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电功率
焦耳定律
考点一、焦耳定律
焦耳定律
1、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟时间成正比，跟电阻成正比
2、基本公式：Q=I2Rt(普遍适用)
3、导出公式：Q=W=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt(纯电阻使用)
电热的利用和防止
电热的利用——电热器
原理：电流的热效应
主要结构：发热体
优点：清洁卫生，没有环境污染；效率高；可以方便地控制和调节温度
示例：电饭煲、电烙铁、电烤箱
2.电热危害及防止
危害：烧坏用电器；加速绝缘材料的老化；造成输送电能过程中电能损失
防止：安装小风扇；安装散热片；安装散热孔
【提示】保险丝利用电热将自身烧断，从而保护电路中的导线不被烧坏，这里利用了“逆向思维”.
题型精讲
题型一、探究电流的热效应
1、如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
（1）利用甲装置可探究电流产生的热量与 　 　的关系，通电一段时间后，与 　 　（选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差较大；
（2）乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 　 　（选填“相等”或“不相等”），为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成 　 　（选填“更大的”或“更小的”）；
（3）通过观察乙装置，　 　（选填“左”或“右”）容器中导体产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 　 　，导体产生的热量越多。该装置 　 　（选填“能”或“不能”）解释“电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热”；
（4）乙装置中，如果R3断路，在通电时间相同时，与R3没有断路时相比较，左侧U形管中液面的高度差将 　 　，右侧U形管中液面的高度差将 　 　（以上两个空都选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）让乙装置冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，接通电源一段时间后，电阻丝产生的热量 　 　多。（选填“左容器”“右容器”或“两容器一样”）
题型二、焦耳定律理解
1、在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量多，则（　　）
A．甲的电阻一定比乙的电阻大
B．甲消耗的电功率一定比乙消耗的电功率大
C．甲两端的电压一定比乙两端的电压大
D．通过甲的电流一定比通过乙的电流大
题型三、焦耳定律计算
2、家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A，电动机线圈电阻为4Ω，则每分钟电流通过线圈产生的热量为（　　）
A．960J B．7.26×105J C．2.64×104J D．440J
题型四、电热综合问题
1、智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶图甲，某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，再通过开关S1的通断，实现“高、中、低”三种温挡的调节，其中低温挡的功率为20W，电阻R2为1210Ω。
（1）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作多少小时？
（2）该座圈处于中温挡工作时的电功率为多少？
2、小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
热风温度 50～75℃
额定功率 热风时：900W
冷风时：110W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？
（4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/（kW h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？
巩固练习
1、如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图。A、B两瓶中装入质量相等的　 　（煤油/水），理由是　 　。各瓶中浸泡着一段金属丝，且RA＜RB．实验时，当开关闭合后，两瓶中温度计示数上升较快的是　 　（A/B）。
2、电炉通电一段时间后，电炉炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不发热，这主要是因为（　　）
A．通过导线的电流大于通过电炉丝的电流
B．导线的电阻远大于电炉丝的电阻
C．导线的电阻远小于电炉丝的电狙
D．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流
3、如图所示，电源电压恒定不变，R1=20Ω，只闭合开关S、S1，电流表示数为0.3A，再闭合开关S2，调节R2，使电流表示数为0.5A，下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为4V
B．10s内电流通过R1产生的热量为60J
C．滑动变阻器R2接入电路的阻值为20Ω
D．10s内电流通过R2产生的热量为12 J
4、家庭常用电热水壶的铭牌数据如图表所示，若加热电阻的阻值不随温度的变化而改变（C水=4.2×103J/kg ℃），下列选项正确的是（　　）
额定电压 220V
额定加热功率 1100W
最大盛水量 1kg
A．电热水壶装满水时，水的体积是10L
B．电热水壶和其他用电器串联在电路中
C．将1kg、20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收的热量为3.36×105J
