3.6 电能（四）—浙教版九年级科学上册学案.docx

1、3.6 电能（四）夏天，你使用电驱蚊器吗？冬天，你使用电取暖器吗？这些用电器工作时都会发热，你知道它们的工作原理吗？一、电流的热效应1、电流的热效应电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。从能量的转化看，电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。2、电热器：利用电流的热效应制成的加热设备（如图3-83）。（1）主要元件是发热体，是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成的；（2）优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等。（3）影响电流的热效应的因素：电流、电阻和通电时间。（4）电热的利用和防止：电流的热效应的应用，如电烤箱、电热毯、电炉子、电灯等。电

2、视机等长时间工作，会使后壳积聚较多的热量从而影响其寿命，所以需要散热。二、焦耳定律【活动一】研究电热跟哪些因素有关如图3-84所示，2只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。1将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。 2闭合开关，记下电流表的读数：_。 3经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。 4比较2根玻璃管内液面上升的高度，可以推测得出：当电流相等时，电阻越大，电流产生的热量越 多 。 5当2根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关，记下电流表的读数：_。6经过与第一次相同时间的通电后，标出甲瓶（或乙瓶）

3、玻璃管内液面的位置。 7与上次该玻璃管内液面上升的高度相比，可以推测得出：当电阻相等时，电流越大，电流产生的热量就越 多。实验证明：电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。1、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，即：Q=I2Rt。2、电热计算：（1）Q=I2Rt（适合任何情况下的电热计算）；（2）Q=UIt，Q=W= （当电能全部转化成内能时，电热等于电功，电热计算式与电功计算式相同，即在纯电阻电路中的电热计算也可以用这两个公式）；（3）Q=Pt（式中P为电热功率，这个公式只在纯电阻电路中适用）。三、电热器具的“双

4、挡”问题1、电热器具通常设计有“高温挡”和“低温挡”，根据可知，当U一定时，电阻越大时，电功率越小；电阻越小，电功率越大。所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大。2、两挡的控制开关（1）短路式：两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示，当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温挡。（2）单刀双掷式：主要工作电阻放在干路上，一条支路连导线，一条支路连接附加电阻，如下图所示，当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温挡。（3）多挡问题：两个

5、电阻串联时为低温1挡；单独使用一个电阻时为低温2挡；并联时为高温挡。【例1】如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法不正确的是（B）AU形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故B通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的C图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系D图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：21、（2019北部湾）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1=R2=R3。小明用图示装置进行实验，探究电流通过

6、导体时产生的热量Q跟什么因素有关。下列说法正确的是（D）A B A此实验在探究电热Q与电阻R是否有关B通过R1的电流和通过R2的电流大小相等C电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等D通电后，A管的液面将会比B管的液面高2、（2019乐山）如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1R2。下列说法正确的是（C）A该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”B闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流C闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢D闭合开关后，要使电流增大，应将滑

7、动变阻器滑片P向左移动【例2】(2019嘉兴)某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多。猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。为验证猜想一，设计以下方案：将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。 请回答

8、下列问题：（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有 （写出一条即可）。 （2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是 。 （3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例： 。 【答案】 （1）通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少（其它合理也给分）。（2）保持前后两次电阻的大小相同。（3）电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多（其它合理也给分）。1、如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻关系”的实验装置，铜丝的电阻小于镍铬合金丝的电阻，铜丝和镍铬合

9、金丝串联浸在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一支温度计。通电一定时间后，可以看到 瓶中(填“A”或“B”)煤油温度升得高，这表明在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越 ，电流通过导体时产生的热量越多。【答案】B 大【例3】如图甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热量均能被水吸收，保温状态下，水温保持在80 以上。回答下列问题：水的比热容c=4.2103J/(kg)（1）保温状态下，开关S0、S分别处于什么状态？（2）求电阻R0和R的阻值。（3）该电水壶在加热状态下工作3 min可以产生多少热量？（4）80 的一杯水放在桌上自然冷却，每隔5 min记录一次水温，

10、得出如图丙所示的图线。从图中可以得出什么降温规律？（5）一满壶80 的水自然冷却到室温，水释放的热量为多少？【答案】（1）S0 断开，S 闭合；（2）R0=1166 R=44 ；（3）1.98105 J；（4）水的温度下降得越来越慢； （5）1.26105J1、电吹风是现代家庭常用的一种电器，如图所示为额定电压为220V的某电吹风电路。其中电热丝R通电后可以发热，电动机M通电后可以送风，已知电动机的额定功率为120W。（1）要送冷风，开关应该放在图中的 位置(选填“A”“B”或“C”)。（2）送热风时，电路消耗的总功率为560W，则电热丝R的阻值应为 。【答案】（1）B；（2）1102、（20

