第九讲：焦耳定律及电热.doc

第九讲 焦耳定律及电热专题【考点自测】一、 电热及焦耳定律的比较 电功W（焦耳J）定义电流通过用电器做功就是将电能转化为其他形式的能；公式定义式W= 电流在某段电路上所做的功与 、 、 都成正比；推导式W=I2Rt=（U2/R）t=Pt只适用于 电路单位焦耳（J）1千瓦时（kwh）=1度= 焦耳测量仪器电能表俗称电度表，用以读取用电器消耗 多少的仪表；电功 实质电流做功的过程，实质就是 能转化为 的过程；焦耳定律Q（焦耳J）内容电流通过导体时放出的热量Q与 、 、 成正比；公式定义式Q= 电流通过用电器做功，将 能转化为 能；推导式Q=W=UIt=Pt=（U2/R）t只适用于纯电阻电路；电流做功（电能）全部转化为内能（热能、光能）；单位焦耳（J）二、电和热1电流的热效应：电流通过导体时 要转化成 ，这个现象叫电流的热效应。2电流热效应的的发热功率与电阻的关系：P热=I2R3电热的利用和防止：电热器是利用电流的热效应制成的加热设备，主要组成部分发热体是由电阻 、熔点 的合金丝绕在绝缘材料上做成的。装风扇和安散热窗等，是为了加快散热，防止电热的危害。【经典考题】例1 电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kWh)”字样，将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表指示灯闪烁了300次该用电器在上述时间内消耗的电能为_kWh，它的电功率是_W。 同步练习（一）：1小华家电能表4月底的示数为，5月底的示数为则小华家5月份消耗的电能_kWh，应付电费_元(按每度电均价 05元计算) 例2.人类正面临能源危机，为选用节能交通信号灯的灯源，实验室通过实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同有关数据如下表二种灯LED灯白炽灯发光原理二极管发光钨丝高温发光额定电压24伏220伏响应时间10-9秒10-3秒额定功率12瓦100瓦（1）请根据以上材料说明使用LED灯的两个优点 _；_（2）LED灯正常工作时的电流是_A每天正常工作10小时，使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为_kWh例3.有一海尔电热水器铭牌如右表：（1）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，从而降低异常情况下经过人体的电流值。经过防电墙处理后，人体承受的电压不高于12V，如图19所示，这就保证了人体安全。人体的最大电阻约为20M，求防电墙的电阻大约是多少？（2）如果该电热水器在10min内产生的热量为7.8105J,求电热水器的实际功率和电路的实际电压？同步练习（二）：1.（08江苏镇江）如图所示电路，电源电压不变，R1=40，R2=60，通过R1的电流I1=0.3A，求： (1)电路的总电阻 (2)电源电压 (3)R2消耗的电功率 (4)通电1min，电阻R1上产生的热量例3.培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行。图12是研究性学习小组的同学设计的恒温箱。他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中，测得其实际功率为27W。（电热丝阻值不随温度变化）请你解答下列问题：（1）（1分）电热丝是利用电流的_效应工作的。（2）通过电热丝R的电流为多大？（3）为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W。在不改变电源电压和原电热丝的情况下，需在箱内串联一段多大阻值的电热丝？【检测反馈】1有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示把它们串联在电路中，如图（乙）所示闭合开关S,这时电流表的示数为0. 4A,则电源电压和元件B的电功率分别是（ ） A. 2.0V 0.8 W B. 2.5V 1.0W C. 4.5V 1.0 W D. 4.5V 1.8W2以下涉及家庭电路中的一些做法，符合要求的是（ ） A电冰箱和照明电灯是以串联方式接入电路的 B控制家用电器的开关必须安装在火线上 C使用测电笔时，手应与笔尖金属电极接触 D电路中应尽可能选择粗的熔丝3家用电吹风由电动机和电热丝等组成为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热：电热丝不发热时，电动机仍能工作下列电路中符合要求的是（ ）4如图所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器闭合开关S后，在滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中A电流表A1的示数变小B电流表A2的示数变大C电压表V的示数变小D电灯的亮度变暗5今年四月，美国科学杂志发表“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的评述。这表明，在新超导体研究领域，我国取得了令人瞩目的成就。假如人们已研制出常温下的超导体，则可以用它制作 （ ） A家用保险丝 B白炽灯泡的灯丝 C电炉的电阻丝 D远距离输电导线6小红的妈妈从市场上买了一只廉价台灯，装上“220V 25W”的灯泡后，将插头插入家庭电路的时，室内电灯立即全部熄灭。原因可能是（ ）A.插头与插座接触不良 B.灯泡的灯丝断了C.台灯的灯座内短路 D.台灯的插头内断路7田甜同学在家发现客厅白炽灯的发光比房间白炽灯的发光亮，对这种现象判断正确的是（ ）A.客厅白炽灯灯丝的电流大 B.客厅白炽灯灯丝的电阻大C.客厅白炽灯两端的电压大 D.