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初中物理热效率范文

发布时间:2023-09-25 11:52:40

导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇初中物理热效率范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!

初中物理热效率

篇1

类比法,也叫“比较类推法”,是指由一类事物所具有的某种属性可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。类比推理是一种或然性的推理,其结论是否正确还有待实践证明。“类比思想”包括两方面:(1)联想,由新信息引起的对已有知识的回忆;(2)类比,在新、旧信息间找相似和相异的地方,即异中求同或者同中求异。

中学生在思维方法上是以形象思维为主的,尤其是物理学科,很多知识比如声音、光、力学、物态变化等,几乎所有的物理知识都和学生的生活息息相关,但生活是表象,知识是理论,在从表象到理论的认识过程中,需要学生有一定的抽象思维能力,但初中生的抽象思维能力相对较弱。物理学虽然是一门以实验为主的科学,但是许多的物理概念,规律是在实验的基础上经过抽象概括而形成的,有些物理概念规律看不见,摸不着,比较抽象,学生理解上有一定的难度,此时,运用类比法,把学生已有的知识和所学知识进行类比,就能大大增强教学的直观性,让学生顺理成章地理解所学的新知识,非常有利于学生建立概念、理解规律,从而降低知识的难度,起到事半功倍的效果。

二、类比的三个切入口

1.新、旧知识类比。学习的过程是在原有知识基础上不断丰富的过程。物理学有很多概念,这些概念之间并非是孤立的。我们在教学过程中可以找出新旧知识的联系进行类比,不仅仅使掌握新知识变得更容易,同时也达到了对旧知识巩固的效果。比如在学习牛顿第一定律的探究实验中,教师可以通过类比探究影响滑动摩擦力大小的因素来学习,又如在八年级下学生学过机械效率的计算方法,在九年级学热效率的时候教师可以联系机械效率来讲解热效率,这样就能起到对旧知识的巩固,新知识的领悟、新旧知识的整合的目的。

2.生活经验与物理概念类比。新课程要求以学生为主体,教师在课堂中起引导和强化的作用。由于初中阶段物理学科的特殊性,教学可以从身边的生活实例引起,或者从身边的现象引发一定的物理思考,从而促进学生的探究兴趣,启迪学生的思维。如之前学过速度的物理意义――单位时间内通过路程的多少,学生学习时由于具有一定的生活经验,比较容易理解和运用。在学习功率物理意义的时候就可以联系速度的概念,即单位时间内做功的多少来学习。在提高学习效率的同时也逐渐养成了学生观察生活和分析生活的习惯。

3.相关学科知识与物理知识的对比。自然学科分科庞杂,众多学科之间都是有一定的内在联系的,老人们就曾说过“数理化不分家”的老话。因此,在学习物理时可以用其他已学过的知识进行类比,帮助他们理解一些物理现象和物理问题。

三、类比法在初中物理教学中的应用

篇2

(一)概念理解

1.从我们的生活经验事实可知,做一顿饭所需的热量是一定的,但所需的煤火或燃气的质量大小是不同的.这正好表示质量相同的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的.我们把用1kg的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值.

2.从这个定义可知,同种燃料的热值相同,不同种燃料的热值一般不同.它反映的是燃料的特性,其大小与燃料质量大小、是否完全燃烧、放出热量的多少无关,但在数值上等于一定质量的燃料完全燃烧放出的热量(Q)与其质量(m)的比值.热值通常用字母q来表示,计算公式是q=Q/m.热值的单位是:焦耳每千克(J/kg).对于一些气体燃料,有时也用单位体积的某种燃料完全燃烧所放出的热量来表示这种燃料的热值,计算公式是q=Q/V,单位是J/m3.对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”“某种燃料”“完全燃烧”.1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值.某种燃料:说明热值与燃料的种类有关.完全燃烧:表明要完全烧尽,否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值.

3.在工业中,热值也叫“发热量”,是表示燃料质量(好坏)的重要指标之一.

(二)例题解析

例1 关于燃料的热值,以下说法中正确的是( ).

A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关

B.容易燃烧的燃料,热值一定大

C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多

D.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料

解析 热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,而与燃料的质量、燃烧与否无关,故B错.燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、燃料的质量、燃烧是否完全有关,选项C中只知道煤的热值较干木柴的大,两者的质量关系、燃烧是否完全并不知道,因此不能确定谁放出的热量多.炉子的效率与燃料燃烧的完全程度和热量散失程度有关,与燃料的热值大小无关,答案选A.

例2 一桶煤油用掉了一半,则剩下的煤油( ).

A.密度和热值不变,比热容减为原来的一半

B.比热容和密度不变,热值减为原来的一半

C.热值和比热容不变,密度减为原来的一半

D.密度、热值和比热容都不变

解析 物质的密度、热值和比热容都是表现物质基本属性的物理量,因此对于给定的物质来说,这三个物理量的数值都不会发生变化.答案选D.

例3 完全燃烧2kg汽油放出多少热量?要放出6.0×106J的热量,需完全燃烧多少g酒精?(q汽油=4.6×107J/kg,q酒精=3.0×107J/kg)

解析 汽油的热值为4.6×107J/kg,表示完全燃烧1kg汽油放出的热量为4.6

×107J,完全燃烧2kg汽油放出的热量Q

=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J.酒精的热值是3.0×107J/kg,表示完全燃烧1kg酒精放出的热量为3.0×107J.放出6.0×106J的热量,需完全燃烧的酒精的质量m=Q/q=6.0

×106J/3.0×107J/kg=0.2kg=200g.

例4 卖火柴的小女孩在严寒中只能靠点燃火柴取暖.一根火柴的质量约为0.065g,火柴的热值平均为1.2×107J/kg,求一根火柴完全燃烧能使1m3的空气温度升高多少摄氏度?〔已知空气的密度为1.3kg/m3,比热容为1×103J/(kg·℃)〕

解析 设火柴完全燃烧释放的热量全部被空气吸收,即Q吸=Q放,cm1Δt=qm2

所以完全燃烧一根火柴能使1m3的空气升高的温度为:

Δt=qm2/cm1=qm2/cρV=1.2×107J/kg

×0.065×10-3kg/[1×103J/(kg·℃)×1.3kg/m3

×1m3]=0.6℃.

小结 本题把燃料燃烧的放热公式、热量的计算公式与密度知识结合起来,具有一定的综合性.应用公式时要注意其适用条件和范围.

例5 对于气体燃料(例如煤气或石油液化气)来说,其热值可以定义为:“1m3某种气体燃料完全燃烧所放出的热量叫做该气体燃料的热值.”某同学根据家庭现有的条件,设计了一个测定管道煤气热值的实验.实验是这样进行的:取一定质量的水(m水/kg)放入锅中,用温度计测得水的初温(t1/℃),读出煤气表的示数(V1/m3).然后点燃煤气灶具给水加热,当温度计的示数为(t2/℃)时关闭煤气阀门,读出煤气表的示数(V2/m3).该同学先根据有关数据计算出实验过程中水吸收的热量Q;然后用水吸收的热量Q和煤气表的示数差V(V2-V1,即所用煤气的体积),根据q=Q/V计算出煤气的热值q.你认为这个实验方案是否可行?

;理由是:

.

解析 本题中水吸收热量通过公式计算得出,但水吸收的热量只是煤气燃烧放出热量的一部分,即存在热量使用率的问题.

答案 不可行.理由是给水加热过程中,煤气不可能完全燃烧,同时放出的热量也不可能全部被水吸收.

二、热效率

(一)概念理解

篇3

初中物理习题可谓是浩如烟海,习题是永远做不完的.传统教学中的“题海战术”之所以有时看起来有效果,其实质是让学生在不断的重复训练中获得对题目情境的认识,形成相对固定的解题思路,进而形成一定的解题能力.从效果上来看,此种方法是有效的,但从过程上来看,此种方法容易消磨学生的学习积极性,容易让学生产生厌学情绪,容易让学生认为物理学习就是成天不断地做题,因而一般认为是不可取的.然而现实是,日常教学中我们普遍看到的,题海战术尽管有时附加以有效教学的标签,但却改不了重复训练的本质.在这种情况下,我们提出通过建模的方式为学生建立一类习题的模型,从而减少重复劳动,提升学习能力.

习题建模与新知识学习过程中的建模不同.新知学习中的建模往往是指一种教学模式,一种学习模式.而习题教学中的建模,是指从一类题目中提取共同点编制成一道基本的题目,让学生在这种基本题目的训练中获得对这一类题目的共同理解.根据这一理解,习题建模就需要教师对初中物理中的传统题型和热门题型进行分析与综合,以提取其中的共同点,然后在问题解决的过程中,帮学生形成一个基本的思路,从而在学生的思维中形成一套基本的模型.最终的目的是让学生在新的题目情境能够调动已经建立的模型,然后进行拓展延伸,从而实现新问题的解决.总的来说,习题建模是基于基本习题建立起来的思维模型,是为解决一类题目而设计的基本模型.

习题建模并不是一种新的思想,但在任何情况下都应当赋予其新的内容.我们下面尝试通过热量、内能和热值以及电学知识中的两个重要知识点为例,来谈谈笔者所理解的习题建模.

2习题建模举例分析

示例1光学知识

初中光学知识中涉及的是光源、光的直线传播、光的反射和光的折射等知识.如果这些知识处于零散状态,那对学生的习题解答是没有益处的,因为学生此时的思维中没有一个完整的光的知识体系,而如果通过纯文字的图表或框图来帮学生建立知识体系的话,那又需要较高的抽象思维能力作为支撑.因此我们设计通过图1来概括上述基础知识,让学生通过对图1的理解与重现,来完成光学知识的体系建构.

习题模型:如图1.从光源发出的光发生直线传播、反射及折射.其中,又涉及透明体与反射体颜色的光学知识,涉及光的色散知识,涉及平面镜成像知识.除了凸透镜成像及规律之外,基本上包括了其它光学内容.因而能够帮学生形成一个相对完整的对光学知识的认识.与光现象相关的习题往往也包含其中,从而使得本模型能够起到举一反三的作用.

示例2热量、内能及热值知识

本部分知识涉及到热量的传递、吸收与放出热量的多少、内能的增加与减少,能量的转化、燃料燃烧后产生热量的计算、热传递中的效率等.如果试图通过不同类型的题目进行重复训练,则效果不佳,实际教学中我们发现不断地做、不断地讲、不断地错就是这一情况的实际写照.那么,这些知识是不是可以融合到同一个题目当中呢?笔者几经尝试,建立了如下一道题目模型,几次训练之后取得了较好的效果.

习题模型:如图2,是生活中常见的烧水情形.其中木材燃烧放热用到Q=qm公式,水吸热升温用到Q=cmΔt的公式,其中还涉及到能量转化和转移效率等.因而可以涵盖大部分热量计算的习题.

本习题模型中,如果给出已知条件,如水的质量为2 kg,水的比热为4.2×103 J/(kg・℃),木材的质量为0.5 kg,木材的比热为1.2×107 J/kg.则可以提出的问题有:从木材燃烧到水被加热,其中有哪些能量的转化或转移过程?木材完全燃烧后放出的热量是多少?假如这些热量全部被水吸收,则水的温度会升高多少摄氏度(不沸腾)?假如加热过程中的效率为40%,则水升高的温度又是多少?如果木材的质量是5 kg,则水加热后的最终温度是多少?

本模型的特点是:(1)以生活中最为常见的烧开水素材为例,学生在理解素材上没有困难,从而就可以将注意力集中到过程分析与问题解决当中来;(2)本过程中涉及到化学能转化为内能,内能以热传递的方式转移到加热容器和水中的情形,一是能量的转化,一是能量的转移,可以带动能量转化和转移的知识;(3)本过程中的燃料燃烧可以巩固到Q=qm公式的运用,而水被加热则巩固到Q=cmΔt公式的运用;(4)当效率不是100%时,其又可以加深学生对Q吸=ηQ放(η为加热效率)的认识;(5)如果我们将加热容器改成试管(蒸气冲开塞子)的例子,还可以用来加强气体对外做功、内能减少温度降低的知识.

根据我们的教学实践,这一模型在新课教学以及单元练习和质量监测中得到两至三次训练,学生就有可能形成深刻的印象,从而收到事半功倍的效果.

示例3电学知识

在电学知识中有一个非常重要的电路图,其在教材(苏科版九年级上下册)中得到了三次重要运用:一次是探究电路中电流与电压、电阻关系,得出欧姆定律时;二是伏安法测电路时;三是伏安法测定电功率时.

习题模型:笔者这里提供的习题模型严格来讲并不是一道习题,只是这个图形是相当一部分电学题目的源头.也就是说这个图形加上不同的已知条件,就可以得到千变万化的电学题目.

那么,这个图形应当怎样呈现在学生的面前呢?笔者的做法是:从简单电路开始(这一步学生非常熟悉);然后提出测电流的要求,并加上电流表;再提出测电压的要求,然后加上电压表;最后提出改变电路中电流的要求,加上滑动变阻器.通过这一循序渐进的过程,学生就可以感觉到这个图是通俗易懂的.从而在将来的习题解答中,对这类复杂的图形产生不太复杂的感觉.

