本试题 “如图所示,在探究电流做功与哪些因素有关的实验中,小电动机通过细线将砝码吊起.(1)请将滑动变阻器接入电路中(要求连线不得交叉);(2)若不计摩擦及损...” 主要考查您对功率的计算
电路的连接
电流的测量,电流表的使用及读数方法
电压的测量,电压表的使用
电功的概念
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公式法计算功率:
运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的,不能张冠李戴。单位要统一,P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
例1 如图所示,铁明同学向上跳台阶进行晨练,铁明重500N,在10s内匀速连跳12个台阶,每个台阶的高度为0.2m。在这个过程中,已知铁明克服摩擦做功为2800J,求出此过程中:
(1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
(2)铁明克服重力做功是多少?
(3)铁明做功的总功率多大?
解析:竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出,克服重力做功等于重力与高度的乘积,即,总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
(1)0.24m/s
(2)
(3)
例2在打捞海底沉船时,常用水下机器人潜入水下打捞船上物品,已知ρ海水=1.03×103kg/m3。
(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3,密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动,求该力的大小。
(3)若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时,机器人水平推进力的功率。
解析:(1)由液体压强公式得,,
(2)物体在水下受平衡力的作用,则
则
(3)由题图可知,海水阻力与机器人的运动速度成正比,当机器人运动速度为0.5m/s时,f=175N 机器人匀速前进时,机器人水平推进力F=f
P=Fv=175N×0.5m/s=87.5W
答案:(1)7.21×105Pa(2)334N(3)87.5W
四种连接类型的作图说明:
(一)看实物画电路图,关键是在看图,图看不明白,就无法作好图,中考有个内部规定,混联作图是不要求的,那么你心里应该明白实物图实际上只有两种电路,一种串联,另一种是并联,串联电路非常容易识别,先找电源正极,用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置,然后作图。顺序是:先画电池组,按元件排列顺序规范作图,横平竖直,转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压,在检查电路无误的情况下,将电压表并在被测电路两端。对并联电路,判断方法如下,从电源正极出发,沿电流方向找到分叉点,并标出中文“分”字,(遇到电压表不理它,当断开没有处理)用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进,直至两支笔尖汇合,这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路,每条支路中有几个元件,分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路,分点到电源负极之间也是干路,看一看干路中分别有哪些元件,在都明确的基础上开始作电路图,具体步骤如下:先画电池组,分别画出两段干路,干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路,有几条画几条(多数情况下只有两条支路),并准确将每条支路中的元件按顺序画规范,作图要求横平竖直,铅笔作图检查无误后,将电压表画到被测电路的两端。
(二)看电路图连元件作图方法:先看图识电路:混联不让考,只有串,并联两种,串联容易识别重点是并联。若是并联电路,在电路较长上找出分点和合点并标出。并明确每个元件所处位置。(首先弄清楚干路中有无开并和电流表)连实物图,先连好电池组,找出电源正极,从正极出发,连干路元件,找到分点后,分支路连线,千万不能乱画,顺序作图。直到合点,然后再画另一条支路[注意导线不得交叉,导线必须画到接线柱上(开关,电流表,电压表等)接电流表,电压表的要注意正负接线柱]遇到滑动变阻器,必须一上,一下作图,检查电路无误后,最后将电压表接在被测电路两端。
(三)设计电路方法如下:首先读题、审题、明电路,(混联不要求)一般只有两种电路,串联和并联,串联比较容易,关键在并联要注意干路中的开关和电流表管全部电路,支路中的电流表和开关只管本支路的用电器,明确后分支路作图,最后电压表并在被测用电器两端。完毕检查电路,电路作图必须用铅笔,横平竖直,转弯处不得画元件,作图应规范。
(四)识别错误电路一般错误发生有下列几种情况:
1、是否产生电源短路,也就是电流不经过用电器直接回到电源负极;
2、是否产生局部短接,被局部短路的用电器不能工作;
3、是否电压表、电流表和正负接线柱错接了,或者量程选的不合适(过大或过小了);
4、滑动变阻器错接了(全上或全下了)。
并联电路中电流表的连接问题:
如图,要保证L1和L2并联,只要线头M接在从灯 L2的左接线柱到电流负极的任一接线柱上都可以。但当M接在灯泡L1的左接线柱上或电流表的右接线柱上时,电流表被留在干路中;当M接在电源负极或电流表的左接线柱上时,电流表被留在了L2的支路上。所以两种接法电流表所处的位置不同,所测的电流也不同。
例如:图甲是小亮同学测量并联电路中的总电流时连接的电路。
