中考物理总复习电学机械效率专题二欧姆定律电功及电功率机械效率.docx

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中考物理总复习电学机械效率专题二欧姆定律电功及电功率机械效率

中考物理总复习电学机械效率专题二:

《欧姆定律、电功及电功率、机械效率》

一、选择题

1．甲、乙两个灯泡的铭牌分别是“PZ220－25”、“PZ220－100”，关于这两个灯泡的描述正确的是（　　）

A．甲灯的灯丝粗、电阻大B．乙灯的灯丝细、电阻小

C．甲灯的灯丝细、电阻大D．乙灯的灯丝粗、电阻大

1.C

2.如图2（a）所示的电路中，当电键S闭合后，电路中通过的电流是0.1A，电压表V1和V2的示数如图（b）所示，则灯L1、L2的电功率可能是（）

A．0.09W0.45WB．0W0.36W

C．0.45W0.09WD．0.45W0W

2.D

3．如图4所示电路，电源两端电压不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。

闭合开关S

后，当滑动变阻器滑片P由中点向左滑动的过程中，下列判断正确的是（）

A．电流表A示数变大，电压表V示数变大

B．电流表A示数变小，电压表V示数变小

C．电流表A示数变大，电压表V示数变小

D．电流表A示数变大，电压表V示数不变

3.C

4．如图5所示电路，电源两端电压U保持不变，电阻Rl阻值为30Ω。

当开关S1、S2都断开与都闭合时，电压表示数之比为3∶8，电阻R2消耗的功率之比为1∶4。

已知电阻R3的最小功率为0.9W。

下列判断正确的是（）

A．开关S1、S2都闭合时，电路消耗的功率P＝91.2W

B．开关S1、S2都闭合时，电流表的示数I＝1.6A

C．电源两端电压U＝12V

D．电阻R3＝40Ω

4.A

5（多选）．将标有“12V6W”和“6V4W”的甲、乙两个小灯泡以串联或

⨯10

并联两种方式接在电压可调的电源两端，两灯均发光，且两灯的实际功率均不超过其额定功率。

设灯丝的电阻不变，下列判断正确的是（）

A．两灯串联和并联时，电路消耗的最大总功率小于8W

B．串联电路最大总功率与并联电路最大总功率之比为3∶2

C．串联电路甲灯最大电流与并联电路甲灯最大电流之比为4∶1

D．串联电路乙灯最大功率与并联电路乙灯最大功率之比为9∶16

5.B、D

6．在如图4所示的电路中，电源电压不变。

闭合电键S，电路正常工作。

过了一会，灯L熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变大，若电路中只有一处故障，且故障只发生在L或R处，则下列判断中正确的是（）

A．灯L短路B．灯L断路C．电阻R短路D．电阻R断路

6.D

7.当自动电压力锅压强过大或温度过高时，发热器都会停止工作.压强过大时开关K过压自动断开，温度过高时开关K过热自动断开.图2表示K过压、K过热和锅内发热器的连接，其中正确的是（）

7.A

二、填空题

8．小鹏同学家的电能表如图2－3所示，则小鹏家已消耗的电能为________kW·h，转盘已转过________转；他发现家里只使用一只电水壶（其他用电器都关闭）时，观察到电能表转盘3分钟转过100转，电水壶工作时的实际电功率为________W.

图2－3

8．30　6×104　1000

9．小勇用图2－5所示的滑轮组拉着物体匀速前进了0.2m，则绳子自由端移动的距离为________m．若物体与地面的摩擦力为9N，则他所做的功是________J．如果小勇对绳的拉力F＝4N，该滑轮组的机械效率为________%.

图3

图2－5

9．0.6　1.8　75

10、物理学中常常把实际的研究对象或实际的过程抽象成“物理模型”，例如使用铡刀铡草时，可能把铡刀的形状、材料等，在物理学中把它看成杠杆，这就是铡刀的“物理模型”。

