欧姆定律、电功率、焦耳定律重点考点全掌握 / 四六文摘

电学中有电流I、电压U、电阻R、电能W、电功率P和电热Q六个基本的物理量.公式多、计算量大和综合程度高是本板块的显著特点.

电功率和电热的计算是中考的 必考点,也是力电综合的 关联点.测量小灯泡的电阻和电功率仍是中考的常考实验.电学计算题常以 电能表或家用电器(如电吹风、电热水器、电饭煲等)为背景,结合生活实际对电能、电功率、电热及效率进行综合考查,突出物理与生活的紧密联系.

本专题包含 欧姆定律、电能与电功率、电功率的测量和焦耳定律四部分.

壹

欧姆定律的理解和应用

1.重点考点

欧姆定律是在探究导体的电流跟哪些因素有关实验的基础上得出的结论,应注意以下考点：

（1）对应关系:公式I=U/R说明导体中电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关,其中Ⅰ、U、R必须对应于同一电路和同一时刻.

（2）因果关系:电流随电压和电阻的变化而变化,电压和电阻是“因”,电流是“果”，不能颠倒.

（3）欧姆定律揭示了电流、电压、电阻三者之间的数量关系和比例关系.

三个比例关系分别为:

①电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,即I1 /I2 =U1 /U2 .

②电流一定时,导体两端的电压和它的电阻成正比,即U 1 /U 2 =R 1 /R 2 ,该规律又可描述为串联分压,电压的分配和电阻成正比,即电阻大的分压多.

③电压一定时,导体中的电流和导体的电阻成反比,即I 1 /I 2 =R 2 /R 1 ,该规律又可描述为并联分流,电流的分配和电阻成反比,即电阻大的分流小.

2.中考常见题型

中考一般会从 三方面考查欧姆定律的应用:

一是对欧姆定律及变形公式的理解和应用,一般不加生活背景,以纯知识性的题目出现在填空题中;

二是应用欧姆定律进行简单的串、并联电路的相关计算;

三是借助欧姆定律变形式测量定值电阻或小灯泡的电阻,多在实验探究题中出现.

贰

电能与电功率

1.重点考点

常用的电能计算公式有三个:W=Pt、W=Ut(普遍适用)和W=n/N(仅适合电能表).

电功率的计算公式有四个: 定义式P=W/t(普遍适用), 决定式P=UI(普遍适用), 导出式P=U 2 /R和P=I 2 R(这两个公式只适用于纯电阻电路).

这部分的 难点是公式的选择及实际功率与额定功率的区别, 易错点是各物理量的对应关系及计算.

2.中考常见题型

中考常见的题型有三种:

一是以小家电为背景计算电能或实际电功率的填空题.

二是对电能和电功率概念进行辨析或有关小灯泡安全工作“极值”问题的选择题.

三是以家用电器为背景将电能、电功率和效率结合在一起的综合应用题.

小结：由于电动机电路为非纯电阻电路，电流做的功一部分转化为电热，更多的转化为机械能，因此欧姆定律及由此推导出的公式 不适用于电动机.有关电动机的计算近几年中考几乎没有涉及，但教材上讲到了电动机及能量的转化情况，故 参加2020年中考的同学们应重视.

叁

电功率的测量

1.重点考点

测量用电器的电功率常有 两种方法:

一是借助于公式P=UI测量.

用电压表和电流表分别测出用电器两端的电压和通过它的电流,代入公式即可求出用电器的实际电功率.

若使用滑动变阻器将用电器两端的电压调至U 实 =U 额 ,测出的实际电功率等于该用电器的额定功率.

若电路中只有电流表或电压表,即“两表缺一”时,测用电器的额定电功率,这是实验探究中的拔高题,体现了试卷的区分度.

二是用公式P= W/t测量.

用电能表和秒表测出用电器单独工作时,在时间t内消耗的电能W即可,该方法常用于测量家用电器的实际电功率.

2.中考常见题型

中考 常见的题型是测量用电器的实际功率或额定功率.

其中 使用公式P=UI测量用电器的额定功率是中考的高频题,题目包含器材选取、电路连接、故障排除、数据处理、误差分析、电路设计和方案评价等内容.

设计型的实验一般出现在常规实验的最后一问,分值为3~4分,旨在考查同学们的创新能力和灵活运用知识解决实际问题的能力.但近年 中考多会淡化这方面的拔高和拓展,而 更注重实验的设计、器材的选取、实验方法的体现和实验数据的处理等实验素养问题.

肆

焦耳定律

1.重点考点

焦耳定律是定量描述电能向内能转化的规律,用公式Q=I 2 Rt表示,它 适用于任何电路的电热计算.

在消耗的电能全部用来产生电热的情况下(称之为纯电阻电路),电功W和电热Q相等,这时也可以用公式Q=U 2 t/R及Q=Pt来计算电热.

若消耗的电能没有全部转化为电热,如含有电动机的电路,消耗的电能有一部分转化为电热,更多的电能转化为机械能,即消耗的电能W远大于电动机产生的电热Q,这时消耗的电能用W=Pt或W=UIt计算,产生的电热只能用公式Q=I 2 Rt来计算,二者的量值和物理意义是不同的.

2.中考常见题型

中考常见题型有 两类:

一类是焦耳定律的探究实验;

另一类是以家用电器(铭牌)为背景,计算或比较它们在不同挡位时的电热情况.

小结：此题为典型的多挡加热问题.因为分析对象的电压相等(均为家用电器,电压为220V),所以分析挡位时常用公式P=U2 /R进行判定:电压一定时,电功率和电阻成反比,总电阻最小的电路是高温挡,总电阻最大的电路是低温挡.常见的家用多挡位电热

器的电路图大致可归为以下几种情况,如图6所示.

根据上面所述的“原则”,你能分析出图6中的高低挡吗?(参考答案:图甲中S 1 、S 2 均闭合时是高挡,S 2 断开时是低挡.图乙中S闭合时是高挡,S断开时是低挡.图丙中S接A是低挡,S接B是高挡.图丁中S 1 接左,S 2 闭合是高挡;S 1 接右,S 2 断开是低挡;S 1 接右,S 2 闭合是中挡)

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本文摘自《中学生数理化》（初中版）中考版2020年4月，作者：李晗（郑州47中）

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