1、电能（四）一、课前检测一、课前检测课前检测每小题2分，限时10分钟，共计10分1在“测定小灯泡额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值。其原因可能是下述的哪种()A.滑动变阻器总电阻太大 B.电压表量程太大 C.电源电压太低 D.灯泡灯丝断了 课前检测2某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是()A.闭合开关前、滑片P应滑到B端 B.闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了 C.当电压表示数为2.5 V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率 D.实验还可得知
2、，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮 课前检测3如图所示，电源电压8 V，电压表量程“03 V”，电流表量程“00.6 A”，滑动变阻器标有“20 1 A”字样，小灯泡标有“6 V3 W”字样(不考虑灯丝电阻的变化)，闭合开关，在不损坏电路元件的条件下，下列说法错误的是()A电压表示数增大时，电流表示数也增大B小灯泡正常发光时，滑动变阻器与小灯泡的电功率之比是1:3C小灯泡两端电压的变化范围是56 VD滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围是47.2 课前检测4在“测量小灯泡功率”实验中，电池组是由4节二号干电池串联而成的，小灯泡的额定电压是3.8 V。刚好电压表的015 V挡量程损坏了，聪明的小明
3、同学想出了一个办法，就是将03 V的那挡量程的电压表按图的方法连接起来。闭合开关时，电压表的示数是2 V。这时应将滑动变阻器的滑片P向_方向移动,此时电流表的示数_(填“变大”或“变小”)。课前检测5友银同学在课外实践活动中自制了一个可调节亮度的台灯，他设计的电路如图所示.灯泡上标有“220V 40W”，滑动变阻器R上标有“990 5A”，设灯泡的电阻不随温度改变，电源电压保持220V不变，求：（1）灯泡的电阻（2）灯泡最亮时实际消耗的电功率；（3）灯泡最暗时，求电路中的电流和滑动变阻器每分钟产生的热量。解析1【答案】C【解析】根据题意无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值
4、,小灯泡都不能正常发光，当滑动变阻器阻值为0 时,灯泡也不能达到额定电压值,说明原因不是滑动变阻器阻值过大的原因。在电路中能够影响到小灯泡达不到额定电压的因素就是电源，因此可能的原因是电源电压太低,达不到灯泡额定电压,因此C项符合题意，故选C。2【答案】B【解析】连接好电路后，闭合开关前，将滑动变阻器滑片滑倒阻值最大处，可以保护电路，故A正确；闭合开关后，小灯泡不发光，可能是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，使电路中电流太小，也可能是小灯泡灯丝断了，故B错误；当用电压表测量出小灯泡两端的电压为2.5 V时，为小灯泡的额定电压，则通过电流表测量出通过小灯泡的电流为额定电流，所以可求得小灯泡的额定功
5、率，故C正确；从实验中可以看出，小灯泡的亮度随着实际功率的增大而增大，故D正确。所以本题选B。解析3【答案】A【解析】本题考查欧姆定律的应用及电功率的计算。题中滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测的是滑动变阻器两端的电压。电压表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的阻值变大，根据串联电路分压的特点,在电源电压不变的情况下，小灯泡两端电压变小,因不考虑灯丝电阻变化,根据欧姆定律 解析4【答案】右；变小【解析】灯泡两端电压等于额定电压时,灯泡正常发光;根据串联电路电压与电阻成正比可以确定滑动变阻器滑片向右移动;当电源电压一定时,电路电流和电路电阻成反比 5【答案】小灯泡的电阻：【答案】小灯泡与滑动变阻器串
6、联，当滑片P在A端时滑动变阻器阻值为0，灯泡最亮，此时灯正常发光：二、电流的热效应二、电流的热效应用电器在生活中，常常需要用电产生热来为我们服务，你知道哪些用电器是利用电热来工作的吗？夏天，使用的电驱蚊器冬天，使用的电取暖器用电器使用这些用电器时，电能会转化为哪些能量？电炉使用这些用电器时，电能会转化为热能。今天我们就来学习常用的电热器。电流的热效应1、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。2、电流热效应的实质：从能量的转化看，电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能（热能）的过程。许多用电器接通电源后，都伴有热现象发生。3、电热器：利用热效应来工作的用电器。主要元件是发热体
7、，由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成的则电阻R支路的电流IR=I-IL=1.3、实验器材：煤油、电阻丝R甲R乙、烧瓶上插有玻璃管（或温度计）、开关、电流表、电源、导线、计时器、滑动变阻器等。在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。1J=1A2s。则在1 min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为()U甲U乙，Q甲Q乙每小题2分，限时10分钟，共计10分电流的热效应有什么利和弊？电饭锅2、实验方法：控制变量法、转化法。则电阻R支路的电流IR=I-IL=1.则在1 min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为()电熨斗 D.则电阻R支路的电流IR=I-IL=1.闭合开
8、关前、滑片P应滑到B端U甲U乙，Q甲Q乙b C.5友银同学在课外实践活动中自制了一个可调节亮度的台灯，他设计的电路如图所示.在相等的时间内，当电阻相等时，电流越大，电流产生热越多。5 V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是()思考与讨论你能列举出哪些利用电流热效应工作的用电器？电熨斗电热毯电热壶电饭煲思考与讨论电热水器电烘箱热的快电取暖器思考与讨论电流的热效应有什么利和弊？思考与讨论电流的热效应有什么利和弊？优点：无污染、热效率高、方便控制和调节温度。缺点：在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的绝缘层会加速老化，甚至会 烧毁绝缘层而引发火灾；同时，由于电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命
9、。1【答案】C【解析】根据题意无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,小灯泡都不能正常发光，当滑动变阻器阻值为0 时,灯泡也不能达到额定电压值,说明原因不是滑动变阻器阻值过大的原因。则电阻R支路的电流IR=I-IL=1.2【答案】B【解析】连接好电路后，闭合开关前，将滑动变阻器滑片滑倒阻值最大处，可以保护电路，故A正确；【答案】小灯泡与滑动变阻器串联，当滑片P在A端时滑动变阻器阻值为0，灯泡最亮，此时灯正常发光：（2）灯泡最亮时实际消耗的电功率；在电路中能够影响到小灯泡达不到额定电压的因素就是电源，因此可能的原因是电源电压太低,达不到灯泡额定电压,因此C项符合题意，故选C。
10、当用电压表测量出小灯泡两端的电压为2.U甲U乙，Q甲Q乙由图可知，三个电阻丝串联，电流和通电时间相等，R1R2R3，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，相同时间内R3产生的热量最多，c烧瓶中空气温度最高，气球体积变化最大。灯泡上标有“220V 40W”，滑动变阻器R上标有“990 5A”，设灯泡的电阻不随温度改变，电源电压保持220V不变，求：电阻R两端电压UR=U额=6V，题中滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测的是滑动变阻器两端的电压。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关 S 接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直到烧开；灯泡上标有“220V 40W”，滑动变阻器R上标有“990 5A”，设灯泡
11、的电阻不随温度改变，电源电压保持220V不变，求：通电时间越长，电流产生的热量就越多。根据欧姆定律U=IR同时，由于电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命。4如图所示，L是标有“6V 3W 字样的小灯泡，R是定值电阻，断开开关 S2，闭合开关Sl和，S3，灯泡正常发光，电流表的示数为1.4甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的3倍，甲、乙产生的热量之比是43，则通过甲、乙两导体的电流之比是()1【答案】C【解析】根据题意无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,小灯泡都不能正常发光，当滑动变阻器阻值为0 时,灯泡也不能达到额定电压值,说明原因不是滑动变阻器阻值过大的原因。
12、思考与讨论为了防止电热的危害你知道电视机计算机、电动机等采取什么措施吗？电视机加散热窗,计算机、电动机等还要加风扇来散热。探究：电流产生的热量与什么因素有关1、猜想与假设 (1)可能与导体电阻的大小有关，R越大，Q越大。(2)可能与电流的大小有关，I 越大，Q越大。(3)可能与通电时间的长短有关，t 越大，Q越大。2、实验方法：控制变量法、转化法。探究：电流产生的热量与什么因素有关3、实验器材：煤油、电阻丝R甲R乙、烧瓶上插有玻璃管（或温度计）、开关、电流表、电源、导线、计时器、滑动变阻器等。思考：反映电器产热的大小利用什么方法？实验1研究电热器电阻的大小对产生热量的影响1、设计实验：控制变量
13、法研究电热器电阻的大小对产生热量的影响要研究电阻对产生热量多少的影响，应该控制和 不变，则可以让两个阻值不同的电阻串联后接入电路。实验12、实验步骤（1）将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。（2）闭合开关，记下电流表的读数：_。（3）经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。每小题2分，限时10分钟，共计10分5 V时，为小灯泡的额定电压，则通过电流表测量出通过小灯泡的电流为额定电流，所以可求得小灯泡的额定功率，故C正确；（1）将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。（2）在保温状态下，开关 S 断开，电阻 R1 与电热丝 R2 相串联，假设此时电路中的电流为
