沪科版九年级物理 第十六章 章末复习练习

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第十六章 章末复习知识框架电流做功与电功率电功1.电流做功是将 电 能转化为其他形式的能量的过程。2.计算公式：W= UIt ；推导式：W=；W=I2Rt；W=Pt。3.电功的单位是焦耳（J）、千瓦·时（kW·h）。换算关系：1kW·h= 3.6×106 J。4.电能表读数：电能表在一段时间内前后两次示数的 差值 ，就是消耗电能的多少。电功率1.物理学中把电流所做的功与所用 时间 之比叫做电功率，用字母P表示。电功率的国际单位是瓦特，符号是 W 。电功率用来表示电流做功的 快慢 。2.计算公式：P= 。推导式：P= UI ，P=I2R，。3.与额定电压或额定电流对应的功率叫做 额定功率 。用电器在实际电压下工作时的功率叫做用电器的 实际功率 。4.测量：伏安法测量电功率的实验原理： P=UI ；电能表测量电功率的实验原理： 。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。计算公式：Q= I2Rt 。要点突破一、电能表例1 居民楼有一户的电能表的表盘如图所示，某同学发表了下列几种意见，你认为正确的是（ D ）A.这户居民累积消耗电能1385度B.这个电能表能直接测出用电器的电功率C.这户居民能同时使用1000W的电饭煲和1500W的空调D.这个电能表中间铝盘转过30转，所计量的用电器消耗的电能是3.6×104J【解析】A.从表盘中可以看出电能表的示数为138.5kW·h，故这户居民累积消耗电能138.5度，故A错误；B.电能表直接测量的是用电器在某一段时间所消耗的电能，故B错误；C.同时使用1000W的电饭煲和1500W的空调，总功率P总=1000W+1500W=2500W，这个电能表接在家庭电路中通过的最大电流是10A，则最大功率P=UI=220V×10A=2200W<2500W，所以不能同时使用1000W的电饭煲和1500W的空调，故C错误；D.电能表中间铝盘转过30转消耗的电能：W=kW·h=0.01kW·h=3.6×104J，故D正确。故选D。微专题七 电能表的读数及相关计算1.在家庭电路中，各用电器是 并 联的。关闭家中其他用电器，只让一个“220V 1210W”的电炉单独工作，电能表转盘在6min内转了300转，电能表参数如图所示，若电炉的电阻保持不变，此时家中的实际电压为 200 V。2.（2022文山期末）如图所示是小芳家的电能表，由表盘信息可知，他家同时使用的用电器的总功率不能超过 4400 W；他家有一个电热水壶，铭牌上标有“220V 1500W”字样，某次电热水壶单独正常工作5min，电能表的表盘转了 450 转。3.如图所示是小军家的电能表，让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过200r，此用电器消耗的电能为 3.6×105 J，电能表的示数变为 2021.7 kW·h。每消耗1kW·h的电能，该电能表转盘转 2000 r。二、电功率的计算【方法归纳】家用电器的挡位高低是根据判断的，因为家庭电路的电压是220V（定值），电路中的电阻越小，则电功率越大。总电阻最小时，总功率最大，用电器处于高温挡；总电阻最大时，总功率最小，用电器处于低温挡。例2 （2022昆明市盘龙区期末）小华同学买了一个电吹风（如图甲所示）作为母亲节的礼物送给妈妈，其简化电路如图乙所示，主要技术参数如下表所示。请回答如下问题：（1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？（2）电热丝正常工作时的电阻大小是多少？（3）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多大？（计算结果保留一位小数）（4）当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际电功率是多大？（不考虑电热丝电阻随温度的变化，计算结果保留一位小数）【解析】（1）当开关旋至B、C两点时，只有电动机工作吹冷风，此时P冷=120W。电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能：W=P冷t=120W×5×60s=3.6×104J（2）电热丝的额定功率：P额=P热-P冷=1000W-120W=880W电热丝的电阻：R==55Ω（3）当开关旋至A、B两点时，电热丝与电动机并联且同时工作，吹热风，电吹风电功率最大，此时P热=1000W。电路中的总电流：I=≈4.55A（4）电热丝的实际功率：P实=≈727.3W微专题八 非纯电阻电路电热的计算1.如图所示，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机的线圈电阻为2Ω，闭合开关，电动机正常工作，电流表A1的示数为0.3A，A2的示数为0.8A，则（ B ）A.电源电压为16VB.1min内电动机输出的机械能为150JC.通过电动机的电流为0.3AD.1min内电动机产热180J2.