2024山西中考物理二轮重点专题研究 微专题 欧姆定律、电功率、焦耳定律的理解及计算（课件）

欧姆定律、电功率、焦耳定律的理解及计算微专题知识精讲2考点清单重难点突破实验突破—科学探究素养提升3实验

探究影响电流热效应的因素山西近年真题及拓展1命题点1欧姆定律和电功率的理解及简单计算(10年10考)1.(2022山西32题2分)电路元件甲和乙中的电流与两端电压的关系如图所示，由图可知，甲的电阻是___Ω.若将甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是____A.0.65山西近年真题及拓展一题多设问拓展设问(1)若将甲、乙串联接入电路，当电路中电流为0.2A时，电路的总电阻为____Ω；(2)若将甲、乙串联起来接在某电源上，电路中的电流是0.5A，则电源电压是__V，此时两元件消耗的电功率P甲∶P乙＝_____.151∶152.(2023山西33题2分)图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W；再闭合开关S1电流表示数变化了____A，此时电路消耗的总功率为____W.0.21.43.(2020山西40题4分)今年春节，小明帮爸爸安装彩灯，爸爸说：照明灯具迈进了新的时代．前些年，白炽灯还是照明灯具的主力军，人们为延长白炽灯的使用寿命，在楼道里常把两只相同的白炽灯串联起来使用．但这样两只灯发光时的整体亮度，还不如只用其中一只灯时亮．小明很疑惑“为什么会变暗呢？”请你用所学的知识为小明解惑．答：两只相同的灯泡串联接入家庭电路中使用时，总电阻R总＝R＋R＝2R，由与P＝UI可知，它们的实际功率P＝；当把其中一只灯泡接入该电路时，它的实际功率P′＝

，P<P′，所以两只灯泡串联起来使用的整体亮度不如只用其中一只灯泡时亮．拓展训练4.(2021雅安)在如图所示的电路中，开关S从断开到闭合，电流表两次示数之比为1∶3，若将电阻R1、R2串联在同一电路中，R1、R2两端的电压之比为(

)A.2∶1B.3∶2C.2∶3D.1∶2A5.(2021云南省卷)如图所示，灯泡L1标有“6V3W”、L2标有“6V2W”字样，电源电压6V恒定不变．闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲、乙两电路中流过L1的电流I1∶I1′＝______，L2消耗的实际功率P2____P2′(选填“＞”“＝”或“＜”).2∶5<6.(2021苏州)如图，甲、乙为两只相同电表，当闭合S1、S2时，甲、乙两表示数之比为4∶3，则两表均为_____表，两电阻大小之比R1∶R2为

，电路总功率为P1.同时更换两电表种类，调整开关状态，使两表均有正常示数，此时电路总功率为P2，则P1∶P2为_____．电压1:33:167.(2021宜昌改编)如图甲是某品牌智能体重秤的电路结构图，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图乙所示．已知电源电压为6V保持不变．(1)当秤盘为空时，R的阻值为______．600Ω一题多设问(2)体重为600N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4V，则R0的阻值是多少？(2)串联电路电压关系为U总＝U＋U0，则压敏电阻此时分得的电压U＝U总－U0＝6V－2.4V＝3.6V由图乙可知当压力为600N时，压敏电阻的阻值为300Ω，此时电路中的电流I1＝

＝

＝0.012AR0的阻值R0＝

＝200Ω(3)若小华站在体重秤上，5s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J，则小华的体重为多少牛？(3)方法一：由W总＝UIt得称重过程中的电流I2＝＝0.015A此时电路中的总电阻R总＝

＝400Ω压敏电阻的阻值R′＝R总－R0＝400Ω－200Ω＝200Ω由图乙可知小华的体重为800N方法二：称重过程中消耗的功率P＝

＝0.09W由P＝

可得此时电路中的总电阻R总＝＝＝400Ω压敏电阻的阻值R′＝R总－R0＝400Ω－200Ω＝200Ω由图乙可知小华的体重为800N(4)当质量为40kg的小明站在体重秤上时，电路消耗的总功率为多少？(4)由G＝mg可知小明的体重为G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N由图乙可知，此时压敏电阻的阻值为400Ω故电路消耗的总功率为P＝＝＝0.6W命题点2焦耳定律(10年5考)8.(2023山西29题2分)英国物理学家_____做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，其计算公式是________，这一发现发展了电热学理论，为电热应用作出了杰出的贡献．焦耳Q＝I2Rt9.(2023山西35题4分)

家庭电路中有时会发生短路现象．例如，改装电路时，不小心使火线和零线直接连通造成短路；电线绝缘皮被刮破或烤焦，电线和用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路．根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很小，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾.这是某物理课本中关于“安全用电”的一部分内容．阅读后，请你根据所学的物理知识解释：短路时“电路中的电流非常大”和“很容易造成火灾”的原因．答：根据

