人教版 初三物理电学知识复习
【同步教育信息】
一. 本周教学内容
电学知识复习
二. 复习要求
1. 掌握欧姆定律:知道导体中的电流决定于导体两端的电压和导体的电阻;能熟练运用欧姆定律分析和解决简单的电路问题。
2. 会用电压表和电流表来测量电阻值的大小。
3. 理解串联电路、并联电路的总电阻,会用串、并联电路的知识分析和解决简单的串并联电路问题。
4. 知道电功的概念及其单位,掌握电功的计算公式,知道电能表的用途和读数方法。 5. 掌握电功率的概念及计算公式、理解额定功率与实际功率,会测定小灯泡的功率。 6. 理解焦耳定律,知道电热器的原理和应用。
7. 知道家庭电路的组成,理解电路中电流过大的原因,理解熔丝的作用及选择原则。 8. 知道家庭安全用电原则。
三. 知识结构
UIRUU公式IRR伏安法测电阻I电流II1I2In串联电路电压UU1U2Un电阻RRRR12n欧姆定律
电流IIII12n并联电路电压UU1U2Un1111电阻RR1R2Rn
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概念:公式:W电
电功UIt单位:焦功 电
测量直接测量:电能表功 间接测量:电流表、电压表、秒表率 概念:公式:PUI电功率单位:瓦(1)电压表、电流表间接测量(2)电能表、秒表规律:焦耳定律公式:Q电热I2Rt单位:焦应用:电热器
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进户线电能表闸刀开关家庭电路的主要设备保险丝电灯与开关家庭电路插座短路:电流没有经过用电器而直接构成通路家 引起电路中电流过大的原因庭 过载:同时使用的用电器总功率用 超过了最大功率电 含义:指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故原因:人体直接或间接地接触到火线而引起单线触电安全用电形式双线触电脱离电源急救措施尽力抢救不接触低压带电体不靠近高压带电体安全用电原则不弄湿用电器不损坏电气设备中的绝缘体
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欧姆定律部分
U
1. I (欧姆定律:导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的
R
电阻成反比)
2. I=I1=I2=…=In (串联电路中电流的特点:电流处处相等) 3. U=U1+U2++Un (串联电路中电压的特点:串联电路中,总电压等
于各部分电路两端电压之和)
4. I=I1+I2+…+In (并联电路中电流的特点:干路上的电流等于各
支路电流之和)
5. U=U1=U2=…=Un (并联电路中电压的特点:各支路两端电压相等。都
等于电源电压)
6. R=R1+R2+…+Rn (串联电路中电阻的特点:总电阻等于各部分电路电
阻之和)
7. 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn (并联电路中电阻的特点:总电阻的倒数
等于各并联电阻的倒数之和)
8. R并=R/n (n个相同电阻并联时求总电阻的公式) 9. R串=nR (n个相同电阻串联时求总电阻的公式) 10.
U1R1 (串联电路中电压与电阻的关系:电压之比等于它们所对 U2R2 应的电阻之比) 11.
