1、第十五章 欧姆定律 电功率 第一部分 河南中考考点过关 动态电路分析 考法1 1.2019河南,14(双选)如图为一款“智能照明灯”的电路,灯L天暗时自动发 光,天亮时自动熄灭.控制电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为光敏电阻, 其阻值随光照强度而变化.以下说法正确的是 ( ) A.电磁继电器利用电磁感应原理工作 B.R2的阻值随光照强度的增大而增大 C.当光照强度增大时,电压表示数减小 D.若将R1换成阻值稍小的电阻,可缩短灯L的发光时间 CDCD 动态电路分析 考法1 2.2018河南,14(双选)为了研究热敏电阻对电路的影响,小李设计了如图所示 的电路.电源电压保持不变,R为定值
2、电阻,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高 而减小.闭合开关后,小李在热敏电阻R1上擦了一些酒精,用扇子对着它扇风时, 下列说法正确的是 ( ) A.电流表示数变小 B.电压表示数变大 C.电压表与电流表示数之比变小 D.电路的总功率变小 A AD D 动态电路分析 考法1 3.2016河南,14(双选)在如图所示的电路中,磁敏电阻R的阻值随磁场的增 强而明显减小.将螺线管一端靠近磁敏电阻R,闭合开关S1、S2,下列说法正确 的是 ( ) A.螺线管左端为S极,右端为N极 B.当R1的滑片向左滑动时,电压表示数减小 C.当R1的滑片向右滑动时,电流表示数增大 D.在螺线管中插入铁芯,电压表示数减
3、小 B BD D 动态电路分析 考法1 4.2017河南B卷,12如图所示,一闭合电路竖直固定在一辆光滑绝缘的小车 上,电路中R0为定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随所受压力的增大而减小,将物 体M放在小车上与压敏电阻接触.当小车由静止突然向右运动时,下列说法正 确的是 ( ) A.电流表示数减小 B.电压表示数减小 C.电流表示数不变 D.电压表示数增大 B B 欧姆定律的相关计算 考法2 类型1 简单电路类 5.2020河南,5在如图所示的电路中,电阻R0为6 ,电源电压不变.把“6 V 3 W”的小灯泡接在AB间,CD间接电流表,闭合开关S,小灯泡正常发光,则电源 电压为 V,电流表的示数
4、为 A.如果把这个小灯泡接在CD 间,AB间接电压表,闭合开关S,若灯丝电阻与正常发光时相同,则电压表的示 数为 V. 6 6 1.51.5 2 2 欧姆定律的相关计算 考法2 6.2011河南,5某测电笔中有一个880 k 的高阻值电阻,这个电阻与氖管是 _联的.当用这个测电笔测家庭电路的火线时,氖管发光,若人体及氖管 的电阻均忽略不计,则此时通过人体的电流约为 mA. 7.2012河南,6在如图所示的电路中,电源电压为 12 V.闭合开关后,电流表 的示数为0.4 A,电压表的示数为 8 V,则电阻R2的阻值是 .将滑动变 阻器R1的滑片向右移动,电压表的示数将变 . 串串 0.250.2
5、5 1010 小小 欧姆定律的相关计算 考法2 类型2 多开关类电路 8 8. .2018河南,5在如图所示的电路中,电阻R1=10 ,R2=20 ,电 源电压保持不变.当开关S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为 0.2A.当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为 A,R2 的电功率为 W.为了保障电路安全, 两个开关不 能同时闭合. 9 9. .2010河南,6在如图所示的电路中,电阻R1=4 ,R2=2 ,电源 电压保持不变,当开关S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为 0.5A;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为 A. 0.90.9 1.81.8 S S1
