学年九年级物理全册第十八章电与热讲义新版新人教版Word文档下载推荐.docx
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(1)请用笔划线代替导线将电压表接入电路.
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“”或“”).
(3)移动滑片位置,使小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 .
【答案】
(1)图略(电压表选0~15V量程)
(2)B (3)1.9
【例2】小鹏同学利用伏安法测量额定电压为V的小灯泡正常发光时的功率.
(1)图中的电路没有连接完整,请你把图中的元件连接完整.(要求滑片P向右移动时变阻器阻值变大).
(2)在连接电路时,开关应该;
滑动变阻器的滑片P应放在端(填:
A或B)
(3)小鹏闭合开关,通过调节滑动变阻器的滑片P,使得电压表的示数为2.5V,这时电流表的示数如图所示,小灯泡正常发光时的功率是W.
【答案】
(1)图略
(2)断开,B (3)0.75
【例3】小明同学利用电压表和电流表测量小灯泡的电阻值(已知小灯泡的额定电压为2.5V),实验电路图如图左所示.
(1)按左图所示的电路图,将右图中的电压表正确连入电路(用笔画线代替导线)
(2)开关闭合前,滑片P应移到 (填“a”或“b”)端;
实验中,当滑片P移到某一位置时,电流表A和电压表V示数如图所示,则此时小灯泡的阻值为 Ω.
(3)小明在实验时,小灯泡突然熄灭,检查发现A的示数为零,V的示数接近电源电压,请你帮小明分析电路的故障可能是:
.
(4)若小明同学想用已连好的电路测量小灯泡的额定电功率,请你帮他把主要的实验步骤补充完整:
①移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为 V时,读出电流表的示数;
②用原理 计算出小灯泡的额定电功率.
【答案】
(1)如图
(2))b;
9(3)小灯泡处断路(4)2.5;
P=UI
【例4】某班同学到实验室做“测定小灯泡功率”的实验.被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω.实验室有如下器材:
电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A0~3A)、电压表(0~3V0~15V)、开关各一个,导线若干,滑动变阻器三只:
R1(5Ω0.5A)、R2(50Ω0.5A)、R3(500Ω1A).同学们设计的电路如图甲所示:
(1)最合适的滑动变阻器应选用_____(选填R1、R2、R3)
(2)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是_______.
(3)经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某一位置,电流表和电压表的示数如图丙所示,则此时通过小灯泡的电流是____A,灯泡两端的电压是_____V,此时小灯泡的电阻是_______Ω(电阻计算的结果保留二位小数),灯泡的实际功率是______W.
(4)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据,同学们画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丁),根据图象提供的信息,算出小灯泡的额定功率为______W,小灯泡灯丝电阻随电压增大而______(选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】
(1)R2;
(2)把指针调至零刻线(调零);
(3)0.22;
1.8;
8.18;
0.396;
(4)0.625;
增大.
1、实验装置:
在两个相同的烧瓶中装满煤油,初温相同。
瓶中各装一根电阻丝,甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大,串联起来,通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高,体积膨胀,煤油在玻璃管里会上升,电流产生的热量越多,煤油上升得越高.观察煤油在玻璃管里上升的情况,就可以比较电流产生的热量.(注意控制变量)
三种情况:
(1)第1次实验:
两个电阻串联,它们的电流相等,加热的时间相同,甲瓶相对乙瓶中的电阻较大,并观察两瓶煤油上升高度.比较A、B两瓶,什么相同?
(I、t相同),什么不同?
(R不同,R甲>R乙;
玻璃管中煤油上升的高度不同,h甲>h乙).
说明:
在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越大,电流产生的热量越多.
(2)第2次实验:
在两玻璃管中的液柱降回来后,调节滑动变阻器,加大电流,重做实验,让通电的时间与前次相同,两次实验比较甲瓶前后两次煤油上升的高度.
在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,电流产生的热量越多,进一步的研究表明产热量与电流的平方成正比.
(3)第3次实验:
若通电时间越长,瓶中煤油上升得将会怎样?
时间越长,瓶中煤油上升越高.
在通电电流和电阻相同的条件下,通电时间越长,电流产生的热量越多.
2、英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定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,这个规律叫做焦耳定律.
焦耳定律可以用公式表示:
Q=I2Rt
练习:
一根50Ω的电阻丝接在12V的电压上,在5min内共产生多少热量.
解:
I=U/R=12V/50Ω=0.24A,Q=I2Rt=(0.24A)2×
50Ω×
300s=864J.
【例5】如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小,下面关系中正确的是( )
A.U甲=U乙,Q甲=Q乙B.U甲<U乙,Q甲>Q乙
C.U甲<U乙,Q甲<Q乙D.U甲>U乙,Q甲<Q乙
【答案】C
【例6】如图所示是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验,烧瓶内用煤油而不用水,你认为主要的原因是( )
A.因为煤油的热值大B.因为煤油的比热容小
C.因为煤油的密度小D.因为煤油具有可燃性
【答案】B
【例7】某同学探究“通电导体产生的热量与电阻的关系”而设计如图的实验.A、B两个相同的烧瓶里装有相同的煤油.
