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第十六章电流做功与电功率16.4科学探究：电流的热效应上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是后就发现，小明刚看过电视。导入新课用手一摸电视机后盖谁知道他是根据什么道理判断的？电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能，这就是电流的热效应。电饭锅电烙铁热得快电热毯电炉子电熨斗电热器：利用电流热效应工作的用电器发光的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？猜想：问题:1、电流的热效应可能与通电时间的长短有关2、电流的热效应可能与电流的大小有关3、电流的热效应可能与电阻的大小有关控制电阻R、电流I相同:研究通电时间t变化→对电热Q的影响。对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越______，表明电流产生的热量越_______。每隔一分钟记录一下温度计的示数结论高多控制电阻R、时间t相同:研究电流I变化→对电热Q的影响。闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。结论对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越______，表明电流越大，电流产生的热量越_______。高多控制电流I、时间t相同:研究电阻R变化→对电热Q的影响。选取两根阻值不一样的电阻丝，两个装有等质量（记为m0）、初始温度相同（记为t0）煤油的玻璃瓶，如右图所示连接起来，接通电源，通电一定时间后，记录两个玻璃瓶内煤油的温度。结论在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越_____，表明电阻越大，电流产生的热量越_____。高多电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。焦耳定律tQ=I2Rt 电流热效应的控制（防护）上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措施？安装了什么样的散热装置？散热窗散热片散热风扇1、电炉子工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线，所以电炉丝热得发红而导线不太热。大多巩固提高：2、在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来，连接处电阻比别处要，在相等时间内，导线连接处发热比别处更。大多3、引起家庭电路中电流过大的原因有两个：（1）电路发生，（2）用电器的过大。短路总功率4、一个标有“220V1200W”的电热水壶。要在1个标准大气压下将2kg温度为20℃的水烧开，水需要吸收的热量是J，若不计热损失，电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间是S。6.72×1055605、甲、乙两只电炉标有“220V500W”和“220V1000W”字样，把它们串联在220V的电路中。在相同时间内产生热量较多的是，将它们并联在电路中，产生热量较多的是（选填“甲”或“乙”）。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为。甲乙4:96、如图所示，电源电压保持不变，R1=10Ω，闭合开关S，开关S0拨至b时电压表示数是拨至a时的三分之一，则R2=Ω；若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，R1在10min内产生的热量是J。20607、如图所示，两个相同的容器中分别装有相同质量的水和煤油，两个电阻丝R1＜R2，则闭合开关后，在相同时间内，R1、R2上产生的热量Q1Q2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；温度上升较快的是（选填“水”或“煤油”）小于煤油8、小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个档位的发热功率。如图所示是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触。已知：R1＝60.5Ω，R2=121Ω，电源电压保持不变。当开关S1置于b端，S2断开时，电烤箱处于档位；电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是W；电烤箱在高档位工作时，对食物加热5min，消耗的电能是J。低8003.6×105电源线越长，横截面积越小，电线的电阻越大，由焦耳定律可知，产生的热量就会越大，容易引起火灾。9、如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头,中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与相连,防止漏电时对人造成伤害。壶底的加热盘烧水时是通过的方式改变了水的内能。小刚发现电热水壶的电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小，请利用所学的物理知识进行解释：地线热传递插座：允许通过的电流小于热水器10、小明家买了一台“220V1600W”的热水器，由于安装的位置离固定插座太远，便到商店买了标有“220V6A”字样的插座、标有“220V10A”字样的两线插头以及导线，组装了一个多孔的移动插座（如图所示）。从安全用电的角度指出这个移动插座存在问题的两个地方并说明原因：①；②。。插头：两脚插头没有接地线正常工作时的电流11、江涛家的电能表如图所示。当他家某用电器单独工作时，30min内耗电0.02度，则该用电器的电功率为W，电能表的转盘正好转过圈。405012、某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为t=（用t1和t2表示）。t1t2/（t1+t2）13、下列家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（）A、电风扇B、电视机C、电饭锅D、洗衣机C14、将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入220V的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（）A、电风扇B、电视机C、电烙铁D、一样多C15、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，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是（）A、左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大B、该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系C、该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟通电时间的关系D、U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的C16、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，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（）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、将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系C、该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少D、通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大DAB17、严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三档旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温档为6W，则（）（双选题）A、中温档和高温档分别8W、12WB、该电热靴利用了电流的热效应C、开关接a时电热靴功率最大D、该电热靴的安全电压应为220VAD18、关于家庭电路，下列说法中正确的是（）（双选题）A、在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越小B、家庭电路中总电流过大，是由于电路中用电器的实际功率过大引起的C、如果家庭电路中不安装保险丝，那么发生短路时，会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器D、电炉子工作时，电炉丝热得发红，而连接电炉子的导线并不太热，是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小很多秒表19、小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。（1）除了温度计外，还需要的测量工具是。实验中煤油吸热的多少是通过来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。温度计升高的示数绝缘体（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容水的比热容；还因为煤油是（填“导体或绝缘体）当电流和通电小于（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是。时间相同时，电阻越大，产生的热量越多（4）若要在上面的电路中继续探究电流产生的热量与电流的关系，你接下来的操作是，比较。移动滑片相同通电时间内甲改变电流大小（或乙）瓶中温度计升高的示数（5）本装置还可探究电流做功与的关系，这是因为。电压电流做功所消耗的电能全部转化为内能20、小明用如图甲乙所示的实验装置来比较不同物质的比热容和探究水沸腾时温度变化的特点。已知甲、乙两容器中分别装有10Ω和5Ω的电加热器。将相同质量的水和食用油分别装入甲乙两个容器中，然后通电加热。每隔一定时间测量一下液体的温度，从而得到水和食用油的温度随时间变化图象（如图丙所示）。由图丙可知：水沸腾时吸热，温度（选填“升高”“不变”或“降低”）；不变由图甲和乙可知：加热2min，电阻产生的热量Q甲与Q乙之间的关系是，所以水吸收的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）食用油吸收的热量；食用油的比热容为J/kg.℃）。（假设电加热器放出的热量全部被液体吸收）Q甲＞Q乙大于2.1×103