《浙江中考復習電學計算專題》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《浙江中考復習電學計算專題(16頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、浙江中考復習-電學計算專題
(一)電功(W)
1. 概念:
電流通過導體時可以做功。電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程。電流做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。
2. 公式:
電功的基本公式是:
根據(jù)歐姆定律,基本公式還可推導出公式
由電功率的定義又推導出:
3. 單位:
焦耳:
千瓦時(度):
4. 電能表:(俗稱電度表)
電能表是測量電功(電能)的儀表,它表盤上的單位是度。電能表的計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差,就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。
(二)電功率(P)
1. 概念:
電流在單位時間內(nèi)所做的功叫做電功率。它是反映電流做功快慢的物理量。
2、
2. 公式:
由電功率的定義得
由電功率的定義式和電功的基本公式可導出計算電功率的基本公式
3. 單位:
瓦特:
千瓦:
4. 額定電壓和額定功率:
用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓,用電器在額定電壓下的電功率叫做額定功率。這兩個數(shù)值往往標明在用電器上,不同的用電器這兩個數(shù)值一般不相同。
當用電器兩端的電壓等于用電器的額定電壓時,其電功率等于它的額定功率,此時用電器正常工作。
當用電器兩端的電壓小于用電器的額定電壓時,用電器的實際功率就小于它的額定功率,該用電器不能正常工作。
當用電器兩端的電壓大于用電器的額定電壓時,用電器的實際功率就大于它的額定功率,該用電器也不
3、能正常工作,并容易損壞。
決定用電器工作狀況的是用電器的實際功率,它的大小將隨著它兩端的實際電壓的改變而改變。
(三)實驗——測定小燈泡的功率
根據(jù)實驗要求,自己設計出電路,畫出電路圖,并連接實物元件組成實驗電路。
調(diào)節(jié)滑動變阻器上的滑片P的位置,用電壓表和電流表分別測出小燈泡的實際電壓、額定電壓和對應的實際電流、額定電流。
用公式計算出小燈泡的實際功率和額定功率。
說明:在連接電路和測量中,要熟練掌握電壓表、電流表、滑動變阻器的使用方法;會正確選擇量程、接線柱;能準確讀數(shù)。
(四)焦耳定律
電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比
4、。這個規(guī)律叫焦耳定律。用公式可表示為:
(五)關于電功、電功率的計算
解題步驟:
1. 在分析題意的基礎上畫出不同情況下的等效電路圖,并在該電路圖上注明已知條件及要求的物理量;
2. 運用串、并聯(lián)電路的特點及求電功率的公式(可直接使用導出式)列出方程或方程組;
3. 求解方程。
主要公式:
【典型例題】
[例1] 小華家的電熱水壺因使用不當而燒壞,他打算自己更換一根電阻絲把壺修好,但不知道電阻絲的阻值,他找出電熱水壺的包裝盒,上面印有如下的表格:
——電熱水壺 220V 50Hz
型號
功率
容量
SPS—1.0L
5、
800W
900W
1.0L
SPS—1.5L
1200W
1500W
1.5L
根據(jù)表格中的資料你能幫小華算出此壺電阻絲的阻值嗎?
已知:,
求:
解:
[例2] 兩只燈泡L1和L2分別標有“220V 40W”和“110V 100W”字樣,若把它們串聯(lián)在電路中,總功率最大不得超過多少瓦?若把它們并聯(lián)在電路中,總功率最大不得超過多少瓦?
已知:
求:串聯(lián)時的最大總功率
并聯(lián)時的最大總功率
分析:該題屬“照顧弱者”一類典型題,即為了二者都不損壞,在串聯(lián)時要使通過它們的電流等于二者中額定電流較小的;在并聯(lián)時要使它們兩端電壓等于二者中額定電壓
6、較小的。
解:
串聯(lián)時(如圖1甲) ∵
圖1
∴
并聯(lián)時(如圖1乙) ∵ ∴
∴
[例3] 燈泡L與定值電阻R0并聯(lián)接于12V電路中時,燈泡L正常發(fā)光,此時干路電流為1.8A。當把它們串聯(lián)接于另一電路時,燈泡L的功率為它額定功率的,電阻R0的功率為0.9W。求燈的額定功率。
此題在串、并聯(lián)兩種狀態(tài)下電路電壓不同,這一類型題求解一般較難。如果巧用比例,可化難為易。
解:根據(jù)題意畫出等效電路圖如圖2所示。
由甲圖可得,代入數(shù)據(jù)后①
由乙圖可得,代入數(shù)據(jù)后②
由①②式聯(lián)立求解得,。
圖2
[例4]
7、用一標有“220V 800W”的電熱水壺燒開一壺水,在220V電壓下使用時需要1h 4min。八一建軍節(jié)快到了,李彤和劉寧聽說學校附近的鐵道兵施工工地喝開水困難,她們組織了班里部分同學去慰問,并帶去了這把熱水壺,當他們把220V電源接到工地上使用時,發(fā)現(xiàn)燒開同樣一壺水卻需要1h 40min,同學們正疑惑不解時,劉寧說一定是導線太長損耗了一部分功率。導線上損耗功率有多大呢?請你幫她們算一算。為了計算方便,與實際情況相比我們忽略了哪些因素?
