专题05 电学综合讲中考物理二轮复习讲练测原卷版.docx
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专题05电学综合讲中考物理二轮复习讲练测原卷版
备战2016年中考物理二轮讲练测
专题05电学综合(讲案)
第一讲考点梳理
一、电流
(一)电流的形成和方向
1、电流的形成:
电流是电荷定向移动形成的;
2.形成电流的电荷有:
正电荷、负电荷。
酸碱盐的水溶液中是正负离子,金属导体中是自由电子。
(二)、电流的方向
1.规定:
正电荷定向移动的方向为电流的方向;
2.电流的方向跟负电荷定向移动的方向相反;
3.在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。
(三)、电流的效应:
热效应、化学效应、磁效应
(四)、电流的测量
1.单位及其换算:
主单位安(A),常用单位毫安(mA)、微安(μA)
2.测量工具及其使用方法:
(1)电流表;
(2)量程;(3)读数方法(4)电流表的使用规则。
(五)、电流的规律:
(1)串联电路:
I=I1=I2;
(2)并联电路:
I=I1+I2
二、电压
(一)、电压的作用:
电压使电路中形成了电流也就是说电压是使自由电荷发生定向移动形成了电流的原因。
(二)电压的测量
1.电压的单位及其换算。
2.测量工具及其使用方法。
(三)、电压的规律
1.串联电路:
U=U1+U22.并联电路:
U=U1=U2
(四)、常见的一些电压值:
一节干电池的电压1.5V;一节蓄电池的电压2V;家庭电路电压220V;对于人体的安全电压不高于36V。
三、电阻
(一)、电阻的定义:
导体对电流阻碍作用大小的物理量。
(二)、电阻的单位及其换算
(三)、影响导体电阻大小的因素:
导体的电阻大小是由导体的材料、长度和横截面积决定的,还与温度有关。
在其它因素相同的情况下,导体越长电阻越大;横截面积越小电阻越大;大多数导体温度升高时电阻增大,少数导体的电阻随温度的升高而减小。
(四)、变阻器
1.滑动变阻器:
(1)构造;
(2)原理;(3)用途;(4)连接;(5)注意。
2.电阻箱:
拔插式电阻箱和旋盘式电阻箱,优点是可直接读出连入电路中的阻值。
四、欧姆定律
(一)、欧姆定律的表述:
导体中电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
(二)、数学表达式及变形公式:
I=U/R,U=IR,R=U/I
(三)、用电压表和电流表测电阻,简称“伏安法”测电阻。
用电压表和电流表分别测出某个导体两端的电压和通过它的电流,在根据欧姆定律公式变形后得出R=U/I,计算出这段导体电阻的一种方法
(四)、欧姆定律的应用
五、电功、电功率、电热
(一)、电功
1.定义:
电流所做的功。
2.电流做功的实质:
电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程,电功是电能转化的量度。
电功是过程量,电流做功时,总伴随着能量状态的变化。
电流通过用电器所做的功的数值与该用电器此时消耗的电能数值完全相同。
3.电功的公式及其变换式:
W=UIt(变换式W=U2/Rt,W=I2Rt),即电流在某段电流上所做的功,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.电功的单位;焦耳(J)、千瓦时(kwh)
5.电功测量:
电能表是测量电功的仪表。
(二)、电功率
1.定义及意义:
电流在单位时间内所做的功叫电功率。
电流做功不仅有大小而且有快慢之分。
用电器的功率表示做功的快慢。
电功率大的用电器只能说明用电器电流做功快,并不表示电流做功的多少。
2.公式:
P=W/t=UIt=UI,该公式适用于任何电器。
3.单位:
瓦特(W),千瓦(kw)
4.额定电压与额定功率:
额定电压是用电器正常工作时的电压,额定功率是用电器在额定电压下的功率。
5.测小灯泡的电功率:
(1)实验原理;
(2)实验电路图;(3)实验步骤;(4)数据处理。
(三)、焦耳定律
1.焦耳定律:
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
2.焦耳定律的数学表达式:
Q=I2Rt
六、家庭电路与生活用电
(一)、家庭电路的组成
1.家庭电路的组成:
主要由低压供电线、电能表、闸刀开关、保险盒、开关、用电器、插座等部分组成。
2.家庭电路中主要部分的作用
(1)火线和零线:
家庭电路靠低压供电线供电,分为火线和零线,火线和零线间的低压是220V,火线和大地之间的电压也是220V,零线和大地之间的电压为零。
(2)电能表:
用来测量用户消耗的电功(能)。
(3)保险丝:
家庭电路的保险盒和闸刀都装有保险丝,当电路中的电流过大时它能自动切断电路,起到保护作用。
(4)插座:
为了给家用电器供电,家庭电路中都装有插座,插座有两种。
两孔插座:
一孔接火线,一孔接零线;三孔插座:
一孔接火线,一孔接零线,另一孔接地。
(二)、家庭电路中电流过大的原因
家庭电路中电流过大的原因有两种:
(1)电路中发生了短路,短路是指电流没有经过用电器而直接构成通路。
这种情况下的电流将会很大,甚至远远超过保险丝的熔断电流。
(2)用电器的功率过大
(三)、安全用电
安全用电主要是指:
1.触电的含义:
触电是指一定大小的电流通过人体,影响人体健康或造成伤亡的现
象。
2.安全用电:
只有不高于36V的电压才是安全的。
3.触电的类型
4.安全用电原则;不接触低压带电体,不靠近高压带电体
第二讲重点解析
1.电流及电流表的使用
例1 根据你对“电流强弱”和电流表的认识,回答下列问题:
(1)电流看不见,摸不着,怎样才能知道它的大小呢?