在笔者的教学实践中是这样利用这个模型的,利用探究电流与电压、电阻关系时,帮学生获得图形生成的过程;然后在后两次时帮学生复习这一电路图;在习题训练中以此图加上不同的条件进行两至三次的训练.在此基础上,学生就会对此图形成较为深刻的认识,在以后类似的情境中,学生也能迅速地反应出此图是我们一直强调的经典电路图.

篇4

例(1999年全国初中物理知识竞赛)如图1所示,四个相同的玻璃瓶里均装有水,水面高度不同。用嘴贴着瓶口吹气,如果能分别吹出“dou(1)”“ruai(2)”“mi(3)”“fa(4)”四个音阶,则与这四个音阶相对应的瓶子的序号依次是__________、__________、___________、__________。

答案:丙;乙;甲;丁。

变式一(2007・大连)如图2所示,相同的瓶子里装入了不同的水量,用棒敲击瓶子时,可发出不同音高。那么,发声体是____________,发出的声音音调从左至右是______________。

答案:瓶子和水;音调降低。

变式二(2008・恩施)当我们向暖水壶内倒开水时,能听到从壶内发出的声音。天翔同学对此作了专门的探究。

(1)刚开始,瓶内传出低沉的轰鸣声,随着水越来越多,声音逐渐变得尖细。请你用专业的物理语言来描述这个现象:随着瓶内水的增多,声音的__________________

________________________________________________。

(2)天翔想:这个声音是什么物体振动发出来的呢?他猜想,可能是水从高处落下时冲击瓶内水引起振动而产生的,也可能是水的振动引起瓶内空气柱振动产生的。你认为还有其他的可能吗?请把你认为可能的原因填在后面的空格处____________________(只填一种可能)。

解析:本题是“水瓶琴”的雏形,难度不大。在向瓶中注水时,随着水越来越多,声音逐渐变得尖细。答案为(1)音调越来越高。(2)可能是由于暖水壶壁振动产生的(或可能是水在下落过程中振动产生的,意合却可)。

点评:例题(竞赛题)、变式一和变式二(中考题)都是以“水瓶琴”为题材,主要考查声音是由什么物体振动产生的、声音的音调与什么因素有关。这类问题既是重点、难点,也是中考热点,同学们要多留意。

二、以“空间技术”为题材考热学知识

例(2006年全国初中物理知识竞赛)火箭点火发射时,若高温火焰向下喷射到发射台上,发射台就会被烧毁。为了保护发射台,在它的底部建造一个大水池,从而巧妙地解决了这个技术问题。

(1)火箭发射时,底部出现的庞大的白色气团(图3)是由什么组成的?它是怎样形成的?

(2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。

解析:(1)庞大的白色气团是由小水珠组成的。它是由水池里的水汽化后又降温液化成小水珠,飘浮在空中形成的。(2)高温的火焰喷到水中,水吸收热量汽化成水蒸气,从而起到保护发射台的作用。

变式(2008・重庆)2008年5月27日11时02分,“风云三号”精确预报气象卫星在太原卫星发射中心升空,这颗世界上最先进的对地观测卫星将在抗震救灾和北京奥运会期间发挥重要作用。图4是运载火箭携带卫星发射升空的情景。在火箭点火时,只见火箭底部的水池中涌现出大量的“白气”,火箭和卫星就逐渐加速向上腾空而起,场面蔚为壮观。

(1)这些“白气”实质上是水蒸气____________而成的(填物态变化的名称),水蒸气在发生这一变化的过程中需要____________热量(选填“吸收”、“放出”)。

(2)根据这个过程中的现象,请参照下面的示例,说出两个与能量相关的物理知识。

示例:火箭点火时,燃料的化学能转化为内能。

①__________________________________________;

②__________________________________________。

解析:(1)液化;放热。(2)①火箭上升的过程中内能转化为机械能;②在空中太阳能电池板将太阳能转化为电能;③火箭在大气层中高速飞行,摩擦生热;④火箭头部的特殊物质在高温下熔化并汽化吸热,保护火箭头部温度不致过高。

点评:例题(竞赛题)、变式(中考题)都是以空间技术为题材,主要考查热学知识。“神七”已于2008年9月从酒泉卫星发射中心发射升空。预计在2009年的中考物理试题中,“神七”将是一道亮丽的风景线。

三、以“千手观音”为题材考光学知识

例(2006年全国初中物理知识竞赛)2005年春节晚会上,一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美的享受,善的启迪。

(1)如图5所示,观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者,这是因为光是____________传播的。

(2)在观看演出的过程中,我们虽然没有看到乐队却能分辨出是何种乐器在发声,这主要是因为不同乐器所发声音的___________是不同的。

(3)电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光,这些光是由________、________、_______三原色依不同的比例混合而成的。

解析:(1)沿直线。(2)音色。(3)红;绿;蓝。

点评:河北石家庄市2006年中考物理第24题与例题完全相同。春节晚会上,舞蹈“千手观音”给人以美的享受,是人们关注的新闻热点。估计与“汶川地震”有关的考题将走进2009年的中考物理。

四、以“电器铭牌”为题材考电学知识

例(2006年全国初中物理知识竞赛)李明同学家要买一个烧水用的水壶。超市里有两种容积相同但品种不同的铝质水壶可供选购,一种是放在液化气灶上用的,另一种是壶内装有电热器的,如图6所示。李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。他首先进行了调查,得到如下资料:当地居民用电的价格是0.5元/度,瓶装液化气的价格是60元/瓶(每瓶中液化气的质量约为15kg,液化气的热值为(2×107J/kg);用液化气烧水的热效率约为30%,用电热水壶烧水的热效率约为90%。根据以上信息,请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。

×106 J×90%=6.48×106 J; 消费1元钱用液化气烧水得到的有效热量为:0.25 kg×4.2×107 J/kg×30%=3.15×106 J。消费1元钱用电烧水比用液化气烧水得到的有效热量更多,可见用电热水壶烧水更省钱。

变式(2008・台州)图7所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其铭牌。

(1)该电热水壶正常工作时的电阻为______欧。

(2)该电热水壶正常工作时、烧开一壶水需要5分钟,其消耗的电能是多少?

(3)在用电高峰期使用,如果电压只有200伏,这时电热水壶的实际功率有多大?(不考虑电阻的变化)

解析:(1)电热水壶正常工作时的电阻

(2)W=Pt=1 100 W×5×60 s=3.3×105 J

点评:例题(竞赛题)、变式(中考题)都是以“电器铭牌”为题材,主要考查电学知识。由此看来理解“电器铭牌”参数的物理意义及有关计算,对于中考复习非常重要。

五、以“吊瓶”为题材考压强知识

例(2008年全国初中物理知识竞赛)图8所示是医院为病人输液时用的吊瓶,瓶中插入两条管子,A管是输液管、B管是空气管。在输液的过程中,如果发现病人的血液沿输液管回流,可将吊瓶适当地升高,血液就会随着药液重新流入患者的血管而不再回流。这是因为当吊瓶升高后,增大了流入患者血管药液的________,阻止了血液的流出。B管的作用是_____________________。

解析:当吊瓶升高后,输液管中药液的深度增加,由液体压强公式p=ρgh可知,流入患者血管药液的压强增大。B管与大气相通,使瓶内保持一定的气压。答案为压强;使瓶内保持一定的气压。

变式一(2008・河南)物理知识在生活中有广泛的应用,病人输液时用的吊瓶就是一例。如图9所示,A管是输液管、B管是空气管。在输液过程中,如果发现病人的血液沿输液管回流,可将吊瓶适当地升高,使流入患者血管处药液的压强变______________。B管的作用是保持瓶口C处的压强始终等于______________。

解析:大;大气压强。

变式二 (2008・大连)医生为了给患者输液,用网兜把药瓶倒挂在支架上,瓶口插有输液管和空气管,如图10所示。输液过程中,下列说法正确的是()

A. 如果血液回流到输液管中,可将药瓶适当地升高

B. 瓶内药液对瓶盖的压强越来越大

C. 瓶内上方气体的压强始终不变

篇5

物理学是以实验为基础的科学,研究物理问题的根本方法是进行观察和实验:物理概念的建立、物理规律的发现、物理理论的形成,都必须以严格的科学实验为基础,并为以后的科学实验所验证。笔者认为:一方面,初中学生刚刚开始学习物理,学习方法及抽象思维能力都还没有形成,因而,物理实验的教学显得尤为重要。通过实验和观察使学生获得感性知识,经过思维加工,形成物理概念,这是初中物理教学的重点,也是提高物理教学质量的必由之路。另一方面,物理实验对于建立物理基本概念和理论及加强对基本概念和基本理论的理解有着不可取代的作用。随着社会的发展、科学技术的进步以及仪器设备的智能化,学生的动手能力、独立思考能力以及解决实际问题的能力若没有一个良好的培养环境,将导致学生综合创造能力的下降。因此,物理实验教学对于学生能力的培养显得更迫切。那物理实验教学有哪些方法和途径呢?笔者谈谈自己的探索与实践。

一、学生主体法

学生是教学活动中的主体,要使全体学生积极主动的参与到教学中,真正成为教学活动中的主体,那就要激发学生学习物理实验的求知欲。由于物理实验具有真实性、直观性、形象性和生动性这四个显著的特点,所以它极易激发起中学生学习的兴趣和求知欲。对于中学生,这些新鲜的物理实验是很具有吸引力的,极易唤起他们学习物理的直接兴趣。他们动手操作的实验(包括边学习边实验、分组实验和课外实验),这样不仅可以满足中学生们亲自操作的愿望,更重要的是可以让他们通过实验不断体会和尝到如同科学家们一样“发现”和“克服困难、解决问题、获得成功”后的喜悦。

二、引入计算机辅助教学

引入计算机辅助教学会极大地激发大学生学习物理实验课的兴趣。将计算机物理仿真实验用于实验教学。物理仿真实验通过计算机网络把实验设备、教学内容、教师指导及学生操作有机地融合为一体,形成了一部可操作的物理实验教科书,扩大了物理实验的空间,打破了教与学、理论与实验、课内与课外的界限。它作为一种理想的教学环境的创设工具、学生自主学习的情趣激励工具,可充分调动学生主动学习的积极性。通过计算机物理仿真演示,学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解可以达到实际实验难以达到的效果,实现了培养学生动手能力、学习实验技能、深化物理知识的目的,大大提高了物理实验的教学效率。

三、自制教具辅助教学法

目前由于教育经费的不足,大多数学校实验器材配备不齐,实验器材陈旧。特别是广大农村学校,教学仪器大部分是几年前以拼盘的方式采购,有些器材质量不是很好,有的与现行教材不配套,不能很好地满足教学需要。即使县城部分学校实验条件比较好,但经常使用成套仪器进行实验教学也会使学生失去新鲜感,并且觉得物理高深莫测,物理实验必须由专门的仪器才能完成,影响了学生学习物理的兴趣和信心,阻碍了学生创新思维能力的发展。若能充分利用我们身边的废弃物,经过简单的改装、组合,自制一些教具,将会得到意想不到的效果。例如在讲惯性大小与哪些因素有关时,可以采用两个玩具车,其中一个较大,另一个较小,将一个弹簧压缩后与两个小车接触,剪断弹簧发现较小的车走的远,较大的车走的近,说明质量小的车容易改变状态,得出质量是惯性大小的量度。

四、变式实验法是实验教学的有效方法

所谓变式实验法指教师或学生设计诸多的同类实验,根据多种现象去揭示物理规律和本质。变式实验能有效排除干扰因素,突出本质因素,从而使所要研究的物理现象以更为简化和纯化的形态显露出来。变式实验法的有效性可从以下诸方面来体现:1.变式实验揭示本质透彻物理实验现象,一般都以复合刺激物的形式呈现出来,客体的不同成分对学生的刺激作用也不尽相同。值得注意的是,一些表现本质特征的现象往往不一定以强烈刺激的形式出现,而表现非本质特征的现象倒有可能给学生以较强的刺激,从而直接影响了实验的教学效果。因此,我们在实验教学过程中,要不断变化实验手段,展现各种实验现象,充分运用学生的各种感官,围绕问题中心展现物理过程,揭示问题本质。

五、课外创新性实验方法

开展课外创新性实验,首先,应遵循趣味性强原则。基本以课本知识为切入点,可适当做些引申和拓宽,以丰富学生的知识面,提升他们热爱科学的志趣,发展对科学的探索兴趣,“在保持对自然界的好奇,发展对科学的探索兴趣,在了解和认识自然的过程中有满足感及兴奋感。”这是新课程标准的总目标”。因此,在课外创新性实验的选择上我们更加应该遵循趣味性强的原则。例如,学习声现象后,让学生利用身边的一些材料制作简易的乐器,他们都兴趣傲然,有的人会用小塑料筒制作口琴,有的同学会用竹管制作“水鸟”等。其次,选择课外创新性实验应紧扣教学内容,在中学阶段开展物理课外活动,要考虑学生的能力和知识水平,活动的内容尽可能结合教学的内容,让学生做一些力所能及的小实验,或做一些简单易完成的小制作。如果脱离学生实际,要求学生完成太复杂的实验项目是不可取的,学生的实验如果经常完成不了,这样久而久之会让他们失去信心和兴趣。例如,学完电磁现象后,组织学生制作电铃、自动报警器、小型电动机、发电机模型,这些制作较有实用价值。学完电学、热学之后,组织学生调查或测量各种燃气炉、电热水器的热效率,这样有利于培养学生综合运用物理知识的能力,有利于培养学生的环保和节能的意识。

实验教学是教学研究的永恒课题,有许多问题仍等待我们去探索、研究与实践。美国著名哲学家、系统学者兹格在论述“假设一演绎”的优点时曾说过:“我们不见得正确,但是我们知道,我们在寻找什么,如果得不到预期的结果,我们总可以修正我们的假设。”

参考文献:

参考文献

[1]2006.周树凤.浅议初中物理学生实验教学[J].河南:教学研究.

