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第十八章 电功率
第4节 焦 耳 定 律
第1课时 电流的热效应
目录
01
02
能力提升
夯实基础
夯实基础
1.下列用电器中利用电流热效应的是( )
A. 电动机
B. 电脑
C. 收音机
D. 电热水壶
D
C
3. 我国科研人员研发出了千米级第二代高温超导带材,使中国在该技术领域跻身于国际先进行列。假如所有导体都成了常温下的超导体,那么当用电器通电时,下列说法正确的是( )
A. 白炽灯仍然能发光
B. 电动机仍能转动
C. 电饭锅仍然能煮饭
D. 电熨斗仍然能熨烫衣服
B
4.图K18-4-1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装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
A. 该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B. 将左边容器中的电阻丝换成10 Ω的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C. 通电一段时间后,左侧U形
管中液面的高度差比右侧的大
D. 该实验装置是利用U形管中液体的热
胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的
C
5. 家用电水杯利用了电流的________________效应。某型号电水杯铭牌标有“220 V 400 W”的字样,它正常工作时,发热元件的阻值为_____________Ω。 正常工作5 min,电水杯消耗的电能为________________J。
热
121
1.2×105
6. 央视《是真的吗》节目中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取一张口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图K18-4-2乙),将锡纸条带锡的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条开始冒烟、着火(如图K18-4-2甲),这里利用了电流的________效应。已知锡纸条上ab,bc,cd段长度相等,则____________段的电阻最大,因为材料和长度
相同时,横截面积越________
(填“大”或“小”),电阻越大。
热
ab
小
7.(2021兰州)在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中,采用了如图K18-4-3所示的电路。
(1)为了在短时间内达到明显的实验效果,两烧瓶中应装入质量和初温都相同的____________(填“水”或“煤油”),实验中通过观察______________________来比较电流通过导体产生
热量的多少。
煤油
两支温度计示数变化
(2)如图K18-4-3甲所示,两烧瓶中装有阻值不同的电热丝,可以探究电流通过导体产生的热量与_________的关系。
(3)如图K18-4-3乙所示,两烧瓶中装有阻值相同的电热丝,闭合开关,调节滑动变阻器,使两电流表示数________________(填“相同”或“不同”),可以探究电流通过导体产生的热量
与_____________的关系。
电阻
不同
电流
8. (2021常州)某小组同学选择阻值不变的电阻丝,探究“电流通过电阻丝产生的热量(简称电热)与通电时间、电流、电阻的关系”。
能力提升
(1)为探究电热与通电时间、电流的关系,在锥形瓶内装入适量煤油,设计电路如图K18-4-4甲所示,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于_______(填“A”或“B”)端。
(a)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为0.5 A,通电5 min、温度计的示数升高了5 ℃。
(b)保持滑动变阻器滑片P的位置不变,通电10 min、温度计的示数升高了9 ℃。
B
(a)、(b)对比可得结论:________________________
_________________________________________________。
(c)向_____________端移动滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为1 A,通电10 min、温度计的示数升高了33 ℃。
(b)、(c)对比可得结论:_________________________
_________________________________________________。
在电流大小和电阻大小相
同时,通电时间越长,电流通过电阻产生的热量越多
A
通电时间和电阻大小相
同时,电流越大,电流通过电阻产生的热量越多
(d)实验只能得到定性结论,主要原因是_____________
_____________________________________________________________________________________________________。
实验中只能
过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量
通的多少,无法精确测量电阻产生的热量
(2)为探究电热与电阻的关系,并测出标签污损的电阻丝R2的阻值,在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油,设计如图K18-4-4乙所示电路。开关闭合后,电压表有示数,但电流表无示数,电路故障是________________,排除故障后,调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图K18-4-4丙所示,则电压表示数为_____________Ⅴ,电流表示数为________________A,R2阻值为________________Ω。一段时间后,观察到电阻丝________________所在锥形瓶中的温度计示数升高得比较多。
R2断路
8
0.5
16
R2
(3)请分析“电炉工作时,电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”:电炉丝的电流_____________导线的电流,电炉丝的电阻________________导线的电阻。(均填“大于”“等于”或“小于”)。
等于
大于
(1) 若采用110 kV的高压输送电能,输电线路的电流I1=________________A,输电线路损失的热功率P1=________________W,其与发电厂输出电功率P0之比P1∶P0=________________。
(2) 若采用1 100 kV超高压输送电能,输电线路损失的热功率P2=________________W,其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2∶P1=________________。所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的热功率损失。
1 000
1×107
1∶11
1×105
1∶100
(3) 若想使输电线路中的热功率损耗为0,还可以采用________________作为输电线材料。
超导材料
谢 谢