电学部分1.docx
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电学部分1
电学部分
专题一电路和欧姆定律
一、课标要求
1、观察摩擦起电现象,探究并了解同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2、会看、会画简单的电路图。
会连接简单的串联电路和并联电路。
说出生产、生活中采用简单串联或并联电路的实例。
3、知道电压、电流和电阻。
会使用电流表和电压表。
4、了解串、并联电路电流和电压的特点。
5、通过实验,探究电流与电压、电阻的关系。
理解欧姆定律。
二、知识结构
静电学
摩擦起电:
概念是,实质是。
两种电荷:
规定;
相互作用关系为。
电 源――其它形式的能量转化为.
基本组成部分
用电器――将电能为其它形式的能量.
开 关――控制电路的.
导 线――连接其它器件,形成路径.
电路
从工作状态来看
通路――处处的电路.
断路――电路中某处的电路.
分类
短路――导线不经过直接与电源的两极相连的电路.
从连接方式来看
串联――将用电器连接起来的电路.
并联――将用电器连接起来的电路.
定义――电流的强弱. 单位――安培符号为。
方向――从电源的出发回到电源的负极.
电路和电流
仪表――表
电流
测量
1与被测电路成关系;
电流表使用
2电流从电流表的流入,负接线柱流出;
3在电路中相当于一根,不能直接接在的两
极.
电流特点
串联电路中电流相等.
并联电路中干路中电流等于各条支路中电流.
单位――(V)
测量
仪表――表
电压表使用
电压
1与被测电路成关系;
2电流从电压表的正接线柱流入,接线柱流出;
3它的电阻近似于无穷大,在电路中相当于.
电流特点
串联电路两端的总电压等于各串联导体的电压。
并联电路各条支路两端的电压都。
单位---(Ω)
电阻
原理:
改变接入电路中的电阻丝的,改变电阻。
滑动变阻器
正确使用方法:
一上连接。
探究
电流
电压
电阻
关系
1.研究问题的方法:
法。
2.结论:
(1)在一定的条件下,通过导体的电流跟加在导体两端
的电压成比。
3.结论:
(2)在一定的条件下,通过导体的电流跟导体的电阻
成比。
1.内容:
导体中的电流,跟正比,跟成反比。
2.公式:
。
公式变形和。
欧姆定律及其应用
欧姆定律
3.电阻的串联:
①串联电路的总电阻任意一个串联电阻,导体串
联相当于增加了导体的。
②串联电路的总电阻等于,
即。
4.电阻的并联:
①并联电路的总电阻任意并联电阻,导体并联相
当于增大了导体的。
②并联电路的总电阻的倒数等
于,即。
1.测量原理:
伏安法测小灯泡的电阻
2.需要的器材:
3.实验电路图;
4.在连接电路时,开关应,滑动变阻器的滑片应位
于处;电流表和电压表的量程要合适;利用滑
动变阻器可以改变电路中小灯泡两端的和电
路中的,以便多次测量。
三、典题精析.
