第11讲 功和机械能 第2节 机械能及其转化-【学海风暴·PK中考】2026中考物理备考（江西专用）

第2节 机械能及其转化 过考点 考点机械能及其转化(10年8考)】 1.能量 (1)定义：如果一个物体① 对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 (2)单位：焦耳，简称焦，符号是J。 一它具有做功的本领. 2.动能和势能 定义 影响因素 物体由于② 而具有 (1)质量：速度相同的物体，质量越大，动能越大 动能 的能 (2)速度：质量相同的物体，速度越大，动能越大 重力 物体由于受到重力并处于一定 (1)质量：高度相同的物体，质量越大，重力势能越③ 势能 高度（被举高）而具有的能 (2)高度：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大 势能 弹性 物体由于发生④ 形 弹性形变的大小：同一个物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能 势能 变而具有的能 就越大 3.机械能及其转化 机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能 速度减小，弹性形变增大 动能和势能 重力势能 高度减小递度增大，动能 弹性势能 的相互转化 重力势能 速度减小，高度增大动能 弹性形变减小，速度增 一弹性势能 机械能守恒 如果只有动能和势能的相互转化，则机械能的总和⑤ ,或者说，机械能是守恒的 机律总结 1.判断物体的动能或重力势能的大小变化时，在考虑物体的速度或高度变化的同时，还要注 意物体的质量是否发生了变化，这一点不能忽视。 2.决定重力势能大小的因素“高度”，在没有特殊说明时，一般是相对于地面而言的。通常把 地面上的物体具有的重力势能视为零。 3.动能和势能的相互转化过程中，若仅有重力或弹力做功，不考虑空气阻力等因素，则机械 能的总量保持不变，否则机械能的总量会减少。 一教材素材小练 APAD 1.（人教版素材改编)公路上都有限制汽车速度的标志以减少交通事故的发生，这是因为汽车的速 度越大， 能越大；大卡车限制的速度相对于小轿车限制的速度要 (选 填“大一些”或“小一些”)。 2.(人教版图片改编)网球比赛中，高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变，如下图所示，则在球 拍恢复原状的过程中，球拍的 能转化为网球的 能。 中考考点整合 99 攻重难 重难点机械能及其转化 B.N球整个过程重力做功更多 例科技馆的展厅里有一个如图甲所示的 C.M球的机械能减小 “最速降线”装置，其示意图如图乙所示。将分 D.两球到达终点时速度相同 别位于直轨道和弧形轨道上的M、N两个完全 【点拨】忽略摩擦、空气阻力→机械能守恒→ 相同的小球同时从起点由静止释放，N球先到 重力势能全部转化为动能。 达终点。不考虑摩擦和空气阻力，关于两球从 ￥变式考虑空气的阻力 起点至终点的运动过程，下列说法正确的是 模型建构下图所示的是掉在地上的弹性小 球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点 下落至B点的过程中，它的 转化为动能：弹性小球从B点上升至C点后又 开始下落，弹性小球在B点的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)它在C点的 直轨道 机械能。 OM 孤形轨道QN 乙 A.N球到达终点时的动能更大 探 实验 实验 探究影响动能大小的因素 ☑实验要点 实验过程⊙ 1.将木板放在水平桌面上，斜面固定在木板的一端，使刻度尺的零刻度线与木板的某处对齐， 紧贴木板并固定好，木块放在刻度尺 处对应的木板上。 2.让同一钢球从斜面的 高度处由静止滚下，记录木块被撞击后移动的距离。 3.让不同质量的钢球从斜面的 高度处由静止滚下，记录木块被撞击后移动的 距离。 4.比较所记录的数据的大小关系，得出结论。 实验笔记0 1.实验主要器材的作用 (1)斜面的作用：使钢球具有速度，获得 能。 (2)木块的作用：通过移动距离的大小反映 动能的大小。 (3)刻度尺的作用：测量 被撞击后移动的距离。 2.实验研究方法 (1)转换法：用木块被撞击后移动的距离来反映钢球动能的大小。 100 己口已6江西物理 (2)控制变量法： ①探究动能大小与速度大小的关系：控制钢球的 不变，改变钢球进入水平面的速度。 ②探究动能大小与质量大小的关系：控制钢球的 不变，改变钢球的质量。 针对训练 【解释】 例某同学认为车祸的危害程度与汽车的 (1)图甲实验的目的是探究金属球的动能与 动能大小有关，据此提出如下猜想。 其 的关系，初步得到的结论是： (1)依据人们常说的“十次车祸九次快”猜 相同时， 的物体做 的功越多，表明它具有的动能越大。 想：汽车动能的大小可能跟汽车的 (2)图乙实验的目的是探究金属球的动能与 大小有关。 其质量大小的关系，初步得到的结论是：速度相 (2)依据交通法规“汽车严禁超载”猜想：汽 同时， 的物体做的功越多，表 车动能的大小可能跟汽车的 大小 明它具有的动能越大。 有关。 (3)汽车的动能跟汽车的质量和速度有关， 【证据】如图甲、乙所示，分别做了两组实 速度越大，质量越大，它具有的动能越大。 验，用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一 【交流】汽车的 能越大，一旦发生 高度处由静止滚下，比较金属球在哪种情况下 车祸，危害程度越大，所以，为了安全驾驶，必须 将物块推得更远。物块被推得越远，金属球对 严禁超载和超速。 物块做的功就越多，表明金属球刚到达水平面 <通关再问。 时具有的动能越大。 (1)该实验中物体的速度是指金属球从斜面 上由静止滚下 (选填 “到达水平面时”“即将碰撞物块时”或“碰撞物块 后”)的速度。 (2)实验中若金属球释放高度一定，为了防 止物块滑出水平面，你的措施是 m (选填“增大”或“减小”)物块的质量。 2m (3)本实验通过比较物块被推动距离的远近 来比较金属球的动能大小，下列实验中用到此方 法的有 (1)图甲实验中，让质量相同的两个金属球 A.鼓面上的纸屑弹跳越高，说明鼓面振幅 沿同一光滑斜槽分别从A处和B处由静止开始 越大 向下运动，在水平面上分别测出金属球推动物 B.电阻一定时，探究电流与电压的关系 块移动的距离。 C.研究电热与电流、电阻的关系时，通过观 (2)图乙实验中，让不同质量的两个金属球 察温度计的示数来判断电热多少 沿同一光滑斜槽都从B处由静止开始向下运 (4)实验结束后，拿走物块，先后将同一金属 动，在水平面上分别测出金属球推动物块移动 球从同一斜面的不同高度由静止释放，记录金属 的距离。 球在相同表面上滚动的距离，根据实验现象，得 中考考点整合 101 出了动能与速度有关的结论。你认为该实验方 (7)质量和速度哪个对动能的影响更大呢？ 案是否合理？答： (选填“合理”或 小文同学借助速度传感器和其他仪器得出了表 “不合理”)。理由是： 1、表2的数据。 表1（金属球的撞击速度v=8cm/s) 金属球的 物块滑行的 (5)小明同学将实验装置进行改进。如图 序号 质量m/g 距离s/cm 丙所示，利用质量相同的金属球将同一弹簧压 100 10 缩不同程度后由静止释放，金属球撞击同一物 块，将物块撞出一段距离，然后进行比较。这是 2 200 20 为了探究金属球的动能大小与 的 3 300 30 关系。 表2（金属球的质量m=100g) A000 序号 金属球的撞击 物块滑行的 速度v/八cm·s1) 距离s/cm B 00000Q 1 P 10 2 16 40 3 24 90 (6)后来，小明先后用质量不同的两球将同 弹簧压缩到相同程度后再放手，如图丁所示， 分析表1和表2这两组数据可以得出结论： 则两球离开弹簧时的速度 (选 对物体的动能影响更大。 填“相等”或“不相等”)。 刷 真题 命题点机械能及其转化 1.(2023江西T5②)我国无人机技术世界领先， 应用广泛。送快递的无人机匀速下降时，机 械能 (选填“增大”“减小”或 第2题图 第3题图 “不变”)。 3.旧题新编〔2017江西T19(1)改编)如图所示 2.(2022江西T3①)如图所示的是北京冬奥会 的是承承在乒乓球比赛中高抛发球时的情景。 不计空气阻力，在乒乓球上升的过程中，乒乓球 钢架雪车比赛场景。运动员匍匐在钢架雪车 的 能转化为重力势能，机械能的大 上，沿冰道从山坡上快速滑降， 小 (选填“变大”“变小”或 转化为动能。 “不变”)。 温馨提示。复习完本节内容后，请完成集训本中相应的“模块分层练习”。 102 2口已6江西物理=420cm3 程s=80km-40km=40km 物体A露出水面的体积Vx=V-V排=600cm3 汽车在20~50min内行驶的速度 420cm3=180cm s 40 km 0=i=0.5h =80 km/h (3)图乙中A、B共同悬浮，此时F浮'=GA十GB= 4.2N+4.8N=9N 由图像可知，汽车在20~50min内做匀速直线运 根据F浮=ρ水gV排得此时物体A、B排开液体的 动，所以在20~40min内汽车的速度为80km/h。 总体积 (2)汽车在0~50min内的平均速度 Vu'=Fa' 9N =9×10-4m u= s'80 km=96 km/h P水g1.0×103kg/m3×10N/kg 其中VA=600cm3=6X10-4m 6 所以物体B的体积VB=V排'-VA=9×10-‘m3 1 (3)汽车匀速行驶时，所受牵引力F=f=-G 6×10-4m3=3×10-4m3 F浮B=P*gVg=1.0×103kg/m3×10N/kg×3× 汽车匀速行驶时牵引力做功的功率P=”_巴- t t 10-4m3=3N (4)物体B的质量mB= =GB=4.8N Fv-lGv g 10 N/kg =0.48kg n 第2节机械能及其转化 物体B的密度 ⊙过考点 pa--3设品-1.6x10e/m ①能够②运动③大④弹性⑤保持不变 教材素材小练 第十一讲功和机械能 1.动小一些 2.弹性势动 第1节功功率 ○攻重难 ○过考点 例D ①力②距离③Fs ④1⑤之比 ⑥做功快慢 变式重力势能大于【解析】弹性小球从A点运 动到B点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变 ⑧W⑨1⑩103 小，同时速度变大，则动能变大，所以该过程中重力势 教材素材小练 能转化为动能。由图可知，弹性小球弹跳的最大高度 1.没有大石头没有在力的方向上移动距离 越来越低，说明弹性小球克服空气阻力做功，与地面 2.重力 Gh 撞击做功，则弹性小球的机械能逐渐减小，且B点在 C点之前，所以弹性小球在B点的机械能大于它在C ○攻重难 点的机械能。 例解：(1)货箱的速度 ○探实验 =÷-识=03m/ 【实验过程】 零刻度线不同相同 (2)叉车对货箱所做的功 【实验笔记】 W=Gh=mgh=300kg×10N/kg×3m=9000J 动钢球木块质量速度 (3)叉车对货箱所做功的功率 例(1)速度(2)质量【解释】(1)速度质量速 P=W-9000J=900W 度越大(2)质量越大 【交流】动 t 10s 【通关再问】 变式96014400【解析】汽车匀速行驶时，牵引力 (1)即将碰撞物块时(2)增大(3)AC(4)合理 等于阻力，牵引力F=f=0.02G=0.02mg=0.02× 金属球运动的距离越大，克服阻力做的功越大，说明 480kg×10N/kg=96N,因为汽车行驶时功率恒定， 金属球的动能越大(5)速度(6)不相等(7)速度 所以汽车的功率P=”=臣=F=96NX10m/= ○刷真题 tt 1.减小 960W;在0~15s内汽车牵引力做的功W=Pt=960W 2.重力势能3.动不变 ×15s=14400J。 ⊙刷真题 第十二讲简单机械 1.F,E 2.