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文檔簡介
1、第十八章 第4節(jié) 焦耳定律 輔導科目物理年 級九年級教材版本人教版講義類型拔高版(適用于考試得分率高于80%的學員)教學目的1.知道電流的熱效應。2.知道焦耳定律,能夠利用焦耳定律進行簡單的計算。3. 知道電熱器發(fā)熱的原理,并能列舉出利用和防止電熱的實例。重、難點重點:能理解焦耳定律的內容、公式、單位;并會進行簡單的計算難點:用實驗探究焦耳定律授課時長建議授課時長2小時教學內容【課程導入】 電熱水器提供熱水 電暖氣提供熱量 電熨斗熨燙衣物 電烤箱烘烤食品電流的熱效應生活中,許多用電器接通電源后,都伴有熱現象產生。電流通過導體時電能轉化成內能,這種現象叫做電流的熱效應。在研究電流的熱效應時,有個
2、問題值得我們思考:電爐絲通過導線接到電路里,電爐絲和導線通過的電流相同。為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導線卻幾乎不發(fā)熱?換句話說,電流通過導體時產生熱的多少跟什么因素有關?【新知講解】知識點一:焦耳定律一、電流的熱效應1、 電流的熱效應生活中,許多用電器通電后,都伴有熱現象產生。電流通過導體時電能轉化成內能,這個現象叫做電流的熱效應。思考: 電爐絲和導線通過的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅,而導線卻幾乎不發(fā)熱?問題:電流通過導體時產生熱的多少跟什么因素有關?猜想:與“電流、電阻、時間”有關實驗:1、實驗裝置:2、實驗目的:研究電流通過導體產生的熱量跟哪些因素有關 3、實驗方法:控制變量法4、實驗原理
3、:當電流通過電阻絲時,電流產生的熱量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹,導管里面原來一樣高的液柱就會逐漸上升。電流產生的熱量越多,液面就會上升得越高。我們可以通過管中液面上升的高度比較電流產生的熱量 實驗目的研究電熱與電阻的關系研究電熱與電流的關系研究電熱與時間的關系方法:控制變量法I、t相同,比較不同阻值電阻所產生的電熱大小R、t相同,比較相同阻值的電阻,通過大小不同的電流所產生的電熱大小I、R相同,比較不同通電時間所產生的電熱大小原理電流產生的熱量使密封空氣的溫度升高,體積膨脹,導管內液面高度隨之發(fā)生變化,通過比較液面高度來判斷電熱的大小電路設計實物連接現象連接大阻值電阻導管液面高度高連接大
4、電流的導管液面高度高連接通電時間長電阻導管的液面高度高結論在通電電流和通電時間相同的條件下,電阻越大,電流產生的熱量越多。在電阻和通電時間相同的條件下,電流越大,電流產生的熱量越多在通電電流和電阻相同的條件下,通電時間越長,電流產生的熱量越多問題及說明1、實驗電阻為純電阻;2、利用歐姆定律可得出電熱與電壓關系二、焦耳定律1內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。2公式:Q = I2Rt 3單位:焦耳(J)4適用于所有電路三、電熱的利用與防止1、電熱的利用2、電熱的防止很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如:電視機的后蓋有很多孔,為了
