内容正文:
专题05 电热、家庭安全用电
一、知识梳理
1.焦耳定律:电流通过导体产生的热量,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。
2.焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦;I→安(A);R→欧(Ω);t→秒。)
3.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)时,则有W=Q,可用电功公式来计算Q。(如电热器,电阻就是这样的。)
4.家庭电路:进户线→电能表→总开关→保险盒→用电器。
5.两根进户线是火线和零线,它们之间的电压是220伏,可用测电笔来判别。如果测电笔中氖管发光,则所测的是火线,不发光的是零线。
6.所有家用电器和插座都是并联的。而开关则要与它所控制的用电器串联。
7.保险丝:是用电阻率大,熔点低的铅锑合金制成。它的作用是当电路中有过大的电流时,保险产生较多的热量,使它的温度达到熔点,从而熔断,自动切断电路,起到保险的作用。
8.引起电路中电流过大的原因有两个:一是电路发生短路;二是用电器总功率过大。
9.安全用电的原则是:①不接触低压带电体;②不靠近高压带电体。
在安装电路时,要把电能表接在干路上,保险丝应接在火线上(一根足够);控制开关应串联在干路
二、课堂精讲精练
要点一: 电流的热效应及影响电流产生热量多少的因素
【典型例题1】(2019•泰兴市一模)如图所示的磁能热水器是一种新型热水器,它工作时利用高速变化的磁场通过金属容器时产生无数个涡旋电流,使金属容器内的水自行高速发热。下列与磁能热水器的工作原理相同的是( )
A. 电热水壶
B. 磁悬浮列车
C. 电动机
D. 风力发电机
【典型例题2】(2019•兴化市一模)小明家的电热毯内的电阻丝断了,他爸爸把断了的电阻丝搭在一起,电热毯仍能使用,但不久又会在搭接处烧断。搭接处烧断的原因是( )
A.电阻丝上搭接处电阻较小,造成局部过热
B.电阻丝上搭接处电阻较大,造成局部过热
C.搭接处电流比其它处电流小,造成局部过热
D.搭接处电流比其它处电流大,造成局部过热
【典型例题3】(2019•襄城县一模)如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,电路正确连接后,通电进行实验过程中,下列说法中正确的是( )
A.左边容器中通过电阻丝中的电流比右边容器中通过电阻丝中的电流大
B.左边容器中电阻丝两端的电压比右边容器中电阻丝两端的电压高
C.U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
D.通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
课堂搭配练习
1.(2019春•东台市月考)小明观察家中的电风扇、白炽灯和电烙铁几种电器,发现它们上面都标有“220V 40W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同时间,产生热量最多的是( )
A.电风扇
B.白炽灯
C.电烙铁
D.一样多
2.(2019•南京一模)如图是探究电流热效应的实验装置,烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积均相同,则下列说法错误的是( )
A.甲图中,为了缩短实验时间,滑片应适当向左移动
B.甲图的实验装置可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C.实验中通过观察温度计上升的示数来比较电流产生的热量的多少
D.乙图的实验装置只能探究电流产生的热量与电流大小的关系
3.(2019•武昌区模拟)如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是( )
A.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多
B.乙实验通电一段时间后,左侧 U 形管中液面的高度差比右侧的大
C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D.乙实验右边密闭容器与左边密闭容器中的电阻丝产生热量之比为 4:1
4.(2019春•庆安县校级月考)某同学用同种材料制成a、b两种电热丝,a的横截面积是b的两倍,b的长度是a的2倍,把两个电热丝接在家庭电路中,烧开同一壶水,两次所用的时间( )
A.ta=tb
B.ta=2tb
C.ta=tb
D.ta=tb
要点二:焦耳定律的实验
【典型例题4】(2019•石景山区一模)小明用如图所示的电路来探究影响电流产生的热量的因素。两个完全相同的烧瓶中装有质量和初温相同的同种液体,阻值不变的电阻丝R1<R2.请回答下列问题:
(1)此实验能探究电流产生的热量与 有关(填字母)。
A.电阻大小 B.电流大小
C.电流方向 D.通电时间
(2)实验中用玻璃管内液面上升的高度反映 。
(3)通电一段时间后,小明发现乙玻璃管内液面上升的高度较大,由此可以得出结论是 。
【典型例题5】(2019•官渡区一模)小华利用如图所示的装置探究电热与