2022九年級(jí)科學(xué)上冊(cè)第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒專題六電功與電熱綜合計(jì)算作業(yè)課件新版浙教版

專題六電功與電熱綜合計(jì)算【核心知識(shí)】1．電流做功：實(shí)質(zhì)是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程。2．電流的熱效應(yīng)：電流通過各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高的現(xiàn)象。3．電功和電功率的計(jì)算：公式：W＝Pt＝UIt和P＝W/t＝UI適用于所有電功和電功率的計(jì)算。4．電熱的計(jì)算：(1)若電流所做的功全部轉(zhuǎn)化為電熱器的內(nèi)能，即為純電阻電路，則：W＝Q，所以，Q＝W＝UIt＝I2Rt，也可用Q＝W＝Pt計(jì)算。(2)若電流所做的功只有一部分轉(zhuǎn)化為熱，則只可用焦耳定律來計(jì)算。如電動(dòng)機(jī)，電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則W＝W機(jī)械＋Q，即W>Q。【例1】兩個(gè)額定電壓相同的小燈泡，串聯(lián)起來接到電源上，亮度不同。對(duì)兩個(gè)燈泡的額定功率比較大小時(shí)，做以下分析，①從關(guān)系式P＝I2R可以知道②比較亮的燈泡的電阻較大③在相同電壓下工作時(shí)，燈泡的電功率和它的電阻成反比④從關(guān)系式P＝U2/R可以知道⑤串聯(lián)時(shí)流過兩個(gè)燈泡的電流相同⑥所以，串聯(lián)時(shí)那個(gè)較暗燈泡的額定功率較大請(qǐng)你將最合理的排序選出來( )A．②①③④⑤⑥B．⑥②①③④⑤C．①③④②⑥⑤D．⑤①②④③⑥D(zhuǎn)如圖所示，電源電壓保持12V不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V

3W”字樣，滑動(dòng)變阻器最大電阻值R＝48Ω，閉合開關(guān)，若不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，下列說法正確的是( )A.要使電壓表的示數(shù)增大1V，小燈泡L兩端的電壓就會(huì)減小1VDB．小燈泡L的最小實(shí)際電功率為0.6WC．當(dāng)滑片P移到變阻器的中點(diǎn)時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光D．當(dāng)滑片P移到最右端時(shí)，通電10s滑動(dòng)變阻器消耗的電能是19.2J【例2】如圖是探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)電路(燒瓶、煤油質(zhì)量和玻璃管均相同)。瓶中的電阻采用金屬絲。(1)完成電路的連接，要求滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變小。(2)實(shí)驗(yàn)中，通過觀察

來判斷電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少。(3)在電流與通電時(shí)間相同條件下，選用長度和橫截面積都相同的兩種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最明顯，可以選用表中的銅與

進(jìn)行對(duì)比。

玻璃管內(nèi)液面上升的高度長1米、橫截面積1毫米2的幾種材料的電阻(20℃時(shí))材料銅鋁鎢鎳鉻合金電阻(歐)0.01750.0290.0531.0鎳鉻合金(4)要進(jìn)一步探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少與電流是否有關(guān)，可以采取的方法是

(允許改變?cè)恢?、更換元件等，只要求寫出一種)。

保持其他不變，改變滑動(dòng)變阻器阻值(保持其他不變，更換不同電壓的電源)進(jìn)行相同時(shí)間的二次實(shí)驗(yàn)如圖為某電飯鍋的內(nèi)部電路。R1是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R2是限流電阻，阻值為484Ω。煮飯時(shí)，接通電源(220V

50Hz)，閉合手動(dòng)開關(guān)S1，電飯鍋處于加熱狀態(tài)。當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時(shí)，開關(guān)S1會(huì)自動(dòng)斷開，斷開后若無外力作用則不會(huì)自動(dòng)閉合；S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開，溫度低于70℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，電飯鍋在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下工作。請(qǐng)回答下列問題：(1)小明將室溫下的水和米放入這個(gè)電飯鍋煮飯，接通電源后卻忘了閉合手動(dòng)開關(guān)S1。請(qǐng)問電飯鍋會(huì)對(duì)鍋內(nèi)的水和米加熱嗎？為什么？解：(1)會(huì)。因?yàn)橛檬覝氐乃悦紫洛仯亙?nèi)初始的溫度低于70℃，溫控開關(guān)S2自動(dòng)閉合，將R2短路，R1兩端的電壓為電源電壓，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，鍋內(nèi)食物溫度上升；(2)若將溫度為20℃、質(zhì)量2.5kg的水燒開需要1000s，求電飯鍋正常工作時(shí)的加熱效率；(2)水吸收的熱量Q＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃－20℃)＝8.4×105J，電飯鍋消耗的電能

