（达州专版）2019中考物理 第七单元 电功 电功率 生活用电 第25课时 电和热复习课件

[学生用书P108]第25课时电和热1.电流的热效应定义：电流通过导体时，电能转化为内能的现象叫电流的热效应。说明：电流的热效应是电流的普遍现象。此外还有电流的化学效应和磁效应。2．焦耳定律内容：电流通过导体时产生的热量跟______的平方成正比，跟导体的______成正比，跟_________成正比。基本公式：Q＝I2Rt。导出公式：Q＝W＝Pt＝UIt＝U2Rt。电热和电功的区别和联系：(1)在电路中接入的如果是电炉、白炽灯、电烙铁等“纯电阻性”的用电器，当电流通过时，消耗的电能全部转化为内能，此时电功和电热的计算相同，即W＝Q＝Pt＝UIt＝U2Rt＝I2Rt。电阻电流通电时间(2)在电路中接入电动机、充电的蓄电池等非纯电阻用电器，当有电流通过时，消耗的电能大部分转化为机械能、化学能，只有一部分电能转化为内能，所以“电热Q”只是“电功W”中的一部分，这时W＞Q，即电流做的功只能用UIt或W＝Pt计算。用W＝I2Rt算出来的只是产生的热量Q，即额外功，此时，U≠IR，总功率P＝UI，发热功率(额外功率)P额＝I2R，输出的机械功率P有用＝P－P额。3．电热器原理：电热器是利用电流____效应制成的加热设备。如电炉、电饭锅、电热毯等。电热器“多挡”问题：分析时抓住两点：(1)家用电器的工作电压为220V。(2)电热器电路是纯电阻电路，一般用Q＝U2Rt比较电热，用P＝U2R总比较功率，可以得出：U一定时，R总越大，电热器的实际功率越小，对应的是低温挡，反之就是高温挡。热4．对电功、电功率和电热的相关公式的理解电功W电功率P电热Q基本公式(适用于任何用电器)W＝UIt＝PtP＝Wt＝UIQ＝I2Rt导出公式(适用于纯电阻用电器)W＝U2Rt＝I2RtP＝I2R＝U2RQ＝W串联电路W1W2＝R1R2P1P2＝R1R2Q1Q2＝R1R2并联电路W1W2＝R2R1P1P2＝R2R1Q1Q2＝R2R1串、并联电路W总＝W1＋W2P总＝P1＋P2Q总＝Q1＋Q2注意：(1)计算时要注意单位的统一。(2)要注意公式里几个物理量的同体性和同时性。续表[学生用书P108]类型之一了解电流的热效应[2018·乐山]下列家用电器中，利用电流热效应工作的是A．电风扇B．洗衣机C．电热水壶D．电视机C类型之二探究电流的热效应[2019·中考预测]在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时。(1)小于采用了如图甲所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化。若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的_____越大，产生的热量越多。电阻(2)小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电时间相同，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的______越大，产生的热量越多。(3)该实验中用到的研究物理问题的方法是_________法和转换法。电流控制变量【变式】[2019·中考预测]在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每个烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过__________________显示电流产生的热量变化；上述实验中采用这种电路连接方式的目的是：_______________________。温度计示数高低控制电流与通电时间相同【点悟】通电导体放出热量，煤油吸收热量，质量和初温相等的煤油吸收的热量越多，温度计示数就越高，控制两个烧瓶中所盛煤油的质量和初温相等，才能通过温度计的示数高低反映通电导体放出热量的多少。从焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流产生的热量与电流、电阻、通电时间有关，研究通电导体产生热量与哪些因素有关采用的是控制变量法。此实验还可以通过控制通电时间的长短研究通电导体产生热量与通电时间的关系；若在此实验电路中串联一个滑动变阻器，调节滑动变阻器的电阻可以研究通电导体产生的热量与电流的关系类型之三电热器的有关计算[2018·泸州]如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题：(1)某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量？[设该浆的比热容为4.0×103J/(kg·℃(2)电阻R1和R2的阻值分别为多大？(3)该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为多大？型号额定电压打浆装置电热装置JYD－P11S220V电机功率加热功率保温功率180W1000W242W解：(1)加热该浆需要吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.0×103J/(kg·℃)×1.0kg×(100℃－40℃)＝2.4×105J。(2)由图可知，当S接a时，电路中只有R1，电阻较小，由P＝U2R可知，此时电功率较大，为加热挡；当S接b时，电路中R1、R2串联，电阻较大，由P＝U2R可知，此时电功率较小，为保温挡；由P＝U2R可得R1的阻值：R1＝U2P加热＝（220V）21000W＝48.4Ω；由P＝U2R可得串联时的总电阻：R串＝U2P保温＝（220V）2242W＝200Ω，则R2的阻值：R2＝R串－R1＝200Ω－48.4Ω＝151.6Ω。(3)该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，总功率：P总＝180W＋1000W＝1180W，正常工作1min所消耗电能：W＝P总t＝1180W×60s＝70800J。类型之四非纯电阻电路的有关计算小华准备参加玩具赛车比赛，她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时她先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实验的有关数据记录在表格中。请问：(1)这只电动机线圈的电阻为多少？(2)当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？(3)该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？