内容正文:
焦耳定律 生活用电
1. 通过实验,了解焦耳定律。
2. 能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
3. 了解家庭电路的组成。有安全用电和节约用电的意识。
复习目标
一、 焦耳定律
1. 电流的热效应
(1) 定义:电流通过导体时 电 能转化成 内 能的现象。
(2) 影响因素:电流越大、电阻越大、通电时间越长,导体产生的热量就越多。
(3) 利用和防止:利用电流的热效应——电热器;防止电流的热效应带来的损害——散热。
电
内
知识梳理
2. 焦耳定律
(1) 内容:电流通过导体产生的热量跟 电流的二次方 成正比,跟导体的 电阻 成正比,跟 通电时间 成正比。
(2) 公式:Q= I2Rt 。公式中电流I的单位是A,电阻R的单位是Ω,通电时间t的单位是s,热量Q的单位是J。
(3) 纯电阻电路将电能全部转化为内能,电流做了多少功,就产生多少热量,即W=Q;非纯电阻电路中,W>Q。
(4) 推导式:对于纯电阻电路,有Q=W=Pt=UIt=t。
电流的二次方
电阻
通电时间
I2Rt
二、 家庭电路
1. 家庭电路的组成
(1) 进户线:进户线有两条,一条是 火线 (符号为L),一条是 零线 (符号为N)。火线与零线之间的电压是 220 V。
(2) 电能表:电能表安装在家庭电路的干路上,计量整个电路消耗的电能。
火线
零线
220
a. 电路符号: 。
b. 材料:电阻率 大 、熔点 低 的合金。
c. 作用:在电路中的电流过大时熔断,切断电路。
③ 空气开关和漏电保护器:空气开关能在电路中的电流过大时切断电路,漏电保护器能在用电器发生漏电时切断电路。
(4) 三孔插座和三脚插头:三孔插座的上孔接 地 线,左孔接 零 线,右孔接 火 线;三脚插头上方的插脚较长,与用电器的金属外壳相连。三孔插座和三脚插头的作用是避免因用电器金属外壳带电而引发触电事故。
大
低
地
零
火
(5) 用电器和开关:家庭电路中各用电器(包括插座)是 并 联的;开关和其控制的用电器 串 联,且开关位于 火 线一侧。
并
串
火
(3) 总开关和保险装置:
① 总开关安装在家庭电路的干路上,控制整个电路的通断。
② 保险丝:
2. 测电笔
(1) 用途:测电笔用于 辨别火线和零线 。
(2) 结构:笔尖金属体、高阻值电阻、氖管、弹簧、金属笔卡(笔尾金属体)等。
(3) 使用方法:使用时,笔尖的金属体接触被测的导线,手必须接触 金属笔卡(笔尾的金属体) ,且人体的任何部位不得接触笔尖的金属体。
(4) 现象:测电笔笔尖接触火线时氖管 发光 ,接触零线时氖管 不发光 。
(5) 原理:当笔尖接触火线时,电流从火线经测电笔和人体流入大地,氖管发光。
辨别火线和零线
金属笔卡(笔尾的金属体)
发光
不发光
3. 家庭电路中电流过大的原因
(1) 总功率过大:使用大功率用电器或很多用电器同时使用时,会导致干路中电流过大。
(2) 短路:火线和零线不经用电器直接连通时,会导致干路中电流极大。
三、 安全用电
1. 安全电压:在一般情况下,对人体安全的电压为 不高于36V 。
2. 触电事故
(1) 条件:人体成为闭合电路的一部分,且电流达到一定大小。
(2) 类型:双线触电、单线触电、高压电弧触电、跨步电压触电等。
不高于36V
3. 安全用电的原则
(1) 不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
(2) 更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关。
(3) 不弄湿用电器,不损坏绝缘层。
(4) 保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换。
考点一 焦耳定律
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1. (2023·无锡)如图所示为超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为5V,电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的 热 效应实现高温封口,3s内产生的热量为 75 J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以 增大 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
第1题
热
75
增大
考点突破
2. (2023·益阳)有三个用电器,一个是“220V
60W”的电扇,一个是“220V 40W”的电热毯,另一个是“220V 45W”的LED节能灯,都正常工作相同的时间,产生热量最多的用电器是 电热毯 ,若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%,则它在100s内产生的热量为 2560 J。(不考虑温度对其电阻的影响)
电热毯
2560
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3. (2023·安徽模拟)某品牌玩具车内部等效电路如图所示,阻值为5Ω