此題計算繁鎖,如果不講究計算技巧,很容易出錯。遇到這樣的習題,在運算過程中應注意:若不到最終結(jié)果盡量不要近似計算,盡量保留分數(shù)形式,以便在后面的運算中約分
8、、化簡。這樣不但簡化運算,而且保證了最終結(jié)果的準確性。以下解析供同學參考。
解:根據(jù)題意畫出兩情況下的等效電路圖如圖3所示。
在220V電壓下燒水時間 在工地燒水時間
因為燒開同樣一壺水所需熱量相同即:, ∴
由 ∵ R一定 ∴ P與成正比
∴ ∴
再由乙圖串聯(lián)正比關系: ∴
在運算中我們忽略了電熱水壺的電阻絲阻值隨溫度變化的因素。
圖3
[例5] 當一個電阻兩端電壓增加了時,通過該電阻的電流增加了(設電阻阻值不變),請證明該電阻功率的變化量。
此題證明方法很多,一般都是公式推導證明,我們應善于用所學過的各種數(shù)學工具,例如坐標圖
9、象法論證,它比公式推導法更加簡單、直觀、明了。以下用兩種方法論證,供同學們參考、對比。
證一:
∵ ∴
證二:如圖4所示
∵
而
∴ (S1、S2、S3表示圖4中相應的長方形面積)
圖4
[例6] 有兩盞燈泡“220V,40W”、“220V,60W”,但它們的銘牌模糊不清,請你用兩種方法分辨它們。
解析:兩燈泡的額定功率不同,雖然額定電壓相同,但帶來的不同點至少有以下幾個方面:電阻、實際功率等。
答案:至少有以下幾種:① 目測比較燈絲粗細;粗的電阻小,為“220V,60W”;②
用萬用表電阻檔測量,電阻大為“220V,40W”;③ 用“伏安法”測定
10、;④ 正常工作
比較亮度,亮度大的是“220V,60W”,任選兩種。
拓展延伸:對于此類開放性題,緊抓住物理特征,電阻、實際功率的不同,方法可以由這兩個物理比較去展開,如此則打開思路,方法多變。
[例7] 小剛用甲、乙兩只小燈泡做如圖5所示的串聯(lián)、并聯(lián)研究實驗,發(fā)現(xiàn)兩種不同的現(xiàn)象,并記錄在表中。
(1)比較兩次實驗中,電路消耗的總功率的大小;
(2)比較與的大小;
(3)請分析一下這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。
串聯(lián)
并聯(lián)
甲燈
亮
暗
乙燈
暗
亮
圖5
解析:由于兩電路中的總電壓相同都等于電源電壓,由知,電阻大的功率小。在串聯(lián)電路中,由,電阻大燈泡亮一些;在并
11、聯(lián)電路中,由,電阻小的燈泡亮一些。
答案:
(1)并聯(lián)電路的總功率比串聯(lián)電路的總功率大;
(2);
(3)在串聯(lián)電路中,由知:甲的電阻大,甲的功率大,甲燈亮;在并聯(lián)電路中,由,甲的電阻大,甲的功率小,甲燈暗。
方法提煉:題目只發(fā)現(xiàn)甲、乙兩燈亮暗不同,解答本題的關鍵是燈泡的亮暗由燈泡的實際功率決定,根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的功率公式特點,采用控制變量的方法進行判斷。
[例8] 如圖6所示,電源電壓和燈泡電阻不變,當合上開關S1,斷開開關S2和S3時,電燈R1正常發(fā)光,電壓表示數(shù)為6V;當合上開關S1,S2,斷開S3時,電流表示數(shù)為1A;當合上S3,斷開S1、S2時,燈R1的實際功率為其
12、額定功率的1/9,R2消耗的功率為0.6W,求燈L的額定功率和電阻R3的阻值。
圖6
解析:由于電路變化大,所以在求解過程中,首先作出等效電路圖,再根據(jù)電路特點,聯(lián)系各量列方程求解。
答案:
(1)當S1閉合,S2,S3斷開時,等效電路如圖7所示,電壓表示數(shù)為6V,恰好是電源電壓,同時燈泡正常發(fā)光,此時燈泡功率為額定功率, ①
圖7
(2)當S1,S2合上,S3斷開時,等效電路如圖8所示,此時燈泡正常發(fā)光。
因為
故,即
圖8