人们发现,电流通过导体时会产生各种效应,我们可以根据产生效应的大小来判断电流的大小。
例如电流通过灯泡时,灯丝变热而发光,这是电流的热效应,同一个灯泡发光由暗变亮时,表明灯泡中的电流在逐渐变大,这种研究电流的方法,在物理学上称为________。
(2)为了准确知道电路中电流的大小,可以把电流表与被测用电器串联来进行测量。
请连接图甲中的电路,使小灯泡能够发光并且电流表能够测出通过灯泡的电流(估计为0.1安~0.3安)。
(3)电流表的示数如图乙所示,则通过灯泡中的电流为________。
【答案】
(1)转换法
(2)如图所示 (3)240mA
【解析】
(1)用看得见的宏观现象来研究看不见的微观物理问题的方法,称为“转换法”。
(2)因为通过灯泡的电流估计为0.1安~0.3安小于0.6安,所以电流表可选用0~0.6安量程。
为了避免电流表“+”“-”接线柱接错,在连接电路时通常可以在图上标明电流方向。
(3)由于电流表使用的是0~0.6安量程,其分度值是0.02安。
由图乙可以看出,通过灯泡的电流I=0.24安=240毫安。
2.电压及电压表的使用
(重点)电压表的使用(详见知识梳理)
例2 在探究电路的电压规律实验时用了下图中的某个电路,已知R1=R2<R3,电压表V1、V2和V3的读数分别为1.0伏、1.5伏和2.5伏。
实验时的电路图应是( )
【答案】 B
【解析】 本题考查根据串并联电路电流、电压特点设计电路图的知识。
根据题目中所提供的电压表的示数情况可知,该电路一定不是并联电路,因为并联电路的电压是相等的,因此该电路是串联电路。
串联电路的电流是相等的,根据串联分压的原理,R1=R2,因此R1、R2并不是串联在电路中的,可以得出电压表V1、V2、V3分别所测的是R1、R3以及电源电压,故选B。
3.欧姆定律
(难点)对欧姆定律的理解:
(1)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。
(2)欧姆定律的表达式:
。
(3)欧姆定律的理解:
①在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比;②在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
注意:
(1)研究方法:
控制变量法。
(2)同体性:
定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言,不可乱套公式。
(3)同时性:
定律中的电压、电阻和电流三个量必须是在同一时刻的数值,若由于某种原因,电路中的电压或电阻发生了变化,则电流也相应变化。
(4)适用条件:
金属导体和溶液导体。
(5)导体两端的电压跟这段导体中的电流成正比,这种说法是错误的。
正确的应是导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
因为电压是形成电流的原因,因果关系不能搞错。
例3 某阻值为10欧的定值电阻连在一节新干电池两端,则它两端的电压为__________伏,通过它的电流是________安;若把它连在3伏的电源两端,它的电阻为________欧。
【答案】 1.5 0.15 10
【解析】 一节新干电池的电压为1.5伏,当该干电池与定值电阻串联时,电阻两端的电压为1.5伏,由欧姆定律知,通过它的电流为I=
=
=0.15安;因为电阻的大小与其两端的电压无关,所以电阻仍为10欧。
例4 某同学在做“研究电流与电压、电阻关系”的实验时,三次改变同一导体两端的电压,并测出各次通过导体的电流值,列表如下:
实验序号
1
2
3
电压(伏)
2
4
6
电流(安)
0.1
0.2
0.3
(1)从电压的变化和相应电流的变化,可以看出
________________________________________________________________________。
(2)从每次测得的电压和电流的比值都相等的事实,可以得出的结论是:
______________________________________。
【答案】
(1)同一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(2)同一导体,导体两端的电压与通过导体的电流的比值是一个定值
【解析】 在第一问中,题中明确问的是“电压的变化”与“电流的变化”,我们看到的是当电压增大为原来的2倍时,电流也增大为原来的2倍;电压增大为原来的3倍时,电流也增大为原来的3倍,这种关系,明明确确是“正比”关系。
第二问中,“每次”“比值”相等,说明这是一个“定值”。
4.串并联电路及其简单应用
(难点)串并联电路分析:
我们经常遇到复杂电路的习题,包含多个用电器、多个电流表、电压表。
为了准确进行判断、计算,常用这样的方法来分析电路结构:
电流表当作导线(电阻为零),电压表当作断路(电阻无穷大),然后观察电流有几条通路,以判断是串联还是并联电路。
