中考物理专题导航讲练系列 电学各个专题附有解析和答案.docx
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中考物理专题导航讲练系列电学各个专题附有解析和答案
2010年中考物理专题导航讲练系列――电功、电功率
例1.某电热水瓶的铭牌如下表所示。
若热水瓶内装满水,在额定电压下工作(外界大气压强为1个标准大气压)。
(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少?
(2)加热时电热水瓶的电阻多大?
(3)若瓶内20℃的水加热10min正好烧开,则加热时电热水瓶的热效率是多少?
(4)请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。
【思路点拨】此类题一般是电学综合题,熟练掌握电学基本公式并知道其适用范围。
解答:
(1)由P=UI得I=P1/U=30W/220V=0.14A
(2)由P=U2/R得R=U2/P2=(220V)2/1200W=40.33Ω
(3)瓶内水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
瓶内水吸热Q=Cm(t-t0)=4.2×103kg/m3×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
消耗的电能W=P2t=1200W×10×60s=7.2×105J
热水瓶效率η=Q/W=6.72×105J/(7.2×105J)=93.3%
(4)电热水瓶内部电路图:
例2.图33甲和图33乙是利用热敏电阻来测量温度的原理图.电源电压均为20V且保持不变,定值电阻R0的阻值为30Ω.则:
(1)图33甲中电流表的示数为0.3A时,热敏电阻两端的电压和消耗的功率分别是多少?
(2)图33乙中电压表的量程为0—15V,热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图33丙所示,试求此电路能测量的最高温度.
【思路点拨】此类题是动态电路问题,不同的情况下电路中的电流、电功率等物理量要发生变化,因此在分析时针对不同的情况进行分析。
答案:
(1)由于电路为串联电路,则
U总=UR0+U热敏
UR0=IR=IR0=0.3A×30Ω=9V
U热敏=U总-UR0=20V-9V=11V
P热敏=UI=U热敏I=11V×0.3A=3.3W
(2)由题意可知R0两端电压最大为UR0max=15V,
看图可知热敏电阻R的阻值随温度升高而变小,则热敏电阻阻值最小,即两端电压最小时,电路所测温度最高。
U总=UR0max+U热敏
U热敏=U总-UR0max=20V-15V=5V
当R0两端电压最大时,电路中电流I=U/R=UR0max/R0=15V/30Ω=0.5A
由此可得
R热敏=U/I=U热敏/I=5V/0.5A=10Ω
通过图表数据可知,此时所测温度为92℃
【规律总结】
(1)首先画出符合题意的电路图(题中有图可省略);
(2)分析电路的连接方式;
(3)对动态电路的不同情况进行不同分析;
(4)应用串并联电路的规律、欧姆定律、电学公式解题。
拓展演练
1.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图34(甲)所示.把它们串联在电路中,如图34(乙)所示.闭合开关S,这时电流表的示数为0.4A,则电源电压和元件B的电功率分别是(C)
A.2.0V0.8W
B.2.5V1.0W
C.4.5V1.0W
D.4.5V1.8W
2.小明用图35甲所示的电路,研究通过导体的电流与导体电阻的关系.电源电压恒为6V.实验过程中,他做了六次实验,每次改变电阻箱R',的阻值后.通过调节滑动变阻器始终保持R'两端的电压不变,记下相应的电流值.根据记录的六组数据,他在方格纸上描出了电流I与电阻箱阻值R'的关系图线,如图35乙.
(1)记录第一组数据时,电阻箱R'的阻值为4Ω,此时电流表示数是多少?
(2)小明在实验过程中.控制电阻箱R'两端的电压是多大?
(3)记录第二组数据时,小明记下电流表的示数为0.4A,此时电阻箱消耗的功率是多少?
滑动变阻器接入电路中的电阻是多大?
(4)记录第四组数据时,电阻箱和滑动变阻器消耗的功率之比是多少?
