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文档简介

1、第十八章 第4节 焦耳定律 辅导科目物理年 级九年级教材版本人教版讲义类型拔高版(适用于考试得分率高于80%的学员)教学目的1.知道电流的热效应。2.知道焦耳定律,能够利用焦耳定律进行简单的计算。3. 知道电热器发热的原理,并能列举出利用和防止电热的实例。重、难点重点:能理解焦耳定律的内容、公式、单位;并会进行简单的计算难点:用实验探究焦耳定律授课时长建议授课时长2小时教学内容【课程导入】 电热水器提供热水 电暖气提供热量 电熨斗熨烫衣物 电烤箱烘烤食品电流的热效应生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。在研究电流的热效应时,有个

2、问题值得我们思考:电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?换句话说,电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?【新知讲解】知识点一:焦耳定律一、电流的热效应1、 电流的热效应生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。思考: 电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红,而导线却几乎不发热?问题:电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?猜想:与“电流、电阻、时间”有关实验:1、实验装置:2、实验目的:研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 3、实验方法:控制变量法4、实验原理

3、:当电流通过电阻丝时,电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀,导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多,液面就会上升得越高。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量 实验目的研究电热与电阻的关系研究电热与电流的关系研究电热与时间的关系方法:控制变量法I、t相同,比较不同阻值电阻所产生的电热大小R、t相同,比较相同阻值的电阻,通过大小不同的电流所产生的电热大小I、R相同,比较不同通电时间所产生的电热大小原理电流产生的热量使密封空气的温度升高,体积膨胀,导管内液面高度随之发生变化,通过比较液面高度来判断电热的大小电路设计实物连接现象连接大阻值电阻导管液面高度高连接大

4、电流的导管液面高度高连接通电时间长电阻导管的液面高度高结论在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越大,电流产生的热量越多。在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,电流产生的热量越多在通电电流和电阻相同的条件下,通电时间越长,电流产生的热量越多问题及说明1、实验电阻为纯电阻;2、利用欧姆定律可得出电热与电压关系二、焦耳定律1内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。2公式:Q = I2Rt 3单位:焦耳(J)4适用于所有电路三、电热的利用与防止1、电热的利用2、电热的防止很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如:电视机的后盖有很多孔,为了

5、通风散热;电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 四、电能与电热的关系1.欧姆定律适用于纯电阻电路,而不适用于非纯电阻电路。2.当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化成其他形式的能量,那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W,即W=Q,这样的电路,我们称之为纯电阻电路。此时:W=UIt=Q=I2Rt=U2tR P总=UI=P热=I2R=U2R 如:电暖器,电饭锅,电炉子等3.当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:电能=内能+机械能。此时,WQ热,这样的电路,我们称之为非纯电阻电路。W=UIt P总=UI ;Q=I2Rt P热=I2R例题【例1】一只标有“6V 3W”的

6、小灯泡,接在电源电压为12V的电路中,为使其正常发光,应(选填“串”或“并”)联一个电阻(小灯泡灯丝电阻不变),该电阻通电20s产生的热量是 J。【答案】:串;60。【解析】:由题知,电源电压大于灯泡的额定电压,所以,为使该灯泡正常发光,应串联一个电阻分压,由串联电路的电压特点可得,灯泡正常发光时串联电阻R两端电压:URUUL12V6V6V,因串联电路中各处的电流相等,所以,由PUI可得,电路中的电流:IIL0.5A,由I可得,串联电阻的阻值:R12;该电阻通电20s所产生的热量:QI2Rt(0.5A)2×12×20s60J。£练习1、一台直流电动机,线圈电阻为0

7、.5,接在12V的电源上时,通过的电流为2A,(1)这台电动机工作5min消耗多少电能?(2)有多少电能转化为机械能?解:(1)消耗的电能:W=UIt=12V×2A×300 s=7200J(2)五分钟,电流通过电动机产生的热量:Q = I2Rt=(2A)2×0.5 ×300 s= 6 00 J W机=W-Q=7200J-600J=6600J APSMV2、小明同学的玩具电动车上,有一微型直流电动机,小明将它接在图示的电路中,闭合开关后,移动变阻器的滑动片P。(1)当示数为0.3V时,电动机不转动,此时示数为0.3A。求电动机线圈的电阻是多大?(2)当示数

