精选中考物理云南专版名师精讲教学案第3课时 电流的热效应.docx

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精选中考物理云南专版名师精讲教学案第3课时电流的热效应

第3课时　电流的热效应

考标解读）

1．通过实验，探究并了解焦耳定律。

2.用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。

思维导图）

核心考点梳理）

　探究“电流的热效应”

1．电流的热效应：

电流通过导体时，电能转化为__内能__的现象。

2．探究电热的影响因素：

（1）实验方法：

__控制变量法__。

（2）探究电热与通电时间的关系：

对同一段电阻丝通电，比较不同时间内，观察煤油__温度__的变化，来比较电流产生的热量。

实验结论：

对同一段电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越__高__，表明电流产生的热量越__多__。

（3）探究电热与电流的关系：

对同一段电阻丝通相同时间的电，调节滑动变阻器的滑片，观察煤油__温度__的变化，来比较电流产生的热量。

实验结论：

对同一段电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越__高__，表明电流产生的热量越__多__。

（4）探究电热与__电阻__的关系：

将两段电阻不同的电阻丝__串__联接入电路，通电一段时间后，观察煤油__温度__的变化，来比较电流产生的热量。

实验结论：

在电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越__高__，表明电流产生的热量越__多__。

（5）影响电热的因素有__电流大小__、__电阻__和__通电时间__。

　焦耳定律

1．内容：

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

2．公式：

Q＝__I2Rt__。

3．单位：

电流I的单位是__安培__，符号__A__，电阻的单位是__欧姆__，符号__Ω__，时间的单位是__秒__，符号__s__，而电热的单位也就是功、能量、热量的单位__焦耳__，符号__J__。

　电热和电功（电能）的关系

1．纯电阻电路：

电路中消耗的电能全部转化为__内能__。

（1）电路中只接入电热毯、电炉、电饭锅等用电器，电能全部用于发热。

（2）此时，电路中消耗的电能等于电流产生的热量，即W＝Q＝UIt＝I2Rt＝

t。

2．非纯电阻电路：

电路中消耗的电能除了转化为内能以外，还有一部分转化为了__其他形式的能__。

（1）电路中接入了电动机、蓄电池、电铃等用电器时，电能转化为内能的部分主要消耗在导线的电阻上。

（2）此时，电路中电流产生的热量只占消耗电能的一部分，即W>Q，而热效率η＝

×100%。

　　　　　,典例解析）【例1】（2018云南中考）如图所示的四幅图中能说明将电能转化为机械能的是（　　）

【解析】A.钻木取火是通过做功的形式改变物体的内能，是机械能转化为内能的过程，故A不符合题意；B.水蒸气将塞子冲出是通过做功的形式改变物体的内能，是内能转化为机械能的过程，故B不符合题意；C.通电导体在磁场中受力运动时消耗的是电能，获得的是机械能，是将电能转化为机械能的过程，故C符合题意；D.焦耳定律实验中消耗的是电能，获得的是内能，是将电能转化为内能的过程，故D不符合题意。

