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文档简介
电能(四)电能(四)1一、课前检测一、课前检测2课前检测每小题2分,限时10分钟,共计10分1.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值。其原因可能是下述的哪种()A.滑动变阻器总电阻太大
B.电压表量程太大
C.电源电压太低
D.灯泡灯丝断了
课前检测每小题2分,限时10分钟,共计10分3课前检测2.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5
V小灯泡的额定功率,下列说法错误的是
()
A.闭合开关前、滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5
V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
课前检测2.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5
V4课前检测3.如图所示,电源电压8
V,电压表量程“0~3
V”,电流表量程“0~0.6
A”,滑动变阻器标有“20
Ω1
A”字样,小灯泡标有“6
V3
W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),闭合开关,在不损坏电路元件的条件下,下列说法错误的是
()
A.电压表示数增大时,电流表示数也增大B.小灯泡正常发光时,滑动变阻器与小灯泡的电功率之比是1:3C.小灯泡两端电压的变化范围是5~6
VD.滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围是4~7.2
Ω课前检测3.如图所示,电源电压8
V,电压表量程“0~3
V5课前检测4.在“测量小灯泡功率”实验中,电池组是由4节二号干电池串联而成的,小灯泡的额定电压是3.8
V。刚好电压表的0~15
V挡量程损坏了,聪明的小明同学想出了一个办法,就是将0~3
V的那挡量程的电压表按图的方法连接起来。闭合开关时,电压表的示数是2
V。这时应将滑动变阻器的滑片P向_______方向移动,此时电流表的示数_________(填“变大”或“变小”)。课前检测4.在“测量小灯泡功率”实验中,电池组是由4节二号干6课前检测5.友银同学在课外实践活动中自制了一个可调节亮度的台灯,他设计的电路如图所示.灯泡上标有“220V
40W”,滑动变阻器R上标有“990Ω
5A”,设灯泡的电阻不随温度改变,电源电压保持220V不变,求:(1)灯泡的电阻(2)灯泡最亮时实际消耗的电功率;(3)灯泡最暗时,求电路中的电流和滑动变阻器每分钟产生的热量。课前检测5.友银同学在课外实践活动中自制了一个可调节亮度的台7解析1【答案】C【解析】根据题意无论怎样调节滑动变阻器,
电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,小灯泡都不能正常发光,当滑动变阻器阻值为0
Ω时,
灯泡也不能达到额定电压值,说明原因不是滑动变阻器阻值过大的原因。在电路中能够影响到小灯泡达不到额定电压的因素就是电源,因此可能的原因是电源电压太低,达不到灯泡额定电压,因此C项符合题意,故选C。2【答案】B【解析】连接好电路后,闭合开关前,将滑动变阻器滑片滑倒阻值最大处,可以保护电路,故A正确;闭合开关后,小灯泡不发光,可能是滑动变阻器连入电路中的电阻太大,使电路中电流太小,也可能是小灯泡灯丝断了,故B错误;当用电压表测量出小灯泡两端的电压为2.5
V时,为小灯泡的额定电压,则通过电流表测量出通过小灯泡的电流为额定电流,所以可求得小灯泡的额定功率,故C正确;从实验中可以看出,小灯泡的亮度随着实际功率的增大而增大,故D正确。所以本题选B。解析1【答案】C【解析】根据题意无论怎样调节滑动变阻器,
电8解析3【答案】A【解析】本题考查欧姆定律的应用及电功率的计算。题中滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测的是滑动变阻器两端的电压。电压表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的阻值变大,根据串联电路分压的特点,在电源电压不变的情况下,小灯泡两端电压变小,因不考虑灯丝电阻变化,根据欧姆定律解析3【答案】A【解析】本题考查欧姆定律的应用及电功率的计算9解析4【答案】右;变小【解析】灯泡两端电压等于额定电压时,灯泡正常发光;根据串联电路电压与电阻成正比可以确定滑动变阻器滑片向右移动;当电源电压一定时,电路电流和电路电阻成反比
