2017年度中考物理（电与热）一轮复习题 7页

第 12 讲 电与热 考纲要求 备考指津 1.通过实验探究，知道电流一定 时，导体消耗的电功率与导体电阻 成正比。 2.电流的热效应在实际生活中的 应用，电热的简单计算。 本课时的重点是探究电热与哪些因素有关及利用 焦耳定律进行简单的计算。预计今后的中考中， 应用控制变量法探究电热的因素及有关联系实际 的焦耳定律计算问题将依然是考查的热点。主要 题型有选择题、填空题、计算题及实验探究题。 考点 1 电流的热效应 电流通过导体时电能转化成热能的现象叫做电流的热效应。 根据电功率的公式 P＝UI 和 U＝IR，可得 P＝I2R，它表示电流通过导体时产生热能的快 慢。这个公式表明： (1)在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率与导体的电阻成正比； (2)在导体电阻相同的条件下，电能转化成热能的功率与电流的平方成正比。 在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，由于导体产生的热量 Q 与电路消耗的电能 W 相等，因此计算电热的功率可用如下导出公式 P＝W t ，P＝UI，P＝U2 R 。 考点 2 焦耳定律、电热器 (1)电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时 间成正比。公式：Q＝I2Rt。 (2)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。发热体是由电阻率大、熔点高的合金 丝绕在绝缘材料上做成的。其优点：①清洁卫生，②热效率高，③方便调控，缺点是非加热 用电器工作时也产生热量。 1．下列几组电器中，都是利用电流热效应的是( )。 A．电炉、电烙铁、电熨斗 B．电饭煲、电脑、电动机 C．电烤箱、电脑、电炉 D．电视机、电烤箱、电烙铁 2．我们知道，电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热。 其原因是( )。 A．导线的电阻小 B．电炉丝的电阻小 C．通过导线的电流较大 D．通过电炉丝的电流较大 3．一根阻值为 50 Ω的电阻丝，通电 100 s，通过的电流为 0.1 A，则电流通过电阻丝 产生的热量为________ J。 巧用控制变量法妙解探究影响电热因素的问题 焦耳定律是初中阶段所学的一个非常重要的定律，是中考考查的热点问题，探究影响电 流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关，主要采用的是控制变量法。 【例题】 为了探究影响电热的因素，实验室准备了两个装满煤油的烧瓶，两个带有橡 皮塞的粗细均匀的相同玻璃管，两根不同阻值的电阻丝，以及滑动变阻器、开关、导线、电 源等。两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了如图甲、乙所示的两个方案。 甲 乙 (1)这两个方案是通过观察什么知道电热的多少？ (2)甲方案探究的问题是什么？ (3)乙方案探究的问题是什么？ 解析：实验中用煤油升高的高度来体现煤油温度的变化，从而体现出煤油吸收热 量的 多少，最终反映出电流产生热量的多少。在甲图中两根电热丝串联，利用串联电路中电流相 等的特点来探究在时间、电流一定时，电热与电阻的关 系；在乙图中两根电热丝并联，利 用并联电路中各支路两端的电压相等的特点来探究在时间、电压一定时，电热与电阻的关系。 答案：(1)观察玻璃管中液面升高的高度 (2)在时间、电流一定时，探究电热与电阻的关系 (3)在时间、电压一定时，探究电热与电阻的关系 1．(2012·北京中考)下列用电器中，利用电流热效应工作的是( )。 A．电视机 B．电热毯 C．电风扇 D．电脑 2．(2012·山东烟台中考)某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时 间为 t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为 t2。若两根电阻丝并联接到原来的电 源上，煮沸同样一壶水需用的时间为 t，则( )。 A．t＝t1＋t2 B.1 t ＝1 t1 ＋1 t2 C．t＞t1 D．t＞t2 3．(2011·广东中考)如图的装置可用来定性研究________定律。将电阻 R 甲与 R 乙(R 甲>R 乙)串联在电路中是为了使通电时间和________相同，通过温度计示数的变化可以比较 ________的多少。 4．(2011·四川成都中考)一台“220 V 1 000 W”的电热水器，正常工作 10 min 消耗 的电能是________ J。 5．(2011·山东济宁中考)电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。李明 同学要通过实验探究电功跟电压的关系，他选用的器材如图所示。其中甲、乙两容器完全相 同，电阻丝 R1 的阻值大于电阻丝 R2 的阻值。 (1)请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整。 (2)他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是________________________。 (3)在这个实验中，李明是通过观察比较______________来比较电流做功多少的。电流 通过电阻丝________做的功多(填“R1”或“R2”)。 (4)由这个实验可以得到的结论是：__________________________________________ ________________________________________________________________________。 1．下列电器设备中，主要利用电流热效应进行工作的是( )。 2．将规格都是“220 V 200 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入 家庭电路中，通电时间相同，下列有关电流通过它们产生热量的说法中，正确的是( )。 A．电风扇产生的热量最多 B．电视机产生的热量最多 C．电烙铁产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多 3 ．电炉丝断了，去掉1 5 后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与 原来产生的热量之比为( )。 A．5∶4 B．1∶5 C．5∶1 D．4∶5 4．如图所示为家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便 水壶)，用规格为“220 V 1 200 W”的这种电水壶在正常工作时烧开水，将质量为 1 kg、 温度为 18 ℃的水，经过一段时间加热把水烧开(在标准大气压下)。水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)，不考虑电水壶的散热。由上述已知条件，可求得的物理量是( )。 ①通过电水壶的电流 ②电水壶电热丝的电阻 ③加热时间 ④电流做的功 A．①② B．①②③ C．②③④ D．①②③④ 5．如图所示是家庭、宾馆常用的电热水壶上的铭牌。根据铭牌上提供的信息回答下列 问题：该电热水壶正常工作时的电阻为________Ω；当该电热水壶正常工作时、烧开一壶水 需要 5 分钟，其消耗的电能是________ J。 产品型号：×××× 额定电压：220 V 额定功率：1 100 W 容量：1.2 L 执行标准：××××× ×××××××电器厂 6．小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关 S，将滑动变阻器的滑 片 P 从 A 端移至 B 端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图可得，定值电阻 R1 的阻值是________Ω。实验时，电源电压保持 5 V 不变，当滑片 P 位于 A 端时，滑动变阻 器消耗的电功率是________W，此时，电阻 R1 在 10 min 内产生的热量为________J。 7．某工厂开发研制了一种高、中、低三挡家用电火锅，观察其内部结构发现是由两个 相同的发热电阻丝构成。改变挡位就是改变电阻丝连入电路的方式。研究发现：旋动开关， 当转换开关在中挡位置时，发热功率为 600 W，这时只有一个电阻丝连入电路。那么，当转 换开关分别处于高、低两挡位置时，其发热功率分别为________W 和________W。 8．如图是在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，则闭合开关， 经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过__________反映出来的；采用这种连接方式 的目的是__________________________________________ __________________________。 9．小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”。 两只相同的烧瓶中装有适量的煤油。烧瓶 A 中浸泡着一段铜丝，电阻较小，烧瓶 B 中浸泡着 一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度。 (1)为保证实验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应该________________。 (2)实验中，小宇和小刚发现烧瓶 B 中温度计的示数升高得快，这表明：在电流和通电 时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量____________________。 10．