物 理陜 西 專 用第 二 十 講 電 功 電 熱 電 功 率 2電能(電功)：國際主單位是_，符號_，日常生活中常用單位是_，物理學(xué)中叫_，1 kWh_J。3電能表：俗稱電度表，是測量_的儀表。其他形式 Pt I2Rt 焦耳(焦) J度千瓦時(kWh) 3.6106電能(電功) 6單位：國際主單位是_，另一個單位是_，二者換算關(guān)系是_。快慢 電功 時間 UI I2R 瓦特(W)千瓦(kW)1kW103W 正常工作 額定 燈泡的亮度是由燈泡的實際功率決定的；用電器的P額、U額具有唯一性、對應(yīng)性，而用電器的U實、P實有很多個，且U實、P實具有同體性、同時性。 8電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象。例如利用電熱工作的用電器有電飯鍋等。9焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟_成正比，跟導(dǎo)體的_成正比，跟_成正比。用公式表示為：Q_，電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則有：QW。10生活中要注意防止電熱造成的危害。例如短路易引起火災(zāi)等。電流的平方電阻通電時間I2Rt 0.51(2016，陜西)如圖1所示，鉛筆芯與滑動變阻器串聯(lián)在電壓恒為6 V的電路中，閉合開關(guān)，滑動變阻器的滑片從A端向B端移動，電流表和電壓表示數(shù)變化情況如圖2所示，由圖象可知，當(dāng)滑動變阻器兩端電壓為1 V時，滑動變阻器消耗的功率為_W，此時，鉛筆芯兩端的電壓是_V，鉛筆芯的電阻是_，在滑動變阻器接入電路的阻值逐漸減小的過程中，鉛筆芯的電阻_(填“變大”“變小”或“不變”)。5 10變小 22016，陜西34題(3)(4)如圖1為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機(jī)，它的正常工作電壓為220 V，水箱裝水最多0.3 kg，加熱功率有大小兩個擋位，設(shè)計師最初設(shè)計的內(nèi)部電路有如圖2甲、乙兩種接法，其中電熱絲R156 ，R244 。甲圖中最大電流為_A，乙圖中最大電流為_A，由于兩個電路中所選熔斷器里的熔絲允許通過的最大電流為8.2 A，故設(shè)計師最終選擇了甲電路；(計算結(jié)果保留一位小數(shù))58.9 (3)請分別計算這款掛燙機(jī)兩個擋位的額定功率；(4)若將水箱中0.22 kg的水從25 加熱到100 ，掛燙機(jī)至少需要加熱多長時間？水的比熱容c4.2103 J/(kg )。 3(2015，陜西)如圖所示是小麗家廚房安裝的一個小廚寶。小廚寶利用水箱儲水，加熱一段時間后，擰開水龍頭就會有熱水流出，其相關(guān)參數(shù)如下表所示。(1)小廚寶正常工作時的電阻是多大？(計算結(jié)果保留一位小數(shù))(2)要把滿箱水從15 加熱到38 ，需要吸收多少熱量？小廚寶正常工作時至少需要加熱多長時間？c 水4.2103 J/(kg ) (3)小麗了解到有另一種速熱式電熱水器，額定功率為5000 W，冷水流經(jīng)速熱式電熱水器時，很快就可流出達(dá)到預(yù)設(shè)溫度的熱水，小麗家的電能表允許通過的最大電流為10 A，通過計算說明在她家的電路中能否安裝這種電熱水器。 4(2014，陜西)中國有著悠久的茶文化歷史，不同的茶葉沖泡方式不同，圖甲所示為一煮茶器，圖乙是它工作電路的簡化圖。接通電源后，當(dāng)水溫達(dá)到沸點時溫控開關(guān)自動斷開。沸騰后，當(dāng)水溫降低到80 時溫控開關(guān)再次閉合，直到水溫升到85 時電路再次斷開，它的銘牌如下表所示： (1)水沸騰后，煮茶器能將水溫保持在80 到85 之間，原因是_(填寫選項前的字母)。A發(fā)熱管的功率變小B發(fā)熱管間歇性工作C溫控開關(guān)閉合時，電路中的電流減小了(2)若指示燈開始工作時的電壓為55 V，與它串聯(lián)的電阻是560 k，通過指示燈的電流是多少毫安？