不做功3.5×10-52×10- 第1节杠杆 ⊙过考点 4.AD ①硬棒②动力作用线③F1l1=Fzl2④费距离 5.解：(1)由图像可知，汽车在20~50min内通过的路 ⑤省距离⑥等于 12 、。己D已6江西物理 教材素材小练 中，动力和阻力都与杠杆垂直，力臂的大小恰好等 1.省力420将手向后移动（合理即可）》 于支点到力的作用点的距离：为避免偶然性，可通 2.3001.5×105 过改变力的方向使得力臂不等于支点到力的作用 ○攻重难 点的距离，以此验证猜想二是否正确。通过小红和 例①如下图所示 小明所测得的实验数据可以验证猜想二是错误的： 若想验证猜想一是否正确，需要用刻度尺测出正确 的力臂。通过上述验证可知，力臂是支点到力的作 用线的距离。 第2节滑轮、斜面及机械效率 变式如下图所示 ⊙过考点 ①改变动力的方向 ②省力③2 ④n ⑤力 ⑥ ·⑦之和⑧有用功⑨总功 n 教材素材小练 例②变大变大【解析】将木棒缓慢地由最初位置 拉到图中虚线所示位置的过程中，拉力F始终垂直于 1.G1sG2-G1 2.A3.240100% 木棒，则动力臂不变，阻力为木棒的重力，其大小也不 易错易混辨析 变；当木棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定 (1)×(2)√ (3)/ (4)×(5)× 角度后，重力的力臂（阻力臂）逐渐变大。因为阻力 ○攻重难 (即重力)不变，阻力臂变大，动力臂不变，所以，由杠 例6090% 杆的平衡条件F1l1=Fzl2可知，动力F变大。 变式1150150【解析】由图可知n=2,绳子自由 变式A【解析】由杠杆的平衡条件可知GL1= 端移动的距离s=ns物=2×1m=2m,拉力做的总功 W。=Fs=100N×2m=200J,则滑轮组做的有用功 必2即F=C，由九何知识可知L,与L:之比始 W有=7W。=75%×200J=150J,地面对物体A的摩 终等于两边的杆长之比，即两力臂之比是常数。所以 _W在=150J=150N. 擦力f= 不论杠杆怎样变换位置，力F都是不变的。 s物1m ○探实验 变式2解：(1)拉力做的总功 【实验过程】 W。=Fs=120N×10m=1200J 水平不同阻力大小动力F 拉力做功的功率 【实验笔记】 P=W是=1200J=60w 静止匀速转动自重左右力臂大小 方 t 20$ 向乘积 (2)克服物体重力做的有用功 例【证据】左不能【解释】F,L1=F,L,【交流】 W有用=Gh=200N×5m=1000J (1)作用线小费力(2)杠杆自重对实验有影响 斜面的机械效率 【通关再问】 W有m×100%二200×100%≈83.36 (1)FzL2十F,L3(2)阻力和阻力臂的乘积保持不变 1=W。 (3)①零②C③大(4)右 (3)克服物体所受摩擦力做的额外功 ○刷真题 W颜=W总一W有用=1200J一1000J=200J 1.杠杆< 由W颜=fs可得物体受到的摩擦力 2.费力增大压力3.杠杆 f=. 题_200J=20N 4.【设计实验与进行实验】(1)左(3)个数【分析与 10m 论证】一和二方向二刻度尺力的作用线 ⊙探实验 【解析【设计实验与进行实验】(1)图甲中杠杆左边 【实验过程】 高右边低，杠杆的重心偏右，应将平衡螺母向左调 重力竖直 初位置匀速末位置有用动 节使杠杆的重心移到中间位置。(3)为使实验结论 滑轮 具有普遍性，应多次实验，所以要改变力和力臂的 【实验笔记】 大小，可以通过改变钩码的个数来改变动力和阻力 大小高度距离物重动定同一重力 的大小。【分析与论证】根据前三组实验数据可以 例【证据】(1)匀速(2)0.480%【解释】(1)1、2 证明一、二两种猜想都是正确的。小明所做的实验 (2)2、3【交流】(1)不正确(2)C 参考答案 13 【通关再问】 ⑥接通⑦断开⑧大⑨无关⑩互不①正 (1)刻度尺 (2)总功150J (3)物重的倒数 电荷②10-6®各支路电流之和@电源 G (4)G+G×100%(5)错误1,2（或3、4） (6)变 ⑤10-3⑥220⑦阻碍⑧10©越长@越大 ④长度@定值电阻⑧导线@串联⑤阻值 小(7)牛顿第一定律(8)一 最大西越小⑦之和 ⊙刷真题 教材素材小练 1.0.2静止 1.吸引带电体能够吸引轻小物体2.正失去 2.B【解析】由第一个图可知，L1=L2,由杠杆平衡 3.不能可能（会）4.闭合断开串联 条件可得，F1=G;由第二个图可知，使用的滑轮组 5.导体串联 绳子的有效股数=3，则F:=C:由第三个图可 易错易混辨析 知，使用动滑轮时，动力作用在轴上，则F,=2G:由 (1)X(2)/ (3)×(4)×(5)/(6)× 第四个图可知，使用斜面时，斜面高是斜面长的 ○用仪器 ①磁场②指针偏转角度③串联④并联⑤试 半，则F=乞G。综上所述，F<F,<E,<F,故B 触⑥正⑦负 正确。 【课外应用】 3.CD【解析】由图可知，滑轮组的动滑轮上绕有4段 1.20mA调零（校零）2.B33.大4：1 绳子，则绳子自由端移动的距离s=4h=4×0.2m 4.电压0~2.5V1V =0.8m,A错误。不计滑轮装置自重、绳重和摩 ○攻重难 擦，地面对绳子的拉力F=G=×6N=1.5N: 例①串联 如图甲所示并联 如图乙所示 L 由于绳子对地面的拉力和地面对绳子的拉力是一 对相互作用力，因此绳子对地面的拉力为1.5N,B 错误。滑轮组对物体做的功W=Gh=6N×0.2m =1.2J,C正确。横梁受到6段绳子的拉力，所以 变式1不能能 横梁受到的拉力F懒=6F=6X1.5N=9N,D 变式2C【解析】A选项，S闭合时，铃响，灯被短 正确。 路，灯不亮，导线MN被扯断后灯亮且铃响，不符合题 4.BCD【解析】图中吊起动滑轮的绳子的段数n=3。 意。B选项，S闭合时，灯和铃并联，灯亮且铃响，导线 当钩码上升的高度为H时，绳子自由端移动的距离 为3H,则拉力所做的功W。=F×3H=3FH,A错 MN被扯断后，灯所在支路断路，此时铃响，灯不亮， 误。拉力做的有用功W用=GH,B正确。使用滑轮 不符合题意。