北师版初三物理第电学综合同步讲义.docx
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北师版初三物理第电学综合同步讲义
电学综合
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本讲主要包含以下几种类型题目
1.含有功率的图像问题
常考的图像类型：
P-I图像（电阻一定时，电压一定时两种）
P-I2图像（电阻一定时，电阻随温度变化两种）
P-U图像（电阻一定时，电流一定时两种）
P-U2图像（电阻一定时，电阻随温度变化两种）
P-R图像（电流一定，电压一定两种）
2.含有功率的根据表格数据写关系式
二次函数（因变量与自变量的商是定值）
注：
其它函数类型请参考第13讲，欧姆定律的综合训练
3.含有功率的证伪实验
注：
类型请参考第13讲，欧姆定律的综合训练
4.含有功率的设计实验
5.家用电器计算题目
6.综合计算题目
类型一图像问题
例1.（10年北京中考）定值电阻R消耗的电功率P随通过R的电流I变化的图像如图17所示。
请根据图像判断：
当通过R的电流I为0.3A时，电阻R消耗的电功率P为。
解析:
根据P=I2R可以得出，当电阻一定时，功率P跟电流I是二次函数的关系。
则R=P/I2=100Ω，则电流等于0.3A时，根据P=I2R可以求出功率。
答案:
9W
类型二表格问题
例2.（11年北京中考）小林利用定值电阻R进行实验，记录的实验数据如下表所示。
表中I为通过电阻R的电流，P为电阻R的电功率。
请根据表中数据归纳电功率P与电流I的关系：
在的条件下，P=。
I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
P/W
1.2
2.7
4.8
7.5
10.8
14.7
解析:
根据P=I2R可知，当电阻一定时，功率跟电流是二次函数的关系。
即P=kI2，通过数据可以验证函数关系成立。
带入一组数据可以解得k=30W/A2
答案:
电阻R保持不变（30W/A2）·I2
类型三证伪实验
例3.（14年西城二模）小华利用如图22所示的电路，研究电功率跟电阻的关系。
小华发现：
“电阻值大的电阻两端的电压高，即消耗的电功率大”。
于是他得出结论：
连接在电路中的电阻值大的电阻消耗的电功率大。
请你选用如图22所示电路中的元件，重新设计实验，证明小华的观点不正确。
要求：
画出实验电路图，简述实验现象并说明。
解析:
在并联电路中，电阻越大，功率越小
答案:
将R1与R2并联在电路中，将电流表分别接入两电阻的支路中，闭合开关，测出两个电阻的电压与电流，计算出两个电阻的阻值以及两个电阻的功率，发现电阻值大的电阻消耗的功率反而小。
所以小华的观点不正确。
类型四设计实验
例4.（14年北京中考）实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、型号相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R，如图18所示．另外，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干．请利用上述实验器材，设计一个实验证明：
保持电阻阻值不变，在相同时间内通过电阻的电流越大，电流通过电阻产生的热量越多”．实验设计中可用煤油升高的温度
t的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少．请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格．
答案:
（1）首先电流表调零，观察各温度计待三瓶液体的初温相同，记为t0
（2）如图连接电路，断开开关S，滑动电阻器调在最大阻值处
（3）闭合开关S，调节滑片P使电流表示数为I1，同时按下停表，经过时间t之后，读取此时温度计示数为t1，将I1和t1记入表格。
（4）断开开关S，拆掉烧瓶甲，然后把烧瓶乙再串联在电路中，滑动电阻器调在最大阻值处
（5）再闭合开关S，调节滑片P使电流表示数I2，同时按下停表，经过时间t之后，读取此时温度计示数为t2，将I2和t2记入表格.