5【答案】小灯泡的电阻:【答案】小灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P在A端时滑动变阻器阻值为0,灯泡最亮,此时灯正常发光:解析4【答案】右;变小【解析】灯泡两端电压等于额定电压时,10二、电流的热效应二、电流的热效应11用电器在生活中,常常需要用电产生热来为我们服务,你知道哪些用电器是利用电热来工作的吗?夏天,使用的电驱蚊器冬天,使用的电取暖器用电器在生活中,常常需要用电产生热来为我们服务,你知道哪些用12用电器使用这些用电器时,电能会转化为哪些能量?电炉使用这些用电器时,电能会转化为热能。今天我们就来学习常用的电热器。用电器使用这些用电器时,电能会转化为哪些能量?电炉使用这些用13此时电路中的电流,②在相等的时间内,当电阻相等时,电流越大,电流产生热越多。探究电流对发热的影响视频.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮A.电压表示数增大时,电流表示数也增大要研究电流大小对产生热量的影响,应该控制______________和不变,改变。今天我们就来学习常用的电热器。4.甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,甲、乙产生的热量之比是4∶3,则通过甲、乙两导体的电流之比是()探究电流产生的热量与电流是否有关探究电流产生的热量与电流是否有关6
A”,滑动变阻器标有“20
Ω1
A”字样,小灯泡标有“6
V3
W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),闭合开关,在不损坏电路元件的条件下,下列说法错误的是
()a
B.这时应将滑动变阻器的滑片P向_______方向移动,此时电流表的示数_________(填“变大”或“变小”)。电饭锅消耗的功率:P′=UI′=220伏×1.根据欧姆定律U=IR由Q=I2Rt知:Q甲<Q乙;Q=12Rt=W=Pt=Ult=U2R/tc
D.电流的热效应1、电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。2、电流热效应的实质:从能量的转化看,电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能(热能)的过程。许多用电器接通电源后,都伴有热现象发生。3、电热器:利用热效应来工作的用电器。主要元件是发热体,由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成的此时电路中的电流14思考与讨论你能列举出哪些利用电流热效应工作的用电器?电熨斗电热毯电热壶电饭煲思考与讨论你能列举出哪些利用电流热效应工作的用电器?电15思考与讨论电热水器电烘箱热的快电取暖器思考与讨论电热水器电烘箱热的快电取暖器16思考与讨论电流的热效应有什么利和弊?思考与讨论电流的热效应有什么利和弊?17思考与讨论电流的热效应有什么利和弊?优点:无污染、热效率高、方便控制和调节温度。缺点:①在家庭电路中,由于长期的电流热效应,导线外的绝缘层会加速老化,甚至会烧毁绝缘层而引发火灾;②同时,由于电流热效应,会影响家电的使用性能和寿命。
思考与讨论电流的热效应有什么利和弊?优点:无污染、热效率高、18思考与讨论为了防止电热的危害你知道电视机计算机、电动机等采取什么措施吗?电视机加散热窗,计算机、电动机等还要加风扇来散热。思考与讨论为了防止电热的危害你知道电视机计算机、电动机等采取19探究:电流产生的热量与什么因素有关1、猜想与假设(1)可能与导体电阻的大小有关,R越大,Q越大。(2)可能与电流的大小有关,I越大,Q越大。(3)可能与通电时间的长短有关,t越大,Q越大。2、实验方法:控制变量法、转化法。探究:电流产生的热量与什么因素有关1、猜想与假设20探究:电流产生的热量与什么因素有关3、实验器材:煤油、电阻丝R甲<R乙、烧瓶上插有玻璃管(或温度计)、开关、电流表、电源、导线、计时器、滑动变阻器等。思考:反映电器产热的大小利用什么方法?探究:电流产生的热量与什么因素有关3、实验器材:煤油、电阻丝21实验1研究电热器电阻的大小对产生热量的影响1、设计实验:控制变量法研究电热器电阻的大小对产生热量的影响要研究电阻对产生热量多少的影响,应该控制
和
不变,则可以让两个阻值不同的电阻串联后接入电路。实验1研究电热器电阻的大小对产生热量的影响22实验12、实验步骤(1)将2根电阻丝串联在电路中,标出2根玻璃管内液面的位置。(2)闭合开关,记下电流表的读数:_________________。(3)经过一段时间后,标出2根玻璃管内液面的位置。实验12、实验步骤235
V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率这时应将滑动变阻器的滑片P向_______方向移动,此时电流表的示数_________(填“变大”或“变小”)。2.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.图中R2是加热用的电热丝,阻值为55欧;1【答案】C【解析】本题考查电流的热效应,难度中等。求lmin内定值电阻R产生的热量?
