2018初中物理竞赛教程基础篇：第28讲电能表焦耳定律附强化训练题包括答案.docx
第 28 讲电能表焦耳定律
28.1 学习提要
28.1.1 电能表
单相电能表指的是家用电能表，如图 28- 1 所示。电能表是测量用户消耗多少电能的仪表，也可
以认为是测量电流做功多少的仪表。
电能表上标有如“5（ 10） A ”的字样，表示该户人家允许通过的最大电流为5A ，短时间内允许通过的最大电流为10 A。
电能表是用千瓦时为单位来量度电功，即所消耗的电能。当电功率是 1 kW ，通电的时间为1
h 的时候，电流所做的功就是 1 千瓦时（它的符号是 kWh ）。平时说用了几“度”电，就是指消耗了
几千瓦时的电能。 1 度 =1 kWh = 1 000 W × 3 600 s = 3. 6 ×106 J。
电能表上标着“ 1 200 r/kWh ”的意思是：这个电能表的铝盘每转动 1 200 转（ r ），消耗的电
能是 1 kWh （度）。
利用电能表可以测量用电器的实际功率：得该用电器单独使用t 时间内消耗的电能W ，即可求得 P =。
图28 - 1
28.1.2 焦耳定律
1.电流的热效应
导体在电流通过时都会发热，这种现象叫做电流的热效应。
2.焦耳定律
电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟电阻成正比，跟通电的时间成正比。
焦耳定律的数学表达式为 Q =I 2Rt ，这也说明 1 焦 = l(A 2Ωs)。
28.2 难点释疑
28.2.1 电能表的读数
电能表最后一个红框内的数字是十分位数字。例如：某户人家上月抄表数为本月抄表数为，则这户人家一个月耗电W = 6034.6 度 - 5938.6 度 = 96 度。
28.2.2 电能表的功率容量
电路中同时工作的各用电器的功率之和，不能超过电能表的功率容量，否则将使保险丝熔断
或电能表损坏。电能表的功率容量等于它正常工作的最大电流与工作电压的乘积。标有“ 220V 5(10)A ”的电能表的功率容量是P = U/I = 220 V × 5A = 1 100 W 。
28.2.3 关于公示Q = UIt 和 Q =
此两式是根据Q=I 2Rt、结合欧姆定律推导出来的，用这两个公式来求电流产生的热量, 要满足研究的电路中只有纯电阻用电器的条件，即只有在电能完全转化为内能时才能使用，此时W = Q。
公式 Q=I 2Rt，对求电流产生的热量普遍适用。例如电动机电路中，电动机内线圈电阻为R，电动机两端的电压为 U，通过电动机的电流为I 。利用 W = UIt ，可求得电流对电动机所做的总功，即电能转化为其他形式能的总量。电动机线圈产生的热量是其中的一部分，热量大小为Q= I 2Rt，此时 W > Q 。
用电器的发热功率（单位时间里产生的热量）用公式 P=I2R 来计算，它同样具有普遍适用性，而利用 p = UI=来计算时，同样应注意到电路为纯电阻电路。
28.3 例题解析
28.3.1 关于“度”的计算
例 11度电能使 1 盏“ 220V 40W ”的电灯正常工作多少小时？
【点拨】注意电功的单位“度”和“千瓦时”的关系。注意“正常工作”时，这盏电灯的电
功率是 40 W。
【解析】 1 度电即 lkWh ，也就是l000Wh 。根据 W = Pt ，得
t === 25 h
【答案】25 h。
28.3.2 选择合适的公式讨论焦耳定律
例 2 要使电热器在单位时间内产生的热量减为原来的1/2，可以采用的办法是（）
A 、电阻不变，通过它的电流减为原来的
B 、电压不变，电阻变为原来的
C、电压和电阻都减为原来的
D、电阻不变，电压减为原来的
【点拨】根据焦耳定律，电流产生的热量跟三个因素有关，其中一个是平方的关系。因为
是纯电阻电路，要选用合适的公式进行讨论。并且要注意所讨论的物理量是在分子上还是在分母
上。
【解析】若 R 不变，根据Q=I 2Rt ，当电流 I 减半时， Q 减为原来的，故A选项错；
若两端电压U 不变，根据Q=t，当电阻R 减半时， Q 增为原来的 2 倍，故 B 选项错；
根据 Q =t ，当两端电压U 、电阻 R 均减为一半时，Q 减为原来的，故C选项正确；
电阻 R 不变，根据Q= t，当两端电压U 减半时， Q 减为原来的，故D选项错。
【答案】C。
【反思】对于电热器等纯电阻电器，在计算通过电流而产生的热量时，除了可以用焦耳定
律Q=I2Rt 外，导出公式 Q=UIt 和 Q = t 都适用，因此在讨论时，选择合适的公式，解题就方便了。
28.3. 3 关于电能表转速的计箅
例 3 小明家有两台电视机、
一台电脑和一个无绳电话。 平时，他们家总是让这些家用电器处
于待机状态。为了估算这些家用电器待机时所消耗的电能，在电冰箱等电器不工作 时，小明在
他们家的电能表上观察到，
电能表的铝盘缓慢地转动一圏约需 80 s 时间。 他们家的电能表上标有
“ 1 800 r/kWh ”字样。请你根据这些数据，算一算小明家待机的电功率有多大？若每台电器平均每天使用 2 h ，小明家一个月（以 30 天计 )用于待机所浪费的电能是多少度？
【点拨】 电能表上标冇 “ 1 800 r/kWh ”字样的意义是： 电能表的铝盘转过 1 800 转，表示 消
耗 1 度电 .观察铝盘转动的圈数和时间，可以估算家庭的实际功率。估算的方法采用比
例法。
【解答】
= ，得 P = = 25 W 。
W = Pt = 25W × [（ 24h - 2h ）× 30] = 16 500 Wh = 16.5 kWh = 16.5 度。
【答案】 P= 25W ，W = 16.5kWh 。
【反思】 对于这类题型，用比例法来解答是最简捷的，但要注意相关物理量的对应关系，
并统一单位。 要注意日常生活中的物理现象，
用学习过的物理知识尝试解决实际问题 ,是一种非常
好的学习方法。所谓家用电器的待机状态，是指家用电器虽然不工作、但没有把电源插头拔下来的情况。此时，家用电器中仍然通有较小的电流，因此仍然要消耗少量电能。算一算就知道，家庭中家用电器待机浪费的电能是十分可观的。
28.3. 4 较复杂的焦耳定律计算
例 4 阻值为 R 的电阻丝，接到电源上， 6min 可将一杯水烧开，现在用两个相同的电阻丝串联起来，仍接到原来的电源上，烧开一杯水需要的时间为（）
A 、 12min
B 、6min
C 、4min
D 、3min
【点拨】：电阻丝两次所放出的热量相等，电源电压也相等 ,电阻由尺变成 2R 。
【解析】：设电源电压为 U ，只用一个电阻丝
R 时，
U 2
Q
1
R t 1
用两个电阻丝串联时，
Q 2 U 2
t 2
2R
不计热损失，两次电阻丝放出热量相等，即
Q 1=Q 2，
所以
U 2
t 1 U 2
t 2 ，即， t 2
=2t 1
=2× 6min=12min 。
R 2R
【答案】： A 。
2
【反思】：电阻丝发热是纯电阻电路，所以用
Q W
U
t 比较方便。从以上解析还可知，在电
R
压不变的情况下，电阻越大，相同时间放出的热量越小
。
例 5 杯中装有 0.32L 水，然后把“热得快”放人水中，测得的初温为
25° C ，再把“热得 快”
接到 220 V 的电源上，经过 8 min40 s 后水沸腾 ，已知“热得快”的电阻为
160 ? ，求“热得快”
烧水的热效率。
【点拨】 ：烧水的热效率是指这些水烧到沸腾所需吸收的热量占电热器消耗的总电能的百
分比。
【解答】 ：水的质量
m=
3
3
×10 -3 =0.32kg
水
V=1.0 × 10 kg/m × 0.32
水吸收的热量
3
5
Q cm t =4.2× 10 J （ kg/℃）× 0.32kg ×（ 100-25）℃ =1.008 × 10 J
“热得快”是纯电阻，消耗的电能
W U 2 t
220 2 520s 1.573 105 J
R 160
热效率
=Q 有用 ×100%/Q 总 =（ 1.008× 105J ）× 100%/（ 1.573× 105J ） =64%
【答案】 ： =64%
【反思】 ：这是一道热学与电学的综合题，要注意分清两种能量的求法，即水吸收的热量
Q cm t ，“热得快”消耗的电能 W
U 2
t 。“热得快”消耗一部分的能量一部分转化为水的内
R
能，另一部分会被容器或空气吸收，所以热效率一定低于
100% 。
30.4 强化训练
A卷
1 、某电能表上标有“ 5 A ”字样，表示，此电能表的功率容量为W 。
2、某户人家外出旅游一个星期，家中只有功率为100 W 的电冰箱在工作着，电冰箱平均每天工
作 6h。出门时，看到电能表上的示数为
0 3 765
那么当他们旅游回家时，应该沿到电能表的示数为。
3、一个用电器正常工作10h，电能表示数由
1 2 242
变为
1 2 322
，这个用电器消耗了________J 的电能，它的额定功率是________W 。
