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文档简介
1、科学八下 电学部分 §1 电路一、知识点归纳:(一)、导体和绝缘体:1、导体: 定义:容易导电的物体。 常见材料:金属、石墨、人体、大地、酸 碱 盐溶液 导电原因:导体中有大量的可自由移动的电荷 说明:金属导体中电流是自由电子定向移动形成的,酸、碱、盐 溶液中的电流是正负离子都参与定向运动2、绝缘体: 定义:不容易导电的物体。 常见材料:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。 不易导电的原因:几乎没有自由移动的电荷。3、导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定条件下可相互转化。电源定义:能够提供电流的装置,或把其他形式的能转化为电能的装置。作用:在电源的内部不断地聚集正电荷负极聚集负电荷。以
2、持续对外供电化学电池干电池蓄电池充电时,电能化学能供电时,化学能电能光电池发电机机械能电能光能电能课本图说明:在一定条件下,绝缘体也可变为导体。原因是:加热使绝缘体中的一些电子挣脱原子的束缚变为自由电荷。(二)、电路1、 组成:分类用电器:定义:用电来工作的设备。 工作时:将电能其他形式的能。开关:控制电路的通断。导线:输送电能2、三种电路:通路:接通的电路。 开路:断开的电路。短路:定义:电源两端或用电器两端直接用导线连接起来。 特征:电源短路,电路中有很大的电流,可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮,很容易引起火灾。3、电路图:用规定的符号表示电路连接的图叫做电路图。4、连接方式:串联并联定义把
3、元件逐个顺次连接起来的电路把元件并列的连接起来的电路特征电路中只有一条电流路径,一处段开所有用电器都停止工作。电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件独立工作,互不影响。开关作用控制整个电路干路中的开关控制整个电路。支路中的开关控制该支路。电路图实例装饰小彩灯、开关和用电器家庭中各用电器、各路灯5、识别电路串、并联的常用方法:(选择合适的方法熟练掌握)电流分析法:在识别电路时,电流:电源正极各用电器电源负极,若途中不分流用电器串联;若电流在某一处分流,每条支路只有一个用电器,这些用电器并联;若每条支路不只一个用电器,这时电路有串有并,叫混联电路断开法:去掉任意一个用电器,若另一个用电器也不工
4、作,则这两个用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。典型例题:例1例2:现有六种物品:铜条、玻璃丝、铅笔芯、水银、塑料棒、陶瓷片.小明将它们分成两类,如下表所示.小明是按物质的哪种物理属性对它们进行分类的 ( ) 第一类第二类铜条 铅笔芯 水银玻璃丝 塑料棒 陶瓷片A密度 B磁性 C硬度 D 导电性例3 :楼道里,夜间只是偶尔有人经过,电灯总是亮着会浪费电能。科研人员利用光敏材料制成“光控开关”,天黑时自动闭合;天亮时自动断开。利用声敏材料制成“声控开关”,当有人走动发出声音时,自动闭合;无人走动时,自动断开。若将这两个开关配合使用(如图1),就可以使楼道灯变得“智能化
5、”,这种“智能”电路正确的是例4:如图所示,粗心的小强把电流表当作电压表接在了L1的两端。此时如果闭合开关,一定会发生( ) A、电源短路 B、电流表损坏 C、L1不亮 D、L2的灯丝烧断例5: 图为路口交通指示灯的示意图。指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为。据你对交通指示灯的了解可以推断A红灯、黄灯、绿灯是串联的B红灯、黄灯、绿灯是并联的C红灯与黄灯并联后再与绿灯串联D绿灯与黄灯并联后再与红灯串联 二、堂上练习图4L1L21、下列学习用品中,通常情况下属于导体的是A. 木制刻度尺 B. 塑料笔杆 C. 金属小刀片 D.绘图橡皮2、如图4
6、是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图,当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,电流表和电压表均有读数则故障原因可能是AL1断路 BL1短路 CL2断路 DL2短路5、下列电路图与实物图一致的是6、通常情况下,下列物体属于导体的是 A塑料尺 B铅笔芯 C玻璃棒 D橡胶棒7、一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇。使用时,有时需要各自独立工作,有时需要它们同时工作。在下图所示的电路,你认为符合上述要求的是 A B C D§2 电流和电压一、知识点归纳:1、电流(一)、电流的形成及方向:1、形成:电荷的定向移动形成电流 注:该处电荷是自由电荷。对金属来讲是自由电子定向移动形成电流