I1R2 (并联电路中电流与电阻的关系:电流之比等于它们所对 I2R1 应的电阻的反比)
电功、电功率部分
12. P=UI (经验式,适合于任何电路)
13. (定义式,适合于任何电路)
14. Q=I2Rt (焦耳定律,适合于任何电路) 15. P=P1+P2+…+Pn (适合于任何电路)
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16. W=UIt (经验式,适合于任何电路) 17. P=I2R (复合公式,只适合于纯电阻电路)
18. (复合公式,只适合于纯电阻电路)
19. W=Q (经验式,只适合于纯电阻电路。其中W是电流流过导体所
做的功,Q是电流流过导体产生的热)
20. W=I2Rt (复合公式,只适合于纯电阻电路)
21. (复合公式,只适合于纯电阻电路)
22. (串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电
路中,电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)
23. (并联电路中电功率与电流、电阻的关系:并联电路
中,电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比)
电学公式
串、并联电路特点对比:
串联 并联 电路图 文案大全
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基本特点 总电阻 II1I2 ; UU1U2 RR1R2 UU1U2 ; II1I2 RR1R2 R1R2I电流 II1I2U R1R2U(R1R2)U;I1;R1R2R1I2IRU;12 I2R1R2U1电压 UR1UR2;U2;R1R2R1R2U1R1 U2R2UU1U2 电功 WW1W2;WUItUQ WU2PUII2R tRWW1W2;WUItUQ P1电功率 UR1(R1R2)22;WU2PUII2R tRP1R2U2U2;;;P1P2P2R1R1R2U2R2 P22(R1R2)P1R1 P2R2U2(R1R2) PR1R2
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初中电学公式归纳与简析
初中物理电学公式繁多,且各种物理规律在串并联两种电路中有时完全不同,使得学生极易将各种公式混淆,为了使学生对整个电学公式有一个完整的了解,形成一个完整清晰的知识网络,现将初中串、并联中的物理规律以及电学公式以两个表格的形式归纳总结如下:
一、 电学中各物理量在串并联电路中的规律比较表(一) 电路 物理量 规律 (符号单位) 串联电路 U1 U2 I R1 U R2 并联电路 I1 I I2 R1 R2 U 电流(I/A) 电压(U/V) 电阻(R/Ω) I = I1 = I2 =…In (串联电路中电流处处相等) I = I1+I2+…+In (并联电路中干路中的电流等于各支路电流之和) U = U1+U2+…+Un (串联电路中两U = U1 = U2…= Un(并联电路各支路端的总电压等于各部分电压之和) 两端的电压相等) 111R1R2R = R1+R2+…+Rn(串联电路的总 = + 或 R= (并联电阻总RRRR121+R2电阻等于各串联电阻之和) 电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和) 电能(W/J) 电功率(P/W) 电热(Q/J) 各物理量与电阻的分配关系 电流:I 电压:U 电能:W W=W1+W2+…+Wn (无论串联与并联电路消耗的总电能等于各部分电功之和) P=P1+P2+…+Pn (无论串联与并联电路中的总功率等于各部分电功率之和) Q=Q1+Q2+…+Qn (无论串联与并联电路产生的电热等于各部分电热之和) I1 :I2=1 :1 U1 :U2=R1 :R2 (与电阻成正比) W1 :W2=R1 :R2 (与电阻成正比) P1 :P2= R1 :R2 (与电阻成正比) Q1 :Q2 =R1 :R2 (与电阻成正比) I1 :I2=R2 :R1(与电阻成反比) U1 :U2=1 :1 W1 :W2=R2:R1(与电阻成反比) 电功率:P P1 :P2=R2 :R1(与电阻成反比) 电热:Q Q1 :Q2=R2 :R1(与电阻成反比)
二、电学中各物理量求解公式表(二) 电流:I/A UP(1)I= (2) I = RU文案大全
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P(3) U = IR (4) U = (5) U = PR I2UUPQ(6) R = (7) R = (8) R = (9) R = 电阻:R/Ω 22 IPIIt2WU2 (10) P = (11) P = UI (12) P = (13) P = IR电功率:P/W tR2U电能(电功):W/J (14) W = Pt (15) W = UIt (16) W = t R电压:U/V (17) Q = IRt 注:当电能完全转化为热能时(纯电阻电路), 电热:Q/J 2其他公式: U2Q = W = Pt= UIt = t Rn(18) W = KWh 注:n为电能表在某一时段内转过的转数,N为用电器消N耗1kW.h所转的转数 分析:
1、对于电功、电功率、电热三个物理量,它们无论是在串联电路还是并联电路中,都是总量等于各部分之和。同学们在解答这类题时应灵活选取公式进行计算。如以计算电路中的总功率为例,既可以根据P=P1+P2,也可以跟据P=UI进行计算,其它几个物理量的求解也与之类似。
U
2、用欧姆定律I= 求电路中的电流,让学生明白此公式是由实验得出,是电学中最基本
R的公式,但此公式只适合于纯电阻电路(所谓纯电阻电路即电路中电能全部转化为热能的电路)。
W
3、电功率求解公式P = 与P=UI这两个公式为电学中计算电功率时普遍适用最基本的两
t个公式,第一个为电功率的定义式,也常常作为用电能表和钟表测记家用电器电功率的公式。第二个公式是实验室用伏安法小灯泡功率的原理,也是计算用电器电功率的最基本公式。
UW2
4、虽然表中公式繁多,但电学基本公式只有4个,即:I= 、P = 、P = UI、Q = IRt 。
Rt其他公式都是导出公式,同学们可以在掌握这4个公式的基础上进行推导练习,很快就
会熟悉并掌握。
5、应熟练掌握的几个比较重要的导出公式。具体公式:在表中分别是如下八个公式(2)I
22
PUUU2
= (5)U = IR (6)R = (7)R = (12)P = (13) P = IR (14) W = Pt UIPR(17) Q = IRt 这八个公式在电学解题中使用的频率也较高,要求学生能熟练掌握。
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2
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【典型例题解析】
[例1] 某导体两端加上6V电压时,在1min内通过导体横截面的电量为18C,求导体的电阻。若导体两端加上12V电压,则导体中的电流又为多大?当导体两端不加电压时,则导体的电阻为多大?