4、某电能表标有“220 V 5A ”字样，电路中已接有一个标有“220 V 500 W ”字样的用电器在工
作，则还允许使用标有“220 V 40 W ”字样的电灯盏。
5、某教室安装了8 盏“ 220 V 40 W5 ’的灯泡。若每天平均使用 4 h,则每天耗电kWh 。
6、—只电炉的电阻为48. 4? ,额定电压是220 V，该电炉每小时电流做功为_______J，每小时消耗
_________度电。
7、1 kWh 的电，能够使10 盏“ 220 V 40 W ”的电灯正常工作________h。
8、电流通过导体时克服电阻做功，电能转化为内能，表现为导体发热，这种现象叫做___________。英国物理学家________在 1840 年发现：电流通过导体产生的热量，跟________成正比，跟 _________也成正比，这一规律叫做___________，其数学表达式为Q=________ 。
9、电流通过导体时，若电能全部转化成内能，这时电流所做的功就等于它所产生的_______，即W=__________ 。
10、家庭电路中使用的电能表用来测量的物理量是（）
A 、电功率B、电功C、电流 D 、电压
11、有两个额定功率相同的灯泡，把它们接在电路中时（）
A、两个灯泡的实际功率一定相同
B、只有把它们并联起来时实际功率才相同
C、只有把它们串联起来时实际功率才相同
D、把它们分别接在额定电压的电路中时实际功幸才相同
12、规格分别为“220 V60 W ”的音响设备一台,“ 220 V 60 W ”的电灯一只，“220 V 60 的“热得快”电热水器一只，车们均在各自的额定电压下工作 1 h，放出热量最多的是（）
A 、白炽灯B、电热水器C、音响设备D、一样多
13、对于标有“ 220 V 5 A ”字样的电能表，下列说法中 1 正确的是（）
A 、电能表的额定电流是5A
B 、若接在220 V 的电路中，电能表消耗的功率为1100W
C、装此电能表的用户，同时使用的各沖用电器功率之和不能超过1100W
D、上述说法均正确
14、有一个电能表上标着“ 220V5(10)A”字样，这个电能表的功率容量为（）
A 、 1100W
B 、 1100W 与 2200W 之间
C、 2200 W D 、大于 2200W
15、电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（）
A、通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能少
B、电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快
C、通过电炉的电流大，所以它消耗的电能较多
D、铜导线的电阻较小，所以它消耗的电能较少
16、电炉丝烧断了，若剪去一段后再接人原来的电源上，在相同时间内电炉产生的热量与原来相比为（）
A 、增多B、减少C、一样多 D 、缺少条件，无法判断
17、—间教室里有六盏40 W的电灯，同学们注意节约用电，做到人走灯熄，这样平均每天能少开半小时，则一个月（按30 天计箅 )可以节约多少度电?
18、电能表上标有“ 1 800 r/kWh”字样，此时测得10min 内铝制转盘转动了360 r，则耗电多少度？电路中的总功率为多少瓦？
19、小红家的电能表上标有“1 200/字样，在其他用电器不工作时，小红观察到她的标
r kWh ”
有“ 220 V40W”的调光台灯开第二档——光线柔和档时，电能表的铝盘转过 1 r，时间恰好约2min。请你根据上述数据，估算这台调光台灯光线柔和档的实际功率为多大？
20、有一个额定电压为220 V的电熨斗 ,在电源电压为220 V时，工作0.5 h，电能表上消耗电能示
数为 0.8 kWh，求：（ 1）该电熨斗的额定功率；（2）电熨斗的电阻；（3）通过电熨斗的电流。
B卷
1、一只电能表上标有“220 V 5A ”，由此可知，这只电能表的电压是220 W ，电流是 5 A ，同时使用的家用电器的总功率不得超过W 。
2、小明家的电能表的铭牌上标有“220 V 10A ”、“ 3 000 r/kWh ”等字样。如果长时间连续用电，
他家最多可以使用总功率为W 的用电器；电能表的转盘每转过 1 r，表示他家用去了J 的电能。
3、某电热器接在220 V 照明电路上，它在 5 min 内产生的热量是 2. 64 × 105 J，则该电热器的电阻是Ω，通过电热器的电量是C。
4、两根导线电阻分别为 2 Ω和 6 Ω，若串联后接入电路，前者产生 6 J 热量时，后者产生的热量是 J，若并联后接入电路，前者产生 6 J 热量时，后者产生的热量是J。
5、将一段阻值为 200 Ω的电热丝，浸没在质量为 lkg 温度为 10 ℃的水中。若此时电热丝两端的电压为 220 V ，那么 10 min 内电流所做的功是 J，这些电能可以使水的温度升高℃。
6、两个电热器的电阻之比是3： 2，通过的电流之比是1：3，则在相同时间内产生的热量之比是
。
7、某电阻器两端电压为220 V ，5 min 内通过电阻器的电量为50 C，则电流通过电阻器产生的热量为 J，其发热功率为W 。
8、小红家的电表允许通过的最大电流是10 A ，她家有 4 个标有“ 220 V 60 W ”的灯泡， 1 个标有“ 220 V 1 000 W ”的热水器， 1 台制冷时耗电为140 W 的电冰箱和 1 台耗电为80 W 的电视机，则()
A、所有用电器可以同时使用
B、除热水器外，其他用电器可以同时使用
C、除电视机外，其他用电器可以同时使用
D、电冰箱制冷时，其他用电器不能同时使用
9、在两个电阻串联的电路中，发热最快的电阻是（）
A 、两端电压较大的B、两端电压较小的C、阻值较小的 D 、通过电流较大的
10、小明家的电能表的盘面标有“ 5 000 r/kWh ”，他要用这个电能表来测一台电冰箱的实际功率。
为此他在其他用电器都关闭的条件下，测得电冰箱启动工作半小时后自动停机的过程中，电能表
转盘转 300 r，则该电冰箱压缩机工作时的实际功率为()
A 、 0.12 kW B、 1. 2 kW C、 53 kW D、 350 kW
11、通过某电阻中的电流为I ，在 t 时间内电阻产生的热量为Q，则该电阻的阻值为（）
A 、Q
B、
Q
C、
Qt
D、 QI 2 I 2 t It I 2t
12、通过一导体的电流为 2 A，产生的热量为Q；若通电时间不变，使通过导体的电流增加到 4 A，则电流产生的热量为（）
A 、Q
B、
Q
C、2Q
D、4Q 42
13、电阻丝 R1与 R2并联接在一电路中，已知R1= R2。在儿 B 两个容器内装有质量和温度都相同的水，用民和民分别对 A 、 B 中的水同时进行如热，则 ()
A 、 A 中的水先沸腾
B 、 B 中的水先沸腾
C、两容器中的水同时沸腾 D 、无法确定
14、用电源和三根电热丝R1、R2和 R3加热一壶水，已知R1 >R2>R3，以下关于电热丝的四种接法中，能使水温度升髙最快的是（）
A 、将三根电热丝串联
B 、将三根电热丝并联
C、将 R1与 R2并联后，再与R3串联 D 、将 R2与 R3并联后，再与R1串联
15、有两个电阻串联在电路中，R1=40 Ω，R2 = 60Ω两电阻消耗的总功率为9 W，求：
（1）电路两端电压；
（2）电阻 R1的电功率；
（ 3）在 1 min 内电阻 R2放出的热量。
16、当李老师最后离开计算机房要去关闭总电闸时，发现电能表如图28 - 2所示的转盘仍在缓慢
地转动。他用手表粗略地估测了一下， 1 min转盘转动了 5 r。检査发现，原采机房内还有20 台电脑显示器处于待机状态。请你算一算， 1 台电脑显示器的待机功率约多大？
图28-2
I7、如图28 - 3所示为照明电路中使用的电能表表面示意图，（ 1）说明表面上“ 3 000 r/kWh ”的
50 r，这个电炉的电功率是多大？（3）此电含义。（2）若单独接入一电炉， 2 mm 内电表盘转了
炉通电 2 h 放出了多少热量？用了多少度电？
kWh
01682
图28-3
18、—根电阻丝接在电压为U 的电源上， 10 min内可将质量为 2 kg 温度为20 ℃的水加热到100 ℃。若将此电阻丝对折后仍接在原来的电源上，将质量为 2 kg 温度为 20℃的水加热到 100℃，需要多少分钟？
19、一个电热水壶有两组线圈，只接通一组线圈，将水烧开需12 min ，只接通另一组线圈，则需
6 min 。在同一电压下，如果这两组线圈串联，需多少时间将水烧开？如果这两组线圏并联，则需多少时间将水烧开(整个烧水过程中假设无热量损失）？
作业参考答案与解析
A 卷
1、【答案】该电能表正常工作的最大电流是5A1100
【解析】略
2、【答案】
【解析】略