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A，正常工作1s电动机消耗的电能为 3800 J；线圈产生的热量为 200 J。3.如图甲所示为灯泡和电动机的串联电路，电源电压为5V，电流表示数为0.3A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，灯泡的I-U图像如图乙所示。则此时灯泡的电阻为 6.7 Ω（计算结果保留到小数点后一位）；通电1min电动机线圈放出的热量为 2.7 J。实验总结实验一：测量小灯泡的电功率1.连接电路时，开关要处于 断开 状态，滑动变阻器的滑片要处于 最大阻值处 。2.移动滑片时，眼睛要观察 电压表 ，当小灯泡两端的电压调为 额定电压 时，根据P=UI计算出小灯泡的额定功率。3.不同电压下小灯泡的功率不同，且小灯泡的电阻与温度有关，不能求平均值。实验中多次测量的目的是 探究小灯泡在不同电压下的实际功率 。4.小灯泡的亮度与它的 实际功率 有关。小灯泡的实际功率越大，小灯泡越 亮 。5.常见的电路故障及原因【针对训练】（2022泸州中考）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3.0V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。（1）电学兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于 N （选填“M”或“N”）端。（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3.0V，你认为产生该现象的原因是 滑动变阻器 发生了断路。（3）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，手在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛应观察 电压表 。（4）小明移动滑动变阻器的滑片过程中，测量出了4组实验数据，描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图像，如图乙所示。当电压表示数为 0.5 V时，小灯泡正常发光，此时小灯泡的功率为 0.625 W。（5）同组的小英通过计算指出曲线上所标出的五个点中， E 点并不是实验直接测得的数据，他的理由是 E点滑动变阻器接入电路的电阻25Ω大于滑动变阻器的最大阻值20Ω 。【拓展】（6）小明设计的实验数据记录表格且数据记录如下表所示：①小明设计的实验数据记录表格存在的问题是 电压、电流没有带单位 ；②第1次实验中，发现小灯泡不发光，原因是 实际功率太小 ；③分析表中数据，得出的结论是，小灯泡的实际功率 越大 ，小灯泡越亮。实验二： 科学探究：电流的热效应1.探究导体产生热量的多少与电流、导体电阻、通电时间的关系用到 控制变量 法。2.实验中通过 温度计示数的变化 判断电流产生热量的多少，这种方法叫做 转换 法。3.做实验时，要尽量选择两个完全相同的玻璃瓶，所装煤油的质量一定要相等。4.实验结论：电流相同时，相同时间内电阻大的导体产生的热量 多 ；电阻相同时，相同时间内通过电流 大 的导体产生的热量多。【针对训练】在“探究影响电流热效应的因素”实验中，如图甲、乙所示，三个烧瓶中装入等质量的煤油。（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了图甲所示的装置，该实验通过比较 温度计示数变化 （选填“温度计示数变化”或“加热时间”）来判断电阻产生热量的多少。（2）先测量烧瓶中液体的温度，并得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器的滑片，重复上述操作，获得第二组数据（如下表）。由此得出结论：同一导体，在 通电时间 相等时，电流越大，其产生的热量越 多 。（3）若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 B （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 串 联。（4）小明改进了实验装置如图丙、丁所示，两个透明容器中封闭着等量的空气。①改进的实验装置是通过观察 U形管内液面高度差 来判断电阻产生热量的多少；②观察图丙中的C、D管，在通电时间相等时，发现D管液面上升得更高，表明电流通过导体产生的热量多少与 电阻大小 有关；③采用图丁中的实验装置探究电流产生的热量与电流是否有关时，右边透明容器中应该选用阻值为 5 Ω的电阻。热风温度50～75℃额定功率热风时：1000W冷风时：120W额定电压220V质量0.5kg灯泡电压表电流表故障原因不亮无示数无示数灯泡以外的部分断路或电源损坏有示数无示数灯泡开路无示数有示数灯泡短路有示数有示数电源电压太小或滑动变阻器接入电路的阻值太大很亮有示数且较大有示数且较大电源电压太大或滑动变阻器短路或滑动变阻器接入电路的阻值太小实验序号12345电压0.51.32.12.52.9电流0.160.220.260.30发光情况不发光较暗较亮正常发光强烈发光实验次数电流/A通电时间/min电阻/Ω升高的温度/℃10.330101.520.630106.0