例1 用丝线吊着四个一样的通草小球,已知甲吸引乙,乙排斥丙,丙吸引丁。
且丙带负电,若把甲和丁靠近,则 ( )
A. 相吸 B. 相斥
C. 可能吸引 , 可能相斥 D. 先相吸 , 后相斥
答案:
C
解析:
本题的突破口在丙带负电,丙吸引丁,则说明丁可能带正电也可能不带电;乙排斥丙,说明乙与丙一样带负电;甲吸引乙,说明甲可能带正电或可能不带电。
即甲和丁的情况相同,若其中一个带电一个不带电,那么相吸,若带电则是同种电荷,则相斥。
所以都有可能,选C。
例2(2013山东青岛)综合作图—小雨房间的灯:
小雨的房间里有两盏灯。
总开关S1闭合后,若将单刀双掷开关S2拨至a处,房间吸顶灯L1亮;若将S2拨至b处.壁灯L2亮,并且可以通过开关S3、S4控制,使它有三个不同的亮度。
现有一个电源、一个单刀双掷开关、3个开关、2个灯泡、2个相同的定值电阻和若干导线,请你设计上述电路,并将电路图画在方框内。
答案:
例3(2013江西省)如图所示,某公园有两个游览点(用亭子表示).其游览的入口和出口都已确定,请按以下要求设计游览路线:
(1)游客由入口到出口,先后经过两个游览点.请在图1甲中用笔画线画出游览路线;
(2)游客由入口到出口,每次只经过其中任意一个游览点,请在图1乙中用笔画线画出游览路线
由此联想到我们所学的电路知识现有两个小灯泡和相应的电器元件,怎样连接使它们都亮起来。
【设计实验与进行实验】
请在图所示的虚线框内.画出你所设计的两种不同的完整电路图,要求用规定的电器元件符号
【评估】
1)正确连接后闭合开关,灯泡不亮,请在表格中填写简单的检修方法
故障现象
可能原因
检修方法
灯泡不亮
示例:
灯泡的灯丝断了
换灯泡
电路中导线断了
电池没电了
2)如图所示。
它们的电路连接情况不可见,闭合开关,两个小灯泡同时发光;断开开关,两个小灯泡同时熄灭,不借助其它器材.请设计一个简单
的方法,判断它们是串联还是并联。
答案:
3
(1)、
(2)如图1所示
【设计实验与进行实验】如图2所示
【评估】
(1)换导线换电池
(2)取下一个小灯泡,若另一个小灯泡还能发光说明是并联,若不能发光说明是串联
评分意见:
图1、图2每图1分,图1乙只画一条线即给1分【评估】
(1)每空1分.
(2)2分,共8分。
有其它合理答案均参照给分
例4(北京)某种电脑键盘清洁器有两个开关,开关S1只控制照明用的小灯泡L,开关S2只控制吸尘用的电动机M。
在下图所示的四个电路图中,符合上述要求的是( )
解析:
开关S1只能和小灯泡L串联,开关S2只能和电动机M串联。
所以选择D。
答案:
D
例5(江苏连云港)为了生活方便,卧室里的同一个照明灯通常用两个开关控制。
一个安装在进门处,另一个在床头附近,操作任意一个开关均可以开灯、关灯。
下面四幅图是小明用电池作为电源设计的四个电路模型,能满足要求的是(其中A图中的Sl、S2及C图中的S1为单刀双掷开关)( )
答案:
A
解析:
题目要求任意闭合或打开开关Sl与S2,都能让电路处于通路或者断路状态,只有A选项符合要求。
所以选择A。
例6(重庆)某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
答案:
C
解析:
电阻只由导体的长度、横截面积、材料、温度决定,与两端的电压、通过的电流无关,A、B选项错误;由U—I直线可得电压为0时,电流为0,C选项正确;当导体两端的电压为2V时,电流为1A,D选项错误;所以选择C。
例7(福建泉州)如图所示的电路,电源电压不变,当开关S1、S2都闭合,电流表的示数为0.5A,电压表的示数12V;断开电路后,将电压表、电流表的位置互换,S1断开、S2闭合,电流表的0.3A。
则( )
A.R1=16Ω B.R1=40Ω C.R2=16Ω D.R2=24Ω
答案:
C
解析:
当开关S1、S2都闭合,电阻R1与R2并联,电压表测R1两端的电压,电流表测通过R1的电流,由欧姆定律可得R1为24Ω,电源电压为12V;当开关S1断开、S2闭合,电阻R1与R2串联,由欧姆定律可得R1与R2串联总电阻为40Ω,则电阻R2的阻值为16Ω。
所以选择C。
四、考题精选
一、选择题:
1.(2013年德阳)由欧姆定律公式I=U/R变形得R=U/I,对此,下列说法中正确的是( )
A.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
2.(2013年烟台)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变.闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1与电流表A2的示数之和变小
B.电压表V与电流表A2的示数之比保持不变
C.电流表A1的示数变小,电压表V的示数变大
D.电流表A2的示数不变,电压表V的示数不变
3.(2013年上海)如图所示的电路中,电源电压不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变小的是( )
A.电压表V示数
B.电压表V示数与电流表A1示数的乘积
C.电流表A1示数
D.电压表V示数与电流表A示数的乘积
4.(2013年山西)如图是某种“呼气式酒精测试仪”的原理简图,其中R2为定值电阻,R1是酒精气体传感器,其电阻随酒精气体浓度增大而减小,则( )
A.酒精浓度越高,电压表示数越大
B.酒精浓度越低,电流表示数越大
C.酒精浓度越高,电源电压与电流表示数的乘积越小
D.酒精浓度越低,电压表与电流表示数比值越大.