(3)當S3閉合,S1,S2斷開時,等效電路如圖9所示,由于燈L及R2,R3串聯(lián),根據(jù)題目所給條件,聯(lián)系串聯(lián)電路的分壓特點。
圖
13、9
因為,即
所以,而此時又因為,即 ③
即 ④
將③式代入④式得:,代入②式得:
解得或(舍去),故
因為,故
由圖可知,,解得
易錯分析:求解電學綜合題的思路很多,本題用常規(guī)按電路變化的順序,列方程求解的方法,解本題的關鍵是按題目要求畫出各種情況下對應的等效電路圖,然后各個電路分步求解,思路明晰、清楚。
【模擬試題】
(答題時間:60分鐘)
一. 單項選擇題
1. 把同樣長短和同樣粗細的一根銅導線和一根鎳鉻合金導線串聯(lián)在電路中,下列說法中正確的是( )
A. 銅導線兩端電壓大,通過的電流大
B. 鎳鉻合
14、金兩端電壓大,通過的電流大
C. 銅導線兩端電壓大,但兩根導線通過的電流一樣大
D. 鎳鉻合金兩端電壓大,但兩根導線通過的電流一樣大
2. 如圖1所示,當變阻器滑片P在某一范圍移動時,A讀數(shù)變化范圍為1~2.4A,V讀數(shù)變化范圍為10~7.2V,則R1阻值和電源電壓分別是( )
A. , B. ,10V C. ,12V D. ,10V
圖1
3. 如圖2所示電路,總電壓U保持不變,滑動變阻器總阻值為2R,當滑片位于變阻器中點O時,四只電流表示數(shù)相同,都為I0,當滑片向上移動到點時( )
A. A1的示數(shù)大于I0 B.
15、A2的示數(shù)大于I0
C. A3的示數(shù)大于I0 D. A4的示數(shù)大于I0
圖2
4. 電冰箱啟動時,與電冰箱并聯(lián)的臺燈變暗,關于這一現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A. 進戶線中的電流變大 B. 線路中的電阻變大
C. 線路中熱損失變大 D. 燈泡兩端電壓變小
5. 在圖3中,合上開關后兩燈都正常工作,兩表均有示數(shù)。突然兩燈熄滅,且V示數(shù)變大,A示數(shù)為零,由此判斷電路中可能出現(xiàn)的故障是( )
A. 電流表損壞 B. 燈L1斷路
C. 燈L2斷路 D. 燈L2短路
16、圖3
二. 實驗題
6. 兩盞電燈L1和L2,L1的電阻比L2的電阻大;若將它們串聯(lián)接入電路中時,加在 燈兩端的電壓較大,在相等時間里,電流流過 燈所做的功較多。
7. 如圖4所示,額定功率為2W的燈泡L與一個阻值為的電阻R串聯(lián)后接到由4節(jié)新干電池串聯(lián)而成的電池組上,小燈泡恰能正常發(fā)光,要使電路消耗的電功率較小,小燈泡的電阻和額定電壓的值分別為 和 。
圖4
8. 如圖5所示,電源電壓不變,當開關S閉合與斷開時,R1兩端電壓之比是4:3,則當S斷開時,R1與R2的功率之比是 。
圖5
9. 下面是某同學家本月的電費單
17、據(jù),據(jù)此單據(jù)你可以得到哪些數(shù)據(jù)信息(說出兩點)。
(1) ;
(2) 。
三. 簡答題
10. 有人認為:用電流表分別測出兩燈泡電流相等,則兩燈一定串聯(lián);用電壓表分別測出兩燈泡電壓相等,則兩燈一定并聯(lián)。你認為這兩種說法對嗎?為什么?
四. 計算題
11. 給你一個電源,一個滑動電阻器,一只已知阻值的定值電阻,一只已知額定電壓的燈泡、一只電流表,一只開關,導線若干,要求測定小燈泡的額定功率。畫出電路圖,寫出實驗步驟,推
18、導出計算式。
12. 如圖6電路中,,電源電壓保持6V不變,電壓表用0~3V的量程,電流表用0~0.6A量程,滑動變阻器R的阻值為0~,為保證兩電表均不損壞,求變阻器允許連入電路的阻值范圍。
圖6
13. 如圖7所示是某個電路的一部分,其中,,,,,,則電流表中的電流為( )
A. 0.2A,向右 B. 0.15A,向左 C. 0.2A,向左 D. 0.3A,向右
圖7
14. 以下事例中不屬于利用電熱作用的是( )
A. 電風扇吹風 B. 電熨斗燙衣服 C. 微波爐烘烤食品 D. 電飯鍋煮飯
15.
