电与热 安全用电 一对一 教案 导学案 习题.docx

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电与热安全用电一对一教案导学案习题

知识点1、电流的热效应：

阅读教材P48页图8.4-1，思考并且回答问题：

图中四个用电器通电时都会发生什么现象？

______________________________，这种现象叫____________；说明电流在工作过程中消耗的电能转化成____能；那你能否列举你熟悉的类似的实例？

_____________________________________________________。

知识点2、探究：

电流产生的热跟哪些因素有关

1、提出问题：

_________________________________________

2、猜想假设：

我们知道电炉丝是采用电阻较大的材料制成，这样产生的热量会_____，如果点电炉的时间越长，则产生的热量就会______，如果让电炉丝通过的电流越大（不超过其允许的最大电流值），则产生的热量也会越多。

可见，电流产生的热多少可能与________、_________和__________有关。

讨论：

当一个物理量被猜测与多个因素有关时，应用________方法去研究。

另外，电流的热效应我们不方便比较，但是可以通过温度或热胀冷缩来直观的比较热效应的强弱（即将不易观察到的现象通过其他直观现象再现出来，这种方法就是研究物理常用的转换法）。

3、设计实验：

（1）探究电流产生的热多少跟电阻大小的关系时，应保证_______和________相同的情况下，改变_______。

阅读教材P48演示实验，采用两个烧瓶，在瓶中盛着等量的煤油，温度计显示煤油的温度（思考：

这样做的目的？

）。

两瓶煤油中都浸泡着一段金

属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝（即二者的_______不同）。

将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上（这样做的目的是保证通过两段金属丝的______相同），通电一定的时间后，发现两个烧瓶中煤油的温度变化的快慢不同，烧瓶B的温度变化得快，即电阻越____，产生的热量越____。

实验结论：

在______、________相同的情况下，___________，__________________。

（2）探究电流产生的热多少跟电流大小的关系时（烧瓶中煤油的初温与

（1）的温度相同），应保证_______和________相同的情况下，改变_______。

（阅读教材P49演示实验）在通电时间相同的情况下，分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流（思考：

要使通过的电流不同，你有哪些方法？

），观察到电流的大小不同时，温度变化也不同，当通过的电流大时，温度计示数越大，说明产生的热量_____。

实验结论：

___________________________________________________。

（3）探究电流产生的热多少跟通电时间的长短的关系时（烧瓶中煤油的初温与

（1）的温度相同），应保证______和______相同的情况下，改变___________。

在______相同的情况下，分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通电时间长短不同，观察到通电时间长短不同时，温度变化也不同，当通电时间越长时，温度计示数越____，说明产生的热量越_____。

实验结论：

______________________________________________________。

所以总的来说，当通过导体的_____越大、_____越大、__________越长时，电流产生的热量越____。

英国物理学家焦耳经大量实验总结得出它们的具体关系，即焦耳定律。

知识点3、焦耳定律：

（1）内容：

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。

（2）公式：

Q=I2Rt

（公式的推导：

电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，而W=Pt，P=UI，U=IR，所以就得到Q=I2Rt,根据焦耳定律，你能否分别写出关于电流、电阻以及通电时间的计算式?

）

电热的利用和防止（阅读教材P50页，理解并掌握以下知识）

知识点4、安全用电与生活用电：

1、保险丝：

1、材料：

大，低的铅锑合金

2、作用：

当电流过大时，自动，切断电路，起保护作用。

3、规格：

保险丝越粗，熔断电流越。

4、选择：

选用规格合适的，即选择额定电流等于或稍大于最大工作电流。

过粗起不到保险作用；过细用电器不能正常工作；绝对不能用铜丝或铁丝代替保险丝

说明:

1、保险丝实际上是利用电热的一个例子.不过新建楼房的供电线路已不再使用保险“丝”,而用带有保险装置的空气开关代替.

2、电路被保险装置切断，肯定是某一个地方出了故障，所以应先查清故障原因，排除了故障再接通电路，不然保险装置还会工作，使电路再次断开.