(1)请你在a、b导线中撤掉一根多余的导线,使电路符合实验要求。你选择撤掉的是_____导线。
(2)撤掉多余的导线后,闭合开关,电流表的读数如图乙所示,其读数为_____A。
解析从图示可以看出导线6是多余的,去掉b 后,两灯泡并联,电流表测干路的电流,从电流表的量程和指针偏转可以看出,此时的示数为0.34A。
答案(1)b(2)0.34
项目 |
电流表 |
实物图 | |
符号 | |
接线柱 | 有三个接线柱,分别是“-”、“0.6”和“3”,“-”表示负接线柱,“0.6”和“3”是两个正接线柱 |
量程及分度值 | 0~0.6A量程,分度值为0.02A;0~3A量程,分度值是0.1A |
使用方法 | ①电流表必须与被测用电器串联 ②要让电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出 ③所测电流不能超过电流表的量程,若不能估测被测电流的大小,可用试触法来试一下 ④绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在电源的两极上,这样会烧坏电流表和电源 |
读数方法 | ① 根据导线连接的接线柱判定电流表使用的是哪个量程 ② 根据量程确定所对应的分度值 ③ 根据指针位置正确读取电流表的示数,若指针不指在整刻度要适当估读 ④ 记录数值时不要忘记写上单位 |
项目 |
电压表 |
实物图 | |
符号 |
|
接线柱 |
有三个接线柱,分别是“-”、“3”和“15”,“-”表示负接线柱,“3”和“15”是两个正接线柱 |
量程及分度值 |
0~3量程,分度值为0.1V;0~15V量程,分度值是0.5V |
使用方法 |
①电压表必须与被测用电器并联 |
读数方法 |
① 根据导线连接的接线柱判定电压表使用的是哪个量程 |
电压表的特点:
电压表内阻很大,接入电路后相当于开路。由于这个特点,电压表可以直接接到电源两端测量电源电压。如果电压表在使用过程中与用电器串联,电路就相当于开路了。
例在做“练习使用电压表”实验时,小华把电压表接在了如图所示的电路中,小灯泡的规格为“1.2v 1.5w”,电池的电压为1.5V。闭合开关S后,小灯泡__(填“发光”或“不发光”),电压表的示数为__V。
解析:从图中可以看出,电压表与灯泡串联了,由于电压表的电阻很大,所以通过灯泡的电流很小,可以认为是零,所以灯泡不会亮,根据串联电路的分压规律,电源电压基本上都分在了电压表两端,所以电压表的示数为电源电压。
答案:不发光、1.5
去源法判断电压表测哪部分电路的电压:
去源法是指在分析电路中电压表测的是哪个部分电路两端的电压时,可先将电源去掉,然后进行分析的方法使用“去源法”时应注意,在去掉电源(即电源处断开)后,电压表与哪个部分电路组成回路,则电压表测的就是那部分电路两端的电压。
例1:存图所示的电路中,闭合开关S,电压表是测量L1两端电压的正确电路是( )
解析:去掉电源后,会发现A、B、C中电压表均与L2构成回路;D中电压表与L1、L2均构成回路。
答案:D
点拨:所谓“构成回路”是指电压表与其他用电器之间有导线(包括开关)相连,没有断开之处。
故障 | 电压表示数 | 出现故障的位置 | 出现故障的原因 | 用电器工作情况 | 电路图 |
短路 | 零 | 与电压表并联的用电器发生短路 | 导线两端电压为零 | 部分用电器工作 | |
短路 | 电压表的示数 接近电源电压 |
与电压表并联的用电器以外的用电器发生短路 | 电源电压全部加在与电压表并联的用电器两端 | 部分用电器工作 | |
断路 | 零 | 与电压表并联的用电器以外的用电器发生断路 | 电压表的接线柱 (至少有一个)没有与电源接通 | 用电器不工作 | |
断路 | 电压表的示数 接近电源电压 |
与电压表并联的用电器发生断路 | 电压表、用电器与电源直接构成了一个通路 | 用电器不工作 |
概念:
电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,或消耗了多少电能
电功单位:
国际单位:焦耳(J)
常用单位:千瓦时(kW·h)
关系:1kW·h=3.6×106J
用控制变量法和转换法探究电流做功与哪些因素有关:
1.在实验探究过程中,先采用串联电路,控制通过两段电阻丝的电流相同,在通电时间相同的情况下探究电流做功与电压大小之间的关系;再采用并联电路,使加在两段电阻丝上的电压相同,在通电时间相同的情况下,探究电流做功与电流大小之间的关系。
2.电流做功多少是通过电流的热效应转换为煤油的内能的变化,又转化为煤油的温度变化来体现的。
例对于“电流做功与哪些因素有关”的问题,刘星同学作了如下猜想:
猜想A:电流做功可能与电压有关;
猜想B:电流做功可能与电流有关;
猜想C:电流做功可能与通电时间有关。为了验证自己的猜想,他选择了如图甲所示的装置(除电阻丝阻值不同外,其余条件均相同)及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路,如图乙所示。
(1)将两电阻丝串联接人电路的目的是为了控制通过电阻丝的____和通电时间相同,他采用的科学探究方法是_____。
(2)接通电路前,他想:通电一段时间后观察温度计示数的变化,若两支温度计示数变化不同,则说明电流做功与电阻丝两端的______有关这就验证了猜想_______。
解析:从猜想可以看出,影响电流做功的因素有电压、电流和通电时间三个因素,在通过实验探究电流做功与某个因素的关系时,应采用控制变量法。实验装置采用串联的目的是使通过两电阻的电流和通电时间相同(同时接通,同时断开),这是为了研究电流做功与电压的关系,阻值大的电阻两端电压大。电流做功时将电能转化为煤油的内能,因此电流做功的多少可以通过煤油的温度显示出来,若通电一段时间后,两瓶中煤油温度变化不同,则说明电流做功与电压有关。
答案:(1)电流 控制变量法(2)电压 A
与“如图所示,在探究电流做功与哪些因素有关的实验中,小电动机...”考查相似的试题有: