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[综合知识] 焦耳定律及计算公式

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发表于 2016-1-1 16:35:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

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考点名称:焦耳定律及计算公式

  • 焦耳定律:
    1. 定义:电流通过导体时所产生的热量Q,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。

    2. 公式:Q=I2Rt,适用范围:任何电路。


  • 探究方法:
    控制变量法:
    (1)控制电流和电阻相同,研究电热与通电时间的关系
    (2)控制通电时间和电阻不变,改变电流的大小,研究电热与电流的关系
    (3)控制通电时间和电流不变,改变电阻大小,研究电热与电阻的关系
    串并联电路电热关系:

    串联电路中,电热之比等于电阻之比,
    (根据Q=I2Rt)
    并联电路中,电热之比等于电阻的反比(或倒数比),即(根据:



  • “焦耳定律”中的控制变量法:
         焦耳定律的实验运用了控制变量法,当两段电阻串联时,控制电流和通电时间相同,得出电流产生的热量与电阻大小有关,当两电阻并联时,控制电阻和通电时问不变,得出电流产生的热量与电流大小有关。
    例:小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究 “导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油,烧瓶A中浸泡着一段铜丝,电阻较小;烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝,电阻较大,温度计显示煤油的温度。

    (1)为保证实验科学合理,两个烧瓶中所装煤油的质量应该____。
    (2)实验中,小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量______。
    解析:(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变,如煤油的质量,相同的烧瓶,相同的温度计等。
    (2)B瓶中温度计升高得快,说明相同时间内煤油吸收的热量多,由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻,所以在电流和通电时间相同时,导体电阻越大,产生的热量越多。
    答案(1)相同(或相等或一样)(2)越大(或越多)


  • 为什么电炉工作时“电炉丝热得发红而导线却不怎么热” :
          由于电炉丝和导线串联在电路中,通过它们的电流相等,而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多,根据 “在电流相等的条件下,电能转化成热时的功率跟电阻成正比”,Q=I2Rt可知,在通电时间相同时,电流通过电炉产生的热量比电流通过导线产生的热量要多得多.所以电炉丝热得发红,而导线却不怎么热。

  • 题文
    南京是实在的“火炉”,2009年5月,温度就达到35℃,可见今年夏天的温度仍然很高,持续的“桑拿天”,居民家里的空调、电扇都闲不住,导致电路火灾时有发生,火警电话不断,消防车拉着警笛呼啸而出,赶往火灾现场,调查发现,起火原因如出一辙:电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮.根据学过的物理知识回答:
    (1)“超负荷”是指如图所示______(选填“①”或“②”)中所示情况;
    (2)使火灾发生的理论依据是______;
    (3)请你提出一条预防这种火灾发生应采取什么措施______.

    题型:填空题难度:中档来源:不详




    答案
    (1)“超负荷”是由于用电器的总功率过大,造成的,由图知①中很多用电器同时工作,总功率过大导致火灾,②是由于电路短路造成的火灾,因此“超负荷”是指如图所示①中所示情况.
    (2)导线的电阻一定、通电时间一定,由欧姆定律Q=I2Rt,可知电流越大、产生的热量越多,容易引起火灾.
    (3)为减小火灾产生,大功率的用电器尽量不要同时使用,以免总功率过大;或在电路中安装保险丝,当电路电流过大时,保险丝熔断,电路断路,避免火灾的发生.
    故答案为:(1)①;(2)焦耳定律;(3)避免同时使用大功率用电器(或在电路中安装保险丝).






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