生热量的多少。
(2)图甲中将两段阻值不同的电阻丝串联连接,这是为了控制通电时间和 相等,探究的是电流产生的热量与 大小关系。
(3)将图甲中开关闭合,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大。
(4)让两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大,在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻丝和这个容器内的电阻丝并联(如图乙),此时通过两容器中电阻丝的电流 (选填“相等”或“不相等”),在通电时间相同的情况下,左侧U形管中液面高度变化大,由此得到的结论是 。
【答案】 高度差的变化 电流 电阻 右 不相等 在电阻和通电时间相同时,电流越大,电流通过导体产生的热量越多
【详解】(1)[1]这是转换法的应用,通过观察页面高度差的变化来比较电流通过导体产生热量的多少。
(2)[2][3]运用了控制变量法,通过串联不同的电阻丝,使通电时间和电流相等,从而可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系。
(3)[4]在电流和通电时间相同的时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多,因此右侧的液面高度变化更大。
(4)[5]此时电路变成三个电阻组成一个既有串联又有并联的混联电路,左边容器中的电阻处于干路中,电流较大,右边容器中的电阻电流较小。
[6]左侧U形管中液面的高度变化大,说明左侧电阻产生的热量多,因此说明在通电时间和电阻相同时,电流越大,其通过导体产生的热量越多。
67.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)“梳理知识,厘清脉络”是高效复习的一种重要方法。请根据同学们的梳理,回答下列问题:
(1)小南同学为了探究“电功率与电压的关系”,选取三节新干电池串联做电源,找来“2.5V 0.3A”、“3.8V 0.3A”两只小灯泡按照如图甲所示的电路开始了实验探究;
①实验中小南想用 来反映电功率的大小,为完成该实验,他应记录的是 ;
②实验结束后,小南选用了量程适当的电流表继续用原有器材继续探究“电功率与电流的关系”,他应该对甲电路进行哪些调整 ;
(2)同组的小岗受小南在①设计的启示,选择如图乙所示的器材来探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”:
①小岗猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持他猜想的现象是( );
A.正常工作时,“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
②为了验证猜想,小岗选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验,如图乙所示,请你用笔画线把电路连接完整 。闭合开关,他发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显(装置气密性良好),则可能原因是 ,请提出改进办法: 。
【答案】 灯泡亮度 见解析 见解析 C 电路中电流过小 将100欧姆的电阻换成阻值更小的电阻
【详解】(1)[1]实验中小南想用灯泡亮度来反映电功率的大小,采用了转换法。
[2]实验时需要记录的是电压表的示数以及对应的灯泡发光情况。
[3]要探究“电功率与电流的关系”,则应控制灯泡的电压相同而电流不同,所以应将电路改为并联电路,电压表改为电流表,分别测量所在支路电流,且在干路上串联一个电阻,因为三节干电池的电压为4.5V,大于“2.5V 0.3A”的额定电压,会导致灯泡损坏。
(2)[4]A.正常工作时,“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮,根据可知,灯泡的电流不同,故A不符合题意;
B.接线板上接入的用电器越多,干路电流越大,导线越容易发热,没有控制电流大小相同,故B不符合题意;
C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热,电熨斗与导线电流及通电时间相同,电阻不同,符合控制变量法,故C符合题意。
故选C。
[5]探究电热与电阻的关系时,要控制电流及通电时间相同,故应将两个电阻串联在电路中,如图所示
[6][7]电源电压为6V,其中一个电阻丝的阻值为100欧姆,电路中电流较小,产生的热量较少,所以两个U形管的高度差均不明显,改进意见是将100欧姆的电阻丝换成阻值更小的电阻丝或者增大电源电压,以增大电路中的电流。
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专题05 电功和电热
知识汇编
考点一:电能、电功
1.电功:电流通过某段导体所做的功叫电功,___________的过程即电流做功的过程,实质是将___________转化为其他形式能的过程,可用公式___________计算电功大小,推导式有 W=Pt=___________=___________。
2.电能(电功):国际主单位是___________,符号是___________,日常生活中常用单位是___________,物理学中叫___________,1 kW·h=___________J。
3.电能表的认识
作用
测量电路消耗电能(电流做功)
单位
___________
读数
计数器末尾数字的单位是___________位
参数
意义
220 V
工作电压
10 A(20A)
___________电流为10A,___________电流为20A
600r/(kW·h)
电路中每用1度电,表盘___________
拓展:
1 计算电功公式 W=Pt=UIt是普遍适用的公式;由定义式 W=UIt和欧姆定律I=,可以推导两个式子: W=t和 W=I2Rt适用于纯电阻电路(用电器只是电阻,如电饭锅、电熨斗、电烙铁、电褥子等)。
2 无论串联还是并联,电路的总功 W总=W1+W2+…+Wn。
考点二:电功率及其测量
1.电功率:
(1)物理意义:反映电流做功___________的物理量,
(2)定义:电功率等于电流做的功与时间的___________。
2.电功率公式:___________,若是纯电阻电路,由欧姆定律可得变形公式___________R或___________。
3.单位:国际主单位是___________,另一个单位是___________二者换算关系是1 kW=___________W。
4.额定电压和额定功率:额定电压是指用电器在正常工作时的电压,额定功率是指用电器在额定电压下的电功率,与实际电压、实际功率的关系如下:
若U实=U额时,则P实___________P额,用电器正常工作;
若U实<U额时,则P实___________P额,用电器不能正常工作;
若U实>U额时,则P实___________P额,损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的___________决定的。5.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是___________。
(2)电路图:
(3)滑动变阻器的作用:
①保护电路;
②改变小灯泡两端___________和通过小灯泡的___________,从而实现多次测量,便于比较灯泡的亮度与功率的关系。
(4)注意事项:
1 在测量小灯泡电功率的实验中,不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的:为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
2 在测量小灯泡电阻的实验中,多次测量的目的:为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
3 在测量定值电阻的实验中,多次测量的目的是为了求平均值,以减小测量误差。
4 在测量小灯泡电功率的实验中,选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大,调节效果明显。
6.用电能表、秒表测用电器功率:
(1)原理:___________。
(2)方法:用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W=kW·h=×3.6×106 J(n、n0表示转数),则用电器的电功率为P== W。
7.拓展:几种特殊测电功率方法
(1)安阻法,如图所示:
表达式为:P=UI=I2R0·I
(2)伏阻法,如图所示:
表达式为:P=
(3)转换法,如图所示:
表达式为:P=
8.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题,解答此类题时,应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况,确定各时刻的电路结构,最好画出等效电路图,然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼,逐步分析电流和电压的变化,再灵活选择合适的公式进行求解。
9.拓展:
(1)用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性,而用电设备的U实、P实可有很多个,但U实、P实具有同体性,同时性;
(2)串、并联电路,总功率P总=P1+P2+…+Pn,串联电路电功率与电阻关系:=,并联电路电功率与电阻关系:=。
考点三:焦耳定律与电热
1.电流的热效应:电流通过导体时___________能转化为___________能的现象。利用电热工作的用电器有___________等。为了防止电热危害,可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小,这种方法叫___________法。
2.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟___________成正比,跟导体的___________成正比,跟___________成正比。用公式表示为___________,单位是___________。
3.电功和电热的关系:
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时,消耗的电能___________转化为热能,即W___________Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时,消耗的电能大部分转化机械能、化学能,只有___________电能转化为热能,即W___________Q。此时,只能利用公式___________计算电热。
4.电热器的原理:电流的___________。
5.电热器的主要结构:___________,发热体是由电阻率___________、熔点___________的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点:清洁环保,效率高,使用方便。
6.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线
大
高
电热器的发热体
大
高
保险丝
大
低
7.电热的危害:由于电流的热效应,会使用电器的温度过高,加速绝缘材料的老化,甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
8.拓展:
(1)由Q=I2Rt和I=可以推导Q=t,Q=I2Rt方便串联电路计算,Q=t方便并联电路计算。
(2)电热挡位的判定方法:由P=可知,在电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,为高温挡位,反之,为低温挡位;
(3)比例关系:串联电路:====,并联电路:====。
知识点四、家庭电路
家庭电路的组成:家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、开关、电灯、插座、导线等组成。
家庭电路中各部分电路及作用:
1、进户线:进户线有两条,一条是端线,也叫火线,一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。火线与地面间的电压为220V。正常情况下,零线之间和地线之间的电压为0V。
2、电能表:电能表安装在家庭电路的干路上,这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
3、闸刀开关:闸刀开关安装在家庭电路的干路上,控制整个电路的通断。
4、保险丝:
电路符号:
材料:保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的。(原因:保险丝电阻较大,使得电能转化为热的功率比较大,保险丝温度易升高,达到熔点后就自动熔断。)
保险丝规格:保险丝越粗,额定电流越大。
选择:保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
连接:保险丝应串联在家庭电路的干路上,且一般只接在火线上。
注意事项:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小,产生的热量少,铜的熔点高,不易熔断。
电能表、闸刀开关和保险丝是按照顺序依次连接在家庭电路干路上的。
5、插座
种类:常见的插座有二孔插座(下图左)和三孔插座(下图右)。
安装:把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,防止了外壳带电引起的触电事故。(万一用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏,使外壳带电,电流就会流入大地,不致对人造成伤害。)
E
N L
接地线
接火线
接零线
6、用电器(电灯)和开关:
家庭电路中各用电器是并联的。
开关和用电器串联,开关必须串联在火线中。
与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。
7、测电笔:用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线,手必须接触笔尾的金属体。用试电笔测火线时氖管会发光;测零线时不会发光。
8、家庭电路中触电的原因:一是站在地上的人触到火线(单线触电),二是站在绝缘体上的人同时接触到火线和零线(双线触电)。
9、触电急救常识:发现有人触电,不能直接去拉触电人,应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。发生火灾时,要首先切断电源,决不能带电泼水救火。为了安全用电,要做到不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
知识点五、家庭电路中电流过大的原因
家庭电路中电流过大的原因:① 发生短路; ② 接入电路中的总功率过大。
这两个原因都可以使保险丝熔断。此外,如果保险丝太细(额定电流过小),也容易烧坏。
电路计算
当遇到带有电路的题时,首先要识别电路,画出等效电路图(如果能够直接分析,就没有必要浪费时间画出等效电路图)。识别电路、电路分析包括以下内容:
认清用电器(电阻)的连接关系:是串联还是并联(目前我们很少研究混联电路);
认清电路是“通路”、“断路”还是“断路”;
认清各个开关分别控制哪个用电器或哪部分电路;
认清滑动变阻器的滑片P移动时将如何改变接入电路中电阻的大小,从而改变电路电流的。(有时,滑动变阻器相当于一端导线或定值电阻,但与滑动变阻器连接的电表会让我们“闹心”,这时最好画等效电路图进行分析)
认清电流表、电压表测量的是哪个用电器或哪部分电路的电流、电压。
可以把电表两端沿着导线(或跨过开关、电流表)移动,以方便分析。
定性分析的策略
电路定性分析的特点是:没有定量计算,只有定性分析,在电源电压和定值电阻不变的情况下,经过移动滑动变阻器的滑片或开关的连通或断开从而改变了电路的结构,使电路的总电阻、总电流、分电压、分电流及分功率等物理量发生了变化。
定性分析的思维顺序:
“先看总电阻”(用串、并联特点)
当滑动变阻器的滑片向左(右)滑动或开关断开(闭合)时,由串、并联特点可以推出如下结论:当电路(串、并)中的任何一个电阻变大(小)时,电路的总电阻将变大(小);串联电路中,越串,总电阻越大;并联电路中,越并,总电阻越小。
“再看总电流”(用欧姆定律,电源电压不变)
“串联看分电压”先用欧姆定律看定值电阻的电压,再用串联特点看另一电阻的分电压。
“并联看分电流”先用欧姆定律看定值电阻的电流,再用串联特点看另一电阻的分电流。
“最后看功率”(用功率公式)
实在难以分析的时候,可以根据题意假设一些用电器(一段电路)的电阻、电流以及它们两端的电压。
解计算题时,要注意第二、三部分中公式和规律的运用。
解计算题时,设未知数的技巧是,选电路图中固定不变的量做未知数,选所求的物理量做未知数。
知识点六、安全用电
电压越高越危险:由欧姆定律可知,人体的电阻R一定,加在人体身上的电压越大,通过人体的电流就越大。电流大到一定程度,人就会发生危险。所以电压越高越危险。
高压触电的两种方式:高压电弧触电、跨步电压触电。
安全用电的原则:不接触低压(小于1000V)带电体,不靠近高压(大于1000V)带电体。
人们把正常接通的电路,即用电器能够工作的电路叫做通路。电路的两种主要故障是短路和断路。
雷电的路径往往经过地面上凸起的部分。
同步练习
一、单选题
1.(21-22九年级上·江苏扬州·期中)下列说法不正确的是( )
A.蓄电池放电时,将化学能转化为电能,是电源
B.蓄电池充电时,将电能转化为化学能,相当于用电器
C.简单电路中电流方向是在电源板外部从电源的正极流向电源的负极
D.电动机是将电能主要转化为内能的用电器
2.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)在国际单位制中,电功的单位是( )
A.千瓦 B.伏特 C.焦耳 D.安培
3.(23-24九年级上·福建福州·阶段练习)某电视机的额定功率是200W,它正常工作1h消耗的电能是( )
A.0.2kW·h B.5kW·h C.0.005kW·h D.200kW·h
4.(20-21九年级下·湖南湘西·期中)如图所示是小芸家的电能表及该表某月月初、月末的两次读数。由图可知,她家使用的电器该月消耗的电能为( )