7、;对酸、碱、盐的水溶液来讲,正负离子定向移动形成电流。 2、方向的规定:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。注:在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。3、获得持续电流的条件: 电路中有电源 电路为通路(二)、电流强度的定义:电流强度等于1s内通过导体横截面积的电荷量。简称电流。说明:电流只与电荷量、通电时间有关,与导线的粗细,即横截面积的大小无关。(三)、物理意义:电流强度表示电流的大小或强弱。(四)、计算电流的公式:I=Q/t 其中I表示电流,单位是: A ; Q表示:电荷量,单位是: C ;t表示时间,单位是: s (五)、单位:1、国际单位:
8、A 2、常用单位:mA 、A 3、换算关系:1A=1000mA 1mA=1000A某同学用台灯工作时电流约140 mA ,合0.14 A (六)、测量:A1、仪器:电流表 ,符号:2、方法:读数时应做到“三看清”即 看清接线柱上标的量程,看清每大格电流值、看清每小格电流值 使用时规则: 电流表要串联在电路中; 电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针反偏。被测电流不要超过电流表的最大测量值。 危害:被测电流超过电流表的最大测量值时,不仅测不出电流值,电流表的指针还会被打弯,甚至表被烧坏。 选择量程:实验室用电流表有两个量程,00.6A 和03A。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测
9、电流在0.6A3A可 测量 ,若被测电流小于0.6A则 换用小的量程,若被测电流大于3A则换用更大量程的电流表。 绝对不允许不经用电器直接把电流表连到电源两极上,原因电流表相当于一根导线。2、电压(一)、电压的作用1、电压是形成电流的原因:电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。2、电路中获得持续电流的条件电路中有电源(或电路两端有电压)电路是连通的。注:说电压时,要说“xxx”两端的电压,说电流时,要说通过“xxx”的电流。(二)、电压的单位1、国际单位: V 常用单位:kV mV 、V 换算关系:1Kv1000V1V1000 mV 1 mV1000V2、记住一些电压
10、值: 一节干电池1.5V 一节蓄电池 2V 家庭电压220V 安全电压不高于24V(三)、电压测量:V1、仪器:电压表 ,符号:2、读数时,看清接线柱上标的量程,每大格、每小格电压值3、使用规则:电压表要并联在电路中。电流从电压表的“正接线柱”流入,“负接线柱”流出。否则指针会反偏。被测电压不要超过电压表的最大量程。 危害:被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。 选择量程:实验室用电压表有两个量程,03V 和015V。测量时,先选大量程,用开关试触,若被测电压在3V15V可 测量 ,若被测电压小于3V则 换用小的量程,若被测电压大于15V则换用
11、更大量程的电压表。3、电流表、电压表的比较:电流表电压表异符号AV连接串联并联直接连接电源不能能量 程0.6A 3A3V 15V每大格0.2A 1A1V 5V每小格0.02A 0.1A0.1V 0.5V内阻很小,几乎为零相当于短路很大相当于开路同调零;读数时看清量程和每大(小)格;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。二、堂上练习:1、图所示电流表的示数是 _A。2、日常的生活经验告诉我们,家中的电灯、插座、彩色电视机、电冰箱等电气设备之间的连接方法是A一定是串联 B电灯与插座应该串联, 彩电与电冰箱应该并联C一定是并联D可以串联, 也可以是并联; 3、如图所示,闭合开关S时,灯泡L
12、1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时,两灯都不亮;接触b、c两点时,两灯都不亮;接触C、d两点时,两灯都亮。则 A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L2短路 D.开关S断路第2题第1题4、图6所示电路中,当开关S闭合后,要使电阻R1、R2串联,甲、乙应该接入的是A甲接电压表,乙接电流表 B甲接电流表,乙接电压表C甲、乙都接电压表 D甲、乙都接电流表5、在如图(a)所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为A5.6V 1.4V B7 V 1.4V C1.4V 7V D1.4V 5.6V6、在实验室,鲁慧中同学发现一个电流表有两个量
