2024山西中考物理二輪重點(diǎn)專題研究 微專題 歐姆定律、電功率、焦耳定律的理解及計(jì)算（課件）

歐姆定律、電功率、焦耳定律的理解及計(jì)算微專題知識(shí)精講2考點(diǎn)清單重難點(diǎn)突破實(shí)驗(yàn)突破—科學(xué)探究素養(yǎng)提升3實(shí)驗(yàn)

探究影響電流熱效應(yīng)的因素山西近年真題及拓展1命題點(diǎn)1歐姆定律和電功率的理解及簡(jiǎn)單計(jì)算(10年10考)1.(2022山西32題2分)電路元件甲和乙中的電流與兩端電壓的關(guān)系如圖所示，由圖可知，甲的電阻是___Ω.若將甲、乙并聯(lián)后接在電壓為2V的電源兩端，干路中的電流是____A.0.65山西近年真題及拓展一題多設(shè)問(wèn)拓展設(shè)問(wèn)(1)若將甲、乙串聯(lián)接入電路，當(dāng)電路中電流為0.2A時(shí)，電路的總電阻為_(kāi)___Ω；(2)若將甲、乙串聯(lián)起來(lái)接在某電源上，電路中的電流是0.5A，則電源電壓是__V，此時(shí)兩元件消耗的電功率P甲∶P乙＝_____.151∶152.(2023山西33題2分)圖甲是小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化圖像，將它們按圖乙所示接入電路中，只閉合開(kāi)關(guān)S，小燈泡的實(shí)際功率為1W；再閉合開(kāi)關(guān)S1電流表示數(shù)變化了____A，此時(shí)電路消耗的總功率為_(kāi)___W.0.21.43.(2020山西40題4分)今年春節(jié)，小明幫爸爸安裝彩燈，爸爸說(shuō)：照明燈具邁進(jìn)了新的時(shí)代．前些年，白熾燈還是照明燈具的主力軍，人們?yōu)檠娱L(zhǎng)白熾燈的使用壽命，在樓道里常把兩只相同的白熾燈串聯(lián)起來(lái)使用．但這樣兩只燈發(fā)光時(shí)的整體亮度，還不如只用其中一只燈時(shí)亮．小明很疑惑“為什么會(huì)變暗呢？”請(qǐng)你用所學(xué)的知識(shí)為小明解惑．答：兩只相同的燈泡串聯(lián)接入家庭電路中使用時(shí)，總電阻R總＝R＋R＝2R，由與P＝UI可知，它們的實(shí)際功率P＝；當(dāng)把其中一只燈泡接入該電路時(shí)，它的實(shí)際功率P′＝

，P<P′，所以兩只燈泡串聯(lián)起來(lái)使用的整體亮度不如只用其中一只燈泡時(shí)亮．拓展訓(xùn)練4.(2021雅安)在如圖所示的電路中，開(kāi)關(guān)S從斷開(kāi)到閉合，電流表兩次示數(shù)之比為1∶3，若將電阻R1、R2串聯(lián)在同一電路中，R1、R2兩端的電壓之比為(

)A.2∶1B.3∶2C.2∶3D.1∶2A5.(2021云南省卷)如圖所示，燈泡L1標(biāo)有“6V3W”、L2標(biāo)有“6V2W”字樣，電源電壓6V恒定不變．閉合開(kāi)關(guān)S，忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，則甲、乙兩電路中流過(guò)L1的電流I1∶I1′＝______，L2消耗的實(shí)際功率P2____P2′(選填“＞”“＝”或“＜”).2∶5<6.(2021蘇州)如圖，甲、乙為兩只相同電表，當(dāng)閉合S1、S2時(shí)，甲、乙兩表示數(shù)之比為4∶3，則兩表均為_(kāi)____表，兩電阻大小之比R1∶R2為

