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1、复习内容： 1.焦耳定律 2.测小灯泡的电功率,第27课时：焦耳定律、 测小灯泡的电功率,5.测定小灯泡的电功率 (1)测量小灯泡的电功率的 实验原理:P=UI. 该实验采用的实验方法是:伏安法. 此实验的电路图如图18-1所示. (2)在连接实验电路的过程中, 开关应该断开, 滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处, 以保护电表和用电器.,三、电与热 1.电流通过导体时都要发热,这种现象叫做电流的热效应. 2.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.公式:Q=I2Rt.,重点认知 对于纯电阻电路(即消耗的电能全部转化成内能的电路),有Q=W.生活中
2、利用电流热效应的有:电烙铁、电热水器、电饭锅、电取暖器等.,典例探究,考点1 测量小灯泡电功率 【例2】如图18-21所示是某同学“测定小灯泡电功率”时连接的电路,小灯泡额定电压为2.5 V,所用电源电压恒为3 V.,图18-21,(1)连接电路时开关应 ,闭合开关前滑动变阻器滑片应移动到 端(选填“A”或“B”). (2)电路中, 表连接不当,为减少读数误差必须改接到量程为 . (3)该同学重新正确连接电路后,实验得到的数据如上表所示.根据表中记录可得小灯泡的额定功率为 W,其亮度随实际功率增加而 .,断开,A,电压,03V,0.5,变亮,【解析】(1)在连接电路时,为保证电路安全,开关应断
3、开;由图知,滑动变阻器接了下面右边的接线柱B,所以在闭合开关前,滑片应移至最左端,即A端,使其接入电路的阻值为最大阻值;,(2)小灯泡额定电压为2.5 V,所用电源电压恒为3 V,为减小误差,电压表应选择03 V的量程;,(3)由表格中数据知,当电压为2.5 V时,电流为0.2 A,所以P额=UI=2.5 V0.2 A=0.5 W;分析表格中数据知,随着电压、电流值的增大,小灯泡的功率在增大,小灯泡变亮.,【变式训练】在“测量小灯泡功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光的电阻为10 . (1)请你用笔画线代替导线,将图18-22甲中实物电路连接完整.,图18-22,(2)连接好
4、电源,闭合开关,小灯泡发光,但电压表示数为零,经检查,图中a、b、c、d四根导线有一根断了,则该导线是 b (填写字母). (3)排除故障后,闭合开关,测量小电灯额定功率,移动滑动变阻器的滑片P,眼睛应先注视 电压 表的示数,然后读出另一电表示数.当小电灯正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小电灯的额定功率 为 0.6 W. (4)在小电灯正常发光时,再将滑片P向B端移动到另一位置,则小电灯的实际功率 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率.,图18-23,【考点2】探究电热与哪些因素有关,【例2】如图18-23是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置 (1)图1中在两个密闭容
5、器中装有质量_(选填“相等”或“不等”)的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与电阻的关系； (2)图2是两密闭容器中的电阻丝阻值一样，但在其中一容器外部并上一个阻值相同的电阻，此装置研究的是电流产生的热量与_的关系； (3)两个实验都是通过观察U型管中 来比较电阻丝产生热量的多少的，这种研究物理问题的方法是_,相等,电流,液面高度差,转换法,解析：电流通过导体产生的热量不易直接测量，所以密闭容器内应该是等质量的空气，可以通过让其密闭容器内空气加热，通过空气热胀冷缩使U形管两管液面出现高度差，这是一种转换法，图2两个容器中电阻相同，而右边电阻外面并联了一个电阻，所以右
6、边电阻中的电流比左边电阻中的电流小，此装置可用来研究电热与电流的关系。,【变式训练】小芳想设计一个电路探究电流产生的热量与电流和电阻的关系。提供的器材是：图18-24所示的三个插有温度计的相同玻璃瓶（瓶内装有质量、温度相同的煤油，三根电阻丝的电阻大小关系为：R甲R乙R丙），还有一个滑动变阻器，一个单刀单掷开关，一个单刀双掷开关（符号 ），电源以及若干导线。, 本实验中通过观察_温度计的示数_比较电流产生的热量多少。, 请你选择合适的器材，设计一个不能拆装且合理的实验电路，在虚线框内画出实验电路图，并标出选择的电阻。,图18-24,考点3 电功、电热及其应用 【例3】一台线圈电阻为0.3 的电动
7、机,接在12 V的电源上时,通过电动机的电流为0.5 A,在2 min内电流产生的热量是 J,转化成的机械能 是 J.,【解析】电动机线圈产生的热量 Q=I2Rt=(0.5 A)20.3 260 s=9 J, 电流做的功W=UIt=12 V0.5 A260 s=720 J, 转化为的机械能W=W-Q=720 J-9 J=711 J.,【点拨】在纯电阻电路中(电能只转换为内能)电热等于电功,在非纯电阻电路中电功大于电热,此时不可用电功的两个变形公式来求解电功.,9,711,【变式训练】某导体的电阻是5 ,通过它的电流为0.2 A,10 s内通过该导体产生的热量是 2 J,电热器中的电饭锅是利用电
8、流 的 热 效应制成的加热设备.,图18-25,考点4 用电器的多档位分析 【例1】如图18-25为一台两挡式电热水器的内部简化电路。S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5 A；当S接b时电路消耗的电功率为22 W，求： （1）R 1 的电阻； （2）高温挡时电路消耗的电功率； （3）在低温挡工作l0 min，电流通过R 2 产生的热量。, P = U I = 220 V5 A = 1100 W；,R 2 = R R 1 = 2200 44 = 2156 ， R 2 产生的热量Q = I 2 2 R 2t =（0.1A）22156 60 s = 12936 J ,图18-26,【变式训练】如
