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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 连通器原理及应用 浮力及阿基米德原理 热量的计算公式的应用 电功率的计算公式的变形 安全用电 试题正文
  • 计算题
    图-甲是家庭常用的电热壶及其铭牌。

    （1）电热壶外部能看到漂浮着红色浮球的透明水位计，顶部开有通气孔的水位计底部与电热壶内底相通，形成__________，红色浮球指示壶内水量，其受到的浮力_______（填“大于”、“等于”或“小于”）自身重力。图-乙显示电热壶烧水的最大水量为1.7L，现装水量为_________L。图-丙显示电热壶烧水的最小水量，当电热壶装有最小水量时，壶内的水__________（填“会”或“不会”）浸没电热圈。
    （2）图-丁是电热壶通电用的三脚插头和三孔插座，则A孔接________，B孔接________。
    （3）电热壶正常工作时的电流为多少安？电阻为多少欧？
    （4）若电热壶现装水的初温为20℃，电热壶烧水效率为90%，通电正常工作4.2min，问：①电热壶内水的质量是多少千克？②水能不能被烧开？ [ 1L=10－3m3c水=4.2×103J/（kg·℃） 大气压为1标准大气压]
    本题信息：2010年福建省中考真题物理计算题难度较难 来源:牛青丹
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本试题 “图-甲是家庭常用的电热壶及其铭牌。（1）电热壶外部能看到漂浮着红色浮球的透明水位计，顶部开有通气孔的水位计底部与电热壶内底相通，形成__________，红色...” 主要考查您对

连通器原理及应用

浮力及阿基米德原理

热量的计算公式的应用

电功率的计算公式的变形

安全用电

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  • 连通器原理及应用
  • 浮力及阿基米德原理
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  • 安全用电
定义：
上端开口，下端连通的容器叫连通器，如图所示。

特点：
连通器里的同种液体不流动时，各容器中的液面总保持相平。

应用：
乳牛自动喂水器、茶壶、锅炉水位计、船闸等。如图所示。

说明：
(1)连通器的特点既可以通过实验归纳得出，也可以通过理论推导得出。
(2)理论推导的过程(建立模型法)：如图，液体不流动一液片处于平衡状态一液片两侧受到的压力相等(F左=F右)→液片两侧受到的压强相等(p左=P右)→两管液面高度相等(h左=h右)→两管液面相平。

 (3)连通器特点应用：连通器的特点是只有容器内装有同一种液体时各个容器中的液面才是相平的。如果容器倾斜，则各容器中的液体即开始流动，由液柱高的一端向液柱低的一端流动，直到各容器中的液面相平时，才停止流动。


压强计：
    压强计是测量液体内部压强的仪器(如图所示)，它由探头，U形管，软管组成，当探头的薄膜(橡皮模) 受压强的作用时，U形管左右两侧液面就会产生高度差，液面高度差越大，薄膜(橡皮模)受到的压强越大。


船闸:
     船闸是利用连通器原理T作的。通过闸门和阀门的打开、关闭，调节船闸内的水位分别与上、下游水位相平，使船经过船闸从上游驶往下游或从下游驶往上游。当上游闸门打开时，闸室与上游河流构成连通器；当下游闸门打开时，闸室与下游河流构成连通器，这样使落差较大的河面上能让船只正常安全地行驶。下面描述的是一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。
(1)如图l船在上游(打开上游阀门A，闸室和上游水道构成了一个连通器)。
(2)如图2船进入闸室中(闸室水面上升到和上游水面相平后，打开上游闸门，船驶入闸室)。
(3)如图3船准备出闸室(打开下游阀门B，闸室和下游水道构成了一个连通器)。

浮力：
（1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
（2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
（3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
阿基米德原理：
（1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
（2）公式：，式中ρ液表示液体的密度，V排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。
浮力大小跟哪些因素：
有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。
阿基米德原理的五点透析：
(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。

(2)G排指被物体排开的液体所受的重力，F浮= G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。

(3)V排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V排=V物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V排<V物。

(4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。

(5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ液应该为ρ气。

控制变量法探究影响浮力大小的因素:
     探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量法”的思想去分析和设计，具体采用“称量法”来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
例1小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，因此他提出两个问题：
问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力?
问题2：浮力大小与哪些因素有关?
为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验，
(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力；
(2)做___(选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；
(3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与 __的关系。