篇6

在初中物理中,实验现象往往是形成兴趣的思维基础,能激发学生的求知欲望,形成持久稳定的学习兴趣,是学好物理的重要环节,以初中物理人教版八年级上册的“序言—科学之旅”为例,谈谈我的做法与看法,因为物理是初中学生的一门新课,为激发学生的学习兴趣,首先应该用一系列实验吸引学生。如冷水能让烧瓶中停止沸腾的水重新沸腾,在倒置的漏斗里放一乒乓球,用手托住,然后从漏斗口向下用力吹气,乒乓球不会下落等实验,使学生一开始就感受到大自然的物理现象是生动的、有趣的。要想知道其中的奥妙需要认真学好物理知识,以此来激发学生学习物理的兴趣。此时教师应抓住时机结合教材上的物理知识循序渐进地为学生解开一个个奥妙。如果学生一开始就接触到一些难以理解的概念、定理、公式、单位,就会使学生产生的好奇心在枯燥乏味中消失。

二、利用物理实验蕴含的美陶冶学生的情操

自然科学不仅揭示物质内部的运动形式及其规律性,还揭示自然科学领域蕴含的美。一方面,可用实验的手段来展示实验现象的形态美;另一方面,实验装置稳定协调,操作的灵活、规范,现象的有趣,常常会使学生产生一种赏心悦目的感觉。例如,在做“升华和凝华”演示实验时,向烧瓶中放入结晶的萘和松枝,在给烧瓶加热时,萘被升华,变成了气体,停止加热后,萘又被凝华,此时烧瓶中松枝上布满了白色结晶的萘,便出现了美丽的自然奇观“雾凇”。通过该实验使学生间接体验了自然中的景观是多么的绚丽多姿,同时使学生领悟到自然中千姿百态的自然现象往往与物理知识有关,使学生真正理解了升华和凝华的物理意义。这样的实验既陶冶了学生情操,又培养了学生感受美、评价美、创造美的能力。

三、利用物理实验培养学生的科学素养

实验能力不能单独依靠教师的讲解来培养,并在相应的实践活动中得到发展,只有通过实验才能培养实验能力。除此之外,通过实验还可以培养学生的想象能力、思维能力等。例如,在进行观察与实验中,需要用精细敏锐的感知和观察力去捕获一些重要现象,从而培养了观察能力;通过设计实验,分析结果能锻炼和培养想象能力和分析能力;在研究原因、结果和形成概念的过程中,要进行概括、抽象的逻辑思维和辨证思维,通过分析、比较、判断、推理等能培养逻辑思维能力;通过想象、假设能锻炼和发展想象能力、创造能力;在实际操作和汇报实验结果的过程中,还能培养组织和表达能力。物理实验还能培养学生的科学素质。实验除了对知识的掌握、智能的提高有明显作用外,对非智力因素的培养也有显著作用。实验不仅能培养学生实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风和坚忍不拔的意志品质,还有助于形成正确的观念、优秀的品质、培养高尚的思想情操和浓厚的学习兴趣。

四、利用物理实验的复杂性磨练学生意志

科学实验必须坚持实事求是的科学态度,由于各种主观、客观因素的影响,难免有些实验达不到预期效果,这就给磨练学生意志、培养学生坚强毅力创造了条件。对于演示实验教师应充分考虑到实验的程序及应注意的事项。例如,在“观察水的沸腾”实验时,学生往往忘记温度计的正确使用,致使测不出真实的温度,甚至个别学生损坏了温度计,同时少数学生不会正确使用酒精灯加热,此时教师应引导学生观察酒精灯的火焰,究竟是外焰和中焰的火焰哪个温度高。所以在使用酒精灯加热时应合理调节石棉网的高度,同时还要求学生在烧杯上盖上一张能让温度计穿过的纸板,只有这样才能提高加热效率,减少实验时间。同时还应特别注意,当学生不小心把酒精溅在桌上且已经在燃烧的情况下,教师应让学生不要惊慌失措,有序的将酒精灯熄灭和用湿抹布扑盖。特别是在观察水的沸腾时,教师应指导学生每隔几分钟持续地用温度计测沸水的温度,此时学生会发现温度不再升高,让学生认真总结,更使学生明白在标准大气压下水的沸点是100 ℃,通过实验磨练学生的意志,说明了物理实验是科学的、严谨的。

篇7

也有根据产品的功能、用途,将家电大致分为八类:①制冷电器:包括家用冰箱、冷饮机等.②空调电器:包括房间空调器、电扇、换气扇、空气去湿器等.③清洁电器:包括洗衣机、干衣机、电熨斗、吸尘器、地板打蜡机等.④厨房电器:包括电灶、微波炉、电磁灶、电烤箱、电饭锅、洗碟机、电热水器、食物加工机等.⑤电暖器具:包括电热毯、电热被、电热服、空间加热器.⑥整容保健电器:包括电动剃须刀、电吹风、整发器、超声波洗面器、电动按摩器、空气负离子发生器等.⑦声像电器:包括电视机、收音机、录音机、录像机、摄像机、组合音响等.⑧其他电器:如烟火报警器、电铃等.目前家用电器还没有统一的分类方法,也可以这么说,随着功能的多样化,很难有一个统一的分类方法.

物理新课程的基本理念是“从生活走向物理,从物理走向社会”.近年来的中考物理注重科学技术与社会的联系,注重考查考生对自然现象和日常生活中的物理学道理的认识,对日常用品或新器件中的物理学原理的理解.从近几年各地的中考物理试题,我们可以发现家用电器已经成为命题的热点.

二、典型试题

综观各地的中考试题,从命题对象与内容来看,我们可以将家用电器分成电光类(如白炽灯、日光灯、LED等)、电动类(如洗衣机、电风扇、换气扇、油烟机、电动车、电冰箱等)、电磁类(如微波炉、电磁炉等)、电热类(如电炉、电饭锅、电水壶、电吹风、电热毯等)、电声类(如收音机,收录机、电视机、电脑等),现举例如下.

例1小柯为了解不同照明灯的性价比,制作了如图1甲所示的装置.在正对观察孔的纸箱内平放一张写有“E”字的卡片,移动照明灯,使从观察孔恰能看清“E”字,测出灯与箱之间的距离,以比较灯的照明效果.实验后,他又查阅了相关资料,数据如下表:

(1)分析实验数据,你可以发现白炽灯的照明效果与灯的功率和照明的距离有关.比较节能灯与白炽灯,在保证照明效果相同的情况下,节能灯有什么优点?

(2)白炽灯工作时的能量转化情况如图1乙,试说明节能灯工作时的能量转化情况,仿照图1乙画出节能灯工作时的能量转化图.

(3)小柯了解到白炽灯的发光效率大约只有8%,请计算一下60W的白炽灯如一年正常工作2000h会浪费掉多少度的电能.

解析能源问题是当今世界关注的热点问题,节能灯与白炽灯比较,消耗同样多的电能,有更多的电能转化为光能,在能流图中要能反映这一点.

解答(1)节能.

(2)

(能表示出电能转化为光能明显比白炽灯多即可)

(3)白炽灯浪费掉的电能

W=Pt=0.06kW×2000h×0.92=110.4kW・h.

例2某品牌双桶洗衣机的部分技术数据如下表所示.

洗衣机洗涤时的工作顺序

求:

(1)该洗衣机洗涤时的电功率是多少瓦?脱水时的电功率是多少瓦?

(2)把洗衣机洗涤时从正转停反转停叫完成一次周期性变化,那么该洗衣机洗涤时完成一次周期性变化所消耗电能为多少焦耳?

(3)该洗衣机洗涤7min所耗电能为多少焦耳?

解析洗衣机是一般家庭最常用的电器之一.洗衣机有双桶与全自动之分,不同的洗衣机其相同点均是间隙式工作的,并且洗涤和脱水状态的工作功率不同,这些都是我们在审题时要注意的.一般来说,我们在解决物理问题时,首先要明确熟悉物理现象的过程与状态.本题首先利用P=UI计算出洗衣机在洗涤和脱水状态的实际功率,再注意看清洗衣机洗涤工作状态一周期是“正转”“停”“反转”“停”组成,70s中工作60s的特点,进一步明确7min中有多少个周期即可解答本题.

解答(1)设洗衣机洗涤时的电功率是

P1=UI1=220V×0.5A=110W,

脱水时的电功率是

P2=UI2=220V×0.8A=176W.

(2)洗衣机洗涤时完成一次周期性变化时正转30s,反转30s,故

W1=P1t=110W×60s=6600J.

(3)该洗衣机洗涤7min完成6次周期性变化,所以

W=nW1=6600J×6=39600J.

例3电磁炉是种新型炊具,它具有加热快、效率高、节能环保、使用方便等特点,其工作原理是利用感应线圈通以交流电产生交变磁场,在其烹饪锅体内产生涡流,使运动电子与金属正离子发生频繁碰撞,从而产生大量的热,这种热直接发生于锅体本身,故热能损耗小,热效率高达80%,且加热均匀,烹调迅速,节能省电.小华在一次课外活动中,对家用电磁炉进行了相关的观察和研究,并记录了有关数据,如下表:

请你就他在活动中获得的有关资料,求解或提出有关问题:

(1)加热5min水所吸收的热量;

(2)电磁炉工作5min消耗的电能;

(3)电磁炉的功率;

(4)请你将(3)的结果与他在活动中的有关数据进行比较,发现了什么新问题?并解释原因.

解析电磁炉是一种新型的炊具,使用起来和微波炉一样.但二者的工作原理完全不同,这一点在审题时一定要明确.通常此类问题是起点高,落点低,我们在解答此类问题时要看清题意,不要过分地在原理上纠缠,能读懂即可.此类问题初中阶段比较侧重于能量的计算,这才是重点.就本题来说,要注意铭牌上标出的是电磁炉的额定功率,第三小题求的是电磁炉的实际功率,测量出的实际功率不等于额定功率有多方面的原因,其中一个很重要的因素就是电压,另外,则要注意测量中的热损失,由于题中明确热能损耗小,故本题中前一因素就是注意点了.

解答(1)水所吸收的热量

Q吸=cm(t-t0)

=4.2×103J/(kg・℃)×2kg×(50℃-30℃)

=1.68×105J.

(2)5min消耗的电能

W=150r×3.6×106J/2000r=2.7×105J.

(3)电磁炉的实际功率

P=W/t=2.7×105J/300s=900W.

(4)电磁炉的实际功率小于额定功率.这说明电磁炉两端的电压比额定电压要低,电磁炉没有正常工作.

例4电热安全压力锅彻底解决了压力锅的安全问题,解除了普通压力锅困扰消费者多年的安全隐患,而且省时省电(比普通电饭锅节电30%以上).如图2是某款电压力锅的铭牌:

(1)你认为该电压力锅应该选用两孔插座还是三孔插座,为什么?

(2)该电压力锅正常工作时电流多大?(小数点后保留两位小数)

(3)在该电压力锅中装入3kg初温为30℃的水,当加热到120℃时刚好沸腾,水吸收了多少热量?

(4)该安全电压力锅正常工作0.5h消耗的电能是0.315kW・h,通过计算判断该电压力锅是间歇通电工作,还是持续通电工作?

解析家用电饭锅和电热压力锅均是要盛水的器件,使用不当,容易发生漏电事故,因此,从使用安全考虑,应该采用带接地线的三孔插座.对于压力锅的工作状态的判断,应该从实际出发,通过计算连续工作时的耗电与实际工作时的耗电,或者是计算实际耗电的时间,通过数量比较来判断,切忌想当然.

解答(1)三孔插座、防止漏电.

(2)压力锅正常工作时电流

I=P/U=900W/220V≈4.09A.

(3)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)

=4.2×103J/(kg・℃)×3kg×90℃=1.134×106J.