13、程,大量程是09A,小量程模糊不清。为了测量小量程是多少,她先用大量程接入电路,指针位置如图(a)所示,然后再改用小量程接入同一电路,指针指示如图(b)所示,则电流表的小量程为A、006A B、01AC、02AD、03A7、如图所示电路中有两个小灯,请在图中内,分别填入及或的符号,要求电键闭合时两灯均能发光,且两电表的示数均不为零。 §3 、电阻一、知识点归纳:(一)定义及符号:1、定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。2、符号:R(二)、单位:1、国际单位:欧姆。规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1。2、常用单位:千欧、兆欧。3、换算:1M=1
14、000K 1 K=10004、了解一些电阻值:手电筒的小灯泡,灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯,灯丝的电阻为几百欧到几千欧。实验室用的铜线,电阻小于百分之几欧。电流表的内阻为零点几欧。电压表的内阻为几千欧左右。(三)影响因素:1、实验原理:在电压不变的情况下,通过电流的变化来研究导体电阻的变化。(也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化)2、实验方法:控制变量法。所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”3、实验分析:实验结论:相同条件下导体的电阻大小跟导体的材料有关。实验结论:相同条件下导体越长,电阻越大。实验结论:相同条件下导体的横截面积越小,电
15、阻越大。实验结论:相同条件下导体的电阻跟温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大,少数导体,电阻随温度的升高而减小。3、结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。(四)、分类1、定值电阻:电路符号: 。2、可变电阻(变阻器):电路符号 。滑动变阻器:构造:瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱结构示意图:变阻原理:通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻。使用方法:串联在电路中;“一上一下”接法变阻:接入电路前应调到阻值最大(滑片远离下接线柱)。铭牌:某滑动变阻器标有“501.5A”字样,50表示滑动变阻器的最大阻值为50或变阻范围为0-5
16、0。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A.作用:通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压保护电路优缺点:能够逐渐改变连入电路的电阻,但不能表示连入电路的阻值注意:滑动变阻器的铭牌,告诉了我们滑片放在两端及中点时,变阻器连入电路的电阻。分析因变阻器滑片的变化引起的动态电路问题,关键搞清哪段电阻丝连入电路,再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。二、堂上练习1、如图所示,闭合开关S后,要使滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗,应把F点与滑动变阻器的 点用导线连接起来。2、如图1所示,滑动变阻器有4个接线柱,使用时只需接入其中2个,因此有几种接法,在这些接法中,不
17、能改变电阻大小并且可能损坏仪器的接法是( )A接A和D B.接B和C C.接A和B D.接C和D3、要改变某段导体电阻的大小,下列方法中无效的是 ( )A、改变导体两端的电压 B、改变导体的材料C、改变导体的横截面积 D、改变导体的长度4、在做决定电阻大小的因素实验时,为了研究方便,每次挑选两根合适的电阻丝,测出通过它们的电流后进行比较,得出结论。研究电阻与导体的材料有关,应选电阻丝 研究电阻与导体长度有关, 应选电阻丝C和 研究电阻与横截面积的关系,应选电阻丝A和 材料锰铜钨镍铬锰铜钨锰铜镍铬电阻丝代号ABCDEFG长度m1.00.51.51.01.21.50.5横截面机mm23.20.81
18、.20.81.21.21.25、A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中,则加在A、B上的电压UA、UB和通过A、B的电流IA、IB间的关系正确的是A IA=IB B IA >IB C UA=UB D UA>UB6、图6是大型电子地磅的电路图当称重物时,在压力作用下滑片P向力端滑动,变阻器连人电路的电阻 ,电流表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上,就可以读出被称物体的重量7、为维护消费者权益,某技术质量监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌电线中的铜芯直径明显比电线规格上标定的