例:
其实为串联电路,
电流有三条路径回到负极,为并联电路,其等效电路为
。
例5 把一个4欧的电阻R1和一个8欧的电阻R2串联在电路中,R2两端的电压表示数为6伏,求电路的总电阻和总电压。
【答案】
(1)12欧
(2)9伏
【解析】 物理习题的解决关键之一,就是要将习题中的情景分析清楚。
请对照右图的串联电路分析图,将题中已知的物理量一一填入。
先根据“串联电路中的总电阻,等于各用电器电阻之和”的知识点求出总电阻。
再根据R2的电压和电阻求出R2上所通过的电流,由串联电路中电流处处相等知识可知此电流就是电路电流。
所以根据欧姆定律求出电路中的总电压。
(1)R总=R1+R2=4欧+8欧=12欧
(2)I=
=
=0.75安 U总=IR总=0.75安×12欧=9伏
例6 电阻R1和R2串联时,两电阻两端的电压U1>U2,如果将这两个电阻并联,则通过这两个电阻的电流为( )
A.I1>I2 B.I1=I2C.I1【答案】 C
【解析】 串联时阻值较大电阻所分电压较多,我们可知R1的阻值大于R2的阻值;电阻并联时阻值较大的电阻支路,因阻值大,而通过的电流较小。
我们可知I1小于I2。
5.电功
(重点)电功的计算公式:
W=UIt;
例7 R1=5欧,R2=6欧,串联在电路中,电阻R2两端的电压为6伏,求:
1分钟通过R1的电量是多少?
1小时电流在R1上做多少功?
【答案】 60库 18000焦
【解析】
=
=1安 U1=IR1=1安×5欧=5伏
Q1=It1=1安×60秒=60库 W1=U1It2=5伏×1安×3600秒=18000焦。
例8 把同一个灯泡先后接到220伏和110伏的电路中,则电流在相同时间内所做的电功之比是( )
A.2∶1 B.1∶2 C.4∶1 D.1∶4
【答案】 C
【解析】 初中阶段的电学习题中,对于同一个灯泡,默认为其电阻是不变的。
(除了测小灯泡功率的实验习题,这一类习题中,电阻值不能直接使用,要考虑其电阻随温度变化而变化)由于电阻不变,则电压是2倍的关系时,电流也是两倍的关系,从功率公式W=UIt可以看出,做功将会是4倍的关系。
6.电功率
(重点)电功率的计算公式:
P=
=UI;
(难点)并、串联电路总功率:
(1)并联电路总功率
因为P1=I1U,P2=I2U
P=IU=(I1+I2)U=I1U+I2U,所以P=P1+P2
即并联电路总功率等于各并联用电器电功率之和。
并联电路电功率的分配:
因为P1=I1U,P2=I2U,所以
。
又因为
,所以
。
即并联电路中,电功率的分配跟电阻成反比。
(2)串联电路总功率
因为P1=IU1,P2=IU2,P=IU=I(U1+U2)=IU1+IU2。
所以P=P1+P2。
即串联电路总功率等于各串联用电器电功率之和。
串联电路电功率的分配:
因为P1=IU1,P2=IU2,所以
。
又因为
,所以
。
即串联电路中,电功率的分配跟电阻成正比。
例9 一只小灯泡所用的电压是3伏,通过的电流是0.5安,通电时间是100秒。
求电流所做的功和灯泡的电功率。
【答案】150焦 1.5瓦
【解析】解Ⅰ:
由W=UIt=3伏×0.5安×100秒=150焦 P=W/t=150焦/100秒=1.5瓦
解Ⅱ:
由P=UI=3伏×0.5安=1.5瓦 W=P·t=1.5瓦×100秒=150焦
两种解法是一样的,但解Ⅱ在计算上简便些。
7.测定小灯泡的电功率
(重点)①电功率的测量主要考查伏安法测电功率的原理、器材、电路图、故障处理和数据处理等。
伏安法测电功率的原理是P=UI,器材有电源、开关、用电器(小灯泡)、导线、电压表、电流表、滑动变阻器(作用是保护电路,控制用电器(小灯泡)两端电压)。
②电路图如图所示,常见的故障有“闭合开关,电压表示数为电源电压,小灯泡不亮,电流表无示数”,原因是小灯泡断路;“闭合开关,电压表、电流表均有微小偏转,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无变化”,原因是滑动变阻器接入下边两个接线柱等。
③在实际测量中应注意小灯泡灯丝电阻随温度的变化。
例10 小明做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3伏,小灯泡的额定电压为2.5伏。
(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整。
(2)碰接电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,则连接电路时存在的不规范或不妥当是:
①____________________________;②____________________________________。
(3)实验过程中,当电压表示数为2.5伏时小灯泡正常发光,由图乙可知,此时电流表的示数为________安,小灯泡的额定功率为________瓦。