C选项，S闭合时，铃被短路，灯亮，铃不 组时，需要克服动滑轮重力做额外功，故滑轮组的机 响，导线MV被扯断后灯和铃串联，此时灯亮且铃响， 械效率一定小于1，C正确。该滑轮组的机械效率7= 符合题意。D选项，S闭合时，灯和铃并联，灯亮且铃 响，导线N被扯断后，铃所在支路断路，此时灯亮， W者题X100%=3F石X100%-=G 3下X100%,D正确。 铃不响，不符合题意。 5.解：(1)箱子受到的重力 例2=< G=mg =20 kgX10 N/kg=200 N 变式32.4【解析】由图可知，L1、L2并联，电流表 (2)有用功W有用=Gh=200NX1.2m=240J A1测干路电流，A2测通过L1的电流，电压表测L2两 总功W。=FL=100N×3m=300J 端的电压。电压表所选的测量范围是0~3V且指针 额外功W瓶外=W。一W有用=300J一240J=60J 满偏，由于并联电路中各支路两端的电压相等，因此 L,、L2两端的电压和电源电压都是3V。由于并联电 箱子受到的摩擦力f= W:=60J=20N 路中干路电流等于各支路电流之和，因此干路中电流 (3)斜面的机械效率 表的示数大于支路中电流表的示数，A,所选的测量 W里X100%=240 =300号×100%=80% 范围是0~3A,示数为3A:A2所选的测量范围是0 ~0.6A,示数为0.6A。则通过L1的电流是0.6A, (4)①减小斜面的摩擦力；②减小斜面的坡度。（合 通过L2的电流I2=I一I1=3A一0.6A=2.4A。 理即可) 例3如下图所示 模块四 电（磁）学 第十三讲电路电流电压电阻 ○过考点 ①转移②橡胶棒③是否带电④电能⑤控制 14 。己·己6江西物理 例④如下图所示 线柱之外的某处发生断路，即L,断路，为排除故障顺 AH 利实验，接下来应该更换L1。【解释】分析实验数据， 可得到串联电路中电压的特点是UAc=UAB十Ux。 【交流】(1)电压表V,测L两端电压，电压表V,测 L,与L2两端的总电压。发现两个电压表的指针偏转 角度相同，则可能是V2的测量范围选大了。由于L 例⑤如下图所示 与L2两端的总电压等于电源电压，因此V2的示数为 3V;大的测量范围的示数为小的测量范围的5倍，故 此时V,的示数为0.6V。(2)测量BC间的电压，电 流应从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，因此 应保持C接点不动，将电压表V,的接线由A改接到 B;若保持B接点不动，将电压表V:的接线由A改接 例6如下图所示 到C,则电压表的正负接线柱接反了。 【通关再问2】 (1)大电功率(2)电压表到铜片(3)①L2②导 线分压③开关容易接触不良，造成电阻较大，分压 较多(4)移动滑片即可进行多次实验，不需要拆接 电路，便于实验操作(5)各节电池两端的电压之和 (6)A ○探实验 ⊙刷真题 【对比实验V】 1.正失去2.是否带电排斥3.负不带电 ①未调零 ②正负接线柱接反了③大 ④小 4.梳子正5.用电器电源6.并串 ⑤不同 7.并能8.B9.C 例①【证据】(1)如下图所示(2)断开(3)表格中没 10.(1)如图甲所示(2)如图乙所示(3)如图丙、丁 有单位【解释】(1)相等 相等 (2)等于【交 所示 流】L 出口 【通关再问1】 X (1)接触不良(2)b(3)0.5或0.1(4)①2.5电 流表选用小的测量范围，却按大的测量范围读数了 11.电源电流12.不变变小 ②更换不同规格的小灯泡其中一条支路的电流不 13.电流0.5mA 变(5)可行不可行(6)电源 14.电流表使用前未调零改接小的测量范围 例2【证据】(1)断开(2)如下图所示(3)L1【解 15.1.522016.长度横截面积 释】UAc=UAB十UC 【交流】(1)V20.6(2)B 提分专题三 电路故障分析 ○练思维 1.不变R:短路 2.C3.A 4.D【解析】由图可知，两个灯泡串联，电流表测量电 【解析【证据】(1)为了保护电路，每次拆接电压表时， 路中的电流，电压表测量灯泡L,两端的电压。若 开关应处于断开状态。(2)为了测量L1两端电压，电 灯泡L,断路，则电流表示数为零，两个灯泡都不 压表应并联在L1两端，电流从电压表的正接线柱流 亮，故A不符合题意。若灯泡L1短路，则电压表示 入，从负接线柱流出，L,和L,串联。(3)电压表正确 数为零，故B不符合题意。若灯泡L2断路，则两个 接在L2两端后，闭合开关，发现两个灯泡都不亮，说 灯泡都不亮，电压表和电流表都无示数，故C不符 明L,或L?断路；电压表无示数，说明电压表两个接 合题意。若灯泡L,短路，则灯泡L,不发光，电路 参考答案15 中的总电阻减小，电路中的电流变大，电压表测量 第十四讲 欧姆定律电功率 电源电压，电压表示数变大，故D符合题意。 5.B【解析】若灯泡L,断路，由题图可知，电压表V 第1节 欧姆定律的理解与计算 测电源电压，电压表V2有示数，电压表V,也测电 ○过考点 源电压，电压表V,有示数，故A不符合题意。若灯 R 泡L,短路，则电压表V,被短路，电压表V,的示数 ①正比 ②反比③长度④ ⑤倒数⑥产 为零，电压表V2的示数不为零，电路中有电流，因 ○攻重难 此有两个电表的指针偏转，故B符合题意。若灯泡 例①解：由图可知，R:、R:并联，电流表A测千路电 L。断路，电路中无电流，电流表A示数为零，电压 流，电流表A1测通过R1的电流。 表V1示数为零，故C不符合题意。若灯泡L2短 (1)由并联电路的电流规律可得，通过电阻R,的电流 路，电路是通路，电流表A有示数，两个电压表也有 I2=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A 示数，故D不符合题意。 (2)由并联电路的电压规律以及欧姆定律可得，电源 6.A【解析】由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联， 电压 电流表测电路中的电流。