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第六单元电流热效应和电功率的测量,12016嘉兴舟山某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是()ABCD,B,22018成都如图所示，电热水壶上标有“220V1800W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻_。在额定电压下，烧开一壶水用时3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为_J。,小,3.6105,32019预测一台电动机额定电压为220V，额定功率为5.5kW，它的电阻为0.4，求：(1)正常工作时的电流是多少？(2)每分钟产生的热量是多少？(3)每分钟有多少电能转化为机械能？(2)QI2Rt(25A)20.460s1.5104J(3)W电Pt5.5kW60s3.3105JW机械W电Q3.15105J,42018宁波鄞州区统测如图是一个电热器的一部分电路。电热丝R1规格为“220V1100W”，电阻R2506。电热器正常工作时，加热功率1100W，保温功率88W。电源电压保持不变，电阻不随温度变化。(1)当温控开关S接a时，电路处于_状态(选填“加热”或“保温”)。(2)某天在使用电热器时，R1烧毁了。小科想使电路恢复正常工作，在商店买来了表中所示的电热丝，请你设计一个方案，使损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。,加热,(3)世界上不同国家的家庭电路电压并不相同，如美国的家庭电路电压为110V。你觉得家庭电路的电压规定得高一些好还是低一些好？为什么？(4)如果这种电热器想出口美国，为保证加热功率和保温功率不变，求R1和R2的阻值。【答案】(2)设计如下：将两根“110V550W”电热丝R6串联替代R1。两根电热丝R6串联后总阻值是44，接在220V电压下能正常工作，能完全等效替代R1。(合理即可),(3)电压低好，因为更安全(或者电压高好，可以减少输电线上电能的损耗，理由支持结论，合理即可)R2R总R1137.511126.5,一、实验：测定小灯泡的电功率考点1知道测小灯泡的电功率需用的器材(a)实验器材：电源、电压表、电流表、开关、小灯泡、滑动变阻器、导线考点2会画实验电路图（b）电路图：,考点3会根据实验电路图进行实物的连接(b)考点4能做分别测定小灯泡的额定功率和实际功率的实验(b)用_测小灯泡的电功率(1)实验电路图：如考点2中电路图所示。(2)串联滑动变阻器的作用：限制电流，_；调节小灯泡的_、_，以便测出不同电压、电流下的小灯泡的电功率。,伏安法,保护电路,电压,电流,(3)注意事项：连接电路时，开关必须_；滑动变阻器串联在电路上，要接_两接线柱，滑片P应放在阻值_的位置；电流表与小灯泡_，电压表与小灯泡_，电流表、电压表的量程选择要适当，正、负接线柱的接法要正确；要注意电路中是否有短路的地方，检查电路无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，注意此时要小心移动滑片，以免因实际电压超过额定电压过多而烧毁小灯泡。考点5会正确地记录实验数据和得出的实验结论(b),断开,“一上一下”,最大,串联,并联,二、电热器考点1理解焦耳定律的内容(b)焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的_成_，跟导体的电阻成_，跟通电的_成_。考点2会用焦耳定律公式QI2Rt进行简单计算和解决简单问题(c),二次方,正比,正比,时间,正比,QI2Rt,2电热与电功的关系(1)若电能全部转化为内能：对于_电路电功_用来产生热量，如电流通过电饭锅时(近似)，则：QW(I2RtUIt)。(2)若电能部分转化为内能：对于_电路电流所产生的热量仅是电流做功中的_。如：电流通过电动机时，则：QW(W外Q)(I2RtUIt)。【注意】焦耳定律适用于任何用电器的热量计算。,纯电阻,全部,非纯电阻,一部分,考点3知道电热器的原理和应用(a)1电流的热效应：电流通过导体时，使导体的温度_的现象，实质是_转化为_。2电热器是利用电流的_工作的，主要组成部分是_，发热体一般选用电阻率_、熔点_的金属丝绕在绝缘体上做成。如：电熨斗、电褥子、电烙铁、电饭锅、电烤箱等。具有清洁无污染、热效率高、便于控制和调节等优点。,升高,电能,内能,热效应,发热体,大,高,【考点延伸】研究电热跟哪些因素有关，实验设计如图所示(R甲R乙)：,实验原理：当电流通过电阻丝时，电流产生的_使瓶中的煤油_，玻璃管内的液面就会逐渐_。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过玻璃管内液面上升的_比较电流产生热量的多少(保证煤油的质量、初温、容器等相同)。(1)电阻丝产生的热量看不见，可利用电阻丝产生的热量使玻璃管内煤油上升的高度进行比较，这是采用了_。(2)电流产生的热量和电阻、电流和通电时间均有关系，在研究热量与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，这是采用了_。,热量,温度升高,上升,高度,转换法,控制变量法,类型一理解伏安法测电功率典例菏泽中考实验室电源电压为6V，要测量小灯泡的额定功率，小伟选择一个额定电压为2.5V、电阻大约为10左右的小灯泡，小强画出了电路图(如图甲所示)。(1)小伟看到电路图后提出一个建议：简化实验，去掉滑动变阻器后测量小灯泡的额定电功率。你认为小伟的实验方案可行吗？为什么？_。,不可行；无法实现小灯泡两端的电压等于,额定电压,(2)若按照小强设计的电路图进行实验，实验室里有最大阻值是10和60的滑动变阻器，你认为应该选择最大阻值为_的滑动变阻器。(3)将图乙中的滑动变阻器和电压表(选用合适的量程)接入电路。,60,(4)在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数，按照图乙的电路连接图判断，要让灯泡发光，你的操作是_。调整电路正常后开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表突然变得无示数，电压表的示数是6V，你判断故障可能是_。(5)为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系，做了多次实验，并根据实验数据绘出了小灯泡的UI图像(如图丙所示)。请根据图像信息计算出小灯泡的额定功率是_W。,将滑动变阻器的滑片,向左移动,小灯泡断路,0.5,【答案】(3)如答图所示。