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2014年期末复习课件:《电学:电能、电功率和家庭电路》ppt课件

发布时间:2014-01-26 10:54:28  

第1课时 电能

电功率

第2课时 电流的热效应 第3课时 家庭电路 安全用电

第1课时

电能

电功率

考 点 聚 焦
考点1 电能和电功
用电器消耗电能的过程实际就是电能转化为其他形式的 能的过程,用电器消耗了多少电能就有多少电能转化为 其他形式的能

耗能的实质

耗能的应用

电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等
①电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。电功 UIt ; 等于电压、电流和通电时间的乘积,即W=________ U2 ②W=________ 适用于所有电路); Pt UIt =________( t I2Rt =______ ③对于纯电阻电路,可推导出:W=______ R

电能的计算

电功的单位

kW?h ;1度=1 焦耳(J) ,常用单位是________ 国际单位是________ kW· h=3.6×106 J
考点聚焦 归类示例

测量用电器消耗多少电能的仪表 ①直接根据表盘读数, 最后一位是小数位; 电能表的 ②设实际转数为 n,电能表上标定的参数 计量和计 n n 算 为 n0,则 W= (kW· h)= × 3.6× 106 J n0 n0

电能表

考点聚焦

归类示例

考点2

电功率

1.电功率
意义 符号 单位 大小 公式

快慢 表示电流做功的 ________ P 瓦特 (W);常用单位:千瓦 (kW);换算关系: 国际单位: ________ 1 kW= 1000 W 等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积 W = ______( UI 适用于所有电路 ); ① P= ______ t 2 U ②对于纯电阻电路,可推导出: P= I2R= R
考点聚焦 归类示例

2.额定电压和额定功率
额定电压:用电器正常工作时的电压。 额定功率:用电器在额定电压下的功率。

考点聚焦

归类示例

考点3

测量小灯泡的电功率

1.伏安法测小灯泡的电功率
探究课题:测量小灯泡的电功率 实验原理

UI P=________

电路图

考点聚焦

归类示例

电源:其电压高于灯泡的额定电压 滑动变阻器:串联接入电路,接入电路时要调到 ______________ 阻值最大处 ;根据能否调到灯泡的额定电压选择滑 动变阻器;作用:改变电路中的电流和灯泡两端的电压 并联在灯泡的两端, 电流从“+”接线柱流入, 选择仪 电压表: 器和连 “-”接线柱流出;根据额定电压选择电压表量程,量 程要略大于额定电压 (特殊要求除外) 接实物 电流表: 串联在电路中, 电流从“+”接线柱流入, “-”

P额 U额 接线柱流出;根据公式 I 额 = 或 I 额 = 选择量程, R U额
量程要略大于额定电流

考点聚焦

归类示例

进行实验 得出结论 评估交流 一图多用

分别在额定电压、约1.2倍额定电压和低于额定电压 的情况下测出小灯泡的电流,记入表格,计算出小 灯泡在不同电压下的电功率

用电器两端的电压不同,电功率就不同;小灯泡两 端的电压越高,实际功率

越大,灯泡越亮
由于小灯泡两端实际电压不同,实际功率不同,所 以计算平均值无意义

利用该实验装置还能完成的实验是 ________________ 伏安法测电阻 ,由于灯丝电阻不是定值,所以 以上器材不能探究电阻一定时,电流与电压的关系

考点聚焦

归类示例

2.用电能表、停表测量小灯泡的额定功率
W t (1)测量原理:P=__________ 。

(2)测量步骤:①关闭室内其他用电器,只让待测用电器工作; ②记下电能表转盘转过一定转数 n 所用的时间 t;③计算用电 W n× 3.6× 106 器的实际功率 P= =____________(n W 0 为电能表铭牌标着的 t n0t 转盘转数)。

考点聚焦

归类示例

归 类 示 例
类型一、电能及其测量
例 1 2012?天津 图20-1是某同学家中的电能表,现用 它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他用电器只让该灯泡工 作,电能表转盘转过30转用时10 min,这段时间灯泡消耗的电 0.01 能是________kW?h ,灯泡的实际功率是________W 。 60

图20-1
考点聚焦 归类示例

n 30 根据 电能表转数 计算电能为 : W= = n0 3000 W 0.01 kW .h kW .h=0.01 kW .h, 灯泡的实际功率为:P= = t 10 h 60 =0.06 kW=60 W。

解 析

考点聚焦

归类示例

类型二、电功率
例 2 2013?兰州 将“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的两只 灯泡L1和L2串联后接在电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影 响,则 ) D( A.电源电压为12 V时,两只灯泡均能正常发光 B.两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些 C.灯泡发光时,电路中允许通过的最大电流为1 A D.灯泡L1正常发光时,灯泡L2的实际功率是1.5 W