，電路總功率為P1.同時(shí)更換兩電表種類，調(diào)整開(kāi)關(guān)狀態(tài)，使兩表均有正常示數(shù)，此時(shí)電路總功率為P2，則P1∶P2為_(kāi)____．電壓1:33:167.(2021宜昌改編)如圖甲是某品牌智能體重秤的電路結(jié)構(gòu)圖，R0為定值電阻，秤盤下方的電阻R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力大小的變化關(guān)系圖像如圖乙所示．已知電源電壓為6V保持不變．(1)當(dāng)秤盤為空時(shí)，R的阻值為_(kāi)_____．600Ω一題多設(shè)問(wèn)(2)體重為600N的小勇站在體重秤上時(shí)，電壓表示數(shù)為2.4V，則R0的阻值是多少？(2)串聯(lián)電路電壓關(guān)系為U總＝U＋U0，則壓敏電阻此時(shí)分得的電壓U＝U總－U0＝6V－2.4V＝3.6V由圖乙可知當(dāng)壓力為600N時(shí)，壓敏電阻的阻值為300Ω，此時(shí)電路中的電流I1＝

＝

＝0.012AR0的阻值R0＝

＝200Ω(3)若小華站在體重秤上，5s內(nèi)完成了稱量體重的過(guò)程，這段時(shí)間內(nèi)體重秤消耗的電能是0.45J，則小華的體重為多少牛？(3)方法一：由W總＝UIt得稱重過(guò)程中的電流I2＝＝0.015A此時(shí)電路中的總電阻R總＝

＝400Ω壓敏電阻的阻值R′＝R總－R0＝400Ω－200Ω＝200Ω由圖乙可知小華的體重為800N方法二：稱重過(guò)程中消耗的功率P＝

＝0.09W由P＝

可得此時(shí)電路中的總電阻R總＝＝＝400Ω壓敏電阻的阻值R′＝R總－R0＝400Ω－200Ω＝200Ω由圖乙可知小華的體重為800N(4)當(dāng)質(zhì)量為40kg的小明站在體重秤上時(shí)，電路消耗的總功率為多少？(4)由G＝mg可知小明的體重為G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N由圖乙可知，此時(shí)壓敏電阻的阻值為400Ω故電路消耗的總功率為P＝＝＝0.6W命題點(diǎn)2焦耳定律(10年5考)8.(2023山西29題2分)英國(guó)物理學(xué)家_____做了大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，其計(jì)算公式是________，這一發(fā)現(xiàn)發(fā)展了電熱學(xué)理論，為電熱應(yīng)用作出了杰出的貢獻(xiàn)．焦耳Q＝I2Rt9.(2023山西35題4分)

家庭電路中有時(shí)會(huì)發(fā)生短路現(xiàn)象．例如，改裝電路時(shí)，不小心使火線和零線直接連通造成短路；電線絕緣皮被刮破或烤焦，電線和用電器使用年限過(guò)長(zhǎng)，絕緣皮破損或老化，也會(huì)使火線和零線直接連通或電器進(jìn)水造成短路．根據(jù)前面學(xué)過(guò)的知識(shí)可知，由于導(dǎo)線的電阻很小，短路時(shí)電路中的電流非常大，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，使導(dǎo)線的溫度急劇升高，很容易造成火災(zāi).這是某物理課本中關(guān)于“安全用電”的一部分內(nèi)容．閱讀后，請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)解釋：短路時(shí)“電路中的電流非常大”和“很容易造成火災(zāi)”的原因．答：根據(jù)

