徐州专版2020中考物理复习方案第四部分电功率安全用电电磁信息和能源第25课时电功率电热的相关实验课件 30页

第 25 课时 电功率、电热的相关实验 第四部分 　 电功率、安全用电、电磁、信息和能源 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点一　测量小灯泡的电功率 原理 　P=UI 实物图与电路图 电路连接 　开关:连接电路时,开关要 断开 。　滑动变阻器:滑动变阻器“一上一下”接入电路,且开关闭合前,滑片要移到 阻值最大处 。　 电表 :①电流表与小灯泡 串联 ,电压表与小灯泡 并联 ;②电流从 正接线柱 流入, 负接线柱 流出;③电压表的量程由 小灯泡的额定电压 决定,电流表的量程由 小灯泡的额定电流 决定 滑动变阻器的作用 　改变 灯泡两端的电压 和保护电路。连接电路无误后,移动滑片的位置,同时眼睛观察 电压表的示数 ,当电压表的示数达到额定电压时,停止移动滑片,并记下电流表的示数,利用公式即可求出灯泡的额定功率 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 电路故障分析 　电表示数异常的原因:①电流表无示数:与电流表串联的电路 断路 (或电流表被短路或断路);②电流表指针满偏:电流表 所选量程太小 或与之串联的电路发生 短路 ;③电压表无示数:小灯泡发生 短路 (或电压表短路或断路,或与电压表并联的电路以外部分断路);④电压表示数接近电源电压: 小灯泡发生断路 ,或滑动变阻器短路。　小灯泡不亮的原因:①电路完好,灯不亮: 滑动变阻器连入电路的阻值太大 ,移动滑片观察小灯泡是否发光;②电路故障,灯不亮:小灯泡断路或短路,根据电表示数判断。　移动滑片,电表示数不变的原因:滑动变阻器 同时接两个上接线柱 或 同时接两个下接线柱 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 多次测量的目的 　测出小灯泡在不同电压下的实际功率并比较、探究 电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律 (小灯泡实际电压不同,小灯泡的实际功率理应不同, 求平均值没有意义 ) 设计表格 序号 U/ V I/ A P/ W 1 2 3 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 图像分析 　　 小灯泡的U-I图像是曲线,原因是 灯丝电阻随温度的升高而增大 实验结论 　不同电压下,小灯泡的功率不同,实际电压越大,小灯泡的 功率越大 ;　小灯泡的亮度由小灯泡的 实际功率 决定,实际功率越大,小灯泡越亮 实验评估 　小灯泡额定电压为3.8 V时,电压表读数不准确;若电源电压为6 V,可将电压表改接在滑动变阻器两端,来减小 实验误差 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点二　探究影响电流热效应的因素 命题点 　①被加热的材料选用煤油或空气:利用了其比热容小、效果明显且安全的特点;　②使用被加热材料的要求:材料相同、质量相同、初温相同;　③转换法的应用;　④控制变量法的应用;　⑤多次测量的目的:使结论具有普遍性 实验装置 实验设计 　两个完全相同的烧瓶中装有等质量的煤油,两瓶中各插入一支温度计测量煤油的温度,电阻丝产生热量的多少可以通过两瓶中温度计示数的变化情况来间接显示 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 操作要领 　①要探究电热与电阻的关系,可以选择两个阻值不同的电阻丝,要控制电流的大小 　　　　 ,为此可以将它们 　　　　 联在电路中; 　②要探究电热与电流的关系,可以使电阻的大小 　　　　 ,调节串联在电路中的滑动变阻器,从而改变电路中的电流大小 实验结论 　①在电流、电阻相同的情况下,通电时间越 　　　　 ,产生的热量越多; 　②在电流、通电时间相同的情况下,电阻越 　　　　 ,产生的热量越多; 　③在电阻、通电时间相同的情况下,电流越 　　　　 ,产生的热量越多 实验拓展 相等 串 不变 长 大 大 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究一　 测小灯泡的电功率 例 1 在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。 (1)请你用笔画线代替导线,将图25-1甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时小灯泡变 如图所示 图 25-1 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 1 在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。 (2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 　　　　　　　 。  (3)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为 ______ V,若想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑片P向 　　　　 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5 V。   小灯泡断路 2.2 A 图 25-1 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 1 在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。 (4)移动滑片P,记下多组电压表和电流表示数,并绘制图丙所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 　　　　 W,此时小灯泡的电阻是 　　　　 Ω。  (5)实验室可提供选用的滑动变阻器R 1 和R 2 的最大电阻分别为5 Ω和20 Ω,请你判断本实验中选用的是 　　　　 (选填“R 1 ”或“R 2 ”)。  0.5 12.5 R 2 图 25-1 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 1 在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。 (6)小明按同一电路连接好最后一根导线,小灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出他在实验中两个操作不当之处:① 　　　　　　　　　　　　　　　　　 ;②　　　　　　　　　　　　　　　　　　 __________________________________________ 。  连接电路时开关没有断开 连接电路时滑片P没有移到阻值最大处 图 25-1 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 1 在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。 (7) 小勇利用上述装置测量另一只标有“2.5 V”字样的小灯泡的电功率,记录的数据如下表所示。分析实验数据得出: ①小灯泡的发光亮度是由灯泡的 　　　　 决定的,且灯泡的 　　　　 越大,灯泡发光越亮。  实际功率 图 25-1 电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.2 0.22 0.25 0.28 电功率P/W 0.3 0.44 0.625 0.84 发光情况 很暗 暗 正常发光 很亮 实际功率 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.2 0.22 0.25 0.28 电功率P/W 0.3 0.44 0.625 0.84 发光情况 很暗 暗 正常发光 很亮 (7) 小勇利用上述装置测量另一只标有“2.5 V”字样的小灯泡的电功率,记录的数据如下表所示。分析实验数据得出: 小灯泡两端的电压是额定电压时 , 小灯泡的功率才是额定功率 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 1 在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。 (7) 小勇利用上述装置测量另一只标有“2.5 V”字样的小灯泡的电功率,记录的数据如下表所示。分析实验数据得出: ③在多次测量中还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 ________________ (选填“变大”“变小”或“不变”),导致这一结果的原因是 ____________________________________ 。  变大 电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.2 0.22 0.25 0.28 电功率P/W 0.3 0.44 0.625 0.84 发光情况 很暗 暗 正常发光 很亮 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究二　探究并了解焦耳定律(了解) 例 2 某实验小组在做“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”的实验时,设计了如图25-2所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,电阻丝R 甲 >R 乙 。 (1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于 _________________________ 。  (2)实验中电阻丝放热的多少是通过 _________________ 选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来反映的。   煤油的比热容比水小 图 25-2 温度计示数的变化 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 2 某实验小组在做“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”的实验时,设计了如图25-2所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,电阻丝R 甲 >R 乙 。 (3)将该电路设计成串联的目的是使通过两电阻丝的电流相同,通电4 min后,比较两烧瓶中温度计的示数,发现甲瓶中的温度计示数升高得快,由此得出的实验结论是:  _______________________________________________________ 。 在通电时间和电流相同时,电阻越大,产生的热量越多 图 25-2 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 2 某实验小组在做“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”的实验时,设计了如图25-2所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,电阻丝R 甲 >R 乙 。 (4)接下来继续用该装置探究电流通过电阻丝产生热量的多少与电流大小的关系时,应调节滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变大,通电 　　　　 (选填“相同”或“不同”)时间,比较 　　　　 (选填“同一”或“不同”)电阻丝产生热量的多少。  同一 图 25-2 相同 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 2 某实验小组在做“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”的实验时,设计了如图25-2所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,电阻丝R 甲 >R 乙 。 图 25-2 (5)小明提议利用该装置改做“比较水和煤油的吸热能力”的实验。若保持甲瓶中的器材不变,他们除了把乙瓶中的煤油换成水外,还需要添加的测量工具是 　　　 ,目的是 　　　　　　　　　　 。还需要更换的器材是 　　　 ,为完成实验,所更换器材需要满足的条件是 　　　　　　 。在实验中,通过比较 　　　　　 (选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来比较水和煤油吸收热量的多少。  加热时间 天平 使水和煤油的质量相等 电阻 R 乙 =R 甲 当堂检测 及时反馈 1. 如图25-3所示是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图。