8、为3V时,电动机正常转动,此时示数为0.4A。求电动机的发热功率及对外做功的机械功率。 §知识小结 【课堂检测】1、如图所示,2只烧瓶内装有煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙则利用该实验装置难以完成探究的是()A电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的阻值大小有关B电流通过电热丝时产生的热量跟通过电热丝的电流大小有关C电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的通电时间长短有关D电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻、通电时间成正比2、如图是研究电流产生热量实验装置的一部分,两个透明容器内密封着等质量、同温度的空气,容器内的电热丝阻值不同,在通

9、电时间相同的情况下,观察两个U形管中液面高度的变化。下列判断正确的是()A如果甲比乙升高快,则通过甲容器中电阻的电流一定大B如果甲比乙升高快,则通过甲容器中的电阻一定大C如果甲比乙升高慢,则通过甲容器中电阻两端的电压一定大D该装置探究的是“通电导体产生的热量与电流的关系3、如图所示,在接线柱间接入熔丝和铜丝,熔丝电阻大于铜丝。接通电源,闭合开关S,依次闭合各小灯泡支路的开关,可以看到电流表的示数逐渐增大;再闭合电炉丝支路的开关时,会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是()实验说明电路超负荷运行会引起安全事故实验中通过熔丝的电流大于铜丝通电相同的时间,熔丝所产生的热量多于铜丝随着支路开关依次闭合,熔

10、丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关A只有B只有C只有D都正确4、如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1R2下列说法正确的是()A该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”B闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流C闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢D闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动5、小黄家中新购置了一台挂式电热水器,他查看了电热水器说明书后,将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图,该热水器设有高,中,低三档,电热丝R

11、148.4,电热丝R224.2,容积为20L,使水从20加热到70,下列说法不正确的是水的比热容为4.2×103J/(kg)()A开关S、S1闭合,S2断开,处于低温档B水从20加热到70需要吸收的热量4.2×106JC若利用中温档加热需要4200s,则电热转化效率为50%D高温档的加热功率2800W6、某电动标有“220V、1100W”的电动机,电阻为4,若该电动机正常工作,则1min内产生的热量是 J,10s内该电动机消耗的电能为 J。7、某家用电热水壶的额定功率是1.68kW,正常工作3min,该电热水壶可将1.5kg初温为20的水加热到 标准大气压下且不计热量损失,

12、c水4.2×103J/(kg)8、小罗和小兰想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,温度计显示煤油的温度。(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该 。(2)实验时,为了保证电流和通电时间相同,应将铜丝和镍铬合金丝 接入电路中。(3)实验中,小罗发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越 ,产生的热量越多。(4)小兰设计了一个如图所示的电路图,她打算把R1和R2两根电阻丝分别放入AB两瓶中进行试验,请问,她研究的可能是导体产生的热量与 大小的关系

13、。9、某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”时,设计了如图所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,电阻丝R甲R乙(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于 ;实验中煤油吸热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)。(2)如图所示电路,通电4min后,比较两烧瓶中温度计的示数,发现甲瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论是: 。(3)完成实验后,小明还想利用该装置探究“水和煤油的吸热能力”,为了完成实验,还需要添加的测量工具是 ,目的是 ,为了使相同时间内水和煤油吸收的热量相等,小明设计的电路必须满足的条件是 。

14、10、如图甲是小奇探究“影响电流热效应因素”的实验装置图。(1)如图甲所示的装置中小奇通过观察 来反映电流产生热量的多少;通电一段时间后,可知R1电阻产生热产生热量多,由此可以说明: 。(2)实验过程中,小奇发现实验现象并不明显,可能的原因是 (一条即可)。(3)利用图甲小奇同学想“探究电流热效应与电流的关系”,请写出你需要收集的证据 。(4)小奇用如图甲所示的装置,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h与电流的关系图象,根据焦耳定律可知,图乙中能正确反映hl关系的是 。11、洗碗机是自动清洗餐具的机器,某型号家用洗