I＝，因?yàn)槎搪窌r(shí)，火線與零線直接接通，電路中只有導(dǎo)線，導(dǎo)線的電阻很小，電源電壓不變，所以電路中的電流非常大(2分)．再根據(jù)Q＝I2Rt可知，在電阻R和通電時(shí)間t一定時(shí)，導(dǎo)線上的電流越大，產(chǎn)生的電熱越多，使導(dǎo)線的溫度急劇升高，很容易造成火災(zāi)(2分)．10.(2020晉中19題4分)電飯鍋是現(xiàn)代廚房必備電器之一，給人們的生活帶來(lái)便捷服務(wù)．小明用電飯鍋?zhàn)鲲垥r(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)熱盤熱得燙手，而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱．請(qǐng)你利用所學(xué)的物理知識(shí)解釋上述現(xiàn)象．答：電飯鍋的發(fā)熱盤與導(dǎo)線串聯(lián)，電流和通電時(shí)間相同，發(fā)熱盤的電阻很大，導(dǎo)線的電阻很小，由Q＝I2Rt可知，電飯鍋工作時(shí)，發(fā)熱盤產(chǎn)生的熱量多，導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量少，所以發(fā)熱盤熱得燙手，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱.11.(2022山西39題4分)為了探究影響電熱的因素，小偉設(shè)計(jì)了如圖a所示的電路，燒瓶中盛有質(zhì)量、初溫均相等的煤油，R甲＞R乙．(1)為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，選用煤油而不選用水，主要是由于_______________________________．煤油比水的比熱容小，溫度變化快(2)通電一段時(shí)間后，比較兩燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)，是為了探究電熱與____的關(guān)系．(3)要利用此裝置來(lái)探究電熱與電流的關(guān)系，你還需要的操作是____________________________________________________________________________.電阻

移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，比較通電時(shí)間相同時(shí)，甲(或乙)燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化(4)將此裝置改裝后可測(cè)量煤油的比熱容，如圖b所示．測(cè)量時(shí)，分別向兩個(gè)相同的燒瓶中加入初溫均為t0、質(zhì)量相等的水和煤油，通電一段時(shí)間后，分別讀出溫度計(jì)的示數(shù)為t水、t煤油，請(qǐng)寫出煤油比熱容的表達(dá)式c煤油＝

__________(已知水的比熱容為c水).歐姆定律、電功率、焦耳定律的理解及計(jì)算電功率電流與電壓和電阻的關(guān)系電功電能定義單位及換算電能表公式推導(dǎo)式功能表盤參數(shù)相關(guān)計(jì)算歐姆定律內(nèi)容公式變形公式單位公式實(shí)際功率與額定功率物理意義焦耳定律知識(shí)精講考點(diǎn)清單一、電流與電壓和電阻的關(guān)系1、電流與電壓的關(guān)系：在電阻一定的情況下，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成_____．2、電流與電阻的關(guān)系：在電壓一定的情況下，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_____．反比正比二、歐姆定律1、內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成____，跟導(dǎo)體的電阻成____．2、公式：I＝____U表示導(dǎo)體兩端的電壓，單位是伏特(V)；R表示導(dǎo)體的電阻，單位為歐姆(Ω)；I表示導(dǎo)體中的電流，單位為安培(A).3、變形公式：求電壓：_______，求電阻：______．正比反比U＝IR三、電能電功1、電能(1)單位：在生活中常用電能的單位是度，度的學(xué)名叫做千瓦時(shí)，符號(hào)是______．(2)單位換算：1度＝__kW·h＝________J.2、電能表(1)功能：用來(lái)測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗_____多少的儀表1kW·h3.6×106

電能(2)表盤參數(shù)2021.9600(3)相關(guān)計(jì)算a.一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能等于這段時(shí)間末電能表的示數(shù)減去這段時(shí)間初電能表的示數(shù)，即W＝W末－W初．b.電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)，消耗的電能為W＝

kW·h＝×3.6×106J，其中N表示消耗1kW·h電能時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)．2、電功(1)定義：電流做功的多少．用符號(hào)___表示．W

(2)公式：W＝____W表示電功，單位是___；U是電路兩端的電壓，單位是V；I是電路中的電流，單位是A；t是通電時(shí)間，單位是s.(3)推導(dǎo)式：W＝UItU＝IRW＝①____；W＝UIt(公式“①、②”僅適用于純電阻電路)UIt

JI2RtW＝②____三、電功率1、物理意義：表示電流做功_____的物理量．2、定義：電流在某段時(shí)間內(nèi)的____與____的比值．用符號(hào)__表示．3、單位：瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)是____，其他常用電功率單位還有毫瓦(mW)、千瓦(kW).4、單位換算：1kW＝____W，1mW＝1×10－3W.時(shí)間快慢電功P103