(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))(3)煮茶器正常工作時，發(fā)熱管的阻值是多少？若把質(zhì)量為0.8 kg的水從21 加熱到96 所用時間8 min，加熱效率是多大？c水4.210 3 J/(kg ) 5(2013，陜西)圖示為某種家用電熱水器工作電路的簡化圖，表中為其三種加熱模式的相關(guān)參數(shù)。(1)該電熱水器的插頭應(yīng)接入_孔插座。(2)若該電熱水器按“加熱模式1”連續(xù)正常工作10 min，通過發(fā)熱電阻的電流是多少？產(chǎn)生的熱量是多少？(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))。(3)若該電熱水器連續(xù)工作15 min，消耗電能0.55 kWh，通過計算說明該電熱水器采用了哪種加熱模式。 【 例 1】 (2016，畢節(jié))如圖所示，電子式電能表表盤上標(biāo)有“3000 imp/kWh”字樣(“3000 imp/kWh”指接在這個電能表上的電器每消耗1 kWh的電能，電能表上的指示燈閃爍3000次)，現(xiàn)將若干盞規(guī)格都為“220 V20 W”的節(jié)能燈接在該電能表上一起正常工作15 min，電能表的指示燈閃爍了135次，這些節(jié)能燈消耗的電能為_J，接入的節(jié)能燈共有_盞。 【 歸 納 總 結(jié) 】此題主要考查學(xué)生對于電能表參數(shù)和電功率，電能的理解與掌握。利用電能表的閃爍次數(shù)和參數(shù)求出消耗的電能，再求出總功率，求出總功率與單只節(jié)能燈功率的比值即為燈的盞數(shù)。 【 拓 展 練 習(xí) 1】 (2016，南充)已知一臺直流電動機(jī)兩端的電壓為6 V，通過電動機(jī)的電流為2 A，線圈的電阻為0.5 。則在1 min內(nèi)電動機(jī)消耗的電能及產(chǎn)生的熱量分別為( )A720 J，120 JB720 J，720 JC720 J，600 JD600 J，120 JA 【 例 2】 (2016，丹東)如圖，電源電壓恒為6 V，定值電阻R為6 ，燈泡L標(biāo)有“6 V3 W”字樣，燈絲電阻不變，求：(1)燈泡L正常發(fā)光的電阻是多少？(2)開關(guān)S1、S2、S3分別在什么狀態(tài)時，整個電路中消耗的總功率最??？最小功率是多少？(3)開關(guān)S1、S2、S3分別在什么狀態(tài)時，整個電路中消耗的總功率最大？最大功率是多少？ 【 拓 展 練 習(xí) 2】 (2016，大連)如圖是某課外活動小組設(shè)計的小臺燈電路圖，S為單刀雙擲開關(guān)，電源電壓為12 V，且保持不變，小燈泡的額定功率是6 W，電阻R的阻值為6 。當(dāng)開關(guān)S接“2”時，小燈泡恰好正常發(fā)光。若燈絲電阻不變。試求：(1)小燈泡的額定電流是多少？燈絲的電阻是多少？(2)小燈泡正常發(fā)光5 min，電流通過小燈泡做的功是多少？(3)開關(guān)S接“1”時，電阻R的功率是多少？ 【 例 3】 (2016，南平)如圖1所示是某型號電熱加濕器的原理圖，下表為其部分技術(shù)參數(shù)。R1、R2為發(fā)熱電阻，且R23R1，S為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，1、2、3、4為觸點，通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)S可實現(xiàn)“關(guān)”、“低擋”、“高擋”之間的轉(zhuǎn)換(低擋為小功率加熱，高擋為大功率加熱)。 (1)加濕器需在高擋加熱，開關(guān)S應(yīng)旋轉(zhuǎn)至觸點_(填“1、2”“2、3”或“3、4”)位置。 (2)電阻R1的阻值。3、4 (3)加濕器處于低擋位置時的發(fā)熱功率。(4)如圖2所示是某次使用加濕器工作30 min的圖象，請計算加濕器消耗的總電能。 