個人簡歷陳慶越,山東師范大學第二附屬中學高級教師. 曾獲濟南市優(yōu)秀班主任及濟南市教育科研先進個人稱號,是濟南市物理學科帶頭人.
考點1 摩擦起電、導體和絕緣體
1. 電荷指帶電的微粒,自然界只有兩種電荷:正電荷和負電荷. 同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引.
2. 善于導電的物體叫導體,不善于導電的物體叫絕緣體.導體和絕緣體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.
例1 通常,人們把與絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷.現(xiàn)有絲綢、玻璃棒、塑料薄膜三種材料,通過實驗發(fā)現(xiàn),當被絲綢摩擦過的玻璃棒靠近被絲綢摩擦過的塑料薄膜時,兩者相互吸引.據(jù)此排出三種材料的順序,使前面的材料跟后面的材料摩擦后,前者總是帶負電.這個順序是().
A. 絲綢、玻璃棒、塑料薄膜 B. 玻璃棒、絲綢、塑料薄膜
C. 絲綢、塑料薄膜、玻璃棒 D. 塑料薄膜、絲綢、玻璃棒
解析帶正電的玻璃棒吸引絲綢摩擦過的塑料薄膜,表明塑料薄膜帶負電,而絲綢帶正電,故塑料薄膜位于絲綢之前,而絲綢又位于玻璃之前,所以答案應為D.
考點2 電路
1. 用導線把電源、用電器和開關連接起來構成的電流的通路叫做電路.電路的三種狀態(tài)分別是通路、短路、斷路.
2. 串聯(lián)是指元件之間首尾連接,并聯(lián)是指元件之間并列連接.
例2 下面四個電路中,可以把電源短路的是().
解析“電源短路”的特征是電流可以不經(jīng)任何用電器從電源的正極直接流回到負極.A圖中電流流經(jīng)用電器;B圖中有兩個燈泡被短路,但沒有形成電源短路;C圖中沒有短路情況;D圖中當開關閉合后,電源即會被短路.答案為D.
考點3 電流(I)、電壓(U)、電阻(R)
1. 電荷在導體中的定向移動形成電流,電流的單位是安培(A).測量電流的儀表為電流表,電流表與被測用電器串聯(lián).
2. 電路兩端的電位差叫做這兩點間的電壓,單位是伏特(V).測量電壓的儀表為電壓表,電壓表與被測電路并聯(lián).
3. 電阻表示導體對電流的阻礙作用,單位為歐姆(Ω).影響電阻大小的因素為:導體的材料、長度、橫截面積和溫度.
4. 串聯(lián)電路中的電流處處相等;并聯(lián)電路中干路電流是各支路電流之和.
5. 串聯(lián)電路中各用電器兩端的電壓之和等于電源電壓;并聯(lián)電路中各支路電壓相等.
例3 圖1甲所示是用電流表測量電流的實物連接圖,請按要求回答:
(1)圖1甲中電流表測量的是通過燈泡______的電流.
(2)如果電流的示數(shù)如圖1乙所示,則電流表測出的電流是A.
(3)如果要用電流表測通過L1和L2的總電流,且只允許移動一根導線,應將導線的右端接在電流表的接線柱上.(填“a”、“b”、“c”或“+”、“-”)
解析(1)因為導線b的右端接在電流表的“+”接線柱上,使電流未經(jīng)電流表就直接流過燈泡L1,所以圖1甲中電流表測量的是通過燈泡L2的電流.(2)由圖1乙可知,電流表所用量程為0~0.6 A,電流表測出的電流是0.28 A.(3)如果要用電流表測通過L1和L2的總電流,只需將導線b的右端接在電流表的“-”接線柱上.
例4 如圖2,電源電壓恒定,當開關S1閉合、S2斷開時,電壓表的示數(shù)為3 V;當開關S1斷開、S2閉合時,電壓表的示數(shù)為4.5 V,則燈L1兩端的電壓是V,燈L2兩端的電壓是V.