考点聚焦

归类示例

解 析

根据 P=UI 可得,两灯泡的额定电流分别为: I1

P1 3 W P2 6 W = = = 0.5 A, I2= = = 1 A; U1 6 V U2 6 V 根据欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为: U1 6 V U2 6 V R1= = =12 Ω ,R2= = =6 Ω 。 I1 0.5 A I2 1 A 由于两灯泡的额定功率不相等, 两只灯泡不可能同时正常发 光,故 A 不正确;

考点聚焦

归类示例

解 析

串联电路中各处的电流相等,故电路中的最大电

流 I 大=I1=0.5 A,故 C 不正确; 由于 P=I2R,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小 ,故 L1 的电阻大,实际功率大,灯泡较亮,故 B 不正确; 灯泡 L1 正常发光时,灯泡 L2 的实际功率: P2=I2R2=(0.5 A)2×6 Ω =1.5 W,故 D 正确。

考点聚焦

归类示例

类型三、电功率的测量
例 3 2013?十堰 小明利用如 图20-2甲所示的电路测定小灯泡 的功率。被测小灯泡的额定电压 为2.5 V,电阻约为10 Ω。实验室 有如下器材:电源(电压为6 V)、 电流表(0~0.6 A、0~3 A)、电压 表(0~3 V、0~15 V)、开关各一 个,导线若干,滑动变阻器三只: R1(20 Ω 0.5 A)、R2(50 Ω 0.5 A)、R3(500

Ω 1 A)。
考点聚焦 归类示例

图20-2

(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下 来的操作是________________ 。正确连接电路闭合开关后,发 进行调零 现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表示数接 近6 V,电流表示数几乎为零,则电路的故障可能是 ______________________ 。 小灯泡断路 (2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次 测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像, 0.625 如图丙所示,则小灯泡的额定功率为________W 。在多次测量 中,小明还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的 变大 示数之比________( 选填“变大”“变小”或“不变”)。

考点聚焦

归类示例

(3)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发 现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗。小明仔细观察, 发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发 光时发生________( 升华 填物态变化名称)而变细,消耗的实际功率 变________( 选填“大”或“小”)的缘故。 小 (4)灯泡的功率测量完毕,小明用5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,得 到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像,则小明应选用滑动 变阻器______( R2选填“R1”“R2”或“R3”)。若某次实验中 滑动变阻器连入电路的阻值为14 Ω,则所选定值电阻的阻值为 __________ 。 10 Ω
考点聚焦 归类示例

解 析

(1)由图乙可知,电流表指针未指在零点,故需

要进行调零。电压表的示数接近 6 V,说明它测量的是电源电 压,即小灯泡发生了断路,电压表串联在电路中了。(2)在图 丙中找到额定电压 2.5 V 下的电流值为 0.25 A,则小灯泡的 额定功率为 P= U 额 I 额 =2.5 V×0.25 A=0.625 W;灯泡的 电阻受温度影响,温度升高,电阻变大,故当电压表示数增 大时,电压表和电流表的示数之比变大。

考点聚焦

归类示例

(3)钨丝在高温下易升华,导致钨丝变细,横截 U2 面积变小,电阻变大,由 P= UI= 可知,实际功率变小, R 灯泡变暗。(4)探究电流跟电阻的关系时,需保持电阻两端的 电压不变,由图丁可知,电阻两端的电压恒为 2.5 V;当所 用的电阻为 25 Ω 时,由图丁可知,电流 I=0.1 A,故需滑 U 6 V-2.5 V 动变阻器的阻值为:R 滑= = =35 Ω ,所以应 I 0.1 A 选择 R2。 若某次实验中滑动变阻器连入电路的阻值为 14 Ω , U 6 V-2.5 V 此时电路中的电流为: I′= = = 0.25 A,所 R 14 Ω U 2.5 V 选定值电阻的电阻为: R′= = = 10 Ω 。 I 0.25 A
解 析
考点聚焦 归类示例

类型四、电能、电功率的计算
例 4

2013?德阳 如图20-3所示的电路 中,电源电压和灯L的电阻均保持不变,灯 L标有“9 V 9 W”字样。求: (1)灯L正常发光时的电阻。 (2)当R的滑片P位于a端,闭合S1、断开S2 时,灯L两端的实际电压为额定电压的23, 求此时灯L工作1 min所消耗的电能是多少? (3)当R的滑片P位于中点c,闭合开关S1、S2 时,电流表的示数为3 A,求滑动变阻器消 耗的电功率。
考点聚焦 归类示例