14、 I，根据串联电路的电压特点：U=U1+U2=IR1+IR21在“测定小灯泡额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值。电饭锅滑动变阻器总电阻太大 B.2、实验步骤：（1）如图所示，在烧瓶中盛等量的煤油，烧瓶中电阻丝的电阻相同，两瓶中金属丝分别接到两节电池电池组和四节电池的电池组的电源上。U甲U乙，Q甲Q乙1J=1A2s。92 D.600 J，120 J为了防止电热的危害你知道电视机计算机、电动机等采取什么措施吗？5 V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率U甲U乙，Q甲Q乙U甲U乙，Q甲Q乙电风扇5友银同
15、学在课外实践活动中自制了一个可调节亮度的台灯，他设计的电路如图所示.则电阻R支路的电流IR=I-IL=1.实验1实验1（4）比较2根玻璃管内液面上升的高度发现:当电流相等，通电时间相同时，电阻大的，液柱升高的多。3、结论在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。实验2探究电流产生的热量与电流是否有关1、设计实验：控制变量法要研究电流大小对产生热量的影响,应该控制_和 不变，改变 。2、实验步骤：（1）如图所示，在烧瓶中盛等量的煤油，烧瓶中电阻丝的电阻相同，两瓶中金属丝分别接到两节电池电池组和四节电池的电池组的电源上。实验2R乙R乙实验2（2）闭合开关经过相同的一段时间比较
16、玻璃管内液面的位置。探究电流对发热的影响视频.3结论：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。实验2显然，通电的时间越长，电流产生的热量就越多。实验结论:在相等的时间内，当电流相等时，电阻越大，电流产生热越多。在相等的时间内，当电阻相等时，电流越大，电流产生热越多。通电时间越长，电流产生的热量就越多。三、焦耳定律三、焦耳定律焦耳定律 1、焦耳定律：进一步的实验可以得出：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。这个规律叫做焦耳定律，它最先是由英国科学家焦耳发现的。焦耳定律2.公式：Q=I2Rt 电流的单位是安(A)，电阻R的单位是欧(
17、)，时间t的单位是秒(s)。3.热量Q的单位是焦(J)1J=1A2s。思考与讨论电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能？思考与讨论电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能？电吹风机工作时电能转化成热能和机械能；电熨斗工作时电能全部转化成内能，电熨斗工作时可以认为是将电能全部转化成了内能。思考与讨论电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热即：Q=W你能推导出焦耳定律吗？思考与讨论电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热即：Q=W你能推导出焦耳定律吗？若电流做的功全部用来产生热量即:Q=W又W=UIt根据欧姆定律U=IRQ=W=
18、UIt=I2Rt练一练例题：如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关 S 接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直到烧开；当自动开关 S 断开时，电饭锅处于保温状态。图中 R2 是加热用的电热丝，阻值为 55 欧；R1 是电阻，阻值为 145 欧。试求:（1）在加热状态下，电饭锅正常工作 30分钟产生多少热量？（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？R1 R2220V解析解：（1）在加热状态下，开关 S 接通，电路中只接入电热丝R2，因此通过R2 的电流：I=4 安UR2220 伏55 欧根据焦耳定律，R2 上产生的热量：Q=I2Rt=(4安)2 55欧 3060秒=1.
19、584106焦（2）在保温状态下，开关 S 断开，电阻 R1 与电热丝 R2 相串联，假设此时电路中的电流为 I，根据串联电路的电压特点：U=U1+U2=IR1+IR2I=UR1+R2220 伏145 欧+55 欧=1.1 安电饭锅消耗的功率：P=U I=220 伏 1.1 安=242 瓦思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解？5 V时，为小灯泡的额定电压，则通过电流表测量出通过小灯泡的电流为额定电流，所以可求得小灯泡的额定功率，故C正确；1【答案】C【解析】根据题意无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,小灯泡都不能正常发光，当滑动变阻器阻值为0 时,灯泡也不能达到
20、额定电压值,说明原因不是滑动变阻器阻值过大的原因。Q=12Rt=W=Pt=Ult=U2R/t你能列举出哪些利用电流热效应工作的用电器？热量Q的单位是焦(J)I=1J=1A2s。电能全部转化为热能时，计算焦耳热时的公式有哪些，电能没有全部转化为热能时计算焦耳热时的公式是什么？C小灯泡两端电压的变化范围是56 V则电阻R支路的电流IR=I-IL=1.Q=12Rt 此时Q W=Pt=Ult=U2R/t探究：电流产生的热量与什么因素有关3如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.Q=I2Rt=(4安)2 55欧 3060秒=1.c D.电流的热效应有什么利和弊？许多用