A、B两瓶中装入质量相等的 　　　　 (选填“煤油”或“水”),理由是 　　　　　　　　　　 　　　　 。两瓶中各浸有一段金属丝,且R A R 乙 外,其余条件均相同。 (1)实验中电流产生热量的多少是通过 　　　 　 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。  (2)将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的 　　　　 　 　 相等。  图 25-4 温度计示数 电流和通电时间 当堂检测 及时反馈 2. 小靖和小晖用如图25-4所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。装置中除了R 甲 >R 乙 外,其余条件均相同。 (3)要利用此装置来探究电热与电流的关系,你还需要的操作是　 ___________________________________________________________ 。  (4)小晖提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成 　　　　 和初温相等的水,并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻 　　　　 (选填“相等”或“不相等”)。 图 25-4 调节滑片,观察同一烧瓶中煤油在相等时间内升高的温度 相等 质量 当堂检测 及时反馈 3. [2019·徐州] 小明要测量额定电压为2.5 V的小灯泡的功率。 (1)如图25-5所示,电路图中没有标明电流表、电压表,请在相应圆圈内填入字母“A”“V”完成电路图。 图 25-5 如图所示 当堂检测 及时反馈 3. [2019·徐州] 小明要测量额定电压为2.5 V的小灯泡的功率。 (2)连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 　　　　 端。  [ 答案 ] b [解析]为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处,即b端。 图 25-5 当堂检测 及时反馈 3. [2019·徐州] 小明要测量额定电压为2.5 V的小灯泡的功率。 (3)小明测量的数据如下表所示,三次测量中,小灯泡亮度变化情况是 _______ 。 A.变亮 B.变暗 C.不变 实验序号 ① ② ③ 电压U/V 2.0 2.5 2.8 电流I/A 0.22 0.24 0.26 [ 答案 ] A [解析]分析数据,由P=UI得小灯泡的三次实际功率,P 1 =U 1 I 1 =2.0 V×0.22 A=0.44 W,P 2 =U 2 I 2 =2.5 V×0.24 A=0.60 W,P 3 =U 3 I 3 =2.8 V×0.26 A=0.728 W;而小灯泡的发光亮度决定于小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡亮度越亮。从实验结果可以看出,小灯泡的实际功率增大,所以小灯泡变亮,故选A。 当堂检测 及时反馈 3. [2019·徐州] 小明要测量额定电压为2.5 V的小灯泡的功率。 (4)小灯泡的额定功率为 　　　　 W。 [ 答案 ]0.60 [解析]当小灯泡两端电压为额定电压U=2.5V时,小灯泡正常发光,此时I=0.24A,小灯泡的额定功率:P 额 =UI=2.5 V×0.24 A=0.60 W。 实验序号 ① ② ③ 电压U/V 2.0 2.5 2.8 电流I/A 0.22 0.24 0.26 当堂检测 及时反馈 4. [2016·徐州] 用如图25-6所示电路测量一个额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,电阻R的阻值已知。 (1)请用笔画线代替导线把电路连接完整。 (2)在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 　　　　 (选填“左”或“右”)端。 图 25-6 如图所示 左 当堂检测 及时反馈 4. [2016·徐州] 用如图25-6所示电路测量一个额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,电阻R的阻值已知。   (3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 　　　　 V,此时灯泡正常发光。  (4)接下来应进行的实验步骤是:   _________________________________________ ________________________________________________________ 。  2.5 保持滑片的位置不动,断开开关,将电压表 改接在定值电阻两端,再闭合开关,记下电压表的示数U' 当堂检测 及时反馈 5. [2018·淮安] 在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡标有“2.5 V”字样。 (1)图25-7甲中有一处导线连接错误无法正常完成实验,错误的导线是 ______ 　(选填“①”或“②”)。   图 25-7 ② 当堂检测 及时反馈 5. [2018·淮安] 在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡标有“2.5 V”字样。 (2)正确连接电路并检查无误后,闭合开关,发现灯泡不亮,两电表均无示数。为了检查故障,小华将电压表拆下,在开关闭合状态下,分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端,结果只有接在滑动变阻器两端时,电压表无示数,则肯定出现故障的元件是 　　　　 。  A.电源 B.开关 C.灯泡 D.滑动变阻器 图 25-7 B 当堂检测 及时反馈 5. [2018·淮安] 在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡标有“2.5 V”字样。 (3)排除故障后,使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则其示数为 _______ A,小灯泡的额定功率为 　　　　 W。  (4)你认为利用本实验电路能探究电流与电压的关系吗?答: 　　　　 ,理由是 _______________________________________ 。  图 25-7 0.65 0.26 不能 小灯泡的电阻随温度的变化而变化