图20-3

解 析

U2 ( 9 V)2 额 (1)RL= = =9 Ω 。 9W P额

U2 ( 6 V)2 实 (2) W 实= t= × 60 s=240 J。 RL 9 Ω (3)设滑动变阻器的电阻为 R,电源电压为 U;当 R 的滑片 P 位于中点 c 时,其等效电路如图所示,

考点聚焦

归类示例

解 析

R R ( + 9) 2 2 则有 U=IR 总=3× ,① R R +( + 9) 2 2

当 R 的滑片 P 位于 a 端,闭合 S1、断开 S2 时,电路中 U实 6 V 2 的电流为 I= = = A; RL 9 Ω 3 2 则电源电压为 U= (9+R),② 3 由①②联立:U= 18 V, R=18 Ω 。
考点聚焦 归类示例

解 析

当 R 的滑片 P 位于中点 c 时, 通过灯泡 L 支路的 U

18 V 电流: I1= = = 1 A, R 18 Ω RL+ 2 9 Ω+ 2 通过滑动变阻器左部分的电流:I2=I-I1=3 A- 1 A=2 A, 则滑动变阻器消耗的电功率: P=P1+P2=(1 A)2×9 Ω +(2 A)2×9 Ω =45 W。

考点聚焦

归类示例

第2课时

电流的热效应

考 点 聚 焦
考点1 电流的热效应

1.定义:电流通过导体时,导体会发热,这种现象叫做电
流的热效应。

2.探究实验
探究课题 实验原理 电流的热效应与哪些因素有关 利用电流的热效应加热质量相同的同种液体,通过液体 温度升高的情况判断通电导体产生热量的多少

用煤油的 目的
探究方法

煤油的比热容小,吸收相同的热量,温度升高得快,易 进行实验操作,且它是绝缘体
控制变量法、转换法
考点聚焦 归类示例

实 验 设 计

实验过程分三步完成: ①在电流和电阻相同时,探究电热与通电时间的关系(具体操作 :把同一只通电烧瓶连入电路中,加热不同的时间,通过观察温 度计示数的变化从而比较产生的电热的多少); ②在电流和通电时间相同时,探究电热与电阻的关系(电路设计 :两个阻值不同的电阻串联,目的是控制电流、通电时间相同, 如图甲所示); ③在电阻与通电时间相同时,探究电热与电流的关系(电路设计 :将阻值相同的电阻分别放在并联电路的干路和支路上,目的是 控制电阻相同,改变电流大小,如图乙所示)


考点聚焦


归类示例

结 论

①在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越 ________ 多 ; ②在通电时间一定、电阻相同的情况下, 通过的电流越大,产 生的热量越________ 多

考点聚



归类示例

考点2

焦耳定律

1 .内 容: 电流通过导 体时产生的热量跟 电流的平 方成 正比 ,跟导体的电阻成________ 正比 。 正比 ,跟通电时间成________ ________ =I2Rt 适用于所有电路)。 2.公式:Q ________( [说明] ①各物理量都对应同一段电路或同一个导体; U2 2 ②对于纯电阻电路可推导出:Q=I Rt=UIt= t。 R

考点聚焦

归类示例

考点3

电热与电能的关系

对于电流做功(W=UIt)跟电流产生的热量(Q=I2Rt),它们是 整体与局部、全体与部分的关系。

[说明] ①在电路中接入的如果是电炉、白炽灯、电烙铁等
“纯电阻”用电器,当电流通过时,消耗的电能全部转化为内 能,此时电能和电热的计算相同,即W=Q。 ②在电路中接入的如果是电动机、充电的蓄电池等“非纯电阻” 用电器,当电流通过时,消耗的电能大部分转化为机械能、化 学能,只有一部分电能消耗在导线上,克服电阻做功而转化为 内能,所以,电热Q只是电能W的一部分,即W>Q。
考点聚焦 归类示例

考点4

电热的利用和防止

1.电热的利用——电热器
原理
组成

电流的______ 热 效应
主要组成部分——发热体,发热体是由电阻率大、熔点高 的合金丝绕在绝缘体材料上制成的

优点
举例

①清洁卫生;②热效率高;③可以方便地控制和调节温度
电炉、电饭锅、电热毯等

2.电热的防止
利用散热窗、散热片、风扇吹风等方法加快散热。
考点聚焦 归类示例

归 类 示 例
类型一、电流的热效应
例 1 用如图21-1所示的实验装置探究“电流通过导体产 生的热量与电阻的关系”。

图21-1
考点聚焦 归类示例

两支温度计的示数(或变化) (1)实验中通过观察__________________________________ 来比 较电流产生的热量的多少。 (2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲、 乙两瓶中要装入______________ 的同种液体。 质量相同 、______________ 初温相同 相同 (3)为达到实验目的,选用的两电阻丝的阻值不能 ____________ 。 (4)实验结论是 ______________________________________________________ 在电流、通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多 。 (5)该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与 电流大小 的关系。 __________