2、家庭电路的组成

1.在家庭电路中有表，盒和闸刀开关。

家用电器都联在家庭电路中。

2.家庭电路中电灯、洗衣机、电冰箱等各种家用电器两端的电压是。

每盏灯都有一个，跟电灯，用来控制电灯的通断，其他家用电器也都有自己的开关。

3、家庭用电时常用测电笔辨别火线与零线.使用测电笔时，手指要接触触笔尾的体，用　　　　接触电线或与电线相连的导体，若氖管发光表明是　　　.右图中，图所示的方法是正确的.

4、三孔插座比两孔插座多的那个孔是跟连接的。

当用电器的三脚插头插在三孔插座里时，除把用电部分连入电路外，还要把用电器的与连接起来。

例题分析：

1、电风扇、白炽灯、电烙铁三个用电器上都标有"220V，60W"字样，正常工作时，相同的时间产生的热量（）

A、电风扇最多B、白炽灯最多C、电烙铁最多D、三者一样多

2、有"220V40W"电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是J，通过电热器的电流是A，产生的热量是J。

3、如图所示是一电饭煲的电路图，R1、R2是电阻丝，S是温控开关。

当S闭合时，电饭煲处于状态（选填"加热"、"保温"）。

4、在日常生活中，符合安全用电常识的做法是　（　　）

  A．用湿抹布擦电灯泡B．有金属外壳的家用电器，金属外壳不接地

  C．发生火灾时，首先切断电源 D．保险丝烧断后，可用铜丝代替保险丝接上

5、当有人触电时，可以采取的正确做法是　（　　）

  A．立即用手将触电者拉开B．赶快切断电源

  C．用干燥的木棍将电线挑开D．用没有绝缘柄的剪刀将电线剪断

6、某家庭电路中有2盏40W的日光灯，90W的电视机一台，400W的全自动洗衣机一台，一个700W的电饭锅，150W的电冰箱一个，1000W的空调一个，电能表的规格为“220V，5A”，问以上家用电器能否同时使用？

解：

所有用电器同时使用时的总功率为：

W总=2×40W+90W+400W+700W+150W+1000W=2420W

说明：

无论是串联电路还是并联电路总功率都等于每个用电器的功率之和。

所有用电器同时使用时干路中的电流为：

I=P总/U=2420W/20V=11A

∵11A﹥5A

∴不能同时使用

7．在如图所示的电路中，电源电压U＝14V，且保持不变，灯L上标有“12V6W”字样R1＝10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，不考虑灯线电阻随温度的变化。

（1）开关S闭合、S1断开，移动变阻器滑片P使用权电压表示数为12V时，变阻器接入电路的电阻是多少？

（2）开关S、S1都闭合，将变阻器滑片P移至a端时，若灯L仍然发光，电流表的示数是多大？

此时灯L是正常发光吗？

8．如下图是一个电热毯示意电路图，R0是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯电阻丝串联的电阻。

