2.以上三个公式只适用于纯电阻电路。
例2:
有1台“220V100W”的洗衣机,由于使用不当,造成电动机卡死,电动机由于温度升高而被烧坏,已知这台电动机内的线圈阻值为2欧,则这台洗衣机正常工作2min消耗多少电能?
电动机被卡死时,2min产生多少热量?
解析:
由于电动机正常工作需符合其功率P=100W,所以电流2min做的功
电动机卡死后,变成了纯电阻电路,电路中的电流
所以可产生热量
答案:
例3:
如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械,从能量转化的角度看.它主要是把电能转化为机械能,还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。
现有一台电动机,当电动机两端加220V电压时,通过电动机线圈的电流为50A。
问:
(1)每分钟该电动机消耗的电能是多少,
(2)已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt(其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间),若该电动机线圈的电阻是0.4Ω,则线圈每分钟产生的热量是多少?
(3)这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
解析:
(1)消耗的电能:
(2)产生的热量:
(3)所做的机械功:
知识点4:
电热的利用和防止
1.电热的利用
电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用,日常生活中电热器就是利用电流的热效应制成的。
2.电热的防止
用电器在电流做功将电能转化为其他形式能的过程中,由于电流的热效应,总有一部分电能转化为内能。
知识点5:
有关铭牌的计算
例:
小刚同学家有一台电热水器,铭牌如下表所示。
根据铭牌所提供的信息,求:
(1)该电热水器电热丝正常工作时的电阻是多大?
(2)电热水器正常工作持续45min产生的电热是多少焦?
(3)若夏天用电高峰时家庭电路的实际电压只有198V,不考虑电热丝电阻随温度的变化,则电热水器在用电高峰时的实际功率为多少?
解析:
(1)电热丝正常工作时的电阻
(2)由
得,电热器45min消耗的电能
由于电热器将电能全部转化为热,所以45min产生的热量
(3)当实际电压U=198V时,不考虑电热丝电阻的变化,实际功率为
四、小结
1.额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,单位时间内产生的热量越多。
可是按照焦耳定律,电阻越大,单位时间内产生的热量越多。
这是怎么回事?
2.电流的热效应
3.有关铭牌的计算
五、预习导学:
(第十五章电功率第6节电功率和安全用电第7节生活用电常识)
1.家庭电路主要由进入家庭的进户线(电源线)、、、、开关、插座、用电器组成。
为了保证各用电器之间互不影响,各个用电器间是联的(填“串”或“并”)。
2.在电阻一定时,电流越大,导体在相同的时间内产生的热量,根据这一原理,家庭电路中加入了保险丝。
当电流过大时,温度升高到一定的程度,保险丝自动,保护了电路。
3.我国家庭电路的电压是V,一节干电池的电压是V,对人体安全的电压是V。
4.家庭电路中有两根线,一根是,另一根是。
它们之间的电压是V。
家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接跟连通而造成的。
考虑到用电安全,家庭电路中一般还有第三根线,它是线。
5.测电笔是用来辨别和的工具,使用时,手应当接触,当笔尖接触电线时,若氖管发光,表明接触的是。
6.三孔插座比两孔插座多的那个孔是跟相连的,用电器的三脚插头插在三孔插座里,不仅把用电部分接入了电路,还把用电器的与连接起来。
7.家庭电路的室内电路组成顺序是()
A.电能表、总开关、用电器、保险盒
B.总开关、电能表、保险盒、用电器
C.电能表、总开关、保险盒、用电器
D.电能表、保险盒、总开关、用电器
8.家庭电路中的保险丝熔断了,以下原因中不可能的是()
A.使用的用电器总功率过大
B.开关中两根导线的线头相碰了
C.保险丝的规格不符合规定的要求
D.插座中两根导线的线头相碰了。
9.在220V的电路上装有额定电流为5A的保险丝,在这个电路中最多能装接“220V40W”的电灯()
A.27盏B.28盏C.44盏D.8盏
10.在装有“220V15A”电能表的电路中,已接入40W的电灯40盏,30W的电灯20盏,若这些灯每天使用5h,则一个月(按30天计算)共消耗多少kW·h的电能?
若想在电路中再装些40W的电灯,还可以再装多少盏?
【模拟试题】(答题时间:
60分钟)
1.电流通过导体时电流做功而消耗电能,产生了热量。
这个现象叫电流的。
电热器就是利用电流的来进行工作的,电热器工作时,将能转化为能。
2.电流的热效应跟电流和电阻有关。
根据P=I2R可知,在电流相同的条件下,电能转化成热时的功率跟导体的成正比;对于同一段导体来讲,电能转化成热时的功率与
成正比。
*3.一只电热器接在照明电路中,5min产生的热量为2.64×105J,则通过该电热器的电流是A,电热器正常工作时的电阻是Ω。
*4.阻值为R的电阻丝接到电压不变的电源中,4min可使一杯水烧开,现换用阻值为10R的电阻丝,再接到此电源上,min可使同样的一杯水烧开。
5.将阻值为4Ω的电热丝接入电路中,通过的电流为1A,在0.5min内产生的热量是J。
6.一种家用电熨斗的规格为“220V800W”。
这种电熨斗内部电热丝的电阻是Ω,在额定电压下工作10min产生J的热量。
7.一台热水器接在220V的电路上,半小时内放出的热量为1.584×106J,热水器内电热丝的电阻是Ω。
**8.某电热杯中有甲、乙两根电热丝,只将甲电热丝接到电源上时,烧开一杯水需要12min,只将乙电热丝接到电源上时,烧开同样的一杯水需18min,若将它们串联接到电源上时,烧开同样的一杯水需min。
若将甲、乙并联起来接到电源上时,烧开同样的一杯水需要min。
(设电源电压不变,不计热量损失)
9.用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量,这个公式适用于()
A.纯电阻用电器,如白炽灯、电炉等
B.电动机、电风扇等家用电器
C.电解、蓄电池充电等
D.对任何用电器都适用
*10.如图所示电路中,已知R1>R2,电源电压U保持不变,在相同的时间内四个电路中总共放出的热量由多到少的顺序是()
A.甲、乙、丙、丁B.甲、丙、丁、乙
C.丙、丁、乙、甲D.乙、丁、丙、甲
*11、下图是“探究电流通过导体产生热量与导体电阻关系”的实验装置,两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和相同初温的煤油中,每个烧瓶里各插一支温度计,则闭合开关,经过一段时间,两电阻丝产生热量的多少是通过反映出来的;采用这种连接方式的目的是。
**12.如下图所示,标有“6V、3W”字样的小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电路中。
当变阻器连入电路中的电阻为6Ω时灯泡正常发光。
(不考虑灯泡电阻受温度的影响,电源电压不变)求:
(1)灯泡电阻、电源电压;
(2)灯泡正常发光1min,变阻器产生的热量。
**13.下表为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝.
求:
(1)电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能;
(2)电路中R1的阻值;
(3)电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流和R1的功率.
【试题答案】
1.热效应热效应电内
2.电阻电流的二次方
3.4554.405.1206.60.548000007.558.307.29.D10.D
11.温度计的示数变化控制电流相同
12.解:
(1)灯泡正常发光时的电流
灯泡电阻为
电源电压
(2)变阻器产生的热量
13.解:
(1)
(2)由
代入数据,解得
(3)