6、 1、S S2 2 2.252.25 欧姆定律的相关计算 考法2 类型3 图像类 10.2014河南,6如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的 图像.由图像可知,电阻R的阻值为 .若将它们并联接 在电压为2 V的电源两端,电路中的总电流为 A. 11.2011河南,16如图是甲、乙两电阻的电流与电压关系的图像,现将甲、乙 串联后接在电压为4.5 V的电源两端.下列分析正确的是 ( ) A.甲的阻值是乙的阻值的两倍 B.通过乙的电流是通过甲的电流的两倍 C.乙两端的电压是甲两端电压的两倍 D.甲的电功率是乙的电功率的两倍 2020 0.350.35 C C 欧姆定律的相关计算 考法2 12.2
7、018河南B卷,14(双选)在图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值 电阻.滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中,电压表与电流表示数的变 化规律如图乙所示.下列说法正确的是 ( ) A.电源电压为4.0 V B.定值电阻R0的阻值为10 C.滑动变阻器的调节范围为020 D.当滑片P位于b端时,电路的总功率最大 BCBC 电功、电功率的相关计算 考法3 类型1 简单电路类 13.2016河南,5在如图所示的电路中,定值电阻的阻值R0和电源电压U均为 已知.在a、b间接入一个未知电阻Rx,闭合开关,电压表的示数为Ux,则由已知 量和测得量可以推出:Rx= ,Rx的电功率Px= . 电功、
8、电功率的相关计算 考法3 14.2017河南,12如图所示,从甲地通过两条输电线向乙地用户供电,若甲 地电源电压恒为U,输电线的总电阻为r,当乙地用户用电时,下列说法正确 的是 ( ) A.用户使用的用电器两端电压为U B.输电线上的电功率为 C.当用户使用的用电器增多时,用电器 两端的电压升高 D.当用户使用的用电器增多时,输电线上因发热而损失的功率增大 D D 电功、电功率的相关计算 考法3 类型2 多挡位电路类 15.2017河南,5如图为一电热饮水机的电路简图,其额定电压为220V,具有 “加热”“保温”两种功能,对应功率分别为400W和40W.当开关S1、S2均闭合时, 饮水机处于
9、(选填“保温”或“加热”)状态,R1的阻值为 . 加热加热 121121 电功、电功率的相关计算 考法3 16.2015河南,6如图是某款电热水龙头的电路原理图.R1、R2是电热丝,通过旋 转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡之间的 切换.当开关同时接触2、3触点时,水龙头放出的是 (选填“冷”“温” 或“热”)水.若R2=2R1,水龙头在温水挡正常工作时电功率为2 000 W,则它在热 水挡正常工作1 min消耗的电能为 J. 温温 1.81.810105 5 电功、电功率的相关计算 考法3 类型3 铭牌类 17.2013河南,5小明家的电能表月初的数字是 , 月
10、末表盘的示数如图所示.若按0.5元/(kWh)的标准收费,他家 本月应缴纳电费 元.若电能表的转盘在10 min内转过400r, 则接在该电能表上的用电器的总功率为 W. 18.2019河南,5在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独 工作2 min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了70 r,电热水 器的实际功率为 W.由于电热水器的功率远大于电冰箱, 从安全用电的角度考虑,电热水器的电源线比电冰箱的要 _(选填“粗”或“细”). 4242 12001200 21002100 粗粗 焦耳定律 考法4 19.2013河南,15如图所示,在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水, 现将阻值为R