5.(2013年威海)如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表和电流表的示数的比值不变
二、填空题:
6.(2013年宜昌)把5Ω的电阻R1跟15Ω的电阻R2串联起来,接在电压是6V的电源上,通过R1的电流是
A,R2两端的电压是V.
7.(2013年临沂)在测量小灯饱电阻的实验中.正确连接电路并闭合开关后,电压表和电流表的示数如图所示.则流过小灯泡的电流为A,小灯饱的电阻为Ω.
8.(2013年德阳)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S后,当滑片P向左移动时,电流表示数将(选填“变大”、“变小”或“不变”).当滑片P分别在滑动变阻器的两个端点a和d、中点c和图中b位置,电压表的示数从小到大的顺序分别为0V、2V、3V和4V,则在图示b位置时电压表示数应为伏.
9.(2013年泉州)如图1所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图2所示,则电源电压为V,R2的最大阻值为Ω.
10.(2013年上海)在如图所示的电路中添加一根完好的导线,连接A,B,C,D四点中的两点:
①为避免实验中电源短路,导线不能连接两点.
②在避免电源短路的情况下,若导线连接的是两点,则闭合电键S前后,电路中的一个电表的示数始终为零.
三、实验探究题:
11.(2013年郴州)在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路图如图甲所示.
(1)连接电路时,开关必须.
(2)请根据图甲电路图,用笔画线代替导线,将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是()
A.电流表坏了;B.滑动变阻器短路;C.电阻处断路;D.电阻短路.
(4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,实验数据记录如下表.其中第5次实验,电流表示数如图丙所示,其读数为A.
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流V/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
(5)实验结论是:
。
12.(2013年四川自贡)谢敏同学利用电压表和电流表,测量电阻R1的阻值(约9Ω),电源选用两节干电池.
(1)按图甲电路,将图乙中电流表正确连入电路.
(2)该同学检查电路连接正确,合上开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为3V不变,你认为发生故障的原因可能是或。
(3)清除故障后,小明将滑片P向左滑动时,电压表示数将(填“增大”“减小”或“不变”),当P滑到某一位置时,两表读数如图丙所示,由此可知R=Ω.你认为这个结果可靠吗?
理由是。
.
(3)清除故障后,小明将滑片P向左滑动时,电压表示数将(填“增大”“减小”或“不变”),当P滑到某一位置时,两表读数如图丙所示,由此可知R=Ω.你认为这个结果可靠吗?
理由是。
13.(2013宜宾)现有额定电压12V的电源,电压表(量程为3V、15V两档)、电流表(量程为0.6A、3A两档)各一个.为了较为准确地测定,额定电压为3.8V的小灯泡,在正常工作状态下的电阻值,设计了如图(甲)所示的电路图,图中滑动变阻器R′的作用是。
请在图(乙)中以笔画线代替导线将电路连接完整,要求图中滑动变阻器接入电路阻值最大.实验中电压表的读数为U,电流表的读数为I,定值电阻阻值为R,则小灯泡的电阻值RL可表示为。
四、计算题:
14.(2013年雅安)在图1所示的电路中,电源电压保持6伏不变,R1的阻值为10欧.闭合电键S,电压表的示数如图2所示.
(1)求通过电阻R1的电流.
(2)求电阻R2的阻值.
(3)现有阻值分别为2欧、10欧、50欧、100欧的四个定值电阻,请选择其中一个定值电阻替换电路中的电阻R2,要求:
电压表选择合适的量程后,闭合电键S,能使电压表指针偏离零刻度线的角度是原来的一半.
