第17期 焦耳定律-2019-2020学年九年级初三中考物理《数理报》人教版（江西专版）

书书书 电能与电热是电学里的两个易混淆的概念，下面从 两个方面进行分析比较，帮助同学们加以区分． 一、公式 下面列表说明电能和电热的计算公式： 电能 电热 普遍适用 Ｗ＝Ｐｔ＝ＵＩｔ Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ 纯电阻电路 Ｑ＝Ｗ＝Ｐｔ＝ＵＩｔ＝Ｕ ２ Ｒｔ＝Ｉ ２Ｒｔ 非纯电阻电路 Ｗ＝Ｑ＋Ｗ其他（此时Ｑ＜Ｗ） 例１．电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于 线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内 能．若一台玩具电动机接在６Ｖ的电源两端，使其正常转 动时，通过电动机的电流为０．３Ａ；短暂地卡住电动机转 轴，使其不能转动，通过电动机的电流为３Ａ．则这台电 动机线圈的电阻为 Ω，正常转动时将电能转化 为机械能的效率（即所占比例）是 ． 解析：电动机工作时将电能大部分转化为机械能， 只有一小部分转化成了内能，这时电能和电热的计算公 式是不同的．电动机不转动时，可将电动机看成是一个 纯电阻用电器，根据题意，由Ｉ＝ＵＲ可知其线圈电阻 Ｒ＝ＵＩ＝ ６Ｖ ３Ａ＝２Ω． 电动机正常转动时消耗的电能Ｗ电 ＝ＵＩｔ， 电动机正常转动时产生的热量Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ， 电动机正常转动时输出的机械能Ｗ ＝Ｗ电 －Ｑ， 所以电动机正常转动时将电能转化为机械能的 效率 η＝ ＷＷ电 ×１００％ ＝ Ｗ电 －Ｑ Ｗ电 ×１００％ ＝ＵＩｔ－Ｉ ２Ｒｔ ＵＩｔ × １００％ ＝Ｕ－ＩＲＵ ×１００％ ＝６Ｖ－０．３Ａ×２Ω６Ｖ ×１００％ ＝９０％． 二、大小 含有电饭锅、电炉、电热水器、电熨斗等用电器的电 路叫做纯电阻电路，用电器消耗的电能全部用来产生 热，这时电能等于电热． 而电路中如果含有电风扇、电冰箱、洗衣机、电动机 等用电器时，电能除了一小部分转化为热以外，大部分 转化为其他形式的能（如机械能），这样的电路叫非纯电 阻电路，在非纯电阻电路中，电能大于电热． 例２．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，下列有关说法中正确的是 （　　） Ａ．三个用电器产生的热量一样多 Ｂ．三个用电器消耗的电能一样多 Ｃ．电烙铁产生的热量最少 Ｄ．以上说法都不对 解析：三个用电器的额定功率相同，正常工作时相 同时间内消耗的电能是相等的．电风扇工作时电能大部 分转化为机械能；电视机工作时产生声音和图像，主要 将消耗的电能转化为声能和光能；电烙铁工作时把电能 全部转化为内能，它产生的热量最多．故答案为Ｂ． 书书书 １．电流的热效应是普遍存在的现象，如果电流的热 效应消失，以下现象中不可能出现的是 （　　） Ａ．我们将无法用电炉子取暖 Ｂ．电视机后面不用安装散热器 Ｃ．电能在传输的过程中不会有能量损失 Ｄ．联欢会时用白炽灯装点教室 ２．有两根电热丝Ｒ１和Ｒ２，其大小关系是Ｒ１∶Ｒ２ ＝ ３∶１，若单独用Ｒ１对一壶水加热，则所需时间为 ｔ０，若 将这两根电热丝并联后连入同一电路，则烧开同一壶水 所需的时间为（不计热损失） （　　） Ａ． ｔ０ ４　　　　　　　　　Ｂ． ｔ０ ６ Ｃ． ４ｔ０ ３ Ｄ． ３ｔ０ ４ ３．小明家的电熨斗能适应不同衣料的熨烫需要，主 要是因为多挡调温开关的巧妙设计．使用时，转动旋钮 即可使电熨斗达到所需低温、中温或高温挡．如图１甲 所示是电熨斗的内部电路原理图，图中两根电热丝阻值 均为１１０Ω．旋转开关可改变１、２、３、４四个接点连接情 况，如图１乙中的Ａ、Ｂ、Ｃ所示．则下列说法中正确的是 （　　） Ａ．电熨斗低温挡工作时，电路中的等效电阻Ｒ低 为 ５５Ω Ｂ．旋转开关连接如图１乙Ａ时，电熨斗为低温挡 Ｃ．旋转开关连接如图１乙Ｂ时，电熨斗为高温挡 Ｄ．电熨斗高温挡工作５分钟消耗的电能为２．６４× １０５Ｊ ４．如图２所示，在探究串联电路的电压关系实验 时，小明先用电压表测量了电阻 Ｒ１两端的电压为 ０．５Ｖ，然后保持电压表接Ａ点不动，将接Ｂ点的那一段 导线改接到电路中的Ｃ点，电压表示数为３Ｖ，则相同时 间内，电流通过Ｒ１、Ｒ２产生的热量之比为 ． ５．有甲、乙两根电阻丝和一个电压恒定不变的电 源．将甲、乙两根电阻丝串联接在电源两端，在时间ｔ内， 产生的热量分别为Ｑ１、Ｑ２；将甲电阻丝单独接在电源两 端，在时间ｔ内，产生的热量为 （不计电阻丝阻 值随温度的变化）． 书书书 在探究电流产生热量的多少与什么因素有关时，我 们常用到以下两种方法： （１）控制变量法：先列举涉及到的各种变量，除待 探究的变量可变之外，其余变量一律保持不变． （２）转换法：对于一些看不见、摸不着的现象或不 易直接测量的物理量，通常用一些直观的现象去认识或 用易测量的物理量间接测量． 下面我们通过两道例题来体会这两种方法的应用． 例１．小明冬天取暖时发现：电暖气的电热丝热得 发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热． （１）请