A. B. C. D.
5.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)小明同学在家中拍到一张电能表照片,如图,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是( )
A.电能表的额定功率为2500W
B.电能表的允许的最大电流为5A
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为9316kW·h
D.当转盘转过25圈,消耗电能3.6×104J
6.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)甲、乙两个用电器的电压之比为2︰1,电流之比为1︰2,通电时间之比为5︰4,则两用电器消耗的电能之比为( )
A.5︰1 B.5︰4 C.4︰5 D.5︰8
7.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)下列数据最符合实际的是( )
A.家用电冰箱的电流约为10A B.双人电热毯1晚消耗约1度电
C.家用吹风机的最大功率约为5000W D.手机充电器的输出电压约为220V
8.(23-24九年级上·福建福州·阶段练习)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的时间为( )
A.8 min B.16 min C.64 min D.128 min
9.(2024·吉林长春·一模)某款太阳能背包,前面有一个太阳能电池板,里面有一个蓄电池,可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列关于该太阳能背包的说法中错误的是( )
A.太阳能电池板可将太阳能转化为电能
B.蓄电池放电时,将电能转化为化学能
C.给手机充电时,将电能转化为化学能
D.小风扇工作时,将电能转化为机械能
10.(22-23九年级下·山东济宁·开学考试)如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S,电流表的示数为0.2A,再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3A.那么闭合S、S1后,在相同的时间内,电流通过两个电阻所做的功之比是( )
A.2:3 B.3:2 C.5:2 D.1:2
11.(23-24九年级上·江苏盐城·期中)如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列描述错误的是( )
A.P甲实>P乙实 B.U甲实>U乙实
C.I甲实>I乙实 D.R甲>R乙
12.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,甲灯上标有“220V 25W”字样,乙灯上标有“220V 100W”字样,下列说法中正确的是( )
A.“220V”表示灯泡工作时,两端的实际电压为220V
B.甲灯额定功率大于乙灯的额定功率
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电功率大
13.(23-24九年级上·福建福州·阶段练习)一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW•h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“我这只电吹风是500W的,也就是0.5kW,这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”从物理学的角度看,这位记者混淆的两个概念是( )
A.电功 电能 B.时间 电功率
C.电功 电量 D.电能 电功率
14.(23-24九年级上·山西长治·期末)每当换季的时候诊所都会比较忙,为此小梦帮妈妈设计了如图所示的输液提示器电路图,其中电源电压恒为6V,R为滑动变阻器,其规格为“20Ω,1A”,L为标有“5V,2.5W”的小灯泡,灯丝电阻不变,电压表量程为。在输液过程中,为保护电路中所有元件的安全,下列说法正确的是( )
A.滑片P随着药液的减少而下滑
B.电压表示数变大
C.电路消耗的最大功率为3W
D.电路的最大电流为0.8A
15.(23-24九年级上·四川广安·期末)有许多物理量是我们平时生活中经常会用到和看到的,如电流、电压、电功率等。下列相关物理量的数值符合实际情况的是( )
A.一节新干电池的电压为3V
B.一台家用电冰箱的功率约为200W
C.一盏日光灯正常发光时的电流约为2A
D.一台家用空调正常工作时的电功率约为100W
16.(2024·广东阳江·二模)将额定电压相同的两个灯泡L1、L2,串联后接入由路中如图所示,接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A.L1的实际电功率要大一些 B.L2的实际电功率要大一些
C.通过L1的电流要大一些 D.通过L2的电流要大一些
17.(23-24九年级下·江西九江·阶段练习)如图所示为线上学习时使用的笔记本电脑,下列数据符合实际的是( )
A.正常工作的电流约为2A B.正常工作的电压为220V
C.额定功率约为100W D.正常工作1小时消耗的电能约为3600J