15、碗机工作程序为首先给水箱注水,当水注满时,停止注水并自动加热,水温上升到50即停止加热,洗涤程序启动,热水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋,直到洗涤过程结束,排水泵启动,将水箱中的废水排出,图甲为该洗碗机的等效加热电路图,R为发热电阻,其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关,具有注满水自动加热功能(通常水是导体),图乙为该洗碗机某次正常工作时的Pt图象,设水箱中的水温为20,加热效率为80%。(1)不计水的电阻,求发热电阻R的阻值(2)该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能是多少?(3)已知人工洗一次碗用18kg的水,则改用洗碗机洗碗,一次可以节约多少kg的水?12、如图是小芳设计的可调式电热水器的

16、工作原理图,电路由电热管R和可调电阻器R0组成。电热水器的工作电压为220V,电热管R的最大加热功率为1100W电热管R的阻值不变。可调电阻器R0的阻值范围是0132求:(1)电热管的阻值R为多少?(2)最大加热功率下,电热转化效率是90%的电热水器,工作10min,水吸收的热量是多少?(3)电热水器的最小加热功率是多大?【答案】1、D。【解析】A、由图可知,该电路为串联电路,电路中的电流是相同的,通电时间也相同,电阻不同,故可以探究电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的阻值大小是否有关,故A能完成;B、图中有滑动变阻器,移动滑片,可以改变电流的大小,故可以探究电流通过电热丝时产生的热量跟通过电

17、热丝的电流大小是否有关,故B能完成;C、实验中,可以通过控制开关来控制通电时间的长短,来判定产生热量与通电时间的关系,故C能完成;D、实验中可以探究电流产生的热量与电阻、通电时间、电流大小的关系,但不能得出具体的数字关系,故D不能完成。2、B。【解析】A、如果甲比乙升高快,只能表明甲产生的热量要多于乙产生的热量,由图可知,两个电阻串联在电路中,各处的电流是相同的,故A错误;B、根据公式QI2Rt可知,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多,如果甲比乙升高快,则通过甲容器中的电阻一定大,故B正确;C、如果甲比乙升高慢,根据公式QI2Rt可知,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大

18、,产生的热量越多,如果甲比乙升高慢,则通过甲容器中的电阻一定小,根据UIR可知,甲的电压小,故C错误;D、由图可知,两个电阻串联,电流和通电时间相同,电阻不同,故探究的是热量与电阻大小的关系,故D错误。3、B。【解析】由图知,小灯泡和电炉丝是并联的,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以同时工作的用电器越多,干路电流越大,干路导线产生的热量越多,达到一定程度,会引起熔丝熔断,甚至引发安全事故。故正确;串联电路电流处处相等,熔丝和铜丝是串联在干路中的,所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流。故错误;已知熔丝电阻大于铜丝,通过的电流相同,由焦耳定律QI2Rt知,在相同时间,熔丝产生的热量多。故正确

19、;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,随着支路开关依次闭合,干路电流逐渐增大,熔丝最终熔断,说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关。故正确。4、C。【解析】A、图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可研究电流产生的热量与电阻的关系,AB错误;C、根据QI2Rt,因R1R2故右边容器中电阻丝产生的热量多,由转换法,甲管中液面上升比乙慢,C正确;D、闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路的电阻,故应将滑动变阻器滑片P向右移动,D错误。5、D。【解析】A、由电路图可知,开关S、S1闭合,S2断开,电路中电阻最大,由P可知,功率最小,热水器处于低温档,故A正确;B、由

20、可得,水的质量mV1.0×103kg/m3×20×103m320kg,水从20加热到70需要吸收的热量Qcmt4.2×103J/(kg×20kg×(7020)4.2×106J,故B正确;C、由电路图可知,开关S、S2闭合,S1断开,电热丝R2接入电路,根据P可知,为中温挡;中温档功率P中温2000W,利用中温档加热4200s,需要消耗电能WP中温t2000W×4200s8.4×106J,电热转化效率×100%×100%50%,故C正确;D、闭合S、S1、S2时,R1与R2并联,电路的总

21、电阻最小,由P可知,电路的总功率最大,热水器处于高档,低温档的加热功率P低温1000W,高温档的加热功率P高温P低温+P中温1000W+2000W3000W故D错误。6、6000;11000。【解析】电动机上标有“220V、1100W”,则其正常工作时的电流为:I5A;电动机正常工作,则1min内产生的热量是:QI2Rt(5A)2×4×60s6000J;10s内该电动机消耗的电能为:WPt1100W×10s11000J;7、68。【解析】由P可得,电热水壶正常工作3min消耗的电能为:WPt1680W×3×60s3.024×105J;