以上判断都有可能8如图所示，电路中的电源电压相同且保持不变，所有的灯泡规格相同，且不考虑温度对电阻的影响，闭合开关，以下比较a，b、d三灯实际功率的大小关系式中正确的是（ ） APa= Pd= Pb BPa Pd Pb CPa= Pd Pb DPa Pd= Pb9如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1，保护电阻R为4，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则电路中的电流为 A，电动机的功率为 W。10一只标有 “25V 03A”的小电灯和滑动变阻器串联接在电压为6V的电源两端调节滑动变阻器使小电灯两端电压为 V时，灯正常发光此时灯1min消耗的电能为 J；再调节滑动变阻器使灯两端电压力15V时灯的亮度与正常发光相比 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)11电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kWh)”字样，将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表指示灯闪烁了300次该用电器在上述时间内消耗的电能为 _kWh，它的电功率是_W。12某灯泡上标有“PZ220 40”的字样，“PZ”表示普通白炽灯，它的额定功率是_W，正常发光时灯丝的电阻是_、工作电流是_A。13 小刚在“测量小灯泡的功率”实验中，所用电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为25V(1)小刚的实验电路如题31图所示，但连接不完整 请你用笔划线代替导线，帮他完成电路连接(2)电路连接完整后，闭合开关，当向右移动变阻器的 滑片P时，电压表的示数将_，电流表 的示数将_(3)实验记录电表示数如下表分析表中数据可知小 灯泡L的额定功率为_W实验次数电压表示数/V电流表示数/V12.00.1722.50.2033.00.22 (4)实验过程中，由于不小心造成灯泡短路，则电路中可能出现的现象是(说出两条) _ _ ； _ _14为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图23所示的实验器材，其中A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，将选择好的铜丝和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计分别测量两瓶中煤油的温度(1)实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中，这是为了控制 相同；(2)绐图中的装置通电一段时间后，切断电源根据铜丝和镍铬合金丝的大小以及双察到的 ，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系15半导体材判的导电能力介于导体和绝缘体之间其电阻受温度影响较大如图14甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像根据这种半导体材料电阻的特性，小星和他的同学设计了一个电路（如图14乙）可以测定某一空间的温度使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（006A）开关，定值电阻R0（10）、导线若干（1）定值电阻R0的作用是什么？_（2）当环境温度为20时电流表的读数为02A，求电源的电压。（3）电流表的读数为04A时，当时环境温度是多少？半导体电阻的电功率是多少？【作业与反思】1过去，煤矸石因为 过低而不能被当作燃料煤使用；如今，我市新建8家环保热电厂，年均利用煤矸石等废弃物135106t，装机总容量达26105kw，若满负荷发电1000 h，即可发电 kWh。2电学中经常按右图连接实物进行实验。该实验可以测量的物理量有 、 、 等(填物理量的符号)，3某研究性学习小组对能量转化现象进行了研究，他们利用铁丝、镍铬丝、灵敏电流计等器材组成一个闭合电路，如图所示，A点为铁丝和镍铬丝绞合在一起组成的加热点用打火机给A点加热时，观察到灵敏电流计的指针发生了明显偏转，这一实验现象说明了 能可以转化成 能4小雨在拆装手电筒时，发现手电筒的小灯泡上标有“38V”的字样，但上面的电流值已经模糊不清，他想通过实验测量该灯泡的额定功率，图甲为他所连的实验电路(1)电池盒中至少有_节干电池(2)经检查发现电路接线有错误，小雨只做了一处改动就闭合开关进行实验请在他接错的导线上打上“”，并改正。(3)实验时，小雨移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为38V时，电流表的示数如图乙所示则该小灯泡的额定电流为_A，额定功率为_W甲乙5小明在做“测量小灯泡电功率”的实验中，所用器材有额定电压为25V的小灯泡，以及符合实验要求的电源、滑动变阻器、电表、开关和导线。实验前电压表和电流表已调零，实验时用导线a、b、c、d、e、f、g按图示方式连接电路。(1)闭合开关前应把滑动变阻器滑片P调到 (选填“A”或“B”)端。(2)闭合开关，调节滑动变阻器，结果出现了下列现象，请分析其原因：a小灯泡不亮，电压表的示数始终为3V，电流表的示数始终为零，则可能是导线 出现断路；b小灯泡能发光电流表有示数，电压表的示数始终为零，则可能是导线 出现断路。(3)小明排除故障后，调节滑动变阻器，测得右表中的三组数据。则小灯泡的额定功率为 W。6小明用图26甲所示的电路，研究通过导体的电流与导体电阻的关系电源电压恒为6V实验过程中，他做了六次实验，每次改变电阻箱R，的阻值后通过调节滑动变阻器始终保持R两端的电压不变，记下