(4)压力锅通电工作时间

t=W/P=0.315kW・h/0.9kW=0.35h

由于t=0.35h

例5电视机可以用遥控器关机而不用断开电源,这种功能叫做待机功能.这一功能虽给人们带来了方便,但电视机在待机状态下仍然要消耗电能却鲜为人知.例如,小明家的一台彩色电视机的待机功率大约是10W.假如他家每天平均看4h电视,看完电视后总是用遥控器关机而不断开电源.试计算:

(1)小明家因这台电视机待机一年(按365天计)浪费的电能是多少?

(2)如果这些电能全部用来烧水,可以将多少l5℃的水加热到40℃?如果小明同学洗一次澡需要50kg、40℃的水,这些水可供他洗多少次澡?

(3)请你就电视机待机功能的正确使用方法提出建议.

解析待机状态耗电一般不为人所知,即使知道也不太重视这个问题,本题通过数量的计算希望引起大家的关注,体现了物理教学的情感态度价值观的目标意识.不单是电视机,其他电器的待机耗电现象也十分普遍,电脑待机更是机关和学校中常见的现象,希望同学们能养成节能意识和安全意识.在不用电器时要及时关机.

解答(1)小明家电视机一年的待机时间为t=(24-4)h×365=7300h,

一年消耗的电能为

W=Pt=0.01kW×7300h=73kW・h.

(2)电能全部转化成内能为

Q=3.6×106×73J=2.628×108J,

可以将mkg的水加热到规定温度,

则m=■

=■

=2502.9kg.

可洗澡2502.9/50≈50次.

(3)由于电视机待机时仍需要消耗电能,所以最好不要让电视机待机,这样既可以节约电能,又可以防止电视机发热而对电视机产生不利影响.

三、对应练习

1.一些城市开始使用风能、光能互补路灯.它是由太阳能电池板、小型风力发电机各自给24V蓄电池充电,晚上由LED(发光二极管)灯照明.下表是亮度相当的两种灯的相关数据.要使该路灯总发光效果相当于500W白炽灯,它应由只LED灯联而成.原来是用500W白炽灯,若每晚供电10h,一个月(30天)消耗kW・h的电能.请说出这种路灯优点是.(至少说两点)

2.家用电冰箱分冷冻室和冷藏室.

(1)请说出使用或制冷过程中的一种物态变化,并指出此种物态变化是吸热还是放热?例:放入冷冻室的水会结冰――凝固――放热.

(2)从热传递角度说明,电冰箱制冷时为什么一定要不断消耗电能?

3.小亮家新买了一个电热水壶,铭牌上标有“220V―50Hz900W”的字样,在侧面透明小窗口上清晰地看到盛水的最大容量和最小容量“MAX―1.0L;MIN―0.5L”.小亮对新电热水壶很感兴趣,于是在家里做了实验.他把水倒入电热水壶至最小容量处,用温度计测出水的初温是20℃,通电4min后水烧开了(当时气压为1标准大气压).根据以上数据,求:

(1)加热过程中水吸收的热量.[c水=4.2×103J/(kg・℃)ρ水=1.0×103kg/m3]

(2)电热水壶烧水的效率.

(3)若电热水壶盛水至最大容量时对桌面的压强等于不盛水时对桌面压强的3倍,电热水壶的质量是多少?(取g=l0N/kg)

4.电吹风是现代家庭的常用电器.如图3甲所示是电吹风的电路原理图,R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,某型号电吹风的主要技术参数如图3乙所示:

(1)当只闭合S1时,电吹风正常工作,通过电动机的电流为多大?(小数点后保留两位)

(2)当同时闭合S1、S2时,电吹风正常工作,5min内电流通过R产生的热量是多少?

(3)小明家的电能表如图3丙所示,当小明家只有电吹风正常工作并且吹热风时,半小时电能表的转盘旋转多少圈?

(4)小明家的电压很不稳定,当电吹风接入实际电压为198V的电路时,吹热风时电热丝R的实际功率为多少?

5.图4甲是一种常见的台式饮水机结构示意图.控水槽内的塑料浮体是一个体积为90cm3的空心圆柱体,其质量和厚度可忽略不计.浮体通过一轻质硬杆与阀门相连.当浮体浸没时,阀门恰好将面积为2cm2的放水孔关闭.此时蓄水桶中水位最高.

(1)请画出浮体所受浮力的示意图.

(2)若蓄水桶的高度为0.45m,蓄水桶中水对阀门的最大压强为多大?(g取10N/kg)

(3)饮水机的简化电路图和部分技术参数如图4乙丙.电路图中的温控开关能根据加热罐内水的温度自动闭合或断开,从而使水温保持在86~95℃之间.经观察发现,当加热罐内装满热水但较长时间没有饮用时,每隔一段时间,加热指示灯就会亮84s.试计算饮水机的加热效率.[c水=4.2×103J/(kg・℃)]

(参考答案见17页)

参考答案

1.B2.D3.(1)粗糙(2)电动机0.18超声波(3)大4.BCDEF

5.P电=UI=120V×10A=1200W,P光

=P0S=1×103W×8=8×103Wη=P电/P光=15%4g/cm34000kg/m32.53s12.67cm

“物理考试与家用电器”参考答案

1.5串150节能安全

2.(1)制冷剂在冰箱体内从液态变为气态――汽化――吸热

(2)热量只能自动地从高温物体传到低温物体,要使热量从低温物体传到高温物体就要消耗电能.能量的传递是有方向性的.

要想把箱体中的温度降下来,必须要使箱体中的制冷剂汽化吸热,到箱体外,由压缩机压缩消耗电能变成液体,再回到箱体中.这样周而复始,要不断消耗电能.

篇8

文章编号:1005C6629(2017)1C0087C06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

燃烧现象在工业生产和日常生活中处处可见,同时在中学化学教学中也是重要的教学内容和常见的实验现象之一,因此中学化学教师在答疑解惑时不可避免会涉及燃烧的问题。由于许多化学教师对于燃烧的认识不够深入,因此当学生提出涉及生活实例的与燃烧相关的疑问时,面对“形式多样、机理复杂的种种燃烧问题就难免会误入歧途”[1]。2014年偶然在网上发现了王程杰老师的“初中化学趣味实验”视频讲座,联想到多年来遇到的与燃烧有关的种种问题,遂于今年阅读了一些专业书籍以获取答案。2016年第1期《化学教学》又刊登了王程杰老师“燃烧条件‘3+1’”[2],阅后受益良多。其大多数观点笔者赞成,但笔者在获得部分关于燃烧的知识方面可能更加深入。在此呈现给各位老师,欢迎探讨、指正。

1 从燃烧的过程分析燃烧的条件

1.1 复杂的燃烧过程

燃烧的过程不像反应方程式表达的那样简单,换言之,其反应历程十分复杂,在燃烧被引发后,期间会发生众多的化学反应,最简单的氢气的燃烧涉及数十个反应,甲烷的反应涉及上百个[3]。化学反应的同时固体和液体可燃物还发生物理变化(如图1所示),我们通常呈现给中学生的,只是一些主要反应历程的总反应方程式而已。

从图1可以看到,除了燃烧类型5(表面燃烧,见后文)以外,其余类型的燃烧,可燃物都经过了气化分解的过程。而在气化分解之前,液体和某些固体可燃物发生了状态的变化,此外某些复杂的可燃物还经过了分解过程。这些变化过程使得可燃物转化为容易被氧化的气态分子――气化分子。

另一方面,多数可燃物燃烧时,是从被引燃的局部开始,由于燃烧的反应都会放出热能,产生的热能通过热传导、热扩散及热辐射作用传入未燃的混合物(可燃物与助燃物),因而使得燃烧逐层加热、逐层燃烧,自行传播下去。

1.2 链反应(链锁反应)

物质燃烧存在着链反应(或称链锁反应)。所谓的链反应是指在可燃物被引燃时,通过气化分解后的气化分子受热生成高度活泼的自由基。自由基外层轨道上有不成对的电子,有很强的反应性。燃烧反应都是放热,因此在可燃物和助燃物达到一定浓度时,自由基可以和气化分子不断作用维持反应连续进行下去[4,5]。

1.3 燃烧的条件

中学化学中所说的燃烧的3个条件:可燃物、空气或氧气(助燃物)和温度达到着火点。需要强调的是,初中教材对于这三个条件只是进行了粗略的描述,而确切的描述应该是:“一定的可燃物浓度;一定的氧气(空气)含量;一定的c火能量”。

1.3.1 一定的可燃物浓度

“一定的可燃物浓度”主要是指经过气化分解后生成的气化分子的浓度。实际上除了燃烧类型5(见后文)以外,固态或液态可燃物,如果没有达到转化的条件而没有转化为气化分子,那么燃烧仍然无法实现。一个实例很好地说明这一问题:有烛芯的蜡烛易被点燃,如果蜡烛去掉烛芯,固态蜡烛很难气化为气态分子,蜡烛就不易被点燃。

正如图2所示,描述为“可燃物”与“一定浓度的可燃物”区别在于,一定浓度的可燃物是在考虑液态和固态燃料蒸发、分解、熔融过程基础上提出的,这一说法更加准确。在分析灭火的原因,采用这一说法,一些问题很容易获得合理的解释。

1.3.2 温度达到着火点

初中教材的着火点的解释为:“燃烧所需的最低温度”。需要明确的是,着火点是指可燃物能够持续燃烧的最低温度。如果某一温度下燃料被点燃后,在没有引火源的情况下很快熄灭而没有形成持续的燃烧,仍然没有达到着火点。我们经常看到块状的木头在明火引燃时似乎开始燃烧,但是离开火源时就会熄灭,这就说明温度还是没有达到着火点。

此外除了加热(温度达到着火点)以外,引发燃烧的方法很多,如电火花等等,所以将这一条件描述为“一定的点火能量”或者“引火源”更准确。

1.3.3 燃烧的第4个条件

中学化学中所说的燃烧的3个条件:可燃物、空气或氧气(助燃物)和温度达到着火点,是持续燃烧的必要条件(或称为三要素)。之后的研究发现,具备这3个条件,有时燃烧也能熄灭。其中的一个实例就是四氯化碳灭火,当汽油燃烧时加入四氯化碳,在没有完全覆盖汽油的情况下,并没有破坏燃烧的3个条件,但是火焰会逐渐熄灭。其原因是四氯化碳遇高温会产生氯自由基,氯自由基更易与汽油燃烧过程产生的自由基结合生成氯化氢,使得汽油燃烧过程所需要的自由基消失,链反应中断,进而达到灭火的效果。因此,有了燃烧的四面体学说。

在国内文献关于燃烧第四个条件有以下三种描述:“自由基(游离基)、链反应、未受抑制的链反应”。自由基不够全面,笔者个人赞同后两种说法。

如果把“链反应”或“未受抑制的链反应”与其他三个条件采用相同的描述,则为:燃烧的条件描述为“可燃物、空气或氧气(助燃物)、温度达到着火点、链反应”,或者描述为“一定的可燃物浓度;一定的氧气(空气)含量;一定的点火能量;未受抑制的链反应”。

“链反应”或“未受抑制的链反应”也应该是必要条件,但是和其他三个条件不同的是,链反应是反映了燃烧反应的本质,或者说是体现了某一可燃物的性质。如果绘制成四面体,应该位于底部更准确,国外文献基本上都是画在底部,见图3A。不知是何原因,国内文献大多画得比较随意,不能更好地体现4个条件之间的逻辑关系,见图3B。

2 燃烧的类型

国内文献关于燃烧的类型有多种划分方法,按照可燃物状态以及在链反应前的复杂变化分成5种类型(见图1从右至左类型1~5)[6,7]。

2.1 混合燃烧

混合燃烧(又称预混燃烧)是气体可燃物燃烧的一种类型。在燃烧前,可燃气体与助燃气体已经进行了扩散混合,此时温度达到着火点即会发生燃烧,燃烧在混合气体所分布的空间中快速进行。中学化学中所做的混合气体爆鸣实验就属于混合燃烧。

这种类型的燃烧由于可燃气体与助燃气体已经进行了混合,当燃烧一旦引发,链反应难以控制,如果其浓度在爆炸范围内,就会引起爆炸。这就是为什么中学化学教学中进行气体燃烧实验时需要验纯的原因。

由于电火花、摩擦也是引火源,因此如果家中闻到天然气或液化气的味道时,绝不能开灯,而应该小心的打开门窗(金属门窗应避免摩擦)、关闭燃气阀门。这一点有必要在中学化学教学中告诉学生。

本生灯、酒精喷灯也主要是混合燃烧,但是喷嘴等结构的设计使得混合燃烧可控制地进行,规范操作的情况下没有爆炸的危险。

2.2 扩散燃烧

扩散燃烧是气体可燃物燃烧的另一种类型,是指可燃气体从容器狭小的管口、裂缝等处流向空气,在达到着火点时与空气混合燃烧,燃烧主要发生在可燃物与助燃物相混合的界面。中学化学中所做的验纯后气体的燃烧实验就是扩散燃烧。