19、直径要小,引起电阻偏大。从影响导体电阻大小的因素来分析,引起这种电线电阻不符合规格的主要原因是 A.电线的长度 B电线的横截面积 C.电线的材料 D电线的温度§4 欧姆定律一、知识点归纳(一)、欧姆定律。1、探究电流与电压、电阻的关系。提出问题:电流与电压电阻有什么定量关系?制定计划,设计实验:要研究电流与电压、电阻的关系,采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。保持电阻不变,研究电流跟电压的关系。按图8-2连接电路,闭合开关S后,调节滑动变阻器R'的滑片,使定值电阻R两端电压成倍数的增
20、加,如2伏、4伏、8伏等,并把与之对应的电流填进表中。现在表中所记录的实验数据是在R=5欧时得到的。电压(伏)248电流(安)040816由上表的实验数据可知,在电阻一定的情况下,电压增大到几倍,电流也增大到几倍,即导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。保持电压不变,研究电流跟电阻的关系。 还用上面的电路。调节滑动变阻器,使R两端电压总保持2伏,并使R成倍的增大,如5欧、10欧、20欧等。把与之对应的电流值记录在表中。电阻(欧)51020电流(安)040201 由上表可知,在电阻增大到5欧的2倍、4倍时,电流0.4安就减
21、小到原来的1/2、1/4。即在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。进行实验,收集数据信息:(会进行表格设计此为能力考点)分析论证:(分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物理规律的常用方法。为近年考试热点) 得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。2、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。3、数学表达式 I=U/R 4、说明: I、U、R对应 同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角码区别。三者单位依次是 A
22、 、V 、 同一导体(即R不变),则I与U 成正比RSL 同一电源(即U不变),则I 与R成反比。 是电阻的定义式,它表示导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。 RU/I 是电阻的量度式,它表示导体的电阻可由U/I给出,即R 与U、I的比值有关,但R与外加电压U 和通过电流I等因素无关。5、解电学题的基本思路认真审题,根据题意画出电路图;在电路图上标出已知量和未知量(必要时加角码);选择合适的公式或规律进行求解。6、欧姆定律可以用来解决哪些问题?第一:可以用来求导体中的电流强度。第二:可以计算导体两端应该加多大电压。第三:可以用伏安法测定导体的电阻。(二)伏安法测电阻 1
23、、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。VARxR2、原理:I=U/R3、电路图: (右图)4、步骤:根据电路图连接实物。 连接实物时,必须注意 开关应断开变阻(“一上一下” )滑动变阻器阻值最大(“滑片远离接线柱” )“+”接线柱流入,“-”接线柱流出串联在电路中电流表量程选择:算最大电流 I=U/Rx并联在电路中电压表“+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:看电源电压 检查电路无误后,闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。算出三次Rx的值,求
24、出平均值。整理器材。5、讨论:本实验中,滑动变阻器的作用:改变被测电阻两端的电压(分压),同时又保护电路(限流)。测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据Rx=U/I电阻偏小。R2R1U如图是两电阻的伏安曲线,则R1R2二、典型例题例1、为了探究电流与电压的关系,小华设计了图13所示的实验电路图 (1)实验选用的器材如图14所示,其中电源为2节干电池,定值电阻为10,滑动变阻器标有“10 2A”字样,则实验时电压表应选用的量程为 V,电流表应选用的量程为 A图14图13AVRR'S实验次数12345电压/V1.01.52.02.52.8电流/A0