解析(1)物体在水中时受到水向上托的力，因此示数会变小。
(2)研究浮力与深度的关系时，应保持V排和ρ液不变，改变深度。
(3)在V排不变时，改变ρ液，发现浮力大小改变，说明浮力大小与ρ液有关。
答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度

公式法求浮力:
     公式法也称原理法，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为：F浮=G排=ρ液gV排)。此方法适用于所有浮力的计算。
例1一个重6N的实心物体，用手拿着使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是10N，则该物体受到的浮力大小为____N。
解析由阿基米德原理可知，F浮=G排=10N。
答案10

实验法探究阿基米德原理:
     探究阿基米德原理的实验，就是探究“浮力大小等于什么”的实验，结论是浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。实验时，用重力差法求出物体所受浮力大小，用弹簧测力计测出排开液体重力的大小，最后把浮力与排开液体的重力相比较。实验过程中注意溢水杯中的液体达到溢口，以保证物体排开的液体全部流入小桶。
例1在探究“浮力大小等于什么”的实验中，小明同学的一次操作过程如图所示。

 (1)测出铁块所受到的重力G铁；
(2)将水倒入溢水杯中；
(3)把铁块浸入溢水杯中，读出弹簧测力计示数F；
(4)测出小桶和被排开水的总重力G；
(5)记录分析数据，归纳总结实验结论，整理器材。
分析评估小明的实验，指出存在的问题并改正。
解析:在探究“浮力大小等于什么”的实验中，探究的结论是浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力，所以实验时，需要用弹簧测力计测出铁块受到的浮力和它排开水的重力进行比较得出结论，因此实验过程中需要测空小桶的重力G桶，并且将溢水杯中的水加至溢水口处。
答案:存在的问题：
(1)没有测空小桶的重力 (2)溢水杯的水量不足
改正：(1)测空小桶的重力G桶(2)将溢水杯中的水加至溢水口处
浮力知识梳理：

曹冲称象中的浮力知识：
   例曹冲利用浮力知识，巧妙地测出了大象的体重。请你写出他运用的与浮力有关的知识_____、 ____，另外，他所用到的科学研究方法是：_____和______.
  
   解析:曹冲称象的过程是首先把大象放在船上，在水面处的船舷上刻一条线，然后把大象牵上岸。再往船上放入石块，直到船下沉到船舷上的线再次与水面相平时为止，称出此时船上石头的质量即为大象的质量。两次船舷上的线与水面相平，根据阿基米德原理可知，为了让两次船排开水的体积相同，进而让两次的浮力相同，再根据浮沉条件，漂浮时重力等于浮力可知：船重+大象重=船重+石头重，用多块石头的质量替代了不可拆分的大象的质量，这是等效替代法在浮力中的一个典型应用。
 
   答案:浮沉条件  阿基米德原理  等效替代法化整为零法
公式法计算物体吸收或放出热量的多少：
1．热量计算公式(在没有发生状态变化的情况下)
(1)当物体的温度升高时，吸收的热量是：Q吸 =cm(t-t0)：
(2)当物体的温度降低时，放出的热量是：Q放 =cm(t0—t)。公式中c表示物质的比热容，m表示物体的质量， t0表示物体的初温，t表示物体的末温，(t一t0)表示物体吸热时升高的温度，(t0一t’)表示物体放热时降低的温度。
(3)若温度的变化量用△t表示，那么吸、放热公式可统一表示为：Q=cm△t。

2．热量公式的变形式：
利用热量的计算公式，不仅可以计算物体吸收(或放出)热量的多少，还可以计算物质的比热容、质量、温度变化等。计算式为。

巧法解图像类问题：
    在物理学习过程中，我们常常会遇到图像题，此类题目的难度并不大，但是很多同学出错。有的看不懂图像，有的没有看清楚坐标轴，甚至有的会感到无从下手。其实此类问题用“公式法”会很容易解决，而且不易出错，具体方法是：根据公式，把题目图像的要求进行变形，最后根据图像得出答案。

例：用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得出两种液体的温度随加热时间的变化关系如图所示，用T甲、T乙分别表示甲、乙两种液体的沸点，c甲，c乙分别表示甲、乙两种液体的比热容，根据图像可得出正确的关系是（   ）

