内容正文:
物理
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命题点4 焦耳定律的理解
及相关计算
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1. 电流的热效应
(1)定义:电流通过导体时将____能转化为____能,这种现象叫做电流
的热效应.
(2)影响因素:电流越大,导体电阻越大,通电时间越长,电流通过导
体产生的热量越多.
电
内
3
2.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______,跟导体
的电阻成______,跟通电时间成______.
(2)公式:______.热量,单位是焦耳; 电流,单位是安
培(A);电阻,单位是欧姆;工作时间,单位是秒 .
正比
正比
正比
在纯电阻电路中,电流做功消耗的电能全部转化为内能,有
.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,电流做功消耗的电能只有一部分转化为内能,有
,热量只能用 计算.
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3. 电热的利用和防止
(1)电热的利用:电热器是利用电流的热效应来工作的设备,如电热水
器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器、电蚊香、电烙铁等.
(2)电热的危害及防止
危害:电流的热效应会使导体的温度升高,过高的温度会损坏用电器,也
容易造成设备绝缘材料老化导致人体触电,甚至引起火灾.
防止:大功率用电器的电源线做得短而粗;将铝导线换成铜导线
(减小导体电阻);用电器的散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇
等都是为了防止电热的危害.
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1. (HK九P134本章练习)通电后,电炉丝热得发红,而跟电
炉丝连接的铜导线却不太热,这是因为( )
A. 通过电炉丝的电流大,而通过铜导线的电流小
B. 电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多
C. 电炉丝中有电流的热效应,而铜导线中没有电流的热效应
D. 上述三种原因都起作用
√
6
2. 将规格都是“ ”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别
接入家庭电路中,在通电时间相同的情况下,下列说法正确的是( )
A. 电烙铁消耗的电能最多 B. 电风扇消耗的电能最多
C. 电视机产生的热量最多 D. 电烙铁产生的热量最多
3. (HK九P133作业)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
(北部湾6年3考)
图1
例 探究“电流通过导体时产生的热量
与什么因素有关”的实验装置如图1甲
和乙所示,两透明容器中密封着空气,
两容器中的电阻丝串联起来连接到电
源两端.
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图1
(1)两容器中所装空气的质量______(选填“相等”或“不相等”).
(2)通电一定时间后,通过观察 形管两侧液面的________来比较各容器
中电阻丝产生热量的多少,这是应用了______法.
相等
高度差
转换
(3)在图1甲中,通过两电阻丝的电流______,
该实验是为了探究电流通过导体产生的热量与
导体的______的关系.通电一段时间后,根据图
中现象可得结论:______和通电时间相同时,
______越大,电流产生的热量越多.
相等
电阻
电流
电阻
9
图1
(4)图1乙中容器外部的电阻丝的作用是
为了使左右容器内电阻中的_______不相
等,该实验是为了探究电流通过导体产生
的热量与通过导体______的关系.通电一段
时间后,根据图中现象可得结论:______
和通电时间相同时,______越大,产生的热量越多.
电流
电流
电阻
电流
10
图1
(5)为了使图1乙实验中两侧 形管液面高
度差更明显,小明可将容器外的电阻换为阻
值_____(选填“大于”或“小于”) 的电阻.
小于
(6)[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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(7)[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(透明容器漏气、对应电阻丝短路等)
(8)[图像分析]焦耳做了大量与上
述类似的探究实验,确定了电流产生
的热量跟电流、电阻和通电时间的关
系,一段时间内,定值电阻产生的热
量和电流 的关系可用下列哪个图表
示___.(填字母选项)
√
A B
C D
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图2
(9)[沪科实验装置]接着用另一套实验装置
探究,如图2所示,、 两个完全相同的烧瓶内
加入______和初温都相同的煤油,阻值分别为
和的电阻丝 ,瓶中插入温度计;
闭合开关,通电一段时间后,___烧瓶中温度计
的示数更大.
质量
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(10)[横向实验——比较物质的吸
热能力]实验结束后把图2装置改成探
究物质吸热能力的实验装置,需要进
行一些改进:①在、 两瓶内换用质
量、初温都相同的不同液体,电阻丝
的阻值___(选填“”“ ”或“
强
” );②一段时间后,观察到瓶内液体温度高一些,可判断 瓶内液体
的吸热能力更____(选填“强”或“弱”).
图2
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(11)[方案评估]图1实验结束后有同学提议,改用测温枪来直接测量电
阻丝的温度,你认为________(选填“可行”或“不可行”),理由是____
_________________________________________________________.
不可行
测温枪能直接测量电阻丝的温度,但不能反映电阻丝产生的热量
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图3
(12)[创新装置]图3是探究“电流通过
导体时产生的热量与什么因素有关”的装置,
甲、乙、丙三个容器内盛有质量和初温都
相同的同种液体.
①容器内盛的液体选______(选填“水”或
“煤油”),更易于观察到温度的变化;
煤油
②本实验通过____________(选填“加热时间”或“温度计示数”)比较电阻
丝产生的热量的多少;
③甲、丙可以探究电流通过导体产生的热量与______大小是否有关.
温度计示数
电阻
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(13)[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
(14)[生活实践]小军对图4所示电热水壶的设计和使用说明进行探究,
他提出了下列猜想,你认为不合理的是___.(填字母选项)
图4
A. 观察到加热元件安装在壶身底部而不是其他位置,可
能是为了增强加热效果
B. 指示灯与加热元件是并联而不是串联,可能是因为两
者的额定电流相差很大
C. 要求长时间使用后要清除水垢,可能是因为水垢增多,
导致加热电阻变大,功率变小
√
17
$$