2020屆中考科學(xué)(杭州版)復(fù)習(xí)同步練習(xí)題：第三篇-主題3-第六單元-電流熱效應(yīng)和電功率的測量

2020屆中考科學(xué)（杭州版）復(fù)習(xí)同步練習(xí)題：第三篇主題3第六單元電流熱效應(yīng)和電功率的測量/第六單元電流熱效應(yīng)和電功率的測量[學(xué)生用書P199]1．[嘉興舟山中考]某同學(xué)為探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻的關(guān)系，設(shè)計了如下電路圖，其中正確的是(B)ABCD2．[2018·成都]如圖所示，電熱水壺上標(biāo)有“220V1800W”，小明發(fā)現(xiàn)燒水過程中熱水壺的發(fā)熱體部分很快變熱，但連接的電線卻不怎么熱，是因為導(dǎo)線的電阻比發(fā)熱體的電阻__小__。在額定電壓下，燒開一壺水用時3分20秒，這段時間內(nèi)電熱水壺發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量為__3.6×105__J。3．[2019·嘉興校級模擬]小科按照如圖所示的電路圖連接好電路，測量一只額定電壓為2.5V的燈泡的電功率，部分實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象如表所示。實驗次數(shù)電壓表示數(shù)(V)電流表示數(shù)(A)燈泡亮度110.2較暗22.5正常發(fā)光360不發(fā)光(1)分析表中實驗數(shù)據(jù)可知，所用電源電壓約為__6__V。若小科手中有甲(“1.5A50Ω”)和乙(“2.0A20Ω”)兩種規(guī)格的滑動變阻器，上面實驗中他選用的滑動變阻器為__甲__。(2)由于小科粗心大意，沒有記錄燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)，于是他根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)計算出燈泡電阻R＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(1V,0.2A)＝5Ω，再計算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(（2.5V）2,5Ω)＝1.25W。則燈泡的額定功率__＜__1.25W。(選填“＞”“＝”或“＜”)4．[2019·嘉興舟山]某科學(xué)小組對電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)進(jìn)行了研究。裝置如圖，2只燒瓶內(nèi)裝滿煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內(nèi)各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。猜想一：電熱跟電流的大小有關(guān)，電流越大電熱越多；猜想二：電熱跟導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)，電阻越大電熱越多。為驗證猜想一，設(shè)計以下方案：①將電阻絲R甲和R乙串聯(lián)在電路中，標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置，閉合開關(guān)記下電流表的讀數(shù)I1，經(jīng)過一段時間后標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置；②當(dāng)2根玻璃管中的液面降到原來的高度后，減小滑動變阻器的阻值，閉合開關(guān)記下電流表的讀數(shù)I2，經(jīng)過相同時間后標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置。請回答下列問題：(1)為使實驗現(xiàn)象明顯，經(jīng)常會采用轉(zhuǎn)換或放大的思想。為比較電熱絲產(chǎn)生熱量的多少，實驗中體現(xiàn)這些思想的設(shè)計有__通過玻璃管內(nèi)液面上升的高度來反映電熱絲產(chǎn)生熱量的多少(合理即可)__(寫出一條即可)。(2)為驗證猜想一，必須比較同一個燒瓶中前后兩次實驗玻璃管內(nèi)液面上升的高度，原因是__保持前后兩次電阻的大小相同__。