第十五讲 电功率(四) 焦耳定律.doc

第十六讲 电功率（四） 焦耳定律知识概要探究焦耳定律1、实验：目的：研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？ 原理：根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。 实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体 2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。3、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2t/R=W=Pt串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。Q1:Q2:Q3:Qn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q= Q1+Q2+Qn分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt4、应用电热器：例题分析与讲解1.如图18所示的部分电路中，电源电压U保持不变，a、b、c为三个接线柱，现备有三个电阻：R1=9，R2=6，R3=3 （1）若只在a、c间接入R1，则闭合开关S后，在1min内R1上产生的热量是240J，求电源电压U；（2）若要从R1、R2、R3中选取两个电阻，连人图中的虚线框内，使得S闭合时电路消耗的总功率是S断开时电路消耗总功率的3倍，请你在图19中画出两种连接电路（每个电路都应有两个电阻），并在连入电阻的上方标出该电阻的阻值或符号；二电冰箱例题1。电冰箱是间断式工作的(即工作一段时间停止一段时间，再工作再停止，如此循环)。某电冰箱铭牌有关参数如右表所示在家庭电路中只有电冰箱在标定耗电量下工作时，一天实际工作 h；若电冰箱每次从启动到停止工作的时间都为12min，每消耗1kWh电能，电能表转盘转1500转，则该电冰箱每天启动 次，每工作一次电能表转盘转 转。容积(L) 175功率(w) 150耗电量(kwh24h)O9额定电压(v) 220例题2有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能，将一台这样的电冰箱单独接在标有“3000r/kWh”字样的电能表上，测得电冰箱压缩机连续工作10分钟电能表的表盘转过了75转求：（1）这台电冰箱压缩机的功率多大?（2）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2千瓦时，设压缩机每次连续工作时间都是15分钟，并且次次工作后的间歇时间也都相等，那么它的间歇时间的可能值是多少分钟?（设电冰箱压缩机工作时功率保持不变，计算结果保留整数）练习1. BCD195K型电冰箱铭牌上有“输入电压220V、耗电量07 kWh24h、输入总功率120W”等数据其中“耗电量o7kWh24h”这个数据的含义是：该冰箱正常使用24h消耗的电能为 如果按照输人总功率120 W和工作24 h计算，则消耗的电能是 kWh，这个计算结果与冰箱铭牌上提供的相关数据差异较大，这是由于冰箱具有 工作的特点而造成的中考连接一选择1电炉通电以后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，原因是( )A、通过电炉丝的电流大 B、通过导线的电流大 C、电炉丝的电阻小，发热功率小 D、导线的电阻小，发热功率小2如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量最多的是（ ）A电视机 B电风扇 C电烙铁 D一样多3，将两个电炉丝R1、R2串联起来，接入电路中，如图所示，若R1R2，则先被点燃的火柴是（ ）A、电炉丝R1上的火柴 B、电炉丝R2上的火柴C、两电炉丝上的火柴同时被点燃 D、无法确定4两个灯泡，其中L1上标有6V 3W，L2上没有标记，但测得它的电阻是4,，把它们串联在某一电路时，两灯均能正常发光，则这个电路两端的电压和灯L2的电功率分别是：（）A 8V 1WB2V 1WC 6V 4WD 8V 4W5阻值为R的电阻丝，接到电源上6min烧开一壶水，现在用两根同样的电阻丝并联起来，接到同一电源上烧开同一壶水，需要的时间是（）A12min B4min C3min D6min6.现有四个小灯泡L1、L2、L3、L4，分别标有“12V 20W”、“12V 10W”、“6V 5W”、“6V 10W”的字样，小明想把其中的两个小灯泡接在两端电压为18V的电源上，使两个小灯泡都能正常发光，则下列做法正确的是 （多选） （ ）A把L1和L4串联后接入电路中 B把L2和L4串联后接入电路中C把L1和L3串联后接入电路中 D把L2和L3串联后接入电路中7一台“220V、1000W”的电炉，想把它改装后接到110V的电源上，但功率保持不变，以下哪个措施是正确的（ ）A、将电炉丝截掉一半后接入电路 B、将电炉丝截掉四分之三接入电路C、将电炉丝分成等长的两段，然后并联接入电路D、将电炉丝截掉四分之一后接入电路8、用来给水加热的电炉有三条电热丝，它们的电阻大小为R1R2R3；如果电源电压相同，不考虑热量损失，你分析一下哪种情况下电热丝使水温升高最快？（ ）A、三根电热丝并联接入电路 B、三根电热丝串联接入电路C、R1和R3串联后再与R2并联接入电路 D、R1和R3并联后再与R2串联接入电路9关于电热的利用，下列说法中正确的是（ ）A电热对我们来说总是有利的 B电热对我们来说总是不利的C电饭锅是利用电流热效应的原理制成的 D电视机工作过程中没有产生电热10. 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 1.8W 二计算1下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图12所示，R1和R2均为电热丝。 求： (1) 电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能； (2) 电烤箱在低温档正常工作时，R2的阻值是多少； （3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200V，电烤箱在高温档的实际功率是多少（实际功率计算结果保留到小数点后1位）2. 现有两根“220V 400W”的电热管（符号“”）、开关及导线如图11-8所示，设计三个可以调温的电路： 图11-8（1）先按要求完成电路的连接；（2）再设计一个具有上述三种功能的调温电路（最多使用三个开关），并将电路图画再虚线框内。3.饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如图1所示，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处于保温状态。请回答下列问题：（1）A、B是两种不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温， 请标明指示灯的颜色，应该是A为 色，B为 色。（2）若饮水机加热时加热管的功率为550W，而保温时加热管的功率为88W，求电阻R2 的阻值（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）。（3）若加热水槽储水1.0kg，将其从初温20加热到100，加热管的热效率为90%，试计算出加热需要多少时间？出水口R2220VBASR1图14.如图12是某电热器的原理简图，它有高温、低温两档，发热体由R1和R2两个电热丝构成，阻值分别为l10、220。(1)S1闭合、S2开时求电热器的功率；(2)S1、S2都闭合时，求电热器的工作电流；(3)S1，S2都闭合时，电热器是处于“高温挡”还是处于“低温挡”通过有关计算证明你的结论。5用如图15所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。 实验中通过观察 来比较电流产生的热量的多少。 为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入 、 的同种液体。 为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能 。 实验结论是 。 该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与 的关系。作业1.是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R1=60和R2=120的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。请回答：（1）这个电热器可有几个不同加热挡位?并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置；（2）将此电热器接人家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。2.图21所示的是一种WSH50型号家用饮水机及铭牌，图22是饮水机的电路图。 （1）在下列空格中填写“亮”或“不亮”当温控开