第五节 焦耳定律 【A层 基础必会】 考点一 探究电流通过导体产生的热量和哪些因素有关 1.在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,实验装置如图,电阻丝R1>R2。 (1)实验中,通过观察 温度计示数 来比较电阻丝产生热量的多少,此方法称为 转换法 。 (2)为了使实验现象明显便于观察,应选择比热容较 小 的液体,如:煤油。 (3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最 右 (选填“左”或“右”)端;目的是防止电路中的 电流 过大,烧坏电路元件。 (4)实验装置中,两电阻丝是 串 联的;实验目的是探究电流产生的热量与 电阻 的关系。 (5)闭合开关,发现电流表无示数,移动滑片,现象没有改变,于是同学猜想,电路可能某处 断路 (选填“断路”或“短路”)。 (6)排除故障后,通电一会儿,观察到甲瓶中的温度计的示数较乙的高,说明电阻丝 R1 (选填“R1”或“R2”)产生的热量较多。 (7)结论:在 电流 和通电时间相同时,导体电阻越大,电流产生的热量越 多 。 考点二 焦耳定律及其应用 2.最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系的科学家是 焦耳 。有一个导体的电阻是2 Ω,当它通过5 A的电流时,60 s能产生 3 000 J的热量。 3.小明在一次野炊活动中,由于没带火柴,他将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正负两极上,如图所示,锡箔纸较窄处就会先燃烧起来。这是因为较窄处 电阻 较大,根据 焦耳定律 可知,相同时间内产生的热量较多。 4.某电炉丝电阻为100 Ω,通电10秒钟产生热量4×103 J,则通过电炉丝的电流是(A) A.2 A B.4 A C.20 A D.40 A 5.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝R1的阻值为10 Ω。当开关S闭合后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.4 A。求: (1)通电10 s电阻丝R1产生的热量; (2)通电1 min整个电路产生的热量。 解:(1)闭合开关后,R1和R2串联,电流处处相等,通电10 s电阻丝R1产生的热量:Q=I2R1t=(0.4 A)2×10 Ω×10 s=16 J。 (2)由I=得,R1两端的电压: U1=IR1=0.4 A×10 Ω=4 V, 根据串联电路电压规律可知,电源电压: U=U1+U2=4 V+2 V=6 V, 电路是纯电阻电路,整个电路1 min产生的热量:Q=W=UIt=6 V×0.4 A×60 s=144 J。 考点三 电热的利用和防止 6.下列生活中的用电器不是利用电热工作的是(C) A.电炉 B.电熨斗 C.电风扇 D.电饭锅 7.(2022·滨州质检)下列事例属于防止电流热效应产生危害的是 (D) A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B.家里使用电热水壶烧水 C.小明妈妈用电熨斗熨衣服 D.电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温 易错点 不能正确辨别电功和电热的关系 8.现有一台电动机,当电动机两端加220 V电压时,通过电动机线圈的电流为50 A。若已知该电动机线圈的电阻是0.4 Ω,通电1 min该电动机消耗 6.6×105 J的电能,线圈产生 6×104 J的热量,该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是 90.9% 。 【B层 能力提升】 9.小明仔细观察家中的电视机、电风扇、电烙铁和节能灯四种电器,发现它们上面都标有“220 V 40 W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同的时间,则产生的热量最多的是 (C) A.电视机 B.电风扇 C.电烙铁 D.节能灯 10. (2022·烟台中考)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6 V 6 W”字样。闭合开关S1,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为 6 Ω;再闭合开关S2,前后两次电流表的示数之比为2∶3,则电阻R的阻值为 12 Ω,电阻R在10 s内产生的热量为 30 J。 11.同学们在探究“电流通过导体产生的热量的多少与什么因素有关”,实验小组同学猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。 甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封 ... ...
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