电热毯上标有“220V　100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关。

（1）用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？

（2）若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J的电能转化为热能，电阻R的阻值是多大？

9、养鸡场有一台电热孵卵器，其电阻110Ω，在额定电压下工作，通过孵卵器的电流是２A ，那么该孵卵器10s产生的热量为多少？

 8、某校师生为了开展科学实验，自制了一电烘箱，用来烘干仪器.电烘箱的电阻丝通过的电流是5 A的时候，每分钟可产生6.6×104 J的热量。

求：

（1）这台电烘箱的电功率是多少？

（提示：

每分钟，即1分钟＝60秒）

（2）电阻丝工作时的电阻是多少？

10、如图2所示的插座和电灯（带开关）是组成家庭电路的常用器件，请你用笔画线代替导线将它们分别正确的接入电路中。

11、下图是新安装的照明电路，已知两个并联灯泡的灯头接线存在一处故障。

小明学电工的检修方法，在保险丝处接入一个“220V40W”的灯泡。

当只闭合S、S1时，L0和L1都呈暗红色；当只闭合S、S2时，L0正常发光，L2不发光。

由此可以确定（）

A．L1灯头断路B．L1灯头短路

C．L2灯头短路D．L2灯头断路

12、某班同学在学了有关家庭电路的知识后安装了四盏电灯，你认为其中正确的是

ABCD

自我测试：

一、选择题

1．小刚利用电能表测某家用电器的电功率。

当电路中只有这个用电器工作时，测得在15min内，消耗电能0.3kW·h，这个用电器可能是（）

A．空调器          B．电冰箱          C．电视机        D．收音机

2．不同灯泡的亮暗程度只反映下列物理量中的（）

A．灯泡两端电压的大小            B．灯泡电阻的大小

C．通过灯泡的电流强度的大小 D．灯泡工作时的电功率的大小

3．两根电阻线串联接入同一电路，R1＞R2。

R1、R2消耗的功率分别为P1、P2，则（）

A．I1=I2  P1=P2            B．I1=I2  P1＞P2

C．U1=U2  P1＞P2          D．U1＞U2  P1=P2

4．如图6所示，电源电压U不变，L1和L2两灯完全相同则S闭合前后L1灯消耗的电功率之比为（  ）

A．1/4   B.4/1     C.2/1    D.1/2

5．在图7所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，两灯都发光，当把开关S2断开时，灯泡L1的亮度及电流表示数变化的情况是（）

A．L1亮度不变，电流表示数变小

B．L1亮度不变，电流表示数不变

C．L1变亮，电流表示数不变

D．L1变亮，电流表示数变小

6．如果加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时，通过定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗电功率的变化量是（）

A．0.4W    　　B．2.8W 　　   C．3.2W    　　D．3.6W  

二、填空题

7．2006年3月1日，我国开始实施彩电能效新标准，规定待机功率高于9W的彩电不能进入市场销售。

小明想了解家中彩电是否符合新能效标准，他将100W的灯泡单独接入电路中，观察电能表lmin转了5转；再让这台彩电单独接入电路并处于待机状态，电能表5min转了2转，由此判断该彩电的待机功率为_____W。

若每天待机按20h计算，小明家每月（按30天计）因彩电待机消耗的电能约为__________kW·h。

8．某导体两端加2V电压时，通过的电流为0．5A，则这段导体的电阻为_______Ω．要使通过该导体的电流变为1A，应在该导体两端加_______V电压。

当该导体两端的电压为3V时，该导体所消耗的电功率为_______W。

9．一只电炉的电阻为48.4W，接在电压为220V的电路中工作，它的功率是_____W。

电炉丝工作时热得发红，而连接电炉丝的导线却不怎么发热，其原因是_________________。

10．如图8为小汉家的电能表，若小汉只给一台微波炉通电，发现该表转盘在2min内转了100r，则这台微波炉在这段时间内消耗的电能是        kWh，微波炉的功率是         KW。

11．某品牌电热饮水机加热功率、保温功率分别为950W、40W，如果饮水机一天（按24h计算）有2h处于加热状态，其余时间处于保温状态，则这台饮水机一天共耗电___________kW·h。

12．下表是某同学研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实验数据，请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻的关系：