3、【答案】 2.88× 107，800
【解析】略
4、【答案】 15
【解析】略
5、【答案】 1.28
【解析】略
6、【答案】 3.6× 106， 1
【解析】略
7、【答案】 2.5
【解析】略
8、【答案】电流的热效应，焦耳，电流平方，导体的电阻，通电时间，焦耳定律，I2 Rt
【解析】略
9、【答案】热量，Q
【解析】略
10、【答案】 B
【解析】略
11、【答案】 D
【解析】略
12、【答案】 B
【解析】略
13、【答案】 C
【解析】略
14、【答案】 A
【解析】略
15、【答案】 D
【解析】略
16、【答案】 A
【解析】略
17、【答案】 3.6 kWh
【解析】略
18、【答案】 0.2kWh ， 1200W
【解析】略
19、【答案】 25W
【解析】略
20、【答案】（ 1） 1600W ；（ 2） 30.25Ω；（ 3） 7.3A
【解析】略
B 卷
1、【答案】工作，正常工作时最大，1100
【解析】略
2、【答案】 2200,1200
【解析】略
3
3、【答案】 55,1.2× 10
【解析】略
4、【答案】 18， 2
【解析】略
5、【答案】 145， 200，36.4
【解析】略
6、【答案】 1:6
【解析】略
7、【答案】 11000,36.7
【解析】略
8、【答案】 A
【解析】略
9、【答案】 A
【解析】略
10、【答案】 A
【解析】略
11、【答案】 A
【解析】略
12、【答案】 D
【解析】略
13、【答案】 B
【解析】略
14、【答案】 B
【解析】略
15、【答案】（ 1） 30V ；（ 2）3.6W ；（ 3）324J
【解析】略
16、【答案】 5W
【解析】略
17、【答案】（ 1）每耗电 1kWh ，电能表的铝盘转动
6
3000 圈；（ 2） 500W；（3） 3.6× 10 J， 1kWh
【解析】略
18、【答案】 2.5 min
【解析】略
19、【答案】 18 min ，4min
【解析】略
2018年全国初中应用物理竞赛试题及答案
2018年全国初中应用物理竞赛试题及答案 注意事项： 1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2.用蓝色或 黑色钢笔、圆珠笔书写。 3.本试卷共有六个大题，满分100分。 ―、本题共10小题，每小题2分，共20分。以下各小题给出的四个选项中只 有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.如图1所示为伦敦四大地标性摩天大楼：“对讲机”、“小黄瓜”、“奶酷刨”、“碎片大厦”。其中座大楼的设计考虑不周，曾经由于玻璃反光将停放 在附近的小轿车某些部件“烤”熔化了，你认为这座大楼最可能是（ ) 2.当今，世界性的能源危机断地加深，节约能源义不容辞。下面四种符号中， 为中国节能标志的是（ ) 3.在炎热的夏天，当我们吃冰棒的时候，常常看到在冰棒的周围有“白气”冒出，关于这个“白气”，下列说法中正确的是（） A.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该上升 B.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该下降 C.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该上升 D.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该下 降 4.如图3所示为双线并绕的螺线管，a、b、c、d为四个接线柱，其 中a、b之间连接一根较细的导线；c、d之间连接一根较粗的导线。 如用两端电压恒定的同一个电源供电，下列连接方式中磁性最强的方 法是（） A.将bc相连，然后a、d分别接电源两极 B.将cd相连，然后a、b 分别接电源两极 C.将ab相连、cd相连，然后分别接电源两极 D.将ad相连、bc相连，然后分 别接电源两极 5.5号电池因其体积小、容量适中，因此在小功率电器产品中广泛使用。某种市售5号电池包装上写有“1.5 V 2000 mAH”字祥。对该电池，下列说法中正确的是（） A.它能提供的电能约10.8 kJ B.它正常工作时的电流是2 A
中考物理考点总结焦耳定律
焦耳定律 1、焦耳定律反映了电流热效应的规律，是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。由公式Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量和电流强度I，电阻R及通电时间t 有关，又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比，所以，电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。 2、运用公式Q=I2Rt解决问题时，电流强度I的单位是安，电阻R的单位是欧，时间t 的单位是秒，热量Q的单位才是焦耳，即各物理量代入公式前应该先统一单位。用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。因为电能还可能同时转化为其他形式，所以只有电流所做的功全部用来产生热量，才有或成立。 3、电热器的原理是电流的热效应，它表现的是电流通过导体都要发热的现象，在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。发热体是电热器的主要组成部分，它的作用是将电能转变为内能供人类使用。 常见考法 本知识点主要考查焦耳定律的应用，考察的形式主要是选择题、填空题。 误区提醒 1、凡是有电流通过导体时，都可以用它来计算所产生的热量; 2、公式Q=UIt，只适用于纯电阻电路，这时电流所做的功全部用来产生热量，用它计算出来的结果才是导体产生的热量。 【典型例题】 例析： 在电源电压不变时，为了使电炉在相等的时间内发热多些，可采取的措施是( ) A. 增大电热丝的电阻 B. 减小电热丝的电阻 C. 在电热丝上并联电阻 D. 在电热丝上串联电阻 解析： 有同学认为应选(A)，根据焦耳定律 Q=I2Rt，导体上放出的热量与电阻成正比，所以要增加热量，可增大电阻。这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故。焦耳定律所阐述的导体
2018初中物理竞赛教程(基础篇)：第25讲欧姆定律、电阻(附强化训练题及答案).docx
第 25 讲欧姆定律电阻 25.1 学习提要 25.1. 1欧姆定律 1、探究电流与电压的关系 实验证明：对同一导体，在它两端所加电压増大 n 倍，通过它的电流也增大比值不变。对不同导体，所加电压相同，但通过导体的电流不同。所以不同导体的n 倍， U U 和 I 和 I 的 的比 值不同，这个比值叫做这段导体的电阻，用R 表示，即 2、欧姆定律 （ 1）内容：通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。用 公式表为。 （ 2）使用欧姆定律时，要注意几点：①公式中的 R、 U 、I 是指同段电路的电阻、电压和电流。 ②该定律对金属导电、电解液导电都是适用的，但不适用气体导电。③由欧姆定律变形得 到的电阻定义式，不能理解为导体电阻与导体两端电压成正比，与通过导体的电流成反比。 电阻是导体的特性，它不随导体两端电压和导体中电流变化而变化。 3、电 .阻 （ 1）意义：电阻是反映导体对电流阻碍作用的物理量。电阻是导体本身的性质，与U 和I 无关。 （ 2）单位：在国际单位制中电阻的单位是欧姆，简称欧（Ω）。1Ω=1V/A 。 常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（ MΩ）。 1 kΩ = 103Ω， 1 MΩ = 103 kΩ = 10 6Ω。 （ 3）影响导体电阻大小的因素：导本的材料、长度和横截面积。温度对导体电阻也有影响。 （ 4）电阻定律：实验证明，同种材料、长度相同的导体，电阻的大小与^体的横截面积成 反比；同种材料、横截面积相同的导体，电阻的大小与长度成正比；导体长度和横截面积都相 同的不同种导体的电阻不同。