(1)将铜丝A和镍铬合金丝B串联,其目的是_______________________.
(2)这位同学通过实验得出:
电阻越大,导体消耗的电功率则越大.另一位同学指出他的结论不严密,请你将这位同学的实验结论补充完整:
_________________________.
(3)已知RB>RA,通电一段时间后,烧瓶________中的温度上升较高.
(4)若保持电源电压不变,利用该实验装置还可以探究通电导体产生的热量与______的关系(写出一种).
【答案】
(1)保证电流相等
(2)通过导体的电流相同时(3)B(4)通电时间
【例8】现用如图所示的器材来探究通电导体产生的热量与电阻的关系:
(1)将A、B两烧瓶的锰铜合金丝和镍铬合金丝串联接入电路,其目的是控制_____________相等.
(2)随着时间增加,两瓶中煤油温度都逐渐上升,说明通电导体产生的热量与_____________有关.
(3)已知镍铬合金丝比锰铜合金丝的电阻大,通电一段时间后,_____________烧瓶中的煤油温度上升快(填A或B).由此,小明得出_____________结论:
通电时间一定,电阻越大,导体产生的热量越多.
(4)另一个同学指出小明的结论不严密,请你将小明的结论补充完整:
___________.
【答案】
(1)电流
(2)通电时间(3)B(4)电流和通电时间一定,电阻越大,电流产生的热量越多
【例9】小明用如图所示的装置,探究电流产生的热量与哪些因素有关.他分别将电阻丝(R1>R2)密封在完全相同的4个烧瓶中,并将烧瓶中气体通过短玻璃管与气球相连(设他们所用的各种同类器材性能相同).同时闭合开关后,电流通过瓶中的电阻丝均有热量产生,在a、b、c、d四个气球中,鼓起来最快的是( )
A.a球B.b球C.c球D.d球
1.焦耳定律
电流通过导体要产生热,电流通过导体时产生的热量与导体中的电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电的时间成正比.电热的产生实际上是将电能转化为内能.
2.电热的计算式
(1)此式是计算电热的一般公式,适用于所有电路
(2),只适用于纯电阻电路.
3.成立的条件:
电流通过导体时,如果电能全部转化为热能,而没有同时转化为其他形式的能量,即电流所做的功全部用来产生热,则电流产生的热量Q就等于电流所做的功W.
注意:
(1)纯电阻电路与非纯电阻电路的区别:
纯电阻电路指的是电能全部转化为内能的电路,例如电路中只有电阻或小灯泡的电路,而非纯电阻电路指的是电能不仅转化为内能,还转化为了其他形式的能量的电路,例如电路中有电动机的电路.
(2)电热与电功的区别:
电功指的是电能转化为其他形式的能量,包括转化为内能,而电热只表示转化为内能的那部分电能,所以一般情况下电功大于电热.若电路为纯电阻电路,那么电流只转化为内能,那么电功就等于电热
4.电热的应用与防止
(1)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备.电热器的主要组成部分是发热体.发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上制成的.常见的电热器有电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等.
(2)电热的危害要加以防止,导体的电流过大,导体的温度升高,如果超过绝缘材料的耐热温度,绝缘材料会迅速老化,甚至烧坏,引起火灾,所以需要加快散热.
【例10】将一台“220V100W”的电风扇,一个“220V100W”的充电器,一把“220V100W”的电烙铁,分别接到达220V的电源上,在相同的时间内,电流通过它们产生的热量最多的是()
A.电烙铁B.充电器C.电风扇D.一样多
【答案】A
【例11】关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是()
A.根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
B.根据Q=U2t/R可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少
C.根据Q=UIt可知,相同时间内产生的热量与电阻无关
D.根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
【答案】D
【例12】将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端,通电10min,电流产生的热量是1.5×
103J,若将阻值为10Ω的电阻丝接入同一电源的两端,通电10min,电流产生的热量是()
A.1.5×
103JB.3.75×
103JC.7.5×
103JD.6.0×
103J
【例13】李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”,它的发热元件是一个阻值为1.0×
104Ω的电阻,将这个电热驱蚊器接在电源的两端,当电源两端电压为220V时,100s内产生的热量为
_____________J.
【答案】484
【例14】小明买回如图所示的干鞋器,其电阻为2200Ω,正常工作电流为0.1A,把它放入鞋内,通电后就可以起到干燥杀菌除臭的作用,这是利用电流的____________效应工作的,它正常工作100s产生_____________J的热量.
【答案】热2200
【例15】一只灯泡接在4V电