（6）仿照步骤（4）和（5），拆掉烧瓶乙，把烧瓶丙串联在电路中，读取电流表示数I3和t3，记入表格中
（7）由
，
，
算出升高温度
记入表格
t/s
I/A
∆t/℃
类型五家用电器计算
例5.（14年海淀二模）如图24所示是某煲汤用的电热锅的工作电路图，R1、R2是加热电阻。
接通220V电源，闭合开关S1、S2，电热锅处于加热状态，此时电热锅的功率为1000W，通过R1的电流为I1；当锅内水沸腾时，S2自动断开，S1仍闭合，电热锅处于保温状态，此时通过R1的电流为I2，已知I1=5I2。
求：
（1）加热电阻R1的阻值；
（2）电热锅处于保温状态时加热电阻的总功率；
（3）某次使用电热锅做饭时，加热用了30min，保温用了30min。
这次使用电热锅做饭需用的电费（电费按0．5元/度计算）。
答案:
闭合开关S1、S2，等效电路如答图4甲所示，此时电热锅处于加热状态；
闭合开关S1，断开开关S2，等效电路如答图4乙所示。
此时电热锅处于保温状态。
（1）根据题意有
P加热=
R1=
=
=48.4
（2）电饭锅保温时的电功率为
I1=
=
=
I2=I1/5=
AP报温=I2U=
=200W
（3）设消耗的电能为W总，则
W总=P加热t加热+P保温t保温=1.0kW×0.5h+0.2kW×0.5h=0.6kWh
做饭需用的电费为：
0.5元/kWh×0.6kWh=0.3元
类型六综合计算
例6.（15年北京中考）实验桌上有一个电学器件，该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成，且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内，如图23甲所示。
a、b是该器件的两个外露接线柱，电阻R1的阻值为20Ω，电阻R2的额定电压为6V。
科技小组同学测得通过该器件的电流I和其两端电压U的数值，并绘制如图23乙所示的图像。
求：
（1）电阻的R2阻值；
（2）电阻R2的额定电功率。
答案:
（1）解：
由图乙可知，R1、R2的总电阻
，
由电阻并联公式
，可求出
（2）解：
电阻R2的额定电功率为
基础演练
1．（14年朝阳二模）当导体两端电压一定时，电流通过导体做功的功率随导体电阻变化规律的图象如图22所示。
请根据图象判断，当导体电阻为40Ω时，电流通过该导体做功的功率为W。
2．（08年北京中考）小宣在研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时，记录的实验数据如下表所示。
请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻阻值之间的关系：
。
R/Ω
10
20
30
50
60
70
I/A
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
U/V
3
6
9
15
18
21
P/W
0.9
1.8
2.7
4.5
5.4
6.3
3．（15年北京中考）如图19所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等，初温相同的煤油，完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R1和阻值为5Ω的电阻丝R2。
实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。
小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热
量跟电阻阻值大小有关”。
小新的主要实验过程如下：
1将电阻箱、电流表及图19所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将电阻箱的阻值调为5Ω。
2闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数为0.3A，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数40℃，断开开关。
3用图19所示的装置乙替换电路中的装置甲，将电阻箱的阻值调为10Ω，闭合开关，同时按下停表开始计时，观察电流表示数仍未0.3A，当温度计示数为40℃时，停止计时，读出通电时间5min，记录数据，断开开关。
于是小新认为“电流表通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小新实验过程中存在的问题：
（2）请你针尖对小新实验过程汇总存在的问题，写出改进措施：
巩固提高
4．（14年西城二模）如图23所示是家用电吹风机的工作原理图，电吹风工作时可以分别吹出凉风和热风。
（1）当开关S置于图23甲中的哪个档位，电吹风可以吹出凉风？
当开关S置于图23甲中的哪个档位，电吹风可以吹出热风？
请画出电吹风两种工作状态的等效电路图。
（2）某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图23乙所示，求在该次吹干头发过程中电吹风所消耗的总电能。
（3）求电吹风的电热丝在工作时的电阻值。
5．（13年北京中考）如图18所示，电源两端电压不变。
当闭合开关S、S1和S3，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P滑至某一位置时，电压表的示数为U1，电阻R1的电功率P1=8W，电流表的示数为I1；当闭合开关S和S2，断开开关S1和S3，滑片P滑至另一位置时，电压表的示数为U2，电阻R1与滑动变阻器的总功率P2=3.5W，电流表的示数为I2；当闭合开关S，断开开关S1、S2和S3，滑片P滑到B端时，电阻R2的电功率为P3，电流表的示数为I3。
已知：
，
求：
（1）电流I1与I2之比；
（2）电功率P3。
6．（12年北京中考）如图17所示，电源两端电压不变。
当只闭合开关S1时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U1，电阻R1的电功率为P1；当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U；当只闭合开关S2时，电阻R3的电功率为0.64W，已知：
，
。
求：
（1）电阻R2与R3之比；
（2）电阻R1的电功率P1。
7．（11年北京中考）如图所示，电源两端电压U保持不变。
