第十五单元电功和电热（二）（原卷版）

第十五单元电功和电热（二）焦耳定律电热的利用：电热毯、电熨斗、电烤箱等；电热的防止：电视机后盖有很多孔是为了通风散热，电脑运行时也需要风扇及时散热。对于纯电阻电路，电流做功消耗的全部转化为()，这时以下公式均成立，，；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为。求Q时只能用。在串联电路和并联电路中，电流产生的等于；串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成，即；并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成，即。电热的利用：电热毯、电熨斗、电烤箱等；电热的防止：电视机后盖有很多孔是为了通风散热，电脑运行时也需要风扇及时散热。对于纯电阻电路，电流做功消耗的全部转化为()，这时以下公式均成立，，；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为。求Q时只能用。在串联电路和并联电路中，电流产生的等于；串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成，即；并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成，即。家庭电路进户线：进户线有两条，一条是，也叫，一条是。火线与零线之间的电压是。火线与地面间的电压为；正常情况下，零线之间和地线之间的电压为V。电能表：装在家庭电路的上，这样才能测出全部家用电器消耗的。总开关：即或空气开关。安装在电能表后，控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。保险丝：电路符号：。注意事项：不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻，产生的热量，铜的熔点高，不易熔断。插座：连接家用电器，给家用电器供电。插座有和。家庭电路的连接：各种用电器都是接入电路的，插座与灯座是的，控制各用电器工作的开关与用电器是的。插座的连接：（接地是将用电器的外壳与大地连接起来，这样若用电器的外壳漏电，可使电流通过地线流入大地，不致对人造成伤害，起到保护作用）。开关、保险串联后接入，不能接入。螺口灯座的螺旋套只允许接在上，绝不允许接在火线上。测电笔（试电笔）：用来辨别；种类：钢笔式，螺丝刀式。使用方法：手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触被测导线，观察氖管是否发光（若发光则被测导线是火线）。注意：使用时手指绝不能接触笔尖。安全用电家庭电路中电流过大的原因有：（1）各种电器集中使用；接入电路______过大；（2）线路的线径____，电阻____，加大____；（3）电路发生短路或漏电；（4）开关电器时瞬间____增大。减少电流过大的方法：（1）各种电器____使用；（2）适当加大线路的____，减少线路的电耗；（3）线路与电器的绝缘性能要好，避免漏电；安全用电常识：电压越高越危险：由欧姆定律可知，人体的电阻R一定，加在人体身上的电压越大，通过人体的电流就越大。电流大到一定程度，人就会发生危险。所以电压越高越危险。高压触电的两种方式：____________、________。安全用电原则不____低压带电体，不____高压带电体；更换灯泡、搬动电器前应____电源开关；不弄湿用电器，不损坏绝缘层；保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换。测量小灯泡的电功率原理：P=UI器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干。实验注意事项：开关应处于状态滑动变阻器滑片P处于_____处(目标是为了_____)；按照电路图连接实物图。在连接电路时先连接串联的主电路，后连接电压表；注意电表的连接，量程的选择；检查有无短、断路故障；实验步骤(多次测量)：能过调节滑片P的位置，通常分三次使灯泡两端电压分别等于额定电压、低于额定电压、高于额定电压，分别记下此时的电流表、电压表示数和小灯泡的发光情况。得到两个结论：因为灯泡的灯丝电阻随温度变化而变化，所以，实际电压不同，实际功率不同，所以__________！灯泡亮度由实际电功率决定。电流的热效应计算电热Q与电能W的关系在纯电阻电路中，Q=W。在纯电阻电路中，电流通过导体做功，将电能全部转化成内能，所以产生的电热与消耗的电能相等。在非纯电阻电路中，Q<W。非纯电阻只有部分电能转化为内能，所以电热小于用电器消耗的电能。如电动机，电能主要转化为机械能，有少量电能会转化为内能。电热功率：电流通过导体时在单位时间内产生热量的多少叫电热功率，结合焦耳定律可得，电热功率P热=Q/t=I2R。（2022·安徽省）如图所示，电源电压保持不变，电阻、。闭合开关，则通电，电阻产生的热量为______。（2022·青海）如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为___________A，此时它将___________能转化为内能，通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。探究电流热效应的因素实验方法：控制变量法和转换法。结论：在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。（2022·河南）如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（）。A.用U形管中液面高度差反映电流产生热量多少；B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系；C.