25、.100.150.200.250.28 (2)请根据电路图用笔画线代替导线,将图14中的元件连成电路要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数变大 (3)右表是小华探究电流与电压关系时记录的几组实验数据,通过对表中数据的分析,可得到的初步结论是: 例2. 在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图所示。电源电压 恒为3V,滑动变阻器上标有“15 1A”字样。在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻尺,移动滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示 数。当20的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到15V,其 原因可能是( ) A滑动变阻器阻值太小 B电源电压3V太高 C20的阻
26、值太小 D控制的电压15V太高例3:谢敏同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值(约9左右),电源选用两节干电池。(1)按图甲电路,将图乙中电流表正确连入电路(2)该同学检查电路连接正确,合上开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为 3v不变,你认为发生故障的原因可能是_或_。(3)清除故障后,小明将滑片P向左滑动时,电压表示数将_(填“增大”、“减小”、“不变”),当P滑到某一位置时,两表读数如图丙所示,由此可知R=_。你认为这个结果可靠吗?理由是_。三、堂上练习1、如图23-甲所示电路,滑动变阻器的最大阻值为R1=40,电源电压及灯L的电阻保持不变。当滑片滑到b端时,将S1、S2均闭合,
27、电流表A1、A2的示数分别为如图23乙、丙所示;当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器的中点时,电流表A1的示数为0.4A,求:(1)电源的电压; (2)R2的电阻;(3)灯L的电阻。2、用如图19所示的电路研究导体中的电流跟导体电阻的关系,他先后将5、15和25的定值电阻接入电路A、B两点间,闭合开关S,读出电流表示数(如下表)。由实验数据可以看出电流I与电阻R并不成反比。(1)该实验中选错了什么器材?请你说出应换用的器材: (2)为保证实验正确进行,还需要什么仪器? 3探究电流与电压、电阻的关系【提出问题】 通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?【猜想】 导体的电阻一定时,
28、通过导体的电流与其两端电压成正比导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比【实验器材】 电源(电压恒为4.5 V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5 、10 、15 ),两只滑动变阻器(20 ,2 A、50 ,1 A),导线若干【实验过程】(1)根据图144019所示实物图在虚线框内画出电路图图144019(2)小明按图144019正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程小明操作中的错误是_(3)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一分析数据可得出猜
29、想_是正确的表一电压U/V1.21.62.02.42.8电流I/A0.120.160.200.240.28表二电阻R/51015电流I/A0.300.150.10(4)小红在探究猜想时,先将5 的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5 V,并记下电流值;再分别改接10 、15 的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据分析数据得出,猜想是正确的实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是_(5)小华在探究猜想时,重新设计了电路,保持电压表的示数为3 V,得到了与表二相同的数据,也完成了实验探究小华与小红的实验相比不同之处是:_解析(1)电路图如右图;(2)为了保护电
30、路,闭合开关前,变阻器连入电路的阻值没有调到最大值;(3)通过对表中数据分析可知猜想是正确的;(4)保持定值电阻两端的电压不变;(5)电压表接在了变阻器两端图1440144在探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验中,电路如图144014所示先在 A、B间接入5 的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2 V,读出电流表示数接着取下5 的电阻换上10 定值电阻,不进行其它操作就闭合开关此时电压表示数及应进行的操作是 ()A电压表示数大于2 V,应将滑片P向左滑B电压表示数大于2 V,应将滑片P向右滑C电压表示数小于2 V,应将滑片P向左滑D电压表示数小于2 V,应将滑片P向右滑§5
