中考物理复习焦耳定律

2
=2������ 2
������1
=
2P 中=2×500 W=1000 W。
图24-5
图24-6
热点考向探究
例 4 [2017·江西] 如图 24-5 所示是某家用电热水壶内部的电 路简化结构图,其中 R1、R2 为阻值相同的电热丝,有图 24-6 甲、 乙、丙、丁四种不同的连接方式,该电热水壶加热有高温、中 温、低温三挡,中温挡的额定功率为 500 W。 (3)若某次电热水壶用高温挡加热 0.1 h,耗电 0.09 kW·h,通过计 算判断此时电热水壶是否正常工作。
=5050.W88××2100×56J0s
=98%。
热点考向探究
例 4 [2017·江西] 如图 24-5 所示是某家用电热水壶内部的 电路简化结构图,其中 R1、R2 为阻值相同的电热丝,有图 24-6 甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式,该电热水壶加 热有高温、中温、低温三挡,中温挡的额定功率为 500 W。 (2)求电热水壶高温挡的额定功率。
同时间后,水温最高的是 ( )
项电路图及 R1<R2 可知,选项 D 图中电路总
电阻最小,四个电路电压相等,通电时间相等,
由
Q=W=������
2
t
可知,选项
D
图中产生的热量最
������
多,水吸收的热量最多,水的温度最高。
图24-2
热点考向探究
探究二 非纯电阻电路的有关计算
例 3 [2017·达州] 如图 24-3 是一个玩具汽车上的控制电路,小明对其进行测量和研究发现:电动机的线圈
简化电路如图乙所示,S1 为温控开关,发热电阻 R1 与 R2 的阻值不随温度变化,电阻 R2 在“保温”状态与“煮饭”状 态时的功率之比为 1∶16。
(1)求正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流。
(2)求电阻 R1 的阻值。
(3)某天傍晚,小明关闭家里其他用电器,只让“保温”状态的电 饭锅工作,发现自家电能表(如图丙所示)指示灯每闪烁 4 次所
热点考向探究
甲电炉的电阻为
R
������ 2
甲=������ 额
=(220 V )2 =96.8
500 W
Ω,
甲额
乙电炉的电阻为
R
������ 2
额
乙=������
=(220 V )2 =ຫໍສະໝຸດ 8.41000 WΩ,
乙额
串联在 220 V 电路中甲电炉消耗的实际功率
2
P 甲实=������实2 R 甲=
(2)由(1)可知,R2 的电阻为 R2=���������1���=252.50AV=40 Ω。 开关 S 闭合、S1 断开时,电阻 R1 与 R2 串联,
此时是“保温”状态,设此时的电路电流为 I2,
电阻 R2 在“保温”状态与“煮饭”状态的功率
之比为 1∶16,则������12R2∶������22R2=16∶1,
热点考向探究
探究四 远距离输电的相关计算
例 5 在远距离输电过程中,采用高压输电,可以减少电能在输电线路上的损失,根据 P 输出=UI 和 P 损=I2R 可
知,若输电电压由 22 kV 提高到 220 kV,则输电线路上损失的功率将减小为原来的 0.01 。
[解析]
前后两种输电电压之比������1
������ ������ +������
甲乙
R 甲=
220 V 96.8Ω +48 .4Ω
2
×96.8
Ω=20900
W;
并联在 220 V 电路中甲电炉消耗的实际功率等于其额定功率,P 甲实'=P 甲额=500 W;
所以串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为
P
甲实∶P
2000
甲实'=
时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为 111∶250 。(前两空均选填“甲”或“乙”)
[解析] 因为甲、乙两只电炉的额定电压相同,额定功率 P 甲额<P 乙额,所以由 P=������������2可知,甲、乙两只电炉的电阻 R 甲>R 乙。将它们串联在电路中时,因为串联电路中的电流处处相等,即通过甲、乙两只电炉的电流 I 甲=I 乙,根 据 Q=I2Rt 可知,在相同时间内产生的热量 Q 甲>Q 乙,故串联时相同时间内产生热量较多的是甲电炉。将它们并 联在 220 V 电路中,根据并联电路中各支路两端的电压相等,即 U 甲=U 乙=220 V,则两电炉的实际功率等于额定 功率,即 P 甲=500 W,P 乙=1000 W,根据 Q=W=Pt 可知,在相同时间内产生的热量 Q 甲'<Q 乙',故并联时相同时间 内产生热量较多的是乙电炉。