5、通風散熱;電腦運行時要用微型風扇及時散熱等等。 四、電能與電熱的關系1.歐姆定律適用于純電阻電路,而不適用于非純電阻電路。2.當電流通過導體時,如果電能全部轉化為內能,而沒有同時轉化成其他形式的能量,那么電流產生的熱量Q 就等于消耗的電能W,即W=Q,這樣的電路,我們稱之為純電阻電路。此時:W=UIt=Q=I2Rt=U2tR P總=UI=P熱=I2R=U2R 如:電暖器,電飯鍋,電爐子等3.當電扇工作時,消耗的電能主要轉化為電機的機械能:電能=內能+機械能。此時,WQ熱,這樣的電路,我們稱之為非純電阻電路。W=UIt P總=UI ;Q=I2Rt P熱=I2R例題【例1】一只標有“6V 3W”的
6、小燈泡,接在電源電壓為12V的電路中,為使其正常發(fā)光,應(選填“串”或“并”)聯一個電阻(小燈泡燈絲電阻不變),該電阻通電20s產生的熱量是 J?!敬鸢浮浚捍?0?!窘馕觥浚河深}知,電源電壓大于燈泡的額定電壓,所以,為使該燈泡正常發(fā)光,應串聯一個電阻分壓,由串聯電路的電壓特點可得,燈泡正常發(fā)光時串聯電阻R兩端電壓:URUUL12V6V6V,因串聯電路中各處的電流相等,所以,由PUI可得,電路中的電流:IIL0.5A,由I可得,串聯電阻的阻值:R12;該電阻通電20s所產生的熱量:QI2Rt(0.5A)2×12×20s60J。£練習1、一臺直流電動機,線圈電阻為0
7、.5,接在12V的電源上時,通過的電流為2A,(1)這臺電動機工作5min消耗多少電能?(2)有多少電能轉化為機械能?解:(1)消耗的電能:W=UIt=12V×2A×300 s=7200J(2)五分鐘,電流通過電動機產生的熱量:Q = I2Rt=(2A)2×0.5 ×300 s= 6 00 J W機=W-Q=7200J-600J=6600J APSMV2、小明同學的玩具電動車上,有一微型直流電動機,小明將它接在圖示的電路中,閉合開關后,移動變阻器的滑動片P。(1)當示數為0.3V時,電動機不轉動,此時示數為0.3A。求電動機線圈的電阻是多大?(2)當示數
8、為3V時,電動機正常轉動,此時示數為0.4A。求電動機的發(fā)熱功率及對外做功的機械功率。 §知識小結 【課堂檢測】1、如圖所示,2只燒瓶內裝有煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶內各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙則利用該實驗裝置難以完成探究的是()A電流通過電熱絲時產生的熱量跟電熱絲的阻值大小有關B電流通過電熱絲時產生的熱量跟通過電熱絲的電流大小有關C電流通過電熱絲時產生的熱量跟電熱絲的通電時間長短有關D電流通過導體時產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻、通電時間成正比2、如圖是研究電流產生熱量實驗裝置的一部分,兩個透明容器內密封著等質量、同溫度的空氣,容器內的電熱絲阻值不同,在通
9、電時間相同的情況下,觀察兩個U形管中液面高度的變化。下列判斷正確的是()A如果甲比乙升高快,則通過甲容器中電阻的電流一定大B如果甲比乙升高快,則通過甲容器中的電阻一定大C如果甲比乙升高慢,則通過甲容器中電阻兩端的電壓一定大D該裝置探究的是“通電導體產生的熱量與電流的關系3、如圖所示,在接線柱間接入熔絲和銅絲,熔絲電阻大于銅絲。接通電源,閉合開關S,依次閉合各小燈泡支路的開關,可以看到電流表的示數逐漸增大;再閉合電爐絲支路的開關時,會發(fā)現熔絲被熔斷。下列說法正確的是()實驗說明電路超負荷運行會引起安全事故實驗中通過熔絲的電流大于銅絲通電相同的時間,熔絲所產生的熱量多于銅絲隨著支路開關依次閉合,熔
