初三电学复习综合卷教师.docx
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初三电学复习综合卷教师
欧姆定律
例1.干电池是我们实验时经常使用的电源，它除了有稳定的电压外，本身也具有一定的电阻。
实际使用时，可以把干电池看成一个理想的电源（即电阻为零）和一个电阻r串联组成，如图20（a）所示。
用图（b）所示的电路可以测量出一个实际电源的电阻值。
图中R=14Ω,，开关S闭合时，电流表的读数I=0.2A，已知电源电压U=3V，求电源电阻r的大小。
【思路点拨】电路可看成R与r的串联电路，由欧姆定律即可求解。
解答：
由R=U/I
得14Ω+r=3V/0.2A
r=1Ω
答：
略。
例2.热敏电阻广泛应用于控制电路中，其阻值会随环境温度的改变而改变．图21甲中，电源电压U=6V，A是小量程电流表，其允许通过的最大电流为0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“200Ω0.3A”字样，Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图21乙所示。
闭合开关S，求：
（1）环境温度为10℃、电路中电流为0.0lA时Rt两端的电压。
（2）图甲电路可以正常工作的最高环境温度。
解：
（1）当环境温度为10℃时，由乙图可知热敏电阻阻值为：
Rt=500Ω
由U=IR得URt=0.01A×500Ω=5V
（2）电路中允许通过的最大电流为：
I=0.02A
电路中允许的最小总电阻为：
R=U/I=6V/0.02A=300Ω
滑动变阻器的最大阻值为:
200Ω
所以热敏电阻连入电路的最小阻值为：
100Ω
由图乙可知：
可以正常工作的最高环境温度为50℃。
【规律总结】关于欧姆定律计算题的解题思路：
（1）对于复杂的电路，首先简化电路；
（2）弄清电路的连接方式；
（3）利用欧姆定律和串并联电路的规律解题。
拓展演练
1．某导体两端的电压为10V时，通过它的电流是0.2A。
导体的电阻为50Ω；如果将导体两端的电压增大到20V，通过导体的电流为0.4A，此时导体的电阻为50Ω；如果导体两端的电压为0V，通过导体的电流为0A，此时导体的电阻为50Ω，
2.甲、乙两地相距40千米，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知输电线每千米的电阻为0．2欧。
现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量。
当电压表的示数为3．0伏时，电流表的示数为0．5安，则短路位置离甲地的距离为（B）
A．10千米B．15千米
C。
30千米D．40千米
3.如图23所示，R0=10Ω，电源电压不变。
当在电路中再串联接入一个R1=30Ω的电阻时，电流表的示数为I1=0.25A。
求：
（1）电源电压；
（2）要使电流表的示数为I2=1.2A。
需要在图中如何连接电阻？
阻值为多大？
答案：
（1）10V；
（2）50Ω。
4.如图24所示的电路中，电源电压为6伏，且保持不变。
电阻R1与R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，其阻值变化范围是0～20欧。
（1）当S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，电压表的示数为2伏，求电流表的示数。
（2）当S1、S2都闭合，滑片P滑到a端时，电流表的示数为1.2安，求R2的阻值。
答案：
（1）0.2安。
（2）R2=10欧。
5．研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计，它可以用来测量很高的温度，其原理如图25所示。
图中电流表量程为0～15mA（不计其电阻），电源的电压恒为3V，R′为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在t≥0℃时其阻值Rt随温度t的变化关系为Rt=100+0.5t（单位为Ω）。
（1）若要把Rt放入温度为0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量程电流15mA，则这时滑动变阻器R′接入电路的阻值为多大？
（2）保持
（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当把测温探头Rt放到某待测温度处，电流表的示数恰为10mA，则此时Rt的阻值为多大？
对应的温度为多高？
（3）保持
（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大？
（4）若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度刻度盘，则温度刻度的特点是什么？
答案：
⑴金属电阻Rt在0℃时阻值为R0=100Ω，
代入数据得：
R′＝100Ω
⑵
代入数据得：
Rt＝200ΩRt=100+0.5t代入数据得：
t＝200℃
⑶Rt′=100+0.5t′＝400Ω电路消耗的总功率P＝
代入数据得P=0.018W
⑷电流刻度值越小对应的温度刻度值越大（其他合理均得分）
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：
3
B．1：
6
C．1：
5
D．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：
5
B．5：
3
C．5：
8
D．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
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）。
求：
（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
（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。
电热水壶的铭牌
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
880W
容积
2L
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
答：
略。
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。
答案：
（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。
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?
答案：
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答：
略。
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﹒℃））
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。
型号：
WSH—500
额定电压：
220V
额定功率：
0.5kW
频率：
50Hz
图59图60
（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。
答：
略。
【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，无箱式热水器的电功率至少多大才能满足淋浴的要求？
（3）小明新家的电路允许通过的最大电流为30A，问他家能不能使用该电热水器？
解：
（1）水吸收的热量
Q=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg·℃）×4kg×25℃=4.2×105J
（2）W=Q
P=W/t=（4.2×105J）/60s=7×103W
（3）电热水器正常工作的电流
所以，小明家不宜安装这种热水器。
2.“5·12”坟川大地震发生后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机．这种柴油发电机的工作原理为：
以风冷四冲程直喷式柴油机为动力系统，带动发电机发电，该柴油发电机说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω／m.安置区家用电器的总功率为44kW,当这些家用电器都正常工作时，求：
（1）输电线路中的电流多大？
（2）输电线路损失的电功率多大？
（3）发电机实际输出电压多大？
（4）该柴油发电机工作过程中，每小时消
耗18kg柴油，柴油完全燃烧产生的内
能转化为发电机输出电能的效率是
多少？
（柴油热值是3.3X107J/kg）
答案：
3．图61是一个加热、保温电路的一部分。
电热丝R1规格为“220V1100W”，限流电阻R2=506Ω。
电路的工作原理是：
当温控开关S接a时，
电热丝R1接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温
度时，温控开关S自动从a切换到b，电路处于保温状态。
正常工作时，加热功率1100W，保温功率88W（电源电
压保持不变，电阻不随温度变化）。
（1）请你按照上述原理，对右图进行连线，使它成为
完整的电路图；
（2）某天在使用
（1）中已经连接完整的电路时，R1烧毁了。
有人想使电路恢复正常工作，设计了下面方案。
请通过计算、分析，对两个方案作出评价：
方案一：
用“220V220W”电热丝R3、“220V880W”电热丝R4串联替代R1；
方案二：
用两根都是“220V550W”的电热丝R5并联替代Rl
（3）请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使
（2）中损坏的电路恢复正常
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