18.(2024·河南鹤壁·模拟预测)如图是一种天然气泄漏检测仪的简化电路图,其电源电压不变,R是气敏电阻,为定值电阻。天然气浓度增大,仪表示数增大。闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.图中的显示仪相当于电流表 B.气敏电阻R的阻值随天然气的浓度增大而增大
C.当天然气浓度增大时,通过的电流变大 D.当天然气浓度增大时,电路的总电功率变大
19.(2024·江苏苏州·二模)如图所示,在“比较两个灯泡亮度”、探究“影响电流热效应的因素”的活动中,下列说法正确的是( )
①甲图中灯越亮说明在相同时间内电流做功越多
②图甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点
③图乙中,若R1<R2,瓶中装有质量相等的煤油,装R2的烧瓶中温度计示数上升较快
④图乙中,实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多
A.只有① B.只有②③ C.只有①③④ D.①②③④
20.(2024·西藏·中考真题)英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验,最终归纳总结得出焦耳定律,为物理学的发展作出了突出贡献。以下物理量的单位用焦耳命名的是( )
A.电功率 B.电阻 C.能量 D.电流
21.(2024·江西九江·一模)下列关于物理公式的理解,正确的是( )
A.根据公式可知,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
B.根据公式可知,燃料的热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
C.根据公式可知,物质的比热容与吸收或放出的热量成正比
D.根据公式可知,电流通过导体放出的热量与电流成正比
22.(23-24九年级下·河北石家庄·开学考试)已知一台直流电动机两端的电压为9V,通过电动机的电流为2A,线圈的电阻为,则在1内电动机消耗的电能及产生的热量分别为( )
A.120J;120J B.1080J;120J
C.1080J;1080J D.900J;120J
23.(20-21九年级上·山东德州·期末)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
A.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的
B.将左边容器中的电阻丝由换成,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C.该装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系
D.通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
24.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)已知定值电阻R1和R2并联,且R1︰R2=2︰1,下列说法正确的是( )
A.U1︰U2=1︰2 B.I1︰I2=1︰2
C.P1︰P2=2︰1 D.Q1︰Q2=2︰1
26.(2024·四川南充·三模)图甲是小灯泡L和电阻R的图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合时,电流表的示数为。电源两端电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.只闭合时,小灯泡L两端的电压为2V
B.只闭合时,小灯泡L的功率为8W
C.同时闭合、时,电流表的示数为
D.同时闭合、时,在10min内电阻R产生的热量为480J
27.(2024·广东汕头·二模)如图所示的情境,符合安全用电要求的是( )
A.在高压线下钓鱼
B.用湿抹布擦亮着的灯
C.使用绝缘皮破损的电器
D.三孔插座接地
28.(2024·山东青岛·二模)一只小鸟落在110kV的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露的电线,但小鸟仍安然无恙,这是因为( )
A.鸟有耐高压的天性 B.鸟两脚间导线的电阻很小,电压几乎为零
C.鸟是绝缘体不导电 D.鸟体电阻极大,所以无电流通过小鸟
29.(23-24九年级上·湖南长沙·阶段练习)小明家里的一盏电灯不能发光了,换上了新的灯泡,还是不能发光。于是小明拿来试电笔,闭合开关后分别在图中a、b、c、d四个位置进行测量,试电笔均能发光,则电路故障是( )
A.火线上的保险丝断路 B.a点与b点之间断路
C.c点与d点之间断路 D.进户线零线断路
30.(23-24九年级上·山东淄博·阶段练习)明明把台灯插头插在书桌边的两孔插座上,闭合台灯开关,发现台灯不亮,右侧原本发光的电灯熄灭,但左侧灯泡仍正常工作(如图所示)。将台灯插头从插座上拔下后,他用验电笔分别插入插座两孔中,发现验电笔的氖管都发光,则故障原因( )
A.可能是进户线的火线上出现了断路
B.可能是进户线的零线出现了断路
C.一定是a、b两点间的导线出现了断路
D.一定是d、f两点间的零线出现了断路
31.(2024·陕西商洛·二模)如图所示是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A.如果保险丝烧断,可以用铜丝替换
