内容正文:
物 理
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研究河北新考情 更懂中考新方向
河北新中考
物理
精讲册
1
2
第十三章 电功率
13.2 焦耳定律
第一部分 系统复习 成绩基石
板块三 电与磁
3
知识体系构建
重点夯基训练
重点实验突破
聚焦河北中考考法
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例1(RJ 九 全 P121 素 材 )
电炉是通过电流的________工作的。电炉丝通
过导线连接到电路中,电炉丝和导线通过的电流相
同,电炉丝热得发红,而导线却几乎不热,是因为
电炉丝的电阻远______(选填“大于”“小于”或“等
热效应
大于
大于
、
于”)导线的电阻,相同时间电炉丝产生的热量远______(选填“大于”“小于”或“等
于”)导线产生的热量,所以电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。可以通过比较如
图实验中的______(选填“”“”或“ ”)两个液柱高度解释说明这种情况。
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例2 有三个用电器,一个是“220 V 60 W”的 电 风扇,一个是“220 V 40 W”的电
热毯,另一 个是“220 V 45 W”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100 s 内产生的热量为 J(不考虑温度对其电阻的影响)。
电热毯
2560
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例3 以下示例属于利用电流热效应的是_________,属于防止电流热效应产生危害
的是_____。
A.养鸡场的电热孵化器
B.电脑里的微型风扇
C.电视机的后盖上有很多小孔
D.电熨斗 E.电炉子 F.电暖气片
G.电饭锅 H.白炽灯
I.电动机利用翼状散热片增大散热面积
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实验 探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关
例.冬天用电暖器取暖时,小明发现:调高热挡, 暖器很快变烫;摸一下家里的电
线,同样有电 流通过,却几乎不发热。他还注意到,电暖器 里的电阻丝很细,而
连接的电线却较粗。这些 现象让他疑惑:电流通过导体产生的热量多 少,和哪些
因素有关?干是决定通过实验探究 这个问题。
1.实验器材:密闭容器2套、电阻丝、电源、开关、 导线若干,秒表。
2. 研究方法:转换法和控制变量法。
转换法:实验中通过观察 U 形管中的液面高 度差来反映电阻丝产生热量的多少。
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3.进行实验
(1)探究导体产生的热量与导体电阻的关系:
①将装有空气的两个密闭容器中不同阻值的 电阻丝串联在电路中( 如 图 甲 所 示 ) ,
闭 合 开关;
②通电5分钟后断开开关,记录两 U 形 管 液 面的高度差△h₁ 和 △h₂;
③现象及结论:△h₁>△h₂, 说明在通过导体的电 流和通电时间相同时,导体的电阻
越大,产生的 热量 越 。
多
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(2)探究导体产生的热量与电流的关系:
①右侧密闭容器中换上与左侧同样的电阻,并 给右侧电阻并联一个10 Ω的电阻(如图
乙所 示 ),闭合开关;
②通电8分钟后断开开关,记录两 U 形管液 面的高度差△h₃ 和△h₄;
③现象及结论:△h₃>△h₄, 说明在导体的电阻和 通电时间相同时,通过导体的电流越
大,产生的 热量 越 。
(3)探究导体产生的热量与通电时间的关系:
比较发现△h₃>△h₁, 导体电阻和通过导体的 电流相同时,通电时间越长,导体产生
的热量 越多。
多
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1.[实验细节]图中形管______(选填“是”或“不是”)连通器,图乙中与 并联,
目的是使通过与 的______不同。
不是
电流
2.[故障分析]小明在利用图乙装置多次实验 时,发现某次实验时左、右两侧 U 形管
液面上 升高度相同,经检查,气密性良好。请你分析实验现象不同的原因:
____________。
电阻路
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3.[元件选择]为了验证猜想,某同学选用了和 的电阻丝进行实验,如图所示,请
你用笔画线把电路连接完整。闭合开关,他发现较长时间后两个 形管的高度差均
不明显,电源电压为 ,原因是______________________________,请你提出改
进办法:____________________________________________________。
电路中电流太小或电源电压太低
将 的电阻丝换为阻值更小的电阻丝或增大电源电压
[答案]
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4. [数据处理]小明用如图所示装置进行实验。
调节滑动变阻器,改变电流的大小,经过多次
实验发现:电阻丝阻值和通电时间一定时,电
流I 越大,通电导体产生的热量 Q 越多。小明
猜想:当电阻和通电时间一定时,Q 可能与 I 成
正比。随后在老师帮助下,实验小组测出了 多组 Q 与 I的数据。请提出一种判断
小明猜 想是否正确的方法:
。
将测得的 Q 与I 的数据描点画出 Q-I 图像,若Q-1 图像 为过原点的一条直线,则Q 与 I 成正比,否则不成正比
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5.[装置改进]小红用图中装置探究“电流的热 效应跟电阻大小的关系”,电源电压为
3 V, 电 阻丝阻值R₁=10Ω,R₂=20Ω,两气球完全相 同,闭合开关后,密闭烧瓶
内的空气被加热, 气球先鼓起来。
乙
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6.[生活实践]小明听电工说,连接照明灯一般用1.5平方的电线,连接大功率空调
要用4平方的电线,进户线则要用10平方的电线,若电线规格 选择不当,容易起
火,如图所示是三种电线的外形。据此他提出以下四个问题,其中最有探 究价值
且易于探究的科学问题是 ( )
