第九讲：焦耳定律及电热.doc

第九讲 焦耳定律及电热专题【考点自测】一、 电热及焦耳定律的比较 电功W（焦耳J）定义电流通过用电器做功就是将电能转化为其他形式的能；公式定义式W= 电流在某段电路上所做的功与 、 、 都成正比；推导式W=I2Rt=（U2/R）t=Pt只适用于 电路单位焦耳（J）1千瓦时（kw·h）=1度= 焦耳测量仪器电能表俗称电度表，用以读取用电器消耗 多少的仪表；电功 实质电流做功的过程，实质就是 能转化为 的过程；焦耳定律Q（焦耳J）内容电流通过导体时放出的热量Q与 、 、 成正比；公式定义式Q= 电流通过用电器做功，将 能转化为 能；推导式Q=W=UIt=Pt=（U2/R）t只适用于纯电阻电路；电流做功（电能）全部转化为内能（热能、光能）；单位焦耳（J）二、电和热1．电流的热效应：电流通过导体时 要转化成 ，这个现象叫电流的热效应2．电流热效应的的发热功率与电阻的关系：P热=I2R．3．电热的利用和防止：①电热器是利用电流的热效应制成的加热设备，主要组成部分发热体是由电阻 、熔点 的合金丝绕在绝缘材料上做成的。

②装风扇和安散热窗等，是为了加快散热，防止电热的危害经典考题】例1． 电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”字样，将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表指示灯闪烁了300次．该用电器在上述时间内消耗的电能为__________kW·h，它的电功率是__________W 同步练习（一）：1．小华家电能表4月底的示数为，5月底的示数为则小华家5月份消耗的电能_____________kW·h，应付电费________元(按每度电均价 0．5元计算)． 例2.人类正面临能源危机，为选用节能交通信号灯的灯源，实验室通过实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同有关数据如下表二种灯LED灯白炽灯发光原理二极管发光钨丝高温发光额定电压24伏220伏响应时间10-9秒10-3秒额定功率12瓦100瓦（1）请根据以上材料说明使用LED灯的两个优点 ①______________；②______________（2）LED灯正常工作时的电流是______________A．每天正常工作10小时，使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为________kW·h例3.有一海尔电热水器铭牌如右表：（1）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，从而降低异常情况下经过人体的电流值。

经过防电墙处理后，人体承受的电压不高于12V，如图19所示，这就保证了人体安全人体的最大电阻约为20MΩ，求防电墙的电阻大约是多少？（2）如果该电热水器在10min内产生的热量为7.8×105J,求电热水器的实际功率和电路的实际电压？同步练习（二）：1.（08江苏镇江）如图所示电路，电源电压不变，R1=40Ω，R2=60Ω，通过R1的电流I1=0.3A，求： (1)电路的总电阻 (2)电源电压 (3)R2消耗的电功率 (4)通电1min，电阻R1上产生的热量例3.培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行图12是研究性学习小组的同学设计的恒温箱他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中，测得其实际功率为27W电热丝阻值不随温度变化）请你解答下列问题：（1）（1分）电热丝是利用电流的______效应工作的2）通过电热丝R的电流为多大？（3）为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W在不改变电源电压和原电热丝的情况下，需在箱内串联一段多大阻值的电热丝？【检测反馈】1．有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示．把它们串联在电路中，如图（乙）所示．闭合开关S,这时电流表的示数为0. 4A,则电源电压和元件B的电功率分别是（ ） A. 2.0V 0.8 W B. 2.5V 1.0W C. 4.5V 1.0 W D. 4.5V 1.8W2．以下涉及家庭电路中的一些做法，符合要求的是（ ） A．电冰箱和照明电灯是以串联方式接入电路的 B．控制家用电器的开关必须安装在火线上 C．使用测电笔时，手应与笔尖金属电极接触 D．电路中应尽可能选择粗的熔丝3．家用电吹风由电动机和电热丝等组成．为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热：电热丝不发热时，电动机仍能工作．下列电路中符合要求的是（ ）4．如图所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．闭合开关S后，在滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中A．电流表A1的示数变小B．电流表A2的示数变大C．电压表V的示数变小D．电灯的亮度变暗5．今年四月，美国《科学》杂志发表“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的评述。

