第十五單元電功和電熱（二）（原卷版）

第十五單元電功和電熱（二）焦耳定律電熱的利用：電熱毯、電熨斗、電烤箱等；電熱的防止：電視機(jī)后蓋有很多孔是為了通風(fēng)散熱，電腦運(yùn)行時(shí)也需要風(fēng)扇及時(shí)散熱。對(duì)于純電阻電路，電流做功消耗的全部轉(zhuǎn)化為()，這時(shí)以下公式均成立，，；對(duì)于非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為。求Q時(shí)只能用。在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流產(chǎn)生的等于；串聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成，即；并聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成，即。電熱的利用：電熱毯、電熨斗、電烤箱等；電熱的防止：電視機(jī)后蓋有很多孔是為了通風(fēng)散熱，電腦運(yùn)行時(shí)也需要風(fēng)扇及時(shí)散熱。對(duì)于純電阻電路，電流做功消耗的全部轉(zhuǎn)化為()，這時(shí)以下公式均成立，，；對(duì)于非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為。求Q時(shí)只能用。在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流產(chǎn)生的等于；串聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成，即；并聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成，即。家庭電路進(jìn)戶線：進(jìn)戶線有兩條，一條是，也叫，一條是?；鹁€與零線之間的電壓是?；鹁€與地面間的電壓為；正常情況下，零線之間和地線之間的電壓為V。電能表：裝在家庭電路的上，這樣才能測出全部家用電器消耗的?？傞_關(guān)：即或空氣開關(guān)。安裝在電能表后，控制整個(gè)電路的通斷，以便檢測電路更換設(shè)備。保險(xiǎn)絲：電路符號(hào)：。注意事項(xiàng)：不能用較粗的保險(xiǎn)絲或鐵絲、銅絲、鋁絲等代替標(biāo)準(zhǔn)的保險(xiǎn)絲。因?yàn)殂~絲的電阻，產(chǎn)生的熱量，銅的熔點(diǎn)高，不易熔斷。插座：連接家用電器，給家用電器供電。插座有和。家庭電路的連接：各種用電器都是接入電路的，插座與燈座是的，控制各用電器工作的開關(guān)與用電器是的。插座的連接：（接地是將用電器的外殼與大地連接起來，這樣若用電器的外殼漏電，可使電流通過地線流入大地，不致對(duì)人造成傷害，起到保護(hù)作用）。開關(guān)、保險(xiǎn)串聯(lián)后接入，不能接入。螺口燈座的螺旋套只允許接在上，絕不允許接在火線上。測電筆（試電筆）：用來辨別；種類：鋼筆式，螺絲刀式。使用方法：手接觸筆尾金屬體，筆尖金屬體接觸被測導(dǎo)線，觀察氖管是否發(fā)光（若發(fā)光則被測導(dǎo)線是火線）。注意：使用時(shí)手指絕不能接觸筆尖。安全用電家庭電路中電流過大的原因有：（1）各種電器集中使用；接入電路______過大；（2）線路的線徑____，電阻____，加大____；（3）電路發(fā)生短路或漏電；（4）開關(guān)電器時(shí)瞬間____增大。減少電流過大的方法：（1）各種電器____使用；（2）適當(dāng)加大線路的____，減少線路的電耗；（3）線路與電器的絕緣性能要好，避免漏電；安全用電常識(shí)：電壓越高越危險(xiǎn)：由歐姆定律可知，人體的電阻R一定，加在人體身上的電壓越大，通過人體的電流就越大。電流大到一定程度，人就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。所以電壓越高越危險(xiǎn)。高壓觸電的兩種方式：____________、________。安全用電原則不____低壓帶電體，不____高壓帶電體；更換燈泡、搬動(dòng)電器前應(yīng)____電源開關(guān)；不弄濕用電器，不損壞絕緣層；保險(xiǎn)裝置、插座、導(dǎo)線、家用電器等達(dá)到使用壽命應(yīng)及時(shí)更換。測量小燈泡的電功率原理：P=UI器材：電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、燈座、開關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)滑動(dòng)變阻器滑片P處于_____處(目標(biāo)是為了_____)；按照電路圖連接實(shí)物圖。在連接電路時(shí)先連接串聯(lián)的主電路，后連接電壓表；注意電表的連接，量程的選擇；檢查有無短、斷路故障；實(shí)驗(yàn)步驟(多次測量)：能過調(diào)節(jié)滑片P的位置，通常分三次使燈泡兩端電壓分別等于額定電壓、低于額定電壓、高于額定電壓，分別記下此時(shí)的電流表、電壓表示數(shù)和小燈泡的發(fā)光情況。