现在用一根绳子一端固定，并绕着油桶的另一端用力将油桶沿斜面上拉，如图3所示，它的物理模型是__________。

10、动滑轮

11、在老师的指导下，小刚和小红通过实验探究“220V，60W”和“220V，15W”的白炽灯接到电路中哪个更亮。

小刚的实验结论是“220V，60W”灯泡更亮，小红却得出了与小刚相反的结论。

（1）他们是怎样把两个灯泡接在照明电路中的？

请完成下面虚线框内的电路连接。

（2）请说出小刚或小红实验结论成立的条件，并说明理由。

11、

（1）电路连接正确得2分；灯泡连接方式正确、但没有正确接入照明电路，

（2）小刚的连接：

两灯泡并联，灯泡都能在额定电压下正常发光，即60W灯泡更亮。

答出“两灯泡并联”、“额定电压下正常发光”、“60W的比15W的亮”，

小红的连接：

解答1：

两灯泡串联，通过两灯泡的电流相等；经计算，60W灯泡的电阻小于15W灯泡的电阻；根据P=I2R可知15W灯泡的实际功率较大，即15W的灯泡更亮。

答出“两灯泡串联、通过两灯泡的电流相等”、“60W的电阻小于15W的电阻”、“根据P=I2R可知15W灯泡的实际功率较大”。

得3分；少答一个要点扣1分；扣完为止。

解答2：

两灯泡串联，通过两灯泡的电流相等；经计算，60W灯泡的电阻小于15W灯泡的电阻；串联电路中电压分配与电阻成正比，15W灯泡两端电压较大，根据P=UI可知15W灯泡的实际功率较大，即15W的灯泡更亮。

答出“两灯泡串联、通过两灯泡的电流相等”、“60W的电阻小于15W的电阻”、“15W灯泡两端电压较大,根据P=UI可知15W灯泡的实际功率较大”。

三、实验探究题

12．小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图2－11所示的电路开始探究．

图2－11图2－12

（1）请你用笔画线代替导线，根据图2－11所示的电路图，将图2－12所示实物图连接完整．

（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的________（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．

（3）小雷排除故障后，按图2－12所示的电路继续进行实验：

①闭合开关，滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：

次数

电压/V

实际功率/W

电阻/Ω

1

1.6

0.20

0.32

8.00

2

2.5

0.24

0.60

10.42

3

2.8

0.26

0.73

10.77

②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．

（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：

第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________．

（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变________表的量程，发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似．

（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：

①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”这种说法错误的原因忽略了________对小灯电阻的影响．

②有同学认为“把灯L1换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系．”你认为这种说法正确还是错误？

________.

12．

（1）如图所示．

（2）A、B　（3）①A　②电流/A　（4）大　（5）电压

（6）①温度　②正确

13.小明在做“测量小灯泡电功率”的实验中，所用器材有额定电压为“2.5V”的小灯泡，以及符合实验要求的电源、滑动变阻器、电表、电键和导线。

实验前电压表和电流表已调零，实验时用导线a、b、c、d、e、f、g按图10方式连接电路。

（1）闭合电键前应把滑动变阻器滑片P调到（选填“A”或“B”）端。

（2）闭合电键，调节滑动变阻器，结果出现了下列现象，请分析其原因：

.

①小灯泡不亮，电压表的示数始终为3伏，电流表的示数始终为零，则可能是元件出现断路；

②小灯泡能发光，电流表有示数，电压表的示数始终为零，则可能是导线出现断路。

（3）小明排除故障后，调节滑动变阻器，测得右表中的三组数据。

则小灯泡的额定功率为W。

13、A，小灯，b，0.75

14.甲、乙、丙三小组同学在“研究并联电路电阻规律”的实验中，按图11所示方式连接电路，将不同的两个电阻分别接在了MN两端，闭合电键，读出电压表和电流表的读数并分别记录在表一、表二、表三中，然后将计算的数据也记录了下来。

表一

实验次数

1

2

3

连接电阻

R1

R2

R1和R2同时并联

电压（V）

6

6

6

电流（A）

1.5

1

2.5

R（Ω）

4

6

2.4

1/R（Ω-1）

0.25

0.17

0.42

表二

实验次数

4

5

6

连接电阻

R2

R3

R2和R3同时并联

电压（V）

6

6

6

电流（A）

1

0.6

1.6

R（Ω）

6

10

3.75

1/R（Ω-1）

0.17

0.1

0.27

表三

实验次数

7

8

9

连接电阻

R3

R4

R3和R4同时并联

电压（V）

6

6

6

电流（A）

0.6

0.4

1.0

R（Ω）

10

15

6

1/R（Ω-1）

0.1

0.07

0.17

（1）分析实验序号1、2（或4、5或7、8）数据中电流的变化和电阻的变化的关系，

可得出的初步结论是。

（2）分析实验序号1、3和2、3（或4、6和5、6或7、9和8、9）的数据中电阻的关系

可以得出的结论是。

（3）分析表一和表二（或表二和表三）数据中各电阻及总电阻的大小变化关系

可以得出的结论是。

（4）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中经运算得到的数据及相关条件，

并归纳得出结论：

。

（5）为了进一步研究并联电路电阻的规律，甲小组同学将R1和R4两个电阻同时接在了MN两端，读出并记录下电压表和电流表的读数，然后从标有“3Ω2A”、“30Ω2A”及“30Ω1A”字样的三个滑动变阻器中选择一个，替代R1和R4接在了MN两端，移动滑片P直到电压表和电流表的读数与原先记录的相同。