【解析】(1)电路中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，若去掉滑动变阻器，则灯泡两端的电压就为6V，无法实现小灯泡两端的电压等于额定电压，所以小伟的实验方案不可行。(2)灯泡与滑动变阻器串联，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大,亮，但电压表和电流表都有示数，说明电路中电流过小，应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小电路中的总电阻来增大电流；在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表突然变得无示数，这说明电路中发生断路，电压表的示数是6V，说明电压表两接线柱能连接到电源两端，所以是小灯泡断路。,跟踪训练2016绍兴测定额定电压是2.5V小灯泡额定功率的实验，电路如图甲，电源电压恒为4V。(1)闭合开关，电压表指针如图乙所示，该时小灯泡两端电压是_V。,0.5,因为电源电压不变，当滑动变阻器阻值减小R1时，由图像可知，电流I增加，总电阻R减小，变阻器电阻减小值须大于小灯泡电阻的增大值，所以R1大于R2,(2)图丙是根据实验记录数据画出的小灯泡UI曲线。由图可知，小灯泡的额定功率是_W，小灯泡的电阻随两端电压的增大而_。(3)在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了R1，小灯泡电阻变化了R2，则R1_R2(选填“大于”“等于”或“小于”)，并说明理由。_。,0.5,增大,大于,类型二关于焦耳定律的理解与应用典例2016衢州为探究“电流通过导体产热的多少与导体电阻的关系”，小柯用如图甲所示装置进行实验，图中两个250mL的同规格烧瓶内装有等体积的煤油，瓶塞上各插一根同规格的玻璃管，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5和10。,【实验步骤】连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至_端(填字母)，分别标记两烧瓶内玻璃管中液面的起始位置。闭合开关，通电t0时间后，分别标记此时两烧瓶内玻璃管中液面的位置。比较发现10电阻丝所在烧瓶内玻璃管中液面上升更高。【推测结论】在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量_。,B,越多,【交流反思】为使上述结论具有一定的普遍性，同学们讨论了以下两种方案：方案一：在前一次实验后，待玻璃管中的液面降回到起始高度后，按小柯的实验步骤再次进行实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论。方案二：用乙图所示装置替换甲图中对应装置(乙图中两个烧瓶规格相同，容积都为500mL)，按小柯的实验步骤进行实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论。以上两种方案，你认为可行的有_。,方案二,跟踪训练2018湖州吴兴区统测如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置中的部分电路(所连接5电阻均可上下活动)。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，甲、乙两U形管中所有液面初始状态是等高相平，通电一段时间后液面的高度如图所示。(1)本实验利用U形管中液面的高度差的大小反映放出热量的多少，这是利用了装置中_(选填“液体”或“空气”)的热胀冷缩。,空气,(2)根据题干中的实验结果，本实验能得到的结论是：_。(3)为了研究电流产生的热量跟电阻的关系。在不增加实验器材和不改变电路接线的前提下，断开开关，U形管中的液面降回到原来液面后，你需要进行的实验操作是_。,相同电,阻，在通电时间相同的情况下，通过电流越大，导体产生的,热量越多,将图中上方5的电阻,也放入右边容器中，重复上述实验，一段时间后观察管内液,面高度差,类型三含有电动机的电路计算典例2017杭州如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化(已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U)。由此请你回答：(1)在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为_(填写表达式)。,(2)在电动机转动时，电流所做的功_电流在电路中产生的热量(选填“大于”“等于”或“小于”)。(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。,大于,跟踪训练2018杭州小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为1.5。为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器)。已知电源电压为12V，当变阻器的阻值为6时，电压表的读数为3V。计算此时：(1)通过电动机的电流。(2)电动机消耗的电功率。,【答案】(1)变阻器两端的电压为U变UU机12V3V9V又串联电路电流处处相等通过电动机的电流为1.5A(2)电动机消耗的电功率PU机I3V1.5A4.5W,混淆电流做功和电热的关系致错典例加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的电功率为(),【错解】选D【析错】学生没有弄清楚纯电阻和非纯电阻的区别，错求成电动机的机械功率，误选为D。,跟踪训练如果加在某定值电阻两端的电压从8V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的功率变化了()A0.2WB1.8WC2.0WD8.0W,B,影响导体电热大小的相关因素1教材实验原理图,2实验结论电流通过导体产生的热量跟电流I、导体的电阻R、通电时间t有关，电流、电阻越大、通电时间越长，导体产生的电热就越多。3实验关键点(1)控制变量法电流产生的热量跟电流、电阻、通电时间有关，要研究电热与某个因素的关系时，需采用控制变量法。(2)转换法烧瓶与玻璃管相当于液体温度计，电流产生热量的多少通过U形管中液面高度变化显示，采用的是转换法。,4实验拓展(1)在纯电阻电路中，电流产生的热量与电流所做的功相等，即：QW。因为纯电阻将电能全部转化为内能，所以产生的电热与消耗的电能相等。(2)在非纯电阻电路中，QW。因为非纯电阻电路中只有一部分电能转化为内能，还有一部分电能转化为其他形式的能。例如，电动机在工作时，电能大部分转化为动能，小部分转化为内能。,
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