D．将1kg、20℃的水在1标准大气压下烧开，电热水壶需正常工作5.5分钟，此电热水壶的效率为50%
5、如图所示，电热水壶上标有“220V 1800W”，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。
6、某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像。当开关S接触点1时，电饭煲处于 　 　状态（选填“加热”或“保温”），其中R1的阻值为 　 　Ω，R1与R2阻值之比为 　 　。
7、如图所示，电阻丝R1≠R2＝R3，甲、乙两个烧瓶中装的是煤油，丙烧瓶中装的是水，且甲、乙、丙三个相同的烧瓶中液体的质量都相等。
（1）在探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”时，可通过 　 　两个圆底烧瓶中液体温度升高情况进行判断；
（2）在探究“水和煤油吸热能力强弱”时，若通电时间相同，　 　（选填序号），则说明水的吸热能力强；
A.水的温度升高的快 B.煤油的温度升高的快
（3）利用上述实验装置 　 　（选填“能”或“不能”）探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
8、如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫 　 　（填“转换法”或“等效替代”）。
（2）图甲可探究电流产生的热量与 　 　的关系，图乙可探究电流产生的热量与 　 　的关系。
（3）接好甲电路，闭合开关，通电一段时间后，　 　（填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间相同的情况下，　 　越大，所产生的热量越多。
9、小明同学在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关时采用了如图所示的实验装置。
（1）实验是通过观察两个U形管中 　 　的大小来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
（2）图甲所示的装置是用来探究电流通过电阻时产生的热量与 　 　的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间，电流在 　 　（选填“左”或“右”）边容器中产生的热量较多。
（3）图乙中，通电相同时间，　 　（选填“左”或“右”）边U形管中液面高度差较大，由此可以得出结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的 　 　越大，电阻产生的热量越多。
（4）该实验用到的探究方法有 　 　和 　 　。
10、如图甲所示是一款电烤箱，图乙是其简化电路图。它设有高、中、低三挡开关。已知R1＝96.8Ω、R2＝48.4Ω，求：
（1）电烤箱中火档的电功率是多少W？
（2）将500g烤肉从20℃加热到260℃，需要吸收多少热量？
（3）若电烤箱的加热效率为60%，那么用高温挡将500g烤肉从20℃加热到260℃，需要多长时间？
11、图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，电路中电源电压为220V。R1和R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4L，额定加热功率是1210W，额定保温功率是100W。求：
（1）电热丝R1的阻值是多少？
（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？
（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4min，观察到标有“1200r/（kW h）”字样的电能表转盘转了80转，则电饭煲工作过程中的实际电压是多少？
12、随着电气化时代的到来，家用电器已广泛应用到我们的生活中，某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1、R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω，接通电源，闭合开关S1、S2，电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，开关S2自动断开，开关S1仍闭合，电热锅处于“小火”炖煮状态；
（1）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大；
（2）为测量电热锅的实际电压，将家中其他用电器全部关闭，电热锅在“大火”加热状态下，观察到标有“3200imp/kW h”字样的电能表，脉冲指示灯在6min内闪烁了160次，电热锅的实际电压是多少。
13、为了缓解用眼疲劳，妈妈购买了一款如图甲所示的电加热眼罩，如图乙所示是电热眼罩的工作原理图，可以通过手动调节高、中、低三挡加热。其相关数据如表所示。R1、R2都是电热丝，S3为单刀双掷开关（即S3只能接在触点a或b）。求：
额定充电（放电）电压 5V
R2的阻值 10Ω
中档额定功率 5W
（1）R1的阻值；
（2）当眼罩在低温挡正常工作时电功率；
（3）若眼罩在高温挡正常工作10min产生的热量。
14、图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如图丙所示，求：
额定电压 220V
电功率 低温挡 440W
中温挡 880W
高温挡
（1）低温挡加热时电流的大小；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）已知该电饭锅的加热效率是80%，粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg ℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。

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