21、电器接通电源后，都伴有热现象发生。(1)可能与导体电阻的大小有关，R越大，Q越大。思考与讨论上面这个问题还可以用什么方法来求解？（1）算出电流后，R2 上产生的热量：Q=W=UIt=220V 4安焦 3060秒=1.584106焦（2）电饭锅消耗的功率:WVRRUP24255145)220(2221思考与讨论电能全部转化为热能时，计算焦耳热时的公式有哪些，电能没有全部转化为热能时计算焦耳热时的公式是什么？思考与讨论电能全部转化为热能时，计算焦耳热时的公式有哪些，电能没有全部转化为热能时计算焦耳热时的公式是什么？1、电能全部转化为热能时，计算焦耳热时:Q=12Rt=W=Pt=Ult=U2R/t2
22、、电能没有全部转化为热能时，Q=12Rt 此时Q W=Pt=Ult=U2R/t纯电阻电路中，电流做多少功，就是将多少电能转化成内能。课堂总结课堂总结1 1、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。实质是、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。实质是电能转化为内能（热能）的过程。电能转化为内能（热能）的过程。2 2、电流产生的热量有关因素：、电流产生的热量有关因素：在相等的时间内，当电流相等时，电阻越大，电流产生热越多。在相等的时间内，当电流相等时，电阻越大，电流产生热越多。在相等的时间内，当电阻相等时，电流越大，电流产生热越多。在相等的时间内，当电阻相等时，电流越大，
23、电流产生热越多。通电时间越长，电流产生的热量就越多。通电时间越长，电流产生的热量就越多。3 3、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、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。这个规律叫做焦耳定。公式：正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定。公式：Q=IQ=I2 2Rt Rt 四、课堂练习四、课堂练习课堂练习1电流通过导体产生的热量，跟成正比,跟成正比，跟成正比，这个规律叫做焦耳定律，表达式为。2一个电炉接在照明电路上,通过的电流是4 A,则它的功率是kW,它在1 min内可放出的热量是.3下列用电器中,没有利用电流的热效应工作
24、的是()A.电暖气 B.电风扇 C.电熨斗 D.电饭锅 课堂练习4甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的3倍，甲、乙产生的热量之比是43，则通过甲、乙两导体的电流之比是()A.23 B.21 C.92 D.32 课堂练习5已知一台直流电动机两端的电压为6 V，通过电动机的电流为2 A，线圈的电阻为0.5。则在1 min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为()A.720 J，120 J B.720 J，720 J C.720 J，600 J D.600 J，120 J 五、课后检测五、课后检测课后检测每小题2分，限时10分钟，共计10分1如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封
25、，用三个阻值不同的电阻丝(R1R2R乙外,其余条件均相同。开关闭合,电路接通后,下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断,正确的是()A.因为通过两电阻丝的电流相等,所以两电阻丝两端的电压相等 B.因为通过乙瓶电阻丝的电流大,所以乙瓶的温度计示数变化快 C.因为甲瓶中煤油的比热容要小,所以甲瓶的温度计示数变化快 D.因为甲瓶中电阻丝产生的热量多,所以甲瓶的温度计示数变化快 课后检测3如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（）A.U甲=U乙，Q甲=Q乙
26、B.U甲U乙，Q甲Q乙 C.U甲U乙，Q甲Q乙 D.U甲U乙，Q甲Q乙 课后检测4如图所示，L是标有“6V 3W 字样的小灯泡，R是定值电阻，断开开关 S2，闭合开关Sl和，S3，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A。（1）求灯泡正常发光时的电流：（2）若断开开关Sl和S3，闭合S2，求lmin内定值电阻R产生的热量?(灯泡电阻不变)解析1【答案】C【解析】本题考查电流的热效应，难度中等。由图可知，三个电阻丝串联，电流和通电时间相等，R1R2R乙，所以R甲两端的电压大于R乙两端的电压,A项、B项错；已知R甲R乙，甲瓶温度计示数升高快，说明甲瓶中电阻丝产生的热量多，故C项错，D项正确。3【答案】D【解析】由于两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，由题意知：R甲R乙，由U=IR知：U甲U乙；由Q=I2Rt知：Q甲Q乙；故选C解析（1）【答案】由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流（2）【答案】只闭合开关S1和S3，灯泡和电阻R并联，由灯泡正常发光可知，电阻R两端电压UR=U额=6V，已知电流表测干路的电流，电流表的示数I=1.5A，则电阻R支路的电流IR=I-IL=1.5A-0.5A=1A，电阻：，可得，灯泡的电阻，若断开开关S1和S3，闭合S2，则电阻R与灯泡L串联；此时电路中的电流 ，1min内定值电阻R产生的热
