内容正文:
九年级物理
下册
第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
电阻
热
液面高度
转换
电阻
在电流和通电时间相同的情况下,
电阻越大,电流通过这个导体产生的热量越多
电流
C
控制变量
C
16
400
2∶1
1∶2
A
D
B
答案:B
44 000
1∶4
电流的热效应
(盐城中考)如图,芯片体积小,元件密集。当芯片中有电流通过时,由于芯片元件有____,不可避免地会产生热量,这种现象称为电流的__效应。
1题图
[教材“演示”改编]用如图装置探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”,透明容器中密封着等量的空气。
2题图
(1)实验中通过观察U形管中________的变化,来比较电流通过导体产生热量的多少,这运用了____法。
(2)图甲可探究电流产生的热量与____的关系。当通电时间相同时,发现U形管B内液面高度的变化更明显,可初步分析得出:________________________________
__________________________________________。
(3)图乙可探究电流产生的热量与____的关系。通电一段时间后,U形管__(选填“C”或“D”)内液面高度的变化更明显。
(4)本实验中还用到的一种实验探究方法是________法。
焦耳定律
[科学思维]小邦家的电热取暖器的电源线坏了,他在网上新买了一根,使用时闻到橡胶的焦糊味,他立即拔下电源插头,发现这根电源线很热,其他用电器仍然正常工作,你认为引起电源线过热的原因可能是( )
A.新买的电源线太短
B.新买的电源线太粗
C.新买的电源线太细
D.电路的电压不稳定
某电热器正常工作时的电流为5 A,其正常工作5 min产生了1.2×105 J的热量,则该电热器的阻值是____Ω,其正常工作______s产生的热量是1.6×105 J。
[教材例题改编]R1、R2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路,R1=2R2,电源电压均为U。均闭合开关后,甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2,则Q甲1∶Q甲2=______;乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为
Q乙1、Q乙2,则Q乙1∶Q乙2=______。
5题图
[易错题]将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一床电热毯分别接入220 V电路中正常工作,通电时间相同。下列关于它们的说法中错误的是( )
A.产生的热量相同
B.消耗的电能相同
C.工作电流相同
D.实际功率相同
电热的利用和防止
[教材素材改编]下列实例中属于防止电热产生危害的是( )
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
将规格均为“220 V 200 W”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,通电时间相同,下列说法中( )
①电烙铁产生的热量最多
②三个用电器产生的热量一样多
③电烙铁消耗的电能最多
④三个用电器消耗的电能一样多
A.只有①②正确
B.只有①④正确
C.只有②③正确
D.只有③④正确
下图是探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻丝R1、R2,其中R1=5 Ω,R2=R3=10 Ω。下列说法正确的是( )
2题图
A.闭合S1和S2,可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
B.只闭合S1,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
C.闭合S1和S2,左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
D.闭合S1和S2,将图中R3放入右侧密闭容器里,左侧U形管内液柱的高度差大
一款电热水龙头的简化电路如图所示。它的部分参数如表所示。电源电压恒定不变,R1和R2为发热电阻。当开关S、S1均闭合时,电热水龙头通电20 s产生的热量是____________J,电阻R1和R2的阻值之比是________。
额定电压
220 V
额定功率
高温挡
2 200 W
低温挡
440 W
3题图
(长沙期末)图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒,低温挡电功率为121 W,简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻,且R2的阻值是R1的4倍。
(1)低温挡工作时的电流是多少?
(2)低温挡加热5 min,共产生多少热量?
(3)R1的阻值是多少?
4题图
解:(1)低温挡工作时的电流:I低= eq \f(P低,U)= eq \f(121 W,220 V)=0.55 A;
(2)低温挡加热5 min产生的热量:
Q=W=P低t=121 W×5×60 s=3.63×104 J;
(3)由图乙可知,当开关S接2时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻较小,
当开关S接1时,电阻R1与R2串联,电路的总电阻较大,
在电源电压一定时,由P= eq \f(U2,R)可知,此时电路消耗的功率较小,饭盒处于低温挡,电路的总电阻:
R总=R1+4R1= eq \f(U2,P低)= eq \f((220 V)2,121 W)=400 Ω,
解得R1=80 Ω。
答:(1)低温挡工作时的电流为0.55 A;(2)共产生热量3.63×104 J;(3)R1的阻值是80 Ω。
[物理观念]现代智能手机充电分为超级快充和普通快充两种方式。已知超级快充的充电功率为200 W,普通快充的充电功率为40 W,充电电压均为20 V。现有甲、乙两条充电线,横截面积分别为2 mm2和6 mm2,若它们的材料和长度均相同,请你判断哪条是超级快充线,并说明理由。
乙是超级快充线,超级快充时的电流:I1= eq \f(P1,U)= eq \f(200 W,20 V)=10 A,普通快充时的电流:I2= eq \f(P2,U)= eq \f(40 W,20 V)=2 A,则I1>I2,当材料和长度都相同时,横截面积越大,导体电阻越小,甲、乙的材料和长度相同,且S甲<S乙,所以R甲>R乙,超级快充时电流更大,根据Q=I2Rt,为了减少电流在一定时间内产生的热量,充电线电阻应该更小,即横截面积较大的乙充电线为超级快充线。
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