31、串并联电路一、知识点归纳串、并联电路中,电压、电流、电阻特点:1、电流特点:串联电路的电流关系:表述串联电路中各处的电流都相等公式:II1=I2并联电路的电流关系:表述:并联电路中干路中的电流等于各个支路电流之和。公式:II1+I23、2、电压特点 串联电路的电压关系:表述:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 公式:UU1+U2并联电路的电压关系:表述:并联电路各支路两端的电压相等。公式:UU1=U23、电阻特点 串联电路的电阻关系:表述:_,公式:_ 并联电路的电阻关系:表述:_,公式:_4、串联分压、并联分流: 串联分压:表述:_公式:_ 并联分流:表述:_ 公式:_二、典型
32、例题1、在图(甲)所示的电路中,A的示数为1.2A,A的示数如图(乙)所示下列判断正确的是A.通过L的电流为0.7A B.通过L的电流为1.2A C.通过L2的电流为1.2A D. 通过L2的电流为2.5A2、在图6所示的电路中,电源两端的电压为6V并保持不变,R1、R2为两个相同阻值的电阻,开关S1闭合后,下列说法中正确的是A开关S2断开时,R1两端的电压为3V B开关S2断开时,R1两端的电压为6VC开关S2闭合时,R1两端的电压为3V D开关S2闭合时,R2两端的电压为6V3、如图所示电路,开关S始终闭合,要使小灯泡L1、L2串联,必须闭合开关_,要使L1、L2并联,必须闭合开关_,若闭
33、合开关_则将造成电路短路。4、如图所示,当S闭合时,电压表V1的示数为3V,电压表V2的示数为4V,电流表A的示数为1A,现将R1和R2对调位置,则下列说法不正确的是( )A电流表A示数的仍为1A B电压表V1的示数可能变,V2的示数一定不变C通过三个电阻R1、R2、R3的电流仍为1AD若R2R3,则电源电压U=5V§6 电功、电功率一、知识点归纳(一)、电功:1、定义:电流通过某段电路所做的功叫电功。2、实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。 电流做功的形式:电流通过各种用电器使其转动
34、、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。3、规定:电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。4、计算公式:W=UIt=UQ=Pt(适用于所有电路) 对于纯电阻电路可推导出:W= I2Rt= U2t/R串联电路中常用公式:W= I2Rt 。 并联电路中常用公式:W= U2t/R W1:W2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功常用公式W= W1+W2+Wn 5、单位:国际单位是焦耳(J)常用单位:度(kwh) 1度=1千瓦时=1 kwh=3.6×106J6、测量电功:电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内
35、消耗电能)的仪器。 电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样,分别表示:电电能表额定电压220V;允许通过的最大电流是5A;每消耗一度电电能表转盘转3000转。读数:A、测量较大电功时用刻度盘读数。最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。3246832654如:电能表月初读数 月底读数是这个月用电 度合 J B、测量较小电功时,用表盘转数读数。如:某用电器单独工作电能表(3000R/kwh)在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 J。(二)、电流的热效应-焦耳定律1、实验:目的:研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有
36、关? 原理:根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。 实验采用煤油的目的:煤油比热容小,在相同条件下吸热温度升高的快:是绝缘体 2、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。3、计算公式:Q=I2Rt (适用于所有电路)(三)、电功率:1、定义:电流单位时间内所做的功。2、物理意义:表示电流做功快慢的物理量 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。3、电功率计算公式:P=UI=W/t(适用于所有电路) 对于纯电阻电路可推导出:P= I2R= U2/R无论用电器串联或并联。计算总功率。 常用公式P= P1+P2+Pn 4、
37、单位:国际单位 瓦特(W) 常用单位:千瓦(kw)5、额定功率和实际功率: 额定电压:用电器正常工作时的电压。额定功率:用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R 某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示:普通照明,额定电压220V,额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知:该灯额定电压为220V,额定功率25W,额定电流I=P/U=0.11A 灯丝阻值U2额/。 当U实 =U额时,P实=P额 用电器正常工作(灯正常发光) 当U实U额 时,P实P额 用电器不能正常工作(灯光暗淡)P实 P额 U2 额U2实实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得 当U实 > U额
38、P实 > P额 长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)6、 伏安法测灯泡的额定功率:原理:P=UI 电路图:选择和连接实物时须注意:电源:其电压高于灯泡的额定电压滑动变阻器:接入电路时要变阻,且调到最大值。根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。电压表:并联在灯泡的两端“+”接线柱流入,“”接线柱流出。根据额定电压选择电压表量程。图3电流表:串联在电路里“+”接线柱流入,“”接线柱流出。根据I额=P额/U额 或I额=U额/R 选择量程。 测量家用电器的电功率:器材:电能表 秒表 原理:P=W/t二、典型例题例1:物业工作人员来李明家收电费,他观察到李明家电能表的情况如图3所示然后从记录本
39、上查出上月电能表的示数是811.6kWh若按0.5元kWh计费,李明家本月应缴电费_ _元。李明家同时使用的用电器总功率不得超过 W。例2:一个家用电能表的盘面上标有“3000 rkW·h”字样,它表示每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转3000转若某个电热水器单独使用时,电表转盘在300s内转了210转,则热水器消耗的电能是,这个热水器放出的热量能使质量为_的水温度升高10 假设没有能量损失,已知:c水= 4.2×10 3 J/(kg·)例3:在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中,小林猜测A电流通过导体时产生的热量与导体的电阻大小有关;
40、B电流通过导体时产生的热量与通电时间的长短有关;C电流通过导体时产生的热量与电流的大小有关;所以他选择了如图所示器材(1)要验证猜想A,请用笔画线代替导线,完成电路连接;(2)连好电路,闭合开关,通过观察_来判断电流通过导体时产生的热量的多少;(3)利用前面连接的电路_(选填“能”或“不能”)验证猜想B;要验证猜想C,应该进行的操作是_;(4)实验中采用的研究方法是_.例4如图5所示,电源电压保持不变,灯L1和L2上分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样,灯L3上标有“12V”,其它字迹模糊不清。当断开S1,闭合S、S2时,其中一盏灯能长时间保持正常发光;当断开S2,闭合S、S1时,电流表
41、的示数为0.3A。求电源电压和灯L3的额定功率。例5:在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知电源为两节铅蓄电池,小灯泡的额定电压为25V,电阻约为10W,滑动变阻器上标有“20W lA'字样,某同学已连接的部分电路如图甲 (1)该同学连接的电路中有错误,请用笔在错误处划“×”标明 (2)错误改正后,请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整 (3)闭合开关,将变阻器的滑片移到某位置时,电压表示数为25V,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡中的电流是_A,小灯泡的额定功率是_W (4)另一同学连好电路闭合开关后,发现小灯泡先很亮后熄灭,你认为他在连接电路时可能出现的问题是_例6
42、:某校学生宿舍走廊的路灯,原来用一盏“220V 40W”的白炽灯,每晚亮10小时。同学们发现灯泡容易损坏,需要经常更换。后来学校电工用两盏 “220V 40W”的灯泡串联后代替原路灯。结果两盏灯的亮度比改装前要暗,但灯泡使用寿命明显延长。(1) 改装前,一盏路灯每晚需要消耗多少电能?(2) 改装后两灯的总功率是多少?比原来省电还是费电?三、堂上练习 1:甲、乙两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验,除了小灯外他们所使用的器材规格均相同,小灯的额定电压可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”,小灯功率相差不大。甲同学正确连接好电路,闭合电键时记录了第1组数据,当小灯正常发光时记录了第2组数据
43、,把滑片移到端点时小灯闪亮一下,后熄灭,并记录了第3组数据,如下表所示。则他们所用电源的电压为_伏,甲同学所用小灯的额定功率为_ 瓦。当乙同学所选用的小灯正常发光时,电压表的示数如图14所示,而滑片恰好在滑动变阻器的中点上,此时滑动变阻器连入电路的电阻值为_欧,乙同学所选用小灯正常发光时的电流为_安。物理量实验序号电压表示数电流表示数小灯亮暗程度11.3V0.16A暗22.5V0.26A正常发光34.5V0A不发光图142:妈妈新买一台电磁沪,好奇的小明立即翻开说明书电磁炉使用说明书额定电压: 220V 额定功率:2200W 适用容器:底部平坦且底部直径12-28厘米的生铁锅、不锈铁锅、搪瓷锅
44、 安全须知:请单独使用10A 以上的擂座 ( 1 )为什么要单独使用10A 以上的插座?请通过计算说明。( 2 )小明想通过实验比较不同材料的电磁炉锅具的使用效果家里现有四种锅具小明计划选用其中的两个锅具烧水,你认为较合理的选择是_(填字母)( 3 )在1标准大气压下,小明用该电磁炉将一壶2.2千克的水从20 烧至沸腾,需要多长时间? 假定电磁炉消耗的电能全部转化为热能被水吸收。水的比热C = 4.2×103 焦/(千克. )(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图16乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。额定电压110V额定功率550W容积1L3:小明的爸爸从国外带回一只旅行电热壶,
45、右表是其译成中文的说明书。(1)小明说这个壶在中国家庭电路中不能直接使用,请你解释其原因 。(2)小明说可以将此壶与一只电阻串联后使用,请你帮他计算出该电阻的阻值是多少?(3)此壶正常工作时,在标准大气压下,将一壶20的水烧开至少需要多长时间?(不计热损失)4.王磊同学学习了电学知识后,对客厅里的照明电路进行了改装,将原来由一只开关控制的五个灯泡组成的照明电路,分成两组,分别由两只开关控制,需要较强的亮度时全部灯泡都亮,不需要很亮时只有两个灯泡亮,白天或厅内无人时则全部关闭。王磊同学经过较长时间的统计,得到下列一组数据:平均每天开灯时间需较强亮度时间不需很亮时间每个灯泡的功率6h2h4h60W
46、请你根据王磊同学统计的数据,通过计算回答以下问题: (1)改装后每月(按30天计算)可以节约多少度电? (2)如果用电热水器给水加热,每月节约的电能可以将多少20的水加热到60用来洗澡?水的比热容4.2×103J(Kg)5、测定小灯泡额定功率的实验器材如图8所示,其中小灯泡上标有“38V”的字样,它的电阻约10。(1)请你用笔画线代替导线,把图8中的器材连接成实验电路(导线不要交叉)。(2)小刚合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。于是小刚提出以下猜想:A可能是灯丝断了B可能是小灯泡短路C可能是变阻器开路 究竟哪个猜想正确,可根据电流表和电压表的示数进行判断(
47、电流表、电压表均无故障)。下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况,请判断每种情况下哪个猜想是正确的,并把其序号填写在对应的空格里。电流表电压表判断结果示数不为零示数为零示数为零示数不为零示数为零示数为零(3)小刚排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图9所示,则通过小灯泡的电流为_A,小灯泡的额定功率为_W。6某小组同学探究灯泡发光时的亮度与哪些因素有关。他们将九只不同规格的灯泡分别接入电路,使它们都正常发光,并用电压表和电流表分别测得灯泡正常发光时的电压和电流。该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度,把九只灯泡分成三组,每组的亮暗程度相同,且第一组最亮,第二组其次,第三
48、组最暗。实验中记录的有关数据分别如表19-3、表19-4、表19-5所示。分析比较实验序号1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是: 。分析比较实验序号 的数据及观察到的现象,可得出的初步的结论是:当通过灯泡的电流相等时,灯泡两端的电压越大,灯泡越亮。请进一步综合分析比较表19-3、表19-4、表19-5中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论。分析比较表19-3、表19-4或19-5中的数据及观察到的现象,可初步得出: 。 分析比较表19-3、表19-4或19-5中的数据及观察到的现象,可初步得出:_ 7.同学们在研究“电流热效应跟电阻的关系”的实验中,在全班交流实验设计结果时,兰兰和芳芳所用的实验器材相同,但她俩公布了自己不同的
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