（全国通用版）2020中考物理大一轮 第15章 电功与电功率 第二节 电热与生活用电素养突破课件

第二节电热与生活用电第二节电热与生活用电考点1考点2考点3焦耳定律说明要点电流的热效应电流通过导体时,电能转化为内能的现象叫做电流的热效应焦耳定律的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,跟通电时间成正比计算公式Q=I2Rt(适用范围所有电路),Q=𝑈2𝑅t=UIt(适用范围纯电阻电路)电路只要有电流和电阻就有电流的热效应。电路是纯电阻电路时,电流产生的热量与消耗的电能相同,当电路不是纯电阻电路时,电流产生的热量小于消耗的电能考点1考点2考点3电热的利用电热器是利用电热的主要设备,它是利用电流的热效应制成的。电热器的主要工作部分是发热体,该部分需要用电阻大、熔点高的金属导体制作。电热水器、电饭锅等,都是电热器考点1考点2考点3家庭电路比较项要点家庭电路基本组成进户线、电能表、闸刀开关、熔断器、用电器和插座等。家庭电路中的每一个组成部分都担当重要的角色进户线连接户外供电电路的电线,通常有两根,一根是火线,一根是零线。火线与零线之间的电压是220V,零线一般不带电,与大地之间无电压,火线与大地之间的电压是220V闸刀开关起到控制整个电路通断的作用,以便切断电路,更换设备。家庭电路中各盏照明灯是并联的考点1考点2考点3比较项要点测电笔使用方法如图所示,人们用测电笔辨别火线和零线的两种使用方法中,正确的是甲图。使用测电表来判别正常照明电路的火线、零线时,手必须接触金属笔卡(或笔尾金属体),当笔尖接触导线时,若氖管发光,则该导线是火线;若氖管不发光,则该导线是零线考点1考点2考点3安全用电电流与电功率的关系根据P=UI可知I=𝑃𝑈,家庭电路中的电压是一定的,U=220V,所以用电器电功率P越大,电路中的电流I就越大电流过大的原因同时使用的家用电器总功率不能过大:由于各种家用电器都是并联的,同时使用的家用电器越多,总功率越大。家里用电线路上的电流会随着用电器的增加而变大,因此,一定注意不要让总电流超过家庭供电线路和电能表所允许的最大值,否则容易引起跳闸,甚至发生火灾考点1考点2考点3短路种类①改装电路时不小心,使火线和零线直接连通造成短路。②导线的绝缘皮被刮破或烤焦,电线和用电器使用年限过长,绝缘皮老化,也会使火线和零线直接连通或用电器进水造成短路短路使电流过大的原因由于导线的电阻很小,短路时电路中的电流非常大,会产生大量的热,使导线的温度急剧升高,很容易造成火灾考点1考点2考点3安全用电家用电器的金属外壳应是与火线绝缘的,所以不带电的人体接触外壳并没有危险。但如果家用电器内部火线的绝缘皮破损或失去绝缘性能,致使火线与外壳接通,外壳带了电,人体接触外壳等于接触火线,就会发生触电事故。若把外壳用导线接地,即使外壳带了电,也会从接地导线流走,人体接触外壳就没有危险了考点1考点2考点3命题点图片练一练探究电流与电阻电流的关系(人教九年级P99图18.4-2)1.(2019·黑龙江齐齐哈尔中考)如图所示是探究电流通过导体产生热量与电阻关系的装置。通电前,两侧U形管中水面相平,深度均为8cm,则8cm深水柱产生的压强为800Pa。通电后,当电路中电流为0.8A时,通电时间50s,电阻R2(R2=10Ω)产生的热量为320J(g取10N/kg)考点1考点2考点3命题点图片练一练探究电流与电阻电流的关系(人教九年级P100图18.4-3)2.(2019·湖北仙桃中考)如图所示的实验装置探究的是电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系。通电一段时间后,左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为4∶1考点1考点2考点3命题点图片练一练电热计算(沪粤九上P101图15-15)3.(2018·四川成都中考)如图所示,电热水壶上标有“220V1800W”,小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻小。在额定电压下,烧开一壶水用时3min20s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为3.6×105J考点1考点2考点3命题点图片练一练验电笔使用(沪粤九下P40图18-5)4.(2018·江苏常州中考)测电笔可以测试导线是火线还是零线,如图所示,将笔尖与导线接触,若氖管发光,此导线为火线安全用电(沪粤九下P40图18-6)5.(2018·黑龙江哈尔滨中考)小明将电水壶插头连接在如图的三孔插座上,电水壶正常工作,同时电水壶金属外壳与大地相连,此时将台灯连接在图中两孔插座上,闭合开关后灯不亮,原因是台灯所在的支路开路,之后,小明成功地排除了故障考法1考法2电热例1(2019·四川乐山中考)如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1R2。下列说法正确的是()A.该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”B.闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流C.闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢D.闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动C考法1考法2方法归纳本题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握,同时也考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握,还需要注意控制变量法和转换法的运用。