(3)科學(xué)研究倡導(dǎo)有依據(jù)的猜想，請說出生活中支持猜想二的一個實例：__電水壺中的發(fā)熱體放熱比連接電水壺的導(dǎo)線放熱多(合理即可)__。一、實驗：測定小燈泡的電功率考點1知道測小燈泡的電功率需用的器材(a)實驗器材：電源、電壓表、電流表、開關(guān)、小燈泡、滑動變阻器、導(dǎo)線eq\a\vs4\al(考點2會畫實驗電路圖（b）)電路圖考點3會根據(jù)實驗電路圖進(jìn)行實物的連接(b)考點4能做分別測定小燈泡的額定功率和實際功率的實驗(b)用__伏安法__測小燈泡的電功率(1)實驗電路圖：如考點2中電路圖所示。(2)串聯(lián)滑動變阻器的作用：①限制電流，__保護(hù)電路__；②調(diào)節(jié)小燈泡的__電壓__、__電流__，以便測出不同電壓、電流下的小燈泡的電功率。(3)注意事項：①連接電路時，開關(guān)必須__斷開__；②滑動變阻器串聯(lián)在電路上，要接__“一上一下”__兩接線柱，滑片P應(yīng)放在阻值__最大__的位置；③電流表與小燈泡__串聯(lián)__，電壓表與小燈泡__并聯(lián)__，電流表、電壓表的量程選擇要適當(dāng)，正、負(fù)接線柱的接法要正確；④要注意電路中是否有短路的地方，檢查電路無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器。注意此時要小心移動滑片，以免因?qū)嶋H電壓超過額定電壓過多而燒毀小燈泡?？键c5會正確地記錄實驗數(shù)據(jù)和得出的實驗結(jié)論(b)二、電熱器考點1理解焦耳定律的內(nèi)容(b)焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的__平方__成__正比__，跟導(dǎo)體的電阻成__正比__，跟通電的__時間__成__正比__?？键c2會用焦耳定律公式Q＝I2Rt進(jìn)行簡單計算和解決簡單問題(c)1．焦耳定律的公式：__Q＝I2Rt__(普遍適用)，Q＝eq\f(U2t,R)＝UIt＝W(只適用于純電阻電路)。2．電熱與電功的關(guān)系(1)若電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：對于__純電阻__電路電功__全部__用來產(chǎn)生熱量，如電流通過電飯鍋時(近似)，則Q＝W(即I2Rt＝UIt)。(2)若電能部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：對于__非純電阻__電路電流所產(chǎn)生的熱量僅是電流做功中的__一部分__。如：電流通過電動機(jī)時，則Q<W(W外＋Q)(即I2Rt<UIt)?！咀⒁狻拷苟蛇m用于任何用電器的熱量計算。考點3知道電熱器的原理和應(yīng)用(a)1．電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時，使導(dǎo)體的溫度__升高_(dá)_的現(xiàn)象，實質(zhì)是__電能__轉(zhuǎn)化為__內(nèi)能__。2．電熱器是利用電流的__熱效應(yīng)__工作的，主要組成部分是__發(fā)熱體__，發(fā)熱體一般選用電阻率__大__、熔點__高_(dá)_的金屬絲繞在絕緣體上做成。如：電熨斗、電褥子、電烙鐵、電飯鍋、電烤箱等。具有清潔無污染、熱效率高、便于控制和調(diào)節(jié)等優(yōu)點?！究键c延伸】研究電熱跟哪些因素有關(guān)，實驗設(shè)計如圖所示(R甲＜R乙)：實驗原理：當(dāng)電流通過電阻絲時，電流產(chǎn)生的__熱量__使瓶中的煤油__溫度升高_(dá)_，玻璃管內(nèi)的液面就會逐漸__上升__。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升得越高。我們可以通過玻璃管內(nèi)液面上升的__高度__比較電流產(chǎn)生熱量的多少(保證煤油的質(zhì)量、初溫、容器等相同)。(1)電阻絲產(chǎn)生的熱量看不見，可利用電阻絲產(chǎn)生的熱量使玻璃管內(nèi)煤油上升的高度進(jìn)行比較，這是采用了__轉(zhuǎn)換法__。(2)電流產(chǎn)生的熱量和電阻、電流和通電時間均有關(guān)系，在研究熱量與其中一個因素的關(guān)系時，要控制另外兩個因素不變，這是采用了__控制變量法__。