I＝，因为短路时，火线与零线直接接通，电路中只有导线，导线的电阻很小，电源电压不变，所以电路中的电流非常大(2分)．再根据Q＝I2Rt可知，在电阻R和通电时间t一定时，导线上的电流越大，产生的电热越多，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾(2分)．10.(2020晋中19题4分)电饭锅是现代厨房必备电器之一，给人们的生活带来便捷服务．小明用电饭锅做饭时发现发热盘热得烫手，而导线几乎不发热．请你利用所学的物理知识解释上述现象．答：电饭锅的发热盘与导线串联，电流和通电时间相同，发热盘的电阻很大，导线的电阻很小，由Q＝I2Rt可知，电饭锅工作时，发热盘产生的热量多，导线产生的热量少，所以发热盘热得烫手，而导线却几乎不发热.11.(2022山西39题4分)为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图a所示的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R甲＞R乙．(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不选用水，主要是由于_______________________________．煤油比水的比热容小，温度变化快(2)通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与____的关系．(3)要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是____________________________________________________________________________.电阻

移动滑动变阻器的滑片，比较通电时间相同时，甲(或乙)烧瓶中温度计的示数变化(4)将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图b所示．测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达式c煤油＝

__________(已知水的比热容为c水).欧姆定律、电功率、焦耳定律的理解及计算电功率电流与电压和电阻的关系电功电能定义单位及换算电能表公式推导式功能表盘参数相关计算欧姆定律内容公式变形公式单位公式实际功率与额定功率物理意义焦耳定律知识精讲考点清单一、电流与电压和电阻的关系1、电流与电压的关系：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成_____．2、电流与电阻的关系：在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成_____．反比正比二、欧姆定律1、内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成____，跟导体的电阻成____．2、公式：I＝____U表示导体两端的电压，单位是伏特(V)；R表示导体的电阻，单位为欧姆(Ω)；I表示导体中的电流，单位为安培(A).3、变形公式：求电压：_______，求电阻：______．正比反比U＝IR三、电能电功1、电能(1)单位：在生活中常用电能的单位是度，度的学名叫做千瓦时，符号是______．(2)单位换算：1度＝__kW·h＝________J.2、电能表(1)功能：用来测量用电器在一段时间内消耗_____多少的仪表1kW·h3.6×106

电能(2)表盘参数2021.9600(3)相关计算a.一段时间内消耗的电能等于这段时间末电能表的示数减去这段时间初电能表的示数，即W＝W末－W初．b.电能表转盘转n转，消耗的电能为W＝

kW·h＝×3.6×106J，其中N表示消耗1kW·h电能时电能表转盘转过的转数．2、电功(1)定义：电流做功的多少．用符号___表示．W

(2)公式：W＝____W表示电功，单位是___；U是电路两端的电压，单位是V；I是电路中的电流，单位是A；t是通电时间，单位是s.(3)推导式：W＝UItU＝IRW＝①____；W＝UIt(公式“①、②”仅适用于纯电阻电路)UIt

JI2RtW＝②____三、电功率1、物理意义：表示电流做功_____的物理量．2、定义：电流在某段时间内的____与____的比值．用符号__表示．3、单位：瓦特，简称瓦，符号是____，其他常用电功率单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW).4、单位换算：1kW＝____W，1mW＝1×10－3W.时间快慢电功P103

W

5、公式：P＝_____P表示电功率，单位是W；W表示电功，单位是J；t表示完成这些电功所用的时间，单位是s.6、推导公式：W＝UItP＝UIP＝UIP＝③____；P＝④____；U＝IRP＝____；(公式“③、④”仅适用于纯电阻电路)UII2R7、额定功率实际功率(1)额定功率：用电器在_________下工作时的电功率．(2)实际功率：用电器在_________下工作时的电功率．(3)注：一个标有“36V

25W”的灯泡，其中“36V”表示该灯泡的_________为36V，“25W”表示该灯泡的_________为25W．8、焦耳定律(1)发现：英国物理学家_____做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系．实际电压额定电压额定电压额定功率焦耳(2)电流的热效应：电流通过导体时___能转化为___能，这种现象叫做电流的热效应．(3)定义：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，这个规律叫做焦耳定律．(4)公式：Q＝____Q表示热量，单位是J；I表示电流，单位是A；R表示电阻，单位是Ω；t表示时间，单位是s.电内电阻电流的二次方通电时间I2Rt重难点突破欧姆定律与电功率的相关计算类型1电路图类百变例题例1

如图所示，电源电压为6V，定值电阻R0的阻值为6Ω，闭合开关，则通过R0的电流为__A；当电源电压变为原来的2倍，此时通过R0的电流为___A；当R0两端的电压为0时，R0的电阻为__Ω，通过R0的电流为__A.2160变式1

