《15.3电热器 电流的热效应-2023-2024学年九年级物理下册同步精品讲义及练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《15.3电热器 电流的热效应-2023-2024学年九年级物理下册同步精品讲义及练习（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2023-2024学年九年级物理下册同步讲义及练习15.3 电热器 电流的热效应姓名：_ 班级：_ 学号：_【知识梳理】一、电流的热效应导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应。二、实验：探究影响电流热效应的因素【实验目的】探究电流的热效应与哪些因素有关【实验猜想】1电阻丝产生的热量与通电时间有关；2电阻丝产生的热量与通过电阻丝的电流有关；3电阻丝产生的热量与电阻丝的阻值大小有关。【实验器材】干电池两节，开关一个，电流表一个，滑动变阻器一个，阻值不同的电阻丝三个（R1R2R3），平底烧瓶2个，温度计两支，煤油。【实验设计】将一段电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电
2、阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因此，可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。1探究电阻丝产生的热量与通电时间的关系（1）如图所示组装电路，将电阻丝R1装入烧瓶，闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流表示数为I1；（2）每过10秒记录一次温度计的示数；（3）将电阻丝R1更换为电阻丝R2装入烧瓶，重复实验。2探究电阻丝产生的热量与通过电阻丝的电流的关系（1）仍采用上实验的电路，将电阻丝R2装入烧瓶，闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流表示数为I1（I2I1）；（2）每过10秒记录一次温度计的示数。3探究电阻丝产生的热量与电阻丝的阻值大小的关系（1）如图所示组装电路，将电阻丝R1
3、和R3装入两个相同的烧瓶，使R1和R3串联，闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流表示数为I1；（2）每过10秒记录一次温度计的示数。（3）更换电阻丝R1为R2，使得电流表示数仍为I1，重复实验。【数据记录】(数据仅供参考)1探究电阻丝产生的热量与通电时间的关系序号电阻时间/s温度/电流/A01020304050601R10.1202326293235382R20.1202224262830322探究电阻丝产生的热量与通过电阻丝的电流的关系序号电阻时间/s温度/电流/A01020304050601R10.1202326293235382R10.2203244566880923探究电阻丝产生的热量与
4、电阻丝的阻值的关系序号电阻时间/s温度/电流/A01020304050601R10.120232629323538R3202122232425262R20.120222426283032R320212223242526【实验结论】1电阻丝的阻值、通过电阻丝的电流一定时，通电时间越长，产生的热量越多。2电阻丝的阻值、通电时间一定时，通过电阻丝的电流越大，产生的热量越多。3通过电阻丝的电流、通电时间一定时，电阻丝的阻值越大，产生的热量越多。【注意事项】1在连接电路时，开关要断开。2在闭合开关之前，滑动变阻器应调节到阻值最大处以保护电路。3滑动变阻器的在实验中的作用保护电路；改变通过电阻丝的电流。4
5、实验多次的目的：使结论具有普遍性。5实验采用煤油的原因：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快。三、探究电流热效应影响因素的另一种实验方法甲乙1探究电阻对电流热效应的影响如图甲所示，电阻丝密封在装有等量空气的容器内，容器U形管相连，U形管里装有液体，电阻丝发热后，空气膨胀，温度越高，空气膨胀程度越大，U形管中液面被挤压的越高，这样就可以体现电阻丝发热的多少。现取阻值不相等的电阻丝R1、R2串联进行实验，两个电阻丝因串联而控制通过的电流相同，这样就可体现出电阻对电流热效应的影响。2探究电流对电流热效应的影响如图乙所示，若取阻值相等的电阻丝R1、R2，这样就控制了容器内的电阻相同，在R2两端再
6、并联另一个电阻R3，这样R3分走一部分电流，使得通过R1的电流大于通过R2的电流，这样就可体现出电流对电流热效应的影响。注意：控制电阻相同，不是控制U形管两侧所有的电阻丝阻值相同，而是控制左右两容器中电阻丝阻值相同。四、焦耳定律1焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2表达式：Q=I2Rt (适用于所有电路)无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量都有。五、电热的利用和有害电热的防止1电热的利用：主要利用电热来加热升温。这样的设备叫电热器。电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。电热器具有清洁、无污染、热
7、效率高，且便于控制和调节的优点。2电热的防止：只要用电器中的导体有电阻，电流通过时就会有热效应产生，而对于有些设备，这些电热会使用电器不能正常工作，并且使绝缘材料迅速老化，造成危害，需要减少电热的产生或者加快散热的速度。如电视机的散热窗、电脑里的风扇等，都是为防止由于电热使温度过高导致设备性能降低甚至损坏而采取的散热措施。【易错点】电功与电热的关系1纯电阻电路：只将电能转化为内能，欧姆定律适用，所以所有计算电功的公式均可用来计算电热，计算电功率的公式均可用来计算发热功率，即2非纯电阻电路：将电能转化为内能和其他形式的能，欧姆定律不适用，所以计算电功和计算电热的公式不通用，计算电功率和计算发热功