电动机的电压/V电动机的工作状态通过电动机的电流/0.2不转动0.42.0正常转动1.0【答案】(3)75%[学生用书P110]1．[2017·扬州]下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是B2．[2018·宜宾]下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系A．牛顿B．焦耳C．欧姆D．法拉第3．[2017·自贡]计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是A．UItB.U2RtC．I2RtD．前面三个都可以BCC4．[2017·达州]如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则A．电路中的电流为4A，电源电压为6VB．电动机的功率为16W，它两端的电压为4VC．在1min内电阻R上产生热量60J，电动机消耗电能D．电动机工作时将机械能转化为电能，若将电阻R换成滑动变阻器，可调节电动机的转速5．[2018·滨州](多选)如图甲电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。当开关S闭合，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，两电表示数变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是A．电源电压为14VB．R2的最大阻值是30C．滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时R1的电功率为1.25WD．滑片P在a端时，2分钟内R2消耗的电能是BCD6．[2018·成都]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____。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_________J。小3.6×1057．[2018·枣庄]如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压220V，R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换，电热器在低温挡工作时的电功率是________W，在高温挡工作1min产生的热量是___________J。22003.96×1058．[2018·乐山]两个电阻的电流随电压变化的关系图像如图甲所示，将它们连接在如图乙所示的电路中。当闭合开关1，断开开关S2、S3时，电阻R1、R2两端的电压之比为_______；当断开开关S1，闭合开关S2、S3时，经过一段时间，电流通过电阻R1、R2产生的热量之比为______。甲乙2∶11∶29．[2017·烟台]甲、乙两只电炉分别标有“220VW”和“220V1000W”字样，把它们串联在220V的电路中。在相同时间内产生热量较多的是____，将它们并联在电路中，产生热量较多的是____(以上两空均选填“甲”或“乙”)。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为_______。4∶9甲乙10．[2018·眉山]小黄家中新购置了一台挂式电热水器，他查看了电热水器说明书后，将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图，该热水器设有高、中、低三挡，电热丝R1＝50Ω，电热丝R2＝220Ω，电热转化效率为84%，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求：(1)高温挡的加热功率。(2)用低温挡将22kg水从20℃加热到60℃需要的时间。解：(1)由电路图可知，当三个开关都闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电源电压一定，由P＝U2R可知，此时电路的总功率最大，热水器处于高挡，所以高温挡的加热功率：P高温＝P1＋P2＝U2R1＋U2R2＝（220V）250Ω＋（220V）2220Ω＝968W＋220W＝1188W。(2)将22kg水从20℃加热到60℃吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×22kg×(60℃－20℃)＝3.696×106J，由电路图可知，闭合S、S2时，只有R2连入电路中，电路中电阻最大，功率最小，热水器处于低温挡，P低温＝P2＝U2R2＝（220V）2220Ω＝220W，由题知，电热转化效率为84%，所以：Q＝84%W＝84%P低温t，所以加热时间：t＝Q84%×P低温＝3.696×106J84%×220W＝2×104。11．[2018·遂宁改编]如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的规格“20Ω2A”，L1的规格“10V5W”，L2的规格“15V15W”，不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：(1)只闭合开关S，当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω时，灯泡L1正常发光，电源电压。(2)闭合开关S、S1和S2，滑动变阻器滑片置于中点，通电1min整个电路产生的热量。解：(1)根据灯泡L1正常发光，可得流经灯泡的电流I1＝P1U1＝5W10V＝0.5A，灯泡L1的电阻R1＝U1I1＝10V0.5A＝20Ω，由图可知，只闭合开关S，灯泡L1与滑动变阻器串联，串联电路中电流处处相等，即电路中的电流I＝I1＝0.5A，由I＝UR可得，电源电压U＝IR总＝0.5A×(4Ω＋20Ω)＝12V。(2)由P＝U2R可得，L2的电阻R2＝U22P2＝（15V）215W＝15Ω，闭合开关S、S1和S2，灯泡L2、滑动变阻器并联，灯泡L1被短路，滑动变阻器滑片置于中点，根据并联电路的电阻特点可得，总电阻1R并＝1R2＋112R滑，则1R并＝115Ω＋112×20Ω，解得R并＝6Ω，通电1min整个电路产生的热量：Q＝W＝UIt＝U2R并t＝（12V）26Ω×60s＝1440J。12．[2017·江西]如图所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500W，求：(1)电热水壶调至中温挡正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开(标准大气压下)需要20