資源簡介

電功率
焦耳定律
考點一、焦耳定律
焦耳定律
1、內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟時間成正比，跟電阻成正比
2、基本公式：Q=I2Rt(普遍適用)
3、導出公式：Q=W=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt(純電阻使用)
電熱的利用和防止
電熱的利用——電熱器
原理：電流的熱效應
主要結構：發熱體
優點：清潔衛生，沒有環境污染；效率高；可以方便地控制和調節溫度
示例：電飯煲、電烙鐵、電烤箱
2.電熱危害及防止
危害：燒壞用電器；加速絕緣材料的老化；造成輸送電能過程中電能損失
防止：安裝小風扇；安裝散熱片；安裝散熱孔
【提示】保險絲利用電熱將自身燒斷，從而保護電路中的導線不被燒壞，這里利用了“逆向思維”.
題型精講
題型一、探究電流的熱效應
1、如圖是探究“電流通過導體時產生熱量與哪些因素有關”的實驗裝置，兩個透明容器中密封著初溫、質量相同的空氣。
（1）利用甲裝置可探究電流產生的熱量與 　 　的關系，通電一段時間后，與 　 　（選填“左”或“右”）側容器相連的U形管中液面的高度差較大；
（2）乙裝置中的電阻R3的作用主要是使電阻R1和R2中的電流 　 　（選填“相等”或“不相等”），為了使實驗現象更明顯，可以將R3的阻值換成 　 　（選填“更大的”或“更小的”）；
（3）通過觀察乙裝置，　 　（選填“左”或“右”）容器中導體產生的熱量較多。由此可知，在電阻和通電時間相同時，電流越 　 　，導體產生的熱量越多。該裝置 　 　（選填“能”或“不能”）解釋“電爐絲熱得發紅，而連接它的導線卻幾乎不發熱”；
（4）乙裝置中，如果R3斷路，在通電時間相同時，與R3沒有斷路時相比較，左側U形管中液面的高度差將 　 　，右側U形管中液面的高度差將 　 　（以上兩個空都選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（5）讓乙裝置冷卻到初始狀態，把右側并聯的兩根電阻絲R2、R3都放入容器中，接通電源一段時間后，電阻絲產生的熱量 　 　多。（選填“左容器”“右容器”或“兩容器一樣”）
題型二、焦耳定律理解
1、在相等的時間內，電熱絲甲比電熱絲乙放出的熱量多，則（　　）
A．甲的電阻一定比乙的電阻大
B．甲消耗的電功率一定比乙消耗的電功率大
C．甲兩端的電壓一定比乙兩端的電壓大
D．通過甲的電流一定比通過乙的電流大
題型三、焦耳定律計算
2、家用洗衣機的主要部件就是電動機，若一個洗衣機在220V電路中正常工作時通過的電流為2A，電動機線圈電阻為4Ω，則每分鐘電流通過線圈產生的熱量為（　　）
A．960J B．7.26×105J C．2.64×104J D．440J
題型四、電熱綜合問題
1、智能家居帶給我們健康、舒適的生活，如智能馬桶圖甲，某品牌智能馬桶座圈的簡易加熱電路如圖乙所示，電阻R1和R2是阻值恒定的電熱絲，單刀雙擲開關S2可接a或b，再通過開關S1的通斷，實現“高、中、低”三種溫擋的調節，其中低溫擋的功率為20W，電阻R2為1210Ω。
（1）1千瓦時的電能可供該座圈低溫擋工作多少小時？
（2）該座圈處于中溫擋工作時的電功率為多少？
2、小華家買了一個家用電吹風，其簡化電路如圖所示，主要技術參數如下表。電吹風在額定電壓下工作，請解答如下問題：
熱風溫度 50～75℃
額定功率 熱風時：900W
冷風時：110W
額定電壓 220V
質量 0.5kg
（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是多大？
