11.4 电流的热效应课件- 2023-2024学年京改版九年级物理全一册

四、 电流的热效应 第十一章　电功和电功率 01 基础过关 02 能力进阶 03 思维拓展 目 录 1. （2023·齐齐哈尔）将电能输送到几百千米之外的用户，在输电线上 会有能量的损耗，这是由电流的 ⁠效应引起的。某段输电线路的总 电阻为0.5Ω，输送电流为100A，每输电1min，这段输电线路便会损 耗 J的电能。 热　 3×105　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 2. （2023·益阳）有三个用电器，一个是“220V 60W”的电风扇，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 ，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内消耗的电能为 J（不考虑温度对其电阻的影响）。 电热毯　 2560　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 3. （2022·北京丰台一模）某同学想探究电流通过导体产生的热量与电 流、电阻、通电时间是否有关，他设计了如图甲、乙所示的两个电路。 其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，A、B两 支温度计型号相同，电阻丝R1、R2（R1＞R2）的阻值不随温度变化。请 回答下列问题。 第3题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （1） 该实验中，电流通过导体产生热量的多少用 ⁠ ⁠来反映。 （2） 采用图甲所示的电路进行实验，该实验探究的问题是电流通过导 体产生的热量与 ⁠是否有关。 温度计示数的变 化　 电阻　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （3） 采用图乙所示的电路进行实验，当开关S闭合一段时间后，A、B 两支温度计的示数分别为tA、tB。请你利用所学知识，判断tA、tB的大小 关系。（写出推理过程和结论） 解：（3） 由图乙可知，R1和 R2并联，R1和R2两端的电压相等，R1＞ R2，由Q＝I2Rt＝Rt＝t可知，相同时间内，两个电阻丝产生的热 量Q1＜Q2，两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油， 所以两个烧瓶中煤油吸收的热量关系为QA＜QB，由Q＝cm（t－t0）可 知，比热容、质量和初温相同时，温度计的示数关系为tA＜tB 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 4. （2023·北京朝阳一模）随着社会发展对于节能减排要求的日益提 高，电动汽车正在走进千家万户。充电桩给电动汽车充电分为快充和慢 充两种方式，已知快充时的充电功率为40kW，充电电压约为350V；慢 充时的充电功率为7kW，充电电压约为220V。现有甲、乙两条充电线， 横截面积分别为6mm2和25mm2。若它们的材料和长度均相同，请你分 析判断哪条是快充线，并说明理由。 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 解：由P＝UI得，快充时的电流I1＝＝≈114.3A，慢充时的电流I2＝＝≈31.8A，则I1＞I2。当导体材料和长度都相同时，横截面积越大的导体电阻越小，甲、乙的材料和长度都相同，且S甲＜S乙，所以R甲＞R乙。根据Q＝I2Rt可知，快充时电流较大，为了减少电流在充电线中一定时间内产生的热量，应选用电阻较小的充电线，即选用横截面积较大的乙充电线，故乙充电线是快充线 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 5. 当一台电风扇正常工作时，其两端的电压为220V，线圈电阻为1.5Ω， 通过线圈的电流为0.2A，则这台电风扇正常工作1min消耗 J的 电功，产生 J的热量。 2640　 3.6　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 6. （2023·北京丰台一模）某小组同学通过观察生活中各种用电器发热 的现象，猜想电流通过导体时产生的热量可能与电流大小、电阻大小和 通电时间有关。为了探究电流通过导体时产生的热量与电阻大小是否有 关，他们选择了如下实验器材：甲、乙两个完全相同的烧瓶如图 （a），两个烧瓶口都塞有橡胶塞并插入相同规格的温度计，烧瓶内装 入等质量的煤油和阻值不同的电热丝（阻值已知且不随温度变化），调 零的电流表、停表、电压不变的电源、滑动变阻器各一个，导线若干。 实验中用煤油升高温度Δt的大小来反映电流通过电热丝产生热量的多 少，实验电路如图（b）。 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 第6题 （1） 以下是该小组的主要实验步骤，请你帮他们补充完整。 ① 将经过改装的烧瓶甲、滑动变阻器、电流表等电路元件串联接入电 路中，将滑动变阻器的滑片P调到最大阻值处，记录电热丝的阻值R。 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 ③ 断开开关S，用烧瓶乙替换电路中的烧瓶甲，闭合开关S，调节 ⁠ ，使 ，读取温度计示数t0并记 录；计时2min，读取温度计示数t并记录。 ④ 整理实验器材，利用公式Δt＝ ⁠（用测得的物理量符号表示） 计算出每次实验中煤油升高的温度并记录。 滑 片P到适当位置　 电流表示数不变　 t－t0　 ② 闭合开关S，调节滑片P到适当位置，读取电流表示数I、温度计示数 t0并记录；计时2min，读取温度计示数t并记录。 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 解：（2） 如表所示 R/Ω t0/℃ t/℃ Δt/℃ （2） 请根据实验步骤，设计一个记录实验数据的表格。 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （3） 通过分析实验数据，他们发现两次实验温度计示数的变化量不 同，由此得到实验结论： ⁠ ⁠。 电流通过导体时产生的热量与电阻大小有 关　 （4） 在小组交流时，有同学提出利用上述方案实施变量控制太麻烦 了，请为他们提出更方便的方案。 解：（4） 将烧瓶甲和烧瓶乙串联接入电路进行实验 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 7. （2023·南通）如图所示，灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R＝10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。闭合 开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡L正常发光。 （1） 求灯泡L正常发光时的电流。 解：（1） 0.5A 第7题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （2） 将滑片P移至b端，开关S1拨至1，求此时定值电阻R工作10min产 生的热量。 解：（2） 闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端， 灯泡L正常发光，此时电路中只有灯泡L，则电源电压U总 ＝U额＝6V；将滑片P移至b端，开关S1拨至1，此时滑动 变阻器R1连入电路的阻值为20Ω，其与定值电阻R串联， 电路中的电流I＝＝＝0.2A，定值电阻R工作 10min产生的热量QR＝I2Rt＝（0.2A）2×10Ω×10×60s＝240J 第7题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （3） 接着将开关S1拨回2，电流表示数变为0.24A，求此时灯泡L的 功率。 解：（3） 接着将开关S1拨回2，电流表示数变为0.24A， 灯泡L与滑动变阻器R1的最大阻值串联在电路中，滑动变 阻器R1两端的电压U1＝I'R1＝0.24A×20Ω＝4.8V，灯泡L 两端的电压UL＝U总－U1＝6V－4.8V＝1.2V，此时灯泡L 的功率PL＝ULI'＝1.2V×0.24A＝0.288W 第7题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 $$