得到兩個(gè)結(jié)論：因?yàn)闊襞莸臒艚z電阻隨溫度變化而變化，所以，實(shí)際電壓不同，實(shí)際功率不同，所以__________！燈泡亮度由實(shí)際電功率決定。電流的熱效應(yīng)計(jì)算電熱Q與電能W的關(guān)系在純電阻電路中，Q=W。在純電阻電路中，電流通過導(dǎo)體做功，將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以產(chǎn)生的電熱與消耗的電能相等。在非純電阻電路中，Q<W。非純電阻只有部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電熱小于用電器消耗的電能。如電動(dòng)機(jī)，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有少量電能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電熱功率：電流通過導(dǎo)體時(shí)在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少叫電熱功率，結(jié)合焦耳定律可得，電熱功率P熱=Q/t=I2R。（2022·安徽?。┤鐖D所示，電源電壓保持不變，電阻、。閉合開關(guān)，則通電，電阻產(chǎn)生的熱量為______。（2022·青海）如圖所示，是某款儲(chǔ)水式“暖手寶”，銘牌上標(biāo)有“220V440W”的字樣。接入家庭電路正常工作時(shí)的電流為___________A，此時(shí)它將___________能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，通過___________（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式使手變暖。探究電流熱效應(yīng)的因素實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法。結(jié)論：在電流和電阻相同的情況下，通電時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量越多。在電流、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。在通電時(shí)間、電阻相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。（2022·河南）如圖所示，兩個(gè)相同透明容器中密封著等量的空氣。用該裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)時(shí)，下列說法正確的是（）。A.用U形管中液面高度差反映電流產(chǎn)生熱量多少；B.通電后可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系；C.通電后可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系；D.通電一段時(shí)間后，左側(cè)U形管中液面高度差較大(2021·廣西中考真題)家庭裝修中遇到導(dǎo)線不夠長時(shí)，有的裝修師傅把兩根導(dǎo)線連接起來使用，但連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災(zāi)。這是因?yàn)榕c別處相比，連接處接觸電阻較______，電能轉(zhuǎn)化為熱的功率較______。電動(dòng)機(jī)問題在非純電阻電路中，Q<W。非純電阻只有部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電熱小于用電器消耗的電能。如電動(dòng)機(jī)，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有少量電能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2022·四川達(dá)州）如圖所示，電源電壓恒為10V，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為20Ω，直流電動(dòng)機(jī)M的額定電壓為6V，線圈電阻為2Ω。當(dāng)閉合開關(guān)S，滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)剛好正常工作，電動(dòng)機(jī)主要將電能轉(zhuǎn)化為______，此時(shí)電路中的電流為______A，整個(gè)電路通電100秒產(chǎn)生的內(nèi)能為______J。某電動(dòng)小汽車，以兩節(jié)干電池做電源，工作時(shí)的電流為1A，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為0.5Ω，2min內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是___J，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功是___J。家庭電路的組成家庭電路中各用電器是并聯(lián)的。