内容正文:
物理
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大单元2 电路的分析与计算
模块一 电学 磁学
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课标要求 3.4.6 了解焦耳定律.能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象.
电流的热效应
定义 电流通过导体时①____能转化成②____能,这种现象叫做电流
的热效应
影响因素 电流越大,电阻越大,通电时间越长,电阻产生的热量越③__
利用实例 电热水器、电熨斗、电热孵化器、电烙铁、电饭锅
防止实例 散热孔、散热片、电脑主机的散热风扇、散热窗
电
内
多
命题点4 焦耳定律
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焦耳定律
1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成④____比,跟导体的
电阻成⑤____比,跟通电时间成⑥____比.
2.公式:______表示热量,单位为;表示电流,单位为A; 表
示电阻,单位为 ;表示时间,单位为 .
正
正
正
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电热与电功
1.纯电阻电路与非纯电阻电路
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 电流做功将电能转化为内能的同时还
转化为其他形式能的电路,即电能
内能其他形式的能
电路
元件 电阻器、电热丝、电烙铁
等都是纯电阻元件 存在电动机(如电吹风机、电风扇
等)的电路都是非纯电阻电路
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2.电热与电功的关系
物理量 计算公式 快慢程度
(功率) 关系
电热 ①在纯电阻电路中: ,
(将电能全部转化为内能)
②在非纯电阻电路中: ,
电功
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1.下列选项中,没有利用电流的热效应工作的家用电器是( )
A. 电动机 B. 电热毯 C. 电水壶 D. 电烤箱
2.电热水壶上标有“ ”,小明发现烧水过程中热水壶的发热体
部分很快变热,但连接的导线却不怎么热,这是因为导线的电阻比发热体
的电阻____;在额定电压下,烧开一壶水用时 ,这段时间内发热体
产生的热量为__________ .
小
3. [HK九年级P133作业第3题改编]一台电动机的额定电压
是,其电阻是 ,正常工作时,通过它的电流为,则 内产
生的热量是_______,电动机因发热损失的功率为____ .
1 500
25
√
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探究电流产生的热量与哪些因素有关
1.发现问题并提出猜想
现象:使用电热水壶烧水时,电热丝的温度很高,而与之串联的导线却不
怎么发热;加热时间越长,水壶中水的温度越高.
猜想:电流产生热量的多少与电流、电阻和通电时间有关
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3.实验器材及分析
(1)器材:规格相同的密闭容器两个、
形管两个、电源、开关、电阻丝和导
线若干.
(2)被加热的材料选用空气或煤油的
原因:①______受热体积变化大,实验现象更明显;②______的比热容小,
实验现象更明显.
2.实验装置(如图1所示)
图1
空气
煤油
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4.实验中用到的物理研究方法——转换法和控制变量法
(1)转换法:利用 形管液面高度差反映电阻丝产生热量的多少.
(2)控制变量法:①探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系:
控制电路中__________和__________相同,改变电阻的大小,来比较产生
热量的多少.
②探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系:控制电路中________
___和__________相同,改变电流的大小,来比较产生热量的多少.
③探究电流通过导体产生的热量与时间长短的关系:控制电路中________
___和__________相同,改变通电时间的长短,来比较产生热量的多少.
电流大小
通电时间
电阻大小
通电时间
电阻大小
电流大小
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(1)探究导体产生的热量与电阻的关系:将装有空气的两个密闭容器中阻
值不同的电阻丝串联起来接到电源两端,如图1甲所示,通电一定时间后,
比较两个<m></m>形管中液面高度差;发现图1甲中右侧<m></m>形管液面高度差较大.
5.进行实验
图1甲
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(2)探究导体产生的热量与电流的关系:将两容器中的电阻丝换为相同
规格的,串联起来后接到电源两端,通过给其中一个电阻丝并联一个电阻
丝来改变通过该电阻丝的电流,如图1乙所示,通电一定时间后,比较两
个形管中液面高度差;发现图1乙中左侧 形管液面高度差较大.
(3)探究导体产生的热量与通
电时间的关系:在图1甲和图1乙
的实验中, 形管中的液面高度差
均随时间的增加而增大.
图1
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6.实验结论:导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关.
(1)在导体电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生
的热量越多;
(2)在通过导体的电流和通电时间相同的情况下,导体电阻越大,产生
的热量越多;
(3)在导体电阻和通过导体的电流相同的情况下,通电时间越长,产生
的热量越多.
. .
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1.[知识迁移]通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过______的方式
改变的,空气的内能增大是通过________的方式改变的.(均选填“做功”
或“热传递”)
做功
热传递
2.[热量相关计算]在图1甲中,若通过电路的电流为 ,通电时间为
,则左容器内 电阻丝产生的热量为_____,右容器内 电阻
丝产生的热量为_____ .
300
600
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3.[知识迁移]某同学认为图中的 形管属于连通器,你认为正确吗?
________,理由:________________________________________________
________________________________.
不正确
上端开口,底部连通的容器叫连通器,图中形管底部连通,上端有一端密封,所以不是连通器
4.[异常现象分析]某实验小组发现通电一段时间后,其中一个 形管中
的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是______________________
_________________.
透明容器密闭性不好或对应电阻丝短路等
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5.[生活实践]电烘箱高温和低温两挡的调节是通过改变接入电路中电阻
丝的长度来实现的. 由实验可知:低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要____
(选填“长”或“短”)一些.
长
6.[实验评估]实验结束后小明得出:电阻越大,电流产生热量越多. 评
估该实验时小明认为:串联电路中不同阻值的电阻两端所分的电压不同,
那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠. 如果改变两电阻
丝的连接方式,能证明电流产生的热量与电阻大小有关的结论吗?______,
请你说明理由____________________________________________________
____________________________________________________.
不能
两电阻并联,两电阻两端的电压相同,由于电阻阻值不同,则通过电阻的电流不同,不能控制电流相同,所以不能证明结论
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7.[创新装置]实验小组的同学还连接了如图2所示的电路,在保证安全的
情况下使火柴头充分接触电阻丝,闭合开关一段时间后火柴头才燃烧,这
一现象说明________________________________.
电阻丝产生的热量与通电时间有关
图2
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图3
8.[数字化实验]小明制作了三个如
图3甲所示的实验装置:在有机玻璃
盒内装电阻丝、水和电子温度计,盒
外采用优质保温材料包裹. 用此实验
装置连接成如图3乙所示装置“探究影
通电时间
电子温度计示数变化量
电子温度计示数稳定,可减小实验误差(答案合理即可)
响电流热效应的因素”.此装置是通过控制__________来控制水吸收的热量,
通过______________________来反映电阻丝产生热量的多少(均选填“通
电时间”或“电子温度计示数变化量”);该装置的优点:_______________
___________________________________ .
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