【答案】C

【例2】（2018云南中考）冬天来临，小王给奶奶买了一个“暖手宝”。

该“暖手宝”加热过程中所产生的电热与时间的关系如图所示，由此可知该“暖手宝”加热时的功率约为（　　）

A．2400W　　B．400W　　C．40W　　D．24W

【解析】由图象可知：

t＝2min＝120s时，Q＝48×103J；“暖手宝”属于纯电阻电路，则W＝Q，所以，功率P＝

＝400W。

【答案】B

【例3】（2018云南中考）盛夏酷暑，妈妈为了让小明在考试前有一个更舒适的学习环境，特地在他的房间安装了一台冷热两用的空调。

这台空调说明书中的主要数据如表所示。

额定电压

220V

频率

50Hz

额定制冷功率

1400W

额定制热功率

1800W

（1）空调正常制冷时电流是多大？

连续正常制冷30min消耗多少千瓦时的电能？

（2）这些电能若用于加热水，加热器的热效率为80%，能使50kg、20℃的水温度升高多少？

[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

【答案】解：

（1）空调工作时的制冷功率P冷＝1400W；由P＝UI可得，I＝

＝

≈6.36A；由P＝

可得，正常制冷30min消耗的电能：

W＝P冷t＝1.4kW×0.5h＝0.7kW·h；

（2）W＝0.7kW·h＝0.7×3.6×106J＝2.52×106J；

由η＝

可求得水吸收的热量Q＝ηW＝80%×2.52×106J＝2.016×106J；由Q＝cmΔt可得Δt＝

＝

＝9.6℃。

答：

（1）空调正常制冷时电流是6.36A，连续正常制冷30min消耗0.7kW·h的电能；

（2）能使50kg、20℃的水温度升高9.6℃。

随堂检测）

1.（2018仙游一模）电风扇、电烙铁和电动机上都标有“220V　160W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量较多的是（　B　）

A．电风扇　　　　　　　B．电烙铁

C．电动机D．一样多

2．（2018武汉中考）如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。

两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大，下列说法中正确的是（　C　）

A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大

B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系

C．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系

D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的

3．用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示。

将它们串联在电路中，通电后比较甲、乙两导体升高的温度，正确的是（　B　）

A．甲导体的温度升高得多

B．乙导体的温度升高得多

C．甲、乙两导体升高的温度相同

D．条件不足，无法判断

4．某用电器的电阻为100Ω，接在电路中通过它的电流是1.2A，则该用电器在5min内能产生__4.32×104__J的热量，它的发热功率为__144__W。

5．将阻值分别为10Ω和30Ω的甲、乙两电阻串联后接在电源上，相同时间内，甲、乙两电阻产生的热量之比为__1∶3__；若将甲、乙两电阻并联后接在电源上，则相同时间内，电流通过甲、乙两电阻消耗的电能之比为__3∶1__。

6．小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。

甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的小。

（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验。

主要是由于__煤油的比热容小__。

（2）实验中，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是__电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多__。

（3）若乙瓶上的温度计示数变化了10℃，镍铬合金丝消耗了3.5×10－3kW·h的电能，烧瓶中煤油的质量是__0.6__kg。

[已知c煤油＝2.1×103J/（kg·℃），不计热量损失]

7．如图所示电路中，电源电压保持6V不变。

（1）当闭合开关S，断开开关S1时，电流表的示数为0.2A，求电阻R2的阻值。

（2）当同时闭合开关S和S1时，电流表的示数为0.6A，求电阻R1消耗的电功率和通电10min电路消耗的电能是多少。

解：

（1）当闭合开关S，断开开关S1时，只有电阻R2接入电路，由欧姆定律：

I＝

可知，电阻阻值：

R2＝

＝

＝30Ω；

（2）同时闭合开关S和S1时，两电阻并联，电流表测干路电流，流过电阻R1的电流：

I1＝I－I2＝0.6A－0.2A＝0.4A，U1＝U＝6V，电阻R1消耗的电功率：

P1＝U1I1＝6V×0.4A＝2.4W；

通电10min电路消耗的电能：

W＝UIt＝6V×0.6A×600s＝2160J。

答：

（1）电阻R2的阻值为30Ω；

（2）电阻R1消耗的电功率为2.4W，通电10min电路消耗的电能是2160J。

2019-2020学年物理中考模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图所示，电源电压恒定，电阻

的阻值为

，

的阻值为

，

的阻值一定但未知。

当单刀双掷开关

掷向

时，电压表示数为

；再将开关

掷向

时，下列关于电压表示数的判断正确的是

A．大于

B．小于

C．等于

D．无法判断

2．如图所示，婷婷同学用12N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计的示数为2N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的是（）