考点聚焦

归类示例

点 评

此实验的考查通常从三个角度入手:①控制变量法

的应用;②如何比较产生的热量多少( “转换法” 的利用);
③被加热液体的选择(比热容小的液体)。

考点聚焦

归类示例

类型二、焦耳定律及其应用
例 2 2013?黄冈 电热加湿器工作原理:加湿器水箱中部 分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾,产生的水蒸气通 过蒸汽扩散装置喷入空气中

,从而提高空气湿度。下表是某同 学设计的电热加湿器部分参数,其发热电路如图21-2所示, R1、R2为阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S为旋转 型开关,可实现加湿器关、低、高挡的转换。
额定电压 220 V

额定最大发热功率
水箱容积 适用面积
考点聚焦

400 W
4L 40~60 m2
归类示例

图21-2

(1)若加热前水温为20℃,电热槽内气压为标准大气压,从加热 到沸腾最短时间为3 min,则电热槽中水的质量是多少千克? [不计热损失,c水=4.2×103 J/(kg?℃),结果保留两位小数] (2)求加湿器在低挡时的发热功率。 (3)对于需要制冷的室内,电热加湿器会使其气温升高,请提出 一条改进的建议。

考点聚焦

归类示例

点 评

电热器“多挡”功率问题

①并联——支路越多,挡位越高 U2 U2 挡位改变原理:P 总= P1+ P2= + ,支路越多,总功率 R1 R2 越大。如图 21- 3 所示,闭合开关 S1, S2 扳 到 2、3 时,只有 R1 连入电路,为低温挡; S2 扳到 3、4 时,R1、R2 连入电路, 为高温挡。 图 21- 3
考点聚焦 归类示例

点 评

②串联——连入电路的电阻越多,挡位越低

U2 挡位改变原理:P 总= ,电阻多,总电阻大,总功率小,为 R总 低温挡;反之,为高温挡。如图 21- 4 所示,当开关 S 断开时,电阻 R1、 R2 连 入电路,为低温挡;当开关 S 闭合时,电 阻 R2 连入电路,为高温挡。 图 21- 4

考点聚焦

归类示例





(1)0.21 kg

(2)200 W

(3)降低电热槽内气压,使水的沸点降低

(1)不计热损失,则有:Q 吸=Q 放, 即 Pt=c 水 m(t2-t1),故 Pt m= = c水(t2-t1) 400 W×180 s =0.21 kg。 3 4.2×10 J/ (kg·℃)×(100℃-20℃) (2)P2=0.5P1=0.5×400 W=200 W。
考点聚焦 归类示例

解 析

类型三、非纯电阻电路的有关计算
例 3 2013?呼和浩特 如图21-5所示,直流电动机通过电 流做功提升重物,但在电能转化成机械能的过程中,有部分电 能转化成内能。已知线圈电阻为1.5 Ω,电动机正常工作时, 通过线圈的电流为2 A,物体质量540 g,以10 m/s的速度匀速 上升,不计绳的重力和一切摩擦。物体上升 20 s的过程中,求: (g取10 N/kg) (1)电压表示数。 (2)电流通过线圈产生的热量。 (3)提升物体的有用功。 (4)电动机的工作效率。 图21-5
考点聚焦 归类示例





(1)30 V

(2)120 J

(3)1080 J

(4)90%

解 析

(1)电动机做功的功率:

W Gh mgh P 机械= = = = mgv= 0.54 kg× 10 N/ kg× 10 t t t m/ s=54 W, 线圈的发热功率: P 线圈 =I2R=(2 A)2×1.5 Ω = 6 W, 电动机的功率: P= P 机械+P 线圈=54 W+6 W=60 W,
考点聚焦 归类示例

解 析

由 P=UI 可得电动机两端的电压, 即电压表的示

P 60 W 数为: U= = = 3

0 V。 I 2A (2)电流通过线圈产生的热量: W 额外=P 线圈 t=6 W×20 s=120 J。 (3)提升物体的有用功: W 有=P 机械 t= 54 W×20 s=1080 J。 (4)电动机消耗的电能: W=Pt=60 W×20 s=1200 J, 电动机的工作效率: W有 1080 J η = × 100% = × 100% =90% 。 W 1200 J
考点聚焦 归类示例

