第4节 焦耳定律
电流的热效应
下列用电器中利用电流热效应工作的是
电视机
洗衣机
电饭锅
电冰箱
将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是
三个用电器产生的热量相同
电风扇产生的热量最多
电烙铁产生的热量最多
电视机产生的热量最多
小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。
实验中煤油吸热的多少是通过 温度计示数 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,是因为煤油的比热容 小于 水的比热容。(选填“大于”或“小于”);
通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论是 在电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量越多 ;
该实验中用到的研究物理问题的方法是 控制变量 法和 转换 法。
焦耳定律
一根阻值为5Ω的电阻丝,通电100s,通过的电流为0.1A,则电流通过电阻丝产生的热量为
5J
50J
500J
5000J
如图所示,导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,当开关闭合后,在相同时间内
导体A产生的热量多
导体B产生的热量多
导体A、B产生的热量一样大
无法确定
如图所示,R1、R2是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,如果将两个电阻并联到电路中,则经过两个电阻的电流I1 < I2,在相同时间内产生的热量Q1 < Q2。
电饭锅是现代厨房必备电器之一,给人们的生活带来便捷服务。小明用电饭锅做饭时发现发热盘热得烫手,而导线几乎不发热。请你利用所学的物理知识解释上述现象。
如图所示,是一台家庭常用的电热饮水机,甲表是它的铭牌数据,图乙是它的电路原理图,其中S是温控开关,R1是定值电阻,R2是加热电阻。当S闭合时,饮水机处于加热状态;当S断开时,饮水机处于保温状态。
水桶容量
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
1100W
保温功率
44W
在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?
饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,需用时7min。则饮水机的加热效率是多少?【c水=4.2×103J/(kg·C)】
电阻R1的阻值是多少?(保温功率是指整个电路消耗的功率)
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。R1和R2均为电热丝,S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象如图乙所示。求:
S和S1都闭合时电饭锅的电功率;
电热丝R2的阻值;
这30min内电饭锅产生的热量。
C
C
温度计示数
小于
在电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量越多
控制变量、转换
A
B
<、<
发热盘和导线串联,电流和通电时间相同。发热盘的电阻很大,导线的电阻很小,根据公式Q=I2Rt可知,工作时,发热盘产生的热量多,导线产生的热量少。因此,发热盘热得烫手,而导线几乎不发热。
5A
63.2%
1056Ω