10、絲最終熔斷說明電流通過導體產生的熱量與電流強度有關A只有B只有C只有D都正確4、如圖為探究“焦耳定律”的實驗裝置。兩個透明容器中密封著等量的空氣,U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。將容器中的電阻絲R1、R2串聯在電路中,且R1R2下列說法正確的是()A該實驗裝置用于探究“電壓和通電時間一定時,電熱與電阻的關系”B閉合開關后,通過R1的電流大于R2的電流C閉合開關后,甲管中液面上升比乙慢D閉合開關后,要使電流增大,應將滑動變阻器滑片P向左移動5、小黃家中新購置了一臺掛式電熱水器,他查看了電熱水器說明書后,將電熱水器內部電路結構簡化成如圖所示電路圖,該熱水器設有高,中,低三檔,電熱絲R
11、148.4,電熱絲R224.2,容積為20L,使水從20加熱到70,下列說法不正確的是水的比熱容為4.2×103J/(kg)()A開關S、S1閉合,S2斷開,處于低溫檔B水從20加熱到70需要吸收的熱量4.2×106JC若利用中溫檔加熱需要4200s,則電熱轉化效率為50%D高溫檔的加熱功率2800W6、某電動標有“220V、1100W”的電動機,電阻為4,若該電動機正常工作,則1min內產生的熱量是 J,10s內該電動機消耗的電能為 J。7、某家用電熱水壺的額定功率是1.68kW,正常工作3min,該電熱水壺可將1.5kg初溫為20的水加熱到 標準大氣壓下且不計熱量損失,
12、c水4.2×103J/(kg)8、小羅和小蘭想利用如圖所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”。兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲,燒瓶A中的金屬絲是銅絲,燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲,溫度計顯示煤油的溫度。(1)這兩個燒瓶中所盛煤油的質量應該 。(2)實驗時,為了保證電流和通電時間相同,應將銅絲和鎳鉻合金絲 接入電路中。(3)實驗中,小羅發(fā)現B燒瓶中溫度計的示數升高的快。這表明:在電流和通電時間相同的情況下,導體的電阻越 ,產生的熱量越多。(4)小蘭設計了一個如圖所示的電路圖,她打算把R1和R2兩根電阻絲分別放入AB兩瓶中進行試驗,請問,她研究的可能是導體產生的熱量與 大小的關系
13、。9、某實驗小組在“探究影響電流通過電阻絲產生熱量多少的因素”時,設計了如圖所示的電路,燒瓶中盛有質量、初溫均相等的煤油,電阻絲R甲R乙(1)為了在較短的時間內達到明顯的實驗效果,選用煤油而不用水,主要是由于 ;實驗中煤油吸熱的多少是通過 來反映的(選填“溫度計示數的變化”或“加熱時間”)。(2)如圖所示電路,通電4min后,比較兩燒瓶中溫度計的示數,發(fā)現甲瓶中的溫度計示數升高的快,由此得出的實驗結論是: 。(3)完成實驗后,小明還想利用該裝置探究“水和煤油的吸熱能力”,為了完成實驗,還需要添加的測量工具是 ,目的是 ,為了使相同時間內水和煤油吸收的熱量相等,小明設計的電路必須滿足的條件是 。
14、10、如圖甲是小奇探究“影響電流熱效應因素”的實驗裝置圖。(1)如圖甲所示的裝置中小奇通過觀察 來反映電流產生熱量的多少;通電一段時間后,可知R1電阻產生熱產生熱量多,由此可以說明: 。(2)實驗過程中,小奇發(fā)現實驗現象并不明顯,可能的原因是 (一條即可)。(3)利用圖甲小奇同學想“探究電流熱效應與電流的關系”,請寫出你需要收集的證據 。(4)小奇用如圖甲所示的裝置,進一步探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”,經多次實驗測量,收集實驗數據,繪制了燒瓶中玻璃管內液面上升的高度h與電流的關系圖象,根據焦耳定律可知,圖乙中能正確反映hl關系的是 。11、洗碗機是自動清洗餐具的機器,某型號家用洗