(灯泡电阻不变)(1)【答案】由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流2【答案】D【解析】本题考查焦耳定律的实验探究。U甲>U乙,Q甲<Q乙电流的热效应有什么利和弊?主要元件是发热体,由电阻率大、U甲=U乙,Q甲=Q乙a
B.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。电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能?研究电热器电阻的大小对产生热量的影响三个相同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。实验15
V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率实验124实验1(4)比较2根玻璃管内液面上升的高度发现:当电流相等,通电时间相同时,电阻大的,液柱升高的多。3、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。实验1(4)比较2根玻璃管内液面上升的高度发现:当电流相等,25实验2探究电流产生的热量与电流是否有关1、设计实验:控制变量法要研究电流大小对产生热量的影响,应该控制______________和
不变,改变
。
2、实验步骤:(1)如图所示,在烧瓶中盛等量的煤油,烧瓶中电阻丝的电阻相同,两瓶中金属丝分别接到两节电池电池组和四节电池的电池组的电源上。实验2探究电流产生的热量与电流是否有关26实验2R乙R乙实验2R乙R乙27实验2(2)闭合开关经过相同的一段时间比较玻璃管内液面的位置。探究电流对发热的影响视频.3.结论: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。实验2(2)闭合开关经过相同的一段时间比较玻璃管内液面的位置28实验2显然,通电的时间越长,电流产生的热量就越多。实验结论:①在相等的时间内,当电流相等时,电阻越大,电流产生热越多。②在相等的时间内,当电阻相等时,电流越大,电流产生热越多。③通电时间越长,电流产生的热量就越多。实验2显然,通电的时间越长,电流产生的热量就越多。29三、焦耳定律三、焦耳定律30焦耳定律
1、焦耳定律:进一步的实验可以得出: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。这个规律叫做焦耳定律,它最先是由英国科学家焦耳发现的。焦耳定律1、焦耳定律:进一步的实验可以得出:电流通过导体31焦耳定律2.公式:Q=I2Rt电流的单位是安(A),电阻R的单位是欧(Ω),时间t的单位是秒(s)。3.热量Q的单位是焦(J)1J=1A2•Ω•s。焦耳定律2.公式:Q=I2Rt1J=1A2•Ω•32思考与讨论电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能?思考与讨论电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种用电器可以认为33题中滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测的是滑动变阻器两端的电压。在生活中,常常需要用电产生热来为我们服务,你知道哪些用电器是利用电热来工作的吗?②同时,由于电流热效应,会影响家电的使用性能和寿命。(2)在保温状态下,电饭锅消耗的功率多大?3【答案】D【解析】由于两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,由题意知:电源电压太低
D.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。3.如图所示,电源电压8
V,电压表量程“0~3
V”,电流表量程“0~0.电饭锅C.小灯泡两端电压的变化范围是5~6
VU甲<U乙,Q甲<Q乙实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮(2)可能与电流的大小有关,I越大,Q越大。电压表量程太大若电流做的功全部用来产生热量即:Q=W1.如图所示,将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封,用三个阻值不同的电阻丝(R1<R2<R3)分别给三个烧瓶中的空气加热,通电一段时间后体积变化最大的气球是
()今天我们就来学习常用的电热器。思考与讨论电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能?电吹风机工作时电能转化成热能和机械能;电熨斗工作时电能全部转化成内能,电熨斗工作时可以认为是将电能全部转化成了内能。题中滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测的是滑动变阻器两端的电压34思考与讨论电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热即:Q=W你能推导出焦耳定律吗?思考与讨论电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热即:Q=W35思考与讨论电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热即:Q=W你能推导出焦耳定律吗?若电流做的功全部用来产生热量即:Q=W又∵W=UIt根据欧姆定律U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt思考与讨论电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热即:Q=W36练一练例题:如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态:当自动开关S接通时,电饭锅处于加热状态,将锅内的水加热直到烧开;当自动开关S断开时,电饭锅处于保温状态。图中R2是加热用的电热丝,阻值为55欧;R1是电阻,阻值为145欧。试求:(1)在加热状态下,电饭锅正常工作30分钟产生多少热量?(2)在保温状态下,电饭锅消耗的功率多大?R1