B.电冰箱接入三孔插座后,电灯与冰箱串联
C.闭合开关时,电灯不亮,保险丝未烧断,可能是电灯短路
D.断开开关S时,用试电笔接触A点氖管发光
二、填空题
32.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车,给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于 (填“用电器”或“电源”);充电时所涉及的能量转化是 。
33.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)单位换算:
(1)7.2×105J= kW•h;
(2)200mA= A;
(3)10MΩ= Ω。
34.(24-25九年级上·河南郑州·期中)小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示,若以当地电价0.6元/度计算,小明家4月份应缴纳电费 元。小明观察家里只开冰箱20分钟,电能表表盘转120r,消耗的电能是 J。
35.(23-24九年级上·山东聊城·阶段练习)某电能表如图所示,电能表的示数为 kW•h。某电水壶工作一段时间,使图示电能表的转盘转过150r,则电水壶消耗的电能为 kW•h。
36.(23-24九年级上·湖北黄冈·阶段练习)如图所示是小灯泡的结构图,将电能转化为光能的结构是 (选填“灯丝”“金属架”或“玻璃泡”),它是 (选填“导体”“绝缘体”或“半导体”)。
37.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)为了解决手机充电问题,市面上出现了多个品牌的“共享充电宝”,当给共享充电宝充电时,充电宝相当于电路中的 ;如图所示是某品牌的充电宝,它可以同时给几部手机充电,此时手机之间是 联连入充电宝的。这个充电宝的充电和放电电压都是3V,电池容量为6000mAh,当充电宝充满电后,可以储存的电能为 J。
38.(2024·安徽滁州·二模)如图甲所示,闭合开关S,电流表示数为0.45A。图乙是定值电阻R和小灯泡L的I—U图像,则此时小灯泡L1min消耗的电能是 J。
39.(15-16九年级上·上海闵行·期末)某国产品牌手机电池板的铭牌上标有“2000mAh”字样,其充电电压为3.8伏。可判断2000mAh中的“mAh”是 (填物理量名称)的单位。若该手机电池板需4小时完成充电,则充电的电流为 安,所消耗的电能为 千瓦时。
40.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)一段导体两端的电压为时,通过它的电流为。当它两端的电压变为时,其电阻为 。在家庭用电的调查研究综合实践活动中,小经研究发现家里电热水器功率大于电水壶,所以电热水器的电阻比电水壶的电阻 (选填“大”或“小”)。
41.(23-24九年级上·江苏扬州·期末)小明发现家中空调每制冷工作10min后,就转变成送风状态工作5min,再转变为制冷状态,如此反复。为了测量空调制冷时电功率,他在空调插座处接入一个电能表用于测量空调消耗的电能。相关数据见表。空调送风10min所消耗的电能为 kW·h,30min内空调消耗的电能为 kW·h,空调制冷时的电功率为 kW。
42.(23-24九年级上·江西吉安·阶段练习)北京冬奥会上亮相的可爱创可贴体温计,是一款目前最小、最精准的自动测量并上报体温的可穿戴式智能测温设备,该创可贴体温计充满电的时间是1h,充电电压和电流分别是5V、1A,它充满电后大约储存了 J的电能,有一款“220V 7W”的一体式LED灯连续正常工作10h消耗的电能 kW•h。
43.(2022·四川内江·模拟预测)如图,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P由a滑到b时,电压表的示数由4V变为8V,并且滑动变阻器在a点、b点消耗的功率之比为5:2,R0=5Ω。则电源电压为 V,滑片从a滑到到b的过程中,滑动变阻器的最小功率为 W。
44.(2023·广东清远·一模)一台额定功率为2000W的电热水器,水箱内装有50kg的水,要把这些水从20℃加热到60℃,水吸收了 J的热量,如果电热水器的电热转化效率为80%,热水器正常工作需要 s;若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供,则需要完全燃烧 m3的天然气。[已知c水=4.2×103J/(kg•0C),q天然气=4.2×107J/m3]。
45.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)如图所示电路,电源电压恒定不变,闭合开关后电流表、的示数如图乙和图丙所示,定值电阻的阻值为30Ω,则电源电压为 V,通电5min电流通过电阻产生的热量为 J。
46.(2023·黑龙江哈尔滨·一模)如图所示电路,电源电压恒定,R1、R2为电热丝,R1=10Ω,R2=10Ω,当开关S断开时,电流表示数为0.2A,电源电压为 V;当开关S闭合时,电路在100s内产生的总热量是 J。
47.(24-25九年级上·全国·课后作业)如图甲所示的煎饼锅具有高温和低温两个挡位,图乙是其内部简化电路图。当处于高温挡时,煎饼锅的加热功率为968W,则 Ω;处于低温挡时,煎饼锅的工作电流为1A,通电1min产生热量为 J。