闭合开关后，灯泡不亮， U=U1=I,R,=0.2AX20Ω=4V 且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表均没有 (3)由欧姆定律可得，电阻R,的阻值 示数，说明电路断路；用电压表测得接线柱j和α、 U:U 4V b、c、d、e五个接线柱间均有电压，则a、e之间是通 2=元1,0.4A0》 路；用电压表测得接线柱j和f间无电压，则导线 变式解：(1)当滑片P移到b端时，滑动变阻器接入 ef断路；若导线gh断路或灯泡断路，用电压表测 电路的电阻为0Ω，只有灯泡工作，灯泡正常发光。灯 接线柱j和f间应有电压。故A符合题意，B、CD 泡正常发光时的电压为3V,则电源电压U=U=3V 不符合题意。 7.C【解析】由图可知，两个灯泡和滑动变阻器串联， (2)根据欧姆定律可得，灯泡的电阻为R=元 电压表测L1两端的电压。若L1断路，电流表无示 3V 数，电压表有示数，故A错误。若电流表无示数，说 0.6A=52 明电路断路，电压表有示数，说明电压表与电源接 (3)当电流表的示数为0.2A时，根据欧姆定律可知 通，故障可能是L1断路，故B错误。若R短路，电 U3V 流表有示数，电压表有示数，移动滑动变阻器的滑 电路中的总电阻为Ra=7=0.2A=150 片，电流表、电压表的示数不变，故C正确。若电流 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，滑动变阻器接 表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，可能是 入电路的电阻为R'=Ra一R,=152-52=102。 电压表断路或短路，也可能是L1短路，故D错误。 例21：22：1 8.A【解析】由图可知，闭合开关S,两个灯泡并联， 变式14：11：1 电流表测通过L1的电流，电压表测电源电压。由 变式24：15：4【解析】当开关S闭合、S2断 题意知，L1不发光，L2发光，电流表无示数，说明 开，甲、乙两表为电流表时，R1和R2并联，甲电流表 L2所在支路是通路，L所在支路发生断路，即L 测通过R,的电流，乙电流表测干路电流；因为并联电 断路，故A符合题意，B、C、D不符合题意。 路中干路电流等于各支路电流之和，两表指针所指位 9.D【解析】根据实物图可知，小灯泡L与定值电阻 置相同，所以乙电流表的示数是甲电流表示数的5 R并联，一个电流表测量通过小灯泡L的电流，一 倍，即I#:Iz=1:5:则通过两个电阻的电流之比I 个电流表测量干路中的电流：闭合开关后，两个电 :I2=I甲：(Iz一I甲)=1：(5-1)=1：4；因为并联 流表正常工作，且读数相同，这说明两个电流表测 电路中各支路两端的电压相等，由欧姆定律可得，R, 量的是同一个用电器中的电流，所以都是测量通过 :R2=I2:I1=4:1。当开关S1、S2闭合，甲、乙两 小灯泡L的电流，小灯泡L是正常的，故障是R断 表为电压表时，R,与R,串联，甲电压表测电源电压， 路（若短路，则电源短路）。 乙电压表测R,两端的电压，因为串联电路中各处的 10.A【解析】灯泡L2断路，电路为L1的简单电路， 电流相等，所以两个电阻两端的电压之比等于电阻之 电流表示数为0，电压表示数等于电源电压，故A 比，即4：1；因为串联电路中总电压等于各部分电压 符合题意。灯泡L1断路，电路为L2的简单电路， 之和，所以甲、乙两个电压表的示数之比U甲：Uz= 电流表测量L2的电流，电压表测量L2两端的电 (U1+U2):U1=(4+1):4=5:4。 压，两个电表均有示数，故B不符合题意。灯泡L2 例3200.3 短路，L1也被短路，两个灯泡都不发光，故C不符 变式1乙20【解析】由图a可知，定值电阻R,和 合题意。电流表断路，电压表、电流表示数均为0， 滑动变阻器R2串联在电路中，电压表V,测定值电阻 故D不符合题意。 R,两端的电压，电压表V,测滑动变阻器R:两端的 16 A。己·已6江西物理 电压，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻 并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通 器连入电路的电阻变大，根据串联分压规律可知R, 两端的电压变大，R,两端的电压变小，结合图b可 过两个电阻的电流之比，一 1=1A-14=5-3_2 3 39 知，甲是R,的I-U图像，乙是R2的I-U图像；滑 U 动变阻器接入电路的阻值最大时，滑动变阻器两端的 电压最大，电路中的电流最小，由图b可知此时U2= 由I= 京可得，两个电阻的阻值之比式： 11 4V,I=0.2A,根据欧姆定律可得，滑动变阻器的最 12 大限值是R=号--》n, 3 2° 变式2解：(1)增大 4.=< (2)桶内未装液体时，弹簧所受拉力为零，由图乙可 知，此时金属棒R接入电路的阻值为502，总电阻为 5解，①道过电阻R的电流1-只-吕-1,2N U 12V (2)通过电阻R1的电流I1=I。一I=1.6A-1.2A= Ra=7=0.2A=600 0.4A 则电路中定值电阻R。的阻值为R。=R。一R=602 U_24y=600 -502=102 电阻R,的阻值R,=一O.4A (3)当桶内装满某种液体时，电流表的示数为0.3A, 6解：①灯泡正常工作时的电流I光-A 此时总电阻为R。-片-头-400 U籁_2V 则此时金属棒R接入电路的阻值为R'=Rg'一R。= 小灯泡的电阻R=7-A=20 (2)定值电阻R。与小灯泡串联。 402-10Ω=302 由图乙可知，此时弹簧所受拉力为0.4N,则液体重力 (3)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电流最 为G=0.4N,液体的密度为 大，为1A,则 G 0.4N Ro-I1A =62 10 N/kgx40X10-m G =1 R。