答案:
(1)从图线可知,当R1’=4Ω时,I1=0.5A,即电流表的示数为0.5A
电热水壶的铭牌
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
880W
容积
2L
(2)在图线上任取一组电流和电阻值,根据公式U=IR都可求得R’两端的电压U’。
如:
取R’=4Ω时,I=0.5AU’=IR=4Ω×0.5A=2V
(3)当电流表的示数为0.4A时,从图线可知:
R’=5Ω
电阻箱消耗的功率:
P’=U’I2=2V×0.4A=0.8W
滑动变阻器连入电路的电阻:
R滑=U滑/I2=(6V-2V)/0.4A=10Ω
(4)因为记录每组数据时:
U’=2VU滑=4VI’=I滑
P/P滑=U’I’/U滑I滑=1:
2
即:
记录第四组数据时,电阻箱与滑动变阻器消耗的功率之比为1:
2。
3.随着生活水平的提高,家用电器在日常生活中已不可缺少。
小明家所有家用电器正常工作时的总功率为2200W。
其中电热水壶的铭牌如图所示,某一天小明在家里用电热水壶烧开水,电热水壶能正常工作。
已知电热水壶的阻值不变。
求:
(1)小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于多少安?
(2)这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧?
(3)这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为多少焦?
(4)若电热水壶实际工作电压为110伏,电热水壶的实际功率多大?
解答:
(1)由I=P/U
得I=2200W/220V=10A
所以熔断丝的额定电流应等于或稍大于10A
(2)由R=U2/P
得R=(220V)2/880W=55Ω
(3)由W=Pt
得W=880W×600s=5.28×105J
(4)由P=U2/R
得P实=(110V)2/55Ω=220W
4.如图35是电饭锅的实物图,图36(甲)是它的内部电路图,图36(乙)是电路简图它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡,由温控开关自动控制.煮饭时,先要按下温控开关按钮;到达设定温度(饭已煮熟),按钮会自动弹起
(1)对照观察图36(甲)和(乙),温控开关按钮未按下时,“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是_串联_关系(选填“串联”或“并联”);按下温控开关按钮.“烧煮电路部分”的电压为_220_V,“保温电路部分”将_不工作(选填“工作”或“不工作”);温控开关按钮弹起后,电路中的电流比原来_小_(选填“大”或“小”)。
(2)当温控开关按钮按下时,电饭锅电路的总功率为1100W。
求:
“烧煮电路部分”的电阻R1
(3)温控开关按钮弹起后,电饭锅电路的总功率为44W。
求:
①电路中的电流;②“保温电路部分”的电阻R2
(4)已知,只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时,指示灯才会发光.请通过相关计算或分析,说明为什么温控开关按钮弹起时,红灯熄灭而黄灯亮。
(1)串联220不工作小
(2)当温控开关按钮按下时,电路中只有R1工作
(3)当温控开关按钮弹起时,R1与R2串联
(4)当温控开关按钮弹起时,R1与R2串联
因为
所以,红灯不亮黄灯亮。
2010年中考物理专题导航讲练系列――电流表、电压表的正确使用
例1.要用电流表测量灯泡L1中的电流,如图1所示的四个电路中,接法正确的是:
A B 图1 C D
【思路点拨】电流表的正确使用要求:
串联在被测电路中;
电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;
选择适当的量程;
绝对不能不经过用电器把电流表直接接在电源的两极上。
答案:
满足电流表使用4个要求的应选C。
图2
例2.如图2所示,a、b、c表示的是电压表或电流表,当S1、S2都闭合时,下列说法正确的是:
A、a、b、c都是电流表;B、a、b、c都是电压表;
C、a、b是电压表,而c是电流表;D、b、c是电流表,而a是电压表。
【思路点拨】根据电流表、电压表的正确使用方法可知:
b串联在干路上,而c与R2串联所以b、c均填电流表,a与R1、R2、电源并联所以应填电压表。
答案:
D
【规律总结】关于电流表、电压表使用的解题思路:
(1)符合电流表、电压表正确使用的要求;
(2)简化电路,电流表在电路中当短路(或导线)处理;电压表在电路中当断路(开路)处理;
(3)
判断电路的连接方式。
拓展演练
1.如图3所示,闭合开关后能测出小灯泡L1两端的电压的电路是(D)
图4
图3
2.在图4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:
(C)
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
3.如图5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.解答:
4.请在图6所示的甲、乙两图的圆圈内,填上电压表或电流表的符号使之成为两个不同的电路(要求两用电器都工作)。
解答:
5.如图7所示电路,两只小灯泡L1和L2均正常发光,则下面几种说法中正确的是:
(A)
A.甲是电流表,乙是电压表;B.甲是电压表,乙是电流表;
C.甲、乙都是电流表;D.甲、乙都是电压表。
2010年中考物理专题导航讲练系列――电路故障的判断方法
【例1】如图12所示,开关s闭合后,小灯泡不发光,电流表无示数.这时用电压表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零,而a、d间和b、d间的电压均不为零,这说明(D)
A.电源接线柱接触不良. B.开关的触片或接线柱接触不良
c.电流表接线柱接触不良 D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良
【思路点拨】电流表无示数,表明电路断路。
电压表有示数,表明电压表两接线柱以外直到电源的所有电路都是通的。
反之亦然。
解答:
D
【例2】安装照明电路时,为检测电路安装是否正确,在接通电源前将火线上的保险丝取下,换成一个额定电压为220V的白炽灯泡,同时断开所有用电器的开关.接通电源后发现灯泡正常发光.由此可以判定(B)
A.电路安装正确B.电路安装不正确,某处有短路
c.电路安装不正确,某处有短路D.条件不够,无法判断
【思路点拨】如果电路正确,当接通电源后,若用电器不工作,则火线和零线中将没有电流,火线上的保险丝中同样也将没有电流.现将保险丝换成灯泡,所有用电器都断开,灯泡能亮,说明电路中有电流,可以判断电路中有短路。
答案:
B
【规律总结】电路故障的判断,是近年比较常见的也是各地中考的热点。
电路故障常见的两种情况:
一是短路;二是断路。
电路中电流表有(或无)示数,表明电路是通路(或断路);电压表有(或无)示数,表明电压表两接线柱以外直到电源的所有电路都是通路(或有断路)。
拓展演练:
1.如图13所示,闭合电键S,灯L亮,一段时间后灯L熄灭。
若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或R上。
现用一只规格相同且完好的灯L′替换灯L,正确的判断是(C)
A.若灯L′亮,则灯L一定断路
B.若灯L′亮,则灯L一定短路
C.若灯L′不亮,则电阻R一定断路
D.若灯L′不亮,则电阻R一定短路
2.如图14所示,当开关S闭合后,两只灯泡均发光,两表均有示数。
过一段时间后,发现电压表示数变为0V,电流表示数增大。
经检查除小灯泡外其余器材的连接良好,造成这种情况的原因可能是(C)
A.灯L1断路B.灯L2短路
C.灯L1短路D.灯L1、L2均断路
3。
如图15所示,闭合开关S时,小电灯L1、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,两灯也不亮;接触c、d两点时,两灯都亮。
对此,下列判断中正确的是(C)
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.开关S断路 D.灯L2短路
4。
如图16是小明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不亮,灯L2亮,电流表的指针明显偏转,电压表示数为电源电压,则故障原因可能是(B)
A、L1灯丝断了
B、L1灯座两接线柱直接接通了
C、L2灯丝断了
D、L2灯座两接线柱直接接通了
5。
某同学采用如图所示电路做电学实验时,出现一处电路故障,以下分析正确的是(D)
A.若电流表无示数,电压表有示数,则R1短路 B.若电流表无示数,电压表无示数,则R2断路
C.若电流表有示数,电压表有示数,则R1断路 D.若电流表有示数,电压表无示数,则R2短路
6.实验课上,同学们把两个相同规格的小灯泡连接在如图18甲所示的电路中,闭合开关后,两灯发光.此时,一
同学不小心把L1的玻璃外壳打破了,结果L1熄灭,L2却更亮了。
这是为什么呢?
他们提出猜想:
猜想一:
可能L1处发生开路;
猜想二:
可能L1处发生短路。
(1)根据串联(填“串联”或“并联”)电路的特点.可知猜想一是不正确的。
(2)针对猜想二,同学们找了一只电压表,分别并联在L1,L2两端,如图18乙所示,假如猜想二成立,则两次读数有何特点?
L1两端的电压表示数为零。
实验发现两次电压表均有明显读数,且L1两端电压比L2两端电压小。
说明猜想二也不正确.你认为L1熄灭、L2更亮的原因可能是B。
A.L1电阻变大B.L1电阻变小
C.L2电阻变小D.L1功率变大
7。
如图19所示,当开关S闭合后,发现电灯L不亮,用测电笔测试c、d两点时,氖管都发光,测试a、b两点时,只有a点氖管发光,则故障可能是(C)
A.火线与零线短路B.a、d之间某处断路
C.c、b之间某处断路D.电灯的灯丝断了
8.某同学在家中将台灯的插头插入插座时,室内电灯全部熄灭保险丝熔断,发生这一现象的原因可能是(D)
A.台灯的功率太大了B.台灯的灯丝断了
C.插座内有短路D.台灯插头处短路了
2010年中考物理专题导航讲练系列――电路中的比例问题
例1.如图39所示电路,电源电压保持不变,R1=5R2S闭合,S1断开时电流表示数为I,S闭合,S1闭合时,电流表示数为I`,则I:
I`为:
(B)
A.1:
3B.1:
6
C.1:
5D.6:
1
【思路点拨】..当s闭合、S1断开时,电路只有Rl连入电路,电流表示数I=U/R1;当s闭合,S1闭合时,R1和R2并联,电流表示数I`=U/Rl+U/R2,因此有I:
I`=U/Rl:
(U/Rl+U/R2).化简后代入R1=5R2即可求解.