×1000s＝106J，所以電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為η＝Q/W＝8.4×105J/106J＝84%。(3)用電飯鍋燒水時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)水沸騰了，但手動(dòng)開關(guān)S1卻沒有自動(dòng)斷開，于是小明認(rèn)為電飯鍋壞了。小明的觀點(diǎn)對(duì)嗎？請(qǐng)說明理由。(3)不對(duì)。電飯煲沒有壞。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸騰時(shí)，水的溫度沒達(dá)到103℃，所以S1不能自動(dòng)斷開?！纠?】如圖，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為0.5歐，當(dāng)S斷開時(shí)，電流表讀數(shù)1安。當(dāng)S閉合時(shí)，電流表讀數(shù)3安。問：(1)電阻R為多大？解：從圖可知，當(dāng)S斷開時(shí)，電路中只有電阻R有電流通過，∵電源電壓為：U＝10V，IR＝1A，∴電阻R的阻值為：R＝

＝10Ω。解：從圖可知，當(dāng)S斷開時(shí)，電路中只有電阻R有電流通過，∵電源電壓為：U＝10V，IR＝1A，∴電阻R的阻值為：R＝

＝10Ω。(2)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為多大？(2)當(dāng)S閉合時(shí)，電阻R和電動(dòng)機(jī)M并聯(lián)，∵I＝3A，IR＝1A，∴通過電動(dòng)機(jī)M的電流為：IM＝I－IR＝3A－1A＝2A，而U＝10V，∴電動(dòng)機(jī)M的總功率為：P＝UIM＝10V×2A＝20W，又∵RM＝0.5Ω，∴電動(dòng)機(jī)M的發(fā)熱功率為：P熱＝I2MRM＝(2A)2×0.5Ω＝2W，則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為：P機(jī)械＝P－P熱＝20W－2W＝18W。(3)電動(dòng)機(jī)工作2分鐘，電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生了多少熱量？(3)∵t＝2min＝120s，∴電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為：Q＝P熱t(yī)＝2W×120s＝240J。小樂用如圖裝置(固定部分略去)來測(cè)一個(gè)小型直流電動(dòng)機(jī)在額定電壓時(shí)提升重物的效率。其中帶長軸的電動(dòng)機(jī)額定電壓為U0，電源電壓恒為U且大于U0。(1)小樂的實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)補(bǔ)全相應(yīng)的操作。①固定裝置并連接電路?；瑒?dòng)變阻器調(diào)到

；阻值最大處(或最右端)②掛上足量的鉤碼，閉合開關(guān)后，適當(dāng)調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，并確保電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，讀出并記錄此時(shí)電壓表和電流表示數(shù)U1和I1；③調(diào)整鉤碼數(shù)量，閉合開關(guān)后，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，直到

，讀出并記錄此時(shí)電流表示數(shù)I2。④計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的效率η。電壓表示數(shù)為U0

(2)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟中的物理量，可得η＝

。隨著國家大力倡導(dǎo)共享經(jīng)濟(jì)，杭州出現(xiàn)了大量的共享單車。有的公司也推出了共享電動(dòng)車。如圖是一輛“騎電”共享電動(dòng)車，其銘牌如下，請(qǐng)你利用所學(xué)的知識(shí)結(jié)合數(shù)據(jù)回答下列問題：品牌騎電質(zhì)量30千克最大載重120千克額定輸出功率120瓦額定電壓40伏特額定電流4安(1)這輛電動(dòng)自行車裝載的電動(dòng)機(jī)線圈電阻；解：(1)額定電壓U＝40V，額定電流I＝4A，P輸入＝U額I額＝40V×4A＝160W，發(fā)熱功率：P熱＝P輸入－P輸出，又由于P熱＝I2r；則有P入－P出＝I2r；r＝2.5Ω；(2)該車正常行駛時(shí)的效率；(2)電機(jī)正常