W

5、公式：P＝_____P表示電功率，單位是W；W表示電功，單位是J；t表示完成這些電功所用的時(shí)間，單位是s.6、推導(dǎo)公式：W＝UItP＝UIP＝UIP＝③____；P＝④____；U＝IRP＝____；(公式“③、④”僅適用于純電阻電路)UII2R7、額定功率實(shí)際功率(1)額定功率：用電器在_________下工作時(shí)的電功率．(2)實(shí)際功率：用電器在_________下工作時(shí)的電功率．(3)注：一個(gè)標(biāo)有“36V

25W”的燈泡，其中“36V”表示該燈泡的_________為36V，“25W”表示該燈泡的_________為25W．8、焦耳定律(1)發(fā)現(xiàn)：英國(guó)物理學(xué)家_____做了大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系．實(shí)際電壓額定電壓額定電壓額定功率焦耳(2)電流的熱效應(yīng)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)___能轉(zhuǎn)化為_(kāi)__能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)．(3)定義：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟_____________成正比，跟導(dǎo)體的____成正比，跟_________成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律．(4)公式：Q＝____Q表示熱量，單位是J；I表示電流，單位是A；R表示電阻，單位是Ω；t表示時(shí)間，單位是s.電內(nèi)電阻電流的二次方通電時(shí)間I2Rt重難點(diǎn)突破歐姆定律與電功率的相關(guān)計(jì)算類型1電路圖類百變例題例1

如圖所示，電源電壓為6V，定值電阻R0的阻值為6Ω，閉合開(kāi)關(guān)，則通過(guò)R0的電流為_(kāi)_A；當(dāng)電源電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，此時(shí)通過(guò)R0的電流為_(kāi)__A；當(dāng)R0兩端的電壓為0時(shí)，R0的電阻為_(kāi)_Ω，通過(guò)R0的電流為_(kāi)_A.2160變式1

(增加一個(gè)電阻串聯(lián))如圖所示，在電路中增加一個(gè)電阻R1和一個(gè)電壓表，電源電壓調(diào)為9V且保持不變，閉合開(kāi)關(guān)后，電壓表示數(shù)為3V，則電阻R1兩端的電壓為_(kāi)__V，電流表的示數(shù)為_(kāi)___A，電阻R1的阻值為_(kāi)__Ω.60.512變式2

(增加一個(gè)電阻并聯(lián))如圖所示，將電阻R0與電阻R1并聯(lián)在電路中，電源電壓仍為9V，閉合開(kāi)關(guān)S，R1兩端的電壓為_(kāi)_V，通過(guò)R1的電流為_(kāi)____A，干路中的電流為_(kāi)____A，電路的總電阻為_(kāi)__Ω.92.250.754類型2曲線圖類例2如圖所示是小燈泡L與電阻R的電流與電壓的關(guān)系圖像，小燈泡上標(biāo)有“3V”字樣，根據(jù)圖像回答問(wèn)題：(1)計(jì)算電阻：燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為_(kāi)__Ω，電阻R的阻值為_(kāi)___Ω；106一題多設(shè)問(wèn)(2)計(jì)算電壓：將燈泡L和電阻R串聯(lián)在電路中，通過(guò)燈泡的電流為0.5A，則燈L兩端電壓為_(kāi)__V，電源電壓為_(kāi)__V；(3)串聯(lián)電路結(jié)合銘牌：燈泡L和電阻R串聯(lián)時(shí)，若燈泡L正常發(fā)光，電路工作1min消耗的電能為_(kāi)___J；(4)串聯(lián)電路已知電壓：燈泡L和電阻R串聯(lián)在電源電壓為6V的電路中，此時(shí)電路電流為

A，電阻R兩端電壓為_(kāi)__V，燈泡L消耗的實(shí)際功率為_(kāi)___W；382400.440.8(5)并聯(lián)電路已知電壓：將燈泡L和電阻R并聯(lián)在電源電壓為2V的電路中，干路中的電流為_(kāi)___A，燈泡L和電阻R的電功率之比為_(kāi)___；(6)并聯(lián)電路已知電流：將燈泡L和電阻R并聯(lián)接入電路，當(dāng)干路總電流為0.8A時(shí)，電源電壓為