答案:
B
例2.(08威海)如图14所示,若甲、乙两表为电压表,当S闭合时,两表示数之比为U甲︰U乙=3︰2。
若甲、乙两表为电流表,当S断开时,两表示数之比为I甲︰I乙=1:
3,此时R1和R2消耗的功率之比P1︰P2= 2:
1 。
答案:
1:
3、2:
1 。
【规律总结】
(1)串联电路中的比例关系:
W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=U1/U2=R1/R2
(2)并联电路中的比例关系:
W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=I1/I2=R2/R1
(3)W1/W2=Q1/Q2是在电能全部转化为热能时成立。
拓展演练
1:
如图41所示,电源电压不变,R1:
R2=2:
1,开关s闭合前后,电流表的示数分别为I和I1电压表的示数分别为U和U1则下列关系式中正确的是(A)
A.I:
Il=l:
3
B.U:
Ul=2:
1
C.I:
Il=2:
3
D.U:
Ul=l:
2
2:
如图42所示,电源电压U不变,开关S断开与闭合时,电压表的示数之比是5:
8,则电阻R1与R2的阻值之比为(A)
A.3:
5B.5:
3C.5:
8D.8:
5
3.图43是晶晶探究串联电路电压关系的电路图,她连接好电路后,发现电压表示数为9V,闭合S后,发现电压表示数为3V,对这一电路分析正确的是(B)
A.R1与R2电压之比为1:
2 B.R1与R2电阻之比为2:
1
C.R1与R2电流之比为2:
1 D.R1与R2功率之比为3:
l
4.如图44所示电路中,电源电压不变,当开关S断开,甲乙两表为电流表时,两表的示数之比I甲∶I乙=3∶5,当开关S闭合时,甲乙两表为电压表时,两表的示数之比为U甲∶U乙为(C)
A.2∶5B.3∶2
C.5∶2D.5∶3
2010年中考物理专题导航讲练系列――电能没有完全转化为内能的问题
例1.一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V,线圈内阻为2Ω,线圈中电流为10A,则这台电动机正常工作10s消耗的电能为多少?
【思路点拨】本题容易错解为:
W=I2Rt=(10A)2×2Ω×10s=2000J。
而题目中要求计算电动机正常工作10s消耗的电能,由于该电路不是将电能全部转化为热能,在计算电功时不能用W=I2Rt计算,只能用W=UIt计算(w=I2Rt只是计算了电热,这只是消耗电能的一部分)。
故正确解法应该为:
W=UIt=380V×lOA×10s=3.8×104J。
答案:
3.8×104J
例2.有一台“220V,1OOW'’的洗衣机,由于使用不当,造成电动机卡死,电动机由于温度升高而被烧坏,已知这台电动机内的线圈阻值为2欧,则这台洗衣机正常工作2min消耗多少电能?
电动机被卡死时,2min产生多少热量?
【思路点拨】
由于电动机正常工作功率P=100W,所以电流2min做的功:
W=Pt=1O0Wx120s=l.2×l04J.
电动机卡死后,电能全部转化为机械能,电路中的电流:
I=U/R=220V/2Ω=110A所以可产生热量Q=I2Rt=(llOA)2x2Ωx120s=2.9xl06J.答案:
1.2x104J;2.9x106J
【规律总结】
公式W=UIt是普遍适用的公式,而w=I2Rt,W=(U2/R)t只适用在电能完全转化成热能的情况。
如果电路中还包含有电动机、电解槽等用电器,这时电能除部分转化为热能外,还要转化为机械能、化学能等,这时电功只能用W=UIt计算,而不能用W=I2Rt,W=(U2/R)t计算了。
拓展演练
1.一台电动机正常工作时线圈两端电压为220V,线圈内阻为2Ω,它正常工作1min消耗的电能为66000J,求通过电动机线圈内的电流。
答案:
I=5A
2.有一额定电压为6V的电动机通电后,当其自由转动时,用电流表测得其工作电流为0.6A,若用手捏着转头不让其转动,测得其电流为2A,则该电动机的机械效率为(D)
A.91%B.9%C.30%D.70%
3.如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械,从能量转化的角度看.它主要是把电能转化为机械能,还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。
现有一台电动机,当电动机两端加220V电压时,通过电动机线圈的电流为50A。
问:
(1)每分钟该电动机消耗的电能是多少,
(2)已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt(其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间),若该电动机线圈的电阻是0.4Ω,则线圈每分钟产生的热量是多少?