解析:由电流强度的定义式可得I1再由欧姆定律,IQ18C0.3A t60sUU得R,因此导体的电阻 RIRU16V20 I10.3A若导体两端的电压U212V时,此时导体中的电流强度为I2U212V0.6A R20导体的电阻是导体本身的属性,与电流、电压无关;
则不加电压时,此导体的电阻是20
[例2] 如图所示的电路中,电源电压为5V,R为滑动变阻器,L为标有“5V”字样的小灯泡(即灯泡正常发光时两端的电压为5V),闭合开关S后,移动滑片P,小灯泡始终不亮,此时电流表示数为零,电压表示数为5V,则电路的故障可能是( )
A. 灯泡断路 B. 电流表断路 C. 变阻器断路 D. 开关接触不良
分析:当开关S闭合后,小灯泡不亮,电流表示数为零,说明电路中无电流,电路为断路,但电压表示数为5V,说明从A点到滑动变阻器再到电源的正极之间的电路是完好的,从B点到电流表、开关S再到电流的负极之间的电路也是完好的,那么断路只可能在AB之间,所以选A。 [例3] 如图是某同学对两只电阻R1、R2进行测量后,根据所测的两组数据(对应的电压U和电流I),在直角坐标系中画出的图像,由图像可知R1、R2的大小关系是( ) A. R1R2 B. R1R2 C. R1R2 D. 无法判定 I(A)R10.2R20.10AB0.51U(V) 文案大全 实用文档
分析:在图中的A点的坐标为(0.5,0.1),B点的坐标为(1,0.1),则可以分别求出
R1U1VU10.5V10 5 R22I20.1AI10.1A∴ 选C [例4] 一个电铃的电阻是10,在正常工作时它两端的电压是6V。现手边只有一个电压为9V的电源,问:如何设计电路才能将这个电铃接到9V电源上而正常工作。 分析:电铃正常工作时,其两端电压只要6V,而电源电压是9V,那么就要分掉3V电压,所以应该串联一只分压电阻R2。 9V6VR23V 解:电铃正常工作时,两端的电压U6V,其电阻为R110 U16V0.6A R110分压电阻R2与电铃R1串联 ∴ I2I10.6A U3V5 分压电阻的值R22I20.6A[例5] 如图,电阻R120,R260,R340,电源电压不变,若开关S1闭合,通过它的电流I1S2断开时,电流表的示数为0.3A求: (1)电源电压; (2)当开关S1和S2均断开时,电流表的示数与R1两端的电压; (3)当开关S1和S2均闭合时,干路中的电流。 R1R2S2S1AR3 分析:对于开关闭合或断开引起电路发生变化的问题,在解题时先要通过分析,弄清楚电路在不同状态下的串、并联关系,画出相应的等效电路,然后再进行求解。 解: (1)当开关S1闭合、S2断开时,R1被短路等效电路如图(1),电源电压UIR3 0.3A4012V
(1)
(2)当开关S1、S2均断开时,电阻R1与R3串联,等效电路如图(2),电流表示数
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IUR1R212V20400.2A
(2)
R1两端的电压U1I1R10.2A204V
(3)当开关S1、S2均闭合时,R2与R3并联,等效电路如图(3)
U12V0.2A R260U12V0.3A I3R340干路电流II2I30.2A0.3A0.5A I2R2R3A (3) [例6] 用一只电流表和一只最大阻值为R0的滑动变阻器,一只开关和一组电源,导线若干只准连接一次电路,测出未知电阻RX的阻值。 分析:滑动变阻器可以调节电路中的电阻,从而改变电路中电流的大小,而电流表可测电路中的电流大小,它们都是串联接入电路的,所以我们设计电路时,可将滑动变阻器的滑片调到使接入电路的电阻的最大位置,与电流表及未知电阻、开关、电源组成串联电路,如图 SARXAPB 解:闭合开关S,当滑片P在B端时 电流表示数为I1 UI1(RXR0)I1RXI1R0 当滑片P在A端时,电流表示数为I2 ∴ UI2RX ∴ I2RXI1RXI1R0 得RXI1R0
I2I1[例7] 某导体的电阻为16,通过它的电流是0.5A,问1min内电流做了多少功?消耗了
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多少电能?