R2220V练一练例题:如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态:当37解析解:(1)在加热状态下,开关S接通,电路中只接入电热丝R2,因此通过R2的电流:I===4安UR2220伏55欧根据焦耳定律,R2上产生的热量:Q=I2Rt=(4安)2×55欧×30×60秒=1.584×106焦(2)在保温状态下,开关S断开,电阻R1与电热丝R2相串联,假设此时电路中的电流为I′,根据串联电路的电压特点:U=U1+U2=I′R1+I′R2I′==UR1+R2220伏145欧+55欧=1.1安电饭锅消耗的功率:P′=UI′=220伏×1.1安=242瓦解析解:(1)在加热状态下,开关S接通,电路中只接入电热38思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解?思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解?39思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解?(1)算出电流后,R2上产生的热量:Q=W=UIt=220V×4安焦×30×60秒=1.584×106焦(2)电饭锅消耗的功率:思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解?40思考与讨论电能全部转化为热能时,计算焦耳热时的公式有哪些,电能没有全部转化为热能时计算焦耳热时的公式是什么?思考与讨论电能全部转化为热能时,计算焦耳热时的公式有哪些,电41思考与讨论电能全部转化为热能时,计算焦耳热时的公式有哪些,电能没有全部转化为热能时计算焦耳热时的公式是什么?1、电能全部转化为热能时,计算焦耳热时:Q=12Rt=W=Pt=Ult=U2R/t2、电能没有全部转化为热能时,Q=12Rt此时Q<W=Pt=Ult=U2R/t纯电阻电路中,电流做多少功,就是将多少电能转化成内能。思考与讨论电能全部转化为热能时,计算焦耳热时的公式有哪些,电42课堂总结1、电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。实质是电能转化为内能(热能)的过程。2、电流产生的热量有关因素:①在相等的时间内,当电流相等时,电阻越大,电流产生热越多。②在相等的时间内,当电阻相等时,电流越大,电流产生热越多。③通电时间越长,电流产生的热量就越多。3、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。这个规律叫做焦耳定。公式:Q=I2Rt课堂总结1、电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效43四、课堂练习四、课堂练习44课堂练习1.电流通过导体产生的热量,跟
成正比,跟
成正比,跟
成正比,这个规律叫做焦耳定律,表达式为
。2.一个电炉接在照明电路上,通过的电流是4A,则它的功率是
kW,它在1min内可放出的热量是
.3.下列用电器中,没有利用电流的热效应工作的是()A.电暖气
B.电风扇
C.电熨斗
D.电饭锅
课堂练习1.电流通过导体产生的热量,跟成正比45课堂练习4.甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,甲、乙产生的热量之比是4∶3,则通过甲、乙两导体的电流之比是()A.2∶3B.2∶1C.9∶2D.3∶2
课堂练习4.甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,46课堂练习5.已知一台直流电动机两端的电压为6V,通过电动机的电流为2A,线圈的电阻为0.5Ω。则在1min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为(
)A.720J,120J
B.720J,720JC.720J,600J
D.600J,120J
课堂练习5.已知一台直流电动机两端的电压为6V,通过电动机47五、课后检测五、课后检测48课后检测每小题2分,限时10分钟,共计10分1.如图所示,将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封,用三个阻值不同的电阻丝(R1<R2<R3)分别给三个烧瓶中的空气加热,通电一段时间后体积变化最大的气球是
()
A.a
B.b
C.c
D.三个相同
课后检测每小题2分,限时10分钟,共计10分49课后检测2.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
课后检测2.如图所示是探究焦耳定律的实验装置,除了灯丝电阻50课后检测3.如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小,下面关系中正确的是()A.U甲=U乙,Q甲=Q乙
B.U甲<U乙,Q甲>Q乙
C.U甲<U乙,Q甲<Q乙
D.U甲>U乙,Q甲<Q乙
课后检测3.如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻51课后检测4.如图所示,L是标有“6V
3W
’字样的小灯泡,R是定值电阻,断开开关
S2,
闭合开关Sl和,S3,灯泡正常发光,电流表的示数为1.5A。(1)求灯泡正常发光时的电流:(2)若断开开关Sl和S3,闭合S2,求lmin内定值电阻R产生的热量?