（2）正常工作時電熱絲的電阻是多大？
（3）電吹風內電動機的線圈電阻是0.8Ω，電吹風吹冷風10min線圈產生的熱量是多少？
（4）一天，小華斷開家中其它用電器，只用電吹風吹熱風時，發現家中標有“220V 10（20A）；3000r/（kW h）”的電能表5min內轉了200圈，求電吹風此時的實際功率是多少？
鞏固練習
1、如圖是“探究電流的熱效應跟電阻大小關系”的實驗裝置示意圖。A、B兩瓶中裝入質量相等的　 　（煤油/水），理由是　 　。各瓶中浸泡著一段金屬絲，且RA＜RB．實驗時，當開關閉合后，兩瓶中溫度計示數上升較快的是　 　（A/B）。
2、電爐通電一段時間后，電爐爐絲熱得發紅，而與電爐絲相連的導線卻幾乎不發熱，這主要是因為（　　）
A．通過導線的電流大于通過電爐絲的電流
B．導線的電阻遠大于電爐絲的電阻
C．導線的電阻遠小于電爐絲的電狙
D．通過導線的電流小于通過電爐絲的電流
3、如圖所示，電源電壓恒定不變，R1=20Ω，只閉合開關S、S1，電流表示數為0.3A，再閉合開關S2，調節R2，使電流表示數為0.5A，下列說法正確的是（　　）
A．電源電壓為4V
B．10s內電流通過R1產生的熱量為60J
C．滑動變阻器R2接入電路的阻值為20Ω
D．10s內電流通過R2產生的熱量為12 J
4、家庭常用電熱水壺的銘牌數據如圖表所示，若加熱電阻的阻值不隨溫度的變化而改變（C水=4.2×103J/kg ℃），下列選項正確的是（　　）
額定電壓 220V
額定加熱功率 1100W
最大盛水量 1kg
A．電熱水壺裝滿水時，水的體積是10L
B．電熱水壺和其他用電器串聯在電路中
C．將1kg、20℃的水在1標準大氣壓下燒開，需要吸收的熱量為3.36×105J
D．將1kg、20℃的水在1標準大氣壓下燒開，電熱水壺需正常工作5.5分鐘，此電熱水壺的效率為50%
5、如圖所示，電熱水壺上標有“220V 1800W”，小明發現燒水過程中熱水壺的發熱體部分很快變熱，但連接的電線卻不怎么熱，是因為導線的電阻比發熱體的電阻　 　
。在額定電壓下，燒開一壺水用時3min20s，這段時間內電熱水壺發熱體產生的熱量為　 　J。
6、某型號電飯煲有加熱和保溫功能，圖甲所示為其內部電路原理圖，圖乙是該電飯煲工作時電功率與時間的關系圖像。當開關S接觸點1時，電飯煲處于 　 　狀態（選填“加熱”或“保溫”），其中R1的阻值為 　 　Ω，R1與R2阻值之比為 　 　。
7、如圖所示，電阻絲R1≠R2＝R3，甲、乙兩個燒瓶中裝的是煤油，丙燒瓶中裝的是水，且甲、乙、丙三個相同的燒瓶中液體的質量都相等。
（1）在探究“電流通過導體產生的熱量與電阻的關系”時，可通過 　 　兩個圓底燒瓶中液體溫度升高情況進行判斷；
（2）在探究“水和煤油吸熱能力強弱”時，若通電時間相同，　 　（選填序號），則說明水的吸熱能力強；
A.水的溫度升高的快 B.煤油的溫度升高的快
（3）利用上述實驗裝置 　 　（選填“能”或“不能”）探究電流通過導體產生的熱量與電流的關系。
8、如圖是探究“電流通過導體時產生熱量與哪些因素有關”的實驗裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣。
（1）實驗中通過觀察液面高度的變化來比較電流通過導體產生熱量的多少，這種方法叫 　 　（填“轉換法”或“等效替代”）。
（2）圖甲可探究電流產生的熱量與 　 　的關系，圖乙可探究電流產生的熱量與 　 　的關系。
（3）接好甲電路，閉合開關，通電一段時間后，　 　（填“左”或“右”）側U形管中液面高度變化大，此實驗現象表明，在電流和通電時間相同的情況下，　 　越大，所產生的熱量越多。