A．B受到的摩擦力大小为2N，方向为水平向左

B．木板A受到地面的摩擦力大小为2N，方向水平向左

C．拉力F做功的功率为1.2W

D．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大

3．如图所示，闭合开关S时，小电灯L1、L2都不亮、用一段导线的两端接触a、b两点时，两灯都不亮；接触b、c两点，两灯也不亮；接触c、d两点，两灯都亮。

则该电路故障是

A．开关S断路

B．灯

断路

C．灯

断路

D．灯

短路

4．分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在10s内将重为40N的物体G匀速提升1m，每个滑轮的重均为20N，不计绳重及摩擦，下列有关说法正确的是

A．甲和乙两滑轮组所做有用功相等

B．甲滑轮组的效率大于乙滑轮组的效率

C．

小于

D．

做功的功率小于

做功的功率

5．下列说法正确的是

A．家里熔丝熔断，一定是电路超负荷运行造成的

B．开关短路也会造成熔丝熔断

C．使用测电笔时，手一定要与笔尖的金属电极接触

D．电饭锅用三脚插头和三孔插座，是为了防止锅体漏电造成触电事故

6．下列说法中正确的是

A．功率大的机械做功多

B．机械效率高的机械做功多

C．功率大的机械效率高

D．功率大的机械做功快

7．图中L形工件可绕O点转动，现分别施加1、2、3或4方向的力使其平衡，则最费力的方向是

A．1

B．2

C．3

D．4

二、多项选择题

8．在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,小灯L正常发光过了一会儿,其中一只电表与其它两只电表的指针偏转方向相反若电路中的故障只有一处,且只发生在灯L或电阻R上,则下列判断正确的是

A．一定是电阻R断路B．一定是小灯L断路

C．可能是电阻R短路D．可能是小灯L短路

9．62．小刚利用如图甲所示的滑轮组及相关器材进行实验，改变所挂物体重G，在绳自由端施加竖直向上的拉力F，使滑轮组匀速提拉重物升高相同的高度，拉力所做的总功为W，滑轮组的机械效率为η。

不计绳重及轮与轴的摩擦，图乙中关于物重G及对应的W和η的关系图像，其中正确的是

A．AB．BC．CD．D

10．小明在探究凸透镜成像规律时，做了如下实验：

①用平行光正对凸透镜照射，移动光屏得到一个最小、最亮的光斑，如图1所示；②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在如图2所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像（图中未画出）。

则（）

A．实验②中，烛焰在光屏上成放大的像

B．实验②中，像到透镜的距离一定大于15cm

C．若增大蜡烛与透镜的距离，所成的像会变大

D．若使该透镜成虚像，蜡烛与透镜的距离应小于10cm

三、填空题

11．城市中到处可见的违章“小广告”，严重影响着城市市容市貌，被称为“城市牛皮癣”，已成为城市管理中的一大“顽症”．在创卫活动中，小敏和同学们一起到街头巷尾用砂纸清除违章“小广告”；砂纸表面很粗糙，是为了_______摩擦力（填“增大”或“减小”），过了一会儿，小敏感觉砂纸发热，是因为机械能转化为______能，这是通过________方式改变的．

12．用弹簧测力计在空气中称得一石块重为lN，将石块完全浸入水中，弹簧测力计的示数为0.6N，则石块在水中受到的浮力为_________N，石块的体积为________cm3．

13．教室里日光灯两端的电压为________伏，日光灯与投影仪是________连接的（选填“串联”或“并联”），关闭几盏灯后电路中的总电阻将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）.额定功率为0.04千瓦的日光灯正常工作5小时，耗电________度，消耗的电能用________表测量.