(4)小明受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)的额定功率。
在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流电压图像如图丙所示,查阅资料知道该LED的额定电压为3伏,结合图像可得该LED的额定功率为________瓦。
小明进一步发现,在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮,请对此现象作出解释________________________________________________________________________。
【答案】
(1)电路图如图所示
(2)连接电路时开关没有断开 滑动变阻器阻值没有全部接入电路 (3)0.3 0.75 (4)0.07 LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多
【解析】
(1)小灯泡、电流表串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示;
(2)碰接电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,是由于连接电路时,没有闭合开关,滑动变阻器接入电路的阻值不是滑动变阻器的最大阻值;(3)由图乙可知,电流表量程是0.6安,最小分度值是0.02安,电流表示数是0.3安,小灯泡的额定功率P=UI=2.5伏×0.3安=0.75瓦;(4)由I-U图像可知,电压U=3伏对应的电流I=24毫安=0.024安,LED的额定功率P=UI=3伏×0.024毫安=0.072瓦,LED工作时电能转化为光能的效率远大于小灯泡电能转化为光能的效率,因此在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮.
第三讲方法点睛
【方法提示1】
1.电流表的使用可总结为(一查两确认,两要两不要)
(1)一查:
检查指针是否指在零刻度线上;
(2)两确认:
①确认所选量程。
②确认每个大格和每个小格表示的电流值。
两要:
一要让电流表串联在被测电路中;二要让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出;③两不要:
一不要让电流超过所选量程,二不要不经过用电器直接接在电源上。
在事先不知道电流的大小时,可以用试触法选择合适的量程。
2.根据串并联电路的特点求解有关问题的电路
(1)分析电路结构,识别各电路元件间的串联或并联;
(2)判断电流表测量的是哪段电路中的电流;
(3)根据串并联电路中的电流特点,按照题目给定的条件,求出待求的电流。
【方法提示2】
1.关于电源、电流、电压三者关系。
电源在工作中不断使正极聚集正电荷,负极聚集负电荷,保持电路两端有一定的电压;电压的作用是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因,电源是提供电压的装置;电压两端有电压,不一定有电流,但是电路中有电流通过,电路两端一定有电压。
2.如何正确使用电压表
(1)必须把电压表并联在被测电路中;
(2)必须让电流从电压表的“+”接线柱流入,从电压表的“-”接线柱流出;
(3)被测电压不得超过电压表的量程。
【方法提示3】(易混淆点)串联电路和并联电路的对比:
电路名称
串联电路
并联电路
电流特点
各处电流都相等
干路电流等于各支路电流之和
电压特点
总电压等于各部分电路电压之和
各支路两端电压相等
电阻特点
总电阻等于各串联电阻之和
总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和
【方法提示4】(易混淆点)额定功率和实际功率的区别:
(1)额定电压:
用电器正常工作时的电压,或用电器上标明的电压,常用U额来表示。
用电器两端电压低于额定电压时,用电器不能正常工作;高于额定电压时,用电器易被烧坏。
(2)额定功率:
用电器在额定电压下正常工作时的功率叫额定功率,用P额来表示。
用电器上所标出的功率一般为额定功率。
(3)实际电压:
用电器实际工作时的电压,常用U实来表示。
(4)实际功率:
用电器实际消耗的电功率,常用P实来表示。
【方法提示5】(易混淆点)电功与电热的区别:
电热和电功是两个完全不同的概念,只有在纯电阻电路中,电流做功消耗的电能全部转化成内能时,电热在数值上才与电功相等,Q=I2Rt=W=UIt=Pt=U2t/R,若导体不是纯电阻(如电动机,电视机,电冰箱等),W=UIt=Pt>Q=I2Rt,电功中只有一部分转化为内能,还有一部分转化为其他形式的能量。
第一练练实题——随堂小练
1.【湖南省常德市2015年中考物理试题】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.甲灯的灯丝细,电阻大
