九年级物理全册 第16章 电功 电功率 第4节 科学探究 电流的热效应课件 （新版）沪科版.pptVIP

第四节科学探究:电流的热效应,1.电流的热效应2.焦耳定律,热能,热,电流的二次方,电阻,通电的时间,I2Rt,UIt,电饭锅、电熨斗、电暖气、电炉子它们工作时都是把电能转化为,这是电流的效应.,(1)焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟成正比,跟导体的.成正比,跟成正比.,电流的热效应,下列四种电器中,利用电流热效应工作的是()A.洗衣机B.电脑C.电风扇D.电饭锅,解析:电流流过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应,即利用电流热效应工作的用电器把电能转化为内能.洗衣机、电风扇工作时把电能转化成机械能;电脑工作时电能主要转化成光;电饭锅是根据电流的热效应工作的,它把电能主要转化为内能.,D,1.(2014常德),解析:在这三个用电器中,只有电烙铁把消耗的电能全部转化为热能.,2.有三个用电器,其中一个为“220V60W”的电风扇,一个为“220V60W”的白炽灯,另一个是“220V60W”的电烙铁,都在额定电压下工作相同的时间,比较这三个用电器产生的热量是()A.电风扇最多B.白炽灯最多C.电烙铁最多D.都一样多,C,焦耳定律,3.如图所示的实验装置中,三个相同的烧瓶A、B、C内都盛有质量和初温均相等的液体,其中A、B烧瓶中装的是水,C烧瓶中装的是煤油.A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RA=RCRB.当合上开关S通电一定时间后(三个烧瓶中的液体均未达到沸腾),A、B、C瓶中温度计示数分别为TA、TB、TC.对三支温度计示数的判断,下列说法正确的是(均不计热损失,比热容c水c煤油)()A.TA=TBTBC.TCTATBD.TATBTC,解析:由题图知RA、RB、RC串联,通过它们的电流和通电时间均相等,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,A、C瓶吸收的热量相同且大于B瓶,但是由于C瓶中是煤油,所以TCTATB.,C,4.某养鸡场新购进一台电热孵卵器,其电阻为110不变,在额定电压下工作时通过孵卵器的电流是2A,则该孵卵器正常工作10s所产生的热量为J.,解析:孵卵器产生的热量Q=I2Rt=(2A)211010s=4400J.,4400,如图是某实验中学物理课外活动小组自制的电热暖手器的电路原理图.电源电压恒为8V,S为间单刀三掷开关,发热体的电阻分别是R1=2,R2=1,R3=5.问:(1)该电热暖手器工作时的最小电流是多少?(2)该电热暖手器消耗的最大电功率是多少?(3)当开关调至“2”位置时,R2在1min内最多可以产生多少焦耳的热量?,5.(2014长沙),答案:(1)1A(2)32W(3)426.7J,【测控导航】,1.在验证焦耳定律的实验中,为了探究电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系,实验时应同时保持相同的物理量是()A.通过它们的电流和加在它们两端的电压B.通过它们的电流和它们的电阻C.通过它们的电流和通电时间D.通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间,C,解析:考虑利用控制变量法.,2.电烙铁通电一段时间后变得很烫,而连接电烙铁的导线却没有明显发热,这主要是因为()A.导线的绝缘皮隔热B.导线散热比电烙铁快C.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流D.导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻,解析:通过导线的电流等于通过电烙铁的电流,而导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻,由焦耳定律Q=I2Rt知,导线上产生的热量远远小于电烙铁产生的热量.,D,利用如图所示电路可定性研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,图中三个电阻的材料和质量相同,且R1=R3=5,R2=10,三个电子温度计分别与之相连(图中未画出),并能测量它们的温度.闭合开关后,每隔一定时间记录各电阻的温度,通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少.下列有关分析与推断错误的是()A.分析任意一个电阻的温度变化,可知电热与通电时间有关B.分析比较R1和R2的温度及变化,可知电热与电阻有关C.分析比较R1和R3的温度及变化,可知电热与电流有关D.分析比较R2和R3的温度及变化,可知电热与电流和电阻有关,解析:由题图可知,R1和R2串联后又与R3并联,通过比较任意一个电阻及其温度变化,可以推断电热和通电时间的关系,故A说法正确;R1和R2串联,通过的电流和通电时间相等,但电阻不相等,可以分析比较R1和R2的温度及变化,可知电热与电阻有关,故B说法正确;通过R1和R3的电流不相等,但电阻相等,通过分析比较R1和R3的温度及变化,可知电热与电流有关,故C说法正确;R2和R3的电阻不相等,通过的电流也不相等,没有控制变量,所以分析比较R2和R3的温度及变化,不能推断得出电热与电流和电阻有关.故D说法错误.,D,3.(2014株洲),D,4.