專題六 探究用電器的電功率實驗（考點卡片）2021年中考科學復習專題知識點突破

考點卡片探究用電器的電功率實驗探究用電器的電功率實驗【知識點的認識】提出問題：我們已經(jīng)用電壓表、電流表間接測量過小燈泡的電阻了，你能設計一個方法來測量出小燈泡的電功率嗎？怎樣測量？實驗設計：1．實驗原理P＝UI根據(jù)P＝UI可知，只要用電壓表（伏特表）測出小燈泡兩端的電壓、用電流表（安培表）測出通過小燈泡的電流，就可以間接測量出小燈泡的電功率了．即用伏安法測小燈泡的電功率．為了測量不同電壓下的電功率，我們要用串聯(lián)滑動變阻器的辦法，來控制加在燈泡兩端的電壓．2．實驗器材：電源、開關(guān)、導線、電流表、電壓表、滑動變阻器．3．實驗電路：若所用小燈泡的額定電壓是2.5V，要測出小燈泡的功率，至少需要兩節(jié)干電池（3V）作電源，電路圖和實物電路圖設計如圖甲乙所示．實驗步驟：（1）按電路圖連接實物圖，將滑動變阻器的滑片滑到阻值最大（右）端；（2）檢查電路無誤后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)等于2.5V時，停止滑動，記錄此時電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中．（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，分別使電壓表的示數(shù)低于2．SV、等于2.5V的1.2倍（注意不能超過小燈泡的額定電壓太多，否則會損壞小燈泡），記錄每一次對應電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中．（4）將實驗中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P＝UI，算出小燈泡的實際功率，并填人表格中．U實/V電壓/V電流/A電功率/W燈泡亮度U實＝U額2.50.30.75正常發(fā)光U實＞U額30.361.08較亮U實＜U額20.240.48較暗實驗分析：（1）小燈泡的發(fā)光情況由它的實際功率決定，實際功率越大，燈泡越亮．（2）燈泡實際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變，電壓越大，功率越大．（3）燈泡的實際功率可以等于額定功率，也可以不等于額定功率．【解題方法點撥】（1）伏安法測小燈泡電功率的實驗中，滑動變阻器的作用：①閉合開關(guān)前，應該先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其連入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，這樣能夠保護電路中的各個電路元件不至于損壞；②接通電源后，移動滑動變阻器的滑片，可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓．（2）實驗過程中的注意事項：①連接電路時開關(guān)一定要斷開，并且滑動變阻器的滑片應滑到阻值最大處，以保護電路．②電壓表和電流表的量程，應大于小燈泡的額定電壓和額定電流，以免燒壞電表．③滑動變阻器的選擇：通過它的最大電流應大于燈泡的額定電流，它的最大阻值應使連入它后電路的電流不超過燈泡的額定電流太大，最好和燈泡的電阻大致差不多，這樣調(diào)節(jié)效果更明顯．④在移動滑動變阻器的滑片使小燈泡兩端電壓高于額定電壓時要注意，實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時時間不能過長，否則易燒壞燈泡．【命題方向】測量小燈泡的電功率的綜合實驗是中考的主要命題方式．例：在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．（1）連接電路時開關(guān)應斷開，電流表的量程應選0～0.6A．（2）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整．（3）閉合開關(guān)前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于A（選填“A”或“B”）端．（4）小葉同學閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為2.2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．（5）小向同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I﹣U圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．分析：（1）為保證安全，連接電路時，開關(guān)應斷開；電流表的量程根據(jù)燈泡規(guī)格確定．