15、碗機工作程序為首先給水箱注水,當水注滿時,停止注水并自動加熱,水溫上升到50即停止加熱,洗滌程序啟動,熱水從噴管噴出對餐具清洗、噴淋,直到洗滌過程結束,排水泵啟動,將水箱中的廢水排出,圖甲為該洗碗機的等效加熱電路圖,R為發(fā)熱電阻,其中位于水箱上部的兩個導電塊A、B組成一個開關,具有注滿水自動加熱功能(通常水是導體),圖乙為該洗碗機某次正常工作時的Pt圖象,設水箱中的水溫為20,加熱效率為80%。(1)不計水的電阻,求發(fā)熱電阻R的阻值(2)該洗碗機正常洗一次碗消耗的電能是多少?(3)已知人工洗一次碗用18kg的水,則改用洗碗機洗碗,一次可以節(jié)約多少kg的水?12、如圖是小芳設計的可調式電熱水器的
16、工作原理圖,電路由電熱管R和可調電阻器R0組成。電熱水器的工作電壓為220V,電熱管R的最大加熱功率為1100W電熱管R的阻值不變??烧{電阻器R0的阻值范圍是0132求:(1)電熱管的阻值R為多少?(2)最大加熱功率下,電熱轉化效率是90%的電熱水器,工作10min,水吸收的熱量是多少?(3)電熱水器的最小加熱功率是多大?【答案】1、D?!窘馕觥緼、由圖可知,該電路為串聯電路,電路中的電流是相同的,通電時間也相同,電阻不同,故可以探究電流通過電熱絲時產生的熱量跟電熱絲的阻值大小是否有關,故A能完成;B、圖中有滑動變阻器,移動滑片,可以改變電流的大小,故可以探究電流通過電熱絲時產生的熱量跟通過電
17、熱絲的電流大小是否有關,故B能完成;C、實驗中,可以通過控制開關來控制通電時間的長短,來判定產生熱量與通電時間的關系,故C能完成;D、實驗中可以探究電流產生的熱量與電阻、通電時間、電流大小的關系,但不能得出具體的數字關系,故D不能完成。2、B?!窘馕觥緼、如果甲比乙升高快,只能表明甲產生的熱量要多于乙產生的熱量,由圖可知,兩個電阻串聯在電路中,各處的電流是相同的,故A錯誤;B、根據公式QI2Rt可知,在電流和通電時間相同的情況下,電阻越大,產生的熱量越多,如果甲比乙升高快,則通過甲容器中的電阻一定大,故B正確;C、如果甲比乙升高慢,根據公式QI2Rt可知,在電流和通電時間相同的情況下,電阻越大
18、,產生的熱量越多,如果甲比乙升高慢,則通過甲容器中的電阻一定小,根據UIR可知,甲的電壓小,故C錯誤;D、由圖可知,兩個電阻串聯,電流和通電時間相同,電阻不同,故探究的是熱量與電阻大小的關系,故D錯誤。3、B。【解析】由圖知,小燈泡和電爐絲是并聯的,并聯電路干路電流等于各支路電流之和,所以同時工作的用電器越多,干路電流越大,干路導線產生的熱量越多,達到一定程度,會引起熔絲熔斷,甚至引發(fā)安全事故。故正確;串聯電路電流處處相等,熔絲和銅絲是串聯在干路中的,所以通過熔絲的電流等于通過銅絲的電流。故錯誤;已知熔絲電阻大于銅絲,通過的電流相同,由焦耳定律QI2Rt知,在相同時間,熔絲產生的熱量多。故正確
19、;并聯電路中,干路電流等于各支路電流之和,隨著支路開關依次閉合,干路電流逐漸增大,熔絲最終熔斷,說明電流通過導體產生的熱量與電流強度有關。故正確。4、C?!窘馕觥緼、圖中兩電阻串聯,通過的電流和通電時間相等,而電阻不同,故可研究電流產生的熱量與電阻的關系,AB錯誤;C、根據QI2Rt,因R1R2故右邊容器中電阻絲產生的熱量多,由轉換法,甲管中液面上升比乙慢,C正確;D、閉合開關后,要使電流增大,由歐姆定律,要減小電路的電阻,故應將滑動變阻器滑片P向右移動,D錯誤。5、D?!窘馕觥緼、由電路圖可知,開關S、S1閉合,S2斷開,電路中電阻最大,由P可知,功率最小,熱水器處于低溫檔,故A正確;B、由