分析:本题有两种解法:一是利用电功的基本公式,首先用UIR求出导体两端的电
2压,再用WUIt求解;二是利用电功的导出公式WIRt直接求解。
解一:电源两端的电压
UIR0.5A168V
电流1min内做的功WUIt8V0.5A60s240J 解二:据电功的导出公式
WI2Rt(0.5A)21660s240焦
由电功的意义知道,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即消耗了多少电能。所以本题计算的消耗的电能也是240J。 [例8] 两根电热丝的阻值分别为R1和R2,且R13R2,若单独用R1烧开一壶水所用的时间为t1,那么,当两根电热丝串联或并联起来,接在同一电源上,烧开同一壶水,各需多长时间?(不考虑热量损失)
分析:此题中被加热的水的质量,温度的变化均不知,因此无法计算出烧开一壶水所吸收的热量,也不知道电源电压和具体的电阻值。因此也无法计算出电热丝所放出的热量,但可根据烧开同样一壶水吸收的热量相等找出其中的关系,设电源电压不变为U,且为纯电
U2t来求解。 阻电路可利用QRU2解:烧开一壶水所需要的热量Qt
R1(1)当R1与R2串联时,R串R1R24R1 3U2U2t串t串 ∴ Q14R串R13U2U24t1t串 ∴ t串t1 烧开同一壶水吸收热量相同Q1Q ∴
4R13R13R1R21R1 (2)当R1与R2并联时,R并R1R24U2U2t并 ∴ Q2t并1R并R141U2U2tt并 ∴ t并t 同理Q2Q ∴
1R14R14从结果可分析出,当R1与R2串联后,所需时间变长了,这是因为电功率变小了;当R1
与R2并联后,所需时间变短了,这是因为电功率变大了。
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模拟试题
一. 单项选择题
1. 三个电阻并联后的总电阻值( ) A. 一定比其中任何一个电阻值都大 B. 一定比其中任何一个电阻值都小 C. 一定等于各电阻的倒数之和 D. 一定比其中最小的电阻值大,比其中最大的电阻值小 2. 如图1所示,在导线A、B之间接入玻璃棒,当电路中的开关闭合后,下列措施可能会使小灯泡发光的是( ) A. 给玻璃棒加热至红炽状态 B. 给玻璃棒降温 C. 用酒精不断擦洗玻璃棒 D. 减小玻璃棒的长度 MAB 图1 3. 图2仅画出了某电路的一部分,已知流过灯泡的电流是2A,流过R1的电流为1A,方向如箭头所示,则流过变阻器R2的电流是( ) A. 3A,方向由a到b B. 3A,方向由b到a C. 1A,方向由b到a D. 无法判断 LR1bR2a 图2 4. 常用的变阻器有两种:滑动变阻器和电阻箱,下列说法中正确的是( ) A. 电阻箱能逐渐地改变它连入电路的电阻,但不能表示出它连入的阻值 B. 滑动变阻器能够表示出它连入电路时其滑片处在不同位置时的阻值 C. 电阻箱能够表示出它连入电路时的阻值
D. 这两种变阻器规定有最大的阻值,对通过它们的电流没有任何限制 5. 为了使某电炉消耗的功率减为原来的二分之一,则应( ) A. 将电阻减为原来的一半,电压不变 B. 将电压、电阻都减为原来的一半 C. 使电压减为原来的一半,电阻不变
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D. 使电流强度减为原来的一半,电阻不变 6. 下列叙述中错误的是( ) ..
A. 电工师傅常用测电笔来辨别火线和零线
B. 家里没有保险丝时,可用铜丝或铁丝来代替 C. 不高于36V的电压才是安全电压 D. 检修家庭电路时,应先断开总开关 7. 下列现象中,跟静电无关的是( ) A. 穿化纤织物的衣服上街,衣服容易招尘土 B. 高大建筑物上常装有避雷针
C. 有光电池的计算器有光线照射就能工作 D. 运石油的大卡车常在地上拖一条铁链
8. 如图3所示,当开关S闭合时,发现电流表指针偏转,电压表指针不动,该电路的故障可能是( ) A. 灯L1的接线短路 B. 灯L2的接线短路 C. 灯L1的灯丝断了 D. 灯L2的灯丝断了 SAL1L2V 图3 9. 图4所示的电路中,电源电压6V保持不变,滑动变阻器R1最大阻值是10,闭合开关S,移动滑片P,电压表示数变化范围是( ) A. 0~6V B. 0~2V C. 2~4V D. 2~6V VPR1SR2=20Ω 图4 10. 从电阻的计算公式RU/I得出的下列结论中,正确的是( ) A. 加在导体两端的电压越大,导体的电阻越大 B. 通过导体的电流越大,导体的电阻越小 C. 导体的电阻等于导体两端的电压跟通过导体的电流的比值 D. 当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零 11. 让标有“220V,800W”的电炉和标有“220V,800W”的电动机都正常工作相同的时间,则它们产生的热量( )
A. 电炉多 B. 电动机多 C. 一样多 D. 无法判断
12. 在研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关的实验中,采用的是物理学研究中的
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( )
A. 控制变量法 B. 比例法 C. 猜想法 D. 推理法 13. 以下几种说法中,正确的是( )
A. 电流通过电阻时做功,电能转化为机械能
B. 电流通过电阻产生的热量与通过的电流成正比
U2t C. 电流所做的功全部转化为热量时,QPtUItRD. 在相同时间内,电阻越大,产生的热量越多
二. 填空题 14. 小李需要阻值为60的电阻一只,现在手边有阻值分别为25,35,100和150的电阻各一个,他可选用其中 两只电阻,采用 连接的方法即可获得。 15. 图5所示,是家庭常用的电能表,它是用来测量电能的仪表,图中表盘上的读数是 度,若某用电器工作时,在1min内该电度表转盘转数为50转,那么该用电器消耗的电功率是 kW。 kWh00185电度表0220V10A50Hz3000转/kWh 图5 16. 现有规格“P Z 220—15”的A灯和规格为“P Z 220—100”的B灯泡,它的灯丝一个粗,一个细,则灯丝粗的一定是 灯泡。如果均在额定电压下工作,在相等的时间里通过 灯泡灯丝的电量较大。(两空均选填“A”或“B”) 17. 如图6所示,电阻箱的示数为 ;调节其4个旋盘,能得到的最大电阻值是 。 2901345×100045678×100901230123×105678×16782348图6 18. 两个电阻串联在电源上,两电阻之比为3:1,则它们两端的电压之比为 ;如果并联在同一电源上,通过两电阻的电流之比为 。 文案大全
90567149 实用文档
三. 简答题
19. 使用各种家用电器时,加给用电器的实际电压比其额定电压偏低或偏高各有什么危害?
20. 图7所示,1,2,3是用伏安法分别测定三个不同阻值的定值电阻R1、R2、R3所得出的电流与电压的关系图线,请判断三个电阻中哪个阻值最大,哪个阻值最小?并简要说明理由。
U123I0 图7
四. 计算题
21. 用伏安法测电阻的电路如图8—1所示,已知待测电阻在10左右。 6V甲乙 图8—1 (1)在图中的“○”内填上相应的电流表,电压表符号; (2)某同学在实验时能正确测量和读数,但忙乱中在稿纸上记录的数据如图8—2所示,请你帮他把数据整理好,并按照实验要求填写好下面的表格。 文案大全
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图9
23. 图10所示,电源电压恒定不变,R16,R224,滑动变阻器R3的最大阻值为20,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。
(1)断开开关S1闭合开关S2,10s内电流通过R1产生的热量为60J,求电源电压; (2)闭合开关S1、S2,求这时电路的总电阻及电压表的示数;
(3)断开开关S1、S2,求当电路处于安全工作状态时,电路消耗功率的实际范围。
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图10
24. 小明家的一电热水壶,铭牌如下表所示,他在壶中装上3L 20℃的水
[c水4.2103J/(kgC)],求:
(1)壶中所装水的质量是多少?