(灯泡电阻不变)课后检测4.如图所示,L是标有“6V
3W
’字样的小灯泡52解析1【答案】C【解析】本题考查电流的热效应,难度中等。由图可知,三个电阻丝串联,电流和通电时间相等,R1<R2<R3,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,相同时间内R3产生的热量最多,c烧瓶中空气温度最高,气球体积变化最大。2【答案】D【解析】本题考查焦耳定律的实验探究。两段电阻丝串联在同一电路中,所以通过的电流相同,因为R甲>R乙,所以R甲两端的电压大于R乙两端的电压,A项、B项错;已知R甲>R乙,甲瓶温度计示数升高快,说明甲瓶中电阻丝产生的热量多,故C项错,D项正确。3【答案】D【解析】由于两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,由题意知:R甲<R乙,由U=IR知:U甲<U乙;由Q=I2Rt知:Q甲<Q乙;故选C解析1【答案】C【解析】本题考查电流的热效应,难度中等。由53解析(1)【答案】由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流(2)【答案】只闭合开关S1和S3,灯泡和电阻R并联,由灯泡正常发光可知,电阻R两端电压UR=U额=6V,
已知电流表测干路的电流,电流表的示数I=1.5A,
则电阻R支路的电流IR=I-IL=1.5A-0.5A=1A,
电阻:,
可得,灯泡的电阻,
若断开开关S1和S3,闭合S2,则电阻R与灯泡L串联;
此时电路中的电流,
1min内定值电阻R产生的热解析(1)【答案】由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流54电能(四)电能(四)55一、课前检测一、课前检测56课前检测每小题2分,限时10分钟,共计10分1.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值。其原因可能是下述的哪种()A.滑动变阻器总电阻太大
B.电压表量程太大
C.电源电压太低
D.灯泡灯丝断了
课前检测每小题2分,限时10分钟,共计10分57课前检测2.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5
V小灯泡的额定功率,下列说法错误的是
()
A.闭合开关前、滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5
V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
课前检测2.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5
V58课前检测3.如图所示,电源电压8
V,电压表量程“0~3
V”,电流表量程“0~0.6
A”,滑动变阻器标有“20
Ω1
A”字样,小灯泡标有“6
V3
W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),闭合开关,在不损坏电路元件的条件下,下列说法错误的是
()
A.电压表示数增大时,电流表示数也增大B.小灯泡正常发光时,滑动变阻器与小灯泡的电功率之比是1:3C.小灯泡两端电压的变化范围是5~6
VD.滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围是4~7.2
Ω课前检测3.如图所示,电源电压8
V,电压表量程“0~3
V59课前检测4.在“测量小灯泡功率”实验中,电池组是由4节二号干电池串联而成的,小灯泡的额定电压是3.8
V。刚好电压表的0~15
V挡量程损坏了,聪明的小明同学想出了一个办法,就是将0~3
V的那挡量程的电压表按图的方法连接起来。闭合开关时,电压表的示数是2
V。这时应将滑动变阻器的滑片P向_______方向移动,此时电流表的示数_________(填“变大”或“变小”)。课前检测4.在“测量小灯泡功率”实验中,电池组是由4节二号干60课前检测5.友银同学在课外实践活动中自制了一个可调节亮度的台灯,他设计的电路如图所示.灯泡上标有“220V
40W”,滑动变阻器R上标有“990Ω
5A”,设灯泡的电阻不随温度改变,电源电压保持220V不变,求:(1)灯泡的电阻(2)灯泡最亮时实际消耗的电功率;(3)灯泡最暗时,求电路中的电流和滑动变阻器每分钟产生的热量。课前检测5.友银同学在课外实践活动中自制了一个可调节亮度的台61解析1【答案】C【解析】根据题意无论怎样调节滑动变阻器,
电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,小灯泡都不能正常发光,当滑动变阻器阻值为0
Ω时,
灯泡也不能达到额定电压值,说明原因不是滑动变阻器阻值过大的原因。在电路中能够影响到小灯泡达不到额定电压的因素就是电源,因此可能的原因是电源电压太低,达不到灯泡额定电压,因此C项符合题意,故选C。2【答案】B【解析】连接好电路后,闭合开关前,将滑动变阻器滑片滑倒阻值最大处,可以保护电路,故A正确;闭合开关后,小灯泡不发光,可能是滑动变阻器连入电路中的电阻太大,使电路中电流太小,也可能是小灯泡灯丝断了,故B错误;当用电压表测量出小灯泡两端的电压为2.5