8、率的公式不通用，即，3注意：对于包含纯电阻部分和非纯电阻部分的电路，整体仍是非纯电阻电路。纯电阻部分可按纯电阻电路计算，非纯电阻部分和整体只能按非纯电阻电路计算。【规律总结】1电动机主要将电能转化为机械能，还有一部分电能转化为内能。所以对于电动机有，2发电厂通过导线传输电能时，会有一部分电能以电热的形式通过导线热传递到空气中，使得用户得到的电能变少。所以有，【典例分析】1关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（）A对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少B电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少C某用电器的电功率越大，它消耗的电能可能越多D电流产生热量相同的用电
9、器，消耗的电能不一定相同2关于焦耳定律的理解与应用错误的是（）A在电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与导体中的电流成正比B电视机的后盖有许多孔是为了通风散热，防止过多的电热损坏用电器C对于长期停止使用的家用电器隔一段时间要通一次电，目的是利用电热驱潮D一个4的定值电阻中通过0.5A的电流时，1min内产生的热量是60J3小亮学习小组在一次野炊活动中，忘了带火柴，老师将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃，使他们吃到了香喷喷的饭菜。下列电器中，主要利用该原理工作的是（）A电暖气B电风扇C电视机D节能灯4如图所示，在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置
10、中，两个透明容器中分别接入了电阻丝R1和R2，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行实验，下列说法正确的是（）A若R1和R2阻值相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系B若R1和R2阻值相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系C若R1和R2阻值不相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系D若R1和R2阻值不相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系5如图所示的实验，下列说法中错误的是（）A实验中所用的电阻丝是并联的B实验中采用了控制变量法C该实验研究的是电流的热效应D实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少6把标有“220V
11、50W”的A灯和“220V 100W”的B灯串联起来，接在电压恒为220V的电源两端，灯泡电阻不变，则下列判断中正确的是（）A两灯的电阻之比RARB=21B两灯的实际电压之比UAUB=12C两灯实际消耗的功率之比PAPB=12D相同时间内，两灯实际发热之比QAQB=127如图所示，小明用迷你电动机制成了升降机模型，用它提升重为10N的物体。当电源电压为2V时，闭合开关，电动机不转动，电流表示数为0.8A；当电源电压为12V时，闭合开关。电动机正常工作，电流表示数为0.4A，同时5s内物体被匀速提升2m。若忽略温度对电阻的影响，下列说法正确的是（）A电动机线圈的电阻是2B正常工作5s电动机线圈产
12、生的热量是2JC电动机正常工作时消耗的电功率是1.6WD电动机的效率是90%8如图所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，两条输电线总电阻为2，甲地电源的电压为220V不变，线路电流为10A，下列说法正确的是（）A乙地用户用电器上的电压为220VB在100s的时间内，输电线上产生的热量为4105JC当乙地用户消耗的总功率增大时，用户用电器上的电压也增大D当乙地用户消耗的总功率增大时，相同时间内输电线上产生的热量增多【夺冠训练】一、单选题1如图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错
13、误的是（）A烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显B若在该装置中串联一个滑动变阻器，就可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系C实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少D若要比较水和煤油的比热容大小，不仅需要将其中一个烧瓶内的煤油换成等质量的水，还需使烧瓶内两个电阻的阻值不相同2在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示，通电后，观察U形管中液面高度的变化，则（）A甲、乙、丙三个容器内，流过三个电阻的电流相等B要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化C要探
14、究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化D通电一段时间后，U形管中液面的高度变化最大的是乙3小明发现当给家中的电灯通电后，灯丝热得发光，而与灯泡串联的导线温度几乎感觉不到变化，对这一现象的解释，正确的是（）A通过灯丝的电流大些B电流在导线中不发生热效应C制成灯丝的材料电阻较小D导线和灯丝中的电流相同，但灯丝电阻更大4两个电阻并联，电阻之比是2:1，则相同时间内产生的热量之比为（）A2:1B1:2C1:1D4:15关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（）A根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多C根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关D根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少6如图为远距离输电示意图，I为输电电流，r为输电线总电阻，U为用户端的电压，则因输电线发热而损耗的电能为（t