9、图18-26是某品牌家用电饭锅的工作原理图，已知R2 的阻值为44；单独闭合开关S1时，电饭锅处于保温状态，此时的保温功率为40W。求： （1）R1阻值是多少？ （2）同时闭合开关S1 S2，电饭锅工作1min消耗多少焦耳电能？,真题演练,赢在中考P148150,1.（2015吉林长春）以下家用电器中利用电流热效应工作的是（ A ） A、电饭锅 B、洗衣机 C、电冰箱 D、电风扇 2.（2015四川自贡）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是 ( C ) A、三个用电器产生的热量相同 B、电风扇产生的热量最多
10、C、电烙铁产生的热量最多 D、电视机产生的热量最多,3.（2015四川泸州）粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电一段时同将水加热至沸腾。若将电阻丝对折并联后放入同样一壶水中，通电到将水加热至沸腾所需时时间与第一次的通电时间相比 (电源电压恒定，不计一切热损失)。下列判断正确的是 ( C ) A相等 B增加 C减少 D无法确,图18-27,4.（2015湖北武汉）图18-27是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是( C ) A.该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系 B.将左边
11、容器中的电阻丝换成10的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C.通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大 D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少,图18-28,5.(2014广东)如图18-28所示,电源电压为12 V,灯泡上标有“12 V 12 W”.ae和bf是同种型号的电阻丝,每1 m的电阻丝均为0.5 ,其他导线电阻不计.c、d两点始终保持与电阻丝良好接触,设ac与bd长度均为3 m,那么,小灯泡两端电压为 9.6 V.两电阻丝在100 s内产生的热 为 192J,当c、d两点向右移动时,灯泡的亮度 将 变暗.(设灯泡电阻丝不随温度而
12、变化),图18-29,6.(2012广东)如图18-29的装置可用来定性研究焦耳定律.将电阻R甲与R乙(R甲R乙)串联在电路中是为了使时间和电流相同,通过温度计示数的变化可以比较电流产生热量的多少.,图18-30,7.（2015黑龙江齐齐哈尔）如图18-30是电饭锅内部简化电路图，已知R0=55，R1=1045，当S接“1”时，电饭锅正常工作电路中电流 是 0.2 A；当S接“2”时，通电1min产生的热量是 52800 J。,图18-31,8.（2015四川广安）图18-31是在一定温度下，甲乙两个电阻的电流与电压的关系图像。根据图像可得R甲:R乙=1:4 ；若将甲、乙串联后接在同一电路上，
13、产生的热量 Q甲:Q乙= 1:4 。,9.(2013广东)小王做“测量小灯泡电功率”的实验.所用器材有:标有“2.5 V ”字样、正常发光时阻值约为13 的完全相同的小灯泡两个,电压恒为3 V 的学生电源,标有“20 ,1 A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干. (1)图18-32甲是实验电路图,图乙是他的实物连接图,接线过程中有一处连接错误,请在错误的接线上打“”并用笔画线代替导线进行改正,要求改正后滑动变阻器接入电路的阻值最大.,(2)小王在实验之前检查仪表时发现:电流表有电流通过时能自由偏转;电流表未接入电路时,电流表指针如图丙所示,出现这种现象的原因是电流表使用前没有将指针
14、调到零刻度处. (3)按电路图正确连接后,闭合开关,灯不亮,电压表示数接近电源电压,电流表无示数.造成这种现象的原因可能是C (填正确选项前的字母),A.滑动变阻器断路 B.开关接触不良 C.小灯泡与灯座接触不良 D.电流表断路,(4)排除故障后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片位置,将电压表和电流表的示数填入下表中.从表中可知小灯泡的额定功率为0.5W. (5)若将两个小灯泡串联后直接接在3 V电源的两端,两灯消耗的总电功率为0.48W.,图18-33,10.(2015广东)用图18-33所示的装置做“探究电流相同时,通过导体产生的热量与电阻大小的关系”的实验.(甲、乙是完全相同的密闭容器.闭合
15、开关前,A、B两U形管内液面相平) (1)由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用了转换法的探究方法. (2)通过对比观察,乙 (选填“甲”或“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多.由此可知,在电流强度和通电时间相同时,电阻越大,导体产生的热量越多.,图18-34,11.(2012广东)某校科技小组的同学们用PTC元件(即半导体陶瓷材料)制作了一个电加热保温杯.常温下的凉开水放在杯内可加热至60 ,并利用这种元件的特性设定保温温度为60 .已知所用的PTC元件的阻值RT随温度的变化关系如图18-34甲,使用时PTC元件
16、如图乙接入家庭电路中. 请回答下列问题: (1)当温度为60 时,电路中的电流是22 mA,通电1 min,PTC元件消耗的电能是290.4 J. (2)PTC元件的最大电功率是24.2 W.,(3)保温杯可以利用PTC元件的特性进行保温的原理是:当温度达到60 时,PTC元件发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等),温度保持不变.从图甲可以看出,当它的温度高于60 时, 电阻增大,据P= 它的发热功率减小,发热功率小于散热功率,温度下降;当温度低于60 时,电阻减小,同理,发热功率增大,发热功率大于散热功率,温度上升.因此保温杯中的水可以保持在60 左右.,图18-35,12.(2014广东)如图18-35是家用电热壶及铭牌,假设电热壶电阻丝电阻不变,水的比热容c水=4.2103 J/(kg),水的密度水=1.0103 kg/m3.求: (1)电热壶电阻丝的电阻. (2)不考虑热损失,电热壶正常工作时,把1 L水从20 加热到100 所需要的时间. (3)当电压为198 V时,电热壶的实际功率.,