=Ra-R,=62-2n=42 ×103kg/m (4)当电流最小为0.2A时，滑动变阻器接入电路 (4)偏小 的电阻最大，则 ○刷真题 k,名-80n 1.1:12:1【解析】当开关S断开、开关S2掷到 R大=Re'-R,-R1=302-42-2Q=242 1时，电阻R,和R,串联，电流表A1与电流表A: 第2节电功率、焦耳定律的理解与简单计算 都测电路中的电流：根据串联电路的电流规律可 知，电流表A与电流表A2的示数之比为1：1。 ⊙过考点 当开关S,闭合、开关S2掷到2时，电阻R,和R ①其他形式的②U1t③3.6×105④做功快慢 并联，电流表A1测干路中的电流，电流表A2测R, ⑤U1⑥10-3⑦正常工作⑧导体的电阻⑨通 所在支路的电流；根据欧姆定律可知，通过R,和 电时间⑩纯电阻（⑧、⑨两空可互换） R,的电流相等；根据并联电路的电流规律可知，电 ○用仪器 流表A1与电流表A2的示数之比为2：1。 ①干路 ②231.6⑤w*-w④尺 2.41:1【解析】由图可知，R,与R,串联，电压表 【课外应用】 测滑片右侧电阻丝两端的电压，电流表测电路中的 电流。当滑片P在a端时，电压表测Rz两端电压， 1.104320【解析】路由器的电功率为P=”= 其示数U2=2V;因为串联电路中各处电流相等，且 2305.4kW·h-2304.2kW·h R2的最大阻值与R相等，所以R:与R2两端的电 =0.01kW=10W。 5×24h 压相等，即U1=U,=2V,则电源电压U=U1十U2 小区用户每月(30天)消耗的电能为W'=P'1'= =2V+2V=4V。因为电压表的内阻很大，在电 1000×10×10-3kW×24h×30=7200kW·h,需 路中相当于断路，所以滑片移动时，电路中的总电 要交的电费为7200kW·h×0.6元/(kW·h) 阻不变，电路中的电流不变，故I1：I2=1:1。 =4320元。 3.1:13:2【解析】由图可知，R:与R2并联，电 2.不能该电能表只能接在110V、60Hz的交流电 流表A,测干路电流，电流表A2测R,所在支路的 路中使用 电流。因为并联电路中各支路两端的电压相等，所 ○攻重难 以R1与R,两端的电压之比U1:U2=1:1。因为 例10.512 参考答案 1> 变式11800.5 小灯泡的电阻不随温度的变化而变化，小灯泡的额 变式20.750 定功率 变式3L1L2 U=2.5V) 例②解：(1)电阻R1与R2串联，电流表测电路中的 P颜=U版I领=R=100 =0.625W 电流，电压表测R,两端的电压。 5.解：(1)电热水壶正常工作时的电功率等于其额定 U_3V 功率，即P=P瓶=1500W 由欧姆定律可知，R:的阻值R。=元=0.，2A=150 (2)电流所做的功W=P1=1500W×5×60s=4.5 (2)根据串联电路中电流处处相等可知，R,两端的 ×105J 电压 U1=I1R,=0.2A×52=1V (3)解法一：电热水壶的额定电流I颜= P一 R,的电功率P,=I1U1=0.2A×1V=0.2W 1500W (3)根据串联电路的特点知，电源电压U=U1十U2= 220V ≈6.8A>5A,不安全。 1V+3V=4V 解法二：接线板允许的最大功率P饭=UI'= (4)通电3min,电阻R1产生的热量Q1=I,2R,t= 220V×5A=1100W<1500W,不安全。 (0.2A)2×5×3×60s=36J 变式解：(1)由图甲可知，开关S接2时，R1和R: 6.解：)通过L的电流=岩-3文=1A 串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路的总 =3 电阻最大，由P一发可知，总功率最小，电饭锅处于保 L1的电阻R1= =32 I1-1A P:_6W 温挡。开关S接1时，接入电路的电阻只有R,电路 (2)通过L:的电流1，=云=3V=2A 的总电阻最小，总电流最大，总功率最大，电饭锅处于 电流表的示数I=I1+I2=1A+2A=3A 加热挡。 (3)闭合开关S,L1、L2均正常发光。 由图乙可知，电饭锅在加热挡工作时电路中的电流是 电路消耗的总功率 4A,根据欧姆定律可知，R1的阻值 U_220V=550 P8=P:+P2=3W+6W=9W R--4A 7.解：(1)小灯泡正常发光时的电流 (2)电饭锅的加热功率P加热=U11=220V×4A P题=3W 1a-=6V=0.5A =880W 电饭锅的保温功率P保m=UI2=220V×1A=220W _U=6V 小灯泡正常发光时的电阻R-=05A=120 (3)由图乙可知，30min内电饭锅在加热挡工作的时 (2)小灯泡正常发光时，电路总电阻 间t1=l0min=600s,在保温挡工作的时间t2= 20min=1200s Us8V 则30min内电饭锅消耗的电能W=W1十W:=P知热 Re=-05A=160 滑动变阻器连入电路的电阻 t1+P保题t2=880W×600s+220W×1200s=7.92 ×105J R=R。-R灯=162-122=42 ⊙刷真题 电路消耗的总功率P。=U。I=8VX0.5A=4W 1.串额定电压不同 8.解：(1)当开关S、S2都闭合时，L2被短路，电阻R。 2.2:12:1【解析】甲、乙两个电路的总电压相 与L,并联，一个电流表测干路电流，一个电流表测 等，调节滑动变阻器使电路中所有相同规格的小灯 通过R。的电流。因为I1>I2,所以干路电流为 泡正常发光。甲电路中两个小灯泡并联，所以甲电 I1,通过R。的电流为I2,则电源电压U=I2R。 路中干路电流是该小灯泡额定电流的两倍：乙电路 通过L1的电流I1=I1一2 中两个小灯泡串联，电路中电流等于小灯泡的额定 U I2Ro 电流，所以1甲：12=2：1。甲、乙两个电路总电压 L1的电阻R==- 相等，I甲：Iz=2:1,根据电功率公式P=UI可 (2)当开关S、S2都断开时，L1和L2串联，电路中 知，P甲：P2=2:1。 的电流为I3,则电路的总功率P。=UI3=I,R。I3 3.时间10 =I2I;Ro 4.