回答问题：

①甲小组同学选择的滑动变阻器标有“”字样；②移动滑片P直到电压表和电流表的读数与原先记录的相同时滑动变阻器连入电路的电阻为Ω。

14、

（1）电压一定时，I与R成反比

（2）并联电路，总电阻小于任何一个分电阻

（3）并联电路，一个电阻不变另一个并联电阻越大，总电阻越大

（4）并联电路，总电阻的倒数等于分电阻的倒数之和

（5）30Ω2A，3.16

15.图5所示，某小组同学在“探究小灯的暗亮与哪些因素有关”实验中，将甲乙两个不同的小灯如图接入电路，他们先将甲乙两个小灯串联在电路中，结果，甲灯比乙灯亮如图5（a）；然后他们将甲乙两个小灯并联在电路中，结果，乙灯比甲灯亮如图5（b）。

请仔细观察图中的操作和现象，分析归纳出猜想结论。

（1）比较图5（a），归纳得出的初步结论是：

；

（2）比较图5（b）归纳得出的初步结论是：

。

15、在电流相同的条件下，小灯两端的电压越大，灯的亮度越大；

在电压相同的条件下，流过小灯的电流越大，灯的亮度越大。

16．在探究“通过导体的电流跟电压的关系”实验中，小丽根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图16所示。

（1）在图16所示的实物电路中，连接有错误。

（2）请你画出正确的实验电路图。

（3）小丽将电路连接的错误改正后开始实验，在闭合开关S前，应使滑动变阻器接入电路的阻值。

（4）在此实验中，为达到实验目的，应控制保持不变。

（5）在实验过程中，移动滑动变阻器的滑片，改变其连入电路的阻值，目的是改变从而改变通过电阻R的电流。

（6）在实验中，当小丽将滑动变阻器的滑片移到某点时，发现电流表示数如图17所示，则此时的电流为

A。

16.

（1）滑动变阻器

（2）电路图略（3）最大（4）电阻R的阻值（5）电阻R两端的电压（6）0.46

17．小明在探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系时，用甲、乙两个完全相同的烧瓶装有质量相等、初温相同的煤油，且分别插有两只相同的温度计，组装成如图18所示的电路。

已知两个烧瓶中金属丝A、B的电阻RA＜RB。

（1）闭合开关S，一段时间后，发现两温度计示数均无变化，若电路中只有一处故障，他用电压表分别并联在电路各点间，并记录实验现象如下表，通过记录可判断电路发生的故障是。

电路各点间

aj

ai

ah

ag

af

ae

ad

ac

ab

电压表示数

有

有

有

有

有

无

无

无

无

A．开关接触不良B．滑动变阻器短路C．导线ef断路D．金属丝B接线有断路

（2）小明排除电路故障后继续实验，请你应用所学知识推断，电路接通后，瓶内煤油温度升高得更快。

（选填“甲”或“乙”）.

17.

（1）C

（2）乙

18．定值电阻R1和R2并联后，接在电压可调的电源两端，干路电流I随电源电压U变化关系的图像如图19所示。

已知R1＝30Ω，则R2＝Ω。

18.5Ω

19．小刚利用定值电阻R进行实验，记录的实验数据如下表所示。

表中U为电阻R两端的电压，P为电阻R的电功率。

请你根据表中数据归纳出电功率P与电压U的关系：

在的条件下，P=。

U/V

3

6

9

12

15

18

P/W

0.3

1.2

2.7

4.8

7.5

10.8

19.电阻阻值不变

20．小明要测量小灯泡的额定功率，实验桌上备有如下器材：

符合要求的电源、额定电压为U0的小灯泡、阻值为R的定值电阻、滑动变阻器、已调零的电压表、单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个，导线若干。

他设计了如图20所示的电路进行实验。

（1）请你帮助小明将实物电路图补充完整。

（2）连接好电路后，请你将正确的操作步骤

补充完整：

闭合开关S1，将开关S扳向1，调节滑动变阻器，使；

将开关S扳向2，使滑动变阻器的滑片位置保持不变，记录电压表示数为U。

（3）请用U0、U、R表示小灯泡的额定功率P＝。

20.