A.T甲>T乙； c甲>c乙   B.T甲>T乙；c甲<c乙
C.T甲<T乙； c甲>c乙   D.T甲<T乙；c甲<c乙

解析：观察图线，乙图线与时间轴平行的“平台”对应的温度较高，不难看出T甲<T乙。虚线部分表示时间相同则两种液体吸收的热量相同。又因为两种液体的质量相同，因此我们把公式进行变形c =，而可从图像看出甲的温度变化大，故c甲<c乙

答案：D


解读电功率的计算公式：
     电功率的四个表达式：（1）定义式：P=W/t。（2）反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。（4）式P=U2/R。
     电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式P=W/t。 

     经实验研究证明，电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，即P=UI。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的，电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能，当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以，P=UI广泛应用于电功率的计算。
    
    与欧姆定律结合得到的（3）式P=I2R、（4）式P=U2/R适用于纯电阻电路。因为，欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系，是在纯电阻电路中得出的，所以，它只适用于纯电阻电路。如：白炽灯、电阻、电热器等，不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等，所以在串联电路中，使用（3）式P=I2R分析和计算方便。在并联电路中，各支路两端电压相等，所以用（4）式P=U2/R分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析，除了含电动机电路的电功率计算外，其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中，四个计算公式通用，可根据具体情况选择方便的公式进行运用。

巧用电阻不变求实际功率：
      由用电器铭牌上的U额、P额，求出电阻。即由P= ，解出R=；由于电阻是不变的物理量，当求不同电压的实际功率时，可依据求得。
例1：如图所示，电源电压不变，灯L1标有“6V 3W”字样。当S、S1均闭合时，L1正常发光，的示数是____V。若闭合S、断开S1，的示数是0．3A，则L2的实际功率为__W。

解析：当S、S1均闭合时，L2被短路，此时L1正常发光，所以电压表示数等于6V。当闭合S，断开S1 时，灯L1、L2串联。灯L1电阻。灯L1两端电压，所以灯L2的实际功率。
答案：6  0．72


安全用电原则：
    对于安全用电必须做到“四不”，即不接触低压带电体，不靠近高压带电体，不弄湿用电器，不损坏绝缘层。例如，在日常生活中，首先不要私拉乱接，私拉乱接是违反用电制度的，在安装电路上是不符合要求的，是容易出事故的；另外，在日常生活中换灯泡、擦灯泡的时候，应先将电源断开，不要用湿手、湿布擦灯泡，不要站在地上去擦，要站在木凳或桌子上去擦，防止万一开关失灵漏电造成触电事故，要特别注意安全。
了解几个电压值：
安全电压：不高于36V；家庭电路电压：220V；动力电压：380V。
家庭电路电压和动力电压都远远高于安全电压，所以禁止靠近或接触

欧姆定律与安全用电：
1．不管是人体触电，还是引发火灾，都是电路中的 电流过大造成的，因此从欧姆定律的角度考虑， 要注意以下两个方面：
(1)电压越高越危险。因为电压越高，电流越大。
(2)防止电阻过小，因为电阻越小，电流越大。如用湿手触摸开关和用电器、不该连接的地方错误连接造成短路时电阻过小。

2．加在人体上但不会对人体造成危害的电压，称为安全电压。低于36V的电压对人体是安全的，是安全电压。我国家庭电路的电压是220V，动力电路的电压为380V，高压输电线路的电压可以达到105V，都远远高于安全电压。

触电及触电事故的处理：
1．低压触电：通常所讲的“触电”是指一定大小的电流通过人体所引起的伤害事故。触电一般分为单线触电和双线触电，如下图所示。单线触电是人体直接触摸电源、火线或漏电的用电器等，使人体与大地形成回路。双线触电是人体的两部分(如两只手)分别接触到火线和零线，使人与电网形成回路。

 2．高压触电：最常见的是高压电弧触电和跨步电压触电。
(1)高压电弧触电：当人体靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和人体间发生放电现象，电流通过人体，造成高压电弧触电。
(2)跨步电压触电：高压输电线落在地上，地面上与电线断头距离不同的各点存在电压，当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，因而两脚之间有了电压，这时电流通过人体，造成跨步电压触电。
3．触电事故的处理具体做法：一是切断电源，或者用一根绝缘棒将电线挑开，尽快使触电者脱离电源。二是尽力抢救。三是发生电火灾务必在切断电源后，才能泼水救火。在整个救护过程中，必须随时注意自身保护，防止自己也触电。


发现相似题
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