解：(1)电压表示数为2V,电流表示数为0.2A。 9.焦耳Q=IRt (2)小灯泡的实际功率Px=UxI=2V×0.2A 10.解：(1)闭合S、断开S2,只有R1和电流表接入电 =0.4W 路中。 (3)小灯泡的电阻为R=)些=2V 1g0.2A=10n UU 9V R,的阻值R,=云-7，=0.9A=100 18 A。2·25江西物理 R,工作100s产生的热量Q=IR1t=(0.9A)2:0.5倍；根据串联分压规律可知，当接入25Ω的定值 ×10×100s=810J 电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻R箭=0.5× (2)闭合S1和S2,R,与R2并联，电流表测量干路 25Q=12.5.即所选择的滑动变阻器的最大阻值不 中的电流。 能小于12.52，而102十5=15>12.52，故他可 R,两端的电压U2=U=9V 以完成实验。【拓展】要探究电流与电压的关系，要保 由并联电路的特点可知通过R,的电流不变，由并 持电阻阻值不变，而定值电阻的阻值不变，因此借助 联电路电流的规律可得通过R,的电流 上述器材能完成该实验，故A正确。把电流表接在不 I2=I-11=1.4A-0.9A=0.5A 同位置，可以测出串联电路中不同位置的电流，应用 第3节探究电流与电压、电阻的关系 上述器材可以探究串联电路中电流的关系，故B正 确。利用上述器材，可以组成并联电路，因此能利用 ○探实验 电压表探究并联电路中电压的关系，故C正确。 【对比实验】 【通关再问2】 ①改变②不变③ Uw一Umn Us-Im R (1)变大左 (2)2.5(3)B(4)将定值电阻换为 电阻箱 ⑤增大⑥过小 【解析】(3)电压表示数不变，即I与R之积为一个定 例①【证据】(1)右(2)如下图所示(3)0.30【解 释】(1)正比(2)改变定值电阻两端的电压【交流】 值，说明I与R成反比，故A错误。换用不同的电阻 时，电压表示数不变，故B正确。电源电压为3V,定 未知定值电阻R,测定值电阻的阻值 值电阻两端的电压为2V,滑动变阻器两端的电压为 ✉ 1V,由串联电路的分压规律可知，滑动变阻器连入电 路的阻值与定值电阻的阻值之比为1：2，即滑动变阻 器连入电路的阻值Rp与R的阻值成正比，故C错 讽。定值电阻的功率P:=2”,说明电阻R的电 功率与电阻R的阻值之积为一个定值，即电阻R的电 【通关再问1】 功率PR与R的阻值成反比，故D错误。 (1)电流表未调零(2)B(3)①增减新干电池的节 ○刷真题 数②小灯泡灯丝的阻值随温度的变化而变化 1.【猜想与假设】增大【设计实验】④⊙【进行实 ③可以 验】0.06【分析与论证】如下图所示【结论】正比 例2【证据】(1)滑动变阻器接入电路的阻值太小 ↑A 0.5 (2)定值电阻断路(3)2电阻和电流没有单位 0.4 0.3 【解释】反【交流】可以【拓展】ABC 0.2 【解析【证据】(1)小誉同学连接好电路，将滑片移到 0.1 最右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，为了保 0051.01.52.025U八 护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻 2.表1： 值最大处，故此时不能闭合开关进行实验。(2)移动 实验次序 电压U/V 电流I/A 滑动变阻器的滑片，发现电流表指针几乎不偏转，说 2 2 明电路可能断路；电压表示数为3V,说明电压表与电 2 4 源连通，电压表串联在电路中，则故障可能是定值电 3 6 阻断路。(3)由表中数据可知，定值电阻两端的电压 为Uv=IR=0.4A×52=…=0.1A×202= 表2： 2V:他设计的表格存在的问题是电阻和电流没有单 实验次序 电阻R/2 电流I/A 位。【解释】由表中数据可知，电流与电阻的乘积为一 2 5 个定值，故可得出结论：导体两端的电压一定时，通过 2 10 导体的电流跟导体的电阻成反比。【交流】实验中使 3 15 用的定值电阻的阻值最大为25Q,定值电阻两端的电 3.【制订计划与设计实验】(1)如下图所示(2)右 压始终保持Uv=2V,根据串联电路电压的规律可 保护电路改变电源电压【进行实验与收集证 知，滑动变阻器分得的电压U满=U一Uv=3V一2V 据】(1)滑动变阻器接入电路中的阻值过小（或电压 表的测量范围过小)(2)C【实验结论】在电阻一 1V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的)Y 定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 参考答案 19 (4)0.988灯丝的电阻随温度的升高而增大【拓 展】如图乙所示闭合开关前，不能将滑动变阻器的 滑片移到阻值最大处 第4节伏安法测电阻和电功率 ①探实验 【对比实验M】 ①P=UI ②R ③求平均值④实际功率⑤温 度⑥不能 U 例n【实验原理】R= 【实验步骤】(1)如下图所示 (2)0.39 减小误差【拓展】②移动滑动变阻器 滑片P至b端 R 【解析【实验步骤】(1)小灯泡的额定电压为3.8V,正 U颜 常发光时的电阻约为150，其额定电流约为I'= 3.8V 152 ≈0.25A,故电流表选用小的测量范围串联 在电路中，电压表选用大的测量范围并联在小灯泡两 ☐3 端。(2)为了保护电路，连接好电路后，在闭合开关 【解析【实验原理】要测出定值电阻的阻值，需要用电 前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。(3)正 压表测出它两端的电压，用电流表测出通过它的电 确连接好电路并闭合开关后，发现电流表和电压表示 流，故该实验的原理是R-号。【实验步骤1)滑动 数都不为零，说明电路是通路，且小灯泡没有短路；小 灯泡不亮，说明小灯泡的实际功率太小。