用公式表示为，式中的ρ叫做电阻率，ρ的单位为欧·米（Ω·m）。不同材料的电阻率 不同。 25.1.2 变阻器的原理和作用 通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变电路中的电阻，进而改变电路中的电流。如图25-1(a)所示为滑动变阻器，若滑动变阻器上标有“20Ω，2A” 字样，则表示此滑动变阻器允许通过 的最大电流为2A ，若以 A、 D 两接线柱接人某一电路中，将滑片P 滑到 B 端，则滑动变阻器接 入该电路中的阻值为20Ω，滑动变阻器能够改变接入电路的电阻，但不能准确表示出接入电路 中的电阻值。若想知道接入电路的电阻准确值，可以使用电阻箱。如图25-1(b) 所示是实验室常 用的旋钮式电阻箱，调节四个旋钮，能够得到0? 9 999Ω之间任意数值的电阻。还有一种是插 人式的变阻箱，如图25-1(c)所示，铜塞相当于导线，拔出 A 、 C，变阻箱电阻为7Ω。 图25 - 1 25.2 难点释疑 25.2.l 正确埋解欧姆定律 欧姆定律：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。表达式是 理解 1因果关系：U和R是电流变化的原因，电流的变化是结果，所以只能说I 随 U 的变化而变化， I 随 R 的变化而变化。 理解 2变化的数量关系：R 不变时， U 增大到原来几倍，I 也增大到原来几倍。U 不变时，R 增大到原来几倍，I 减小到原来的几分之一。 理解 3 表达式 I = U/R 中的三个物理量必须在同一段电路且是同一时刻的值。
2018初中物理竞赛教程(基础篇)：第16讲 比热容(附强化训练题及答案)
第16讲比热容 16.1 学习提要 16.1.1 燃料的热值 1.热值的概念 燃料燃烧时能放出热量，相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不一样。1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，用字母q表示。 2.热值的定义 热值的定义式为q=Q/m 3.热值的单位 在国际单位制中，热值的单位是焦/千克（J/Kg），读作“焦每千克”。 16.1.2 比热容 1.比热容的概念 比热容简称比热，用字母c表示，是物质的特性之一，每种物质都有自己的比热容。比热容是指单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃吸收（或者放出）的热量。 2.比热容的定义式 比热容的定义式为 c = Q/m△t 3.比热容的单位 比热容的单位是一个组合单位，在国际单位制中，比热容的单位是焦/（千克.℃），读作“焦每千克摄氏度”。 4. 比热容的测定 比热容是物质的特性之一，在许多热学问题上都要用到，所以测定物质的比热容很重要。在热传递过程中，如果没有热量的损失，那么低温物体吸收的热量应该等于高温物体放出的热量。 （1）实验原理：热平衡方程式Q 吸= Q放
（2）实验方法：实验室一般采用混合法来测定物质的比热容。 （3）实验器材：量热器、天平、温度计、待测金属块、适量的常温下的水和沸水。 （4）实验步骤：①用天平分别测量小桶、搅动器、适量的常温下的水、待测金属块的质量； ②将金属块放入沸水（100℃）中加热一段时间； ③在量热器小筒内装入适量的常温下的水，并用温度计测出水的温度t1； ④将金属块从沸水中取出，投入量热器的小筒内，合上盖子，用搅拌器上下搅 动，直到量热器中温度达到稳定为止。 ⑤用温度计测出混合温度t2. （5）实验结果：设量热器和搅拌器是由比热容为c的同种物质做成，总质量为m； 适量的常温下的水质量为m水，比热容为c水；待测金属块的质量为m金，比热 容为c金。 由于量热器、搅拌器、常温下的水的初温均为t1，待测金属块的初温为t2=100℃， 混合后温度为t2。由热平衡方程式Q吸= Q放。可得 cm(t1-t2)+c水m水（t2-t1）= c金m金（t0-t2） c金=[(cm+c水m水)（t2-t1）]/[m金(t0-t2)] 16.2 难点释疑 16.2.1 温度和热量 温度表示物体的冷热程度。不论物体处于哪一种状态，总有某一个确定的温度。物体在热传递过程中温度会发生变化，物体从外界吸收热量，其温度一般会上升；物体向外界放出热量，其温度一般会下降。当吸收热量和放出热量的过程结束后，物体的温度仍然有一个确定的值。 热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少。一个物体有某一个确定的温度值，并不能说一个物体就具有多少热量。所以不能说温度高的物体热量大，也不能说同一温度质量大的物体热量大。热量的多少只有在热传递过程中才具有意义。说的明确一点，热量只有在物体的温度发生变化或内能发生变化时才具有意义。 物体的温度是某一个确定的值，对应于物体处于某一种状态。物体吸收（或者放出）的热量是某一个确定的值，对应于物体一定的温度变化（或物态变化）。在热传度过程中，物
高中物理竞赛教程15-温度和气体分子运动论
高中物理竞赛热学教程 第五讲机械振动和机械波 第一讲 温度和气体分子运动论 第一讲 温度和气体分子运动论 §1。1 温度 1．1．1、平衡态、状态参量 温度是表示物体冷热程度的物理量。凡是跟温度有关的现象均称为热现象。热现象是自然界中的一种普遍现象。 热学是研究热现象规律的科学。热学研究的对象都是由大量分子组成的宏观物体，称为热力学系统或简称系统。在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不再随时间变化的状态称为平衡态，否则就称为非平衡态。可见系统平衡态的改变依赖于外界影响(作功、传热)。 系统处于平衡态，所有宏观物理都具有确定的值，我们就可以选择其中几个物理量来描述平衡态，这几个量称为状态参量。P 、V 、T 就是气体的状态参量。 气体的体积V 是指盛放气体的容器的容积，国际单位制中，体积的单位是m 3 。 1m 3 =103L=106 cm 3 气体的压强P 是气体作用在容器的单位面积器壁上的平均压力，单位是p a 。 1atm=76cmHg=1.013?105 p a 1mmHg=133.3p a 1．1．2、 温标 温度的数值表示法称为温标。建立温标的三要素是： 1、选择某种物质的一个随温度改变发生单调显著变化的属性来标志温度，制作温度计。例如液体温度计T(V)、电阻温度计T(R)、气体温度计T(P)、T(V)等等。这种选用某种测温物质的某一测温属性建立的温标称为经验温标。 2、规定固定点，即选定某一易于复现的特定平衡态指定其温度值。1954年以前，规定冰点为0℃，汽点为100℃，其间等分100份，从而构成旧摄氏温标。1954年以后，国际上选定水的三相点为基本固定点，温度值规定为273.16K 。这样0℃与冰点，100℃与汽点不再严格相等，百分温标的概念已被废弃。 3、规定测温属性随温度变化的函数关系。如果某种温标(例如气体温度计)选定为线性关系，由于不同物质的同一属性或者同一物质的不同属性随温度变化的函数关系不会相同，因而其它的温标就会出现非线性的函数关系。 1．1．3、理想气体温标 定容气体温度计是利用其测温泡内气体压强的大小来标志温度的高低的。 T(P)=αP α是比例系数，对水的三相点有 T 3= αP 3=273.16K P 3是273.16K 时定容测温泡内气体的压强。于是 T(P)=273.16K 3P P (1) 同样，对于定压气体温度计有 T(V)=273.16K 3V V (2) 3V 是273.16K 时定压测温泡内气体的体积。 用不同温度计测量同一物体的温度，除固定点外，其值并不相等。对于气体温度计也有)()(V T P T ≠。但是当测温泡内气体的压强趋于零时，所有气体温度计，无论用什么气体，无论是定容式的还是定压式的，所测温度值的差别消失而趋于一个共同的极限值，这个极限值就是理想气体温标的值，单位为K ，定义式为 T=lim 0 →p T(V)=lim 0 →p T(P) =273.16K lim →p 3V V =273.16K lim 0→p 3P P (3) 1．1．4、热力学温标 理想气体温标虽与气体个性无关，但它依赖于气体共性即理想气体的性质。利用气体温度计通过实验与外推相结合的方法可以实现理想气体温标。但其测温范围有限(1K ～1000℃)，T ＜1K ，气体早都已液化，理想气体温标也就失去意义。 国际上规定热力学温标为基本温标，它完全不依赖于任何测温物质的性质，能在整个测温范围内采用，具有“绝对”的意义，有时称它为绝对温度。在理想气体温标适用的范围内，热力学温标与理想气体温标是一致的，因而可以不去区分它们，统一用T(K)表示。 国际上还规定摄氏温标由热力学温标导出。其关系式是： t=T-273.15o (4) 这样，新摄氏温标也与测温物质性质无关，能在整个测温范围内使用。目前已达到的最低温度为5?108 -K ， 但是绝对零度是不可能达到的。 例1、定义温标t *与测温参量X 之间的关系式为t * =ln(kX),k 为常数 试求：(1)设X 为定容稀薄气体的压强，并假定水的三相点 16.273*3=T ，试确定t *与热力学温标之间的关系。(2)在温标t * 中，冰点和汽点各为多少度；(3)在温标t * 中，是否存在零度？ 解：(1)设在水三相点时，X 之值是3X ，则有273．16o =In(kX 3)将K 值代入温标t * 定义式，有 3316.273*16.273X X In X X e In t +=? ???? ?= (2) 热力学温标可采用理想气体温标定义式，X 是定容气体温度计测温泡中稀薄气体压强。故有 30 lim 16.273X X K T x →= (3) 因测温物质是定容稀薄气体，故满足X →0的要求，因而(2)式可写成 ) lim ln(16.273lim 30 *X X t x x →→+= (4) 16.27316.273*T In t += 这是温标* t 与温标T 之间关系式。 (2)在热力学温标中，冰点K T i 15.273=，汽点K T s 15.373=。在温标* t 中其值分别为 16.27316.27315 .27316.273*=+=In t 47.27315.27315 .37316.273*=+=In t (3)在温标*t 中是否存在零度？令* t =0，有 K e T 116.27316.273<<=- 低于1K 任何气体都早已液化了，这种温标中* t =0的温度是没有物理意义的。 §1-2 气体实验定律 1．2．1、玻意耳定律
