内容正文:
第十八讲·电与热
考点 焦耳定律
1.探究电流的热效应
实验
探究 探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系 探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系
实验
装置
实验
方法 __________法、__________法
设计
方法 通过U形管两侧液面高度的变化判断电阻产生热量的多少
电阻串联的目的是控制__________和__________相同 将阻值相等的两个电阻串联,然后再将第三个电阻与其中一个并联,目的是改变通过__________的大小
结论 在电流、通电时间相同的情况下,电阻越__________,产生的热量越多 在电阻、通电时间相同的情况下,通过的电流越__________,产生的热量越多
转换
控制变量
电流
通电时间
电流
大
大
补充 若该实验用温度计和液体来做,液体应选煤油,因为煤油的__________较小;两烧瓶中煤油的__________和__________要相同;通过观察温度计的__________来判断电热的多少
电流热效应的利用与防止 利用 电热水器、电饭锅、电熨斗、电蚊香、电烙铁等
防止 很多情况下用电器的温度不能过高,要使这些热尽快散去,常装有散热孔或微型风扇等
【提示】电流通过用电器,将电能转化为内能的现象叫电流的热效应。电流的热效应是电流的普遍现象。
比热容
初温
质量
示数
2.焦耳定律
内容 电流通过导体产生的热量跟___________________成正比,跟__________成正比,跟__________成正比
基本公式 Q=I2Rt
导出公式
电流的二次方
导体的电阻
通电时间
电热与电能的关系
物理量 电能(电功) 电热
计算公式 W=UIt Q=I2Rt
快慢程度 P电=UI P热=I2R
关系 在纯电阻电路中:W=Q,P电=P热
在非纯电阻电路中:W>Q,P电>P热
课堂练习
1.(2020·娄底)下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是 ( )
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B.家里使用电热水壶烧水
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服
D.电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温
D
2.电烙铁通电一段时间后变得很烫,而连接电烙铁的导线却没有明显发热,这主要是因为 ( )
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电烙铁快
C.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
D.导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻
D
3.(2020·福建)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电风扇
B.电视机
C.电热水壶
D.电冰箱
C
4.(2022·北京改编)额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器,下列判断正确的是 ( )
A.正常工作时,电热水壶比电烤箱产生的热量少
B.正常工作时,电热水壶比电饭锅的功率小
C.正常工作时,通过电饭锅的电流最小
D.在一个月内,电热水壶消耗的电能一定最多
C
5.(2020·青岛)甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4,通电相同时间产生的热量之比为5∶1,则通过甲、乙的电流之比为 ( )
A.4∶1 B.1∶4 C.2∶1 D.1∶2
6.(2022·安徽)如图所示,电源电压保持3 V不变,电阻R1=10 Ω、R2=20 Ω。闭合开关S,则通电100 s电阻R1产生的热量为 ______ J。
C
10
7.(2022·齐齐哈尔)如图所示的是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。若探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,实验前应选择______(选填“甲”或“乙”)装置。如果甲装置中通过5 Ω电阻丝的电流为0.6 A,则甲装置中10 Ω的电阻丝在1 min内产生的热量是__________ J。
216
乙
8.(2021·齐齐哈尔)如图所示的电路中,接通电源,通电一段时间后,____
(选填“左”或“右”)侧U形管液面高度的变化较大。如果通过甲容器中电阻丝的电流是2 A,则乙容器中电阻丝在1 min内产生的热量是_______ J。
300
左
9.(2020·威海)一款家用电煮锅有加热和保温两个挡位,工作电路如图所示。当开关S1闭合,S2___________(选填“断开”或“闭合”)时,处于加热挡位。若加热时电路中电阻为42 Ω,电路中电流为5 A,加热2 min,不计能量损失,能使质量为2 kg的水从20 ℃升高到_______ ℃[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。
闭合
35
10.(2021·绥化)如图所示,为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透