C.乙灯的灯丝细,电阻小
D.乙灯的灯丝粗,电阻大
2.【福建省福州市2015年中考物理试题】如图3所示,闭合开关S,两灯均不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障是
A.灯L1开路B.灯L2开路
C.灯L1短路D.灯L短路
3.【山东省东营市2015年中考物理试题】.如图所示,将标有“8V8W"的灯泡L1和“8V16W"的灯泡L2接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是
A.灯泡L1、L2都能正常发光
B.灯泡L1、L2一样亮
C.灯泡L2比灯泡L1亮
D.灯泡L1比灯泡L2亮
4.【江苏省泰州市2015年初中毕业、升学统一考试】某学校地下车库有南北两个进出口,每个进出口处装有感应开关.当有车辆从任何一个进出口经过时,开关自动闭合一段时间,值班室内的指示灯会亮,提醒门卫有车辆通过,以便监视进出口安全.下列电路图中,符合要求的是
5.【江苏省宿迁市2015年中考物理试题】电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接电炉的导线却不怎么热,主要是因为()
A.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
B.导线的绝缘皮隔热
C.导线散热比电阻丝快
D.导线的电阻远小于电阻丝的电阻,导线上产生的热量很少
6.现有稳压电源、开关、电流表、电压表、额定电压为6V的小灯泡、滑动变阻器各一个,其中小灯泡的U-I图象如下图所示。
将这些元件用导线连成电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中,电压表的示数从10V开始减小,电流表的示数从0.4A开始增大。
闭合开关,滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中,下列判断正确的是()
A.刚闭合开关时小灯泡灯丝的电阻为5Ω
B.电源的电压为10V
C.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
D.整个电路的最大功率为4.8W
第二练练原创——预测提升
1.有A、B、C三个轻小物体,为判断三个物体带电情况,将三个物体分别互相靠近,发现AB间吸引,BC间排斥,AC间吸引,则下列判断正确的是( )
A.A、B带异种电荷B.B、C带同种电荷C.A、C带异种电荷D.A、B、C均带电
2.教室内的两盏日光灯,由一个开关控制,如图中能正确反映它们连接方式的是( )
3.【福建省龙岩市2015年中考物理试题】图(a)所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为
A.8V2VB.10V2VC.2V8VD.2V10V
4.如图所示的电路,电源电压不变。
闭合开关S后,灯L1和L2均发光,过了一段时间,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则发生的故障可能是()。
A、L2断路B、L1断路C、L2短路D、L1短路
5.如图所示电源电压额定且U=12V,R1=12Ω.R2=6Ω,R3=4Ω,闭合开关S后,电流表A1和A2的示数分别为( )
A.3A1AB.3A3AC.5A1AD.5A3A
6.如图所示的电路图,电源电压不变同闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向上移动时,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变暗,电压表示数变小
B.灯泡L变亮电压表示数不变
C.电路消耗的总功率变小,电压表示数不变
D.电路消耗的总功率变小,电压表示数变大
7.为了探究“电流通过导题产生的热量跟什么因素有关”,某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并设计了如图所示的甲、乙两套装置,已知所用蓄电池电压相等且保持不变,R1<R2,装入烧瓶的煤油质量相等,下列有关此探究活动的各种表述,错误的是( )
A.在此实验中,电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的
B.甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关
C.比较相同通电时间内a、c两支温度计示数变化情况,可探究电流产生的热量与电流是否有关
D.在相同的通电时间内,d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
8.如图甲,两个灯泡串联在电路中,电源电压为6V,L1的额定电压为3V,L2的额定电