電學(xué)中有電流I,、電壓U,、電阻R、電能W,、電功率P和電熱Q六個基本的物理量.公式多,、計算量大和綜合程度高是本板塊的顯著特點.

電功率和電熱的計算是中考的 必考點,也是力電綜合的 關(guān)聯(lián)點.測量小燈泡的電阻和電功率仍是中考的常考實驗.電學(xué)計算題常以 電能表或家用電器(如電吹風(fēng),、電熱水器,、電飯煲等)為背景,結(jié)合生活實際對電能、電功率,、電熱及效率進行綜合考查,突出物理與生活的緊密聯(lián)系.

本專題包含 歐姆定律,、電能與電功率、電功率的測量和焦耳定律四部分.

壹

歐姆定律的理解和應(yīng)用

1.重點考點

歐姆定律是在探究導(dǎo)體的電流跟哪些因素有關(guān)實驗的基礎(chǔ)上得出的結(jié)論,應(yīng)注意以下 考點：

（1）對應(yīng)關(guān)系:公式I=U/R說明導(dǎo)體中電流的大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個因素有關(guān),其中Ⅰ,、U,、R必須對應(yīng)于同一電路和同一時刻.

（2）因果關(guān)系:電流隨電壓和電阻的變化而變化,電壓和電阻是“因”,電流是“果”，不能顛倒.

（3）歐姆定律揭示了電流,、電壓,、電阻三者之間的數(shù)量關(guān)系和比例關(guān)系.

三個比例關(guān)系分別為:

①電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,即I1 /I2 =U1 /U2 .

②電流一定時,導(dǎo)體兩端的電壓和它的電阻成正比,即U 1 /U 2 =R 1 /R 2 ,該規(guī)律又可描述為串聯(lián)分壓,電壓的分配和電阻成正比,即電阻大的分壓多.

③電壓一定時,導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的電阻成反比,即I 1 /I 2 =R 2 /R 1 ,該規(guī)律又可描述為并聯(lián)分流,電流的分配和電阻成反比,即電阻大的分流小.

2.中考常見題型

中考一般會從 三方面考查歐姆定律的應(yīng)用:

一是對歐姆定律及變形公式的理解和應(yīng)用,一般不加生活背景,以純知識性的題目出現(xiàn)在填空題中;

二是應(yīng)用歐姆定律進行簡單的串,、并聯(lián)電路的相關(guān)計算;

三是借助歐姆定律變形式測量定值電阻或小燈泡的電阻,多在實驗探究題中出現(xiàn).

貳

電能與電功率

1.重點考點

常用的電能計算公式有三個:W=Pt、W=Ut(普遍適用)和W=n/N(僅適合電能表).

電功率的計算公式有 四個: 定義式P=W/t(普遍適用), 決定式P=UI(普遍適用), 導(dǎo)出式P=U 2 /R和P=I 2 R(這兩個公式只適用于純電阻電路).

這部分的 難點是公式的選擇及實際功率與額定功率的區(qū)別, 易錯點是各物理量的對應(yīng)關(guān)系及計算.

2.中考常見題型

中考常見的題型有 三種:

一是以小家電為背景計算電能或?qū)嶋H電功率的填空題.

二是對電能和電功率概念進行辨析或有關(guān)小燈泡安全工作“極值”問題的選擇題.

三是以家用電器為背景將電能,、電功率和效率結(jié)合在一起的綜合應(yīng)用題.

小結(jié)：由于電動機電路為非純電阻電路,，電流做的功一部分轉(zhuǎn)化為電熱，更多的轉(zhuǎn)化為機械能,，因此歐姆定律及由此推導(dǎo)出的公式 不適用于電動機.有關(guān)電動機的計算近幾年中考幾乎沒有涉及,，但教材上講到了電動機及能量的轉(zhuǎn)化情況，故 參加2020年中考的同學(xué)們應(yīng)重視.

叁

電功率的測量

1.重點考點

測量用電器的電功率常有 兩種方法:

一是借助于公式P=UI測量.

用電壓表和電流表分別測出用電器兩端的電壓和通過它的電流,代入公式即可求出用電器的實際電功率.

若使用滑動變阻器將用電器兩端的電壓調(diào)至U 實 =U 額 ,測出的實際電功率等于該用電器的額定功率.

若電路中只有電流表或電壓表,即“兩表缺一”時,測用電器的額定電功率,這是實驗探究中的拔高題,體現(xiàn)了試卷的區(qū)分度.

二是用公式P= W/t測量.

用電能表和秒表測出用電器單獨工作時,在時間t內(nèi)消耗的電能W即可,該方法常用于測量家用電器的實際電功率.

2.中考常見題型

中考 常見的題型是測量用電器的實際功率或額定功率.

其中 使用公式P=UI測量用電器的額定功率是中考的高頻題,題目包含器材選取,、電路連接,、故障排除、數(shù)據(jù)處理,、誤差分析,、電路設(shè)計和方案評價等內(nèi)容.

設(shè)計型的實驗一般出現(xiàn)在常規(guī)實驗的最后一問,分值為3~4分,旨在考查同學(xué)們的創(chuàng)新能力和靈活運用知識解決實際問題的能力.但近年 中考多會淡化這方面的拔高和拓展,而 更注重實驗的設(shè)計、器材的選取,、實驗方法的體現(xiàn)和實驗數(shù)據(jù)的處理等實驗素養(yǎng)問題.

肆

焦耳定律

1.重點考點

焦耳定律是定量描述電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的規(guī)律,用公式Q=I 2 Rt表示,它 適用于任何電路的電熱計算.

在消耗的電能全部用來產(chǎn)生電熱的情況下(稱之為純電阻電路),電功W和電熱Q相等,這時也可以用公式Q=U 2 t/R及Q=Pt來計算電熱.

若消耗的電能沒有全部轉(zhuǎn)化為電熱,如含有電動機的電路,消耗的電能有一部分轉(zhuǎn)化為電熱,更多的電能轉(zhuǎn)化為機械能,即消耗的電能W遠(yuǎn)大于電動機產(chǎn)生的電熱Q,這時消耗的電能用W=Pt或W=UIt計算,產(chǎn)生的電熱只能用公式Q=I 2 Rt來計算,二者的量值和物理意義是不同的.

2.中考常見題型

中考常見題型有 兩類:

一類是焦耳定律的探究實驗;

另一類是以家用電器(銘牌)為背景,計算或比較它們在不同擋位時的電熱情況.

小結(jié)：此題為典型的多擋加熱問題.因為分析對象的電壓相等(均為家用電器,電壓為220V),所以分析擋位時常用公式P=U2 /R進行判定:電壓一定時,電功率和電阻成反比,總電阻最小的電路是高溫?fù)?總電阻最大的電路是低溫?fù)?常見的家用多擋位電熱

器的電路圖大致可歸為以下幾種情況,如圖6所示.

根據(jù)上面所述的“原則”,你能分析出圖6中的高低擋嗎?(參考答案:圖甲中S 1 ,、S 2 均閉合時是高擋,S 2 斷開時是低擋.圖乙中S閉合時是高擋,S斷開時是低擋.圖丙中S接A是低擋,S接B是高擋.圖丁中S 1 接左,S 2 閉合是高擋;S 1 接右,S 2 斷開是低擋;S 1 接右,S 2 閉合是中擋)

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本文摘自《中學(xué)生數(shù)理化》（初中版）中考版2020年4月，作者：李晗（鄭州47中）

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