2018年度全国初中应用物理竞赛试卷及答案
2018年度全国初中应用物理竞赛试卷 注意事项： 1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。 3.本试卷共有六个大题，满分100分。 把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.如图1所示为伦敦四大地标性摩天大楼：“对讲机”、“小黄瓜”、“奶酷刨”、“碎片大厦”。其中座大楼的设计考虑不周，曾经由于玻璃反光将停放在附近的小轿车某些部件“烤”熔化了，你认为这座大楼最可能是（) 2.当今，世界性的能源危机断地加深，节约能源义不容辞。下面四种符号中，为中国节能标志的是（) 3.在炎热的夏天，当我们吃冰棒的时候，常常看到在冰棒的周围有“白气”冒出，关于这个“白气”，下列说法中正确的是（） A.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该上升 B.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该下降 C.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该上升 D.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该下降
4.如图3所示为双线并绕的螺线管，a、b、c、d为四个接线柱，其中a、b之间连 接一根较细的导线；c、d之间连接一根较粗的导线。如用两端电压恒定的同一个电源供 电，下列连接方式中磁性最强的方法是（） A.将bc相连，然后a、d分别接电源两极 B.将cd相连，然后a、b分别接电源两极 C.将a b相连、cd相连，然后分别接电源两极 D.将a d相连、bc相连，然后分别接电源两极 5.5号电池因其体积小、容量适中，因此在小功率电器产品中广泛使用。某种市售5号电池包装上写有“1.5 V 2000 mAH”字祥。对该电池，下列说法中正确的是（） A.它能提供的电能约10.8 kJ B.它正常工作时的电流是2 A C.它提供的最大电功率为3 W D.它在电路中是提供电荷的装置 6.在平缓的海滩上经常可以看到如图4所示的情景：不论远处的海 浪沿什么方向冲向海岸，到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向。发 生这个现象的原因可能是（） A.在海岸边，风的方向总是与海岸线垂直 B.在海岸边，风的方向总是与海岸线平行 C.水波在浅水中传播时，水越浅传播得越快 D.水波在浅水中传播时，水越浅传播得越慢 7.小明在宠物店买了淡水热带鱼，为方便带回家，商家将鱼放在装有水的轻薄的塑料袋里。如果小明将装着魚且没有打开的塑料袋直接放入家里的淡水鱼缸中，则图5中最有可能发生的情况是( ) 8.微波在传播过程中，如果遇到金属会被反射，遇到陶瓷或玻璃则几 乎不被吸收的透射，而遇到类似于水、酸等极性分子构成的物质则会被吸 收导致这些物质的温度升高。如图6所示为家用微波炉工作过程的示意图。 根据这些信息，你认为以下关于微波炉的说法不正确 ．．．的是（） A.炉的内壁要使用金属材料 B.炉内盛放食物的容器的材质可以是玻璃或陶瓷 C.炉内转盘的主要作用是为了从不同侧面看到食物被加热的情况 D.微波炉的玻璃门上有一层金属膜或金属网 9.静止、密闭的客车上有一个系在座椅上的氦气球，一个悬挂在车顶的小球。若客车突然启动向左驶出，图7中氦气球与悬挂小球最可能出现的相对位置变化是（）
初中物理焦耳定律计算
焦耳定律计算题 姓名：_____________班级：_____________ 1、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关s，的示数为0.4A, 的示数为0.6A，求： (l）通过R2的电流； (2)Rl两端的电压； (3）在60S内Rl产生的热量。 2、如图所示，标有“6V 2W”字样的灯泡L与电阻R串联后接在电源上，开关S闭合后，灯泡L恰能正常发光，电路消耗的总功率为10W。 求：通电1分钟，电流通过电阻R产生的热量。 3、在如图14所示的电路中，电源电压不变，R1=3Ω，R2=6Ω。(1)当S l、S3断开，S2闭合时，电流表示数为1A，求电源电压。当S l、S3闭合，S2断开时，求：(2)电路中的总功率；(3)通电1min，电阻R1产生的热量。 4、如图为一台两挡式电热水器的内部简化电路。S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5 A；当S接b时电路消耗的电功率为22 W，求： （1）R 1 的电阻； （2）高温挡时电路消耗的电功率； （3）在低温挡工作l0 min，电流通过R 2 产生的热量。
5、电饭锅工作时有两种状态：一种是加热状态，另一种是保温状态。如图所示为电饭锅的电路图，R1、R2为电热丝，S为温控开关，A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时，电饭锅处于加热状态，加热功率为1000W；当S断开时，电饭锅处于保温状态，保温功率为100W．求： （1）电饭锅加热30s，电热丝产生的总热量是多少？ （2）电热丝R1、R2的阻值之比是多少？ （3）电饭锅保温30min，电热丝产生的R2产生的热量是多少？ 6、小明学了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。他的做法是：打开标有“220V 1210W”的热水器，关掉家里的其他用电器，测得电能表（标有“1800r/kW·h”）的铝盘转过200转所用的时间是400s。（热水器电热丝的阻值不变） 求：（1）热水器消耗的电能（2）热水器的实际功率。（3）通过热水器的电流。 7、有一海尔电热水器铭牌如右表： ⑴防电墙技术就是在电热器内部形成永久性电阻，从而降低在异常情况下经过人体的电流值，经过防电墙处理后，人体承受的电压不高于12V，如图19所示，这就保证人体的安全，人体的最大电阻约为20MΩ，求防电墙的电阻大约是多少？ ⑵如图该热水器在10min内产生的热量为7.8×105J，求热水器的实际功率和电路的实际电压？ 8、有两根阻值分别为R1=30Ω和R2=60Ω的电热丝，以串联和并联两种方式接在36 V的电源两端，不考虑温度对电热丝电阻的影响。求：
2018物理竞赛试题
2018年度全国初中应用物理竞赛试题 （时间100分钟，满分100分） 一、选择题(本题共10个小题，每小题2分，共20分。以下各题的四个选项中只有一个正确答案)。 1、图为伦敦四大地标性摩天大楼:“对讲机”、“小黄瓜”、“奶酪刨”、“碎片大厦”。其中一座大楼的设计因考虑不周，曾经由于玻璃反光将停放在附近的小桥车某些部件烤化了，你认为这座大楼最可能是( ) 2、当今,世界性的能源危机在不断地加深,节约能源义不容辞.下面四种符号中,为中国节能标志的是 ( ) A B C D 3、在炎热的夏天，当我们吃冰棒的时候，常常看到在冰棒的周围有“白气”冒出，关于这个“白气”，下列说法中正确的是（）