開關(guān)和用電器串聯(lián)，開關(guān)必須串聯(lián)在火線中。與燈泡的燈座螺絲口相接的必須是零線。測電筆：用測電筆可以辨別火線和零線。使用時(shí)筆尖接觸被測的導(dǎo)線，手必須接觸筆尾的金屬體。用測電筆測火線時(shí)氖管會(huì)發(fā)光；測零線時(shí)不會(huì)發(fā)光。（2022·江西?。﹦趧?dòng)課上，同學(xué)們開展了“使用測電筆辨別火線和零線”的活動(dòng)。如圖所示，測電筆的氖管發(fā)光，說明被檢測的插孔與______相連，此時(shí)，測電筆與人體之間的連接方式是______聯(lián)。（2022·湖南衡陽）請(qǐng)用筆畫線表示導(dǎo)線，將圖中的三孔插座（插座準(zhǔn)備接大功率用電器）接入家庭電路中。（2022·湖北隨州）如圖是一個(gè)住宅戶內(nèi)的配電系統(tǒng)方框圖。下列說法中正確的是（）。A.空氣開關(guān)Q與吊燈燈泡是并聯(lián)；B.當(dāng)?shù)鯚粽０l(fā)光時(shí)，用試電筆接觸P處的導(dǎo)線氖管不會(huì)發(fā)光；C.當(dāng)站在地上的人不小心用手指接觸到插孔M內(nèi)的金屬片時(shí)，漏電保護(hù)器會(huì)迅速切斷電流，對(duì)人身起到保護(hù)作用；D.當(dāng)N處的空氣開關(guān)跳閘時(shí)，一定是空調(diào)和吊燈同時(shí)使用引起的（2022·四川遂寧）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，按照安全用電的要求，將圖中的電燈、控制電燈的開關(guān)及插座接入家庭電路中。安全用電及家庭電路故障判斷斷路，又叫開路。當(dāng)電路某處斷開，電路中無電流通過，用電器不能工作，就是斷路。包括：用電器內(nèi)部斷路、火線斷路、零線斷路。造成斷路的主要原因：電線斷開、線頭脫落、接觸不良、用電器燒壞等等。短路：電流沒有經(jīng)過用電器而直接構(gòu)成通路就是短路。包括：用電器外導(dǎo)線的短路和用電器內(nèi)部的短路。造成短路的主要原因：火線和零線用導(dǎo)線直接連接。過載：當(dāng)同時(shí)使用的用電器過多，用電器的總功率過大，使電路中的電流過大，超過電路允許通過的電流，致使保險(xiǎn)絲熔斷或燒壞電能表或造成用電器兩端電壓低于額定電壓而不能正常工作。家庭電路中電流過大的原因：①發(fā)生短路；②接入電路中的總功率過大。漏電：用電器由于長期使用或接線不當(dāng)，造成火線和其他不能帶電的導(dǎo)體直接或間接接觸，就是漏電，容易造成觸電事故。如果導(dǎo)線外層或用電器絕緣性能下降，則有電流不經(jīng)用電器而直接漏入地下，漏電會(huì)造成用電器實(shí)際功率下降，也能造成人體觸電，使用能預(yù)防漏電的發(fā)生。家庭電路中觸電的原因：一是站在地上的人觸到火線(單線觸電)，二是站在絕緣體上的人同時(shí)接觸到火線和零線(雙線觸電)。觸電急救常識(shí)：發(fā)現(xiàn)有人觸電，不能直接去拉觸電人，應(yīng)首先切斷電源或用絕緣棒使觸電人脫離電源。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，要首先切斷電源，決不能帶電潑水救火。為了安全用電，要做到不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。（2022·四川自貢）關(guān)于家庭電路和安全用電，下列說法正確的是（）。A.一旦發(fā)生觸電事故，應(yīng)先斷開電源再進(jìn)行搶救；B.使用試電筆時(shí)，手指不能接觸筆尾金屬體；C.選用插座時(shí)，所有家用電器都使用兩孔插座；D.空氣開關(guān)跳閘后，重新閉合開關(guān)就可以了（2022·湖北宜昌）在如圖所示的家庭電路中，閉合開關(guān)S，燈泡不能發(fā)光，用試電筆檢測雙孔插座左右兩孔，氛管都發(fā)光。若電路中只有一處故障，則發(fā)生故障的是（）。A.插座發(fā)生短路 B.燈泡發(fā)生短路C.de間斷路 D.ef間斷路伏安法及特殊法測量小燈泡的電功率伏安法測導(dǎo)體電阻實(shí)驗(yàn)和伏安法測小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)區(qū)別實(shí)驗(yàn)所用器材相同，電路圖基本相同，測量方法相同，記錄的數(shù)據(jù)也基本相同。區(qū)別：1．原理不同R=U/I，P=UI；2．測電阻時(shí)，為了減小誤差而應(yīng)多次測量求平均值；測電功率時(shí)，通過每組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)求出的是用電器在不同電壓下的實(shí)際功率，所以絕對(duì)不能求幾次實(shí)驗(yàn)結(jié)論的平均值(滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)作用不同)。(2023四川自貢)小周利用如圖甲所示電路，測量標(biāo)有“2.5V”字樣的燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻和電功率。