内容正文:
第一部分 考点过关
第十三讲 电学综合复习
第7课时 电流的热效应
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电流的热效应
1.电流的热效应
(1)定义:电流通过导体时电能转化为 内能 的现象叫做电流的热效应.
(2)影响因素: 电流 、 电阻 、 通电时间 .
内能
电流
电阻
通电时间
(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 .
(3)电热的利用与防止
①利用:电热水器、电饭锅、电熨斗等.
②防止:散热窗、散热片、电脑的微型风扇等.
电流的二次方
电阻
通电时间
I2Rt
2.焦耳定律
实验 探究电流产生的热量与哪些因素有关
【实验器材】电源、导线、开关、电阻丝、空气盒、U形管等.
【实验装置】
【设计与进行实验】
1.实验通过U形管中液面的 高度差 反映电流产生热量的多少,这应用了 转换 法.
2.两容器中密封的空气(或煤油)应具有相同的 质量 和 初温 ;选用空气加热,是因为 空气的比热容较小,实验现象更明显 .
3.如图甲,通过两电阻的电流 相等 ,是为了探究电流产生的热量与 电阻 的关系;通电一段时间后, 右侧 (选填“左侧”或“右侧”)容器的U形管中液面高度差较大.
高度差
转换
质量
初
温
空气的比热容较小,实验现象更明
显
相等
电阻
右侧
3.如图甲,通过两电阻的电流 相等 ,是为了探究电流产生的热量与 电阻 的关系;通电一段时间后, 右侧 (选填“左侧”或“右侧”)容器的U形管中液面高度差较大.
相等
电阻
右侧
4.用如图乙所示装置进行实验:
(1)R2、R3的连接方式是 并 联.该装置是为了探究在 电阻 相同、通电时间相同时,电流通过导体产生的热量跟 电流 的关系.
(2)通电一段时间后,左、右两容器中的电阻丝产生的热量之比为 4∶1 .
点拨:I左=2I右,根据Q=I2Rt计算.
并
电阻
电流
4∶1
【实验结论】
(1)图甲得到结论: 在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多 .
(2)图乙得到结论: 在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多 .
在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生
的热量越多
在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生
的热量越多
【交流与反思】
5.控制电阻的阻值和电流相同,改变通电时间,可探究电流产生的热量与 通电时间 的关系.
6.如图甲,若通电一段时间后,左侧U形管中的液面高度差为0,可能是因为 左侧容器漏气 ;如图乙,若通电一段时间后,两U形管中的液面高度差相等(均不为0),可能是因为 电阻丝R3断路 .
通电时间
左侧容器漏气
电阻丝R3断路
7.拓展设问:当家庭电路中的导线接触不良时,有时会产生高温,容易引发火灾,图 甲 (选填“甲”或“乙”)的实验结论可以用来解释这种现象.
甲
重难点 多挡位电器的判断与计算
(2019贵阳)如图所示是加热器的电路图,设电源电压保持不变,R1、R2均为发热电阻丝,通过开关S1和S2的通断组合,可得到不同加热挡位.该加热器最大电功率为12W,只闭合开关S1时,加热器的电功率是8W.则下列判断正确的是( C )
C
例1图
A.该加热器只有两个加热挡位
B.加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1∶R2=1∶3
C.加热器功率最大时,R1与R2的电流之比为2∶1
D.该加热器的最小电功率是8W
如图为一电热饮水机的电路简图,其额定电压为220V,具有“加热”“保温”两种功能,对应功率分别为400W和40W.当开关S1、S2均闭合,饮水机处于 加热 (选填“保温”或“加热”)状态,R1的阻值为 121 Ω;用饮水机给2kg的水加热,当水温升高50℃,水吸收的热量为 4.2×105 J[c水=4.2×103J/(kg·℃)].
例2图
加热
121
4.2×105
常见的多挡位电路设计
巧记:并联电阻小,加热或高挡;串联电阻大,保温或低挡.
易错点 电动机的发热功率
知识点拨:电动机正常工作时,其电路是非纯电阻电路,其电功率P电=UI,发热功率P热=I2R,输出功率根据能量守恒分析得到P出=P电-P热.
一台电动机的额定电压是100V,线圈电阻是1Ω,正常工作时,通过的电流为5A,则电动机因发热而损失的功率为( B )
A.500W B.25W
C.10 000W D.475W
有一电风扇标有“220V 55W”,若电风扇的电动机线圈电阻为8Ω,当它正常工作时,电源供给的