知识点4焦耳定律在实际中的应用VIP免费

焦耳定律在实际中的应用【知识点的认识】（1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略．电压与电流同频且同相位．电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路．基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路．事例：例如：电灯，电烙铁，熨斗，电炉等等，他们只是发热．它们都是纯电阻电路．但是，发动机，电风扇等，除了发热以外，还对外做功，所以这些是非纯电阻电路．白炽灯把90%以上的电能都转化为热能，只有很少转化为光能．所以，在中学电学计算中，白炽灯也近似看做纯电阻．而节能灯则大部分能量转换成了光能所以节能灯属于非纯电阻电路．这也是为什么白炽灯远比节能灯耗电的原因（节能灯几乎将电能全部转化为了光能）（2）焦耳定律的推导公式：Q=U2\R*t，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路．（3）电热器的“双挡”问题：1．“双挡”中的电阻：电热器通常设计有“高温挡”和“低温挡”．根据P=U2R可知，当U一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大．所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大．2．“双挡”的控制开关①短路式两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示．当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温挡．②单刀双掷式主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接在附加电阻上，如下图所示．当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温挡．【解题方法点拨】电流通过电动机做功消耗的电能，一部分转化为机械能，另一部分是转化为内能，也就是W≠Q．那么，用来计算电功的公式W=UIt不能用来计算电热，电热智能用焦耳定律Q=I2Rt来计算．【命题方向】第一类常考题：电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接着的铜导线却不怎么热，原因是（）A．铜导线比电炉丝传热快，所以不怎么热B．铜导线有绝缘层，所以不怎么热C．铜导线的电阻小，消耗电能小，炉丝的电阻大，消耗电能多，所以热得发红D．通过电炉丝的电流比通过电线的电流小分析：电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间均有关，因此在分析电流通过导体产热多少时应用控制变量法．在电流、通电时间相等时，电阻越大产生的热量越多；在电流、电阻一定时，通电时间越长产生的热量越多；在电阻、通电时间一定时，电流越大产生的热量越多．解：电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，由于电炉丝的电阻大，所以产生的热量多，因此电炉丝通电后热得发红，而铜导线却不怎么热．由上述可知选项A、B、D都不正确．故选C．点评：本题主要考查对焦耳定律以及对影响电阻大小因素的了解．第二类常考题：一名同学在同一根电炉丝上截取长短不同的甲、乙两段，按照图所示的方案来探究“在电流、通电时间相同的条件下，电阻丝产生的热量与电阻大小的关系”．（1）他的猜想是：乙上的火柴先燃烧．他的猜想的理论根据是（）．（2）在实验方案中，把两根电阻丝串联的目的是（）．（3）经过反复几次实验发现：两根火柴几乎是同时燃烧起来．实验结果与猜想之间存在差异的原因是什么？怎样改进实验方案？分析：电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间均有关，因此在分析电流通过导体产热多少跟电阻大小的关系时，应采用控制变量法控制电流、通电时间相等．解：（1）他根据Q=I2Rt的理论猜想：乙上的火柴先燃烧．（2）在实验方案中，把两根电阻丝串联的目的是保持电流和通电时间一定．（3）经过反复几次实验发现：两根火柴几乎是同时燃烧起来．实验结果与猜想之间存在差异的原因是：研究的是甲整段电阻丝与乙整段电阻丝产生的热量，而火柴反映的是与火柴头接触的一小部分的电阻丝产生的热量．改进实验方案：将两段电阻丝分别浸在等质量的煤油中，用煤油温度变化的大小来反映各自产生的热量的多少．故答案为：（1）Q=I2Rt（2）保持电流和通电时间一定（3）研究的是甲整段电阻丝与乙整段电阻...