V时,为小灯泡的额定电压,则通过电流表测量出通过小灯泡的电流为额定电流,所以可求得小灯泡的额定功率,故C正确;从实验中可以看出,小灯泡的亮度随着实际功率的增大而增大,故D正确。所以本题选B。解析1【答案】C【解析】根据题意无论怎样调节滑动变阻器,
电62解析3【答案】A【解析】本题考查欧姆定律的应用及电功率的计算。题中滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测的是滑动变阻器两端的电压。电压表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的阻值变大,根据串联电路分压的特点,在电源电压不变的情况下,小灯泡两端电压变小,因不考虑灯丝电阻变化,根据欧姆定律解析3【答案】A【解析】本题考查欧姆定律的应用及电功率的计算63解析4【答案】右;变小【解析】灯泡两端电压等于额定电压时,灯泡正常发光;根据串联电路电压与电阻成正比可以确定滑动变阻器滑片向右移动;当电源电压一定时,电路电流和电路电阻成反比
5【答案】小灯泡的电阻:【答案】小灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P在A端时滑动变阻器阻值为0,灯泡最亮,此时灯正常发光:解析4【答案】右;变小【解析】灯泡两端电压等于额定电压时,64二、电流的热效应二、电流的热效应65用电器在生活中,常常需要用电产生热来为我们服务,你知道哪些用电器是利用电热来工作的吗?夏天,使用的电驱蚊器冬天,使用的电取暖器用电器在生活中,常常需要用电产生热来为我们服务,你知道哪些用66用电器使用这些用电器时,电能会转化为哪些能量?电炉使用这些用电器时,电能会转化为热能。今天我们就来学习常用的电热器。用电器使用这些用电器时,电能会转化为哪些能量?电炉使用这些用67此时电路中的电流,②在相等的时间内,当电阻相等时,电流越大,电流产生热越多。探究电流对发热的影响视频.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮A.电压表示数增大时,电流表示数也增大要研究电流大小对产生热量的影响,应该控制______________和不变,改变。今天我们就来学习常用的电热器。4.甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,甲、乙产生的热量之比是4∶3,则通过甲、乙两导体的电流之比是()探究电流产生的热量与电流是否有关探究电流产生的热量与电流是否有关6
A”,滑动变阻器标有“20
Ω1
A”字样,小灯泡标有“6
V3
W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),闭合开关,在不损坏电路元件的条件下,下列说法错误的是
()a
B.这时应将滑动变阻器的滑片P向_______方向移动,此时电流表的示数_________(填“变大”或“变小”)。电饭锅消耗的功率:P′=UI′=220伏×1.根据欧姆定律U=IR由Q=I2Rt知:Q甲<Q乙;Q=12Rt=W=Pt=Ult=U2R/tc
D.电流的热效应1、电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。2、电流热效应的实质:从能量的转化看,电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能(热能)的过程。许多用电器接通电源后,都伴有热现象发生。3、电热器:利用热效应来工作的用电器。主要元件是发热体,由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成的此时电路中的电流68思考与讨论你能列举出哪些利用电流热效应工作的用电器?电熨斗电热毯电热壶电饭煲思考与讨论你能列举出哪些利用电流热效应工作的用电器?电69思考与讨论电热水器电烘箱热的快电取暖器思考与讨论电热水器电烘箱热的快电取暖器70思考与讨论电流的热效应有什么利和弊?思考与讨论电流的热效应有什么利和弊?71思考与讨论电流的热效应有什么利和弊?优点:无污染、热效率高、方便控制和调节温度。缺点:①在家庭电路中,由于长期的电流热效应,导线外的绝缘层会加速老化,甚至会烧毁绝缘层而引发火灾;②同时,由于电流热效应,会影响家电的使用性能和寿命。
思考与讨论电流的热效应有什么利和弊?优点:无污染、热效率高、72思考与讨论为了防止电热的危害你知道电视机计算机、电动机等采取什么措施吗?电视机加散热窗,计算机、电动机等还要加风扇来散热。思考与讨论为了防止电热的危害你知道电视机计算机、电动机等采取73探究:电流产生的热量与什么因素有关1、猜想与假设(1)可能与导体电阻的大小有关,R越大,Q越大。(2)可能与电流的大小有关,I越大,Q越大。(3)可能与通电时间的长短有关,t越大,Q越大。2、实验方法:控制变量法、转化法。探究:电流产生的热量与什么因素有关1、猜想与假设74探究:电流产生的热量与什么因素有关3、实验器材:煤油、电阻丝R甲<R乙、烧瓶上插有玻璃管(或温度计)、开关、电流表、电源、导线、计时器、滑动变阻器等。思考:反映电器产热的大小利用什么方法?探究:电流产生的热量与什么因素有关3、实验器材:煤油、电阻丝75实验1研究电热器电阻的大小对产生热量的影响1、设计实验:控制变量法研究电热器电阻的大小对产生热量的影响要研究电阻对产生热量多少的影响,应该控制
和