11、1、R2的电阻丝(R1R2),分别按下图的四种方式连接放入水槽,并接 入相同电源.通电相同时间后,水温最高的是 ( ) A B C D D D 焦耳定律 考法4 20.2018河南,20(4)在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研 究与计算.小刚发现电热水壶的电源线都比较短,上网查询后发现,按照国家规定 的标准,电热水壶使用的电源线不能过长,横截面积不能过小,请利用所学的物理 知识进行解释. 答答: :电源线较长、横截面积较小电源线较长、横截面积较小, ,电阻较大电阻较大. .由焦耳定律可知由焦耳定律可知, ,相同时间相同时间 内电源线产生的热量较多内电源线产生的热量较多, ,容易
12、造成火灾容易造成火灾. . 欧姆定律 考点1 1.内容 导体中的电流跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 . 该定律是德国物理学家 首先通过实验研究得出的. 2.公式 I= 变形式:电压U= ,电阻R= . 正比正比 反比反比 欧姆欧姆 IRIR 欧姆定律 考点1 3.理解 (1)电阻是导体的一种性质,由R=不能得出电阻与电压成正比、与电流成反 比.R=只适用于数学计算,不反映物理规律. (2)欧姆定律中的I、U、R是同一段电路或同一导体的三个物理量. (3)计算时,应先将I、U、R三个物理量的单位分别换算成A、V、 ,再将物理 量代入公式进行计算. 欧姆定律 考点1 4.串、并联电路中的电流
13、、电压、电阻的关系 串联电路串联电路 并联电路并联电路 电路图 电流 各处电流 (I总=I1=I2) 干路电流等于各支路电流_ (I总=I1+I2) 相等相等 之和之和 欧姆定律 考点1 串联电路串联电路 并联电路并联电路 电压 总电压等于各部分电压 _ (U总=U1+U2) 各支路电压 (U总=U1=U2) 电阻 总电阻等于各电阻 (R 总=R1+R2) 并联电路总电阻的倒数等于各支路 电阻倒数之和( ) 比例关 系 串联分压: (导体两端的电 压与电阻成 比) 并联分流: (通过导体的电流 与电阻成 比) 之和之和 相等相等 之和之和 正正 反反 电能 考点2 1.电能 (1)单位:生活中
14、常用的电能单位是度,学名为 (符号是 ),1千 瓦时的电能等于额定功率为1kW的用电器正常工作1h所消耗的电能;在物理学中 电 能 常 用 的 单 位 是 ( 符 号 是 ) ; 换 算 关 系 是 1kW h=1000W3600s= J. (2)能量转化:电源将其他形式的能转化为 ,用电器将 转 化为其他形式的能. 2.电能表 (1)用途:电能表是计量用电器在一段时间内消耗 的仪表. 千瓦时千瓦时 kWhkWh 焦耳焦耳 J J 3.63.610106 6 电能电能 电能电能 电能电能 电能 考点2 (2)电能表的参数及其含义:如图所示. (3)电能表的使用方法: a.电能表结束和起始时的示
15、数 就是这段时间内电路消耗的电能. b.若电能表表盘上的参数为N r/(kWh),某段时间内电路中的电能表的转盘转 过了n r,则这段时间内电路消耗的电能W= kWh= J. 之差之差 即时小练即时小练 电能 考点2 1.小明家的电能表月初的示数为1 345.5 kWh,月末时表盘如图所示,则他家 本月消耗的电能为 kWh. 2.某用电器单独工作时,标有“3 000 r/(kWh)”字样的电能表的转盘在 10min内转过36 r,则10 min内该用电器消耗的电能是 J. 124124 4.324.3210104 4 电功 考点3 1.定义:电流流过导体所做的功. 2.影响因素:电流做功的多少
16、跟 、 、_ 都有关系.加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、通电时间越长, 电流做功越多. 3.计算公式:W= = (适用于所有电路). 对于纯电阻电路可推导出:W= = . 4.单位:物理学中常用单位是 ,符号是 ;生活中常用单位是 ,符号为 . 电流的大小电流的大小 电压的高低电压的高低 通电时间的长短通电时间的长短 UItUIt PtPt I I2 2RtRt 焦耳焦耳 J J 千瓦时千瓦时 kWhkWh 得分指南得分指南 电功 考点3 纯电阻电路和非纯电阻电路 纯电阻电路是由纯电阻元件组成的电路,纯电阻元件在通电时将电能全部转 化为内能. 非纯电阻电路是由非纯电阻元件组成的电
