专题六 探究用电器的电功率实验（考点卡片）2021年中考科学复习专题知识点突破

考点卡片探究用电器的电功率实验探究用电器的电功率实验【知识点的认识】提出问题：我们已经用电压表、电流表间接测量过小灯泡的电阻了，你能设计一个方法来测量出小灯泡的电功率吗？怎样测量？实验设计：1．实验原理P＝UI根据P＝UI可知，只要用电压表（伏特表）测出小灯泡两端的电压、用电流表（安培表）测出通过小灯泡的电流，就可以间接测量出小灯泡的电功率了．即用伏安法测小灯泡的电功率．为了测量不同电压下的电功率，我们要用串联滑动变阻器的办法，来控制加在灯泡两端的电压．2．实验器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器．3．实验电路：若所用小灯泡的额定电压是2.5V，要测出小灯泡的功率，至少需要两节干电池（3V）作电源，电路图和实物电路图设计如图甲乙所示．实验步骤：（1）按电路图连接实物图，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大（右）端；（2）检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中．（3）调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2．SV、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中．（4）将实验中记录的数据分别代入P＝UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中．U实/V电压/V电流/A电功率/W灯泡亮度U实＝U额2.50.30.75正常发光U实＞U额30.361.08较亮U实＜U额20.240.48较暗实验分析：（1）小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮．（2）灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大．（3）灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率．【解题方法点拨】（1）伏安法测小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器的作用：①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压．（2）实验过程中的注意事项：①连接电路时开关一定要断开，并且滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处，以保护电路．②电压表和电流表的量程，应大于小灯泡的额定电压和额定电流，以免烧坏电表．③滑动变阻器的选择：通过它的最大电流应大于灯泡的额定电流，它的最大阻值应使连入它后电路的电流不超过灯泡的额定电流太大，最好和灯泡的电阻大致差不多，这样调节效果更明显．④在移动滑动变阻器的滑片使小灯泡两端电压高于额定电压时要注意，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时时间不能过长，否则易烧坏灯泡．【命题方向】测量小灯泡的电功率的综合实验是中考的主要命题方式．例：在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．（1）连接电路时开关应断开，电流表的量程应选0～0.6A．（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．（3）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端．（4）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．（5）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．分析：（1）为保证安全，连接电路时，开关应断开；电流表的量程根据灯泡规格确定．（2）连接实物图时，应注意电流表、电压表量程及电流方向，滑动变阻器要采用“一上一下”的接法；（3）为保护电路，闭合开关之前，滑动变阻器接入电路的阻值应最大；（4）读取电压表示数时，注意选择的量程和对应的分度值；要测量灯泡的额定功率，两端电压应该为额定电压．（5）已知额定电压和正常工作电流，利用P＝UI计算灯泡的额定功率．解：（1）连接电路时，开关S应处于断开状态．灯泡正常发光时，通过的电流为I＝＝＝0.25A，所以电流表选择0～0.6A量程．（2）电路大部分连接完成，由上面知道了选择的电流表的量程，只要将电流表的“0.6A”与灯泡左侧的接线柱连接即可．（3）为使滑动变阻器接入电路的电阻最大，应该使滑片位于距离B接线柱最远的位置，也就是处于A端．（4）电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应使电路电流变大，滑动变阻器阻值变小，由电路图知滑片应向B滑动．（5）由图象知U＝2.5V时，I＝0.2A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W．故答案为：（1）断开；0.6；（2）实物连接如下图：（3）A；（4）2.2；B；（5）0.5．点评：连接实物图时应注意：1、电压表、电流表的正负接线柱不要接反．2、注意电压表、电流表的量程不要接错．3、滑动变阻器的分压与限流接法，滑片移动时阻值的变化应符合题意要求．4、作图要美观，连线不要交叉．电能的输送【知识点的认识】（1）为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方，而用电的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题，即电能的输送．（2）输送电能的基本要求是：可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电．保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定．经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小．（3）交流高压输电的基本环节：远距离输电原理图：【解题方法点拨】减少电能损失的方法：①减小导线电阻降低输电线上电能损失Ⅰ．减小材料的电阻率ρ．银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线．Ⅱ．减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离．Ⅲ．增加导线的横截面积，可适当增大横截面积．太粗不可能，既不经济又架设困难．②减小输电线中的电流降低输电线上电能损失Ⅰ．减少输送功率PⅡ．提高输电电压．【命题方向】第一类常考题：减少电能损失的方法平时输送电能中，为了减少电能在线路中的损耗，通常采取的办法是（）A．加大输送电流B．用高压输电C．用超导体输电D．减少输送功率分析：由焦耳定律Q＝I2Rt可知：在R和t一定时，减小I，可以减小电能的损失；由公式I＝可知，当输送电功率一定时，输送电路的电压越大，输送导线的电流越小．解：A、加大输送电流，会增大电能在线路中的损耗，故不能采用；B、用高压输电，可以减小输送电线的电流，减少电能在线路中的损耗，也是我们现在采用的输电方式；C、用超导体可以无损耗的输电，但超导材料是我们正在研究的新材料，还不能应用到生活中，故此方法还不现实；D、减少输送功率，会增大输送导线的电流，增大电能的损耗，故此方法不能采用；故选B．点评：本题考查了学生对焦耳定律和电功率公式的应用，与生活相连，使学生觉得学了物理有用，有利于培养学生学习物理的兴趣．第二类常考题：电能输送的应用某学校组织开展了调查学校用电情况的实践活动，同学们在调查中发现学校各电能表均能正常计数，且无偷电漏电情况发生，配电房总电能表在月末和月初的示数之差为1016千瓦时，各分表在月末和月初的示数之差的总和为966千瓦时．（1）从上述材料中你发现该校这个月损失了多少电能？造成损失的原因主要是什么？如何来解决？（2）在你校开展的物理实践活动中，你发现了什么问题？你提出了哪些解决问题的办法？请举出一个实例加以说明．分析：（1）本月配电房中总电能表示数之差减去教学楼和办公楼中各分表示数之差即为损失的电能；（2）损失的电能可能是存在偷电、漏电的情况，也可能是输电线上的损耗．解：（1）这个月损失的电能：W＝1016kW•h﹣966kW•h＝50kW•h＝50×3.6×106J＝1.8×108J；这个月的电能存在着很大的损失，可能存在偷电、漏电的情况，也可能是输电线上的损耗；解决方法是：检查输电线路查出漏电之处，进行修改；进行