A.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该上升 B.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该下降 C.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该上升 D.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该下降 4、如图为双并绕的螺线管，、、、为螺线管的四个接线头，其中，之间连接一根较细的导线，之间连接一根较粗的导线，如用同一电源供电，下列连接方式中磁性最强的接法是（）。 A: 相连，、分别接在电源两极 B: 相连，、分别接在电源两极 C: 相连后接在电源一极，相连后接在电源另一极 D: 相连后接在电源一极，相连后接在电源另一极 5、5号电池因其体积小、容量适中，因此在小功率电器产品中广泛使用。某种市售5号电池包装上写有“1.5V 2000 ”字祥。对该电池，下列说法中正确的是（） A.它能提供的电能约10.8 B.它正常工作时的电流是2 A C.它提供的最大电功率为3 W D.它在电路中是提供电荷的装置
初中物理竞赛教程(基础篇)第26讲 串并联特点
第26讲串并联电路的特点 26.1学习提要 26.1. 1串联电路的特点 （1）当电阻R1和R2串联时，如图26-1所示，流过R1的电流为I1，流过R2的电流为12，电路总电流为I，则I=I1=I2，即串联电路中电流处处相等。 图26-1 图26-2 （2）如果R1两端电压为U1，R2两端电压为U2，电路总电压为U，则U=U1+U2，即串联电路总电压等于各导体两端电压之和。 （3）串联电路总电阻等于各导体电阻之和，即R=R1+R2。如果其中某个电阻增大，总电阻也增大。 （4）当电阻R1、R2串联时，由于I1=I2= I，再根据欧姆定律得U1/R1=U2/I2= U/R，U1：U2=R1：R2，所以串联电路中各电阻分得的电压与各电阻的阻值成正比，电阻大，其两端的电压也大。 26.1.2并联电路的特点 （1）当电阻R1和R2并联时，如图26-2所示，流过R1的电流为I1，流过R2的电流为I2，电路总电流为I，则I=I1+I2，即并联电路中总电流等于各支路电流之和。 （2）如果R1两端电压为U1，R2两端电压为U2，电路总电压为U，则U= U1 = U2，即并联电路总电压等于各支路两端电压。 （3）并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即1/R= 1/R1+1/R2。总电阻的阻值比支路中阻值最小的那个还要小。
（4）当电阻R1、R2并联时，由于U=U1=U2，根据欧姆定律可得I1R1=I2R2，则I1：I2=R2：R1，所以并联电路中各支路的电流与它们的电阻成反比，哪条支路的电阻大，通过它的电流就小。 26. 1.3用电流表和电压表测电阻 1、实验原理：R = U/R，电路如图26-3所示。 2、实验器材：电源，电流表,电压表，待测电阻，滑动变阻器，电键,导线。 3、实验步骤： ①按图26-3连接好电路； 图26-3 ②检查电路无误后，将滑动变阻器的滑片P移到最大值位置，闭合电键； ③再移动滑动变阻器的滑片P，使电流表示数为一适当值，记录此时的电流表和电压表值； ④调节滑动变阻器的滑片P，改变电流和电压值，读数和记录数据，重复两次； ⑤断开电键，整理仪器； ⑥分别计算三次测量所得的电阻值，并计算出电阻的平均值。 26.2 难点释疑 26.2.l 电路故障 1. 断路 电路中某处断开或电键没有闭合。
中考物理压轴题专题焦耳定律的应用问题的经典综合题及答案
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油，阻值不同的电阻丝1R、2R。关于此电路说法中正确的是 A．探究的是电流产生的热量与电压的关系 B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小 C．通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同 D．温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少 【答案】D 【解析】 【详解】 A．实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误； B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B错误； C．通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C错误； D．本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D正确。 2．一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为2Ω，则这台电动机1min内产生的热量是______J，这台电动机的效率是______．【答案】1.2×104 90.9% 【解析】 【分析】 【详解】 已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据公式Q=I2Rt可求这台电动机1min内产生的热量．已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式P=UI可求电动机的总电功率；再根据公式P=I2R计算线圈消耗的功率，总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率，输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率． （1）这台电动机1min内产生的热量： Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×60s=1.2×104J； （2）电动机的电功率：
P 总=UI=220V×10A=2200W ， 线圈消耗的功率： P 圈=I 2R=（10A ）2×2Ω=200W ， 输出功率： P 出=P 总-P 圈=2200W-200W=2000W ， 这台电动机的效率： η= P 出/ P 总=2000W/2200W=90.9%． 3．如图甲所示，为额定电压为 6V 的灯泡 L 的 I -U 图像．如图乙所示的电路，电源电压 12V 不变，R 1 为定值电阻，R 2 为滑动变阻器，闭合开关 S 1，滑片 P 从最右端移动到最左端，电压表示数变化范围为 2V~6V ，则灯泡的额定功率是____W ，R 1 的阻值为_____Ω，滑动变阻器 R 2 两端的最大电压为_____V ，移动滑片 P 使R 2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的 7/15，通电 1min R 2 产生的热量为_____J 。 【答案】3.6 10 6 105 【解析】 【分析】 【详解】 [1]由灯泡L 的I - U 图象可知，当额定电压U = 6V 时，灯泡的额定电流I = 0.6A ，则灯泡额定功率 6V 0.6A 3.6W P UI ==?= [2]当滑片P 在在最左端时，变阻器没有连入电路，电压表示数为6V ，由图象可知，这时电路中的电流为 I 大=0.6A 由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压 L 1U U I R =+大 即 112V 6V 0.6A R =+? 解得 110R =Ω [3]由电路图可知，当滑片P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，R 1与R 2灯泡串联，电 压表测灯泡两端电压，此时电压表示数最小，为 U 小= 2V
2018初中物理竞赛教程(基础篇)：第9讲 力与运动(附强化训练题及答案)
第9讲力与运动 9.1 学习提要 9.1.1 力的合成 1. 合力与分力 一个力单独对物体作用效果与另外几个力共同作用效果相同，可以把这个力叫做那几个力的合力，把那几个力叫做这个力的分力。 力的合成与分解是等效替代法的应用。 2. 同一直线上的两个力的合成 同向：合力F=F1+F2 反向：合力F=|F1-F2|（合力的方向与较大的那个力的方向一致） 9.1.2 摩擦力 1. 平衡力 当物体在两个力作用下，处于静止或匀速直线运动状态时，可以把这两个力叫做一对平衡力。 2. 二力平衡条件 作用在同一物体上的两个共点力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。根据二力合成可知，彼此平衡的两个力合力为零。 9.1.3 牛顿第一定律 1. 惯性 物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。惯性是物体的一种属性，物体惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动速度大小无关。 2.牛顿第一定律