14．科学家的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程。

丹麦物理学家_____首先发现了电流周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系。

小郭同学受此启发自制了如图所示的简易压力传感器，弹簧甲连接在A、B两绝缘板之间，B板固定，滑动变阻器R的滑片P与A板相连，并可随A板一起运动。

弹簧乙下端挂有一永磁体，永磁体正下方有一电磁铁，E为电源，R0为定值电阻。

开关S闭合，电路接通后，电压表示数为U1，弹簧乙的总长度为l1；当用力F向下压弹簧甲后，电压表示数为U2，弹簧乙的总长度为l2，则U1_____U2，l1_____l2（以上两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）。

15．在“探究杠杆平衡的条件”实验中，为了知道动力和阻力的大小需要_____和钩码；为了能直接从杠杆上读出力臂，应使用带刻度的杠杆，且使杠杆在_____位置平衡。

“探究二力平衡的条件”实验的目的是：

探究当同一物体只受两个力作用而处于_____或匀速直线运动状态时，这两个力的_____、方向和作用线之间的关系。

16．一只苹果的质量为140g，体积为1.8×10-4m3，用手将其浸没在水中时，苹果受到的浮力为______N（g取10N/kg），松手后苹果将_____（填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），静止时苹果受到的浮力为______N。

17．一次探究活动中，小强先在水平桌面上固定两根平行的小棒，接着在小棒上放了间隔一定距离的两个乒乓球，如下图所示。

然后，他向两个乒乓球中间的间隙用力吹气，则两乒乓球将____（选填“靠近”、“远离”或“静止不动”）出现这种现象的原因是：

流体中流速越大的地方，压强越____。

18．甲、乙两种物质，质量相同。

如图是他们的自然凝固图像，其中乙物质在t分钟后慢慢变成固体。

观察图像可知，液态的甲和乙相比，比热容大的是__________。

同时可以发现，同种物质的比热容与物质状态__________（选填“有关”或“无关”）。

固态是晶体__________（选填“甲”或“乙”）。

19．如图所示，在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热加热相同时间后，分别测量两者的温度，发现沙子的温度明显高于水这是因为____。

20．医学上针对外伤的疼痛常用“冷疗法”治疗。

其原理是医生用一种叫做氯乙烷的气态有机物，先用压缩体积的方法使它_____（填物态变化名称），然后喷在患处时又在皮肤上迅速_____（填物态变化名称），同时_____（填“吸收”或“放出”）大量的热，使人体受伤部位温度降低，皮肤血管收缩，神经纤维传导速度变慢，类似局部麻醉，人的伤痛很快消失，同时防止伤口处形成淤血。

四、作图题

21．如图所示，杯子静置在水平桌面上，请你画出杯子所受重力和支持力的示意图．（图中O点表示杯子的重心）

22．在图中画出茶杯对桌面的压力和桌子对茶杯的支持力的示意图。

（____）

23．如图甲所示的钢丝钳，A为剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴，乙为单侧钳柄及相连部分示意图．请在图乙中画出剪钢丝时的动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。

（________）

五、实验题

24．为了模拟汽车超载和超速带来的安全隐患，小雨选用小车、斜面、木板、钩码、木块等器材进行了如图所示的实验探究，请回答下列问题：

（1）实验中是通过比较________来判断小车动能的大小；

（2）为了研究汽车的超速问题，应选择图中_______两种实验情形进行比较，得到的结论是：

小车的质量一定时，速度越大，动能___________（填“越大”或“越小”），安全隐患越大；

（3）为了研究汽车的超载问题，应选择图中乙、丙两种实验情形进行比较，得到的结论是：

_______，安全隐患越大．

25．为了探究光的反射规律，小明用如图所示的装置进行实验，平面镜置于水平桌面上．把一可沿ON折叠的白色硬纸板竖直放置在平面镜M上．

（1）在实验中使用白色硬纸板目的是能显示________，也能方便地测量________．

（2）以法线ON为轴线，将白色硬纸板的B面绕法线ON向后旋转，此时在B面看不到反射光线，此实验现象说明________．

26．在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？

小华提出了以下的猜想：

A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。

B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。

小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：

实验次数

斜面倾角θ

物块重量G/N

斜面高度h/m

沿斜面拉力F/N

斜面长S/m

有用功W有/J

总 功W总/J

斜面的机械效率

1

30°

5.0

0.6

4.2

1.2

3.0

5.0

2

30°

3.0

0.6

2.5

1.2

1.8

60%

3

45°

3.0

0.8

2.8

1.2

2.4

3.4

71%

（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上_____拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_____移动（填“左”或“右”）。

