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1、初中焦耳定律附习题生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。生。请举例说明。实验实验1:研究电热与电阻关系:研究电热与电阻关系R1=5 R2=10 A在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。越大,这个电阻产生的热量越多。实验实验2:研究电热与电流关系:研究电热与电流关系I=2I1IAR=5 R=5 R=5 I1在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。多。焦耳
2、(焦耳(James Prescott Joule,18181889),英国物理学家。用),英国物理学家。用近近 40 年的时间做了年的时间做了 400 多次实验,多次实验,研究热和功的关系。通过大量的实研究热和功的关系。通过大量的实验,于验,于 1840 年最先精确地确定了电年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。时间的关系。焦焦 耳耳1内容:内容:电电流通流通过导过导体体产产生的生的热热量跟量跟电电流的流的二次方成正比,跟二次方成正比,跟导导体的体的电电阻成正阻成正比,跟通比,跟通电时间电时间成正比。成正比。2公式:公式:Q=I2Rt3单单
3、位:焦耳(位:焦耳(J)二、焦耳定律二、焦耳定律1.电流通过导体时产生的热量跟电流通过导体时产生的热量跟_成正比,跟成正比,跟导体的导体的_成正比,跟成正比,跟_成正比,这个规律叫成正比,这个规律叫做焦耳定律,数字做焦耳定律,数字 表达式是表达式是_.2.电热器是利用电流的电热器是利用电流的_效应制成的,它的主要部件是效应制成的,它的主要部件是_.电流流过电热器所做的功全部用来产生电流流过电热器所做的功全部用来产生_.3.有两根金属电阻丝,电阻分别为有两根金属电阻丝,电阻分别为5和和15,将它们串,将它们串联后接在一个电源两端,它们的电联后接在一个电源两端,它们的电 压之比为压之比为_,在,在
4、相同的时间内产生的热量之比为相同的时间内产生的热量之比为_;如果将它们如果将它们并联同一电源两极间,通过它们的电流之比为并联同一电源两极间,通过它们的电流之比为_,在,在相等的相等的 时间内产生的热量之比为时间内产生的热量之比为_.当堂检测1当当电电流通流通过导过导体体时时,如果,如果电电能全部能全部转转化化为为内能,而没有同内能,而没有同时转时转化成其他形式的能量,那么化成其他形式的能量,那么电电流流产产生的生的热热量量Q就等于消耗的就等于消耗的电电能能W,即,即Q=W =UIt=I2Rt如:如:电电暖器,暖器,电饭锅电饭锅,电电炉子等。炉子等。2当当电电扇工作扇工作时时,消耗的,消耗的电电
5、能主要能主要转转化化为电为电机的机械能:机的机械能:WQ热热三、电能和电热关系三、电能和电热关系电电能能 内能内能+机械能机械能Q=I2Rt=(0.6 A)260 W W300 s =6 480 J 一根一根 60 的的电电阻阻丝丝接在接在 36 V的的电电源两端,在源两端,在 5 min内共内共产产生多少生多少热热量量?答答:在在 5 min 内共内共产产生生 6 480 J 热热量。量。解解:例例题题I=0.6 AUR36 V60 额额定定电压电压相同的灯泡,相同的灯泡,额额定功率越大,定功率越大,电电阻越阻越小,正常工作小,正常工作时单时单位位时间时间内内产产生的生的热热量越多。可是量越
6、多。可是按照焦耳定律,按照焦耳定律,电电阻越大,阻越大,单单位位时间时间内内产产生的生的热热量量越多。二者似乎有矛盾,越多。二者似乎有矛盾,这这是怎么回事是怎么回事?想想议议想想议议答:前者说电阻越小,答:前者说电阻越小,正常工作正常工作时时单位时间内单位时间内产生的热量越多,前提条件是电压相同;而后者说,产生的热量越多,前提条件是电压相同;而后者说,电阻越大,单位时间内产生的热量越多,前提条件电阻越大,单位时间内产生的热量越多,前提条件是电流相同,两者并不矛盾。所以我们在应用公式是电流相同,两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。时应该特别注意条件。1电热的利用电热的利用利用电热
