第二十一讲　电功率　第5课时　焦耳定律及其应用

第一轮　中考考点梳理第五部分　电磁学第二十一讲　电功率第5课时　焦耳定律及其应用 考点一焦耳定律实验媛媛同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置，请仔细观察甲、乙两图。 （1）实验中通过观察两个U形管中⁠⁠的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。这种实验方法叫做⁠。液面的高度差转换法 （2）图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与⁠的关系；它是利用电流的⁠来工作的，使瓶中液体的温度升高。电阻热效应 （3）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，两瓶中要装入⁠相同、相同的同种液体，这种实验方法叫做⁠。质量温度控制变量法 （4）若采用图乙所示的装置进行实验，可以得到的结论是：在电阻和通电时间相同时，越大，电阻产生的热量越多。通过电阻的电流 1.在“探究电流通过导体产生的电热与电阻的关系”实验中，小谢设计了如图甲所示的电路进行实验，其中电阻R1＞R2。（电源提供相同的电压）甲乙丙（第1题图） （1）小明认为如图所示的电路不符合实验要求，通过两个电阻的电流大小不一定相等。“电流大小不相等”分析的依据是⁠。两电阻大小不相等甲乙丙 （2）请在原来的器材中选择合适的器材，在图乙中连接一个正确的探究电路。答案如图所示 （3）小芳用两个透明容器中密封着等量的空气，玻璃管中液柱高度相同，两个容器中的电阻一样大，电路连接如图丙所示。M、N分别接到电源两端，闭合开关后，观察A、B两管液柱升高的高度。此电路：①能探究导体产生电热与通电时间、大小的关系；②8Ω电阻的作用是⁠⁠。电流分流，使左右两容器内电阻通过的电流不相等丙 （4）若图丙所示的电路通电20s，测得通过R3的电流为0.2A，根据焦耳定律的公式，可知R3产生的电热Q＝J。Q＝I2Rt4丙 考点二串、并联电路中有关电热的计算（2024·重庆A卷）图甲是同学们自制的调光台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V，R是调节亮度的变阻器，最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V0.5W”字样。忽略温度对灯泡电阻的影响。求： （1）灯L正常发光时的电阻；解：（1）灯L正常发光时的电流：I额＝＝＝0.2A灯L正常发光时的电阻：RL＝＝＝12.5Ω （2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量；解：（2）由图乙可知，灯L与变阻器R串联，灯L正常发光时，通过变阻器的电流等于通过灯的电流，即IR＝I额＝0.2A变阻器两端的电压：UR＝U－U额＝3V－2.5V＝0.5V变阻器R工作10min产生的热量：QR＝WR＝URIRt＝0.5V×0.2A×10×60s＝60J （3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率。解：（3）电源电压降为2.7V后，当变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，此时灯的实际功率最小，电路中的最小电流：I小＝＝＝0.12A灯L的最小实际电功率：PL小＝RL＝（0.12A）2×12.5Ω＝0.18W （重庆）商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1＝40Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温挡，额定功率为440W。求： （1）R2的电阻；解：（1）当开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，电路总电阻最小，根据P＝可知，此时电路总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据P＝可知，此时电路总功率较大，为中温挡；当开关S1、S3断开，S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据P＝可知，此时电路总功率最小，为低温挡，则R2的电阻：R2＝＝＝110Ω （2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热；解：（2）高温挡时R1的功率：P1＝＝＝1210W电流通过R1产生的电热：Q1＝W1＝P1t1＝1210W×100s＝1.21×105J （3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后分别如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率。[已知商用电费的单价为0.75元/（kW·h）]解：（3）空气炸锅消耗的电能：W＝＝0.08kW·h空气炸锅工作的时间：t＝9：25－9：10＝15min＝0.25h空气炸锅消耗的电功率：P＝＝＝0.32kW＝320W