请判断:
所提供的四个定值电阻是否符合要求,若有符合,请具体说明是哪个电阻,并指出电压表所选用的量程;若不符合,请说明理由.
15.(2013年菏泽)图甲表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表(实际上是量程为0-0.6A的电流表改装而成),滑动变阻器R的最大值为60Ω,金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片.从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度.电源电压为24V,R0为定值电阻,
(1)R0的作用是保护电路,当油箱油面下降时,油量表的示数将变
(2)油箱装满汽油时,油量表示数为最大值(即电流表达到最大值,此时,滑动变阻器的触头在某一端),求R0的阻值.
(3)当油箱中的汽油用完时(此时滑动变阻器的触头在另一端),电路中的电流为多少?
16.(2013年枣庄)为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用.交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示.电源电压恒为8V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω.使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V.
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?
(3)调零后,R1的电阻保持不变.某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?
五、参考答案
一、选择题:
1.D2.A3.D4.D5.D
二、填空题:
6.0.3,4.5;
7.0.5,5;
8.变大,2;
9.3,10;
10.AC、BC;CD.
三、实验探究题:
11.
(1)断开;
(2)如右图;(3)C;(4)0.12;(5)电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比.
12.
(1)电路如图所示.
(2)R1处断路R2处短路
(3)增大;10;不可靠;没有多次测量求平均值.
13.保护电路;U/I–R;
14.答:
(1)求通过电阻R1的电流为0.2A.
(2)求电阻R2的阻值为20Ω.
15.
(1)保护电路;小;
(2)R0的阻值为40Ω;
(3)电路中的电流为0.24A。
16.答:
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.1A;
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为20Ω;
(3)调零后,电流表的示数达到0.2A时电压表的示数为4V.
专题二电功率和焦耳定律
一、课标要求
1、结合实例理解电功和电功率。
知道用电器的额定功率和实际功率。
2、通过实验,探究并了解焦耳定律,用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
3、了解家庭电路。
有安全用电和节约用电的意识。
二、知识结构
定义:
所做的功。
电功率
电功:
公式:
W=
单位:
焦耳,符号为。
定义:
单位时间内所完成的。
电功率:
公式:
P=UI,变形公式有:
。
单位:
W
用电器的实际功率是:
,额定功率是:
焦耳定律
内容:
电流通过导体产生的热量跟导体中的电流的成正比、跟导体的电阻成、跟成正比。
公式:
Q=
应用有:
组成:
进户线(火线和零线)、表、空气开关、、插座、等。
家庭电路
家庭电路中电流过大的原因:
过载和
安全用电的常识:
不接触,不靠近。
三、典题精析.
例1(四川绵阳)如图所示是测量小灯泡电阻和电功率的实验电路图,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表、电压表的示数变化情况是( )
A.增大、增大 B.增大、减小 C.减小、增大 D.减小、减小
答案:
A
解析:
滑动变阻器向左滑动,使串联的总电阻变小,由欧姆定律可得串联电路的电流增大,灯泡两端的电压也增大,则电流表和电压表的示数都增大。
所以选择A。
例2(北京)如图所示电路,电源两端电压保持不变。
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是( )
A.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大,电流表示数变小
B.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小,电流表示数变小
C.电压表V1示数变小,电压表V2示数变小,电流表示数变小
D.电压表V1示数变大,电压表V2示数变大,电流表示数变大
答案:
B
解析:
滑动变阻器向右滑动,使串联的总电阻变大,由欧姆定律可得总电流变小,电流表示数变小;电阻R2两端的电压减小,电压表V2示数变小;滑动变阻器两端的电压增大,电压表V1示数变大。
所以选择B。
例3(山东潍坊)如图所示电路,电源电压保持不变。
闭合开关S,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,电流表A1的示数逐渐变小,这一过程中( )
A.滑片P是向左滑动的
B.电压表V的示数逐渐变小
C.电流表A的示数逐渐变小
D.电流表A与A1的示数差逐渐变小
答案:
C
解析:
并联电路,滑动变阻器两端的电压等于电源电压,电流表A1的示数逐渐变小,说明滑动变阻器的电阻变大了,即滑片P是向右滑动的;电压表V是测的电源两端电压,示数不变;滑动变阻器的电阻变大,使并联电阻增大,干路电流变小,即电流表A的示数逐渐变小;电流表A与A1的示数差是通过电阻R2的电流,由欧姆定律得到通过电阻R2的电流是不变的。
所以选择C。
例4(黑龙江哈尔滨)同学们用如图所示电路,探究“电功率与电流的关系”。
以下观点不正确的是( )
A.实验要选取规格不同的灯泡
B.实验中将两灯并联控制了灯两端电压相同
C.将滑动变阻器串联在干路中可以完成实验
D.将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验
答案:
D
解析:
电功率与电压、电流有关系,采用控制变量法,实验中将两灯并联即控制了灯两端电压相同,然后探究电流与电功率的关系,而采用串联电路就使电流相同了,不能探究电功率与电流的关系。
所以选择D。
例5(福州市)如图2所示,灯L1标有“6V、3W”,灯L2标有“12V、4W”,将开关闭合后L1恰好正常发光。
求:
(1)电压表的读数;
(2)电流表A2的读数;
(3)灯L2的实际功率和L2通电1min产生的热量。
分析:
本题的关键是:
明确电压表和电流表所测量的是哪种情况下,电路中的对应电流值和电压值。
而且灯泡L2的实际功率也直接跟电路情况有关。
仔细读题发现:
L1正常发光是决定电路情况的关键,而且L1和L2的电阻也影响电路情况,所以本题中:
L1正常发光;灯泡标识的字样,都是能够为问题解答提供重要条件的。
这些隐含的条件不仅可以帮助解答问题,有时还会使题目解答的过程更简捷。
所以同学们在审题时,要多留意一下题目中是否有隐含条件,它对要解答的问题是否有帮助。
四、考题精选
1.(2013年乐山)在人类永无止境的探究历程中,许多科学家作出了非常重大的贡献,
为了纪念他们,常常以他们的名字作为某个物理量的单位。
下图所示的四位物理学家中,其名字被用作功率的单位的是:
()
A.牛顿
B.瓦特
C.安培
D.欧姆
2.(2013年庆阳)如下图所示电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向上滑动时,观察到的现象是( )
A.灯泡变暗,电压表示数变大
B.灯泡变亮,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
耗的总功率变大,电压表示数变大
3.(2013年福州)如图所示电路,电源电压保持不变。
只闭合开关S,电流表的示数为0.2A,再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3A。
那么闭合S、S1后,R1与R2的电功率之比是()
A.2∶3B.3∶2
C.5∶2D.1∶2
4.(2013年庆阳)某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20ΩlA”,灯泡L标有“2.5V1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是()
A.电路中电流变化的范围是0.18A一0.5A
B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C.灯泡的最小功率是0.162W
D.该电路的最大功率是2.25W
5.(2013年泉州)如图所示的电路中,电源电压不变,移动滑动变阻器R1的滑片P,当电流表的示数变化范围为1A~1.3A时,电压表
的示数变化了3V,则该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是()
A.3W~3.9WB.3W~5.07W
C.3.9W~10WD.10W~16.9W
二、填空题:
6.(2013年庆阳)小明手中有一只白炽灯泡,上面标有“220V100W”字样,说明这只灯泡正常发光时的电阻大小为Ω,正常发光时实际功率为________W;当通过它的电流大小为0.2A时,它消耗的实际电功率大小为W。
7.(2013年福州)福州闽江两岸灯光夜景改造工程完工,使江滨夜景更加美丽,又节能环保。
其中尤溪洲大桥换上了约3000盏新型LED灯,灯的功率由原来的28W变成了13W,若这些夜景灯每天工作3h,则一个月(按30天计算)节省的电能__________kW·h,节省下的电能可使额
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