2023年中考物理复习-----电热计算变形金刚

电热计算变形金刚 电流通过导体时，不可避免地产生热量，因此热量的计算必不可少，究竟该怎么计算电热呢？下面我们一起来探究一番。 母题：(来源于课本51面“动手动脑学物理”第3题)一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下通电10min产生多少热量？ 解析：第一问要求额定功率，根据电功率的公式P=UI，在额定电压已知的情况下，还应该知道电烙铁在额定电压下正常工作时的电流，额定电压和额定电压下工作时的电阻在题中均应该告知，则根据欧姆定律I=U/R可以计算出电流。 额定电流已经求出，根据焦耳定律Q=I2Rt，将正常工作时的电流、电烙铁的电阻和通电时间代入可直接求出电热。因为电烙铁工作时，将电能全部转化为内能，也可以根据Q=W=Pt计算，将额定功率和通电时间代入求出热量。 解：（1）电烙铁正常工作的电流:I=U/R=220W/1210Ω=2/11A 电烙铁的额定功率:P=UI=220V×2/11A=40W （2）通电的时间:t=10min=600s 产生热量Q=I2Rt=(2/11A) 2×1210Ω×600s=2.4×104J (或:Q=W=Pt=40W×10×60s=2.4×104J) 答：（略） 点拨：求电流产生的热量有两种算法，关键看是否将电能全部转化为内能，是则电能、电热相等；不是的话，计算电热只能根据焦耳定律，Q=I2Rt适用于任何条件。 变式1.一个额定电压为12V的小型电动机正常工作时，电阻为2.4Ω，测得通过电动机的电流是0.5A，工作10min，电流做功为 J，在这10min内该电动机线圈产生的热量是 J。 解析：根据电功的计算式W=UIt，题中U、I、t三个量都已给出，直接带入公式即可计算电流做的功；因为电动机工作时主要是做机械功，但不可避免地产生热量，此时只有极少部分电能转化为热量，所以只能适用焦耳定律进行计算将I、R、t代入Q=I2Rt即可得出热量。 答案：3600 360 点评：本题涉及电功和电热，关键在于理解焦耳定律的适用条件。 变式2：如图所示，电源电压不变，已知电阻R2=20Ω。当开关S断开时，电流表的示数为0.2A；S闭合时，电流表的示数为0.5A，则电源电压为 V；通电5min电阻R1产生的热量为 J。 解析：开关S闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，I=0.5A；S断开时，R2支路断开，电流表测R1支路的电流，I1=0.2A；根据并联电路电流规律得出R2支路的电流I2=I-I1=0.5A-0.2A，再利用U=I2R2求出电源电压。然后根据R=U/I求出R1的阻值，此时R1的电流、电阻、通电时间均已知，最后利用Q=I2Rt求出热量。 答案：6 360 点拨：对电路动态分析，当开关由断开到闭合，由于电源电压不变，因此对原来电阻无影响（通过的电流不变），这是本类题型的关键所在。 练一练 如图所示，电路中电源电压保持12V不变。开关S闭合时，电流表A的示数为0.3A；开关S断开时，电流表A的示数为0.1A。求： （1）R1 和R2的阻值； （2）开关S闭合时，整个电路 在5min内产生的热量； （3）开关S断开时，电阻R2 在10min内产生的热量。 答案：（1）R1=40Ω R2=80Ω （2）1080J （3）480J 学科网（北京）股份有限公司 $