22、不计热量损失,WQ3.024×105J;根据Qcm(tt0)可得:t+t0+2068。8、(1)相等;(2)串联;(3)大;(4)电流。【解析】(1)导体产生的热量被煤油吸收,通过温度计升高的示数反映产生热量的多少,所以煤油的质量应相等。(2)因为串联电路中电流处处相等,故将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中,可以保证电流和通电时间相等。(3)烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻大,在电流和通电时间相等时,产生的热量多,所以B瓶中温度计的示数升高得快,说明在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多。(4)小兰将R2与R3并联;后与R1串联,将R1和R2分别放入两瓶中,两个

23、电阻的阻值相同,通过R1和R2的电流不同,故她研究的可能是导体产生的热量与电流大小的关系。9、(1)煤油的比热容小,现象更明显;温度计示数的变化;(2)电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多;(3)天平;称量质量相等的水和煤油; R甲R乙 。【解析】(1)根据t,相同质量的水和煤油吸热相同,因为煤油的比热容小,故现象更明显,故为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水;根据转换法,实验中煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的;(2)如图所示电路,两电阻串联,通过的电流相同,通电4min后,发现甲瓶中的温度计示数升高的快,根据转换法,说明甲中电阻丝产生的热量多,因电阻丝R

24、甲R乙,由此得出的实验结论是:电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多;(3)完成实验后,小明还想利用该装置探究“水和煤油的吸热能力”,根据比较不同物质吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,故为了完成实验,还需要添加的测量工具是天平,目的是称量质量相等的水和煤油,为了使相同时间内水和煤油吸收的热量相等,根据QI2Rt,小明设计的电路必须满足的条件是R甲R乙。10、(1)细玻璃管中红色液柱上升的情况;在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多;(2)装置的气密性不好;(3)相同时间、同一电阻、不同的两个电流、对应的红色液柱上升的高度;(4)A。【解析】(1)电流产生的热量不容易直

25、接测出,实验中,产生的热量用来加热相同的液体,液体的液柱上升的越高,表明该液体的温度越高,吸热越多,故实验中通过观察玻璃管中红色液柱上升的情况来比较吸收热量的多少;通电时间相同,电路是串联电路,电流也是相同的,可知R1电阻产生热产生热量多,故实验结论为:在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多;(2)实验中气球膨胀差别不大,原因很多:可能是装置漏气,还可能是R1、R2的阻值大小相近等;(3)探究电流热效应与电流的关系时,应控制通电时间、电阻相同,电流的大小不同,产生的热量不同,液柱上升的高度也不同,故需要搜集的证据有:相同时间、同一电阻、不同的两个电流、对应的红色液柱上升的高度;(4)小

26、红用如图3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”,要控制电阻与通电时间相同,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h与电流的关系图象,根据转换法,煤油吸热越多,膨胀程度越大,液柱升高的越多,且膨胀程度与吸热多少成正比,根据焦耳定律可知,QI2Rt,Rt常数,且Rt0,故由数学知识式为Q关于I的抛物线,且开向上,图中能正确反映hI关系的是A。11、【解析】(1)由图乙可知,洗碗机加热时的功率P加热1000W,由PUI可得,发热电阻的阻值:R48.4;(2)洗碗机注水时不消耗电能,由图乙可知,洗碗机加热时的功率为1000W,工作的时间为21min,洗碗

27、机加热时消耗的电能:W加热P加热t加热1000W×21×60s1.26×106J,洗碗机清洗喷淋时的功率为120W,工作时间为60min,洗碗机清洗喷淋时消耗的电能:W清喷P清喷t清喷120W×60×60s4.32×105J,洗碗机排水的功率为60W,工作的时间为1min,由P可得,洗碗机排水时消耗的电能:W排P排t排60W×60s3.6×103J,该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能:WW加热+W清喷+W排1.26×106J+4.32×105J+3.6×103J1.6956×10

28、6J;(3)由×100%可得,加热过程中水吸收的热量:Q吸W加热1.26×106J×80%1.008×106J,由Q吸cm(tt0)可得,水箱注满水时水的质量:m水8kg,人工洗一次碗用18kg的水,则改用该洗碗机洗碗,一次可以节约水的质量:mm水m水18kg8kg10kg。答:(1)发热电阻为48.4;(2)该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能是1.6956×106J;(3)已知人工洗一次碗用18kg的水,则改用洗碗机洗碗,一次可以节约10kg的水。12、【解析】(1)如图,R0滑片移到最左端时,电路中只有电热管R工作,电路中电阻最小,由P可知此时