(3)这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
4.电动自行车既环保又节能,深受城市居民喜爱。
下表是小王同学的电动自行车的有关数据。
电动自行车
自重m/㎏
电能转化为机械能
的效率η
工作电
压U/V
行驶速度
v/(km·h-1)
骑车人质量为50㎏
时的平均阻力f/N
40
75%
36
≤36
20
小王质量为50kg,从学校匀速回到家用时20min,距离为5.4km。
根据相关信息求小明回家过程中:
(1)电动自行车速度大小;
(2)电动自行车牵引力所做的功;(3)电动自行车消耗的电能。
解:
(1)由V=S/t得:
V=5400m/1200s=4.5m/s
(2)由W=FS得W=20N×5400m=1.08×105J
(3)由η=W有用/W总得W电=W有用/η=1.08×105J/75%=1.44×105J
2010年中考物理专题导航讲练系列――电热综合
例1.电磁炉是一种新型灶具,图58所示是电磁炉的原理图:
炉子的内部有一个金属线圈,当电流通过线圈时会产生磁场,这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流(即涡流),涡流使锅体铁分子
高速无规则热运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能,
从而迅速使锅体及食物的温度升高。
所以电磁炉煮食的
热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具,
它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。
请问:
(1)电磁炉与普通的电炉相比,谁的热效率更高?
为什么?
(2)某同学用功率为2000W的电磁炉,将1㎏初温为25℃的水加热到100℃,需要的时间为2分55秒,则消耗的电能是多少?
电磁炉的热效率是多少?
(水的比热容为4.2×103J/(kg﹒℃))
型号:
WSH—500
额定电压:
220V
额定功率:
0.5kW
频率:
50Hz
解答:
(1)电磁炉的热效率更高。
因为电磁炉是利用锅体本身发热来加热食物,没有炉具向锅体传热的过程,热散失少,所以电磁炉的热效率更高。
(2)消耗的电能W=Pt=2000W×175s=3.5×105J
水吸收的热量Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg.℃)×1kg×(100℃-25℃)
=3.15×105J
电磁炉的热效率η=Q吸/W=3.15×105J/3.5×105J=90%
答:
略。
例2.图59所示的是一种WSH—50型号家用饮水机及铭牌,图60是饮水机的电路图
(1)在下列空格中填写“亮”或“不亮”
当温控开关1、2都闭合时,加热管正常工作,红灯,绿灯;当水沸腾后,温控开关1、2都断开,加热管不工作,其中R红远远小于R绿,则红灯,绿灯。
(2)现将质量为0.5Kg,初温20℃的水在标准大气压下烧开需用时6min,请计算水所吸收的热量[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)].
(3)求饮水机正常工作6min消耗的电能。
(4)比较
(2)、(3)的计算结果你能发现什么问题,并解释原因。
解:
(1)亮不亮不亮亮
(2)Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(100℃-20℃)
=1.68×105J
(3)W=Pt=500W×360s=1.8×105J
(4)从
(2)、(3)的计算结果发现饮水机正常工作6min消耗的电能大于这段时间饮水机吸收的热量;电能没有全部转化为内能,存在热散失。
【规律总结】解这类型题要求:
(1)正确分析电路的连接方式;
(2)熟练掌握电功、电热、物体吸热或放热、热效率的计算公式和方法;
(3)注意有些情况是电能全部转化为热能,有些情况不是。
针对具体情况选用正确的公式。
拓展演练
1.小明的新家想安装一台无水箱式电热水器,这种电热水器当有冷水流过它时,就能达到要求的温度而立即从喷头流出供淋浴。
已知冷水温度为15℃,淋浴所需热水温度为40℃,电热水器一分钟流出热水的质量约为4Kg,水的比热容为4.2×103J/(Kg·℃).
(1)将质量为4Kg温度为15℃的冷水,加热到淋浴所需要的温度,水吸收的热量是多少?
(2)如果不考虑热损失
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