一切物体总保持原来的静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止，这就是牛顿第一定律。这一定律是在大量事实的基础上，通过理想实验的方法，即进一步推理而概括得出的。 9.1.4 力与物体运动的关系 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。 9.1.5 牛顿第三定律 当一个物体对另一个物体施加一个力的作用时，它必然同时受到一个受力物体对它的反作用力的作用，且两个力作用在同一直线上，大小相同，方向相反，这就是牛顿第三定律。 作用力与反作用力是两个物体间的相互作用，并不是作用在同一个物体上的两个力，所以不能对其进行力的合成，两个力的作用效果也不能抵消。 9.2 难点解释 9.2.1 对物体进行受力分析的步骤 1.分析步骤 首先要确定分析对象，把分析对象从整个物理情景中单独隔离出来。 然后可以按照从易到难的次序，先来确定物体所受的重力（除题目中指出物体的重力不计，或轻杆、轻绳的重力均不计外）。 接下来找出整个情景中与分析对象的物体，先后分析每个物体对研究对象的作用，通常会先对弹力进行分析，判断物体对研究对象是否存在弹力作用（无弹力，则此接触面一定无摩擦力）；如果存在弹力作用的话，可根据摩擦力产生的条件对摩擦力进行分析，判断接触面是否粗糙，观察相接触的物体之间是否有相对运动或相对运动趋势。
初中物理竞赛培训教程
解决初中物理难题的一些见解 【一】解物理题的一般方法是： 情景分析——建立模型——寻找规律（或数量关系）——求解。 情景分析：是解决物理题（特别是难题）的一般性要求，特别是要掌握动态的情景把握，这是解题的第一步，一定不要大意。 建立模型：题目万变不离其中，不管题目怎么变化，它的内核（知识点）总是不会改变的，要通过情景分析，运用直接联系或联想与想象的手段建立起物理模型。 寻找规律（数量关系）：在特定的物理模型中其规律（数量关系）是固定的。然后用该物理模型中所包含的知识点进行分析。 求解：规范写出解答步骤，步骤之间逻辑性要强，联系要紧密。书写解答过程一般与分析过程刚好相反。 示例：有一粗细均匀的蜡烛长20cm（蜡的密度是0.9g/cm3），在蜡烛底部插入一个铁钉，使蜡烛能竖直地浮于水中，上端露出水面1cm，现将蜡烛点燃，问蜡烛烧到还剩下多少时，水面正好和蜡烛上端相平，烛焰将熄灭？（假设蜡烛燃烧时，蜡油全部烧掉而又不流下来，铁钉的体积忽略不计） （1）情景分析： 漂浮时：悬浮时： （2）建立模型：G蜡+G钉=F浮 G蜡’+G钉’=F浮’ （3）寻找规律、关系： 不变的有：G钉，即G钉= G钉’；蜡烛的底面积S 则有：G钉= F浮-G蜡=ｐ水×S×（20-1）×g-ｐ蜡×S×20×g ① G钉’= F浮’-G蜡’=ｐ水×S×L×g-ｐ蜡×S×L×g ② 联立①②后消去S可解得L=10 （cm）
【二】方法与技巧 关键是观念和思路，其次是要掌握一般的常见题型和变化。 1、极值法：渐变成立，极值成立。 2、整体和部分：部分成立，整体成立；部分服从整体。 3、对称和等效：能对称则效果相同。 4、能量守恒：整体能量守恒，功能互化。 5、联想和想象：与已知知识（题目）找到共同点，相互联系，简化思路。 6、特殊值法：用特殊值取代，简化推导过程。 【三】拓展知识面 1、光学：透镜成像公式；主光轴与副光轴；全反射；镜面厚薄与像差； 色光的频率与折射率、散射； 2、力学：帕斯卡定律；差动滑轮；机械的质点、重心；浮心；稳度；冲量与动量； 虹吸与大气压；密闭气压 3、电学：电源（仪表）内阻；安培定则；欧姆定律与电动势；磁通量与感应电流 4、能量：动量（能量）守恒；热功当量（功、能转化）；质能守恒 5、声学：双耳效应；多普勒效应
初中物理焦耳定律中考精选试题含答案
焦耳定律 1．电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是(C) A ．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B ．导线的绝热皮隔热 C ．导线的电阻远小于电阻丝的电阻 D ．导线散热比电阻丝快 2．通过一根电阻丝的电流为2 A ，通电1 min 产生了2.64×104 J 的热量，它的电阻是(C) A ．66 Ω B ．6 600 Ω C ．110 Ω D ．220 Ω 3．某导体的电阻是10 Ω，通过3 A 的电流时，1 min 产生的热量是5__400J.请列举一个生产或生活中利用电流热效应的例子：电饭锅． 4．甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联后接在电压为8V 的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5 A ，此时乙灯泡1 min 消耗的电能是180J. 5．采用如图所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”．接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U 形管的液面发生变化，通过观察U 形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少． (1)如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系，通电一段时间左瓶(填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多． (2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少．此时该装置是探究电流产生的热量跟电阻的关系，一段时间后电阻丝产生的热量左瓶(填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多． 6．某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)．已知R 1＝44 Ω，R 2＝2 156 Ω. (1)开关S 置于2(填“1”或“2”)挡时是高温烧煮档，它的功率是多大？ (2)保温焖饭时电路中电流是多少？10 min 产生的热量是多少？ (3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施． 解：(1)P 高温＝U 2R 1＝（220 V ）244 Ω ＝1 100 W (2)I ＝U R 1＋R 2＝220 V 44 Ω＋2 156 Ω ＝0.1 A Q ＝W ＝UIt ＝220 V×0.1 A×600 s ＝1.32×104 J (3)P 保温＝UI ＝220 V×0.1 A ＝22 W R 总′＝U 2 P 保温×（1＋10%）＝（220 V ）222 W×110%＝2 000 Ω R 2′＝R 总′–R 1＝2 000 Ω－44 Ω＝1 956 Ω 将R 2换成阻值为1 956 Ω的电阻 整合集训 1．下列用电器均标有“220 V 100 W”，在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是(A) A ．电热水袋 B ．电视机 C ．电风扇 D ．白炽灯 2．某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是(B) 3．如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t 秒后(两容器都不向外放热)，下列说法正确的是(C) A ．两容器中电阻产生的热量相同 B ．右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍 C ．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍 D ．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍 4．如图所示电路，电源电压恒为6 V ，定值电阻R 1为10 Ω，滑动变阻器R 2的规格为“20 Ω 0.5 A”，电压表量程为0～3 V ，电流表量程为0～0.6 A ．则(C) A ．电压表测量的是电阻R 1两端的电压 B ．当变阻器R 2的滑片P 向左移动时，电压表的示数变小 C ．为了保证电路中各元件安全工作，变阻器R 2接入电路的阻值范围是2～10 Ω D ．当变阻器R 2接入电路中的阻值是8 Ω时，通电1 min 电阻R 1产生的热量是53.3 J 5．李师傅帮助学校设计了一台电保温箱，保温箱电阻丝的阻值是40 Ω，当电阻丝通过5 A 电流时，30 s 内产