29、电热管的加热功率最大,由P可得电热管的阻值:R44;(2)最大加热功率下,由P可得,工作10min,消耗的电能:WP最大t1100W×10×60s6.6×105J,由可得,水吸收的热量:Q吸W90%×6.6×105J5.94×105J,(3)R0的滑片移到最右端时,R0全连入,此时电路中电阻最大,电流最小,电热管的加热功率最小,总电阻:R总R+R0最大44+132176,此时电路中电流:I1.25A,则电热水器的最小加热功率:P最小I2R(1.25A)2×4468.75W。答:(1)电热管的阻值R为44;(2)水吸收的热量是

30、5.94×105J,(3)电热水器的最小加热功率是68.75W。【课堂总结】 【家庭作业】一选择题(共9小题)1如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化,下列说法正确的是A该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系B将左边容器中的电阻丝换成的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系C该实验装置是利用形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的D通电一段时间后,左侧形管中液面的高度差比右侧的大2如图所示水平的传送带上放一物体,物体下表面及传送带上表面均粗糙,导电性能良好的弹

31、簧右端与物体及滑动变阻器滑片相连,弹簧左端固定在墙壁上,不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦。当传送带如箭头方向运动且速度为时,物体与传送带将发生相对滑动。此实验装置不能研究的问题是A电能是否可以转化为热能B导体的电阻大小同哪些因素有关C通电导体放出的热量与电阻大小是否有关D通电导体放出的热量与电流大小是否有关3某同学探究焦耳定律,部分电路如图所示。两个相同的烧瓶中装有初温相同、质量不等的煤油,装置左侧煤油多于右侧。通电一段时间后,左侧温度计示数高于右侧。下列说法正确的是A通过右侧电阻丝的电流比左侧小B右侧电阻丝的阻值比左侧小C该装置不能用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系D通过温度计

32、的示数变化判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法4两个定值电阻、并联在电路中,如图甲所示,通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关,经过相同的时间,、产生的热量之比为ABCD5三根相同的电热丝分别全部串联和全部并联在同一电源下,它们产生相同的热量,所需通电时间之比为ABCD6如图所示,当滑动变阻器的滑片滑至端时,定值电阻产生热量的用时是,当滑片滑至端时,定值电阻产生热量的用时是,当滑片滑至的中点时,若定值电阻再产生相同热量的用时是ABCD7如图所示是电热吹风机的内部电路原理图,电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成。电动机中有电流通过时会有风吹出,电热丝中有电流通过时会有

33、热量产生。当开关、都闭合,二者都正常工作,下列说法正确的是A电动机和电热丝在相同时间内产生的热量相同B电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能相同C电动机和电热丝消耗的电功率相同D电动机消耗的电能大部分转化为机械能,少部分转化为内能8甲、乙两个电热器的电阻之比为,通过的电流之比为,通电时间之比为,则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为ABCD9某同学用同种材料制成、两种电热丝,的横截面积是的两倍,的长度是的2倍,把两个电热丝接在家庭电路中,烧开同一壶水,两次所用的时间ABCD二填空题(共7小题)10如图,灯标有“”, ,闭合开关时,灯正常发光(灯丝的电阻不受温度影响),电流表示数为,通电电路中

34、产生的热量为。11如图所示,在探究串联电路的电压关系实验时,小明先用电压表测量了电阻两端的电压为,然后保持电压表接点不动,将接点的那一段导线改接到电路中的点,电压表示数为则相同时间内,电流通过、产生的热量之比为。12如图,小明将两电阻、串联在电路中,通电一段时间后,发现甲瓶中玻璃管内红色液柱上升的比乙高,他判断出,请你写出他判断的理由。13如图所示的电路中,电源输出电压恒为,灯标有“”。在滑片移动能保证电路元件全部安全的过程中,当电压表示数为时,灯丝的电阻正好为;在灯正常发光的状态下,通电,滑动变阻器的电阻丝将产生的热量。14在野外没有带火柴和打火机,可以用干电池和口香糖纸取火。取宽约的口香糖