17、路,非纯电阻元件在通电时一般将 小部分电能转化为内能,将绝大部分电能转化为其他形式的能. 电功率 考点4 1.电功率 (1)物理意义:表示 的物理量. (2)定义:电流所做的功与时间 .定义式是 . (3)单位: ,简称 ,符号是 ;其他单位还有MW、kW等; 换算关系为1 MW=103 kW=106 W. (4)公式:P= =UI(适用于所有电路). 对于纯电阻电路可推导出:P=I2R= . 注:对纯电阻电路 串联电路中常用公式:P=I2R.串联电路电功率的分配跟电阻成正比,即 P1P2P3Pn=R1R2R3Rn. 并联电路中常用公式:P=.并联电路电功率的分配跟电阻成反比,即 P1P2=R
18、2R1. 电流做功快慢电流做功快慢 之比之比 瓦特瓦特 瓦瓦 W 电功率 考点4 (5)生活中常见用电器的电功率 液晶电视机 约 100 W 家用空调 约 1 000 W 排风扇 约 20 W 吸尘器 约 800 W 电吹风机 约 500 W 易错小练易错小练 判断正误 1.千瓦和千瓦时是两个不同物理量的单位. ( ) 2.用电器的功率越大,用电器消耗的电能越多. ( ) 得分指南得分指南 电功率 考点4 2.额定电压和额定功率 (1)额定电压:用电器 时的电压. (2)额定功率:用电器在 下工作时的电功率. (3)实际电压:用电器实际工作时的电压. (4)实际功率:用电器在实际电压下工作时的
19、电功率. 电压与电功率的对应关系 U实U额 P实U额 P实P额 用电器容易损坏 正常工作正常工作 额定电压额定电压 电功率 考点4 3.影响灯泡亮暗的因素 灯泡的亮度取决于灯泡的 ,实际功率 ,灯泡越亮. 实际功率实际功率 越大越大 焦耳定律 考点5 1.电流的热效应 (1)定义:电流通过导体时（50） 转化为（51） 的现象. (2)1840年,英国物理学家（52） 通过大量实验最先确定了电流产生 的热量与（53） 、（54） 和（55） 的关系;为 了纪念他的贡献,将他的名字命名为能量和功的单位. 2.焦耳定律 (1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的（56） 成正比, 跟（57） 成正
20、比,跟通电时间成（58） . 电能电能 内能内能 焦耳焦耳 电流电流 电阻电阻 通电时间通电时间 二次方二次方 导体的电阻导体的电阻 正比正比 焦耳定律 考点5 (2)公式:（59） 得分指南得分指南 对于纯电阻电路可推导出:Q=W=UIt=Pt=I 2Rt=（60） ;对于 非纯电阻电路W Q. Q=IQ=I2 2RtRt 焦耳定律 考点5 3.电热的利用和防止 (1)利用:电热水器、电饭锅、电熨斗和养鸡场的电热孵化器等. (2)防止:电视机的后盖有很多孔,就是为了通风散热,使用时一定要把防尘的布 罩拿开;电脑运行时温度会升高,需要用微型风扇及时散热. 动态电路分析 命题角度1 类型1 滑片
21、移动引起的动态电路分析 例1 如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器 的滑片P向左移动时,请回答下列问题: (1)(判断电路的连接情况)电路中的电流有 条路 径,R、R1的连接方式是 . (2)(判断电表的测量对象)电流表测量通过 的电流,电压表 测量 两端的电压. (3)(判断滑片移动时相关物理量的变化情况)滑动变阻器R接入电路的阻值变 _,电路的总电阻变 ,电流表的示数变 ,电压表的示数 变 ,R1的电功率变 ,电路的总功率变 . 1 1 串联串联 电路电路( (或或R R1 1, ,或或R)R) R R 大大 大大 小小 大大 小小 小小 动态电路分析 命题角度1 例2 如图所
22、示的电路,电源电压不变,滑动变阻器的滑片P位于中间位置,闭合开 关,各元件均正常工作(忽略温度对灯丝电阻的影响),请回答下列问题: (1)(判断电路连接方式)滑动变阻器R与灯泡L的连接方式是 . (2)(判断电表测量的对象)电流表A1测通过 的电流;电流表A测量通过 _的电流;电压表测量 两端的电压. 并联并联 灯泡灯泡L L 干路干路 电源电源( (或或R,R,或或L)L) 动态电路分析 命题角度1 (3)(电路的动态分析)当滑片P向右移动时: 电压表示数 ,电流表A1示数 ,电流表A 示数 ; 滑动变阻器R的电功率 ,灯泡L的电功率 ,电路的总功 率 ; 电压表示数与电流表A1示数的比值