V，燈泡L消耗的電功率是____W，電阻R在30s內(nèi)消耗的電能是____J.2∶10.631.527類型3電路圖＋曲線圖類例3如圖甲所示，R0為定值電阻，R是壓敏電阻，阻值隨壓力的增大而變大．閉合開(kāi)關(guān)S，改變R上壓力大小，兩電表示數(shù)之間的關(guān)系圖像如圖乙所示．當(dāng)壓力變大時(shí)，電壓表的示數(shù)_____(選填“變大”“不變”或“變小”)，電源電壓U＝

V；R0＝

Ω；當(dāng)R0消耗的電功率為0.4W時(shí)，R消耗的電功率P＝

W.6變大100.8實(shí)驗(yàn)突破—科學(xué)探究素養(yǎng)提升探究影響電流熱效應(yīng)的因素(2022.39)實(shí)驗(yàn)圖示法過(guò)實(shí)驗(yàn)1.判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：U形管中液面高度差越大則說(shuō)明電阻通電時(shí)產(chǎn)生的熱量越____多2.探究電熱與電阻的關(guān)系控制_______________和通電時(shí)間不變，改變_________實(shí)驗(yàn)結(jié)論：______________________________________________________通過(guò)的電流大小電阻大小在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多3.探究電熱與電流的關(guān)系控制________和通電時(shí)間不變，改變_________實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_________________________________________________________________電阻大小電流大小

在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)電阻的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多4.實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)：(1)被加熱物質(zhì)選用空氣的原因：空氣的比熱容____，可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯(2)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用：通過(guò)U形管內(nèi)液面高度差來(lái)反映電阻產(chǎn)生電熱的多少(3)控制變量法的應(yīng)用小一題多設(shè)問(wèn)例如圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置．甲、乙是兩個(gè)密閉容器，兩邊密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化可以反映密閉空氣溫度的變化，閉合開(kāi)關(guān)前，左、右兩U形管內(nèi)液面相平．(1)實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察U形管中液面的_______來(lái)反映電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量的多少，這里采用的方法是____(選填“控制變量”或“轉(zhuǎn)換”)法；(2)實(shí)驗(yàn)中選用空氣而不用水做實(shí)驗(yàn)是因?yàn)橄啾人?，空氣受熱更容易____，可以使U形管中液柱上升更快，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯；設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換高度差膨脹(3)將圖甲裝置接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，通電一段時(shí)間后，___(選填“左”或“右”)側(cè)容器U形管中液面高度變化大．此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：在其他條件相同時(shí)，____(選填“電阻”或“電流”)越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多．(4)小剛發(fā)現(xiàn)通電一段時(shí)間后，其中一個(gè)U形管中的液面高度幾乎不變，發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是________________；分析論證右電阻裝置的氣密性不好(5)用圖乙替換圖甲接入電路中，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．①圖乙探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟_________的關(guān)系；②(2020鄂州)通電一定時(shí)間，觀察到____(選填“左”或“右”)側(cè)容器U形管的液面高度差較大，R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)____；③要進(jìn)一步使結(jié)論更具有普遍性，在圖乙裝置不變的情況下，可以采取的方法是_________________________________________________________．電流大小左4∶1

串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，改變電流的大小(6)當(dāng)家庭電路中的導(dǎo)線連接處接觸不良時(shí)，容易引發(fā)火災(zāi)．則圖____的實(shí)驗(yàn)結(jié)論可以用來(lái)解釋這種現(xiàn)象．(7)(2020濟(jì)寧)小剛發(fā)現(xiàn)電熱水壺在正常工作時(shí)，其內(nèi)部的電熱絲發(fā)熱較多，而與電熱絲連接的導(dǎo)線卻發(fā)熱較少，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

因?yàn)檫B接的導(dǎo)線和電熱絲是串聯(lián)，電流相等，但是電熱絲的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于導(dǎo)線電阻，相同時(shí)間內(nèi)，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，電熱絲工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱，而與其連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱甲活動(dòng)建議測(cè)量類測(cè)量熱水壺的實(shí)際