請(qǐng)按要求完成下列問題：(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物圖連接完整___________；(2)連接電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表示數(shù)為零，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是：___________；(3)排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為0.5V，為使燈泡L兩端電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)向___________端(選填“A”或“B”)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，直到觀察到電壓表示數(shù)為2.5V。此時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表示數(shù)為___________A，則燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為___________Ω，電功率為___________W。一個(gè)額定電壓為3.8V小燈泡，工作時(shí)的電阻約為10Ω．小明想測量小燈泡的額定功率?，F(xiàn)有電源(電壓恒為8V)、電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，規(guī)格分別為“10Ω1A”、“50Ω0.5A”和“500Ω0.1A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)，導(dǎo)線若干。(1)為完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取規(guī)格為的滑動(dòng)變阻器。(2)圖甲是小明根據(jù)選擇的實(shí)驗(yàn)器材連接的實(shí)物圖。圖中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谶@根導(dǎo)線上打“×”，并在圖中改正。(3)正確連線后，閉合開關(guān)，滑動(dòng)變阻器滑片P移動(dòng)到某一位置，電壓表示數(shù)為2.5V，此時(shí)應(yīng)將滑片P向(選填“A”或“B”)端移動(dòng)。當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定功率是W。(4)小張?jiān)O(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路也完成了該實(shí)驗(yàn)(電源電壓不變，R阻值已知)①閉合開關(guān)S和S1，斷開S2，并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表示數(shù)為U額。②閉合開關(guān)S和S2，斷開S1，滑動(dòng)變阻器滑片P(選填“移至變阻器最左端”、“不動(dòng)”或“移至變阻器最右端”)，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U；則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=。(用U額、R、U表示)如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱跟什么因素”有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明的容器中密封著等質(zhì)量的空氣。關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A．該實(shí)驗(yàn)裝置探究的是電流產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系B．該裝置用U形管中液體熱脹冷縮來反應(yīng)電阻放熱的多少C．若容器外電阻斷路，則相同時(shí)間內(nèi)，與沒斷比，左側(cè)U形管中液面高度差小D．若將左側(cè)容器中電阻換成10Ω電阻后，可探究電流產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系(2020·福建福州市·九年級(jí)其他模擬)下列有關(guān)家庭電路和安全用電的說法正確的是()A．我國家庭電路的電壓為36VB．在觸電事故現(xiàn)場，要立即切斷電源C．冰箱使用三腳插頭，是為了防止電流過大引起火災(zāi)D．用電器的開關(guān)發(fā)生短路時(shí)，會(huì)造成空氣開關(guān)自動(dòng)斷開如圖所示，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)電燈L不亮，且保險(xiǎn)絲沒有熔斷。某同學(xué)用試電筆測試如圖的A、B、C、D四處，發(fā)現(xiàn)A、C、D這三處都能使試電筆的氖管發(fā)光，而B處不發(fā)光。那么可以判定故障是()A．火線和零線短路 B．電線AC段某處斷路C．電線BD段某處斷路 D．