23、,电压表示数与电流表A示数的比 值 . 不变不变 不变不变 变小变小 变小变小 不变不变 变小变小 不变不变 变大变大 动态电路分析 命题角度1 类型2 敏感电阻阻值变化引起的动态电路分析 例3 2020郑州适应性测试(双选)如图所示是一种测量环境湿度仪器的简化工 作原理图.电源电压恒为6V,定值电阻R为15 ,R0为湿敏电阻,其阻值随环境湿度 的增加而减小,湿敏电阻的阻值范围为1020 ,电压表量程为03V,电流表量程 为00.6A.闭合开关S,当环境湿度增加时,在保证两电表安全的前提下,下列说法 正确的是 ( ) A.电流表示数变大,R0两端的电压变小 B.电压表示数与电流表示数的比值变大
24、 C.R0的阻值可以为10 D.电路的最大功率为1.2W ADAD 动态电路分析 命题角度1 例4 2020洛阳二模(双选)如图甲所示为某自动除湿器的电路图.控制电路中 U1=12 V,R为湿敏电阻,它的阻值随相对湿度 (空气的潮湿程度)变化的图像如 图乙所示,L为磁控开关(线圈电阻不计),当电流大于或等于30mA时,L的两个磁性 簧片相互吸合,工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿;工作电路两端电压 U2=220 V,Rg为保护电阻.闭合开关S,下列说法正确的是 负负 动态电路分析 命题角度1 A.当空气的相对湿度变小时,控制电路中的电流变大 B.若要求相对湿度控制在45%以下,则调控电阻R0
25、的阻值可以为400 C.若除湿过程中工作电路的总功率为1100W,则工作电路的电流为5A D.若控制电路的电源电压略有降低,为保证除湿器仍按设定值工作,则R0应适当 调小 【答案】【答案】CDCD 动态电路分析 命题角度1 类型3 开关通断引起的动态电路分析 例5 如图所示电路,R1、R2为定值电阻,电源电压不变,先闭合 开关S1、S2,然后断开开关S2,请回答下列问题: (1)闭合开关S1、S2时,电流表测量通过 的电流,电压 表测量 两端的电压. (2)闭合开关S1、断开开关S2时,电流表测量通过 的电流,电 压表测量_两端的电压. (3)先闭合S1、S2,再断开S2,电路的总电阻变 ,电
26、流表示数变 , 电压表示数变 . R R2 2 电源电源( (或或R R2 2) ) 电路电路( (或或R R1 1, ,或或R R2 2) ) R R2 2 大大 小小 小小 动态电路分析 命题角度1 类型3 开关通断引起的动态电路分析 例6 2020湖南岳阳如图所示的电路中,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压 表.只闭合S1时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变 化.则 ( ) A.a表是电压表 B.先闭合S1、S2,再闭合S3,a表示数无变化 C.S1、S2、S3都闭合,移动滑片P,a、b两表示数无变化 D.S1、S2、S3都闭合,b表示数除以a表示数等于电
27、阻R1的阻值 C C 提分技法提分技法 动态电路分析 命题角度1 动态电路分析的一般步骤 电路尽管千变万化,但有规律可循,可总结为“一个不变,两个关键,一个整体 ”. (1)一个不变:电路中总电压不变. (2)两个关键:一是越串联,总电阻越大,越并联,总电阻越小;二是对于由两部 分电阻串联或并联而成的电路,若其中一部分是定值电阻,而另一部分为可变 电阻,则总电阻大小的变化情况与可变电阻大小变化情况一致. (3)一个整体:分析电路时必须考虑整个电路中各物理量的变化情况,然后由 整体到部分,由定值到变值. 与欧姆定律、电功率相关的计算 命题角度2 类型1 纯电路类 例7 2020洛阳一模如图所示,
28、电源电压恒定.小灯泡L标有“3 V 0.6 W”字样 ,R为定值电阻.闭合S,断开S1,小灯泡正常发光.若再闭合S1,发现电流表示数变 化了0.3 A,则R的阻值为 ,此时小灯泡L和电阻R的功率之比是 .S和 S1都闭合时,此电路1 min内消耗的电能是 J. 1010 2:32:3 9090 与欧姆定律、电功率相关的计算 命题角度2 例8 2020四川自贡如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6 V 3 W”字样,当 开关S1、S2都断开,滑片P从b端滑到某一位置c时(图中未标出),滑动变阻器R接 入电路的电阻减小了6 ,电流表示数变化了0.1 A,此时灯泡恰好正常发光;保持 滑片P的位置不变