不变,则可以让两个阻值不同的电阻串联后接入电路。实验1研究电热器电阻的大小对产生热量的影响76实验12、实验步骤(1)将2根电阻丝串联在电路中,标出2根玻璃管内液面的位置。(2)闭合开关,记下电流表的读数:_________________。(3)经过一段时间后,标出2根玻璃管内液面的位置。实验12、实验步骤775
V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率这时应将滑动变阻器的滑片P向_______方向移动,此时电流表的示数_________(填“变大”或“变小”)。2.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.图中R2是加热用的电热丝,阻值为55欧;1【答案】C【解析】本题考查电流的热效应,难度中等。求lmin内定值电阻R产生的热量?
(灯泡电阻不变)(1)【答案】由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流2【答案】D【解析】本题考查焦耳定律的实验探究。U甲>U乙,Q甲<Q乙电流的热效应有什么利和弊?主要元件是发热体,由电阻率大、U甲=U乙,Q甲=Q乙a
B.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。电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能?研究电热器电阻的大小对产生热量的影响三个相同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。实验15
V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率实验178实验1(4)比较2根玻璃管内液面上升的高度发现:当电流相等,通电时间相同时,电阻大的,液柱升高的多。3、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。实验1(4)比较2根玻璃管内液面上升的高度发现:当电流相等,79实验2探究电流产生的热量与电流是否有关1、设计实验:控制变量法要研究电流大小对产生热量的影响,应该控制______________和
不变,改变
。
2、实验步骤:(1)如图所示,在烧瓶中盛等量的煤油,烧瓶中电阻丝的电阻相同,两瓶中金属丝分别接到两节电池电池组和四节电池的电池组的电源上。实验2探究电流产生的热量与电流是否有关80实验2R乙R乙实验2R乙R乙81实验2(2)闭合开关经过相同的一段时间比较玻璃管内液面的位置。探究电流对发热的影响视频.3.结论: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。实验2(2)闭合开关经过相同的一段时间比较玻璃管内液面的位置82实验2显然,通电的时间越长,电流产生的热量就越多。实验结论:①在相等的时间内,当电流相等时,电阻越大,电流产生热越多。②在相等的时间内,当电阻相等时,电流越大,电流产生热越多。③通电时间越长,电流产生的热量就越多。实验2显然,通电的时间越长,电流产生的热量就越多。83三、焦耳定律三、焦耳定律84焦耳定律
1、焦耳定律:进一步的实验可以得出: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。这个规律叫做焦耳定律,它最先是由英国科学家焦耳发现的。焦耳定律1、焦耳定律:进一步的实验可以得出:电流通过导体85焦耳定律2.公式:Q=I2Rt电流的单位是安(A),电阻R的单位是欧(Ω),时间t的单位是秒(s)。3.热量Q的单位是焦(J)1J=1A2•Ω•s。焦耳定律2.公式:Q=I2Rt1J=1A2•Ω•86思考与讨论电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能?思考与讨论电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种用电器可以认为87题中滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测的是滑动变阻器两端的电压。在生活中,常常需要用电产生热来为我们服务,你知道哪些用电器是利用电热来工作的吗?②同时,由于电流热效应,会影响家电的使用性能和寿命。(2)在保温状态下,电饭锅消耗的功率多大?3【答案】D【解析】由于两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,由题意知:电源电压太低
D.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。3.如图所示,电源电压8
V,电压表量程“0~3
V”,电流表量程“0~0.电饭锅C.小灯泡两端电压的变化范围是5~6
VU甲<U乙,Q甲<Q乙实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮(2)可能与电流的大小有关,I越大,Q越大。电压表量程太大若电流做的功全部用来产生热量即:Q=W1.如图所示,将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封,用三个阻值不同的电阻丝(R1<R2<R3)分别给三个烧瓶中的空气加热,通电一段时间后体积变化最大的气球是