(2)在额定电压下烧开这些水需要多少min?(假设壶内气压等于1个标准大气压且不计热损失)
(3)若在用电高峰,电热水壶的实际电压为额定电压的90%,则此时该水壶的实际电功率是多少?
额定电压 额定功率 频率 容量 瓶重 220V 840W 50Hz 4L 200g
25. 请你画图设计一个自动防盗报警电路,要求:晚间房门被打开,细导线AB被扯断,电铃发声自动报警,如图11所示。
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实用文档 房门AB 图11 26. 如图12所示,R15,R210,电源电压6V,通电时间10s。根据以上条件,你能求出哪些物理量并解出结果。 R1R2U 图12 27. 如图13所示在马路的交叉口有一组交通指示灯指挥着来往车辆和行人的交通行为。每只灯泡上都标有“220V,100W”的字样,则这组交通指示灯正常工作1h,所消耗的电能大约为 度。 红黄绿 图13 文案大全
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试题答案
一.
1. B
导解:电阻并联相当于增大了导体的横截面积,总电阻比其中任何一个电阻都小。总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。 2. A
导解:通常酒精、玻璃不容易导电,玻璃烧到红炽状态才变为导体。 3. C
导解:流入节点的电流等于流出节点的电流。 4. C
导解:从变阻器的结构、作用分析。 5. B
U2导解:由PUI和P分析作答。
R6. B
导解:从电路的辨别,对人体的安全电压各部分的作用来分析。 7. C
导解:从带静电的过程、移动方面来分析。 8. A
导解:电压表指针不动,表明L1两端无电压,则L1发生短路。 9. B
导解:从滑动变阻器滑片在最左端和最右端两种情况计算R1两端的电压值。 10. C
导解:从决定电阻大小的因素分析,分清计算式与决定式。 11. A
导解:电流通过电炉做的功,全部转化为电炉产生的热量,电流通过电动机做的功,一部分转化为热量,另一部分转化为电动机的机械能。 12. A
导解:从研究过程归纳方法 13. C
导解:从能的转化过程,利用焦耳定律、电功公式分析 二.
14. 25 35;串联或100 150 并联 15. 185;1 导解:
50r3000r 11kwhP6016. B;B 17. 427;9999 18. 3:1;1:3
三.
19. 实际电压偏低,用电器消耗的功率小,不能正常工作;实际电压偏高,长期使用会影响用电器寿命,还可能烧坏用电器。
20. R1最大,R3最小,因为在电压相同时,R1中通过的电流最小,R3中通过的电流最大。
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四. 21.
(1)甲填A 乙填V
(2)数据整理如下表所示 实验次数 1 2 3 电压(V) 4.0 4.5 5.5 电流(A) 0.42 0.46 0.56 电阻() 9.52 9.78 9.82 (3)9.71
22. A1示数为1A A2示数为0.67A V示数为24V 23.
(1)U6V (2)R总4.8电压表示数为0
(3)3.6W~3W
导解:当电压表读数为2.4V时,电流表读数为0.6A;当电压表读数为3V时,电流表读数为0.5A;即电压表读数为2.4~3V为安全工作状态,由PIR可求出电路消耗功率的实际范围。 24.
(1)mV3kg (2)Q吸cmt WPt WQ吸t20min 2U(3)由P额,求出R,由P得出P680.4W RR25.
房门2U额2AB房间S 26. R总15,I0.4A,q1q24C,U12V,U24V,P10.8W,P21.6W,P总2.4W,W18J,W216J,W24J,Q18J,Q216J,Q24J 27. 0.1
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