29、,闭合开关S1、S2,电流表示数又变化了1.5 A,设灯丝电阻不变 ,则下列说法正确的是 ( ) A.灯泡的电阻为2 B.电源电压为9 V C.滑动变阻器的最大电阻为12 D.当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路总功率的最小值为20 W D D 与欧姆定律、电功率相关的计算 命题角度2 类型2 坐标图像类 例9 2020开封二模如图甲所示的电路,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过 程中,滑动变阻器R1的功率与电流的关系如图乙所示,通过计算可知,R的阻值为 _ ,电源电压为 V,滑动变阻器的最大功率为 W. 1010 1212 3.63.6 与欧姆定律、电功率相关的计算 命题角度2 例10 2
30、020江苏苏州在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电 阻.闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随 电流表示数变化的完整图线如图乙所示.则下列说法正确的是 ( ) A.电压表V1对应的是图线 B.电压满足Uc=Ua+Ua C.R2的最大阻值小于R1的阻值 D.电路的最大总功率为2UbIb B B 与欧姆定律、电功率相关的计算 命题角度2 类型3 铭牌信息类 例11 2020江苏盐城月底,小明对自家用电的情况进行调查,观察到电能表的 表盘如图所示.小明家中的用电器正常使用时的总功率不能超过 W.用 电器工作时消耗0.5 kWh的电能,电能表指示灯闪烁
31、次.若上月底电 能表示数为1877.6 kWh,则本月消耗的电能为 kWh. 8 8008 800 1 6001 600 140140 与欧姆定律、电功率相关的计算 命题角度2 例12 2020黑龙江哈尔滨如图所示,L1规格为“3V 3W”,L2规格为“3V 1.5W”,灯丝电阻不变,电源电压为3V.开关S闭合后,下列说法正确的是( ) A.L1和L2的电阻之比是21 B.L1和L2的电流之比是12 C.L1两端电压是2 V D.两灯的总功率是1 W D D 与欧姆定律、电功率相关的计算 命题角度2 类型4 多挡位家用电器类 例13 2020云南如图所示,甲是某款电热水龙头,乙是它的电路原理图
32、.R1、 R2是电热丝,R1=24 ,R2=48 .通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻 触点实现冷水、温水、热水挡的切换.当开关S接触2、3触点时,水龙头放出 的是 水.不考虑温度对电热丝阻值的影响,水龙头在热水挡位正常 工作时电路的功率是 W. 温温 3 0253 025 与欧姆定律、电功率相关的计算 命题角度2 例14 2019重庆A具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车 安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换.如图所示是模拟汽车智能后视镜加 热的电路原理图,其中测试电源的电压为10 V,四段电热丝的电阻均为10 , 防雾、除露、化霜所需的加热功率依次增大.下列说法正确的是 ( ) A.开关旋至“1”挡,开启化霜功能 B.开启防雾功能,电路的总电阻为5 C.化霜与防雾电路的总功率之差为15 W D.从防雾到除露,电路的总电流变化了1 A C C 提分技法提分技法 与欧姆定律、电功率相关的计算 命题角度2 解决多挡位问题的思路 解决多挡位问题的关键在于判断电路中总电阻的大小.电源电压不变时,由 P= 可知,电路的总电阻最小时,总功率最大,电路处于高温挡;电路的总 电阻最大时,总功率最小,电路处于低温挡. R U 2