電燈L短路(2020·山東青島市·九年級(jí)一模)甲、乙兩電熱器電阻之比為4∶5，電流之比為2∶1，則相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量之比為()A．5∶8 B．16∶5 C．8∶5 D．5∶2如圖所示，志愿者小亮正在為社區(qū)老人家里更換燈泡。下列操作流程符合安全用電原則的是()A．摘下燈罩→更換燈泡→切斷電源→通電測試；B．切斷電源→摘下燈罩→更換燈泡→通電測試；C．更換燈泡→切斷電源→摘下燈罩→通電測試；D．摘下燈罩→切斷電源→更換燈泡→通電測試小明在打掃衛(wèi)生時(shí)不小心用濕毛巾擦拭了插座，結(jié)果插座里面打火冒煙，原因是發(fā)生了短路現(xiàn)象，即火線與________線接通了。為了節(jié)能降耗，接著他把原來的燈泡換成新的節(jié)能燈，當(dāng)開關(guān)閉合后，燈突然一亮，馬上又熄滅了，開始他以為是開關(guān)壞了，換了幾個(gè)新開關(guān)，燈還是不亮，則接上去的這盞燈節(jié)能能發(fā)生了________(選填“通路”、“斷路”或“短路”)如圖電路中，開關(guān)S由斷開到閉合時(shí)，電流表的示數(shù)由0.3A變化到0.5A，此時(shí)電壓表的示數(shù)始終為6V，則滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值為______Ω，通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量為______J。一種家用電熨斗的現(xiàn)格為“220V1100W”在額定電壓下、這種電熨斗工作時(shí)的電流是______A。正常工作1min產(chǎn)生的熱量是______J。在“探究小燈泡在不同電壓下工作時(shí)的電功率是否相同”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：電源電壓U恒為8V，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω2A“，小燈泡的額定電壓U額=2.5V，額定功率小于1.2W，兩個(gè)阻值分別為10Ω、20Ω的定值電阻R0可供選擇。（1）為使小燈泡兩端電壓有一較大的調(diào)節(jié)范圍，小聰設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖乙中實(shí)物電路的連接。（2）正確連接電路后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄的數(shù)據(jù)如表所示。當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙所示，小燈泡的額定功率為___W。12345電壓/V1.01.52.02.53.0電流/A0.240.320.380.44電功率/W（3）分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：小燈泡工作時(shí)，消耗的電功率隨電壓的增大而_____。根據(jù)數(shù)據(jù)還可判斷出，小聰在實(shí)驗(yàn)中選用的是R0=_____Ω的定值電阻。（4）完成實(shí)驗(yàn)后，愛動(dòng)腦筋的小聰又想出一種測量小燈泡額定功率的方法，設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，所用電壓表量程為“0～15V”，請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。①檢查電路無誤后，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為_____；

②滑片不動(dòng)，再將開關(guān)S1，撥至“2”，讀出電壓表示數(shù)為U0；③小燈泡的額定功率：P額=_____。（用U額、U0、R0表示）若步驟②中，在將開關(guān)S1撥至“2”時(shí)，不小心將滑片向右移動(dòng)了少許，其他操作正確，則測出的小燈泡額定功率比真實(shí)值_____（選填“偏大”或“偏小”）。A．某實(shí)驗(yàn)小組在“探究影響電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量多少的因素”時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖20所示的電路，燒瓶中盛有質(zhì)量、初溫均相等的煤油，電阻絲R甲>R乙。(1)為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，選用煤油而不用水，主要是由于_______。(2)實(shí)驗(yàn)中煤油吸熱的多少是通過_______來反映的(選填“溫度計(jì)示數(shù)的變化”或“加熱時(shí)間”)。(3)通電4min后，比較兩燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)甲瓶中的溫度計(jì)示數(shù)升高的快，由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：___