電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成　　　,跟導(dǎo)體的電阻成　　　　,跟通電時間成　　　　。?
考點(diǎn)三　電熱與電能的關(guān)系
考點(diǎn)四　電熱的利用和防止
1.利用:電爐、電飯鍋、電熱毯等。2.防止:散熱窗、散熱片、散熱孔等。
1. [2018·邵陽] 將規(guī)格都是“220 V　180 W”的一臺電冰箱、一臺電腦和一床電熱毯,分別接入同一家庭電路中,若通電時間相同,則下列說法正確的是(　　)A.電冰箱產(chǎn)生的熱量最多B.電腦產(chǎn)生的熱量最多C.電熱毯產(chǎn)生的熱量最多D.三者產(chǎn)生的熱量一樣多
[答案]C　[解析]三個電器功率相同,相同時間內(nèi)消耗的電能相同;因為電熱毯將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以電熱毯產(chǎn)生的熱量最多。故選C。
2.阻值為50 Ω的定值電阻R接在電源兩端,通過電阻R的電流為0.2 A,10 s內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量是　　　　J
探究二　運(yùn)用焦耳定律解決有關(guān)問題
3.電爐絲通過導(dǎo)線接到電路里,電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱,是因為電爐絲的　　 比導(dǎo)線大得多,根據(jù)　　　定律可知,在　　　　　　　　　　相同時,電爐絲熱得發(fā)紅,而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱。
4. [2018·廣安] 如圖24-1,燈泡L上標(biāo)有“6 V　3 W”字樣(不計燈絲電阻的變化),電源電壓6 V且保持不變,定值電阻R=8 Ω,只閉合S1和S3,電阻R在100 s時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是　　　　J;電路在工作狀態(tài)下,整個電路消耗的最小功率是　　　　W。?
[答案] 450　1.8　
6.圖24-2是一個玩具汽車上的控制電路,小明對其進(jìn)行測量和研究發(fā)現(xiàn):電動機(jī)的線圈電阻為1 Ω,保護(hù)電阻R為4 Ω,當(dāng)閉合開關(guān)S后,兩電壓表的示數(shù)分別為6 V和2 V,則(　　)A.電路中電流為4 A,電源電壓為6 VB.電動機(jī)的功率為16 W,它兩端的電壓為4 VC.在1 min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生熱量60 J、電動機(jī)消耗電能120 JD.電動機(jī)工作時將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,若將電阻R換成滑動變阻器,可調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速
7.如圖24-3 Ⅰ所示是某家用電熱水壺內(nèi)部的電路簡化結(jié)構(gòu)圖,其中R1、R2為阻值相同的電熱絲,有圖Ⅱ甲、乙、丙、丁四種不同的連接方式,該電熱水壺加熱有高溫、中溫、低溫三擋,中溫?fù)醯念~定功率為500 W。(1)電熱水壺調(diào)至中溫?fù)跽＜訜?將2 kg溫度為30 ℃的水燒開(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)需要20 min,求水所吸收的熱量及電熱水壺的效率。[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)](2)求電熱水壺高溫?fù)醯念~定功率。(3)若某次電熱水壺用高溫?fù)跫訜?.1 h,耗電0.09 kW·h,通過計算判斷此時電熱水壺是否正常工作。
7.如圖24-3 Ⅰ所示是某家用電熱水壺內(nèi)部的電路簡化結(jié)構(gòu)圖,其中R1、R2為阻值相同的電熱絲,有圖Ⅱ甲、乙、丙、丁四種不同的連接方式,該電熱水壺加熱有高溫、中溫、低溫三擋,中溫?fù)醯念~定功率為500 W。(1)電熱水壺調(diào)至中溫?fù)跽＜訜?將2 kg溫度為30 ℃的水燒開(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)需要20 min,求水所吸收的熱量及電熱水壺的效率。[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)]
7.如圖24-3 Ⅰ所示是某家用電熱水壺內(nèi)部的電路簡化結(jié)構(gòu)圖,其中R1、R2為阻值相同的電熱絲,有圖Ⅱ甲、乙、丙、丁四種不同的連接方式,該電熱水壺加熱有高溫、中溫、低溫三擋,中溫?fù)醯念~定功率為500 W。(2)求電熱水壺高溫?fù)醯念~定功率。
7.如圖24-3 Ⅰ所示是某家用電熱水壺內(nèi)部的電路簡化結(jié)構(gòu)圖,其中R1、R2為阻值相同的電熱絲,有圖Ⅱ甲、乙、丙、丁四種不同的連接方式,該電熱水壺加熱有高溫、中溫、低溫三擋,中溫?fù)醯念~定功率為500 W。(3)若某次電熱水壺用高溫?fù)跫訜?.1 h,耗電0.09 kW·h,通過計算判斷此時電熱水壺是否正常工作。
8. [2018·廣安] 電飯鍋是家中常用的用電器,下表是小宇家中一臺電飯鍋的銘牌,其內(nèi)部簡化電路結(jié)構(gòu)如圖24-4所示,其中R1和R2都是電熱絲(不考慮溫度對電阻的影響)。(1)電飯鍋正常工作時,在加熱狀態(tài)下的總電流是多少?(2)電阻R2的阻值是多少?(3)一天,小宇斷開家中其他用電器,只接通電飯鍋且處于加熱狀態(tài),發(fā)現(xiàn)家中標(biāo)有“220 V　10(20) A　3000 r/(kW·h)”的電能表5 min內(nèi)轉(zhuǎn)了200圈,求電飯鍋此時的實(shí)際加熱功率是多少。