類型一理解伏安法測電功率典例1[2019·杭州校級三模]一個額定電壓是6V，額定電流是0.3A的小燈泡，小明想用實驗測量這個燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個，兩個規(guī)格分別為“10Ω1A”、“100Ω0.5A”的滑動變阻器，導(dǎo)線若干，電源(電壓為12V)。(1)小明應(yīng)選用合適的滑動變阻器，如果他選擇錯誤，可能造成的后果有__①②__。①無法測量小燈泡的額定功率②小燈泡燈絲燒斷③電流表指針偏轉(zhuǎn)超出最大值④滑動變阻器電阻絲熔斷(2)小明已連接了部分電路，請你根據(jù)電路圖補(bǔ)上兩根導(dǎo)線，將電路連接完整。(3)實驗過程中，小明忽略了電流表的調(diào)零(如圖)，而其他操作均正確，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表示數(shù)為0.3A時，此時小燈泡的實際功率__大于__(選填“小于”“等于”或“大于”)小燈泡的額定功率。(4)實驗過程中若電壓表突然斷路，則電燈的亮度將__不變__(選填“變亮”“變暗”或“不變”)?！敬鸢浮?2)如答圖所示。典例1(2)題答圖跟蹤訓(xùn)練1[2019·臺州]圖甲是測定小燈泡(額定電壓2V)電功率的實驗電路。(1)某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示的圖像，則該小燈泡的額定功率為__0.8__W。老師認(rèn)為圖乙曲線右半段不符合實驗事實，理由是__當(dāng)實際電壓遠(yuǎn)大于額定電壓時，小燈泡會燒毀__。(2)另一同學(xué)為探究電流跟電阻的關(guān)系，換用4.5V的電源，并用多個不同阻值的定值電阻替換圖甲中的燈泡，得到如圖丙的圖像，則他選用的滑動變阻器的最大阻值至少為__15__Ω。類型二關(guān)于焦耳定律的理解與應(yīng)用典例2[衢州中考]為探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)熱的多少與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”，小柯用如圖甲所示裝置進(jìn)行實驗，圖中兩個250mL的同規(guī)格燒瓶內(nèi)裝有等體積的煤油，瓶塞上各插一根同規(guī)格的玻璃管，瓶內(nèi)連接的電阻絲的阻值分別為5Ω和10Ω。【實驗步驟】①連接好電路，將滑動變阻器的滑片移至__B__端(填字母)，分別標(biāo)記兩燒瓶內(nèi)玻璃管中液面的起始位置。②閉合開關(guān)，通電t0時間后，分別標(biāo)記此時兩燒瓶內(nèi)玻璃管中液面的位置。③比較發(fā)現(xiàn)10Ω電阻絲所在燒瓶內(nèi)玻璃管中液面上升更高?！就茰y結(jié)論】在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量__越多__?！窘涣鞣此肌繛槭股鲜鼋Y(jié)論具有一定的普遍性，同學(xué)們討論了以下兩種方案：方案一：在前一次實驗后，待玻璃管中的液面降回到起始高度后，按小柯的實驗步驟②再次進(jìn)行實驗，比較兩玻璃管內(nèi)液面上升情況，得出結(jié)論。方案二：用圖乙所示裝置替換圖甲中對應(yīng)裝置(圖乙中兩個燒瓶規(guī)格相同，容積都為500mL)，按小柯的實驗步驟①②進(jìn)行實驗，比較兩玻璃管內(nèi)液面上升情況，得出結(jié)論。以上兩種方案，你認(rèn)為可行的有__方案二__。跟蹤訓(xùn)練2[2018·湖州吳興區(qū)統(tǒng)測]如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”的實驗裝置中的部分電路(所連接5Ω電阻均可上下活動)。兩個相同的透明容器中密封著等量的空氣，甲、乙兩U形管中所有液面初始狀態(tài)是等高相平，通電一段時間后液面的高度如圖所示。(1)本實驗利用U形管中液面的高度差的大小反映放出熱量的多少，這是利用了裝置中__空氣__(選填“液體”或“空氣”)的熱脹冷縮。(2)根據(jù)題干中的實驗結(jié)果，本實驗?zāi)艿玫降慕Y(jié)論是__相同電阻，在通電時間相同的情況下，通過電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多__。