第十五章
电功和电热(二)
复习
导学案
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【学习目标】
1.
知道电热器的工作原理,影响电热大小的因素;会用焦耳定律进行计算。
2.知道家庭电路的组成和连接方式,会画简单的家庭电路图;知道家庭电路中电流过大的原因及其后果,知道熔丝的作用,会选用和安装熔丝。
【预习探学】
1.导体中有电流通过时会
,将
能转化为
能,这种现象称为电流的
效应,主要利用
工作的装置称为电热器。
2.焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟
成正比,跟导体的
成正比,跟
成正比。
3.焦耳定律公式:
。当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),
则有W=
,还可以还可用公式:Q=
,Q=
,Q
=
。
4.在电阻R1、R2组成的串联电路中,在相同时间内电流通过R1、R2所产生的热量Q1、Q2与R1、R2之间的关系是Q1∶Q2=
;在电阻R1、R2组成的并联电路中,在相同时间内电流通过R1、R2所产生的热量Q
1、Q2与R1、R2之间的关系是Q1∶Q2=
。
5.家庭电路由:进户线→
→
→
→用电器、开关、插座等组成。
6.家庭电路的进户线是
和
,它们之间的电压是
,可用
来判别。如果氖管发光,则笔尖接触的是
,它使用时,手一定要接触
,手一定不能接触
。
7.所有家用电器和插座都是
联的。而开关则要与它所控制的用电器
联。开关应接在
线上,螺丝口灯座的螺旋套也要接在
线上,用电器的金属外壳应该
。三线插座接入电路时,左孔接
线,右孔接
线,中间的孔接
线。
8.安装在熔断器中的熔丝,俗称
,是用
较低的铅锑合金材料制成。当电路中电流超过一定限度,熔丝的温度达到
,它便会熔断,自动切断电路,从而保证电路安全。由于铁和铜的
较高,所以不能用铁丝和铜丝来代替保险丝。现在有一种新型保险装置叫
,这种装置被附加在总开关上。
9.引起电路过热(导致火灾)的原因有两个:
( http: / / www.21cnjy.com )一是
;二是
。引起电路中电流过大(导致熔丝熔断)的原因有两个:一是
;二是
。
10.家庭电路的触电事故,都是人体直接或间
( http: / / www.21cnjy.com )接和
接触,引起一定强度的电流通过人体所造成的。触电一般分为
触电与
触电。
11.对人体来说,安全电压是指
的电压。
12.当发现有人触电时,应当立即
,无法切断电源时,应用干燥的木棍等
挑开电线。
【合作互学、交流助学】
例1
一台线圈电阻为3Ω
( http: / / www.21cnjy.com )电动机,接在12V的电源上时,通过电动机的电流为0.5A,在2min内电流产生的热量是 J,转化成的机械能是 J。
例2
如图所示,甲图是小明家卧室的一个插座,他用试电笔测试插座的A孔,氖管发光,则A孔接的是
线;乙图是一个台灯的电路示意图,当把台灯接入电路时,为了安全,应将台灯插头的
(选填“C”或“D”)插脚接火线。
例3
电阻R1和R2的电流与与电压的关系如图所示:
(1)电阻R2的阻值为 Ω;
(2)电阻R1的阻值随电流增大而 (选填“变大”或“变小”);
(3)如果将电阻R1和R2串联,接到12V的电源两端时,在1min时间内,R1和R2产生的总热量为 J.
例4
某家庭电路的电度表标有“220V 10A”字样,家中正在使用的电器有一台100W的电冰箱,两个40W的日光灯.此时需要再用一个20W的台灯,可每当台灯的插头插进插座时,空气开关就“跳闸”,发生这种现象的原因可能是( )
A.用电器的总功率过大
B.日光灯管断路
C.插座或台灯短路
D.电冰箱的功率突然增大
变式训练:在寻找熔丝熔断的原因中,下列原因中可以排除的是(
)
A.插座内部“碰线”
B.插头内部“碰线”
C.灯座内部“碰线”
D.开关内部“碰线”
例5
如图一盏电灯接在家庭电路中,当
( http: / / www.21cnjy.com )开关S闭合时,电灯不亮,用测电笔分别接触A、B、C、D时,测电笔的氖管都发光,则电路中的故障原因是( )
A.开关S接触不良
B.灯泡的灯丝断了
C.导线CD间有断路
D.进户零线断开
变式训练:图示为居民家中某房间的电
( http: / / www.21cnjy.com )路,电灯L与电热壶均正常工作,在三孔插座上接入电饭煲后,电热壶突然停止工作,灯L仍正常发光,拔出电饭煲的插头,用测电笔分别测试三孔插座的左右两孔,氖管均发光,此时电路故障可能是( )
A.插座短路
B.电热壶短路
C.AB间断路
D.CD间断路
例6
如图为家用饮水机自动加热与保温的简化工作电路,其中S是温控开关;从说明书获知,加热管电阻R0加热时功率为440W,保温时功率为22W.请问:当S闭合时,饮水机处于何种工作状态?不计R0、R阻值受温度变化的影响,则R0的阻值多大?
( )
A.加热,220Ω
B.加热,110Ω
C.保温,110Ω
D.保温,220Ω
例7
如图所示,用笔画线代替导线将电灯、开关、三眼插座接到电路中。
变式训练:请用笔画线代替导线,将图中连有开关的电灯和三线插座接入家庭电路中。
例8
为了研究“通电导体产生的热
( http: / / www.21cnjy.com )量与哪些因素有关”,小明设计了如图所示的实验电路:甲烧瓶中的金属丝是铜丝,电阻为R1,乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻为R2 (R1<R2).
(1)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.
(2)通电一段时间后,烧瓶______中的煤油温度上升快(甲/乙).由此,
小明得出结论:
。
(3)小明想继续探究电热与电流的关系,电路中还要增加的器材是
。
例9
下面的图表是从某台电热饮水机说明书上
( http: / / www.21cnjy.com )收集到的信息。经分析得知,当开关S闭合时,饮水机处于加热状态,S断开时,饮水机处于保温状态。为了测量它加热时的实际功率,小明断开其它所有用电器,只将该饮水机接入家庭电路中,闭合开关S,测得热水箱中的水从25℃升高到100℃,所用时间为7.5min,同时观察到家中标有“1200r/kW h”字样的电能表转盘转过120转(r)。不考虑温度对阻值的影响[c水=4.2×103J/(kg ℃)]。根据以上信息,求:
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热时额定功率
968W
(1)饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量;
(2)饮水机在加热过程中的热效率;
(3)饮水机加热时的实际电压。
例10
新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示。R
1
和R
2
均为电热丝,S
1
是自动控制开关.煮饭时,把电饭锅接入220V电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求:(1)S和S
1
都闭合时电饭锅的电功率;(2)电热丝R
2
的阻值;
(3)这30min内电饭锅产生的热量。
【总结提学】