（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_____%，第②次实验中总功为_____J。

（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_____（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：

_____。

（4）此实验主要用到的研究方法是_____。

（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与_____（写出一个）有关。

六、计算题

27．生态园的温室大棚设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示，电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2＝30Ω，L是标有“220V160W”的照明灯泡，冬季白天有日光的时候，灯泡不亮。

白天温度较高时开启该系统的保温功能，R1与R2的电功率之比为1：

3；晚上温度较低的时候，需开启加热功能。

请解答下列问题：

（1）若两个开关一个是光控开关，一个是温控开关，则S2是_____开关。

开启加热功能时开关S2处于______（选填“断开”或“闭合”）状态。

（2）灯泡正常工作时的电阻多大？

__________

（3）若每天保温状态和加热状态各连续工作10h，一天中电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供，其热效率为50%，则每天需要完全燃烧多少立方米的沼气？

__________（已知热值q沼气＝1.8×107J/m3）

（4）请说出生态园采用沼气作为热源的一条优点：

_____

七、综合题

28．在图所示的电路中,电源电压保持6V不变,R1的阻值为10Ω。

闭合开关S,电压表的示数如图所示。

（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2Ω、10Ω、50Ω、100Ω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,闭合开关S，能使电压表指针偏离到图所示电压的一半。

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。

【参考答案】

一、单项选择题

题号

1

2

3

4

5

6

7

答案

A

C

A

A

D

D

D

二、多项选择题

题号

8

9

10

答案

CD

BD

ABD

三、填空题

11．增大内做功

12．4N40

13．并联变大0.2电能

14．奥斯特；＜；＜

15．弹簧测力计水平静止大小

16．8、上浮、1.4

17．靠近小

18．甲有关甲

19．水的比热容大

20．液化汽化吸收

四、作图题

21．如下图所示

22．略

23．

五、实验题

24．木块移动距离甲乙越大小车的速度一定时，质量越大，动能越大

【解析】

【详解】

（1）实验中木块被小车撞击移动得距离越远，说明小车得动能越大．所以是通过比较木块移动的距离来判断小车动能大小的．

（2）为了研究汽车的超速问题，则应改变小车的速度，控制小车的质量，即改变小车在斜面上所释放的高度．所以应选择图中甲、乙两次实验情形进行比较．相同质量的小车速度越大，木块被撞得越远．说明小车的质量一定时，速度越大，动能越大，安全隐患越大．

（3）乙、丙两次实验改变了小车的质量，控制了小车的速度．速度相同，质量越大的小车，木块被撞得越远．说明小车的速度一定时，质量越大，动能越大，安全隐患越大．

25．光的传播路径反射角和入射角的大小反射光线和入射光线在同一平面内

【解析】

试题分析：

（1）白色的纸板能呈现光线，实验要测量反射角和入射角的大小；

（2）根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析，使光屏不在一个平面内，观察现象，得出结论．

解：

（1）由于白色纸板表面凹凸不平，光在上面发生了漫反射，所以实验时我们可以通过白色纸板从不同的方向都能看到光的传播路径；

这样也方便我们在实验中测量反射角和入射角的大小；

（2）反射光线、入射光线和法线在同一平面内，所以以法线ON为轴线，将白色硬纸板的B面绕法线ON向后旋转，此时反射光线的位置不发生变化．所以在B面看不到反射光线，此实验现象说明：

反射光线和入射光线在同一平面内．

故答案为

（1）光的传播路径；反射角和入射角的大小；

（2）反射光线和入射光线在同一平面内．

【点评】本题考查了探究光的反射的实验．光的反射遵循反射定律：

反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．

26．匀速左603.0A在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；或在其它条件相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关控制变量法斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等

【解析】

【详解】

（1）[1][2]拉力克服斜面的摩擦力做功，只有物体做匀速直线运动时，根据二力平衡的知识，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力