A. 电流产生的热量与哪些因素有关?
B. 电流产生的热量与电阻大小有什么关系?
C. 电流产生的热量与电流大小和电阻大小有 什么关系?
D. 电流产生的热量与电流大小、电阻大小和 通电时间有什么关系?
C
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7. [图像分析]小红使用图(a)、(b) 所示装置“探究影响电流热效应的因素”。经过多
次实 验测量,收集数据,绘制了温度计升高的温度t 与电流I 的关系图像,根据焦
耳定律可知,图 (c) 中能正确反映t-I 关系的是 。
A
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命题点一 焦耳定律的理解及计算
1.(2020河北17题6分)小明家不远处有个临 时工地在施工,临时用导线将电水壶
和电水龙 头(打开几秒钟就能流出热水)接入家中电能 表[3000 r/(kW ·h)], 如图所示。
电水壶的规格为“220 V 1210 W”,电水龙头的规格为 “220V 2420 W”,当电路
中单独使用电水壶 烧水时,表盘转动110 r, 用时120 s 。在电路 中单独使用电水龙
头洗漱时,用了180 s 。导 线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变 化。求:
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(1)电水壶和电水龙头的电阻;
解:电水壶的规格为“220V 1210W”,电水龙头的规 格为“220 V 2420 W”,根
据公式P=可知,电水壶的电阻为 R壶==40Ω
电水龙头的电阻为R水龙头 =20Ω
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(2)导线的电阻;
解:当电路中单独使用电水壶烧水时,消耗的电能为W=
此时电路的总功率为P实=
此时电水壶和导线的总电阻为R总==44Ω
由于导线与电水壶串联接入电路中,则导线的电阻为R 线 =R 总-R=44Ω-40Ω=4Ω
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(3)在洗漱时,导线上产生的热量。
解:电水龙头和导线的总电阻为 R'总=R 水龙头+R 线=20Ω +4Ω=24Ω
此时导线和水龙头的功率P'总==W
根据公式P=P²R 可知,I2=
则导线上产生的热量为Q=I2R线t'=60500 J
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2.(2024河北21题改编1分)两个相同的透明容器中密封着等量的空气,使两容
器中的电阻 丝串联起来接到电源两端,通电一段时间后, 右侧 U 形管中液面
的高度变化较大。实验表明:在电流和通电时间相同的情况下,
。
命题点二 探究电流产生的热量与什么因素有关
电阻越大,所
产生的热量越多
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3.(2018河北16题8分)用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流
的关系”,相同烧瓶内装满了煤油。
(1)烧瓶中装入的煤油是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
绝缘体
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(2)请根据实物电路,在图2虚线框内画出对应的电路图。
[答案]
(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝与的阻值应______,通过 的电流
______通过 的电流。
(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大,说明___________
__________________________________________________。
相等
小于
在电阻和通电时间相等时,通过导体的电流越大,产生的热量越多
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(5)小红用如图3所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关
系”,经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度 与
电流的关系图像,根据焦耳定律可知,图4中能正确反映 关系的是___。
A
【拓展】 用可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用 计算
电流通过任何用电器产生的热量吗?请用实例说明原因。______________________
________________________________________________________________________
_______。
不能。含有电动机的电路,电流做的功大部分转化为机械能,有一小部分转化为内能,即发热了,故
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高分提能训练 请用“精练册”P55-57
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