2.3 蒸发燃烧

蒸发燃烧是部分液体和部分固体可燃物的燃烧类型。常见的液态可燃性燃料如酒精、汽油、柴油等,它们燃烧反应前首先有受热蒸发产生蒸气的过程,然后气态分子进行燃烧反应,而放出的热量进一步加热液体表面,从而促使液体持续蒸发,使燃烧继续下去。最常见的实例就是实验室的酒精灯燃烧。

蜡烛、萘等沸点较低的固体在受热时经过了熔化、气化的过程,形成气态分子进行燃烧。易升华的固体如硫、磷等,受热后会升华产生气态分子,同样能够引起蒸发燃烧。钠等熔点较低的金属在空气中被点燃也是蒸发燃烧。

初中化学实验,学生在探究蜡烛的燃烧时,可以看到蜡烛的融化,吹灭时产生的白烟则是蜡烛的气态分子,而这种气态分子易被点燃,这是帮助学生认识蒸发燃烧的很好实例。

加油站严禁烟火,真正担心能被点燃的并不是液态的汽油,而是因为在加油过程中难免会挥发出汽油的蒸气,汽油的蒸气更易产生燃烧。在电影中常看到烟头扔在汽油里形成熊熊大火,实验证明是错误的,但是如果汽油挥发在空气中达到一定浓度,烟头引发燃烧完全可能。如果能够燃烧,则不用等到烟头扔在汽油里那一刻,而是在点火者点燃香烟或者潇洒地抽一口的时候,连点火者自己也要一起遭殃。

2.4 分解燃烧

分解燃烧也是部分液体和大部分固体可燃物的燃烧类型。这类燃烧过程中可燃物首先遇热分解,再由热分解产物和氧气反应产生火焰的燃烧。如木材、煤、纸、面粉、白糖等固体可燃物的燃烧属于此类,油脂等高沸点液体和低熔点的固体烃类的燃烧也属此。

木材在空气中燃烧时,火源加热木材首先使木柴失去水分而干燥,然后发生热分解。烧过木柴的都可以观察到水在燃烧的木柴表面产生,以及听到“呲呲”的声音都说明有水生成。木柴分解放出可燃气体,这种气体被点燃产生火焰,并放出热量,由燃烧放出的热量不断地加热木材,使木材不断地分解,从而使燃烧继续下去。

整块木头与刨花着火点不同,主要原因是整块木头要持续燃烧,内层的固体可燃物需要更高的温度使其分解为气化分子,只有在更高的着火点引发更多的链反应,使整个燃烧更剧烈,产生更多的热能,才能使燃烧持续下去。刨花燃烧面积大,几乎没有明显的内外层之分,因此着火点更低。

2.5 表面燃烧

表面燃烧是熔、沸点很高的固体可燃物的一种燃烧类型。钼、镁、铁等金属,非金属碳(木炭)等等,燃烧在空气和固体表面接触的部位进行,所以叫表面燃烧。与其他四种不同的是,其他四种燃烧都是在气相中进行(均相燃烧),唯有表面燃烧在气相和固相之间进行,属非均相燃烧(异相燃烧)。表面燃烧能使表面产生红热,不产生明焰,燃烧的速率和固体表面的大小有关。

初中化学实验“铁在氧气中的燃烧”就是表面燃烧,现象为火星四射,并不产生火焰。

2.6 综合燃烧

在实际燃烧过程中,并非仅仅发生单一类型的燃烧,往往会同时发生多种类型的燃烧。

木柴、煤等复杂的固态燃料,开始的燃烧类型是分解燃烧,有明显的火焰,但随着分解燃烧的进行,最后只剩余碳,此时的燃烧类型变为表面燃烧,可以看到红热的表面,但看不到火焰[8]。

另一个实例就是本生灯、酒精喷灯等,如图4所示。开始点燃这类装置时,一级空气阀门关闭,我们只能看到扩散燃烧;随着一级空气阀门逐渐打开,就存在扩散燃烧和混合燃烧两种燃烧方式;当一级空气阀门打开到一定程度,一级空气所供的氧足够气体燃料燃烧使用时,只存在混合燃烧,我们使用这类装置大多数情况下为混合燃烧[9]。

酒精灯是蒸发燃烧,酒精通过灯芯是逐步气化逐步燃烧的,气态分子燃烧时形成的是扩散燃烧火焰,这和本生灯的火焰不同。

3 灭火的方法

在图1的图示中,燃烧前的任何一条线路被中断,链反应都不能进行,在链反应能够进行的前提下,阻断链反应,燃烧反应就会终止。

灭火的方法和燃烧的条件是对应的,既然燃烧有4个条件,那么灭火的方法也应该有4种[10]。

3.1 冷却灭火

通过降低温度,使得温度降至着火点以下是最常见的灭火方式。水是最常见的冷却剂,但是对于有些物质却不能用水,例如电石遇水生成乙炔,反而会产生爆炸的危险。燃烧的活泼金属如钠等也不能用水,因为活泼金属遇水往往发生剧烈的化学反应,甚至发生爆炸。

3.2 窒息灭火

各种可燃物的燃烧都必须在其最低氧气浓度以上进行,否则燃烧便不能持续。因此,通过降低燃烧物周围的氧气浓度可以起到灭火的作用。通常使用的二氧化碳、氮气、水蒸气等的灭火机理主要是窒息作用。但是对于能与上述灭火物质剧烈反应的则需要采用其他方法。如镁燃烧不能用二氧化碳、氮气灭火。

3.3 隔离灭火

也就是清除可燃物。把可燃物与引火源或氧气隔离开来,燃烧反应就会自动中止。火灾中,关闭有关阀门,切断流向着火区的可燃气体或液体的通道;打开有关阀门,使已经发生燃烧的容器或受到火势威胁的容器中的液体可燃物通过管道导至安全区域,都是隔离灭火的措施。

3.4 化学抑制灭火

就是使用灭火剂与链式反应的中间体自由基反应,从而使燃烧的链式反应中断,进而使燃烧终止。常用的干粉灭火剂、卤代烷灭火剂的主要灭火原理就是化学抑制作用。

实际上任何一种灭火措施最终都是链反应受到抑制并中断,但是作为破环燃烧条件达到灭火目的,不能仅仅指“灭火剂与链式反应的中间体自由基反应,从而使燃烧的链式反应中断”。我们不能遇到难以解释的灭火现象都归结于链反应,而应该从燃烧的过程进行细致的剖析。

4 实例分析

4.1 蜡烛放在冰水中熄灭

在解释这一现象之前,要明确两个不同的“温度”。一个是燃烧部位的温度,另一个则是可燃物所处的环境温度,二者一般是不同的,见图5。火焰的燃烧存在着温度的辐射,A处的温度足够高时,辐射的温度会使火焰下面的蜡烛(蜡烛的最上层)熔化,融化的蜡烛经过灯芯的毛细作用向上流动,当流动到接近火焰的下界面时,火焰有更高的辐射温度,这一温度足够使液态的蜡烛气化,满足燃烧条件,产生持续的燃烧。

当我们吹灭蜡烛时,实质是把已经发生的燃烧反应所产生的热能带走,也就是降低温度A,所以火焰熄灭。此处的解释为“温度降低到着火点以下”是正确的,初中生也易于理解。

当蜡烛放在冰水中,是在降低温度B,进而使得整个蜡烛的温度降低,以至于燃烧所产生的热能辐射不足以继续维持蜡烛的熔化,蜡烛熔化的量变小导致后续链反应进行得越少,产生的热能更少,火焰渐渐熄灭。这一熄灭过程和吹灭蜡烛的现象有两点不同:首先没有立即熄灭,而是有个逐渐熄灭的过程;其次不会产生吹灭蜡烛时经常可以看到的白烟。那么如何解释这一现象呢?首先这一灭火方法用抑制链反应来解释有些牵强,因为抑制链反应灭火主要指的是干粉灭火剂、卤代烷灭火剂灭火。

这一现象可以解释为:蜡烛是固体可燃物,一般的固体可燃物(此处强调一般的可燃物目的是与表面燃烧区别)燃烧都需要通过蒸发、分解、熔融变成气态分子才能燃烧。也就是说,蜡烛燃烧的可燃物不是固态的蜡烛,而是气态的蜡烛。放入冰水以后,由于蜡烛温度过低不能熔融、蒸发产生气化分子,相当于清除了可燃物(的气态分子),所以燃烧终止。

以上解释对于九年级学生而言有些深奥,所以这一题目不适合初中生。但是有必要像氧化还原反应等内容一样,在高中阶段设置为需要深化的学习内容供学生探究、学习。不仅可提高学生对于燃烧原理的认识,还可以提高学生分析问题、探究问题的能力。

4.2 火上浇油(食用油)能灭火

首先认识什么是闪燃。某些液体燃料或固体燃料燃烧产生的可燃蒸气在空气中达到一定浓度,遇到火源时发生一闪即灭的燃烧现象,就是闪燃。如果混合气体体积很大或者燃料易挥发,闪燃会造成很大的破坏性甚至爆炸。但是闪燃和解释“火上浇油能灭火”没有关联。那么如何来解释这一现象呢?

食用油和酒精、汽油等轻质燃料不同,它的燃烧属于分解燃烧+蒸发燃烧,形成可燃气态分子较困难,其着火点也更高。

食用油着火,再倒入食用油可以灭火,主要是因为重新添加大量食用油以后,整个食用油的温度降低,使得燃烧前的分解和蒸发过程难以实现,燃烧终止。这一现象和上面蜡烛在冰水中的情况类似,就是阻断了气态可燃性分子的形成。食用油虽然存在,但是可燃烧的气态分子没有达到所需要的浓度,实际上还是相当于清除了可燃物(的气态分子)。

值得注意的是,这一灭火方法只适用于分解燃烧,如果是酒精、汽油等易挥发的燃料,其燃烧时再加入液态可燃物就更加危险了。此外即使是食用油,燃烧还需在可控范围内,如果燃烧的热量积累使得油温过高,或者在形成较大面积的着火情况下,也不能再添加食用油灭火。

4.3 补充说明

以上两个实例都是由于降温,但其降温不是作用于燃烧的部位,而是直接降低可燃物的温度,燃烧部位的温度在一开始并没有降低,也就是说已经进行的反应仍在产生热能,只是没有遇到降温措施去抵消这些产生的热能。真正阻断继续燃烧的是可燃物气化的过程。

但是这两个实例的灭火针对的不是链反应,化学灭火才是针对的链反应,所以不需要用燃烧的第4个条件来解释。

5 结语

根据不同阶段学生的学习能力,理解燃烧原理需要一个循序渐进的过程。现在的突出问题是中学教材、化学专业高师教材都没有对燃烧问题设置专门的内容加以深化,因而造成许多中学化学教师对燃烧原理认识不足。

除了本文提到的问题以外,笔者曾经做过与燃烧相关的研究――酒精灯加热效率的探究[11,12],实验证明酒精灯加热用内焰效率最高。问题出在哪里呢?首先笔者通过查阅文献发现,最早提出外焰温度高的文献是关于本生灯的。本生灯是混合燃烧而酒精灯是扩散燃烧,两者存在根本的区别。目前国内已经有钱扬义老师为代表的多项研究证明内焰温度更高[13]。仍然存在的一个误区是,许多教师都在这样一个前提下研究问题:“酒精灯哪里火焰温度高,使用酒精灯就应该用哪个部位加热”。事实是,酒精灯加热效率的高低不仅仅和火焰温度有关,还和加热面积、火焰的稳定性等因素有关。所以抛开火焰部位温度的高低,需要用酒精灯的哪个部位加热,就应该以实验为依据,而不能主观臆断。我们实验的结果是内焰加热可以比外焰节约一半左右的时间,可是现在中学教材还在教导学生酒精灯加热时用外焰!

我们强调培养学生科学素养,因此建议在高中化学应专门设置深化燃烧的教学内容,让学生认识到燃烧的四个条件确切的表述为“一定的可燃物浓度;一定的氧气(空气)含量;一定的点火能量;未受抑制的链反应”,同时设置对火焰的颜色、火焰不同部位的温度、酒精灯加热的效率等方面的探究活动,这样使学生对燃烧有更全面的认识,是培养学生学科学的研究过程和方法的好素材。

参考文献:

[1][2]王程杰.燃烧条件“3+1”[J].化学教学,2016,(1):49~54.

[3][4]严传俊,范玮.燃烧学[M].西安:西北工业大学出版社,2008:65~70.

[5][6]x兴华.燃烧理论[M].徐州:中国矿业大学出版社,2002:19~22.

[7]邵辉.化工安全[M].北京:冶金工业出版社,2012:100.

[8]朱建芳主编.防火防爆理论与技术[M].北京:煤炭工业出版社,2013:19~30.

[9]许晋源,徐通模.燃烧学[M].北京:机械工业出版社1980:94~98.

[10]王信群等.火灾爆炸理论与预防控制技术[M].北京:冶金工业出版社,2014:119~120.

篇9

一、单项选择题(每小题3分,共39分)1.学校每期都要组织学生体检,对于一名初中学生来说,下列哪项叙述更符合实际()A.身高250cm B.体温35℃ C.步行1.1km/h D.体重500N2.冰在熔化过程中,下列判断正确的是( )A.比热容、内能、温度不变 B.吸热、温度为0℃,内能为0C.内能、比热容不变 D.吸热、温度不变、内能增加3.下列与声现象有关的说法中,正确的是( )A.城市道路旁的隔音板是在声源处减弱噪声B.B超是利用声音可以传递信息C.我们听不到蝴蝶振动发出的声音是因为响度太小D.声音在空气中的速度一定是340m/s4.刘翔在上海田径110m栏比赛中,勇夺冠军。在他比赛过程中,下列有关说法错误的是()A.起跑时,他用力蹬地,因为力的作用是相互的。B.他的跑鞋底有凹凸花纹,是为了增大摩擦。C.他超过其他运动会员,相对于该运动员是运动的。D.冲过终点后,他还会继续前进一段距离,是因为受到惯性力的作用。5.生活中处处有物理,下列对日常生活中有关事例的描述,其中正确的是( )A.有经验的渔民叉鱼时,只有瞄准鱼的上方才能把鱼叉到B.远视眼患者眼睛的晶状体变薄,应佩戴凹透镜矫正C.高山上的“开水”不烫手,是因为山越高,气压越低,水的沸点越低D.现在大量使用的光盘、磁盘、磁带、银行卡都是用磁来记录信息6.下列是发生在我们身边的常见物理现象,其中解释正确的是( )A.放在水平课桌上的书处于静止状态,是因为它所受重力和支持力是一对平衡力B.推课桌时会运动,而不用力推就会停下来,说明力是维持物体运动的原因C.足球在空中沿曲线飞行,是因为受到重力和踢力的共同作用D.竖起上抛的足球飞行到处时,如果所有力突然消失,足球将保持匀速直线运动状态。7.病人心脏有问题,医生建议做心电图,关于心电图的说法,正确的是( )A.心脏跳动产生的电流 B.连接胸部和四肢电极的电流C.控制心脏跳动的电流 D.此电流是直流电8.把重为6N,边长为0.1m的正方体物块投入足够多的水中,当物块静止时,下列说法正确的是(g取10N/kg)( ) A.物块在水中处于悬浮状态 B.物块所受浮力为10NC.物块下表面所受水的压强为1000Pa D.物块密度为0.6×103kg/m39.某同学骑自行车下一长坡时,在途中由于车速过快,于是捏紧刹车,降低车速,保持安全速度匀速行至坡底,下车检查,发现刹车片发烫。有关此过程的说法中,正确的是( )A.刚下坡时,是动能转化为重力热能 B.刹车片发烫,是做功改变了内能C.匀速下行时,是重力势能转化为动能 D.匀速下行时,机械能保持不变10.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,开关S闭合后,滑片向右移动时()A.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比变大 B.电流表示数变小,电压表与电流表示数之比不变 C.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比不变 D.电压表示数变大,电压表与电流表示数之比变大11.如图所示,重为120N的物体M,在40N的拉力作用下,以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,则:( )A.弹簧测力计的示数为40NB.物体受到的摩擦力为0C.拉力F的功率为4WD.物体M所受到的合力为80N12.如图所示,用来研究电动机工作原理的是( ) 13.如图所示,小灯泡规格为“6V、3W”(灯丝电阻不变),闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,电流表示数为0.5A ;当滑片P移至b端时,电压表示数为3V。则( )A.小灯泡灯丝电阻是6Ω B.电源电压是12VC.滑动变阻器阻值是20ΩD.滑片P移至b端时,灯消耗的实际功率是0.75w二、填空题(每空2分,共22分)1.杯中的蜡从液态变成固态,中间会凹陷下去,蜡的质量是 ,蜡的密度 。(选填“变大”、“不变”、或“变小”)2.护士用体温计测量病人体温前,总要用力甩体温计,使水银返回玻璃泡内,这是利用了水银具有 ;若使用体温计测得高烧患者体温为39℃,不甩体温计直接又测量一正常体温的人,则体温计示数为 ℃。3.设长方体砖块的三条棱长之比为1:2:4,如果将两块相同的砖A、B按图示方式置于水平地面上,砖块A对砖块B的压强为PA,它们对地面的压强为PB,则PA:PB=_________;砖块A对砖块B的压力为FA,砖块B对地面的压力为FB,则FA:FB=_________。 4.为使“12V、6W”小灯泡正常工作电流为电源电流的 ,应 联一电阻,这一电阻消耗的功率为 W。5.在《猫与老鼠》卡通片中,有一只1.5N的的老鼠为了不致于随绳子一起自由掉落,拼命向上爬绳,结果它始终处于屏幕中央,若绳重8.5N,绳对老鼠的摩擦力为 N,此过程中老鼠的重力势能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。6.小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,将重为120N的物体匀速提高了4m,若机械效率为80%,不计绳重及摩擦,则每个滑轮重为 N.三、解答与探究题(一)作图题(每小题2分,共6分) 1.如图所示,已知射向凹透镜的两条入射光线,请画出对应的折射光线。2.一本书,用细绳拴好,在手的牵引下做圆周运动,画出书所受重力的示意图。3.地球本身是一个天然的巨大磁体,地球周围的磁感线如图所示,请标出地磁的N、S极。 (二)计算题(每小题6分,共12分)1.如图所示,放在水平桌面上的塑料杯子的质量不计,向杯中倒入200g的水,水深20cm;再轻轻放入质量为40g的木块,木块静止后漂浮,水面升高了4cm(水未溢出,g=10N/kg).求此时:(1)水对杯子底部的压强为多少?(2)木块受到的浮力是多少?(3)杯子底部对水平桌面的压力是多少?

额定电压 220V额定功率 3000W额定频率 50Hz额定容积 36L2.某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示,在正常工作时,将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min[C水=4.2×l03J/(kg•℃);1L=1dm3].求:(1)满一桶水的质量是多少?(2)水吸收的热量是多少?(3)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率,求该淋浴器的热效率是多少? (三)实验与探究(每空1分,共21分)1.地球附近物体都要受到重力,,小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关,他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究.(1)你 (选填“同意”或“不同意”)物体的重力大小与物体的质量有关依据是 ;(2)如图甲是他第2次测量中弹簧测力计的读数,该测力计的量程是 N,分度值是 N,请将此时测力计的示数填入右表的空格处.次数 1 2 3 4质量m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4重力G/N 1 3 4 (3)请你根据表格中的实验数据,在图乙中作出重力随质量变化的图象.(4)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成___________.(5)若干年后,小考在我国建成的太空站工作时,你认为他用同样的器材___________(选填“能”或“不能”)完成该探究. 2.小明用焦距为10cm的凸透镜做实验,实验装置如图所示,在实验过程中,他保持凸透镜的位置不变.(1)改变蜡烛的位置,使其位于10cm刻度时,再移动光屏,发现烛焰在光屏上的像位置偏高,则应将凸透镜向 调节(填“上”、“下”)。(2)调好光屏后在光屏上成清晰、倒立、 的实像,光屏应在的刻度范围是 之间。(3)改变蜡烛的位置,使其位于35cm刻度处,光屏应   才能得到清晰的像.(填“靠近透镜”或“远离透镜”)。在我们的教学中, 的使用原理与此相同。 3.小东同学按如图甲所设计电路,测标有“2.5V”字样灯泡的功率所连成的实物如图乙所示。 (1)实验原理是 。 (2)他仔细检查后发现实物图连接有误,但只需改变一根导线的连接就能改为如图甲所示的正确电路,请在乙图连接错误的那根导线上面划“×”,并用笔画线代替导线改正过来。(3)如果闭合开关后出现下表所示情况,请你确定他分析可能原因中 是正确的。故障现象 分析原因电流表示数为0电压表示数不为0 电压表短路 灯泡断路 滑动变阻器接入C、D两点(4)他按实物图连接要求连接好后,闭合开关发现灯泡没有发光,接下来他应 。(5)他在进行实验时,测量数据随意记录在一片纸上,如图丙根据他所测的数据,灯泡正常发光时的功率为 W。(6)根据这些数据推理得知,家庭电路中白炽灯泡多数是在开关闭合瞬间,灯丝烧断,原因是此时电阻 ,实际功率 。(填“大小不变”、“大”、“小”)(7)平时我们都没有考虑电流表、电压表的电阻对电路的影响,实际情况电压表电阻很大,电流表电阻很小.则他所设计的电路中 对测量结果会产生影响。(8)该实验电路的设计还可测定小灯泡的 。

参考答案一、1、D  2、D  3、B  4、D  5、C  6、A  7、C8、D  9、B  10、B  11、C  12、C  13、D二、1、不变;变大 2、惯性;39 3、2:1;1:24、并;12 5、1.5;不变 6;30三、(一)略(二)1.①2400Pa ②0.4N ③2.4N2.①36kg ②7.56×106J ③8.4%(三)1.①同意;物体的质量大,其重力大 ②5;0.2;2 ③略 ④正比 ⑤不能 2.①下 ②缩小;60cm~70cm ③远离透镜;投影仪3.①P=UI ②略 ③灯泡断路 ④断开开关;检查故障原因⑤0.5 ⑥小;大 ⑦电流表 ⑧电阻

篇10

综合题一般在内容上涉及到的知识点较多,一个问题的解决可能同时要用到力学、运动学、热学等知识,需要较强的综合分析能力,若基础知识掌握不好,对各部分知识体系及相互联系没有清晰的认识,面对综合题就会不知从何入手,所以不会做.

2学生阅读习惯不好,理解能力差

首先综合题一般在提问的形式上多样化,在问题的叙述上所用的篇幅比较大,需要学生具有一定的阅读理解能力,而学生没有养成认真审题的习惯,所以做不出来.其次是综合题的已知条件比较多,有直接给出的,有隐含的,学生若不具备良好的读题习惯,所以对此类题比较烦,有的根本就不愿意做.再者就是学生对题中要求的限定词理解不清或疏忽大意,导致答案与题目要求脱节或超出要求范围,画蛇添足,做无用功.

3学生书写习惯不好,表达能力差

综合题中许多问题的答案不是一个字或一个词就可以的,也不是一句话两句话就行的,它需要用科学、规范的语言,反映现象,表达说明问题,评价、论述物理过程.而很多学生由于学习习惯不好,听课时注意力不集中,或者课堂上只是听听而已,不看教师的板书,更不用说看课本,对原理规律不求甚解,停留在一知半解的层面上.因此,做出的答案名词不清、错别字多,词不达意、漏洞百出,层次不清、逻辑混乱,以偏概全、要点缺失,极不严谨规范,常常出现常识性或科学性的错误.

鉴于以上原因,有相当一部分学生在心理上就存在着为难情绪,这直接影响了他们解决问题的积极性,这是学生对综合题在认识上存在误区造成的.其实,综合题本身也是一个“题”,不过是牵涉面较广,内容较复杂,但拆开来看看,也无非是几个互相关联的较简单的基本题.因此,针对“综合”,我们的办法应该是“分析”,把综合题变成一个一个的基础题,在已知和未知之间,根据它们的相互制约的关系,理出一个头绪,得到正确的解题思路.如何才能帮助学生提高解答综合题的能力呢?本人认为应该从以下几个方面对学生加强训练.

3.1要强调学生基础知识的学习和掌握,提高学生解题的基本技能

解综合题应具备两个基础:一是知识基础,二是认识基础.而所谓知识基础也就是概念清楚,理解透彻,有条理,合逻辑.基本的物理方法和基本的物理技能,这都是要靠扎实的双基训练而获得.当前,在新课程的实施过程中,有些教师不同程度地表现出一种钟情于创新而冷落“双基”的倾向.对此,我们必须清醒地认识到,学生牢固掌握基础知识是素质教育与能力提高的前提条件,也是学生进一步学习的基础,是以后获得长远发展的基石,没有牢固的基础知识,基本技能的培养、素质的全面提高都只能是空中楼阁,水中花、镜中月.大家都知道,学生的学习是跟着老师的指挥棒走的,老师的教学水平提高了,学生的学习效果也会相应的提高.因此,在教学中要求教师对教材中的物理知识必须有系统观、整体观,这样才有可能进行系统的基础知识的教学,学生在头脑中才有可能形成基础知识的体系;同时,物理教材突出学生的科学探究过程,而学生探究后对知识的归纳,本身就是探究活动的一部分,所以必须加强对学生探究后的知识归纳的指导;基础知识的牢固掌握,要有充分的练习与作业来强化,因此,还必须加强学生对基础知识掌握情况的考查与反馈,及时做好查漏补缺.只有这样才能真正落实基础知识的教学,提高学生对基础知识的掌握,遇到复杂的问题就会自然地把它分解为一个一个简单问题来解决.

3.2要培养学生良好的阅读习惯,提高学生理解能力和审题能力

从某种角度来说,理解离不开阅读,因此理解能力的提高与阅读习惯有直接地关系.良好的阅读习惯不仅能帮助学生获得比较全面、系统的物理知识,掌握物理的科学语言,还可以大大提高审题能力.从近几年的中考物理综合题的变化趋势来看,试题越来越长,试题的信息量越来越大,要获得解题所需的条件,就要求学生必须具备较强的阅读能力.物理阅读能力的培养应贯穿物理学习和练习的全过程:对于基本概念、规律要逐字逐句地读,对其中的重点字句要深入体会、准确理解;对重点知识、难点内容要通过反复阅读了解其内涵和外延;对易混淆的概念,对比阅读,准确区别概念;对物理图像认真细致阅读,找出需要的信息;对与物理有关知识,经常阅读,拓宽视野;特别地对物理题目的阅读,语文教学中的“不动笔墨不读书”的方法值得借鉴,应边读边勾、边画、边圈、边点,在此基础上,分析清楚题目涉及的范围、条件、物理现象及物理过程,找出隐含条件,以确定应用哪部分知识解题.相信随着阅读能力的提高,学生的理解能力也会相应得到改善,自然审题能力就会随之提高.

3.3要重视学生解题模型训练,提高学生书面语言表达能力

学生害怕对物理现象及物理过程的描述、对物理现象的解释、对探究实验的设计等等,很多时候是因为不知从何下手、如何表述.如果老师对某一类问题的解答能给出相应的解答模式,这种现象就有可能得到改变.例如对惯性现象的解释:(……物体)原来是(静止的或随什么一起……运动的),当(发生……化)时,由于惯性,物体要保持原来的(静止或运动)状态(留在原处或继续向……运动),所以,(出现题中叙述的现象).再例如用流体压强与流速的关系解释现象:当……时,……地方的空气(或水)的流速比……地方的大,压强减小,(两个地方)就存在压强差,产生压力差,某物体就在这个压力差的作用下,……(题中出现的现象).类似的解答模式,若是在老师的引导下由学生自己发现(归纳)、总结,效果会更好,有利于提高学生对物理知识表述的科学性、层次性、严谨性.

3.4要注重学生解题方法指导,提高学生综合计算题解题能力

在综合题中,计算题占有相当大的比率,很多学生不喜欢计算题,学困生更是绕着走.这是因为综合计算题文字多,综合性强,解题除了要有扎实的基础知识外,还需要有熟练的解题思路和方法,有规范的答题和表述.因此,提高学生综合计算题解题能力的有效做法是对学生进行方法指导.方法指导可分为解题方法指导和书写规范指导,两部分是相附相依的,在初中阶段计算题的解题方法主要的有公式法和方程法,公式法的成功解题也是以书写规范为基础的.

例如:某自动电热水壶铭牌如表1所示.小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法,他接水至800 mL刻度.然后把壶放在加热座上,拨开开关,5分钟后水烧开,水壶自动断电.已知水的初温为20 ℃.若烧水时家中电压为220 V,求电热水壶的热效率.

篇11

1.电功率是用来表示用电器消耗电能快慢的物理量.用电器在1s内消耗的电能叫做电功率,用公式P=■表示.利用该公式还可以得到电功率的另一个计算公式P=UI.这两个公式对不同情况下各种用电器的电功率的计算都适用.

2.利用P=UI和欧姆定律我们还可以推导出电功率的另外两个计算式P=I 2R=■,这两个公式只适用于纯电阻电路中电功率的计算.

3.用电器上一般都标有额定电压和额定功率,表示该用电器正常工作时的电压和电功率.而实际生活中,用电器两端的电压不一定就等于额定电压,因此其消耗的实际功率也不一定等于其额定功率.其关系如下:

当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作;

当U实

当U实>U额时,P实>P额,用电器不能正常工作,很容易损坏或缩短使用寿命.

对于某个用电器而言,额定电压是唯一的,因此其额定功率也是唯一的.而实际功率随着用电器两端的实际电压的改变而改变.对于灯泡而言,其亮度取决于它的实际功率.不同的工作条件,可能会导致额定功率大的灯泡发光较暗,而额定功率小的灯泡发光较亮.

4.电功率的测量

(1)伏安法:原理是P=UI.测量小灯泡在不同电压下的电功率时,应注意选取的电压值要有代表性,并且不能让电压超过额定电压的1.2倍.求灯泡电功率的平均值是没有意义的.

(2)用电能表测电功率:原理是P=■.测量时关闭其他所有用电器,只让待测用电器工作,通过电能表转动的圈数和通电时间即可算出该用电器的电功率.

5.串、并联电路中用电器消耗的总功率均等于各用电器消耗的电功率之和.

串联电路中各处的电流相等.根据P=I 2R,电流一定时,各用电器消耗的电功率与其阻值成正比,即电阻越大,消耗的电功率越多.

并联电路中各支路两端的电压相等.根据P=■,电压一定时,各用电器消耗的电功率与其阻值成反比,即电阻越大,消耗的电功率越少.

二、电热

1.电流的热效应:电流通过导体时,导体发热的现象.

2.焦耳定律:电流通过导体时产生的热量,与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比.用公式表示为Q

=I 2Rt.如果用电器消耗的电能全部转化为热(如在纯电阻电路中),则Q=W=UIt;若只有一部分转化为热,则Q

三、家庭安全用电

1.家庭电路的火线和零线之间的电压为220V.用测电笔可辨别火线与零线.

2.造成家庭电路中电流过大的原因有两个:一是短路,二是用电器的总功率过大.家庭电路中应安装熔丝或空气开关,在电流过大时自动切断电路.另外,当线路连接处接触不良时,容易引发火灾和安全事故.

3.若使用带有金属外壳的用电器,则要用三线插座,通过上面的线将金属外壳与大地连接,将外壳上可能带的电导入大地,以防触电事故的发生.

考点扫描

考点1 电能表

例1 小明家安装了新的电能表,一个月后此表的面板如图1所示,这个月他家用电 kW・h,电能表的转盘转过了 圈.

解析 本题考查学生是否具有一定的生活经验,是否理解电能表常见参数的含义,是否留意过电能表的读数.本题的正确答案是这个月他家用电125.0kW・h,电能表的转盘转过了2.5×105圈,小明家最多能接入总功率为P=UI=220V×20A=4.4×103W的用电器.

点拨 电能表是测量电路消耗电能的仪表,学习中要注意其常见参数的含义,如额定电压、电流规格、每千瓦时转数等.除此以外,还要知道电能表的计量单位是千瓦时,俗称度.读数要注意最后一位表示的是一位小数.同时还应了解日常电费收缴情况.

考点2 电功

例2 如图2所示的四个电路,电源电压相同,电阻R1<R2,若通电时间相同,则电路中电流所做的总功从大到小的排列顺序是( ).

A.甲、乙、丙、丁

B.丁、丙、乙、甲

C.丁、甲、乙、丙

D.丙、乙、甲、丁

解析 在甲、乙、丙、丁四个电路图中,由于电源电压相同,电路中各电阻的通电时间相同,因此电路中电流经过电阻所做的总功大小决定于电路中的电阻大小,而电阻大小取决于电路中电阻的连接方式.根据电功公式以及欧姆定律的变形公式可知,在电压和通电时间一定时,电阻越小,电路中电流做功越大.根据电路的串、并联特点,丙图中R1和R2串联时电路中电阻R串最大,丁图中电阻并联时电阻R并最小,则有R串>R2>R1>R并,因此,四个电路中电流所做的总功从大到小排列顺序是丁、甲、乙、丙,本题应选C.

点拨 电功是指电流通过导体所做的功.电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程.电流通过导体所做的功与通过导体的电流大小、导体两端电压以及通电时间长短有关,一般电功的大小可以利用W

=UIt来进行计算.在利用W=UIt进行计算时,要统一使用国际单位,并应明确U、I是指同一段电路的电压和电流.在计算、比较串、并联电路中电流通过用电器电流做功的大小时,首先应了解串、并联电路电流、电压、电阻的特点,然后灵活运用有关公式解决问题.

考点3 电功率

例3 由电压为220V的电源向远处某工地的一盏标有“PZ220-60”的电灯供电,由于导线有电阻,灯泡消耗的实际功率为55W.则导线消耗的功率( ).

A.小于5W B.等于5W

C.大于5W D.不能确定

解析 通常情况下,电压为220V的电源向一盏标有“PZ220-60”的电灯供电时,电灯的电功率应为60W,但现在“由电压为220V的电源向远处某工地的一盏标有‘PZ220-60’的电灯供电”,由于导线较长,其电阻不能忽略,电路的总电阻将大于灯泡的电阻.由电功率公式P=■可知,当电压一定时,电路的总电阻越大,电路的总功率就越小,即电路的总功率应小于60W.因灯泡消耗的实际功率为55W,所以导线消耗的功率将小于5W,答案为A.

点拨 电功率是表示电流做功快慢的物理量,它等于单位时间内电流所做的功.根据电功公式W=UIt以及P=■,可以得到电功率计算公式P=UI.用电器正常工作时的电功率叫额定功率,而在实际电压下工作的电功率叫实际功率.

本题要求我们判断导线消耗的功率与5W的关系.但题中只说了导线有电阻,如果直接计算导线消耗的电功率,那相当困难.怎么办呢?我们可以把对导线消耗电功率的判断,转化为对电路消耗的总功率的判断.由于导线消耗的功率等于电路消耗的总功率减去电灯消耗的实际功率,灯泡消耗的实际功率为55W,而电路消耗的功率必定小于60W,因此导线消耗的功率将小于5W.本题旨在考查学生对公式P=■的理解和灵活运用,实用性强,它提醒我们在一种方法行不通或有困难时,可以通过转化变换为其他方法来解题.

考点4 电与热

例4 将规格都是“220V 100W”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.则下列有关说法中,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

解析 三个用电器的功率、通电时间均相同,由W=Pt可知,它们消耗的电能一样多.但从能量转化的角度考虑,电风扇将电能转化为大量机械能和少量内能,电烙铁将电能全部转化为内能,而电视机将电能主要转化为光能和声能,转化成的内能只是其中的少部分,所以该题选项A的说法是错误的,应选A.

点拨 焦耳定律的表达式是Q=I 2Rt,其适用条件是纯电阻电路.研究用电器工作时的能量转化,应注意研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路.

考点5 家庭电路与安全用电

例5 在安装室内照明电路时,室内的灯突然熄灭了,查看配电箱内的闸刀开关上的保险丝,发现有一根已熔断.小明同学拿出一个接有两根导线的照明灯泡,然后将该灯接入熔断保险丝的两个螺钉处,该灯正常发光.当故障排除后,该灯出现的现象是( ).

A.熄灭

B.亮度肯定不变

C.亮度明显变暗

D.熄灭、亮度明显变暗、亮度稍变暗三种现象都有可能

解析 由于保险丝与室内的用电器是串联的,在被烧断保险丝的两个螺钉处接入一个照明灯泡后,这个电灯正常发光,这说明室内照明电路发生短路.当故障排除后,室内用电器与这个电灯串联,由于串联电路的分压作用,这个电灯两端的电压会变小,因此,它的亮度会变暗,其变暗程度取决于室内用电器的多少,即室内用电器等效电阻和这个电灯灯丝电阻之间的大小比例关系,故本题正确答案是D.

点拨 家庭电路的组成通常包括火线、零线、电能表、总开关、保险盒、用电器、插座等.保险盒应串联在火线上.电路中若发生短路或断路故障,室内的用电器均会停止工作.但本题中保险丝熔断,由此可确定电路发生短路故障.因为室内用电器与灯泡是串联连接,而室内用电器等效电阻和电灯灯丝电阻之间的大小比例关系有多种可能,因此灯泡的亮暗程度难以确定.由此可见,解题时如果有了一个正确的解题思路,一定会收到事半功倍之效.

实验探究

例1 小明同学在做“测小灯泡额定功率”的探究实验时,已知某小灯泡的额定电压为3V,电功率小于1W.

(1)在连接电路时,小明同学有几根导线没有连接上,如图3所示.请你用笔画线作为导线,在实物图上帮他连接好电路(电流表和电压表的量程要选择正确).

(2)而另一实验小组中的小强同学连接电路完毕后,闭合电路开关、移动变阻器滑片时发现:灯泡变亮,电压表示数反而减小;灯泡变暗,电压表示数反而增大(器材是完好的).小强怎样连接电路才会出现这种现象呢?请将小强所连接电路的电路图画在虚线框中.

(3)小明在实验过程中,仔细对小灯泡对应的电流、电压值进行了数据记录,记录的数据如下表所示.

从表中数据可看出,在通过灯丝的电流在逐渐增大的过程中,灯丝的电阻的变化情况是 .该小灯泡的额定功率应为 W.

解析 (1)根据伏安法测电阻原理,本题需补充完整的电路连线图如图4所示.