如图所示电路中,已知R1R2,电源电压U保持不变,在相同的时间内四个电路中总共放出的热量由多到少的顺序是()A.(甲)、(乙)、(丙)、(丁)B.(甲)、(丙)、(丁)、(乙)C.(丙)、(丁)、(乙)、(甲)D.(乙)、(丁)、(丙)、(甲),5.电热丝R1、R2串联起来,接在电路中(如图所示).若R1R2,则先被点燃的火柴是()A.电热丝R1上的火柴B.电热丝R2上的火柴C.两电热丝上的火柴同时被点燃D.无法确定,A,解析:由题意知R1、R2串联,且R1R2,根据焦耳定律Q=I2Rt知,在相同的时间内,R1产生的热量多,故R1上的火柴先被点燃.,将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中,串联接入电路,R1R2=23.通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为()A.23B.32C.49D.94,6.(2014衡阳),A,如图所示是探究焦耳定律的实验装置,除了灯丝电阻R甲R乙外,其余条件均相同.开关闭合,电路接通后,下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断,正确的是()A.因为通过两电阻丝的电流相等,所以两电阻丝两端的电压相等B.因为通过乙瓶电阻丝的电流大,所以乙瓶的温度计示数变化快C.因为甲瓶中煤油的比热容要小,所以甲瓶的温度计示数变化快D.因为甲瓶中电阻丝产生的热量多,所以甲瓶的温度计示数变化快,D,解析:由题图知R甲、R乙串联,则通过两电阻丝的电流相等,因为R甲R乙,根据Q=UIt=I2Rt知Q甲Q乙,所示甲瓶温度变化快.,7.(2014泸州),8.下列例子中,能防止电热危害的是()A.供取暖用的电褥子B.高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置C.电动机外壳上有许多小孔D.孵化家禽的电热孵化器,C,某电热壶铭牌上标有“220V1000W”字样,当其正常工作时,把质量为2kg、温度为30的水加热到80,用时10min(c水=4.2103J/(kg).加热过程中,水吸收的热量是J,电热壶烧水的效率是.,4.2105,70%,9.(2013泰安),10.小明设计了一个电加热器,有加热状态和保温状态,如图发热体AB是一根阻值500的电阻丝,C、D是电阻丝AB上的两点,S是一个温度控制开关.当开关S闭合,开关S接通C点时,电阻丝每分钟放出的热量是Q1;当S闭合,S接通D点时,电阻丝每分钟放出的热量是Q2;当S断开时,电阻丝每分钟放出的热量是Q3,按大小排列出Q1、Q2和Q3的顺序是.,Q2,Q1,Q3,11.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小.,(1)实验中煤油吸热的多少是通过(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的.(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,是因为煤油的比热容(选填“大于”或“小于”)水的比热容.(3)通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高得快,由此得出的实验结论是.(4)该实验中用到的研究物理问题的方法是.,温度计示数,小于,在电流和通电时间相同时,导体电阻,越大产生的热量越多,控制变量法,解析:(1)两电阻丝产生热量的多少可以通过温度计示数的变化反映出来.(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,即观察到的温度计示数变化大,则在同质量吸收相同热量的条件下,比热容小的液体温度变化大.(3)使用相同质量的煤油,通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高得快,说明乙瓶中的煤油吸收的热量多,即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多.由此得出结论:在电流和通电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多.(4)知道热量与电流、电阻及通电时间有关,可变因素较多,本题是在电流、时间相同的前提下,使用不同的电阻,探究热量与电阻的关系,这采用的是控制变量法.,12.(2013扬州),产品型号EL-8952额定电压220V频率50Hz额定功率1000W容量1.0L,(1)电热水壶的电阻.(2)将1kg水从20加热到100,水吸收的热量.(3)要放出这些热量,电热水壶正常工作的时间.不计热量损失,c水=4.2103J/(kg),如表是小明家电热水壶的铭牌.求:,13.(材料分析题),家庭电路中有时会发生短路现象.例如,改装电路时不小心,使火线和零线直接连通造成短路;电线绝缘皮被刮破或烤焦,电线和用电器使用久了,绝缘皮破损或老化,也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路.根据前面学过的知识可知,由于导线的电阻很小,短路时电路中电流非常大,会产生大量的热,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾.阅读后,请你根据所学的物理知识解释:短路时“电路中的电流非常大”和“很容易造成火灾”的原因.,C,如图所示,电源电压恒定,R1=10,滑动变阻器R2的最大阻值为20,当S1、S