【 拓 展 練 習(xí) 3】某電飯鍋內(nèi)有R044 、R2156 的兩根電熱絲，將它接入電路，如圖所示。當(dāng)S分別置于“1”擋和“2”擋時，_擋是保溫狀態(tài)；當(dāng)S接“2”擋時，電路中的電流大小是_ A，通電100 s電路產(chǎn)生的熱量是_J。15 1.1105 實 驗 探 究 電 流 產(chǎn) 生 的 熱 量 跟 哪 些 因 素 有 關(guān)命 題 點1被加熱的液體通常選用_，因為它的_，效果明顯。被加熱的物體要求_。2電阻絲的選取要看探究要求，如：探究電熱與電阻的關(guān)系時，要選擇不同阻值的電阻絲；探究電熱與電流的關(guān)系時，兩電阻絲阻值要相同。3通過_反映液體吸熱多少來確定電阻絲放熱多少。4控制變量法的應(yīng)用，即電路的串、并聯(lián)的確定：探究電熱與電阻的關(guān)系時，要控制電流相同，就需要兩個電阻絲串聯(lián)；探究電熱與電流的關(guān)系時，要將兩個相同的電阻絲_。煤油比熱容小同物質(zhì)、同質(zhì)量、同初溫溫度計示數(shù)并聯(lián) 5實驗結(jié)論：(1)在_的情況下，電阻絲的阻值_，電阻絲產(chǎn)生的熱量_。(2)在_的情況下，通過電阻絲的電流_，電阻絲產(chǎn)生的熱量_。通電時間和電流相同越大越多通電時間和電阻相同越大越多 【 例 4】如圖所示是探究焦耳定律的實驗裝置圖，除燈絲電阻R甲R乙外，其余條件均相同。開關(guān)閉合，電路接通后，下列對甲、乙兩瓶的對比分析和判斷，正確的是()A因為通過兩種電阻絲的電流相等，所以兩電阻絲兩端的電壓相等B因為通過乙瓶電阻絲的電流大，所以乙瓶的溫度計示數(shù)變化快C因為甲瓶中煤油的比熱容要小，所以甲瓶的溫度計示數(shù)變化快D因為甲瓶中電阻絲產(chǎn)生的熱量多，所以甲瓶的溫度計示數(shù)變化快 【 解 析 】本題是探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系，應(yīng)用的是控制變量法。根據(jù)焦耳定律QI2Rt，R甲和R乙是串聯(lián)的，在電流I和通電時間t相同時，R甲R乙，所以R甲產(chǎn)生電熱多，故甲瓶的溫度上升較快?！?答 案 】 D 【 拓 展 練 習(xí) 4】 在 學(xué) 習(xí) “ 探 究 影 響 電 流 熱 效 應(yīng) 的 因 素 ” 時，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用電阻絲對煤油加熱時，觀察溫度計的示數(shù)變化的過程非常耗時，為了減少實驗的時間，他們提出了如下改進(jìn)的設(shè)想：設(shè)想一：將煤油換成水來做實驗；設(shè)想二：通過加熱空氣來做實驗。(1)根據(jù)所學(xué)知識，他們經(jīng)過討論，斷定設(shè)想一是錯誤的，你認(rèn)為他們判斷的依據(jù)是_。水的比熱容大，溫度變化小 (2)為了驗證設(shè)想二，他們設(shè)計了下面的實驗：在錐形瓶中裝入_的紅墨水，用相同的電阻絲及玻璃管組成如圖A、B的裝置，通電后通過玻璃管中液柱的高度來顯示_的大小。然后把它們分別接入相同的電路，發(fā)現(xiàn)在相同的短時間內(nèi)A管中的液柱比B管上升迅速，這說明_。等質(zhì)量溫度變化氣體傳熱本領(lǐng)比液體好 在塞橡皮塞時發(fā)現(xiàn)有液體進(jìn)入玻璃管并高出瓶內(nèi)的液面，這是因為_，使管內(nèi)的液柱與瓶內(nèi)液面相平，他們用帶有針頭的注射器通過橡皮塞插入瓶內(nèi)如圖C甲所示，接下來的操作是_。同學(xué)們用兩根電阻絲(R甲R乙)插入相同的甲、乙瓶中并接入電路如圖C所示，閉合開關(guān)，甲、乙兩玻璃管中液面如圖D所示，由此得出關(guān)于電熱的結(jié)論是_。瓶內(nèi)氣壓大于外部氣壓抽氣電流和通電時間一定時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多