48.(23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末)如图是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻。表中是它的部分参数。当开关S和S1都闭合时,电加热器处于 (选填“加热”或“保温”)状态;加热器在保温状态下正常工作300s,电阻R2产生的热量是 J。
额定电压
220V
额定加热功率
1210W
额定保温功率
110W
49.(2024·山东日照·中考真题)如图是小明家新房中的部分电路,存在的问题是 。问题解决后,闭合开关、,电灯正常发光,但仍然不亮。将一把新买的电热水壶插入三孔插座,电热水壶也不能工作。把试电笔分别插入三孔插座的左、右孔,氖管均能发光,则可以判断出电路的故障是 。
50.(23-24九年级上·河南漯河·阶段练习)“安全用电,从我做起”。如图是某同学家房间内的部分电路,开关闭合后,灯泡正常发光,此时用试电笔检验A点处,氖管 (选填“发光”或“不发光”)。多个用电器同时插在插线板上工作,它们的连接方式是 联。将电烤箱的插头插入插线板,闭合开关,家里的空气开关跳闸了,原因可能是 。
51.(23-24九年级下·云南昭通·阶段练习)如图中,甲和乙为手拿测电笔检测电路的示意图,其中正确的是图 ;图丙中三脚插座 孔应该与地线相连。
52.(2024·安徽滁州·一模)如图,闭合开关,电灯不亮。小明用试电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时,试电笔的氖管都发光,则电路中的故障可能是 。
53.(23-24九年级下·四川绵阳·开学考试)按要求填空;
(1)家庭电路中,电饭煲与空调是 连接的(选填“串联”或“并联”);
(2)如图所示的甲、乙两个电路中,开关闭合后,输电线因电流过大而燃烧起来,甲、乙两图产生电流过大的原因是不同的。请指出甲图电流过大的原因 。
三、作图题
54.(2024·广东东莞·二模)如图是宾馆台灯和电视的床头柜开关控制电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯,S2单独控制电视插座,请将电路图连接完整。
55.(23-24九年级下·河北石家庄·开学考试)如图所示,请你将某劳动实践基地室内的部分电路连接完整。
56.(23-24九年级上·河南平顶山·阶段练习)如图,是带USB插口的插座,请将开关、USB插口、三孔插座接入家庭电路。要求:开关控制USB插口与三孔插座且三孔插座和USB接口可以独立工作。
57.(2024·山东济宁·二模)请将图中的元件连入家庭电路(开关控制灯泡)。
58.(23-24九年级上·山西长治·期末)现在楼道内常用红外感应开关替代声控开关。白天光控开关断开,夜晚光线暗时,光控开关闭合;当有人进入楼道内时,红外感应开关闭合,没人时红外感应开关断开(光控开关用表示,红外感应开关用表示)。请你设计楼道内路灯电路。
59.(2024·广东东莞·二模)如图所示是用测电笔接触家中电线时出现的情景,请在括号中标出零线或火线,并将两盏照明灯和开关正确接入电路。(要求:两灯并联,开关同时控制两盏灯)
60.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)如图所示家庭电路,开关S同时控制电灯L1和L2,墙上有一个连在一起的两孔和三孔插座。用笔画线表示导线,将它们连入电路。
61.(2024·江苏扬州·模拟预测)请将两个标有“220V 45W”的灯L1、L2连接在家庭电路的电路图中,要求开关S控制两盏灯,S闭合后两盏灯都能正常发光。
62.(2024·广东汕头·一模)如图所示,请用笔画线代替导线将电灯、控制电灯的开关和带保险丝的插座分别接入家庭电路。
四、实验题
63.(24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)在探究“电功率与电压、电流关系”的实验中,有“,0.3A”“,0.3A”两种不同规格的小灯泡若干。
(1)小纬利用如图甲所示的电路探究“电功率跟电压的关系”,收集的证据填在下面的表格中:
电压
发光情况
2.3
暗
3.5
亮
①实验中,把两个小灯泡串联的目的是 ;
②根据小纬的实验电路和表中信息能得出的结论是:通过用电器的电流相同时, ,用电器的电功率越大;
(2)为了探究“电功率与电流的关系”,小松选用一只“,0.3A”的小灯泡,设计的电路如图乙所示,实验中多次改变滑片的位置,收集的证据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
电流
0.21
0.23
0.38
0.32
灯泡亮度
微亮
较亮
正常发光
非常亮
小松根据实验过程中的相关信息得到的结论是:通过用电器的电流越大,电功率越大。小纬认为小松的实验不合理,请你说出小纬的道理,并在不改变小松的实验电路的基础上,写出改进措施完成实验探究 。
64.(23-24九年级上·云南昆明·阶段练习)利用如下器材进行电学实验探究:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压恒为4.5V)、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、小灯泡(额定电压为2.5V)