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8. [2018·廣安] 電飯鍋是家中常用的用電器,下表是小宇家中一臺電飯鍋的銘牌,其內(nèi)部簡化電路結(jié)構(gòu)如圖24-4所示,其中R1和R2都是電熱絲(不考慮溫度對電阻的影響)。(3)一天,小宇斷開家中其他用電器,只接通電飯鍋且處于加熱狀態(tài),發(fā)現(xiàn)家中標(biāo)有“220 V　10(20) A　3000 r/(kW·h)”的電能表5 min內(nèi)轉(zhuǎn)了200圈,求電飯鍋此時的實(shí)際加熱功率是多少。
【設(shè)計和進(jìn)行實(shí)驗】1.被加熱的物質(zhì)選用空氣(或煤油)的原因:空氣受熱膨脹明顯(煤油比熱容小),能使實(shí)驗現(xiàn)象明顯。2.選擇被加熱物質(zhì)時需要保證物質(zhì)的種類相同、質(zhì)量相同、初溫相同。3.轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用:通過U形管中液面高度的變化(或溫度計示數(shù)的變化)反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少。
突破　探究電熱的影響因素
4.控制變量法的應(yīng)用:①探究電熱與電流的關(guān)系時,控制電熱絲的電阻與通電時間相同,改變通過電熱絲的電流大小;②探究電熱與電阻的關(guān)系時,控制通過電熱絲的電流與通電時間相同,選擇兩電阻不同的電熱絲;③探究電熱與通電時間的關(guān)系時,控制電熱絲的電阻和通過的電流相同,改變通電時間的長短。5.多次測量的目的:使實(shí)驗結(jié)論具有普遍性。
【實(shí)驗結(jié)論】6.實(shí)驗結(jié)論:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比,與導(dǎo)體的電阻成正比,與通電時間成正比。
例 小華、小玲分別設(shè)計了兩個裝置,用來探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。兩個透明的容器中密封著等量的空氣。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,把圖24-5甲中兩個容器中的電阻絲連接到電路中。
例 小華、小玲分別設(shè)計了兩個裝置,用來探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。兩個透明的容器中密封著等量的空氣。(2)實(shí)驗中,電流產(chǎn)生熱量的多少是通過　　　　　　　　　　　體現(xiàn)出來的,可知他們在實(shí)驗探究過程中使用了　　　　法。
例 小華、小玲分別設(shè)計了兩個裝置,用來探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。兩個透明的容器中密封著等量的空氣。(3)小華按如圖甲將兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端,他探究的是導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與　　　的關(guān)系,這樣做的好處是　　　　　　　　 　 。連接好電路,閉合開關(guān),通電一段時間后,　　　側(cè)U形管液面高度變化大,得出的結(jié)論是　 ?。
保證電流與通電時間相同
在電流和通電時間相同的情況下,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多
例 小華、小玲分別設(shè)計了兩個裝置,用來探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。兩個透明的容器中密封著等量的空氣。(4)小玲設(shè)計的兩容器中的電阻絲電阻一樣大,并在其中一個容器的外部并聯(lián)了一個電阻絲,如圖乙所示,這是為了探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與　　　 的關(guān)系。通電一段時間后發(fā)現(xiàn)　　　 　側(cè)U形管液面高度變化大,得出的結(jié)論是　?　 。?
在電阻和通電時間相同的情況下,通過電阻的電流越大,產(chǎn)生的熱量越多
例 小華、小玲分別設(shè)計了兩個裝置,用來探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。兩個透明的容器中密封著等量的空氣。(5)若要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系,實(shí)驗中還需要的測量器材是　　　　。?(6)通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)其中一個U形管中液面的高度幾乎不變,出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是　　　　　　　　　 。?
(7)在A、B兩燒瓶中,相同的時間內(nèi),　　　　燒瓶中的電阻產(chǎn)生的熱量多。?
小輝和小王也想探究電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。小輝連接了如圖24-6所示的電路進(jìn)行實(shí)驗,裝置中三個完全相同的燒瓶A、B、C內(nèi)都盛有質(zhì)量和初溫均相等的液體,其中A、B燒瓶中裝的是水,C燒瓶中裝的是煤油,A、B、C三個燒瓶中電阻絲的阻值分別為RA、RB、RC,且RA>RB=RC。閉合開關(guān)S通電一定時間后:(均不計熱損失,比熱容c水>c煤油)?
(8)利用　 　 兩燒瓶可探究不同物質(zhì)的吸熱能力,這兩個燒瓶加熱相同的時間,　　　　燒瓶中溫度計的示數(shù)高。?
(9)小王用如圖24-7Ⅰ所示的裝置進(jìn)行探究,經(jīng)過多次實(shí)驗測量,收集實(shí)驗數(shù)據(jù),給制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流I的關(guān)系圖像。根據(jù)焦耳定律可知,圖Ⅱ中能正確反映h-I關(guān)系的是　　　　。?

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