1、第 19 课时 电与热,考点一 流的热效应,电能,控制变量法,（续表）,多,多,多,小,不,考点二 焦耳定律,正比,正比,正比,Q=I2Rt,考点三 电热与电能的关系,考点四 电热的利用和防止,1.利用:电炉、电饭锅、电热毯等。 2.防止:散热窗、散热片、散热孔等。,/知识纵横/ 纯电阻电路与非纯电阻电路中的公式应用,探究一 电流的热效应,例1 2017潍坊 下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( ) 图19-1,C,探究二 焦耳定律及其应用,例2 2017赤峰 在赤峰市某中学科技小制作活动中,小华同学设计了一个简易的能调节亮度的小台灯,原理图如图19-2所示。其中灯泡L上标有“6 V 6
2、W”字样。当开关S接a时,L恰好正常发光;当开关S接b时,L中的电流为0.2 A。R1为定值电阻,且电源电压和小灯泡L电阻保持不变。求: (1)小灯泡L的电阻及电源电压。 (2)R1的阻值。 (3)开关S接b时,小灯泡L的实际功率。 (4)开关S接b时,10 s内R1上产生的热量。,例2 2017赤峰 在赤峰市某中学科技小制作活动中,小华同学设计了一个简易的能调节亮度的小台灯,原理图如图19-2所示。其中灯泡L上标有“6 V 6 W”字样。当开关S接a时,L恰好正常发光;当开关S接b时,L中的电流为0.2 A。R1为定值电阻,且电源电压和小灯泡L电阻保持不变。求: (2)R1的阻值。,例2 2
3、017赤峰 在赤峰市某中学科技小制作活动中,小华同学设计了一个简易的能调节亮度的小台灯,原理图如图19-2所示。其中灯泡L上标有“6 V 6 W”字样。当开关S接a时,L恰好正常发光;当开关S接b时,L中的电流为0.2 A。R1为定值电阻,且电源电压和小灯泡L电阻保持不变。求: (3)开关S接b时,小灯泡L的实际功率。 (4)开关S接b时,10 s内R1上产生的热量。,【变式】 2017包头 容积为1 L的某品牌电热水壶如图19-3甲所示,其加热功率为1000 W,保温功率为121 W,简化电路如图乙所示,S为加热和保温自动转换开关。在标准大气压下,该电热水壶正常工作,将一满壶初温为20 的水
4、烧开,此过程中电热水壶的效率为70%。求:已知c水=4.2103 J/(kg) (1)电阻R2的阻值。 (2)在此过程中,水吸收的热量。 (3)烧开一壶水需要的加热时间。,【变式】 2017包头 容积为1 L的某品牌电热水壶如图19-3甲所示,其加热功率为1000 W,保温功率为121 W,简化电路如图乙所示,S为加热和保温自动转换开关。在标准大气压下,该电热水壶正常工作,将一满壶初温为20 的水烧开,此过程中电热水壶的效率为70%。求:已知c水=4.2103 J/(kg) (2)在此过程中,水吸收的热量。,【变式】 2017包头 容积为1 L的某品牌电热水壶如图19-3甲所示,其加热功率为1
5、000 W,保温功率为121 W,简化电路如图乙所示,S为加热和保温自动转换开关。在标准大气压下,该电热水壶正常工作,将一满壶初温为20 的水烧开,此过程中电热水壶的效率为70%。求:已知c水=4.2103 J/(kg) (3)烧开一壶水需要的加热时间。,例3 如图19-4所示,直流电动机通过电流做功提升重物,但在电能转化成机械能的过程中,有部分电能转化成内能。已知线圈电阻为1.5 ,电动机正常工作时,通过线圈的电流为2 A,物体质量为540 g,以10 m/s的速度匀速上升。不计绳的重力和一切摩擦。物体上升20 s的过程中,求:(g取10 N/kg) (1)电压表的示数。 (2)电流通过线圈
6、产生的热量。 (3)提升物体的有用功。 (4)电动机的工作效率。,探究三 非纯电阻电路的有关计算,例3 如图19-4所示,直流电动机通过电流做功提升重物,但在电能转化成机械能的过程中,有部分电能转化成内能。已知线圈电阻为1.5 ,电动机正常工作时,通过线圈的电流为2 A,物体质量为540 g,以10 m/s的速度匀速上升。不计绳的重力和一切摩擦。物体上升20 s的过程中,求:(g取10 N/kg) (2)电流通过线圈产生的热量。 (3)提升物体的有用功。,(2)电流通过线圈产生的热量 Q=P线圈t=6 W20 s=120 J。 (3)提升物体的有用功 W有=P机械t=54 W20 s=1080
7、 J。,例3 如图19-4所示,直流电动机通过电流做功提升重物,但在电能转化成机械能的过程中,有部分电能转化成内能。已知线圈电阻为1.5 ,电动机正常工作时,通过线圈的电流为2 A,物体质量为540 g,以10 m/s的速度匀速上升。不计绳的重力和一切摩擦。物体上升20 s的过程中,求:(g取10 N/kg) (4)电动机的工作效率。,实验突破,突破 探究影响电流热效应的因素,【考点归纳】 (1)被加热的物质选用空气或煤油的原因:空气受热膨胀明显,煤油比热容小,都能使实验现象明显。 (2)选择被加热物质时需要保证物质的种类相同、质量相同、初温相同。 (3)转换法的应用:通过U形管中液面高度的变
8、化或温度计示数的变化反映电流通过导体产生热量的多少。 (4)控制变量法的应用:探究电热与电流的关系时,控制电热丝的电阻值与通电时间相同,改变通过两电热丝的电流大小;探究电热与电阻的关系时,控制通过电热丝的电流与通电时间相同,选择两电阻不同的电热丝;探究电热与通电时间的关系,控制两电热丝的电阻和通过的电流相同,改变通电时间的长短。 (5)多次测量的目的:使实验结论具有普遍性。 (6)实验结论:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。,例 小静同学设计了一套实验装置,如图19-5所示,通过这套装置能探究电热的影响因素。图19-5 (1)两个透明容器中密闭了等
9、量的空气,通过观察 反映电流通过电阻丝产生的热量的多少。 (2)小静用空气而不用水主要是因为 。,U形管中液面高度的变化,空气受热膨胀明显,实验效果好,(3)按图甲进行实验发现随着通电时间的延长,玻璃管A、B中的液面均逐渐上升,这表明 ;用图乙实验探究电流产生的热量跟 的关系,通电一段时间 (选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻产生的热量多。,在电阻和电流不变时,导体通电时间越长,电流通过导体产生的热量越多,电流,左瓶,实验拓展 小明和小红想利用如图19-6所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”,两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金
10、丝,电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。图19-6 (4)根据 法的研究思想,应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等。,控制变量,(5)小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,干吗不用水代替煤油?”对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为最合理的是 。 A.因为煤油有颜色便于观察 B.因为煤油有比较大的热值 C.因为煤油有比较小的密度 D.因为煤油有比较小的比热容 (6)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高得快,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越 ,产生的热量越多。,D,大,(7)小红把实验装置做了一些改动:在相同的烧瓶A、B中装满煤油,用细玻璃管代替温度计做实验,当煤油温度上升时,会看到细玻璃管内的液面明显上升,下列实验中也用到这种思想和方法的是 。 A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通过比较电流的大小来比较电阻的大小 B.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动 C.让不同的纸团从相同高度同时下落,通过落地的先后判断运动的快慢 D.将小铁屑均匀撒在磁体周围,通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况 (8)有许多家用电器是根据焦耳定律设计的,请举两个例子: ; 。,B,电饭锅,电烙铁,
