内容正文:
第22课时 焦耳定律及电热综合计算
1
考点一
电流的热效应
定义 电流通过导体时 转化成内能,这个现象叫电流的热效应
影响
因素 越大, 越大, 越长,电流通过导体产生的热量越多。
实验涉及的方法:①转换法;②控制变量法(注意同时控制两个变量)
电能
电流
电阻
通电时间
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内容 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 ,跟导体的电阻成 ,跟通电时间成
公式 Q= (适用于所有电路)
单位 公式中电流I的单位是A,电阻R的单位是Ω,时间t的单位是s,电热Q的单位是J
焦耳定律
考点二
正比
正比
正比
I 2Rt
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1.纯电阻电路与非纯电阻电路
电热与电能的关系
考点三
类型 纯电阻电路 非纯电阻电路
定义 电流做功将电能全部转化为内能的电路,即电能=内能(W=Q) 电流做功将电能转化为内能的同时还转化为其他形式的能的电路,即电能=内能+其他形式的能(W=Q+W其他)
图示
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应用 灯泡、电阻、电热丝、电烙铁、电炉、电热水壶、电热毯、电饭锅等都是纯电阻元件 存在电动机的电路(如电吹风机、电风扇、洗衣机等)都是非纯电阻电路
(续表)
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2.电功与电热的关系
物理量 纯电阻电路 非纯电阻电路
电功 W=UIt=I2Rt=t=Pt W=UIt=Pt
电功率 P电==UI=I 2R= P电==UI
电热 Q=I 2Rt =UIt=t=Pt Q=I2Rt
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物理量 纯电阻电路 非纯电阻电路
发热功率 P热=I 2R=UI= P热=I 2R
关系 ①在纯电阻电路中:W=Q,P电=P热。在串联电路中,
,在并联电路中,。
②在非纯电阻电路中:W>Q,P电>P热
(续表)
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【特别提醒】当电动机不转动时,为纯电阻电路,在电动机转动时,为非纯电阻电路。电动机正常工作时的输入功率(即电动机消耗的总功率)一部分转化为电热功率,一部分转化为输出功率(机械功率)。根据能量守恒有: P输入=P热+P输出,P输入=UI,P热=I 2R,P输出=Fv。
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1.利用:电热水器、电炉、电饭锅、电热毯、电热孵化器、电熨斗等。
2.防止:散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等。
电热的利用和防止
考点四
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1.解决挡位问题的关键是判断接入电路的总电阻的大小,然后根据公式
P=判断出总功率的大小。
2.常见的几种挡位电路图(图22-3)
一般家庭电路中使用U=220 V;
用电器挡位问题
考点五
图22-3
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基础配练1:下列用电器主要利用电流热效应工作的是
( )
A.电饭煲 B.电视机
C.洗衣机 D.油烟机
A
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基础配练2:如图22-1所示是探究电流通过导体时产生的热量与 的关系的实验装置。由图可知,电流通过
(选填“R1”或“R2”)产生的热量较多。当通过R1的电流是2 A时,10 s内R1产生的热量是 J。
图22-1
电流
R1
200
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基础配练3:某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图22-2所示,阻值为2 Ω的警灯与线圈电阻为0.5 Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时,通过电动机线圈的电流为1 A,则警灯两端的电压是 V;2 min内电动
机线圈产生的热量是 J。
图22-2
2
60
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基础配练4:下列实例中,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
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基础配练5:某品牌电烤箱在额定电压下,功率从大到小有高挡、中挡和低挡。如图22-4所示为电烤箱在不同挡位工作时的电路图,R1、R2为发热电阻丝,
且阻值R1>R2,则高挡、中挡和低
挡对应的电路图分别是图 、
图 、和图 。(均选填
“甲”“乙”或“丙”)
图22-4
丙
乙
甲
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重难一
焦耳定律的理解
例1 如图22-5甲所示为做“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验时的实验装置,两烧瓶中盛有等质量的煤油,电热丝R1、R2的I-U图像如图乙所示,则 ( )
A.R1的阻值较大
B.通过R1的电流较大
C.通电一段时间后,R2所在瓶中的温
度计的示数变化较大
D.若用水代替煤油实验效果会更好
图22-5
C
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例2 如图22-6所示是“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路,以下说法正确的是 ( )
A.闭合开关S1、S2,通过三根电阻丝的电流相同
B.先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数保持
不变
C.先