第22课时

家庭电路 用电

安全

考 点 聚 焦
考点1 家庭电路的组成

图22-1

考点聚焦

归类示例

组件

说明

备注

零线
进户 线 火线 作用 电能 表 连接 作用 连接

家庭电路一般有两条进户 线从低压输电线引下来, 即零线和火线,火线和零 220 的电压 线之间有_____V
测量用户消耗电能的多少 如图22-1所示,a、c为 接进线,b、d为接出线 控制电路的通断 在保险装置前

三孔插座要连接地线,火线 和地线之间也有____V 220 的电 压,正常情况下,零线和地 0 线之间的电压为____V
家用电器同时工作的总功率 不能超过电能表允许使用的 最大功率,否则电能表计数 不准确,甚至还会烧坏电能 表 安装闸刀开关时要使静触 点在上,动触点在下,不能 倒装

闸刀 开关

考点聚焦

归类示例

组件

说明

备注 ①由电阻率大、熔点低的 铅锑合金制成;②因电流的 热效应而熔断,实现切断电 路;③选择熔丝时,额定电 流等于或稍大于电路中最大 的正常工作电流;④家庭电 路中千万不要用铁丝或铜丝 代替熔丝 ①白炽灯有卡口灯和螺口 灯;②螺口灯的尾部接开关 ,再接火线,螺旋套接零线

作用
熔丝 连接

当电路中电流过大时, 自动熔断,切断电路,保 护电路 安装在闸刀开关后的保 险盒内,零、火线各一根 ①开关和灯泡是____ 串联 并 联在电路 的,各灯泡____ 中;②控制灯泡的开关与 灯泡串联后,另一端应该 接____ 火线
考点聚焦

灯泡 和开 关

连接

归类示例

组件 作用

说明

备注

插座
连接

两孔、三孔插座:两孔接用电部分 方便移动的家 ,三孔插座中的第三个孔和三脚插 用电器用电 头中的脚把家用电器外壳用导线与 大地连接,即使用电器漏电,外壳 带的电从接地导线上流走,人体接 与其他用电器 触外壳就没有危险。三孔插座连接 并联在电路中 :左零、右火、中接地

考点聚焦

归类示例

考点2

测电笔

1.作用:辨别火线和零线。 2.组成:测电笔由金属笔尖、电阻、氖管、弹簧和金属笔
卡组成。

3.使用方法:用手接触笔尾的金属体 ________,笔尖接触电线
(或与电线连通的导体),如果氖管发光,表示接触的是 火 线;如果氖管不发光,表示接触的是________ 零 线。 ______

考点聚焦

归类示例

4.测电笔氖管里充有惰性气体——氖气。测电笔结构如
图22-2所示,两端电极

之间只要有少许电压,就会激发氖 气发出红光。弹簧是为了保证接触良好,电阻是为了分去大 部分电压,或者使电流很小,从而保护人的安全。使用时, 金属笔尖(有时附带当螺丝刀使用)接触火线或带电体,金属 笔卡与人体接触再接地,构成串联电路,此时电流微弱,对 人体不会造成伤害。

图22-2
考点聚焦 归类示例

考点3

漏电保护器

在新型楼房里,连接各户的总开关上大多装有漏电保护器。 正常情况下,用电器通过火线、零线和供电系统中的电源构 成闭合电路,不应有电流直接流入大地。如果站在地上的人 不小心接触了火线,电流经过人体流入大地,这时,总开关 上的漏电保护器就会迅速切断电流,对人身起到保护作用。

考点聚焦

归类示例

考点4

家庭电路电流过大的原因

短路 ;(2)电 家庭电路电流过大的原因:(1)电路中发生________ 路中用电器________ 总功率 过大。

考点聚焦

归类示例

考点5

安全用电

1.触电形式
(1)低压触电:①双线触电;②单线触电。

[说明] ①家庭电路触电属于低压触电,是人体直接或间接 跟火线连通造成的;②人体安全电压:________________ 。 不高于36 V
(2)高压触电:①高压电弧触电;②跨步电压触电。

2.触电急救措施:如果发生触电事故,要立即切断电源,
或用绝缘体将电线挑开,必要时应该对触电者进行人工呼吸, 同时尽快通知医务人员抢救。

3.安全用电原则:不接触________ 低压 带电体,不靠近 ________ 高压 带电体,不弄湿用电器,不损坏绝缘层。
考点聚焦 归类示例

归 类 示 例
类型一、家庭电路的组成与连接
例 1 2013?长沙 某家庭电路的部分组成如图22-3所示, 下列说法正确的是( B )

A.图中三个插座是串联的 B.控制灯泡的开关S要接 在火线上 C.带三脚插头的用电器也 可插入两孔插座 D.闭合开关S时,灯泡不 亮,一定是零线某处断路
考点聚焦 归类示例