通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系；D.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大(2021·广西中考真题)家庭装修中遇到导线不够长时，有的装修师傅把两根导线连接起来使用，但连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是因为与别处相比，连接处接触电阻较______，电能转化为热的功率较______。电动机问题在非纯电阻电路中，Q<W。非纯电阻只有部分电能转化为内能，所以电热小于用电器消耗的电能。如电动机，电能主要转化为机械能，有少量电能会转化为内能。（2022·四川达州）如图所示，电源电压恒为10V，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，直流电动机M的额定电压为6V，线圈电阻为2Ω。当闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，电动机主要将电能转化为______，此时电路中的电流为______A，整个电路通电100秒产生的内能为______J。某电动小汽车，以两节干电池做电源，工作时的电流为1A，电动机线圈电阻为0.5Ω，2min内电动机产生的热量是___J，电动机输出的机械功是___J。家庭电路的组成家庭电路中各用电器是并联的。开关和用电器串联，开关必须串联在火线中。与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。测电笔：用测电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线，手必须接触笔尾的金属体。用测电笔测火线时氖管会发光；测零线时不会发光。（2022·江西省）劳动课上，同学们开展了“使用测电笔辨别火线和零线”的活动。如图所示，测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与______相连，此时，测电笔与人体之间的连接方式是______联。（2022·湖南衡阳）请用笔画线表示导线，将图中的三孔插座（插座准备接大功率用电器）接入家庭电路中。（2022·湖北随州）如图是一个住宅户内的配电系统方框图。下列说法中正确的是（）。A.空气开关Q与吊灯灯泡是并联；B.当吊灯正常发光时，用试电笔接触P处的导线氖管不会发光；C.当站在地上的人不小心用手指接触到插孔M内的金属片时，漏电保护器会迅速切断电流，对人身起到保护作用；D.当N处的空气开关跳闸时，一定是空调和吊灯同时使用引起的（2022·四川遂宁）请用笔画线代替导线，按照安全用电的要求，将图中的电灯、控制电灯的开关及插座接入家庭电路中。安全用电及家庭电路故障判断断路，又叫开路。当电路某处断开，电路中无电流通过，用电器不能工作，就是断路。包括：用电器内部断路、火线断路、零线断路。造成断路的主要原因：电线断开、线头脱落、接触不良、用电器烧坏等等。短路：电流没有经过用电器而直接构成通路就是短路。包括：用电器外导线的短路和用电器内部的短路。造成短路的主要原因：火线和零线用导线直接连接。过载：当同时使用的用电器过多，用电器的总功率过大，使电路中的电流过大，超过电路允许通过的电流，致使保险丝熔断或烧坏电能表或造成用电器两端电压低于额定电压而不能正常工作。家庭电路中电流过大的原因：①发生短路；②接入电路中的总功率过大。漏电：用电器由于长期使用或接线不当，造成火线和其他不能带电的导体直接或间接接触，就是漏电，容易造成触电事故。如果导线外层或用电器绝缘性能下降，则有电流不经用电器而直接漏入地下，漏电会造成用电器实际功率下降，也能造成人体触电，使用能预防漏电的发生。家庭电路中触电的原因：一是站在地上的人触到火线(单线触电)，二是站在绝缘体上的人同时接触到火线和零线(双线触电)。触电急救常识：发现有人触电，不能直接去拉触电人，应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。发生火灾时，要首先切断电源，决不能带电泼水救火。为了安全用电，要做到不接触低压带电体，不靠近高压带电体。（2022·四川自贡）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（）。A.一旦发生触电事故，应先断开电源再进行抢救；B.使用试电笔时，手指不能接触笔尾金属体；C.选用插座时，所有家用电器都使用两孔插座；D.空气开关跳闸后，重新闭合开关就可以了（2022·湖北宜昌）在如图所示的家庭电路中，闭合开关S，灯泡不能发光，用试电笔检测双孔插座左右两孔，氛管都发光。若电路中只有一处故障，则发生故障的是（）。A.插座发生短路 B.灯泡发生短路C.de间断路 D.ef间断路伏安法及特殊法测量小灯泡的电功率伏安法测导体电阻实验和伏安法测小灯泡的电功率实验区别实验所用器材相同，电路图基本相同，测量方法相同，记录的数据也基本相同。区别：1．原理不同R=U/I，P=UI；2．测电阻时，为了减小误差而应多次测量求平均值；测电功率时，通过每组实验的数据求出的是用电器在不同电压下的实际功率，所以绝对不能求几次实验结论的平均值(滑动变阻器的调节作用不同)。(2023四川自贡)小周利用如图甲所示电路，测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率。请按要求完成下列问题：(1)请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整___________；(2)连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是：___________；(3)排除故障后进行实验，闭合开关S，发现电压表的示数为0.5V，为使灯泡L两端电压达到额定电压，应向___________端(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片P，直到观察到电压表示数为2.5V。