20、可得,水的質量mV1.0×103kg/m3×20×103m320kg,水從20加熱到70需要吸收的熱量Qcmt4.2×103J/(kg×20kg×(7020)4.2×106J,故B正確;C、由電路圖可知,開關S、S2閉合,S1斷開,電熱絲R2接入電路,根據P可知,為中溫擋;中溫檔功率P中溫2000W,利用中溫檔加熱4200s,需要消耗電能WP中溫t2000W×4200s8.4×106J,電熱轉化效率×100%×100%50%,故C正確;D、閉合S、S1、S2時,R1與R2并聯,電路的總
21、電阻最小,由P可知,電路的總功率最大,熱水器處于高檔,低溫檔的加熱功率P低溫1000W,高溫檔的加熱功率P高溫P低溫+P中溫1000W+2000W3000W故D錯誤。6、6000;11000。【解析】電動機上標有“220V、1100W”,則其正常工作時的電流為:I5A;電動機正常工作,則1min內產生的熱量是:QI2Rt(5A)2×4×60s6000J;10s內該電動機消耗的電能為:WPt1100W×10s11000J;7、68?!窘馕觥坑蒔可得,電熱水壺正常工作3min消耗的電能為:WPt1680W×3×60s3.024×105J;
22、不計熱量損失,WQ3.024×105J;根據Qcm(tt0)可得:t+t0+2068。8、(1)相等;(2)串聯;(3)大;(4)電流?!窘馕觥浚?)導體產生的熱量被煤油吸收,通過溫度計升高的示數反映產生熱量的多少,所以煤油的質量應相等。(2)因為串聯電路中電流處處相等,故將銅絲和鎳鉻合金絲串聯接入電路中,可以保證電流和通電時間相等。(3)燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲,電阻大,在電流和通電時間相等時,產生的熱量多,所以B瓶中溫度計的示數升高得快,說明在電流和通電時間相同的情況下,導體的電阻越大,產生的熱量越多。(4)小蘭將R2與R3并聯;后與R1串聯,將R1和R2分別放入兩瓶中,兩個
23、電阻的阻值相同,通過R1和R2的電流不同,故她研究的可能是導體產生的熱量與電流大小的關系。9、(1)煤油的比熱容小,現象更明顯;溫度計示數的變化;(2)電流和通電時間相同時,電阻越大產生的熱量越多;(3)天平;稱量質量相等的水和煤油; R甲R乙 ?!窘馕觥浚?)根據t,相同質量的水和煤油吸熱相同,因為煤油的比熱容小,故現象更明顯,故為了在較短的時間內達到明顯的實驗效果,選用煤油而不用水;根據轉換法,實驗中煤油吸熱的多少是通過溫度計示數的變化來反映的;(2)如圖所示電路,兩電阻串聯,通過的電流相同,通電4min后,發(fā)現甲瓶中的溫度計示數升高的快,根據轉換法,說明甲中電阻絲產生的熱量多,因電阻絲R
24、甲R乙,由此得出的實驗結論是:電流和通電時間相同時,電阻越大產生的熱量越多;(3)完成實驗后,小明還想利用該裝置探究“水和煤油的吸熱能力”,根據比較不同物質吸熱能力的兩種方法,要控制不同物質的質量相同,故為了完成實驗,還需要添加的測量工具是天平,目的是稱量質量相等的水和煤油,為了使相同時間內水和煤油吸收的熱量相等,根據QI2Rt,小明設計的電路必須滿足的條件是R甲R乙。10、(1)細玻璃管中紅色液柱上升的情況;在電流和通電時間相同時,電阻越大產生的熱量越多;(2)裝置的氣密性不好;(3)相同時間、同一電阻、不同的兩個電流、對應的紅色液柱上升的高度;(4)A?!窘馕觥浚?)電流產生的熱量不容易直
25、接測出,實驗中,產生的熱量用來加熱相同的液體,液體的液柱上升的越高,表明該液體的溫度越高,吸熱越多,故實驗中通過觀察玻璃管中紅色液柱上升的情況來比較吸收熱量的多少;通電時間相同,電路是串聯電路,電流也是相同的,可知R1電阻產生熱產生熱量多,故實驗結論為:在電流和通電時間相同時,電阻越大產生的熱量越多;(2)實驗中氣球膨脹差別不大,原因很多:可能是裝置漏氣,還可能是R1、R2的阻值大小相近等;(3)探究電流熱效應與電流的關系時,應控制通電時間、電阻相同,電流的大小不同,產生的熱量不同,液柱上升的高度也不同,故需要搜集的證據有:相同時間、同一電阻、不同的兩個電流、對應的紅色液柱上升的高度;(4)小