            。

R/Ω

10

15

20

30

50

60

U/V

6

6

6

6

6

6

I/A

0.6

0.4

0.3

0.2

0.12

0.1

P/W

3.6

2.4

1.8

1.2

0.72

0.6

三、实验与计算

13．小汉所在的实验小组进行了研究“小灯泡消耗的电功率与灯泡亮度的关系”的实验：

（1）实验记录与计算如下表：

电压U/V

1.5

2.0

2.5

电流I/A

0.22

0.26

0.30

功率P/W

0.33

0.52

灯泡发光情况

灯丝暗红

微弱发光

正常发光

根据他们观察的现象和记录的实验数据分析，你可得出什么结论（请说出两点）：

①小灯泡正常发光时的功率是   W；②                                。

（2）他们还注意到，这个实验记录也可以用来计算小灯泡灯丝的电阻，并发现灯丝的电阻值随电压升高而       （选填“增大”或“减小”）。

（3）①在图9中用笔画线代替导线完成该实验的电路连接；（请正确选择电表量程）

②请在坐标图10中作出小灯泡的电压和电流的关系图象。

14．两电阻a、b各自的电流与两端电压的关系图线如图11甲所示，

（1）电阻a的阻值多大？

（2）如果把a、b两个电阻串联接成如图乙所示的电路时，电流表的示数为0.2A。

求：

①电阻b的电功率；

②电阻a、b在lmin内消耗的电能之和。

15．小红学了电路知识之后，对电路很有兴趣。

看到家里的电吹风，便把它拆开来研究，并画出了如下电路图。

她认为当只闭合开关S1时，电吹风吹冷风；当S1和S2都闭合时，电吹风吹热风。

小芬看了她画的电路图觉得有问题：

如果仅闭合S2，会出现电热丝R工作而电动机不工作的现象，从而使电吹风的塑料外壳过热造成损坏。

小芬认为只要把其中一个开关移到干路上，就能做到电热丝R工作时，电动机就一定在工作，从而保证塑料外壳不会因操作失误而损坏。

请分析回答下列问题：

额定电压    220V

频率        50Hz

吹热风时功率460W

吹冷风时功率20W 

（1）你认为小芬应该把开关     移到干路上,才能符合安全要求。

（2）请根据电吹风铭牌上提供的有关数据，计算当电吹风正常工作并且吹热风时，1分钟消耗多少电能？

电热丝R的电功率为多大？

通过电热丝R的电流为多大？

16．在图13所示的电路中，R1是定值电阻，R2为滑动变阻器，已知R1＝16Ω，电源电压为12V。

（1）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数恰为8V时，电流表的示数为多大？

此时滑动变阻器R2消耗的电功率多大？

（2）若在R1两端并联一个定值电阻R3后，再调节滑动变阻器R2，使电压表的示数为4V时，电流表的示数为0.75A，则R3的阻值为多大？

附加题

有一种半导体，其电阻的大小随温度的变化而明显改变，利用这种半导体材料制成的电阻叫热敏电阻。

利用热敏电阻可以用来测量温度的变化，且反应快，精度高.李明同学想用热敏电阻设计一个电路，来检测他家蔬菜大棚内温度的变化。

于是，他买来了一个热敏电阻,该热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图14所示。

他又到实验室给老师借来了一块电流表、一个开关和6V的电源。

请你利用这些器材帮他设计一个能直接观察大棚气温变化的电路。

（1）请你在方框中画出你设计的电路图。

（2）若将电流表刻度盘上的电流刻度换成相应的温度刻度，这样电流表就改造成了气温表。

若电流表选用0－0.6A的量程，请你计算说明改造成的气温表的0℃应与电流表刻度盘的什么刻度对应?

该气温表能测量的最高温度是多少？

（3）当大棚内的温度为28℃时，该电路消耗的功率是多少？

参考答案

一、选择题

1．A   2．D   3．B   4．A   5．A   6．D

二、填空题

7．8   4.8

8．4   4   2.25

9．1000 导线的电阻比电炉小得多，相同时间内产生的热量也小得多

10．0.04 1.2

11．2.78

12．电压一定时，电阻消耗的电功率与该电阻阻值成反比

三、实验与计算

13．

（1）①0.75  ②灯泡越亮，小灯泡消耗的电功率越大

（2）增大

（3）如图

14．解：

（1）由图甲知，当Ia＝0.2A时，Ua＝2.0V，所以　Ra＝

＝

＝10Ω

（2）由图甲知，当Ib＝0.2A时，Ub＝1.0V，所以　Rb＝

＝

＝5Ω

①Pb＝I2Rb＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W

②W总＝I2R串t＝（0.2A）2×（10Ω＋5Ω）×60s＝36J

15．

（1）S1

（2）解：

；电热丝R的电功率为P’=460W-20W=440W；

答：

电吹风吹热风时，一分钟消耗27600J的电能。

电热丝R的电功率为440W。

通过电热丝R的电流为2A。

16．解：

（1）电流表示数

；U2=U－U1=12V－8V=4V；滑动变阻器R2消耗的电功率：

P=U2I=4V×0.5A=2W

（2）

；I3′=I′－I1′=0.75A－0.25A=0.5A；根据欧姆定律，得R3的值：

附加题

答案：

（1）如下图

（2）由图像可知：

0℃时，热敏电阻的阻值为250Ω，此时，电路的电流是：

，所以气温表的0℃应与电流表刻度盘的0.024A的刻度对应。

当电流表达到满刻度时，电路中的电流为0.6A

由图像可知，热敏电阻的阻值为10Ω时，气温是80℃，因此，气温表能测量的最高温度是80℃

（3）当大棚的温度为28℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，电路中的电流：

电路消耗的功率为：