7、孵化器孵小鸡利用电热孵化器孵小鸡用来加热用来加热电热器的优点电热器的优点:清洁卫清洁卫生,没有环境污染,热效率生,没有环境污染,热效率高,还可以方便地控制和调高,还可以方便地控制和调节温度。节温度。四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如:电视机的后盖有很多孔,为了通风散热;电脑如:电视机的后盖有很多孔,为了通风散热;电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。运行时要用微型风扇及时散热等等。2电热的危害电热的危害4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别加上相同
8、的电压,那么下列说法加上相同的电压,那么下列说法 中正确的是中正确的是()A.长的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较多长的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较多B.短的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较多短的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较多C.长的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较少长的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较少D.短的镍铬合金线电阻较小,相同时间内产生的热量较少短的镍铬合金线电阻较小,相同时间内产生的热量较少5.一根电阻丝接在电压一根电阻丝接在电压U=5V的电源上,在的电源上,在1s内产生的热量内产生的热量是是2J,要让该电阻,要让
9、该电阻(其电阻大其电阻大 小恒定不变小恒定不变)产生产生8J的热量,的热量,可采用的办法是可采用的办法是()A.使电源电压变为使电源电压变为10V,通电时间仍为,通电时间仍为1SB.使电源电压仍为使电源电压仍为5V,通电时间变为,通电时间变为2SC.使电源电压变为使电源电压变为20V,通电时间变为,通电时间变为 SD.使电源电压变为使电源电压变为10V,通电时间变为,通电时间变为2S课时训练课时训练6如图如图9-3-5所示,所示,a、b相同容器中分别装有相同质量相同容器中分别装有相同质量的水,水中的电阻丝的阻值分别的水,水中的电阻丝的阻值分别 为为R1和和R2,且,且R1R2,则闭分开关,则闭
10、分开关S后,后,a、b容器中水温上容器中水温上 升较快的是升较快的是()A.a容器中的水容器中的水B.b容器中的水容器中的水C.a、b容器中的水温上升的快慢一样容器中的水温上升的快慢一样D.无法判断无法判断B图图9-3-58.把两个阻值为把两个阻值为R16,R29的电阻的电阻串联在电路中,通电相同时间时,串联在电路中,通电相同时间时,R1,R2上产生的热量之比上产生的热量之比Q1 Q2=,若并联在电路中,通电相同时间,若并联在电路中,通电相同时间,R1,R2上产生的热量之比上产生的热量之比Q1 Q2 .7.某同学自制了一个某同学自制了一个“电热驱蚊器电热驱蚊器”,它的,它的发热元件是一个阻值为
11、发热元件是一个阻值为1.0104的电阻的电阻.将将这个电热驱蚊器接在电源的两端,当电源两这个电热驱蚊器接在电源的两端,当电源两端电压为端电压为220V时,时,1min内产生的热量的内产生的热量的_J.290.49.一个标有一个标有“220V,500W”字样的电加热字样的电加热器器(俗称俗称“热得快热得快”),正常工作,正常工作20分钟产分钟产生的热生的热 量为量为_焦焦.假若电加热器放出的假若电加热器放出的这些热量全部被水吸收,在标准大这些热量全部被水吸收,在标准大 气压下气压下 _(填填“能能”或或“不能不能”)将质量为将质量为2千克千克20的水加热至沸腾的水加热至沸腾.10.阻值为阻值为R的电热丝接到电压不变的电源的电热丝接到电压不变的电源上,上,3分钟可以使一杯水烧开,现换用阻值分钟可以使一杯水烧开,现换用阻值为为2 R的电阻,再接到此电源上,的电阻,再接到此电源上,_分钟可分钟可以使同样的一杯水烧开以使同样的一杯水烧开.不能不能61056
限制150内