这表明，在新超导体研究领域，我国取得了令人瞩目的成就假如人们已研制出常温下的超导体，则可以用它制作 （ ） A．家用保险丝 B．白炽灯泡的灯丝 C．电炉的电阻丝 D．远距离输电导线6．小红的妈妈从市场上买了一只廉价台灯，装上“220V 25W”的灯泡后，将插头插入家庭电路的时，室内电灯立即全部熄灭原因可能是（ ）A.插头与插座接触不良 B.灯泡的灯丝断了C.台灯的灯座内短路 D.台灯的插头内断路7．田甜同学在家发现客厅白炽灯的发光比房间白炽灯的发光亮，对这种现象判断正确的是（ ）A.客厅白炽灯灯丝的电流大 B.客厅白炽灯灯丝的电阻大C.客厅白炽灯两端的电压大 D.以上判断都有可能8．如图所示，电路中的电源电压相同且保持不变，所有的灯泡规格相同，且不考虑温度对电阻的影响，闭合开关，以下比较a，b、d三灯实际功率的大小关系式中正确的是（ ） A．Pa= Pd= Pb B．Pa> Pd> Pb C．Pa= Pd> Pb D．Pa< Pd= Pb9．如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则电路中的电流为 A，电动机的功率为 W。

10．一只标有 “2．5V 0．3A”的小电灯和滑动变阻器串联接在电压为6V的电源两端调节滑动变阻器使小电灯两端电压为 V时，灯正常发光．此时灯1min消耗的电能为 J；再调节滑动变阻器使灯两端电压力1．5V时．灯的亮度与正常发光相比 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)．11．电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”字样，将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表指示灯闪烁了300次．该用电器在上述时间内消耗的电能为 __________kW·h，它的电功率是__________W12．某灯泡上标有“PZ220 40”的字样，“PZ”表示普通白炽灯，它的额定功率是______________W，正常发光时灯丝的电阻是_______Ω、工作电流是_______A13． 小刚在“测量小灯泡的功率”实验中，所用电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2．5V．(1)小刚的实验电路如题31图所示，但连接不完整． 请你用笔划线代替导线，帮他完成电路连接．(2)电路连接完整后，闭合开关，当向右移动变阻器的 滑片P时，电压表的示数将____________，电流表 的示数将__________．(3)实验记录电表示数如下表．分析表中数据．可知小 灯泡L的额定功率为____________W．实验次数电压表示数/V电流表示数/V12.00.1722.50.2033.00.22 (4)实验过程中，由于不小心造成灯泡短路，则电路中可能出现的现象是(说出两条)① _______ _____________ ；② _________ ________．14．为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图23所示的实验器材，其中A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，将选择好的铜丝和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计分别测量两瓶中煤油的温度．(1)实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中，这是为了控制 相同；(2)绐图中的装置通电一段时间后，切断电源．根据铜丝和镍铬合金丝的大小以及双察到的 ，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系．15．半导体材判的导电能力介于导体和绝缘体之间．其电阻受温度影响较大．如图14甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像．根据这种半导体材料电阻的特性，小星和他的同学设计了一个电路（如图14乙）．可以测定某一空间的温度使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（0~0．6A）．开关，定值电阻R0（10Ω）、导线若干．（1）定值电阻R0的作用是什么？______________（2）当环境温度为20℃时．电流表的读数为0．2A，求电源的电压。

3）电流表的读数为0．4A时，当时环境温度是多少？半导体电阻的电功率是多少？【作业与反思】1．过去，煤矸石因为 过低而不能被当作燃料煤使用；如今，我市新建8家环保热电厂，年均利用煤矸石等废弃物1．35×106t，装机总容量达2．6×105kw，若满负荷发电1000 h，即可发电 kW·h2．电学中经常按右图连接实物进行实验该实验可以测量的物理量有 、 、 等(填物理量的符号)，3．某研究性学习小组对能量转化现象进行了研究，他们利用铁丝、镍铬丝、灵敏电流计等器材组成一个闭合电路，如图所示，A点为铁丝和镍铬丝绞合在一起组成的加热点．用打火机给A点加热时，观察到灵敏电流计的指针发生了明显偏转，这一实验现象说明了 能可以转化成 能．4．小雨在拆装手电筒时，发现手电筒的小灯泡上标有“3．8V”的字样，但上面的电流值已经模糊不清，他想通过实验测量该灯泡的额定功率，图甲为他所连的实验电路．(1)电池盒中至少有__________节干电池．(2)经检查发现电路接线有错误，小雨只做了一处改动就闭合开关进行实验．请在他接错的导线上打上“×”，并改正。

3)实验时，小雨移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3．8V时，电流表的示数如图乙所示．则该小灯泡的额定电流为_________A，额定功率为_________W． 。