当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，电阻R1的电功率为P1，电阻RA的电功率为PA；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表的示数U2为2V，电流表的示数为I2，电阻RB的电功率为PB；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P位于最右端时，电阻R2的电功率为8W。
已知：
R1:
R2=2:
1，P1:
PB=1:
10，U1:
U2=3:
2。
求：
（1）电源两端的电压U；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电阻RA的电功率PA。
1．（14年朝阳二模）小阳利用定值电阻R进行实验，记录的实验数据如下表所示。
表中U为电阻R两端的电压，P为电阻R的电功率。
请根据表中数据归纳电功率P与电压U的关系：
P＝。
U/V
0
1
2
3
4
5
6
P/W
0
0．1
0．4
0．9
1．6
2．5
3．6
2．（14石景山一模）图28甲为一款有高温、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其工作原理电路如图28乙所示，其中R1、R2为电热丝。
电源电压恒定不变，电熨斗的部分参数见下表，不计电热丝电阻随温度的变化，求：
（1）电熨斗在低温档正常工作10s，电流所做的功
（2）电路中电阻R2的阻值
（3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200V，电熨斗在高温档的实际功率是多少？
（结果保留一位小数）
3．（14年北京中考）冬季，养鸡场为了提高产蛋量，夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明；白天只需要在鸡舍里用电热器加热，不需要用灯泡照明。
小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置，这个装置的电路图如图19所示，电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝，灯L是标有“220V160W”的照明灯泡，开关S1、S2的通断只有两种状态，一种是同时断开，另一种是同时闭合。
该装置从早晨7∶00至17∶00处于白天工作状态，连续正常工作10h，这段时间内电流表的示数为5.5A，电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2，电路的总电功率为P；该装置从17∶00至第二天早晨7∶00处于夜间工作状态，连续正常工作14h。
已知：
电源两端的电压U恒为220V，P1:
P2=1:
3。
求：
（1）总电功率P；
（2）电阻R2的阻值；
（3）从早晨7∶00到第二天早晨7∶00的24h内，该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时。
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1．（14海二）小林利用定值电阻R进行实验，记录的实验数据如下表所示。
表中I为通过电阻R的电流，P为电阻R的电功率。
请根据表中数据归纳电功率P与电流I的关系：
在的条件下，P=。
I/A
0．2
0．3
0．4
0．5
0．6
0．7
P/W
1．2
2．7
4．8
7．5
10．8
14．7
2．（14东二）下表是某同学研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实验数据，请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻的关系式。
R/Ω
10
15
20
30
50
60
U/V
12
12
12
12
12
12
I/A
1．2
0．8
0．6
0．4
0．24
0．2
P/W
14．4
9．6
7．2
4．8
2．88
2．4
3．（14昌一）小波的妈妈买了一台全自动豆浆机（如图20甲所示）。
下表是这个豆浆机的主要技术参数。
豆浆机的中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸。
图20乙是豆浆机正常工作时做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P-t”图像。
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常加热时的电流是多少？
（2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？
（3）豆浆机正常工作，做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
4．（10年北京中考）图20所示的电路中，电源两端的电压不变。
闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表示数为6V，电流表示数为I1，电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P1；当滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表示数为9V，电流表示数为I2，电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P2。
已知：
P1等于P2，电阻R1与R2之比为1：
2。
求：
（1）电阻RA与RB的比值；
（2）电源两端的电压U。
5．（09年北京中考）图22所示的电路中，电源两端电压U保持不变。
当只闭合开关S1时，电压表的示数为U1，电流表的示数I1为1A，电阻R1消耗的电功率P1为4W，电阻R2消耗的电功率为P2。
当开关S1、S2都闭合时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2′。
已知P2：
P2′=1：
4，U1：
U2=2：
1。
求：
（1）电流表的示数I2为多少安？
（2）电源两端的电压U为多少伏？
（3）当开关S1、S2都闭合时，通电5min，电阻R2放出的热量为多少焦？
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