(3)為了研究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系。在不增加實驗器材和不改變電路接線的前提下，斷開開關(guān)，U形管中的液面降回到原來液面后，你需要進(jìn)行的實驗操作是__將圖中上方5Ω的電阻也放入右邊容器中，重復(fù)上述實驗，一段時間后觀察管內(nèi)液面高度差__。類型三含有電動機(jī)的電路計算典例3[杭州中考]如圖是小金研究電動機(jī)轉(zhuǎn)動是否對小燈泡的亮度有影響的電路圖。開始小金先抓住轉(zhuǎn)軸合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉(zhuǎn)軸讓電動機(jī)轉(zhuǎn)動，繼續(xù)觀察小燈泡亮度的變化(已知：小燈泡的電阻為R，電動機(jī)線圈電阻為r，電源電壓為U)。由此請你回答：(1)在電動機(jī)未轉(zhuǎn)動時，t時間內(nèi)電流在電路中產(chǎn)生的熱量為__eq\f(U2,R＋r)t__(填寫表達(dá)式)。(2)在電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，電流所做的功__大于__電流在電路中產(chǎn)生的熱量(選填“大于”“等于”或“小于”)。(3)小金判斷電動機(jī)轉(zhuǎn)動后小燈泡會更亮，你認(rèn)為小金的判斷正確嗎？并根據(jù)學(xué)過的知識給以解釋?！敬鸢浮坎徽_，不轉(zhuǎn)時，W電功＝Q電熱，UI1t＝Ieq\o\al(2,1)(R＋r)t，I1＝eq\f(U,R＋r)；轉(zhuǎn)動時，W′電功>Q′電熱，UI2t>Ieq\o\al(2,2)(R＋r)t，I2<eq\f(U,R＋r)，故I2<I1，小燈泡變暗。跟蹤訓(xùn)練3[2019·杭州上城區(qū)一模]小金對玩具汽車的電動機(jī)很感興趣，他拆下電動機(jī)，利用身邊現(xiàn)有的器材，設(shè)計了如圖電路，測量他感興趣的一些物理量。電動機(jī)的規(guī)格“6V6W”，電源電壓為10V，閉合電路中的開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器至電動機(jī)恰好正常工作，若整個電路消耗的電能有50%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，請計算：(1)滑動變阻器接入電路的電阻R是多少歐？電動機(jī)的線圈電阻r是多少歐？(2)電動機(jī)的效率為多少？(小數(shù)點后面保留一位)【答案】(1)電動機(jī)正常工作，所以U滑＝U－U電動機(jī)＝10V－6V＝4V，串聯(lián)電路電流處處相等，I＝I電動機(jī)＝eq\f(P電動機(jī),U電動機(jī))＝eq\f(6W,6V)＝1A，R＝eq\f(U滑,I)＝eq\f(4V,1A)＝4Ω。電路消耗的電能有50%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則剩下50%用于電阻發(fā)熱，即I2(R＋r)＝50%UI，解得R＋r＝5Ω，則r＝1Ω。(2)η電動機(jī)＝eq\f(P機(jī),P機(jī)＋P熱)＝eq\f(P額－P內(nèi),P額)＝eq\f(6W－（1A）2×1Ω,6W)×100%≈83.3%?；煜娏髯龉碗姛岬年P(guān)系致錯典例4加在某電動機(jī)上的電壓是U，電動機(jī)消耗的電功率為P，電動機(jī)線圈的電阻為r，則電動機(jī)線圈上消耗的電功率為(C)A．P B.eq\f(U2,r)C.eq\f(P2r,U2) D.eq\f(P－P2r,U2)跟蹤訓(xùn)練4如果加在某定值電阻兩端的電壓從8V升高到10V，通過該電阻的電流變化了0.1A，則該電阻的功率變化了(B)A．0.2W B．1.8WC．2.0W D．8.0W影響導(dǎo)體電熱大小的相關(guān)因素1．教材實驗原理圖2．實驗結(jié)論電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流I、導(dǎo)體的電阻R、通電時間t有關(guān)。電流越大、電阻越大、通電時間越長，導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱就越多。3．實驗關(guān)鍵點(1)控制