内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第_____
15.3电流的热效应 焦耳定律
第1课时 焦耳定律
【新知梳理】
1. 导体中有电流通过时会发______,将____能转化为____能,这种现象称为电流的____效应.主要利用______________工作的装置称为电热器.
2. 焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量与____________成正比,与导体的______成正比,与____________成正比.用公式表示为________.
3. 若电流的单位是______,电阻的单位是______,时间的单位是______,则电热的单位就是焦(J).
4. 在纯电阻电路中,电流做的功全部用来产生热量,即Q=W,结合欧姆定律可推出另外两个计算电热的公式是Q=Pt=______=________;在其他电路中,电功______(大于/等于/小于)电热.
【随堂练习】
1. 一根电阻丝的电阻是10Ω,通过2A的电流时,
1min内产生的热量是_________J,消耗的电能是_________J.
2. 电热毯通电一段时间后会越来越暖和,而连接电热毯的导线却不怎么热,这是因为通过电热毯电热丝的电流_________导线中的电流,而电热丝的电阻_________导线的电阻,所以相同时间内导线消耗的电能_________电热毯电热丝消耗的电能.
(大于/等于/小于)
3. 有2A的电流通过一电阻器,在一定时间内产生一定的热量,如果电流增加到4A,那么在相同的时间内产生的热量是前者的( )
A. 1/2 B. 1/4 C. 4倍 D. 2倍
4. 在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根连接起来,连接处往往比别处更容易发热,这是因为导线连接处与别处相比( )
A. 电流大 B. 电阻大
C. 电压小 D. 电功率小
5. 某校师生自制了一台电烘箱.电烘箱的电阻丝通过5A的电流时,1min内产生了6.6×104J的热量.求:
(1) 电阻丝的电功率.
(2) 电阻丝的电阻.
(3) 电阻丝的工作电压.
【基础过关】
1. 在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来,连接处的电阻比别处要______(大/小),在相等时间内,导线连接处发热比别处更______(多/少).
2. 甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4,通过的电流之比为2∶1,通电时间之比为1∶2,则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为________.
3. 通过110Ω电阻丝的电流是2A,产生8800J的热量需要通电________s,这段时间电流做的功是________J.
4. 下列家用电器,利用电流的热效应工作的是( )
A. 电冰箱 B. 洗衣机
C. 电脑 D. 电饭煲
5. 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一条电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是( )
A. 电冰箱产生的热量最多
B. 电脑产生的热量最多
C. 电热毯产生的热量最多
D. 三者产生的热量一样多
6. 把两根电阻丝并联后接到电源上,相同时间内产生热量较多的一定是( )
A. 电流较大的 B. 电压较大的
C. 电阻较大的 D. 电功率较小的
7. 在探究影响电流热效应因素的活动中,小明用电阻分别为R1和R2(R1<R2)的两段电阻丝,探究电流的大小、电阻和通电时间对产生热量的影响.
(1) 实验中应将这两段电阻丝分别浸没在______和初温都相同的两瓶煤油中.
(2) 实验中通过__________________来比较电阻丝产生的热量的多少.
(3) 如图所示,将两段电阻丝串联后接入电路,这是探究________对产生热量的影响.工作一段时间后,______(A/B)瓶中温度计示数高.
(4) 探究电流大小对产生热量的影响时,小明将R1和 R2并联后接入电路,工作相同时间.此过程中,通过电流大的电阻是____(R1/R2),产生热量多的电阻是____(R1/R2).小明的这一做法可行吗?________
(可行/不可行),理由是______________________
________________.
8. 某导体电阻为20Ω,通电1min产生的热量是4800J,则:
(1) 通过它的电流为多少?
(2) 当通过它的电流增大1倍时,在相同的时间内产生的热量是多少?
【能力进阶】
9. 学习电学知识后,小芳把裸铜线分别在两支削尖的铅笔芯上绕几圈,使笔尖刚好接触,如图所示,接上9V的电源,接触点出现了明亮的电火花,是因为铅笔尖接触处的____________;若让电火花更亮些,方法是__________________,原理是_______.
10. 某同学家购买了一台电热水器,使用时发现通电一会儿,其电源线很热,甚至能闻出很浓的橡胶的焦味,于是该同学决定用学过的物理知识向消费者协会投诉,他提出的投诉应该是( )
A. 导线太短 B. 导线太粗
C. 导线太细 D. 电压太高
11. 要使电热器在相同时间内产生的热量减小到原来的一半,下列措施可行的是( )
A. 电压不变,电阻变为原来的2倍
B. 将电压和电阻都变为原来的2倍
C. 电阻不变,电压变为原来的2倍
D. 电阻不变,电压减小为原来的1/4
12. 如图,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,R1=5Ω,R2=10Ω.闭合开关,电流表的示数为1.2A.通电120s后,甲中温度计的示数为29℃,求:
(1) R2两端的电压.
(2) R2的电功率.
(3) 电流通过R1产生的热量.
(4) 液体的比热容(不计热量损失).
13. 如图所示,甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水,每个容器放入同种材料绕成的导电线圈,其中电阻R1=R3,R2=R4,2R2=3R1,若同时通电,不考虑热量损失,经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是( )
A. 乙、甲、丙、丁
B. 乙、甲、丁、丙
C. 丙、丁、甲、乙
D. 丙、丁、乙、甲
15.3电流的热效应 焦耳定律
第2课时 焦耳定律的应用
【新知梳理】
1. 电热水器的效率是指______________与电热水器消耗电能的比值,公式是η=________.
2. 如图甲、乙所示为两种变挡电加热电路.