(1)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①小明设计了如图甲所示电路,连接电路前开关应 ;
②还需将滑动变阻器滑片移至 (选填“A”或“B”)端:电路中滑动变阻器起到保护电路和 的作用;
③小明先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,至电压表示数为2.5V,记下电流表示数;断开开关,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,同时再记下电流表的示数;
④为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,那么,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器;
(2)完成以上实验后,小明将定值电阻换成小灯泡,想要测量它的额定电功率;
①在不损坏小灯泡的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值(如图乙所示);
②分析图像可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为 Ω,小灯泡的额定功率是 W;
③从图像还可以看出小灯泡灯丝的电阻是 (选填“变化”或“不变”)的,造成这一现象的原因是灯丝电阻随温度升高而增大。
65.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)电压表没损坏,但实验前发现电压表的指针如图丙所示,原因可能是 ;
(2)甲图连接中有一条线是错误的,在这条导线上打“×”,并画出正确的连接 ;
(3)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示,小灯泡正常发光时的电功率是 ;
(4)在“测定小灯泡的额定功率”时,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察______;
A.电流表的示数
B.电压表的示数
C.灯泡的发光情况
D.变阻器滑片的位置
(5)由实验可知,小灯泡的亮度由 决定;
(6)在“测小灯泡电功率”这个实验中,滑动变阻器不能起到的作用是______;
A.改变被测灯泡的额定功率
B.改变被测灯泡两端的电压
C.改变电路中的电流
D.保护电路
(7)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压的关系,这种想法是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 。
66.(22-23九年级上·辽宁鞍山·期末)某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中都有一段电阻丝。
(1)实验中通过观察U形管中液面 ,可以比较电流通过导体产生热量的多少。
(2)图甲中将两段阻值不同的电阻丝串联连接,这是为了控制通电时间和 相等,探究的是电流产生的热量与 大小关系。
(3)将图甲中开关闭合,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大。
(4)让两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大,在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻丝和这个容器内的电阻丝并联(如图乙),此时通过两容器中电阻丝的电流 (选填“相等”或“不相等”),在通电时间相同的情况下,左侧U形管中液面高度变化大,由此得到的结论是 。
67.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)“梳理知识,厘清脉络”是高效复习的一种重要方法。请根据同学们的梳理,回答下列问题:
(1)小南同学为了探究“电功率与电压的关系”,选取三节新干电池串联做电源,找来“2.5V 0.3A”、“3.8V 0.3A”两只小灯泡按照如图甲所示的电路开始了实验探究;
①实验中小南想用 来反映电功率的大小,为完成该实验,他应记录的是 ;
②实验结束后,小南选用了量程适当的电流表继续用原有器材继续探究“电功率与电流的关系”,他应该对甲电路进行哪些调整 ;
(2)同组的小岗受小南在①设计的启示,选择如图乙所示的器材来探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”:
①小岗猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持他猜想的现象是( );
A.正常工作时,“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
②为了验证猜想,小岗选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验,如图乙所示,请你用笔画线把电路连接完整 。闭合开关,他发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显(装置气密性良好),则可能原因是 ,请提出改进办法: 。
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