(4)由表中 变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数变小，说明 数据可知，当小灯泡两端的电压为3.8V时，通过小 滑动变阻器连入电路中的阻值变大，故将滑动变阻器 灯泡的电流为0.26A,则小灯泡的额定功率P籁= 的左下接线柱接入电路。(2)电流表选用小的测量范 U癫I籁=3.8V×0.26A=0.988W。当小灯泡两端 围，分度值为0.02A,其示数为0.3A,则测得未知电 的电压增大时，通过它的电流也增大，根据P=UI可 且的阻值尺，兰-会-90：为了减小误差，应 知，小灯泡的功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度 的升高而增大，故小灯泡两端的电压与通过它的电流 多次测量取平均值。【拓展】②闭合开关S,移动滑动 之比不是定值。【拓展3.8V和1.3V在电压表的大 变阻器滑片P至b端，电压表示数为U2。③在步骤 的测量范围表盘上没有对应刻度，只能估测，产生的 ①中，电路为R,的简单电路，电压表测得电源电压为 误差较大。根据串联电路的电压规律可知，当小灯泡 U1:在步骤②中，R,与滑动变阻器（连入电路的阻值 最大)串联，电压表测R,两端电压，根据串联电路电 两端的电压为3.8V时，滑动变阻器两端的电压为 压的规律可知，滑动变阻器两端电压为U1一U2;根据 6V-3.8V=2.2V,故电压表应选用小的测量范围 欧姆定律可知，电路中的电流I=一 并联在滑动变阻器两端。由串联电路的分压规律可 二，故待测电 R。 知，滑动变阻器接入电路的阻值越大，电压表示数也 越大。为了保护电压表，在实验操作的过程中需要注 阻R,=7=,-U,R 意的问题是闭合开关前，不能将滑动变阻器的滑片移 【通关再问1】 到阻值最大处。 小于2)r(R不正确， 【通关再问2】 (1)闭合开关，调节滑片，增大电路中的电流，直至小 实验过程中R,和R。两端的电压不相等(5)电阻太 灯泡亮度达到一定程度，同时一直观察电流表的指针 大，电路中电流太小，无法测量(6)电流表使用前没有 偏转情况电流表指针的偏转角度始终较小(2)电 校零 压实际功率(3)不可行不能测出小灯泡的额定 例2【实验步骤】(1)如图甲所示(2)将滑动变阻器 功率(4)正确 65)U,-U) 的滑片移到阻值最大处(3)小灯泡的实际功率太小 (6)C Ro 20 A己·已5江西物理 ○刷真题 7.【实验原理】P=U1【实验步骤】(1)断开电流表 1.(1)如下图所示(2)调零（或校零）(3)0.52.5 接入大的测量范围(2)电压表断路小灯泡断路 (3)左2.51 提分专题四动态电路分析 ○练思维 1.D2.B 3.C【解析】由图可知，电阻R与滑动变阻器串联， 2.【实验原理】R=7 【实验步骤】(1)没有将滑动变 电压表测滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器 阻器的滑片移到阻值最大处(2)滑动变阻器断路 的滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电 (3)0.269.6【拓展】错误灯丝电阻随温度 阻变小，则电路中的电流变大，即电流表的示数变 变化而变化 大：根据串联电路的电压分配规律可知，滑动变阻 U 3.【实验原理R=了 器连入电路中的电阻变小，其两端所分电压变小， 【实验步骤】(2)断开开关 将 即电压表的示数变小。 电流表正、负接线柱上的导线对调(3)只测量了4.D【解析】由图可知，电路为串联电路，电流表测电 一组数据，实验误差较大(4)10正比(5)0A 路中的电流，电压表V2测R1和R2两端总电压， 4.【实验步骤】(1)如下图所示(2)断开移动滑动 电压表V1测R,两端电压。将滑动变阻器的滑片 变阻器的滑片(3)0.75较暗【拓展】①电压表 P由b端移至a端，滑动变阻器接入电路的电阻变 的正、负接线柱接反②小灯泡两端电压不能达到 小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知电路中电 额定电压 流变大，即电流表示数变大；滑动变阻器接入电路 的电阻变小，则R,和R2的总电阻变小，根据串联 分压规律可知R1和R2两端总电压减小，即电压表 V2的示数变小，故A、B错误。滑动变阻器接入电 路的电阻变小，根据串联分压规律可知电压表V1 示数减小；根据串联电路电压特点可知R,两端电 压减小多少，R,和R,两端总电压增加多少，串联 5.(1)如下图所示 (2)开关接触不良 (3)正常发光 电路中电流处处相等，△I是电路中电流的变化量， 0.80(4)如下表所示 则△U1与△I的比值等于R,和R,的总电阻，故C 错误。根据串联电路电压特点可知，R,和R,两端 总电压减小多少，R,两端电压增加多少，△I是电 路中电流的变化量：调R,=普故D正确 5.AD6.A B 7.B【解析】由图可知，当开关S闭合、开关S掷到2 时，电阻R。与电阻R:并联，电压表被短路，其示数 实验 电流 电压 电阻 电阻平均 为U1=0,电流表测干路电流，其示数为I1=I。十 次序 I/A U/V R/2 值R/2 1。,=反。+反：。开关S断开，开关S由2掷到1的 1 同时，将滑动变阻器的滑片移到最左端，电路为R, 的简单电路，电压表测R,两端的电压，其示数U: 3 =U,所以O1<U2;电流表测通过R1的电流，其示 6.(1)如图甲所示(2)右(3)如图乙所示(4)电 U 源电压太高了（或滑动变阻器的最大阻值过小） 数1，==R已知R=R:,则1>。 减少新千电池的节数(5)0.5 8.B【解析】先闭合S,只有L,接入电路，电压表测 电源电压，电流表测通过L,的电流；再闭合S,L1、 L并联，电压表还是测电源电压，所以电压表示数 不变，此时电流表测干路电流，电流表示数变大，故 B正确，A、C错误。先闭合S,再闭合S的过程 中，灯泡L,两端的电压不变，通过它的电流不变， 因此灯泡L的电功率不变，因而亮度不变，故D错误。 参考答案2