26、紅用如圖3示的裝置,進一步探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”,要控制電阻與通電時間相同,經多次實驗測量,收集實驗數據,繪制了燒瓶中玻璃管內液面上升的高度h與電流的關系圖象,根據轉換法,煤油吸熱越多,膨脹程度越大,液柱升高的越多,且膨脹程度與吸熱多少成正比,根據焦耳定律可知,QI2Rt,Rt常數,且Rt0,故由數學知識式為Q關于I的拋物線,且開向上,圖中能正確反映hI關系的是A。11、【解析】(1)由圖乙可知,洗碗機加熱時的功率P加熱1000W,由PUI可得,發(fā)熱電阻的阻值:R48.4;(2)洗碗機注水時不消耗電能,由圖乙可知,洗碗機加熱時的功率為1000W,工作的時間為21min,洗碗
27、機加熱時消耗的電能:W加熱P加熱t(yī)加熱1000W×21×60s1.26×106J,洗碗機清洗噴淋時的功率為120W,工作時間為60min,洗碗機清洗噴淋時消耗的電能:W清噴P清噴t清噴120W×60×60s4.32×105J,洗碗機排水的功率為60W,工作的時間為1min,由P可得,洗碗機排水時消耗的電能:W排P排t排60W×60s3.6×103J,該洗碗機正常洗一次碗消耗的電能:WW加熱+W清噴+W排1.26×106J+4.32×105J+3.6×103J1.6956×10
28、6J;(3)由×100%可得,加熱過程中水吸收的熱量:Q吸W加熱1.26×106J×80%1.008×106J,由Q吸cm(tt0)可得,水箱注滿水時水的質量:m水8kg,人工洗一次碗用18kg的水,則改用該洗碗機洗碗,一次可以節(jié)約水的質量:mm水m水18kg8kg10kg。答:(1)發(fā)熱電阻為48.4;(2)該洗碗機正常洗一次碗消耗的電能是1.6956×106J;(3)已知人工洗一次碗用18kg的水,則改用洗碗機洗碗,一次可以節(jié)約10kg的水。12、【解析】(1)如圖,R0滑片移到最左端時,電路中只有電熱管R工作,電路中電阻最小,由P可知此時
29、電熱管的加熱功率最大,由P可得電熱管的阻值:R44;(2)最大加熱功率下,由P可得,工作10min,消耗的電能:WP最大t1100W×10×60s6.6×105J,由可得,水吸收的熱量:Q吸W90%×6.6×105J5.94×105J,(3)R0的滑片移到最右端時,R0全連入,此時電路中電阻最大,電流最小,電熱管的加熱功率最小,總電阻:R總R+R0最大44+132176,此時電路中電流:I1.25A,則電熱水器的最小加熱功率:P最小I2R(1.25A)2×4468.75W。答:(1)電熱管的阻值R為44;(2)水吸收的熱量是
30、5.94×105J,(3)電熱水器的最小加熱功率是68.75W?!菊n堂總結】 【家庭作業(yè)】一選擇題(共9小題)1如圖是探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置,兩個透明容器中密封著等量的空氣,形管中液面的高度的變化反應密閉空氣溫度的變化,下列說法正確的是A該實驗裝置是為了探究電流產生的熱量與電阻的關系B將左邊容器中的電阻絲換成的電阻絲后,就可以探究電流產生的熱量與電阻的關系C該實驗裝置是利用形管中液體的熱脹冷縮來反應電阻絲放出熱量的多少的D通電一段時間后,左側形管中液面的高度差比右側的大2如圖所示水平的傳送帶上放一物體,物體下表面及傳送帶上表面均粗糙,導電性能良好的彈