(2)由题意可知,小灯泡的额定电压为3V,由于灯的额定功率小于1W,根据P=UI,可以推测小灯泡正常工作时的电流应小于0.6A,则电压表和电流表的量程选择应分别为0~3V和0~0.6A.通常情况下,本实验中的电压表应并联在灯泡两端,当电路中变阻器电阻改变时,电路中的电流就改变.当灯泡中通过的电流变大时,灯泡两端电压应随之变大,由于电路中电源电压不变,滑动变阻器的两端电压应随之降低.而小强同学却发现与之相反的情况,由此可见,小强实验时一定是将电压表与滑动变阻器并联连接了,小强连接的电路如图5所示.

(3)分析小明的实验数据记录可以发现,表格中前4次的灯泡电阻值均为10Ω,但从第5次到第8次,求出的灯泡的相应电阻值为10.6Ω、11.6Ω、13.0Ω、14.6Ω,因此灯丝的电阻变化情况是:先保持不变,后逐渐增大.刚实验时,流过灯泡的电流较小,灯丝的温度变化不大,对灯丝电阻的影响可以忽略不计;后来几次灯泡由“微亮”到“逐渐变亮”,直至正常发光,灯丝的温度升高较大,灯丝的电阻受温度影响较为显著.小灯泡正常发光时的电功率为额定功率,小灯泡正常发光时电压为3V,电流为0.205A,所以,小灯泡额定功率P=UI=3V×0.205A=0.615W.

点拨 伏安法测定小灯泡的电功率是初中电学中重要的探究实验.实验中应关注实验现象,熟知实验中可能出现的问题,学会对实验数据的收集、分析和处理,还要具有利用欧姆定律和电功率的知识解决实际问题的能力.

典例讲析

典例1 有一盏标有“220V 40W”字样的电灯甲(不考虑温度对电灯电阻的影响),问:

1.它的电阻有多大?

2.它正常发光时电流有多大?

3.它正常工作10h耗电多少焦?

4.1kW・h的电能能使它正常工作多少小时?

5.“220V 5A”的电能表能接几盏这种灯?

6.如果接到110V的电源中,它的实际功率有多大?

7.与“220V 100W”的电灯乙并联到220V的电路中,甲、乙两灯的实际功率各是多少?哪一盏灯更亮?

8.若要把它接到380V的电路中,我们应怎么办?

讲析 1.R=■=■=1210Ω.

2.它正常发光时的电流

I=■=■=■A=0.18A.

3.W=Pt=40W×36000s=1.44×106J.

4.t=■=■=25h.

5.我们首先要考虑电能表允许接入的用电器的最大功率应是P总=UI=220×5A

=1100W,再用1100W除以这种灯泡的电功率就可以得到灯泡数,即

n=■=■=27.5,

考虑到实际情况n取27.

6.解决这个问题我们首先要区分用电器额定功率和实际功率的关系.求实际功率的时候,我们往往先由R=■求出用电器的电阻,再根据P实=■求出实际功率.所以利用第一问求出电阻R=1210Ω的值可求:

P实=■=■=10W,可见它的实际功率只有10W.

7.根据题意可知这两盏灯各自在自己的额定电压下工作,所以此时的实际功率等于各自的额定功率,因此P甲实=40W,P乙实

=100W,所以乙灯更亮.

8.由于实际电压380V大于额定电压220V,那么为了使小灯泡能正常工作,我们应在电路中串联一个电阻,并且串联电阻的电压

U串=U实-U额=380V-220V=160V.

又因为电阻与电灯串联,根据串联电路电流的特点可知

I串=I额=■A.

利用欧姆定律可得

R串=■=■=880Ω.

评点 在复习过程中做习题是必不可少的环节.但并不是习题做得越多越好,而应该是少而精,有代表性,讲究质量.做了此类题目,就复习了某一部分或某一章的知识,既减了负又增了效.

典例2 明明和妈妈到商场去购买电饭锅.他从品种繁多的电饭锅说明书中取出一份,下表所示即为该说明书的一部分.

明明与妈妈商议后,购买了型号为MG-TD35型的电饭锅,回家后想想,此电饭锅将电能转化为锅内水的内能的效率如何?于是他在锅内装入1.5L温度为20℃的水,通电16min后水开始沸腾,根据以上实验,他估测了该型号电饭锅烧水的效率,你也能估算出吗?写出你的估算方法,并计算其效率.(家中照明电路电压220V,水的沸点100℃)

讲析 本题是以生活中的电饭锅作为命题的切入点,对电饭锅的热效率进行了研究.为了估测电饭锅烧水的效率,我们首先应根据电饭锅说明书提供的有关数据,利用公式W=Pt计算出电饭锅烧水时电流所做的功,然后根据公式Q=cm(t-t0)求出锅内水吸收的热量,最后根据热效率公式η

=Q吸/W算出该型号电饭锅烧水的热效率.

W=Pt=600W×16×60s=576000J,

Q吸=c水m(t-t0)=c水ρ水V(t2-t1)=4.2

×103J/(kg・℃)×1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3

×(100℃-20℃)=504000J,

η=Q吸/W=(504000/576000)×100%

=87.5%.

该型号电饭锅烧水的效率为87.5%.

评点 本题将电学知识和热学知识进行了综合,是一道综合题.它通过产品说明书巧妙地将要研究的电饭锅额定功率给出,解题时只有提取了图表中的有用信息才能正确求得热效率.本题能有效检测处理信息的能力,同时又考查了灵活运用知识解决问题的能力.

仿真测试

一、选择题(每题3分,共30分)

1.下列用电器的额定功率最接近1kW的是( ).

A.空调 B.电风扇

C.收音机 D.电视机

2.下列用电器在工作过程中,电能几乎全部转化为内能的是( ).

A.电脑 B.电炉

C.洗衣机 D.电风扇

3.关于电功和电功率,下列说法正确的是( ).

A.电功是表示电流做功快慢的物理量

B.电功率大的用电器一定比电功率小的用电器做的功多

C.电流通过导体做功越多,电功率越大

D.在相同的时间内,电流通过导体做功越多,电功率越大

4.将以下几种不同规格的灯泡接到6V的电源上,其中最亮的是( ).

A.“12V 4W” B.“6V 4W”

C.“6V 6W” D.“12V 6W”

5.电熨斗通电后很烫,而连接电熨斗的导线却并不热,这是因为( ).

A.导线有绝缘层保护,能隔热

B.导线散热快,所以温度低

C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流

D.导线电阻小,产生热量少

6.以下操作符合安全用电规则的是( ).

A.家用电器的外壳可任接火线、零线或接地

B.检修电路及更换电路元件时,断开零线或火线均可

C.不要在居民小区突然断电时在家中检修电路

D.擦干的手可以直接触摸火线

7.一天晚上,小明家中的电灯突然熄灭,其他用电器也停止了工作,他检查电路发现保险丝并没有烧断,用测电笔测试室内各处电路时,氖管都发光,则电路故障可能是( ).

A.进户零线断路

B.进户火线断路

C.某用电器的插座短路

D.某盏灯的灯丝断了

8.在如图所示的电路中,电源电压恒定,灯L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 12W”字样.当S闭合时,灯L1正常发光;当S断开时,两盏灯的总电功率为(不考虑灯丝电阻的变化)( ).

A.4W B.18W C.9W D.12W

9.如图所示,电源电压U=18V,小灯泡L的额定电压为9V.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,小灯泡L正常发光;当滑片P移至最右端时,小灯泡L的实际功率为6W.若不考虑灯丝电阻的变化,则小灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大阻值分别为( ).

A.13.5W 6Ω

B.6W 13.5Ω

C.6W 12Ω

D.13.5W 12Ω

10.小华用如图所示的电路测小灯泡功率.电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“2.5V 1.25W”字样.若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( ).

A.电流表示数的变化范围是0~0.5A

B.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~20Ω

C.灯泡的最小功率是0.162W

D.该电路的最大功率是2.7W

二、填空题(每空1分,共25分)

11.我国家庭照明电路的电压是 V,台灯和控制它的开关是 (选填“串联”或“并联”)的,开关必须接在 (选填“零”或“火”)线上.

12.小华发现家里电能表的示数在3h内由 变成 ,则他家在这段时间用电 kW・h,用电器消耗的实际功率是 W.如果电能表标有“220V 10(20)A”字样,则电路中

(选填“能”或“不能”)再接入一个额定功率为800W的电饭煲.

13.一盏白炽灯泡铭牌上标有“220V 100W”字样,则这盏灯正常发光时的灯丝电阻为 Ω.灯泡正常发光1min,灯丝消耗的电能为 J.如果灯丝断了之后重新将灯丝搭上,灯丝电阻变为440Ω,通电后灯泡消耗的功率为 W.

14.如图所示家庭电路,两个灯泡的连接方式是 联.a、b两条导线中,

是火线,如果不慎将a、b直接相连,这种故障称为 .

15.两个定值电阻R1=4Ω,R2=2Ω,串联后接入电压为12V的电源两极间,则电阻R1的电功率是 W,每分钟电阻R2发热 J,电阻R1、R2上通过的电流之比I1∶I2= ,相同时间内电流通过电阻R1、R2所做功之比W1∶W2= .若两电阻并联在同一电源上,相同时间内两个电阻产生热量之比Q1∶Q2= .

16.小吴同学自制了一个简易的电热驱蚊器,它是利用电流的 效应来工作的.发热元件是一个阻值为10000Ω的电阻,当发热元件两端的电压为220V时,流过该元件的电流为 mA,通电100s产生的热量为 J.

17.某地实行“分时电费”的计费制度,计费方法如下表所示,这样可以减轻高峰时段电网压力,又能节省用户的电费支出.某用户家中的电热水器上标有“220V 2000W”字样,该电热水器正常工作的功率为 W,若该电热水器每天正常工作1h,现将它的工作时间由高峰时段移到低峰时段,则该用户每月(以30天计)至少可以节省电费 元.

18.灯泡L的额定电压为6V,小明通过实验测得其电流随电压变化的曲线如图所示.由图可知,当灯泡L正常发光时,通过其灯丝的电流是 A,此时灯泡L的电阻是 Ω;通过调节滑动变阻器,使灯泡L两端的电压为3V,则此时灯泡L消耗的实际功率为 W.

三、解答题(共45分)

19.(4分)小明同学学习了家庭电路的知识后,在生活中更加注意观察家用电器.

(1)如图所示,他发现自己家洗衣机用的是三脚插头,其铭牌上标有“10A 250V”字样,其中的“10A”表示什么意思?

(2)小明同学仔细观察三只插脚,又有新的发现:标有“E”字的插脚比其他两脚稍长一些.他又查看了其他家用电器的三脚插头,也是这种情况.它比其他两脚稍长一些有什么好处?

20.(9分)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小刚同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器、电压为6V的电源和额定电压为3.8V的小灯泡,设计了如图甲所示的电路.

(1)实验中需要依据图甲所示的电路图,将图乙所示器材进行连线,请用笔画线代替导线,将图乙所示电路连接完整.

(2)正确连接好电路后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”).当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表指针如图丙所示,其示数为 A.小灯泡的额定功率为 W.

(3)小明同学按同一电路图连接电路,当连接最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭.检查后发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处:

① ;

② .

21.(8分)小明要用如图所示的实验器材探究“电压一定时,电流的热效应与电阻的关系”,其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同.

(1)请用笔画线代替导线,把电路连接完整.

(2)电流产生热量的多少不易直接测量.因此,在这个实验中是通过 显示电流产生热量的多少的;像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法在物理学的研究中经常用到,请你列举一例: .

(3)在这个实验中,除了控制电压一定外,还要控制的量有 .

(4)根据所学知识可知,在相同时间内

瓶内的电阻丝放出的热量较多.(选填“甲”或“乙”)

22.(8分)如图所示,将一只额定电流为0.2A的小灯泡与一个滑动变阻器串联后接入电压恒为9V的电路中.开关闭合后,移动滑动变阻器滑片,当滑动变阻器消耗的功率为1.04W时,小灯泡恰好正常发光.

(1)小灯泡的额定电压和额定功率分别是多少?

(2)小灯泡正常发光时,变阻器接入电路的阻值是多少?

(3)移动滑动变阻器滑片,当电路中电流为0.1A时,小灯泡的实际功率是多大?(不计温度对灯丝电阻的影响)

23.(8分)小明家的电热饮水机,有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱内水温达到92℃时,开关S1自动断开,处于保温状态;当水温降至一定温度t时,S1又闭合,重新加热.饮水机的铭牌数据与电路原理图如下:

(1)求电阻R1的阻值.

(2)求正常加热时通过饮水机的电流.

(3)在无人取水情况下,饮水机重新加热一次的时间为5min.加热一次消耗的电能是多少?重新加热前的水温t是多少?[不计能量损失,c水=4.2×103J/(kg・℃)]

24.(8分)如图甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图.长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平.已知电源电压恒为6V,小灯泡标有“2V 2W”字样(灯丝电阻不变).两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度h的倒数).求:

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