【导与练 练案】2015九年级物理全册 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

1、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 以下四种电器中,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.D1.(

2、2021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“220 V60 W的电风扇,一个为“220 V60 W的白炽灯,另一个是“220 V60 W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.如下图的实验装置中,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到达沸腾),A、B、

3、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,以下说法正确的选项是(均不计热损失,比热容c水c煤油)( ) A.TA=TBTB C.TCTATB D.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. C4.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2 A,那么该孵卵器正常工作10 s所产生的热量为 J.解析:孵卵器产生的热量Q=I2Rt=(2 A)2110 10 s=4 400 J.4 400 如

4、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 8 V,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1 min内最多可以产生多少焦耳的热量? 5.(2021长沙)答案:(1)1 A(2)32 W(3)426.7 J【测控导航】知识点题号电流的热效应2、7、8、11焦耳定律1、3、4、5、6、9、10、121.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(

5、 )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 利用如下图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

6、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.以下有关分析与推断错误的选项是( )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

7、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.D3.(2021株洲)D4.如下图电路中,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)

8、D.(乙)、(丁)、(丙)、(甲)5.电热丝R1、R2串联起来,接在电路中(如下图).假设R1R2,那么先被点燃的火柴是( ) 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.23 B.32 C.49 D.946.(2021衡阳)A 如下图是探究焦耳定律的实验装置,除了灯丝电阻R甲R乙外,

9、其余条件均相同.开关闭合,电路接通后,以下对甲、乙两瓶的比照分析和判断,正确的选项是( )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,那么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.(2021泸州)8.以下例子中,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

10、D.孵化家禽的电热孵化器C 某电热壶铭牌上标有“220 V1 000 W字样,当其正常工作时,把质量为2 kg、温度为30 的水加热到80 ,用时10 min(c水=4.2103 J/(kg).加热过程中,水吸收的热量是 J,电热壶烧水的效率是 . 4.210570%9.(2021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

11、出Q1、Q2和Q3的顺序是 .Q2Q1Q311.小明利用如下图的实验装置探究“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到达明显的实验效果,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

12、:(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到达明显的实验效果,即观察到的温度计示数变化大,那么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,此题是在电流、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.(2021扬州)产品型号 EL-8952额定电压

13、220 V频率 50 Hz额定功率 1 000 W容量1.0 L(1)电热水壶的电阻.(2)将1 kg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=4.2103 J/(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 如下图,电源电压恒定,R1=10 ,滑动变阻器R2的最大阻值为20 ,当