31、簧右端與物體及滑動變阻器滑片相連,彈簧左端固定在墻壁上,不計滑片與滑動變阻器線圈間摩擦。當傳送帶如箭頭方向運動且速度為時,物體與傳送帶將發(fā)生相對滑動。此實驗裝置不能研究的問題是A電能是否可以轉化為熱能B導體的電阻大小同哪些因素有關C通電導體放出的熱量與電阻大小是否有關D通電導體放出的熱量與電流大小是否有關3某同學探究焦耳定律,部分電路如圖所示。兩個相同的燒瓶中裝有初溫相同、質量不等的煤油,裝置左側煤油多于右側。通電一段時間后,左側溫度計示數高于右側。下列說法正確的是A通過右側電阻絲的電流比左側小B右側電阻絲的阻值比左側小C該裝置不能用于探究電流通過導體產生的熱量多少與電阻大小的關系D通過溫度計
32、的示數變化判斷電流產生熱量的多少,這種方法是控制變量法4兩個定值電阻、并聯在電路中,如圖甲所示,通過它們的電流與其兩端的電壓關系如圖乙所示。閉合開關,經過相同的時間,、產生的熱量之比為ABCD5三根相同的電熱絲分別全部串聯和全部并聯在同一電源下,它們產生相同的熱量,所需通電時間之比為ABCD6如圖所示,當滑動變阻器的滑片滑至端時,定值電阻產生熱量的用時是,當滑片滑至端時,定值電阻產生熱量的用時是,當滑片滑至的中點時,若定值電阻再產生相同熱量的用時是ABCD7如圖所示是電熱吹風機的內部電路原理圖,電熱吹風機由一個電動機和一個電熱絲并聯組成。電動機中有電流通過時會有風吹出,電熱絲中有電流通過時會有
33、熱量產生。當開關、都閉合,二者都正常工作,下列說法正確的是A電動機和電熱絲在相同時間內產生的熱量相同B電動機和電熱絲在相同時間內消耗的電能相同C電動機和電熱絲消耗的電功率相同D電動機消耗的電能大部分轉化為機械能,少部分轉化為內能8甲、乙兩個電熱器的電阻之比為,通過的電流之比為,通電時間之比為,則電流通過甲、乙兩個電熱器產生的熱量之比為ABCD9某同學用同種材料制成、兩種電熱絲,的橫截面積是的兩倍,的長度是的2倍,把兩個電熱絲接在家庭電路中,燒開同一壺水,兩次所用的時間ABCD二填空題(共7小題)10如圖,燈標有“”, ,閉合開關時,燈正常發(fā)光(燈絲的電阻不受溫度影響),電流表示數為,通電電路中
34、產生的熱量為。11如圖所示,在探究串聯電路的電壓關系實驗時,小明先用電壓表測量了電阻兩端的電壓為,然后保持電壓表接點不動,將接點的那一段導線改接到電路中的點,電壓表示數為則相同時間內,電流通過、產生的熱量之比為。12如圖,小明將兩電阻、串聯在電路中,通電一段時間后,發(fā)現甲瓶中玻璃管內紅色液柱上升的比乙高,他判斷出,請你寫出他判斷的理由。13如圖所示的電路中,電源輸出電壓恒為,燈標有“”。在滑片移動能保證電路元件全部安全的過程中,當電壓表示數為時,燈絲的電阻正好為;在燈正常發(fā)光的狀態(tài)下,通電,滑動變阻器的電阻絲將產生的熱量。14在野外沒有帶火柴和打火機,可以用干電池和口香糖紙取火。取寬約的口香糖
35、錫箔紙條,在其中部剪窄約為,如圖所示;讓錫箔紙條一端放在干電池正極,另一端放在干電池負極,用食指和拇指分別用力壓住,使干電池短路,很快就會看到錫箔紙條窄處燃燒起來,這是利用了電流的效應。如圖所示。這是因為短路時錫箔紙條中很大,錫箔紙條中部剪窄后與沒剪時相比電阻(選填“變大”、“變小”或“不變” ,所以短時間內錫箔紙窄處會產生較多電熱。15如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開關,滑動變阻器滑片從點滑到點過程中,兩個電壓表示數和電流表示數變化的圖象如圖乙所示,當滑片在點時,電阻在內產生的熱量是,該過程中電路消耗的總功率最大值為。16一臺電爐通電后電爐絲熱的發(fā)紅,與電爐絲連接的導線卻不怎么熱,這臺電