（2）連接實物圖時，應注意電流表、電壓表量程及電流方向，滑動變阻器要采用“一上一下”的接法；（3）為保護電路，閉合開關(guān)之前，滑動變阻器接入電路的阻值應最大；（4）讀取電壓表示數(shù)時，注意選擇的量程和對應的分度值；要測量燈泡的額定功率，兩端電壓應該為額定電壓．（5）已知額定電壓和正常工作電流，利用P＝UI計算燈泡的額定功率．解：（1）連接電路時，開關(guān)S應處于斷開狀態(tài)．燈泡正常發(fā)光時，通過的電流為I＝＝＝0.25A，所以電流表選擇0～0.6A量程．（2）電路大部分連接完成，由上面知道了選擇的電流表的量程，只要將電流表的“0.6A”與燈泡左側(cè)的接線柱連接即可．（3）為使滑動變阻器接入電路的電阻最大，應該使滑片位于距離B接線柱最遠的位置，也就是處于A端．（4）電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應使電路電流變大，滑動變阻器阻值變小，由電路圖知滑片應向B滑動．（5）由圖象知U＝2.5V時，I＝0.2A，則小燈泡的額定功率P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W．故答案為：（1）斷開；0.6；（2）實物連接如下圖：（3）A；（4）2.2；B；（5）0.5．點評：連接實物圖時應注意：1、電壓表、電流表的正負接線柱不要接反．2、注意電壓表、電流表的量程不要接錯．3、滑動變阻器的分壓與限流接法，滑片移動時阻值的變化應符合題意要求．4、作圖要美觀，連線不要交叉．電能的輸送【知識點的認識】（1）為了合理的利用能源，發(fā)電站要建在靠近能源的地方，而用電的地方離發(fā)電站很遠，因此需要把電能輸送到遠方，這就涉及電能的輸送問題，即電能的輸送．（2）輸送電能的基本要求是：可靠：是指保證供電線路可靠地工作，少有故障和停電．保質(zhì)：就是保證電能的質(zhì)量，即電壓和頻率穩(wěn)定．經(jīng)濟：是指輸電線路建造和運行的費用低，電能損耗?。?）交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié)：遠距離輸電原理圖：【解題方法點撥】減少電能損失的方法：①減小導線電阻降低輸電線上電能損失Ⅰ．減小材料的電阻率ρ．銀的電阻率最小，但價格昂貴，目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線．Ⅱ．減小輸電線的長度L不可行，因為要保證輸電距離．Ⅲ．增加導線的橫截面積，可適當增大橫截面積．太粗不可能，既不經(jīng)濟又架設困難．②減小輸電線中的電流降低輸電線上電能損失Ⅰ．減少輸送功率PⅡ．提高輸電電壓．【命題方向】第一類?？碱}：減少電能損失的方法平時輸送電能中，為了減少電能在線路中的損耗，通常采取的辦法是（）A．加大輸送電流B．用高壓輸電C．用超導體輸電D．減少輸送功率分析：由焦耳定律Q＝I2Rt可知：在R和t一定時，減小I，可以減小電能的損失；由公式I＝可知，當輸送電功率一定時，輸送電路的電壓越大，輸送導線的電流越?。猓篈、加大輸送電流，會增大電能在線路中的損耗，故不能采用；B、用高壓輸電，可以減小輸送電線的電流，減少電能在線路中的損耗，也是我們現(xiàn)在采用的輸電方式；C、用超導體可以無損耗的輸電，但超導材料是我們正在研究的新材料，還不能應用到生活中，故此方法還不現(xiàn)實；D、減少輸送功率，會增大輸送導線的電流，增大電能的損耗，故此方法不能采用；故選B．點評：本題考查了學生對焦耳定律和電功率公式的應用，與生活相連，使學生覺得學了物理有用，有利于培養(yǎng)學生學習物理的興趣．第二類?？碱}：電能輸送的應用某學校組織開展了調(diào)查學校用電情況的實踐活動，同學們在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)學校各電能表均能正常計數(shù)，且無偷電漏電情況發(fā)生，配電房總電能表在月末和月初的示數(shù)之差為1016千瓦時，各分表在月末和月初的示數(shù)之差的總和為966千瓦時．（1）從上述材料中你發(fā)現(xiàn)該校這個月?lián)p失了多少電能？造成損失的原因主要是什么？如何來解決？（2）在你校開展的物理實踐活動中，你發(fā)現(xiàn)了什么問題？你提出了哪些解決問題的辦法？請舉出一個實例加以說明．分析：（1）本月配電房中總電能表示數(shù)之差減去教學樓和辦公樓中各分表示數(shù)之差即為損失的電能；（2）損失的電能可能是存在偷電、漏電的情況，也可能是輸電線上的損耗．解：（1）這個月?lián)p失的電能：W＝1016kW?h﹣966kW?h＝50kW?h＝50×3.6×106J＝1.8×108J；這個月的電能存在著很大的損失，可能存在偷電、漏電的情況，也可能是輸電線上的損耗；解決方法是：檢查輸電線路查出漏電之處，進行修改；進行