35、锡箔纸条,在其中部剪窄约为,如图所示;让锡箔纸条一端放在干电池正极,另一端放在干电池负极,用食指和拇指分别用力压住,使干电池短路,很快就会看到锡箔纸条窄处燃烧起来,这是利用了电流的效应。如图所示。这是因为短路时锡箔纸条中很大,锡箔纸条中部剪窄后与没剪时相比电阻(选填“变大”、“变小”或“不变” ,所以短时间内锡箔纸窄处会产生较多电热。15如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器滑片从点滑到点过程中,两个电压表示数和电流表示数变化的图象如图乙所示,当滑片在点时,电阻在内产生的热量是,该过程中电路消耗的总功率最大值为。16一台电炉通电后电炉丝热的发红,与电炉丝连接的导线却不怎么热,这台电

36、炉的额定电压为,电阻为,与电炉丝连接的导线的电阻为,电炉正常工作,通过导线的电流为,导线上产生的热量是。【答案】一选择题(共9小题)1。【解析】:、装置中一个的电阻与两个的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即,两个的电阻并联,根据并联电路的电流特点可知,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半;两容器中电阻丝的阻值相等,但通过它们的电流不同,这是探究电流产生的热量与电流的关系,不是探究电流产生的热量与电阻的关系,故错误;、不改变导线的连接方式,将左边容器中的电阻丝换成的电阻丝后,此时两容器中电阻丝

37、的阻值不相等,结合前面分析可知,通过它们的电流也不同,所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系,故错误;、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但容器中空气温度的变化会导致容器中空气体积的变化,即可以通过形管中液面高度差的变化来反映电阻丝放出热量的多少,故错误;、通电一段时间后,电阻相同,根据可知,时间和电阻相同的情况下,电流越大,产生的热量越多,左边的电流大,则产生的热量多,左侧形管中液面的高度差比右侧的大,故正确。2。【解析】:、小灯泡发光时电能转化为热能,故不符合题意;、导体的电阻大小与导体的长度有关,物体与传送带将发生相对滑动时可以改变导体的长度,可以探究导体电阻与导体长度的关系,故不

38、符合题意;、滑动变阻器的电阻可以改变,探究通电导体放出的热量与电阻大小是否有关时,应控制电流相同,改变电阻,本实验中不能控制电流相同,故符合题意;、实验中可以通过调节滑动变阻器来改变电路中的电流,根据灯泡的发光亮度来判定产生热量的大小,故不符合题意。3。【解析】:、由图知,两电阻丝串联,根据串联电路的电流特点可知,各处的电流是相同的,故错误;、两个相同的烧瓶中密封初温相同的煤油,左侧的煤油的质量大,通电一段时间后,做侧玻璃管中液面比右侧高,说明电流通过左侧电阻丝产生的热量多;电流和通电时间均相同,根据焦耳定律可知,左侧电阻丝的阻值大,故正确;、由前面解答可知,通过电阻丝的电流和通电时间均相同,

39、但两侧煤油的质量是不相同的,所以无法探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系,故错误;、通过温度计的示数变化判断电流产生热量的多少,这属于转换法,故错误。4。【解析】:由题知,两电阻并联在电路中,所以它们两端的电压相同,由图乙可知,当两电阻电压都为时,通过、的电流之比为;根据可知,、的电阻之比为;通电时间相同,电压相同,则根据电热公式 可知,产生的热量与电阻成反比,故产生热量之比为。5。【解析】:由题意可知,三根电热丝的电阻相同,设三根电热丝的电阻均为,则全部串联时总电阻,全部并联时总电阻,由电热公式知,在、相同时,和成正比,则通电时间之比。6。【解析】:当滑片在端时,只有接入电路中,设电路中电流为,则电阻工作产生的热量:;当滑片滑至中点时,与串联,设此时电路中电流为,则电阻工作产生的热量:;所以,解得:,由欧姆定律有:,解得:;当滑片在的中点时,与串联,此时电路中电流为,设定值电阻再产生相同热量的用时为,则,所以,解得:。7。【解析】:(1)由图知,两开关闭合时,电动机和电热丝并联,由并联电路电压特点知它们两端电压相等,但通过它们的电流不一定相等,电阻不一定相等,由可知,相同时间内产生热量不一定相同,故错误;由可知,相同时

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