图22-3

类型二、安全用电
例 2 2013?河北 关于家庭安全用电,下列说法不正确的 是( A ) A.使用测电笔时,手不要接触金属笔尾 B.一旦发生触电事故,应先切断电源再进行抢救 C.电脑、电视机等用电器长时间待机,应切断电源 D.同时使用大功率用电器前,必须先考虑电能表、保险丝等 的承受能力

考点聚焦

归类示例

点 评

安全用电是中考中有关家庭电路问题考查较多的命

题点,涉及测电笔的使用、触电急救、保险丝的作用及接地
线的相关情况,与生活联系紧密,充分体现了“从物理走向 生活”的新课标理念。

解 析 使用测电笔时,手一定要接触金属笔尾,这样火线、 测电笔、人体、大地形成一个通路,氖管才

会发光。

考点聚焦

归类示例

类型三、家庭电路故障的排查
例 3 2013?齐齐哈尔 如图22-4所示的家庭电路中,正常 发光的两盏灯突然全部熄灭,经检查保险丝完好,用测电笔分 别插入插座的两孔,氖管均发光,造成这一现象的原因可能是 ( C ) A.插座发生短路 B.进户的火线断了 C.进户的零线断了 D.某盏电灯的灯丝断了
图22-4

考点聚焦

归类示例

解 析 分析题意知,正常发光的两盏灯突然全部熄灭,且 经检查保险丝完好,说明电路中出现了断路;用测电笔插进插座 的两孔,氖管均发光,说明火线完好,原因是零线断路,选C。

考点聚焦

归类示例

例 4 如图22-5所示的家庭照明电路,已知其中一只灯泡 的灯头接线处存在故障。电工师傅为查明故障,在保险丝处接 入一只“220 V 40 W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时,灯 泡L0和L1都呈暗红色(比正常发光状态暗得多);当只闭合开关S、 S2时,灯泡L0正常发光,L2不发光。由此可以确定( D ) A.L1灯头接线处断路 B.L1灯头接线处短路 C.L2灯头接线处断路 D.L2灯头接线处短路
图22-5

考点聚焦

归类示例

点 评

家庭电路故障排查

“校验灯”校验电路工作原理如图22-6所示。 若某支路短路,该支路开关闭合前“校验灯” 不亮,但将该支路开关闭合,“校验灯”通过 该支路短路线接在电压为220 V的火、零线 之间,“校验灯”正常发光;若某支路断路, 支路开关闭合前后,“校验灯”均处在断路, 不发光;若某支路正常,该支路开关闭合 后,该支路上的灯泡与“校验灯”串联在电压 图22-6 为220 V的火、零线之间形成回路,使得“校验灯”两端的 电压小于220 V,“校验灯”发光不正常(暗红色)。
考点聚焦 归类示例

专题

电功

电功率

电热

要 点 聚 焦
要点1
实验目 的 探究电 流与电 压的关 系 测量定 值电阻 的阻值 测量小 灯泡的 电阻

电学实验梳理
原理 控制 变量 法 电路图 滑动变阻 器的作用 所测 量 数据处 理 分析数 据找规 律 多次测 量取平 均值 实验结论

电阻一定时,电流 与电压成正比

一图三用:测 保护电 电阻、 测功率、 路;改变 探究电流与电 被测对象 压的关系 U 两端的电 R= I 压,多测 几组电 流、电压 值 测量小 一图两用:测 灯泡的 P= UI 电阻、测功率 电功率
要点聚焦

电压 U电 流I

取平均值减小误 差,计算电阻值 灯丝电阻随温度升 高而增大

多次测 量, 比较 灯泡两端的电压不 数据大 同,电功率不同, 小 灯泡两端的电压越 高, 实际功率越大, 灯泡越亮

三同三异区分电学实验
以上四个实验中,电路结构相同、滑动变阻器都有保护 电路的作用、所测量均

是电流和电压值;但原理、数据处理 方式、实验结论不同。

要点聚焦

要点2

解读“伏安法”
解读“ 伏安法”

伏安法是一种较为普遍的测量电阻、电功率的方法,但由于 电表的内阻往往对测量结果有影响,所以这种方法常带来明显 的系统误差。电路有两种接法:外接法和内接法,所谓外接、 内接,即为电流表接在电压表的外面或里面 (如下图所示 )