功率为 500 W。
(1)电热水壶调至中温挡正常加热,将 2 kg 温度为 30 ℃的水烧开(标准大气压下)需要 20 min,求水所吸收的热
量及电热水壶的效率。[水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)求电热水壶高温挡的额定功率。
(3)若某次电热水壶用高温挡加热 0.1 h,耗电 0.09 kW·h,通
������2
=22220kkVV
=110
,
������ 输出
因输出的功率均不变,由
P
输出=UI
可得,两种输电电压下线路中的电流之比������1
������2
=
������ 1 ������
输出
=������2=10,
������1 1
������ 2
输电线的电阻不变,由 P 损=I2R 可得,前后两种输电电压下线路损失的功率之比������������12=������������1222������������=
由 Q=I2Rt 可得,线圈的电阻 R=���������2���������=(0.5A3)2J×10s=1.2 Ω。
图24-4
热点考向探究
探究三 与多挡位有关的计算
例 4 [2017·江西] 如图 24-5 所示是某家用电热水壶内部的电路简化结构图,其中 R1、R2 为阻值相同的电热
丝,有图 24-6 甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式,该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡,中温挡的额定
简化电路如图乙所示,S1 为温控开关,发热电阻 R1 与 R2 的阻值不随温度变化,电阻 R2 在“保温”状态与“煮饭”状 态时的功率之比为 1∶16。
(3)某天傍晚,小明关闭家里其他用电器,只让“保温”状态的电
饭锅工作,发现自家电能表(如图丙所示)指示灯每闪烁 4 次所
用的时间为 48 s。则 R2 两端的实际电压为多少?
������
(3)电热水壶的实际功率
P
实=
实=0.09kW ·h=
������2
0.1h
0.9 kW=900 W<P 高,则此时电热水壶没有正
常工作。
图24-5
图24-6
热点考向探究
【变式】[2017·重庆 A 卷] 小明家的电饭锅如图 24-7 甲所示,额定电压为 220 V,“煮饭”时额定功率为 1210 W,
图24-3
变阻器,可调节电动机的转速
热点考向探究
【变式 1】 [2017·自贡] 计算电流通过电风扇产生的热量,下列公式选用正确的是
A.UIt
B.������2 t
������
C.I2Rt
D.前面三个都可以
(C )
热点考向探究
【变式 2】 如图 24-4 所示,将一个小电动机接在电路中工作 时,电压表示数为 3 V,电流表示数为 0.5 A,该电动机在 10 s 内 把质量 m=0.4 kg 的物体提升 3 m。求:(g 取 10 N/kg) (1)这段时间内电动机消耗的电能。 (2)这段时间内电动机对物体所做的功。 (3)电动机线圈的电阻。
(2)由题图可知,图甲为断路;图乙中两电阻串
联,为低温挡;图丙中只有 R1 工作,为中温挡;图
丁中两电阻并联,为高温挡。中温挡时 R1 单独
工作,高温挡时 R1、R2 并联,由题意知 R1=R2,
则
R
并=���2���1,根据
P=������
2
可得,P
������
高=
������
������ 1 2
热点考向探究 探究一 电流的热效应
例1 下列四个用电器中,工作原理上和其他三个不同的是 ( C )
图24-1
热点考向探究
例 2 甲、乙两只电炉分别标有“220 V 500 W”和“220 V 1000 W”字样,把它们串联在 220 V 的电路中,在 相同时间内产生热量较多的是 甲 电炉,将它们并联在电路中,产生热量较多的是 乙 电炉。串联
图24-7
(3)实际“保温”功率是
P
= = 实际
������ ������
4 1200
kW
48 3600
h
·h
=0.25
kW=250
W,由
P
������ 2
实际=������1实+际������2 可知,250
������ 2
W= 实际 ,
120 Ω +40 Ω
������
解得 U 实际=200 V,则 R2 两端的实际电压 U2=������1实+际������2·R2=1202Ω00+V40Ω×40 Ω=50 V。
������2 ������1
������
考点知识聚焦
考点三 电热与电能的关系
物理量 计算公式 快慢程度
关系
电能(电功)
电热
W=UIt
Q=I2Rt
P 电=UI
P 热=I2R
在纯电阻电路中:W=Q,P 电=P 热;