()今天我们就来学习常用的电热器。思考与讨论电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能?电吹风机工作时电能转化成热能和机械能;电熨斗工作时电能全部转化成内能,电熨斗工作时可以认为是将电能全部转化成了内能。题中滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测的是滑动变阻器两端的电压88思考与讨论电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热即:Q=W你能推导出焦耳定律吗?思考与讨论电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热即:Q=W89思考与讨论电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热即:Q=W你能推导出焦耳定律吗?若电流做的功全部用来产生热量即:Q=W又∵W=UIt根据欧姆定律U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt思考与讨论电流通过导体时,如果消耗电能全部转化为热即:Q=W90练一练例题:如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态:当自动开关S接通时,电饭锅处于加热状态,将锅内的水加热直到烧开;当自动开关S断开时,电饭锅处于保温状态。图中R2是加热用的电热丝,阻值为55欧;R1是电阻,阻值为145欧。试求:(1)在加热状态下,电饭锅正常工作30分钟产生多少热量?(2)在保温状态下,电饭锅消耗的功率多大?R1
R2220V练一练例题:如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态:当91解析解:(1)在加热状态下,开关S接通,电路中只接入电热丝R2,因此通过R2的电流:I===4安UR2220伏55欧根据焦耳定律,R2上产生的热量:Q=I2Rt=(4安)2×55欧×30×60秒=1.584×106焦(2)在保温状态下,开关S断开,电阻R1与电热丝R2相串联,假设此时电路中的电流为I′,根据串联电路的电压特点:U=U1+U2=I′R1+I′R2I′==UR1+R2220伏145欧+55欧=1.1安电饭锅消耗的功率:P′=UI′=220伏×1.1安=242瓦解析解:(1)在加热状态下,开关S接通,电路中只接入电热92思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解?思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解?93思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解?(1)算出电流后,R2上产生的热量:Q=W=UIt=220V×4安焦×30×60秒=1.584×106焦(2)电饭锅消耗的功率:思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解?94思考与讨论电能全部转化为热能时,计算焦耳热时的公式有哪些,电能没有全部转化为热能时计算焦耳热时的公式是什么?思考与讨论电能全部转化为热能时,计算焦耳热时的公式有哪些,电95思考与讨论电能全部转化为热能时,计算焦耳热时的公式有哪些,电能没有全部转化为热能时计算焦耳热时的公式是什么?1、电能全部转化为热能时,计算焦耳热时:Q=12Rt=W=Pt=Ult=U2R/t2、电能没有全部转化为热能时,Q=12Rt此时Q<W=Pt=Ult=U2R/t纯电阻电路中,电流做多少功,就是将多少电能转化成内能。思考与讨论电能全部转化为热能时,计算焦耳热时的公式有哪些,电96课堂总结1、电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。实质是电能转化为内能(热能)的过程。2、电流产生的热量有关因素:①在相等的时间内,当电流相等时,电阻越大,电流产生热越多。②在相等的时间内,当电阻相等时,电流越大,电流产生热越多。③通电时间越长,电流产生的热量就越多。3、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。这个规律叫做焦耳定。公式:Q=I2Rt课堂总结1、电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效97四、课堂练习四、课堂练习98课堂练习1.电流通过导体产生的热量,跟
成正比,跟
成正比,跟
成正比,这个规律叫做焦耳定律,表达式为
。2.一个电炉接在照明电路上,通过的电流是4A,则它的功率是
kW,它在1min内可放出的热量是
.3.下列用电器中,没有利用电流的热效应工作的是()A.电暖气
B.电风扇
C.电熨斗
D.电饭锅
课堂练习1.电流通过导体产生的热量,跟成正比99课堂练习4.甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,甲、乙产生的热量之比是4∶3,则通过甲、乙两导体的电
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