要点聚焦

电表问题 (1)量程选择:电压表的量程由被测元件的额定电压或 电源电压决定;电流表的量程由 I= U额 P额 或 I= 决定。 R U额

(2)常见问题 ①电表错连:流表并短路生,压表串电路断,柱接反 针反偏。 ②电表错测:压表测滑变,两表示数反;压表测电源, 其数不改变

要点聚焦

滑变问题 U电源- U额定 (1)规格: 利用 R 滑 = 确定滑动变阻器的最小阻值。 I额定 (2)常见问题 ①错选:选大阻值 ——电路连接完好,灯泡不亮,电流表与 电压表几乎无示数,在一定范围内调节滑片,现象不变。选 小阻值 ——灯很亮, 滑动变阻器分压不足, 无论如何调节滑 片,灯泡都不能正常发光。 ②错连: 同时接两个上接线柱 ——灯很亮, 电压表示数很大, 接近电源电压 ——滑动变阻器相当于导线。 同时接两个下接 线柱——灯很暗,无论如何调节滑片,电压表、电流表的示 数不变——滑动变阻器相当于定值电阻

要点聚焦

电路故障 小灯泡不亮的原因: (1)电路完好灯不亮:滑动变阻器 选择了大阻值或滑动变阻器连入的 阻值太大,接下来的操作是移动滑 片,观察灯泡是否发光。 (2)电路故障灯不亮:灯泡短路或 断路,根据电表示数来确定

多测目的

测定值电阻阻值的实验中,多次测 量是为了求平均值从而减小误差; 而测量小灯泡电阻和实际功率的实 验中,多次测量是为了分析变化的 普遍规 律

要点聚焦

“内接法”与“外接法”对测量结果的影响
“内接法”中,由于电压表所测量的是电流表和被测元件的 总电压,使得所测电压值偏大,故计算出的电阻值偏大。 “外接法”中,由于电流表所测量的是电压表和被测元件的 总电流,使得所测电流值偏大,故计算出的电阻值偏小。

要点聚焦

要点3

特殊方法测电阻、额定功率 等压、等流巧设计

(1)只有电压表:利用已知电阻间接测出电流大小。根据 “串等流”特点将被测对象与已知电阻串联,再利用电压表 测出两者电压,利用所测量导出表达式,可记为“压表等流 串”。 (2)只有电流表:利用已知电阻间接测出两端电压。根据 “并等压”特点将被测对象与已知电阻并联,再利用电流表 测出两者电流,利用所测量导出表达式,可

记为“流表等压 并”。 (3)滑动变阻器特殊用法:移动滑片到两端位置,滑动变阻 要点聚焦 器作为导线或定值电阻使用。具体设计如下表:

主要器材

单表+滑 动变阻器

特殊方法测量电阻 设计电路 主要步骤 表达式 ①闭合开关 S, 滑片移至 阻值最小位置,记下电 Rx= 压表示数 U1; U 2 R0 ②滑片移至阻值最大位 U1- U2 置,记下电压表示数 U2 ①闭合开关 S, 滑片移至 阻值最小位置,记下电 Rx= 流表示数 I1; I2R0 ②滑片移至阻值最大位 I1- I2 置,记下电流表示数 I2
要点聚焦

主要器材

特殊方法测量电阻 设计电路 主要步骤

表达式

闭合开关 S,记 UR 下电压表 V1、V2 Rx= 2 0 U1 的示数 U1、 U2 两表+ 定值电阻 闭合开关 S,记 IR 下电流表 A1、A2 Rx= 2 0 I1 的示数 I1、 I2

要点聚焦

主要器材

特殊方法测量电阻 设计电路 主要步骤

表达式

单表+定 值电阻+ 开关

①闭合两开关,记 下电压表示数 U1; U 2 R0 Rx= U1 - U 2 ②断开开关 S2,记 下电压表示数 U2 ①闭合两开关,记 下电流表示数 I1; I2R0 Rx= I1- I2 ②断开开关 S2,记 下电流表示数 I2
要点聚焦

主要器材

单表+电 阻箱

特殊方法测量电阻 设计电路 主要步骤 表达式 ①闭合开关 S1,将 S2 拨到 a,记下电 流表的示数 I; ②再将 S2 拨到 b, 调节电阻箱的阻 Rx= R0 值,使电流表示数 与 I 相等,这时电 阻箱的示数即与被 测电阻的阻值相等

要点聚焦

主要器材

两表+定 值电阻+ 滑动变阻 器

特殊方法测量额定功率 设计电路 主要步骤 表达式 闭合开关 S,移动滑 片, 使电压表 V1 的示 U额 U 数等于灯泡的额定 P 额= R0 电压 U 额,同时记下 电压表 V2 的示数 U 闭合开关 S,移动滑 片, 使电流表 A1 的示 P 额= U 额 I0 U额 数等于 , 同时记下 R0 电流表 A2 的示数 I0

要点聚焦

特殊方法测量额定功率 主要器材 设计电路 主要步骤 ①断开 S1、闭合 S2,移动滑 片,使电压表示数等于灯泡 额定电压 U 额; 单表+定 值电阻+ 两开关+ 滑动变阻 器 ②保持滑片位置不变,闭合 S1、断开 S2,记下电压表示 数U ①闭合 S1、断开 S2,移动滑 U额 片,使电流表示数等于 ; R0 ②保持滑片位置不变,断开 S1、闭合 S2,记下电流表示 数I
要点聚焦

表达式

P 额=
U额( U- U额) R0

P 额= U 额
? U 额? ?I- ? R0 ? ?