解析當開關S1閉合、S2斷開時,電壓表測量的是L1兩端的電壓,大小為3 V.當開關S1斷開、S2閉合時,電壓表測量的是L1、L2串聯(lián)后的總電壓,即電源電壓,為4.5 V.根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點可以判斷出燈L2兩端的電壓是4.5 V-3 V=1.5 V.
考點4 歐姆定律
1. 歐姆定律:導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟電阻成反比.用公式表示為I=.
2. 使用歐姆定律時須遵從以下原則:
例5 如圖3所示,電源電壓恒為6 V,電阻R1=R2=8 Ω.
(1)當開關S1、S2都斷開時,電流表的示數(shù)為0.3 A,求R3的阻值.
(2)開關S1、S2都閉合時,電流表的示數(shù)是多少.
解析(1)當 S1、S2都斷開時,R1與R3串聯(lián),等效電路圖如圖4甲所示,則R3=R-R1=-R1=-8 Ω=12 Ω.
(2)當S1、S2都閉合時,R2與R3并聯(lián),等效電路圖如圖4乙所示,則I′=I2+I3=+=+=1.25 A.
考點5 電能、電功率、電熱
1. 用電器用電的過程就是消耗電能的過程.如電烙鐵可以將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電扇可以將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能;給蓄電池充電時,電能主要轉(zhuǎn)化為化學能.電能的計量單位為“焦(J)”,常用單位為“千瓦時(kW·h)”,1 kW·h=3.6 × 106 J.
2. 電功率:表示消耗電能的快慢,用公式表示為P=UI.電功率的基本單位為“瓦(W)”,其他單位有“千瓦(kW)”.
3. 電熱指電流流經(jīng)導體時所產(chǎn)生的熱量.電熱的計算公式為Q=I2Rt.
例6 在做“測定小燈泡功率”的實驗時,小剛同學連接的實物電路如下頁圖5所示.其中小燈泡的額定電壓為2.5 V,額定功率小于1 W.
(1)同組的小明同學在檢查線路時,發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯誤.請你在圖中用“×”標出這根錯接的導線,并畫出改接后的導線(不能與其他導線交叉).
(2)電路錯誤改正后,將滑動變阻器的滑片移至A端,閉合開關后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表的示數(shù)接近3 V.發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是 .
(3)排除故障后,再閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,當電壓表的示數(shù)為2.5 V時,電流表的示數(shù)如圖6所示,則小燈泡的額定功率為W.
解析(1)根據(jù)所給條件可以判定燈泡電阻不小于6.25 Ω,燈泡兩端的最大電壓約為3 V,所以電路中的最大電流不大于0.48 A,因此電流表、電壓表的量程選擇是合適的.電路中的連線錯誤及修改情況如圖7所示.
(2)電壓表的示數(shù)為3 V且燈泡不亮,表明電壓表的兩個接線端之間發(fā)生斷路,故障可能是燈泡接觸不良或燈絲斷開.
(3)由圖6讀得電流表的示數(shù)為0.3 A,所以燈泡的額定功率P=UI=2.5 V × 0.3 A=0.75 W.
例7 文韜同學的玩具電動車上有一個直流電動機,從消耗電能方面看,其內(nèi)部可等效為如圖8所示的電路.當電動機不轉(zhuǎn)時,相當于開關S置于“1”;當電動機正常工作時,相當于開關S置于“2”.電阻R1為線圈電阻,它的功率為發(fā)熱功率;電動機對外做功的功率可用R2的功率代替.
(1)當給它加0.3 V電壓時,電動機不轉(zhuǎn),電路中的電流為0.3 A,求電阻R1的阻值.
(2)當給它加3 V電壓時,電動機正常工作,電路中的電流為0.4 A,求電動機的發(fā)熱功率及對外做功的功率.