初中物理竞赛教程(基础篇)第7讲 力的概念 重力
第7讲力的概念重力 7.1 学习提要 7.1.1 力的概念 1. 力的定义 力是物体对物体的作用。例如：用手压篮球时，球会凹进去，手对球有力的作用；人推着自行车前进，人对车有力的作用。 2. 力的作用效果 （1）力可以使受力的物体发生形变。如手捏面团，面团变形等。 （2）力可以改变受力物体运动的速度大小或方向。例如：足球守门员用力将球扑出去时，足球受到守门员力的作用，其运动方向发生了改变。 3. 力的三个属性 （1）力的物质性：力是施力物体对受力物体的作用，任何力都不能离开物体而单独存在。 （2）力的相互性：力是两个物体间的相互作用，受力物体在受到施力物体作用的同时，必然会给施力物体一个反作用。施力物体和受力物体是相对而言的，施力物体同时也是受力物体。物体间的相互作用力，即作用力与反作用力是一对同时产生、同时消失、大小相等、方向相反的力，且力的性质也相同。 （3）力的方向性：力是有方向的，比较两个力是否相同，不但要比较他们的大小，还需要比较他们的方向是否一致。 4. 力的单位 力的符号是F。在国际单位制（SI）中，力的单位是牛顿，简称牛，用N表示。 5. 力的三要素及图示法 力对物体产生的作用效果与力的大小、方向和作用点有关。因此通常我们把力的大小、方向、作用点就叫做力的三要素。
用一根带箭头的比例线段可以把力的三要素表示出来：箭头的指向表示力的方向，比例线段的长短表示力的大小，线段的起点表示力的作用点。这就是力的图示法。例如：用3N 的水平拉力F向右拉A物体，则力F可用图7-1的图示法表示。 此外，还有一种表示力的方法，叫做力的示意图，它只表示出力的方向和作用点，不严格表示力的大小。 6. 力的测量 测量力的仪器叫做测力计，常用的测力计是弹簧测力计，如图7-2所示。该 测力计的测量范围是0~5牛，最小分度是0.2牛，使用前要观察指针是否与零刻 线对齐，并进行调零，弹簧测力计是利用弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力的大小 成正比的原理制成的。使用弹簧测力计测力时，不能超出弹簧测力计的测量范围。 7.1.2 重力 1. 重力的概念 由于地球的吸引，而使地球表面附近的物体受到的力叫做重力，重力符号通常用G，表示地球表面附近的物体不论是否与地球之间接触都会受到重力作用，重力的施力物体是地球。 2. 重力的方向 重力的方向竖直向下，与水平面垂直，在一根线的下端悬挂重物，重物静止时总是竖直下垂的，我们把它叫做重垂线，与重垂线平行的线和面都是竖直的，与重垂线垂直的线或面都是水平的，在生产和生活中，我们通常用重垂线来检验一条线是否竖直或一个面是否水平。 3. 重力的大小 在地球确定的位置，物体所受重力的大小与物体的质量成正比，G=mg（其中g是常数，单位是N/Kg，读作牛每千克，一般取g为9.8 N/kg）。在地球不同的位置，物体所受的重 力一般不同，在两极较大，赤道较小；在地面较大，高空较小。 4. 重力的作用点
初中物理焦耳定律
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A: 根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B: 根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C: 根据可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D: 根据 可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 3、下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）。 A: 笔记本电脑 B: 电冰箱 C: 电风扇 D: 电暖器 总结：电流通过任何导体时都会放出热量产生热效应。 利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 考点二：焦耳定律的计算 一）例题解析 1、将规格都是“ ”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路 中,通电时间相同,下列有关说法中,错误的是( ) A. 三个电器产生的热量一样多 B. 电流通过三个电器做功一样多 C. 三个电器消耗的电能一样多 D. 电烙铁产生的热量最多 方法总结： 对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q ＝W ），这时以下公式均成立 t R U UIt Rt I Pt Q 2 2 ==== 非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q 时只能用Q ＝I 2Rt 。 二）相关知识点讲解、方法总结 ● 对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q ＝W ），这时以下公式均成立 t R U UIt Rt I Pt Q 2 2 ==== ● 对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q 时只能用Q ＝
C.把电阻丝两端电压减小到原来的一半 D.将通过电阻丝的电流减半 考点三：探究电流热效应实验 1)例题解析 1、如图的装置可用来定性研究_____定律。将电阻R甲与R乙（R甲＞R乙）串联在电路中是为了使时间和 _____相同，通过温度计示数的变化可以比较_____的多少。 2)相关知识点讲解 探究电流的热效应 【实验器材】（如下图）烧瓶（三个烧瓶中放入等量的煤油）、温度计、铜丝、镍铬合金丝、电源。 【实验步骤】 ①如下图中的左图，在两瓶中分别浸泡铜丝、镍铬合金丝。 ②将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上。 ③通电一段时间后，比较两瓶中煤油的温度变化。 在通电时间相同的情况下，分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流（下图中的右图），观察什么情况下产生的热量多。 【实验结论】
高中物理竞赛教程(超详细修订版)_第九讲_机械振动和机械波
第五讲 机械振动和机械波 §5．1简谐振动 5．1．1、简谐振动的动力学特点 如果一个物体受到的回复力回F 与它偏离平衡位置的位移x 大小成正比，方向相反。即满足： K F -=回的关系，那么这个物体的运动就定义为简谐振动。根据牛顿第二定律，物体的加速度m K m F a -== 回x ，因此作简谐振动的物体，其加速度也和它偏离平衡位置的位移大 小成正比，方何相反。 现有一劲度系数为k 的轻质弹簧，上端固定在P 点，下端固定一个质量为m 的物体，物体平衡时的位置记作O 点。现把物体拉离O 点后松手，使其上下振动，如图5-1-1所示。 当物体运动到离O 点距离为x 处时，有 mg x x k mg F F -+=-=)(0回 式中 0x 为物体处于平衡位置时，弹簧伸长的长度，且有mg kx =0，因此 kx F =回 说明物体所受回复力的大小与离开平衡位置的位移x 成正比。因回复力指向平衡位置O ，而位移x 总是背离平衡位置，所以回复力的方向与离开平衡位置的位移方向相反，竖直方向的弹簧振子也是简谐振动。 注意：物体离开平衡位置的位移，并不就是弹簧伸长的长度。 5．1．2、简谐振动的方程 由于简谐振动是变加速运动，讨论起来极不方便，为此。可引入一个连续的匀速圆周运动，因为它在任一直径上的分运动为简谐振动，以平衡位置O 为圆心，以振幅A 为半径作圆，这圆就称为参考圆，如图5-1-2，设有一质点在参考圆上以角速度ω作匀速圆周运动，它在开始时与O 的连线跟x 轴夹角为0?,那么在时刻t ，参考圆上的质点与O 的连线跟 x 的夹角就成为 0?ω?+=t ，它在x 轴上的投影点的坐标 )cos(0?ω+=t A x （2） 这就是简谐振动方程，式中0?是t=0时的相位，称为初相：0?ω+t 是t 时刻的相位。 参考圆上的质点的线速度为ωA ，其方向与参考圆相切，这个线速度在x 轴上的投影是 0cos(? ωω+-=t A v ） （3） 这也就是简谐振动的速度 参考圆上的质点的加速度为2 ωA ，其方向指向圆心，它在x 轴上的投影是 02 cos(?ωω+-=t A a ） （4） 这也就是简谐振动的加速度 由公式（2）、（4）可得 x a 2ω-= 由牛顿第二定律简谐振动的加速度为 x m k m F a -== 因此有 m k = 2ω （5） 简谐振动的周期T 也就是参考圆上质点的运动周期，所以 图5-1-1 图5-1-2