(增加一个电阻串联)如图所示，在电路中增加一个电阻R1和一个电压表，电源电压调为9V且保持不变，闭合开关后，电压表示数为3V，则电阻R1两端的电压为___V，电流表的示数为____A，电阻R1的阻值为___Ω.60.512变式2

(增加一个电阻并联)如图所示，将电阻R0与电阻R1并联在电路中，电源电压仍为9V，闭合开关S，R1两端的电压为__V，通过R1的电流为_____A，干路中的电流为_____A，电路的总电阻为___Ω.92.250.754类型2曲线图类例2如图所示是小灯泡L与电阻R的电流与电压的关系图像，小灯泡上标有“3V”字样，根据图像回答问题：(1)计算电阻：灯泡L正常发光时的电阻为___Ω，电阻R的阻值为____Ω；106一题多设问(2)计算电压：将灯泡L和电阻R串联在电路中，通过灯泡的电流为0.5A，则灯L两端电压为___V，电源电压为___V；(3)串联电路结合铭牌：灯泡L和电阻R串联时，若灯泡L正常发光，电路工作1min消耗的电能为____J；(4)串联电路已知电压：灯泡L和电阻R串联在电源电压为6V的电路中，此时电路电流为

A，电阻R两端电压为___V，灯泡L消耗的实际功率为____W；382400.440.8(5)并联电路已知电压：将灯泡L和电阻R并联在电源电压为2V的电路中，干路中的电流为____A，灯泡L和电阻R的电功率之比为____；(6)并联电路已知电流：将灯泡L和电阻R并联接入电路，当干路总电流为0.8A时，电源电压为

V，灯泡L消耗的电功率是____W，电阻R在30s内消耗的电能是____J.2∶10.631.527类型3电路图＋曲线图类例3如图甲所示，R0为定值电阻，R是压敏电阻，阻值随压力的增大而变大．闭合开关S，改变R上压力大小，两电表示数之间的关系图像如图乙所示．当压力变大时，电压表的示数_____(选填“变大”“不变”或“变小”)，电源电压U＝

V；R0＝

Ω；当R0消耗的电功率为0.4W时，R消耗的电功率P＝

W.6变大100.8实验突破—科学探究素养提升探究影响电流热效应的因素(2022.39)实验图示法过实验1.判断电阻产生热量的多少实验现象：U形管中液面高度差越大则说明电阻通电时产生的热量越____多2.探究电热与电阻的关系控制_______________和通电时间不变，改变_________实验结论：______________________________________________________通过的电流大小电阻大小在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多3.探究电热与电流的关系控制________和通电时间不变，改变_________实验结论：_________________________________________________________________电阻大小电流大小

在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多4.实验操作要点：(1)被加热物质选用空气的原因：空气的比热容____，可以使实验现象更明显(2)转换法的应用：通过U形管内液面高度差来反映电阻产生电热的多少(3)控制变量法的应用小一题多设问例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．甲、乙是两个密闭容器，两边密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化可以反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，左、右两U形管内液面相平．(1)实验中是通过观察U形管中液面的_______来反映电流通过电阻产生热量的多少，这里采用的方法是____(选填“控制变量”或“转换”)法；(2)实验中选用空气而不用水做实验是因为相比水，空气受热更容易____，可以使U形管中液柱上升更快，实验现象更明显；设计与进行实验转换高度差膨胀(3)将图甲装置接入电路，闭合开关，通电一段时间后，___(选填“左”或“右”)侧容器U形管中液面高度变化大．此实验现象表明：在其他条件相同时，____(选填“电阻”或“电流”)越大，电阻产生的热量越多．(4)小刚发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是________________；分析论证右电阻装置的气密性不好(5)用图乙替换图甲接入电路中，继续实验．①图乙探究的是电流产生的热量跟_________的关系；②(2020鄂州)通电一定时间，观察到____(选填“左”或“右”)侧容器U形管的液面高度差较大，R1与R2产生的热量之比为_____；③要进一步使结论更具有普遍性，在图乙装置不变的情况下，可以采取的方法是_________________________________________________________．电流大小左4∶1

串联一个滑动变阻器，移动滑动变阻器滑片，改变电流的大小(6)当家庭电路中的导线连接处接触不良时，容易引发火灾．则图____的实验结论可以用来解释这种现象．(7)(2020济宁)小刚发现电热水壶在正常工作时，其内部的电热丝发热较多，而与电热丝连接的导线却发热较少，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

因为连接的导线和电热丝是串联，电流相等，但是电热丝的电阻远远大于导线电阻，相同时间内，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电热丝工作时产生大量的热，而与其连接的导线却几乎不发热甲活动建议测量类测量热水壶的实际