2024年苏科版物理中考复习—第16讲 电热的分析与计算（思维训练）

2024年物理中考复习—电热的分析与计算（思维训练） （思维训练） 课标解读 焦耳定律: (1) 焦耳定律的内容:电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.这个规律叫做焦耳定律. (2) 焦耳定律的公式:Q=I2Rt,式中1是通过导体的电流,单位用A;R是通电导体的电阻,单位用Ω;t是通电时间,单位用s.Q即为电流产生的热量,单位用J. 思维方法 非纯电阻电路中电流产生热量的求解方法 对于纯电阻电路,电流通过导体产生的热量等于电流做的功.即Q=W,求电功的公式都可用来求热量,常用的公式有Q=I2Rt；;Q=W=UIt;Q=W=·t;Q=W=Pt等,但对非纯电阻电路求电流产生的热量只能用基本公式Q=1Rt,而不能应用其他导出公式,这是因为此时Q<W. 例:某电动机的线圈,电阻为5Ω,在220V照明电路中正常工作时,电流为6A，试求:(1)该电动机工作1min电流做多少功?(2)该电动机在1min内放出的热量是多少焦? 分析:(1)W =Ult=220VX6AX60s=79200J. (2)Q=I2R=(6A)²x5Ωx60s=10800J. 从题中可以看出，电流流过电动机1min内电流所做的功不等于电流lmin 放出的热量,这是因为电流做的功W,一部分转化为热量Q,另一部分转化为机械能，其数量为W-Q=79200J-10800J=68400J.只有在电流做功时,电能全部转化为内能的电路中,才有Q=W=Ult,因而在应用其他公式计算焦耳热时应注意其公式的适用范围. 问题解决 典例1.图是小明设计的探究焦耳定律的实验装置图： 如图所示实验装置，通过观察____________来比较电流通过电阻产生电热的多少。这种探究问题的方法叫_________法。 若观察甲、乙两实验装置，可以得出的结论是：________________________________。 若观察乙、丙两实验装置，通过电阻的电流______填“大于”、“小于”或“等于”通过电阻的电流。这是在探究电流通过导体产生热量多少与_____________的关系。 若观察甲、丙两实验装置，会发现______填“”或“”电阻丝产生的热量更多，由这一现象可知______填“电流”或“电阻”对电热的影响更大。 思维点拨 电流通过导体产生的热量多少不便直接观察，但可通过观察形管液面高度差的大小来比较电流产生的热量的多少，这种探究问题的方法叫转换法。 观察甲、乙两实验装置可知，甲、乙串联在电路中，通电时间和电流相同，电阻不同，电阻越大，形管液面的高度差越大，则产生的热量越多，故结论为：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。 观察乙、丙两实验装置可知，电阻大小和通电时间相同，根据并联电路的电流关系可知，通过电阻的电流大于通过电阻的电流，与相连的形管液面高度差较大，这是在探究电流大小对电热的影响。 观察甲、丙两实验装置可知，甲中的电阻是丙中的电阻一半，甲位于干路，根据并联电路的电流关系可知甲中的电流是丙中电流的倍，甲中形管液面的高度差要大于丙中形管的液面的高度差，即电阻丝产生的热量更多，这表明电流对电热的影响更大。 典例2.年月日是全国消防宣传日，小明在家排查火灾隐患时发现，如果在同一个排插上同时接入多个大功率用电器并同时使用如图所示，排插的导线会明显发热，易引起火灾。请你用所学的电学知识做出合理解释。  思维点拨 多孔插座各用电器也是并联的，若电路中的总功率过大，会使电路中的电流过大。 此题考查了家庭电路中的用电常识．要掌握家庭电路中的电路连接，同时注意安全用电的知识，并能利用焦耳定律解释问题是解决该题的关键。 典例3.从能量转化的角度看，电动机主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现将一台电动机接在家庭电路中正常工作分钟，通过电动机线圈的电流为，其线圈电阻为。则该电动机分钟消耗的电能是_______，分钟内线圈产生的热量是_______。 思维点拨 本题考查了电热、电功的计算，电动机是非纯电阻电路，电动机的消耗的电能转化为机械能和内能。 利用求电动机消耗的电能； 由公式可求出电动机线圈产生的热量。 典例4.小聪家电热饮水机有加热和保温两种工作状态，它的简化电路图如图所示，和均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如表所示。 饮水机工作时电流通过电阻丝，慢慢的电阻丝会发热，这种现象叫做电流的______，开关接______时饮水机处于加热挡； 求饮水机在保温挡正常工作时电路中的电流； 求电阻的阻值。 额定电压 容量 额定 功率 加热功率 保温功率 思维点拨 电流通过导体会发热，电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。当开关接时，只有工作，当开关接时，电热丝