36、爐的額定電壓為,電阻為,與電爐絲連接的導線的電阻為,電爐正常工作,通過導線的電流為,導線上產生的熱量是?!敬鸢浮恳贿x擇題(共9小題)1?!窘馕觥浚?、裝置中一個的電阻與兩個的電阻并聯后再串聯,根據串聯電路的電流特點可知,右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等,即,兩個的電阻并聯,根據并聯電路的電流特點可知,兩電阻阻值相等,則支路中電流相等,所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側通過電流的一半;兩容器中電阻絲的阻值相等,但通過它們的電流不同,這是探究電流產生的熱量與電流的關系,不是探究電流產生的熱量與電阻的關系,故錯誤;、不改變導線的連接方式,將左邊容器中的電阻絲換成的電阻絲后,此時兩容器中電阻絲
37、的阻值不相等,結合前面分析可知,通過它們的電流也不同,所以不能探究電流產生的熱量與電阻的關系,故錯誤;、電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察,但容器中空氣溫度的變化會導致容器中空氣體積的變化,即可以通過形管中液面高度差的變化來反映電阻絲放出熱量的多少,故錯誤;、通電一段時間后,電阻相同,根據可知,時間和電阻相同的情況下,電流越大,產生的熱量越多,左邊的電流大,則產生的熱量多,左側形管中液面的高度差比右側的大,故正確。2?!窘馕觥浚?、小燈泡發(fā)光時電能轉化為熱能,故不符合題意;、導體的電阻大小與導體的長度有關,物體與傳送帶將發(fā)生相對滑動時可以改變導體的長度,可以探究導體電阻與導體長度的關系,故不
38、符合題意;、滑動變阻器的電阻可以改變,探究通電導體放出的熱量與電阻大小是否有關時,應控制電流相同,改變電阻,本實驗中不能控制電流相同,故符合題意;、實驗中可以通過調節(jié)滑動變阻器來改變電路中的電流,根據燈泡的發(fā)光亮度來判定產生熱量的大小,故不符合題意。3?!窘馕觥浚?、由圖知,兩電阻絲串聯,根據串聯電路的電流特點可知,各處的電流是相同的,故錯誤;、兩個相同的燒瓶中密封初溫相同的煤油,左側的煤油的質量大,通電一段時間后,做側玻璃管中液面比右側高,說明電流通過左側電阻絲產生的熱量多;電流和通電時間均相同,根據焦耳定律可知,左側電阻絲的阻值大,故正確;、由前面解答可知,通過電阻絲的電流和通電時間均相同,
39、但兩側煤油的質量是不相同的,所以無法探究電流通過導體產生的熱量多少與電阻大小的關系,故錯誤;、通過溫度計的示數變化判斷電流產生熱量的多少,這屬于轉換法,故錯誤。4。【解析】:由題知,兩電阻并聯在電路中,所以它們兩端的電壓相同,由圖乙可知,當兩電阻電壓都為時,通過、的電流之比為;根據可知,、的電阻之比為;通電時間相同,電壓相同,則根據電熱公式 可知,產生的熱量與電阻成反比,故產生熱量之比為。5?!窘馕觥浚河深}意可知,三根電熱絲的電阻相同,設三根電熱絲的電阻均為,則全部串聯時總電阻,全部并聯時總電阻,由電熱公式知,在、相同時,和成正比,則通電時間之比。6?!窘馕觥浚寒敾诙藭r,只有接入電路中,設電路中電流為,則電阻工作產生的熱量:;當滑片滑至中點時,與串聯,設此時電路中電流為,則電阻工作產生的熱量:;所以,解得:,由歐姆定律有:,解得:;當滑片在的中點時,與串聯,此時電路中電流為,設定值電阻再產生相同熱量的用時為,則,所以,解得:。7?!窘馕觥浚海?)由圖知,兩開關閉合時,電動機和電熱絲并聯,由并聯電路電壓特點知它們兩端電壓相等,但通過它們的電流不一定相等,電阻不一定相等,由可知,相同時間內產生熱量不一定相同,故錯誤;由可知,相同時
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