特殊方法测量额定功率 主要器材 设计电路 主要步骤 ①将 S 拨到 2,移动滑 片,使电压表示数等于 灯泡的额定电压 U 额; 单表+定 值电阻+ 单刀双掷 开关+滑 动变阻器 ②保持滑片位置不变, 将 S 拨到 1,记下电压 表示数 U ①将 S 拨到 1,移动滑 U额 片, 使电流表示数为 ; R0 ②保持滑片位

置不变, 将 S 拨到 2,记下电流 表示数 I
要点聚焦

表达式

P 额= U额(U-U额) R0

P 额=U 额
? U额? ?I- ? R0 ? ?

要点4

“电热”综合

例 题 [2012?桂林] 小明同学家里的电热饮水机有加热和 保温两种功能,可由机内温控开关S0进行自动控制。小明从 说明书上收集到如下表所示的部分数据和如图TZ8-1所示 的电路原理图。请解答下列问题:(计算结果若不能整除, 保留一位小数)

额定电压 频率

220 V 50 Hz

额定加热功率 图TZ8-1
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920 W

(1)这个电热饮水机正常工作时,在加热状态下的总电流大约 是多大? (2)若电阻R2的阻值为1210 Ω,则电阻R1的阻值为多少? (3)在傍晚用电高峰期,供电电压可能会下降。当实际电压只 有198 V时,这个电热饮水机加热的实际功率是多大?

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解 析

(1)由 P= UI 可得电热饮水机正常加热状态下的电流:

P 920 W I= = ≈ 4.2 A。 U 220 V (2)当开关 S 闭合、S0 断开时,电热饮水机只有 R2 工作,处于保 温状态。 U2 U2 ( 220 V) 由 P= 可得电阻 R2 消耗的电功率: P2= = = 40 R R2 1210 Ω W; 当开关 S、S0 闭合时,电热饮水机处于加热状态,此时 R1 消耗的 电功率为: P1= P 总 -P2= 920 W- 40 W= 880 W, U2 ( 220 V) 则有 R1= = = 55 Ω 。 P1 880 W
要点聚焦

2

2

解 析

(3)方法一:电热饮水机处于加热状态时的总电

阻为:
2 U2 ( 220 V) R 总= = ≈ 52.6 Ω , 920 W P总

U2 ( 198 V)2 实 实际加热功率:P 实 = = =745.2 W。 R总 52.6 Ω

要点聚焦

解 析

方法二:电路电阻不变,可得:

U2 U2 额 实 R 总= = , P额 P实 实际加热功率: U2 ( 198 V)2 实 P 实 =P 额× 2 =920 W × =745.2 W。 U额 ( 220 V)2 方法三:实际加热功率: U2 U2 实 实 P 实 =P1 实+P2 实= + R1 R2 (198 V)2 (198 V)2 = + 55 Ω 1210 Ω = 745.2 W。
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电热器“多挡”问题
(1)理解“多挡” 电热器工作时将电能转化为内 能,俗称热能,根据实际需要 往往要设计不同挡位。电热器 的高低挡指的是“功率”不同, 电源电压不变,高挡时功率大, 电阻小,为单阻或两阻并联; 而低挡时功率小,电阻大,为 两阻串联或单阻,具体电路如 图TZ8-2所示。
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图TZ8-2

(2)“铭牌”作用 P额 根据铭牌计算以下量——正常工作电流:I 额= 、不同挡位电阻: U额 U额 R= 、水的质量:m=ρ V(注意铭牌中给出水的体积单位一般是“升” , P额 要换算成立方米:1 L=10 (3)命题热点 正常工作——电能:W 电 = P 额 t,热量: Q 吸= cmΔ t,热效率: Q吸 cmΔ t η热 = = ; W电 P额 t
要点聚焦
-3 2

m )。

3

n 非正常工作——电能:W 电 = kW〃h(n 为一段时间内

电能表 n0 转盘的转数, n0 为每消耗 1 kW〃 h 电能时电能表转盘的转数 ), W电 n 实际功率: P 实 = = , t n0t 实际电压: U 实 = P实R, P实 实际电流: I 实 = , R 导线电压: U 导线= U 输出- U 实 , U导线 导线电阻: R 导线= I导线 2 导线功率: P 导线= I导线R 导线。
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