11、19成都A卷）如图甲是一种家用电暖器,图乙是其简化的电路图,已知R1R2，电暖器的部分参数如表中所示。闭合开关S,要让电暖器处于第二档工作，则应再将开关 闭合；若电暖器在第二档正常工作10min.则产生的热量是 J。额定电压220V功率选择一档950W二挡1150W三挡2100W【答案】S1 6.9105 1、将规格都是“220V180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ C ）A电冰箱产生的热量最多 B电脑产生的热量最多C电热毯产生的热量最多 D三者产生的热量一样多2、(2019衢州)下列用电器主要利用电流热效应工作的是（A）

12、A电饭煲 B电视机 C 洗衣机 D油烟机3、如图，电源电压不变，R1、R2是两个相同的电阻，当闭合开关S1，断开S2、S3，通电10min，电路产生的热量为Q；同时闭合S2、S3，断开S1，若要产生相同的热量Q，则通电时间为（A）A2.5minB10minC20minD40min4、有阻值分别为10、15的两根电阻丝R1、R2，把它们按如图所示的连接方式连接成电路，先后接入同一电源，则在相等时间内放出热量最少的是（C）ABCD5、（2019本溪）将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表（ 如图乙） 的转盘转 6 转用时 1min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（

13、C ）A电能表应接在空气开关和用电器之间B该电能表所在家庭电路用电器同时工作时总功率不能超过 2200WC电热水瓶的实际功率是 600WD若电热水瓶的指示灯损坏， 它的发热电阻还能工作， 说明它们之间是串联的6、焦耳24岁时，首先把电阻丝放入玻璃管内，做成一个电热器，然后把电热器放入一个玻璃瓶中，瓶中装有已知质量的水。给电热器通电并开始计时，从插在水中的温度计可随时观察到水温的变化，同时，他用电流计测出电流的大小，焦耳把实验做了一次又一次，获取大量数据归纳得出焦耳定律。下列有关说法不正确的是（A）A焦耳定律只适用于电能全部转化为内能的电路B焦耳通过实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通

14、电时间成正比C焦耳实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量，是用了转换法D科学教材上研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验与焦耳所做实验很大的不同是没有获取大量的数据得到关系式7、如图6所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝不同的连接方式其发热功率不同，下列说法不正确的是（ A ）A甲的发热功率与丙的发热功率相等 B丁的发热功率是丙的发热功率的2倍C丙的发热功率是乙的发热功率的2倍 D丁的发热功率是乙的发热功率的4倍8、如图所示时某电热器内部的电路结构图，R1、R2为加热电阻丝，R1R2，开关S1、S2能接在不同接线柱1、2上，可使电热器提供“最高档、高档、中档、低档”

15、四种不同的发热功率，则下列说法正确的是（D）A当S2断开，S1接到接线柱1上，电热器提供的发热功率为最高档B当S2断开，S1接到接线柱2上，电热器提供的发热功率为最高档C当S2接到接线柱1上，S1接到接线柱2上，电热器提供的发热功率为低档D当S2接到接线柱2上，S1接到接线柱1上，电热器提供的发热功率为高档9、甲、乙两只简易型电加热器（俗称“热得快”）及其铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是（B）A两电加热器均正常工作时，甲消耗的电能较多B将乙接入110V的电路中，它的实际功率为200WC两电加热器均正常工作时，甲的电阻大于乙的电阻D两电加热器串联后接在220V

16、的电路中，甲的实际功率较大10、(2019南充)如图是电热饮水机电路原理图，已知R1100，R220，当开关S1、S2闭合时，饮水机处于 状态（填“保温”或“加热”），饮水机的保温功率与加热功率之比为 。【答案】加热；16 11、（2019怀化）如图甲是定值电阻和标有“8 V 8 W灯泡L的IU关系图象。如图乙所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12 。当开关S、S2闭合, 开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W 。求：（1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量；（2）电源电压；（3）当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P，求电路消耗的最大功率。【答案】（1）80J；（2）8V；（3）72W12、（18-广东）在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R的电大阻值为100，用于加热的电阻丝R1的阻值为55求闭合开关S后：（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；（2）电热丝的最大加热功率；（3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？不考虑热量损失，牛奶的比热容为c2.510J/（kg）【答案】（1）1.4A（2）880W（3）35.2