（1）实验电路连接如图3。

（2）电压表的示数为U0

（3）

四、综合计算题

21．图2－14是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，图2－15是它的电路原理图，其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻．当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态

水桶容量

20L

热水箱容量

1L

额定电压

220V

加热功率

440W

保温功率

40W

图2－14图2－15

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？

（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃需用时14min.[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]求此加热过程中：

①水吸收的热量．

②饮水机的加热效率．

③求电阻R1的阻值．（保温功率是指整个电路消耗的功率）

21．解：

（1）由表信息可知：

饮水机加热过程中的电流：

I＝

＝

A＝2A

（2）热水箱中的水质量

m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1×10－3m3＝1kg

①水吸收的热量

Q吸＝cm（t2－t1）

＝4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（90℃－20℃）

＝2.94×105J

②电流做的功W＝Pt＝440W×14×60s＝3.696×105J

饮水机的加热效率：

η＝

×100%＝

×100%≈79.5%.

③当S闭合时，饮水机处于加热状态R2＝

＝

Ω＝110Ω

当S断开时，饮水机处于保温状态R总＝

＝

Ω＝1210Ω

所以R1＝R总－R2＝1100Ω.

22、某兴趣小组的同学进行电学实验过程中发现一个有趣的元件，有A、B两部分，被封闭在一个透明的玻璃壳内，a、b是其两个外露的接线柱，如图所示。

他们了解到B是一个定值电阻，其电压与电流关系如下表所示，

电压U（V）

2.0

4.0

6.0

电流I（A）

0.10

0.20

0.30

A是一种由特殊金属丝制成的导体，它的额定电压是9V。

为进一步了解A的某些特征，他们使用如图乙所示的实验器材，测得了一组该元件的电压与电流值，并绘制成如图所示的曲线。

请根据上述信息完成下列问题：

（1）用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整。

（2）计算电阻B的阻值。

（3）计算导体A的额定功率。

22、

（1）略

（2）20（3）0.81

23、被形容为“满船尽带黄金甲”、身价逾千亿美元的广东海底沉船“南海一号”，已于20XX年12月22日上午11时30分成功浮出水面．“南海一号”采用的是古船整体打捞模式，这在世界考古和打捞界都是首创．沉船地点在广东珠江口以西、距阳江海陵岛30里，约水下20m处．“南海一号”在水中的重量为2800t，空气中重量达4800t，为吊起这艘价值连城的古沉船，中国大陆特别打造了“亚洲第一吊”的4000t全回转起重船“华天龙”号（如图15），到时将由它以0.1m/s的速度把“南海一号”吊出水面．（g=10N/kg）

（1）“南海一号”在水中所受浮力是多大?

（2）“华天龙”号起吊该船时出水前的有用功率是多少？

（3）若“华天龙”号起重船起吊时的总功率为5×106W，则出水前的机械效率是多少？

23、

（1）F浮

=G

1－G2=（4800×103kg-2800×103kg）·10N／kg=2×107N 

（2）P有

用=G2×v=2800×103kg×10N／kg×0.1m/s=2.8×106W 

   （3）由η=P有用／P总=2.8×106W /5×106W=56%

24、如图所示是沐浴用的即热式电热水器。

由于即热式电热水器水流过即热，无需像储水式电热水器那样先将水加热至一定温度时方可使用，减少散热造成的能量损失。

所以它具有体积小、节能的优点。

（1）某品牌沐浴用的即热式电热水器的加热器分别由四条阻值为R1R2R3R4（R1＜R2＜R3＝R4）的电热丝通过多个档位控制，得到多种不同的连接方式，但每种连接方式最多只有2条电热丝参与连接。

现选取其中的四种连接如图所示，在这四种连接中，加热功率最大的是＿＿＿＿＿＿（只填序号）；若要得到比图中四种连接方式更小的加热功率，你认为可以采取怎样的连接方式：

＿＿＿＿＿＿。

（2）在家庭电路中，所选导线的横截面积应与家用电器的总功率相适应，以确保用电安全。

右表是几种常见铜导线的安全载流量（即长时间通电的最大安全电流）。

小明家现要安装一台最大额定功率为8.5kW的即热式电热水器，该用电器正常工作时的最大电流是＿＿＿＿A（结果保留一位小数），至少应选横截面积为＿＿＿＿＿＿mm2的专用导线与之配套。