(3)當給它加3 V電壓而電動機被卡?。姍C不轉(zhuǎn))時,求發(fā)熱功率.
(4)比較(2)、(3)兩個發(fā)熱功率,你認為電動機正常工作時被卡住,對電動機會產(chǎn)生什么危害?
解析(1)電動機不轉(zhuǎn)時,相當于開關S置于“1”處,此時電路中只有R1,則R1===1 Ω.
(2)當電動機正常工作時,相當于開關S置于“2”,此時R1與R2串聯(lián).根據(jù)題中條件,可知電動機的發(fā)熱功率即為R1的功率,即P1′=I′2R1=(0.4 A)2×1 Ω=0.16 W;電動機對外做功的功率可用R2的功率代替,即P2′=I′U2′=I′(U-I′R1)=0.4 A×(3 V-0.4 A × 1 Ω)=1.04 W.
(3)電動機被卡住時,電動機不再轉(zhuǎn)動,相當于開關置于“1”處,此時電路中只有R1,此時R1的發(fā)熱功率等于R1的功率,即P1″===9 W.
(4)比較(2)、(3)兩個發(fā)熱功率可知,當電動機正常工作時被卡住,電機線圈中將產(chǎn)生大量的熱,會燒斷線圈.
考點6 用電常識
1. 導致電路中電流過大的兩個原因是短路和用電器總功率過大.
2. 人觸電的兩種類型:一是人體同時接觸到火線和零線,二是人站在地上接觸到火線.辨別火線、零線時用試電筆.
例8 現(xiàn)代家庭電器化程度越來越高,用電安全是一個十分突出的問題.下表提供了一組人體電阻數(shù)據(jù).
如圖9所示,用電器R接在220 V的電源上時,消耗電功率是1 100 W,電路中還有額定電流為10 A的保險絲.
(1)只有用電器R接入電路時,通過保險絲的電流為多少?
(2)一個潮濕的人,赤腳站在地上,由于不小心,手接觸火線,發(fā)生觸電事故,則通過人體的電流是多少(上表電阻數(shù)據(jù)適用此人)?分析為什么保險絲不會斷開.
解析(1)只有R接入電路時,IR===5 A.
(2)一個潮濕的人站在地上,此時人的電阻為R人=8 800 Ω,觸電時通過人體的電流是I人===0.025 A.人與電阻R并聯(lián),通過保險絲的電流為I總 =I人+I=0.025 A+5 A=5.025 A.此電流遠小于保險絲的熔斷電流,所以保險絲不會斷開.
1. 華美地毯廠在編織地毯時,往編織物中夾雜一些細不銹鋼絲,這樣做的原因是( ).
A. 使地毯結實耐用
B. 使地毯閃亮美觀
C. 有利于泄放電荷
D. 有利于傳熱散熱
2. 下圖中,與圖10中的實物連接圖對應的電路圖是( ).
3. 一個電熱水壺,銘牌部分參數(shù)如下:額定電壓220 V,額定功率模糊不清,熱效率為90%.正常工作情況下燒開一壺水需要5 min,水吸收的熱量為11 880J,此時熱水壺消耗的電能為_______J,其額定功率為_______W, 電阻是_______Ω.若實際電壓為198 V,通過電熱壺的電流是 A,1 min內(nèi)電熱壺產(chǎn)生的熱量是_______J.(假設電阻不隨溫度改變)
4. 圖11為小宇家在5月初和5月底兩個日期的電表示數(shù),則小宇家在5月份的耗電量為_______kW·h.如果以0.5元 / 度電來算,則小宇家本月的電費為_______元.此電表轉(zhuǎn)動600 r時消耗了_______kW·h的電能.
5.小明同學看到家中電熱水器的銘牌上標有一些技術參數(shù),如下表.他由此算出,該熱水器正常工作90 min將耗電_______kW·h.
參考答案:1. C2. D3. 13 200 440 110 1.8 21 384
4. 28.8 14.4 0.255. 3
“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文”