(1) 图甲中,当开关______________时是低温挡;当开关______________时是高温挡.
(2) 图乙中,当开关______________时是低温挡;当开关______________时是高温挡.
【随堂练习】
1. 某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻.取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制.已知高温挡功率为1320W,
R1=55Ω.求:
(1) 取暖器工作时通过R1的电流.
(2) 取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量.
(3) R2的阻值.
2. 如表所示为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝.求:
额定电压/V
220
高温挡额定功率/W
1100
低温挡额定功率/W
440
电源频率/Hz
50
(1) 电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能.
(2) 电路中R1的阻值.
(3) 电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流和R1的功率.
【基础过关】
1. 两根电热丝的电阻之比为2∶1,若把它们串联接在电路中,则相同时间内产生的热量之比为______;若把它们并联接在电路中,则相同时间内产生的热量之比为______.
2. 额定电压为220V的家用电暖器正常工作时,通过内部电热丝的电流为5A,则电热丝正常工作时的电阻为______Ω,工作10min产生的热量为______
______J.电热丝通电后变得很烫,而连接的导线却不怎么热,这是因为导线电阻远______(大于/小于)电热丝电阻.
3. 关于电流通过导体时产生的热量,下列说法正确的是 ( )
A. 根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
B. 根据Q=U2t/R可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少
C. 根据Q=UIt可知,相同时间内产生的热量与电阻无关
D. 根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
4. 在物理实践活动中,小明设计了四种电热丝的连接方法,已知电热丝的电阻R2<R1,将它们接入相同电路中,则在相同的时间内电热丝产生的热量最多的是( )
5. 如图所示,将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中,串联接入电路,R1∶R2=2∶3,通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为 ( )
A. 4∶9 B. 9∶4 C. 2∶3 D. 3∶2
6. 如图所示,相同容器中盛有质量相等的纯水和煤油,通电一段时间后(液体均不沸腾),发现两支温度计示数变化情况相同.不考虑热损失,则电阻R1、R2的大小关系是( )
A. R1>R2 B. R1<R2
C. R1=R2 D. 无法确定
7. 饮水机、电饭煲等家用电器都具有保温和加热功能.同学们设计了下列四种模拟电路.当S1闭合、S2断开时,为保温状态;当S1、S2都闭合时,为加热状态.其中不符合上述要求的是( )
【能力进阶】
8. 小强同学利用家庭实验室中的器材,设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”,如图所示,电源电压为6V,电阻丝R1=5Ω,R2=15Ω,a、b是两个触点.闭合开关S,当开关S1接通触点____时,“电饭锅”的功率更大.将R2接入电路工作3min产生的热量是______J.
9. 在如图所示的电路中,定值电阻R0的阻值为20Ω,电动机线圈电阻为2Ω.闭合开关,电流表A1、A2的示数分别为0.8A、0.3A,则该电路电源电压为______V,1min内电路消耗的电能为____J,1min内电流通过电动机产生的热量为______J.
10. 小明在一次野炊活动中,将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正、负两极上,如图所示,锡箔纸较窄处最先燃烧.长度相同的锡箔纸较宽处与较窄处相比,下列判断正确的是 ( )
A. 较窄处电阻较小
B. 较窄处电流较大
C. 较窄处电压较大
D. 较窄处电功率较小
11. 电动机工作时两端电压为U,电流为I,电动机线圈的电阻为R,则该电动机工作时输出的最大机械功率为( )
A. UI B. I2R
C. UI-I2R D. UI+I2R
12. 如图是直流电动机提升重物的示意图,电源电压为110V且保持不变,电路中的电流是5A,重为500N的物体在电动机带动下以0.9m/s的速度匀速上升,不计各处摩擦,则电动机线圈的电阻是( )
A. 4Ω B. 11Ω
C. 22Ω D. 24Ω
13. 某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关.当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25A.求:
(1) R1的阻值.
(2) 电饭锅高温挡的功率.
(3) 保温16min,分压电阻R2产生的热量.
参考答案
15.3电流的热效应 焦耳定律
第1课时 焦耳定律
【新知梳理】
1、热;电;内;热;电流热效应;
2、电流的平方;电阻;通电的时间;Q=I2Rt;
3、安(A);欧(Ω);秒(s)
4、UIt;U2t/R;大于;
【随堂练习】
1、2.4×103;2.4×103;2、等于;大于;小于;
3、C;4、B;5、(1) 1100W;(2) 44Ω;(3) 220V;
【基础过关】
1、大;多;2、5∶2;3、20;8800;4、D;5、C;6、A;7、质量;煤油温度的变化;电阻;B;R1;R1;不可行;实验中未能保持电阻不变;
【能力进阶】
8、(1)2A;(2)1.92×104J;9、电阻较大;增大电源的电压;Q=I2Rt;10、C;11、A;12、(1)12V;(2) 14.4W;(3) 864J;(4) 2.16×103J/(kg·℃);13、D;
15.3电流的热效应 焦耳定律
第2课时 焦耳定律的应用
【新知梳理】
1、水吸收的热量;Q/W×100%;
2、S1闭合、S2断开;S1、S2都闭合;S1闭合、S2断开;S1、S2都闭合;
【随堂练习】
1、(1)4A;(2)5.28×104J;(3)110Ω;
(1)6.6×105J;(2)44Ω;(3)2A;176W;
【基础过关】
1、2∶1;1∶2;2、44;6.6×105;小于;3、D;4、D;5、C;6、A;7、D;
【能力进阶】
8、a;432;9、6;288;30;10、C;11、C;12、A;13、(1)55Ω;(2)880W;(3) 4.95×104J;
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学科网(北京)股份有限公司
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