19、如圖8所示電路,由估算可知,通過毫安表的電流約為 mA,通過電流表的電流約為 A。
圖8
16. 兩個相同的電阻,并聯(lián)在電路中t分鐘放出熱量為Q焦耳,若把這兩個電阻串聯(lián)起來接在電壓不變的同一電路中,則t分鐘內(nèi)放出的熱量為 J。
17. 一只“3000r/kWh”的電度表,某同學用來測自己家庭電路正常工作時的總功率,測得1min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了30轉(zhuǎn),則該同學家庭電路此時的總功率為 W。
18. 如圖9所示是一個封閉的小盒,A,B,C,D是四根外接引線。已知盒內(nèi)的結(jié)構是由三只電阻連接而成,并與A,B,C,D相連。現(xiàn)用多用電表測得A,C間電阻,A,D間電阻
20、,C,D間電阻,用導線將B,D連接,此時測得A,D間電阻,拆除這根導線。
(1)畫出盒內(nèi)電阻的連接圖,并標出每個電阻的阻值。
(2)如果在C,D間加30V電壓,求A,C間電壓及盒中電阻消耗的總功率?
圖9
19. 如圖10所示,“黑盒”內(nèi)有燈泡、電阻、電池,面板外有A,B,C,D四個接線柱和燈泡。現(xiàn)用A的兩個接頭a,b測試,若a接A,b依次與B,C,D相接,發(fā)現(xiàn)接B時燈不亮,A示數(shù)為零;接C時,燈亮,A有示數(shù);接D時燈光減弱,電流表示數(shù)減小,試畫出箱內(nèi)電路圖。
圖10
20. 如圖11所示的電路中,電源電壓為9V,且保持不變,將S閉合,滑動變阻器的滑片P移到某一位置時,燈泡
21、L正常發(fā)光,A1,A2示數(shù)分別為0.2A和0.8A,定值電阻R的阻值為。求:
(1)燈泡L的額定電壓和額定功率;
(2)滑片P移到另一位置時,燈泡L的實際功率與額定功率的比值為16/25,則此時A2的示數(shù)為多少A?
圖11
【試題答案】
1. D 2. C
3. BC 導解:滑片上移,A3所在的支路端電壓增大,故A3示數(shù)變大,電路總電阻變小,總電流變大,A1示數(shù)變小,故A2變大。
4. ACD
5. B 導解:因A示數(shù)為零,所以D錯誤。
6. L1;L1
7. 8;4 導解:列二元一次方程組求解,利用串聯(lián)電路的特點。
8
22、. 導解:S閉合時,R2短路,S斷開時,R1,R2串聯(lián),可知,據(jù)公式可知,
9. 以下答案仍選兩種
(1)截止到本月抄表時為止,用電2929
(2)本月用電207
(3)上月抄表數(shù)為2722
(4)電價0.40元/度
(5)按30天算,平均每天耗電6.9
10. 不對。電流相等時,如果電阻相等,可能是并聯(lián);電壓相等時,如果電阻相等,也可能串聯(lián)。
11. 實驗步驟:
(1)先計算
(2)將A與R0串聯(lián),調(diào)整滑片P,使A示數(shù)為I1
(3)將A與L串聯(lián),保持滑片P不動,讀A示數(shù)為I2。計算式:
第11題圖
12. 解:R0與R串聯(lián),保證A不燒壞,電路中的最小電阻:
23、
滑動變阻器最小值:
保證V不燒壞,R0兩端電壓分擔3V,此時,滑動變阻器的最大值:
,所以,滑動變阻器的阻值范圍~。
13. C 導解:R1兩端電壓降為1V,R2兩端電壓降為0.1V,故R3兩端電壓為0.9V,電流0.3A,方向向上,故A示數(shù)0.2A,方向向左。
14. A
15. 20;0.12
16.
17. 600
18.
(1)如圖所示
方法一:
方法二:
第18題圖
(2),,所以,
19. 見圖
第19題圖
20. 解:
(1)由并聯(lián)電路特點,R中的電流,又因,燈泡電阻
燈泡額定電壓
額定功率:
(2)據(jù)公式可知:
燈泡:
流過R的電流:
A2示數(shù):