此时，电流表示数如图乙所示，电流表示数为___________A，则灯泡L正常发光时的电阻为___________Ω，电功率为___________W。一个额定电压为3.8V小灯泡，工作时的电阻约为10Ω．小明想测量小灯泡的额定功率。现有电源(电压恒为8V)、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为“10Ω1A”、“50Ω0.5A”和“500Ω0.1A”的滑动变阻器各一个，导线若干。(1)为完成实验，应该选取规格为的滑动变阻器。(2)图甲是小明根据选择的实验器材连接的实物图。图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并在图中改正。(3)正确连线后，闭合开关，滑动变阻器滑片P移动到某一位置，电压表示数为2.5V，此时应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动。当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率是W。(4)小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验(电源电压不变，R阻值已知)①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器使电压表示数为U额。②闭合开关S和S2，断开S1，滑动变阻器滑片P(选填“移至变阻器最左端”、“不动”或“移至变阻器最右端”)，读出此时电压表示数为U；则小灯泡额定功率的表达式P额=。(用U额、R、U表示)如图是探究“电流通过导体时产生的热跟什么因素”有关的实验装置，两个透明的容器中密封着等质量的空气。关于这一实验，下列说法正确的是()A．该实验装置探究的是电流产生的热与电阻的关系B．该装置用U形管中液体热胀冷缩来反应电阻放热的多少C．若容器外电阻断路，则相同时间内，与没断比，左侧U形管中液面高度差小D．若将左侧容器中电阻换成10Ω电阻后，可探究电流产生的热与电阻的关系(2020·福建福州市·九年级其他模拟)下列有关家庭电路和安全用电的说法正确的是()A．我国家庭电路的电压为36VB．在触电事故现场，要立即切断电源C．冰箱使用三脚插头，是为了防止电流过大引起火灾D．用电器的开关发生短路时，会造成空气开关自动断开如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。某同学用试电笔测试如图的A、B、C、D四处，发现A、C、D这三处都能使试电笔的氖管发光，而B处不发光。那么可以判定故障是()A．火线和零线短路 B．电线AC段某处断路C．电线BD段某处断路 D．电灯L短路(2020·山东青岛市·九年级一模)甲、乙两电热器电阻之比为4∶5，电流之比为2∶1，则相同时间内产生热量之比为()A．5∶8 B．16∶5 C．8∶5 D．5∶2如图所示，志愿者小亮正在为社区老人家里更换灯泡。下列操作流程符合安全用电原则的是()A．摘下灯罩→更换灯泡→切断电源→通电测试；B．切断电源→摘下灯罩→更换灯泡→通电测试；C．更换灯泡→切断电源→摘下灯罩→通电测试；D．摘下灯罩→切断电源→更换灯泡→通电测试小明在打扫卫生时不小心用湿毛巾擦拭了插座，结果插座里面打火冒烟，原因是发生了短路现象，即火线与________线接通了。为了节能降耗，接着他把原来的灯泡换成新的节能灯，当开关闭合后，灯突然一亮，马上又熄灭了，开始他以为是开关坏了，换了几个新开关，灯还是不亮，则接上去的这盏灯节能能发生了________(选填“通路”、“断路”或“短路”)如图电路中，开关S由断开到闭合时，电流表的示数由0.3A变化到0.5A，此时电压表的示数始终为6V，则滑动变阻器R2连入电路的阻值为______Ω，通电1min电阻R1产生的热量为______J。一种家用电熨斗的现格为“220V1100W”在额定电压下、这种电熨斗工作时的电流是______A。正常工作1min产生的热量是______J。在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω2A“，小灯泡的额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为___W。12345电压/V1.01.52.02.53.0电流/A0.240.320.380.44电功率/W（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而_____。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0=_____Ω的定值电阻。（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为_____；

②滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；③小灯泡的额定功率：P额=_____。（用U额、U0、R0表示）若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”）。A．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20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_______。(2)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”)。(3)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：___