小华家买了一个家用电吹风，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，主要技术参数 如下表。 甲 乙 型号 SHZ2010—624 热风温度 50～75 ℃ 额定功率 热风时：1 000 W 冷风时：120 W 额定电压 220 V 质量 0.5 kg 请解答如下问题： (1)当电吹风吹冷风时，正常工作 5 min 消耗的电能是多少？ (2)当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多 大？ (3)当电路供电电压为 200 V 时，电吹风电热丝的实际电功率为多大？ (计算结果保留 一位小数) 参考答案 基础自主导学 自主测试 1．A 2.A 3．答案：50 知能优化训练 中考回顾 1．B 2.B 3．答案：焦耳 电流 电流产生的热量 4．答案：6×105 解析：热水器正常工作 10 min 消耗的电能 W＝Pt＝1 000 W×600 s＝6×105 J。 5．答案：(1)如图所示 (2)使 R1、R2 两端的电压不同 (3)温度计示数的变化 R1 (4)在电流一定、通电时间一定时，电压越高，电流做的功越多 解析：(1)探究电功跟电压的关系，应保持电流和通电时间不变，因此应将两电阻丝串 联在电路中，两个电压表分别测量两电阻丝两端的电压。(2)实验中选用两根不同的电阻丝 的目的是使 R1、R2 两端的电压不同，从而研究电功与电压的关系。(3)实验中通过观察比较 温度计示数的变化来比较电流做功的多少。电阻丝 R1 的阻值大于电阻丝 R2 的阻值，R1 两端 的电压大，所以电流通过电阻丝 R1 做的功多。(4)通过这个实验可得到的实验结论是：在电 流一定、通电时间一定时，电压越高，电流做的功越多。 模拟预测 1．D 2．C 三种用电器通电时间相同，由 W＝Pt 可知，在相同时间内电流做功相同，而电烙 铁工作时，电流所做的功全部转化成内能，所以产生的热量最多。 3．A 电炉丝去掉1 5 ，剩 余4 5 ，电阻也是原阻值的4 5 ，由 P＝U2 R 及 Q＝W＝Pt 得，Q1∶Q2＝ P1∶P2＝R2∶R1＝4∶5，Q2∶Q1＝5∶4。 4．D 5．答案：44 3.3×105 解析：电热水壶正常工作时的电阻 R＝U2/P＝(220 V)2/1 100 W＝44 Ω，当该电热水壶 正常工作时，烧开一壶水消耗的电能 W＝Pt＝1 100 W×300 s＝3.3×105 J。 6 ．答案：10 0.4 60 解析：由题图乙，R1＝U1 I1 ＝ 1 V 0.1 A ＝10 Ω；P 位于 a 端时，U1＝1 V，I1＝I2＝0.1 A，U2 ＝U－U1＝5 V－1 V＝4 V，P2＝I2U 2＝0.1 A×4 V＝0.4 W；Q＝I2 1R1t＝(0.1 A)2×10 Ω×10 ×60 s＝60 J。 7．答案：1 200 300 解析：根据电功率公式 P＝U2 R ，电源电压不变的情况下，电热丝发热功率与电路的总电 阻成反比，总电阻越小，电热丝发热功率越大，所以高挡时是两个电阻丝并联，低挡时是两 个电阻丝串联，中挡位置时，只有一个电阻丝连入电路。两个相同的发热电阻丝并联(高挡) 时总电阻为一根电阻丝的1 2 ，所以发热功率为中挡的 2 倍，即为 1 200 W；两个相同的发热 电阻丝串联(低挡)时总电阻为一根电阻丝电阻的 2 倍，所以发热功率为中挡的1 2 ，即为 300 W。 8．答案：温度差异 探究在电流和通电时间都相等时，电热与电阻的关系 解析：等质量、初温度相同的煤油吸收由两段串联在一起的阻值不同的电热丝因热效应 而放出的热量，温度升高不同，其目的是研究在电流相等、通电 时间相同时，电热与电阻 的关系。 9．答案：(1)相等 (2)越多 解析：导体产生热量的多少决定于通过导体的电流、电阻和通电时间，实验中利用相同 质量的煤油温度升高的多少来体现导体产生热量的多少，在电流和通电时间相同的情况下， 导体电阻大的烧瓶 B 中煤油温度升高快，这说明电流和通电时间相同时，导体的电阻越大， 产生的热量越多。 10．答案：(1)3.6×104 J (2)旋至 A、B 之间 4.5 A (3)727.3 W 解析：(1)吹冷风时，只有电动机工作，电热丝不工作，这时电吹风的功率就是电动机 的额定功率 PM＝120 W，由 W＝Pt 得 W 冷风＝PMt＝120 W×5×60 s＝3.6×104 J。 (2)电吹风正常工作时，如果电动机和电热丝同时工作，其功率最大，所以开关旋至 A、 B 位置时，电吹风吹出热风，此时功率为 P 最大＝1 000 W P 最大＝PM＋P 丝，即开关应旋至 A、B 处，P 最大＝1 000 W，由 P＝UI得 I 总＝P 总 U 额 ＝P 最大 U 额 ＝1 000 W 220 V ＝4.5 A。 (3)吹热风时，电流做功，一部分电能转化为电动机的机械能，一部分由电热丝转化为 内能。 P 额＝P 总－PM＝1 000 W－120 W＝880 W 由 P＝U2 R 得 P 实 P 额 ＝(U 实 U 额 )2＝(200 V 220 V )2 P 实＝(10 11 )2×880 W＝727.3 W。 ）