9、小明同學在探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關時采用了如圖所示的實驗裝置。
（1）實驗是通過觀察兩個U形管中 　 　的大小來比較電流通過電阻絲產生的熱量的多少。
（2）圖甲所示的裝置是用來探究電流通過電阻時產生的熱量與 　 　的關系，將此裝置接到電源兩端，通電一段時間，電流在 　 　（選填“左”或“右”）邊容器中產生的熱量較多。
（3）圖乙中，通電相同時間，　 　（選填“左”或“右”）邊U形管中液面高度差較大，由此可以得出結論：在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過電阻的 　 　越大，電阻產生的熱量越多。
（4）該實驗用到的探究方法有 　 　和 　 　。
10、如圖甲所示是一款電烤箱，圖乙是其簡化電路圖。它設有高、中、低三擋開關。已知R1＝96.8Ω、R2＝48.4Ω，求：
（1）電烤箱中火檔的電功率是多少W？
（2）將500g烤肉從20℃加熱到260℃，需要吸收多少熱量？
（3）若電烤箱的加熱效率為60%，那么用高溫擋將500g烤肉從20℃加熱到260℃，需要多長時間？
11、圖甲是小明家使用的電飯煲，圖乙是其電路原理圖，電路中電源電壓為220V。R1和R2為阻值不變的電熱絲，S1為溫度自動控制開關，可實現“加熱”和“保溫”狀態的轉換。該電飯煲的最大容量是4L，額定加熱功率是1210W，額定保溫功率是100W。求：
（1）電熱絲R1的阻值是多少？
（2）若該電飯煲將2kg水從20℃加熱到100℃時，水吸收的熱量是多少？
（3）關閉家中其他用電器，只讓該電飯煲在加熱狀態下工作4min，觀察到標有“1200r/（kW h）”字樣的電能表轉盤轉了80轉，則電飯煲工作過程中的實際電壓是多少？
12、隨著電氣化時代的到來，家用電器已廣泛應用到我們的生活中，某家庭煲湯用電熱鍋簡化電路如圖所示，電熱鍋額定電壓為220V，R1、R2均為發熱電阻，其阻值分別為80Ω、404Ω，接通電源，閉合開關S1、S2，電熱鍋處于“大火”加熱狀態；當鍋內溫度達到100℃時，開關S2自動斷開，開關S1仍閉合，電熱鍋處于“小火”燉煮狀態；
（1）電熱鍋在額定電壓下，處于“小火”燉煮狀態時，電功率多大；
（2）為測量電熱鍋的實際電壓，將家中其他用電器全部關閉，電熱鍋在“大火”加熱狀態下，觀察到標有“3200imp/kW h”字樣的電能表，脈沖指示燈在6min內閃爍了160次，電熱鍋的實際電壓是多少。
13、為了緩解用眼疲勞，媽媽購買了一款如圖甲所示的電加熱眼罩，如圖乙所示是電熱眼罩的工作原理圖，可以通過手動調節高、中、低三擋加熱。其相關數據如表所示。R1、R2都是電熱絲，S3為單刀雙擲開關（即S3只能接在觸點a或b）。求：
額定充電（放電）電壓 5V
R2的阻值 10Ω
中檔額定功率 5W
（1）R1的阻值；
（2）當眼罩在低溫擋正常工作時電功率；
（3）若眼罩在高溫擋正常工作10min產生的熱量。
14、圖甲是一款紫砂電飯鍋，其簡化電路如圖乙所示，R1、R2是電熱絲，R1的阻值為110Ω，通過單獨或同時閉合S1、S2實現低溫、中溫、高溫三個擋位間的切換，其銘牌如圖丙所示，求：
額定電壓 220V
電功率 低溫擋 440W
中溫擋 880W
高溫擋
（1）低溫擋加熱時電流的大小；
（2）電熱絲R2的阻值；
（3）已知該電飯鍋的加熱效率是80%，粥的比熱容c粥＝4.0×103J/（kg ℃），將2.2kg的粥用高溫擋從20℃加熱到74℃需要的時間。

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