解析:图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可研究电流产生的热量与电阻的关系,A、B错误;根据Q=I2Rt,因R1R2,故右边容器中电阻丝产生的热量多,由转换法,甲管中液面上升比乙慢,C正确;闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路的电阻,故应将滑动变阻器滑片P向右移动,D错误。考法1考法2对应练1(2019·安徽太和县期末)两定值电阻R1=10Ω,R2=5Ω,现将R1、R2串联接入电路,闭合开关,通过它们的电流之比I1∶I2=1∶1,通电5min,电流通过R1、R2产生的热量之比Q1∶Q2=2∶1。解析:由题知,R1、R2串联,因为串联电路中电流处处相等,所以通过它们的电流之比I1∶I2=1∶1;由Q=I2Rt可得,通电5min,电流通过R1、R2产生的热量之比𝑄1𝑄2=𝐼2𝑅1𝑡𝐼2𝑅2𝑡=𝑅1𝑅2=10Ω5Ω=21。考法1考法2家庭电路与安全用电例2(2019·甘肃兰州中考)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是()A.空气开关跳闸,一定是电路发生了短路B.控制电灯的开关应该接在火线与电灯之间C.使用测电笔时,必须用手直接接触金属笔尖D.一般对人体而言,只要电压不高于220V就是安全的B解析:家庭电路中总功率过大或发生短路时,空气开关会跳闸,故A错误;由安全用电原则可知,控制电灯的开关应接在火线和照明灯之间,故B正确;使用测电笔时,必须用手接触笔尾的金属体,不能与笔尖金属体接触,故C错误;不高于36V的电压对人体是安全的,故D错误。考法1考法2对应练2(2019·辽宁辽阳中考)下列有关家庭电路和安全用电的说法正确的是()A.使用测电笔时,不能接触笔尾金属体B.用电器的开关发生短路时,会造成空气开关自动断开C.站在地面上的人,因碰火线而触电时,漏电保护器会切断电路D.冰箱使用三脚插头,是为了防止电流过大引起火灾C解析:使用测电笔时,手应接触笔尾的金属体,这样才能正确辨别火线和零线,故A错误;用电器的开关发生短路时,开关闭合,用电器正常工作,不会造成空气开关自动断开,故B错误;站在地上的人接触火线发生触电时,一部分电流会流向大地,不流回零线,此时漏电保护器自动切断电路,故C正确;冰箱使用三脚插头,是为了将冰箱的金属外壳接地,防止因外壳漏电而发生触电事故,故D错误。实验点电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关实验原理电流的热效应实验方法控制变量法,转换法实验器材电源、多个电阻丝、两个装有相等质量煤油的烧瓶、温度计、停表等实验结论(1)在电流、通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;(2)在通电时间、电阻相同时,通过的电流越大,产生的热量越多;(3)在电流、电阻相同时,通电时间越长,产生的热量越多实验点问题探究(1)如何判断产生热量的多少?【提示】通过观察温度计示数的变化。(2)实验中,如何操作才能控制电流相等?【提示】使两阻值不同的电阻丝串联。(3)实验中,如何控制电压相等?【提示】使两阻值不同的电阻丝并联。(4)实验中为什么选用煤油而不选用水?【提示】煤油的比热容较小,吸收相同的热量,煤油的温度变化更明显,更便于观察实验点例题(2019·四川攀枝花中考)如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出),U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象。(1)实验中通过观察液面高度差的变化来比较导体所产生热量的多少;这运用了转换法(填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想;(2)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的电流不变,来研究导体产生热量与电阻的关系;(3)在乙装置中,C、D透明容器中产生热量较多的是C容器。实验点解析:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但电阻丝对容器中的空气加热时,空气温度升高体积膨胀,引起U形管中液柱高度的变化,所以通过液面高度差的变化来反映电阻丝产生热量的多少,这种研究方法叫转换法;(2)如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系;(3)图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外,所以,I左I内,容器内的电阻值都是5Ω,通电一段时间,由Q=I2Rt知,C容器中电流产生的热量多。实验点拓展练(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,最先精确的确定了电流通过导体时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,其表达式为Q=I2Rt。(5)在图甲中两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,这样做可以得出的结论是在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。(6)在图乙中容器外并联了一个阻值相同的电阻丝,其目的是为了研究当电阻相同时,电流产生的热量与电流的关系。