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1、課時(shí)21焦耳定律,第七單元電與磁,電能,控制變量法,多,多,多,小,靜止,正比,正比,正比,Q=I2Rt,1.利用:電爐、電飯鍋、電熱毯等。2.防止:散熱窗、散熱片、散熱孔等。,/知識縱橫/純電阻電路與非純電阻電路中的公式應(yīng)用,,,例1[2017赤峰]在赤峰市某中學(xué)科技小制作活動中,小華同學(xué)設(shè)計(jì)了一個簡易的能調(diào)節(jié)亮度的小臺燈,原理圖如圖21-1所示。其中燈泡L上標(biāo)有“6V6W”字樣。當(dāng)開關(guān)S接a時(shí),L恰好正常發(fā)光;當(dāng)開關(guān)S接b時(shí),L中的電流為0.2A。R1為定值電阻,且電源電壓和小燈泡L電阻保持不變。求:(1)小燈泡L的電阻及電源電壓。(2)R1的阻值。(3)開關(guān)S接b時(shí),小燈泡L的實(shí)際功率。
2、(4)開關(guān)S接b時(shí),10s內(nèi)R1上產(chǎn)生的熱量。,圖21-1,(2)R1的阻值。,(3)開關(guān)S接b時(shí),小燈泡L的實(shí)際功率。,(4)開關(guān)S接b時(shí),10s內(nèi)R1上產(chǎn)生的熱量。,變式如圖21-2所示的電路中,電源電壓和燈L的電阻均保持不變,燈L標(biāo)有“9V9W”字樣。(1)求燈L正常發(fā)光時(shí)的電阻。(2)當(dāng)R的滑片P位于a端,閉合S1、斷開S2時(shí),燈L兩端的實(shí)際電壓為額定電壓的,求此時(shí)燈L工作1min所消耗的電能。(3)當(dāng)R的滑片P位于中點(diǎn)c,閉合開關(guān)S1、S2時(shí),電流表的示數(shù)為3A,求滑動變阻器消耗的電功率。,圖21-2,(2)當(dāng)R的滑片P位于a端,閉合S1、斷開S2時(shí),燈L兩端的實(shí)際電壓為額定電壓的,
3、求此時(shí)燈L工作1min所消耗的電能。,(3)當(dāng)R的滑片P位于中點(diǎn)c,閉合開關(guān)S1、S2時(shí),電流表的示數(shù)為3A,求滑動變阻器消耗的電功率。,(3)當(dāng)R的滑片P位于中點(diǎn)c,閉合開關(guān)S1、S2時(shí),其等效電路圖如圖所示,,例2如圖21-3所示,直流電動機(jī)通過電流做功提升重物,但在電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程中,有部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。已知線圈電阻為1.5Ω,電動機(jī)正常工作時(shí),通過線圈的電流為2A,物體質(zhì)量為540g,以10m/s的速度勻速上升。不計(jì)繩的重力和一切摩擦。物體上升20s的過程中,求:(g取10N/kg)(1)電壓表的示數(shù)。(2)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量。(3)提升物體的有用功。(4)電動機(jī)的工作效率
4、。,圖21-3,(1)電壓表的示數(shù)。,(3)提升物體的有用功。,(2)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量。,(4)電動機(jī)的工作效率。,【點(diǎn)撥】在純電阻電路中,消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱,即W=Q,此時(shí)公式W=UIt、W=I2Rt、可以通用;在電動機(jī)、電解槽等非純電阻電路中,消耗的電能只有很少一部分轉(zhuǎn)化為電熱,此時(shí),計(jì)算消耗的電能只能用W=UIt,計(jì)算電熱只能用Q=I2Rt,且W>Q。(特別要注意公式的適用范圍),例3[2017西寧]小珊新買了一個電熱水壺,其銘牌如圖21-4所示,請回答:[水的比熱容c水=4.2103J/(kg℃),氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓](1)電熱水壺正常工作時(shí)的電阻是多少?(2)在額定電壓下,
5、不考慮熱量損失,用該電熱水壺將初溫為20℃的2kg的水燒開,需用多長時(shí)間?(3)在額定電壓下,小珊實(shí)際將初溫為20℃的2kg的水燒開,用時(shí)7min,則該電熱水壺的效率為多少?,圖21-4,(2)在額定電壓下,不考慮熱量損失,用該電熱水壺將初溫為20℃的2kg的水燒開,需用多長時(shí)間?,(3)在額定電壓下,小珊實(shí)際將初溫為20℃的2kg的水燒開,用時(shí)7min,則該電熱水壺的效率為多少?,例4[2017包頭]容積為1L的某品牌電熱水壺如圖21-5甲所示,其加熱功率為1000W,保溫功率為121W,簡化電路如圖乙所示,S為加熱和保溫自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,該電熱水壺正常工作,將一滿壺初溫為20℃
6、的水燒開,此過程中電熱水壺的效率為70%。求:[已知c水=4.2103J/(kg℃)](1)電阻R2的阻值。(2)在此過程中,水吸收的熱量。(3)燒開一壺水需要的加熱時(shí)間。,圖21-5,(2)在此過程中,水吸收的熱量。,(2)一滿壺水的質(zhì)量m=ρV=1.0103kg/m3110-3m3=1kg,水吸收的熱量Q=c水mΔt=4.2103J/(kg℃)1kg(100℃-20℃)=3.36105J。,(3)燒開一壺水需要的加熱時(shí)間。,例小明同學(xué)在探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,采用了如圖21-6所示的實(shí)驗(yàn)裝置。請你仔細(xì)觀察甲、乙兩圖,回答下列問題。,圖21-6,(1)實(shí)驗(yàn)中,
7、通過觀察兩個U形管中的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。(2)實(shí)驗(yàn)中,兩個完全相同的容器中的空氣要(選填“密閉”或“開口”)。(3)圖甲的裝置是用來探究電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。兩個電阻絲的連接方式是。甲實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后,左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量(選填“大于”“等于”或“小于”)右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量。(4)圖甲的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。,密閉,液面高度差,電阻,小于,在電流和通電時(shí)間相同時(shí),電阻越大,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多,串聯(lián),(5)圖乙的裝置是用來探究電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。乙實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后,右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的(選填“大”或“小”)。(6)圖乙的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。,電流,小,在電阻和通電時(shí)間相同時(shí),電流越大,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多,
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