24、

（1）③              把R3与R4串联       

（2）38.6   6

25、小明设计了如图15所示的实验装置来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。

将物体放置在水平的长木板上，物体与木板表面粗糙程度不变，导电性能良好的弹簧其右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连（不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦；滑动变阻器的阻值随长度均匀变化；探究过程中，滑片P始终在a、b间），弹簧的左端固定在墙壁上。

当木板沿箭头所示的方向匀速运动时，物体和木板间发生相对滑动，物体处于平衡状态时，电流表的示数稳定不变，物体和木板间的摩擦力也不变。

换用质量不同的物体，重复上述实验，发现电流表的示数随所放置物体的质量的变化而变化，不同物体所受的摩擦力f不同，滑动变阻器R1的阻值也不同。

若物体所受摩擦力f与滑动变阻器R1的阻值的关系如图16所示，电流表的量程为“0～0.6A”，电源电压为3V。

问：

（1）当滑动变阻器的滑片P指向b端时，为了保护电流表不致损坏，电阻R0的阻值至少为多大？

（2）若电阻R0的阻值为10Ω，某一物体在木板上处于平衡状态时，电流表的示数为0.2A，该物体所受的摩擦力是多少？

（3）当电路中电流表的示数变大时，不同的物体所受的摩擦力发生了什么变化？

25、

（1）当滑动变阻器滑片P指向b端时，R1的阻值为0

R0=

（2）R=

    R1′=R－R0′=15Ω－10Ω=5Ω

根据图象可知，物体所受的摩擦力f=5N

（3）当电路中电流表的示数变大时，R1的阻值变小，由图象可知物体所受的摩擦力变大了。

26．小明家新买了一台饮水机，小明的父母对夜间是否要关闭饮水机有不同的观点：

妈妈认为夜间关机可以节省电能。

理由是在夜间无人饮水，饮水机仍对热水包里的水间歇性加热，会浪费电能。

爸爸则认为夜间关机后第二天重新开机为凉水加热，会消耗更多的电能。

于是小明查到饮水机的铭牌如下表，他决定用实验来化解父母的争执。

第一天晚上十点，他关掉家中的其他用电器，只开启饮水机的加热功能，记下此时电能表的示数为576.5kW·h，第二天早晨六点钟，水温达到预定温度95℃，他又读出电能表的示数为576.8kW·h。

额定电压220V

热水包容积1.2L

频率50Hz

冷水包容积0.5L

制热功率880W

保鲜柜容积16L

制冷功率98W

防漏电类型

类

第二天晚上十点，他将饮水机关闭，次日早晨启动，饮水机在额定功率下将水加热到预定温度95℃，用时8min。

请解答下列问题：

（1）饮水机正常加热时的电流是多少？

（2）通过计算判断小明爸爸妈妈谁的方法更节能？

26.解：

（1）饮水机正常加热时的电流：

I加热＝

＝

＝4A

（2）小明爸爸的方法：

夜间不关闭饮水机

第一天夜间到第二天早晨，根据电能表示数可知饮水机所消耗的电能：

W1＝576.8kW·h－576.5kW·h＝0.3kW·h＝0.3度

小明妈妈的方法：

晚上关闭饮水机，次日早晨启动，

加热状态8min饮水机所消耗的电能为：

W2＝P加热t＝0.88kW×

h≈0.12kW·h＝0.12度

因为：

W1＝0.3度＞W2≈0.12度

所以，小明妈妈的方法更节能。

27．图9为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。

图9中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路。

当电磁铁线圈中的电流I<10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通。

热敏电阻中允许通过的最大电流I0＝15mA，其电阻R随温度变化的规律如图10，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中。

已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω、U2＝220V。

（1）衔铁被吸下时，加热电路的总电阻是多大?

（2）保温状态下，若加热电路的发热功率等于热水器散热功率的80％，求10分钟内热水器散失的热量；

（3）为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大?

若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少?

27．解：

（1）衔铁被吸下时，R1、R2并联；由

代入数据解得R总＝22Ω

（2）保愠状态下：

R2、R3R串联，由

又散失的热