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初中物理

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    一只电炉标有“220V  1000W”字样,若将它接在家庭电路中,通电10min,则(  )
    A.通过电炉的电流为2A
    B.电炉产生热量为10000J
    C.电流通过电炉做功为6000J
    D.电炉的电阻为48.4Ω

    本题信息:物理单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “一只电炉标有“220V 1000W”字样,若将它接在家庭电路中,通电10min,则( )A.通过电炉的电流为2AB.电炉产生热量为10000JC.电流通过电炉做功为6000JD.电炉...” 主要考查您对

电流的大小

电功或电能的计算

焦耳定律及计算公式

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 电流的大小
  • 电功或电能的计算
  • 焦耳定律及计算公式
定义:
物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流。每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强)。
公式:
电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,  “t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s)。
方向:
电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。
常见用电器的电流大小:
计算器中电源的电流 约100μA
半导体收音机中电源的电流 约50mA
手电筒中的电流 约200mA
房间灯泡中的电流 约0.2A
家用电冰箱的电流 约1A
家用空调器的电流 约5A
雷电电流 可达2×105A

电流的三大效应:
1.电流的热效应:电流通过导体时,电能转化成内能,这种现象叫电流的热效应。例如:电流通过灯泡内的钨丝,钨丝会发热,温度高达2500℃,呈白炽状态而发光。

2.电流的磁效应:电流通过导体时,在导体周围产生磁场。例如:电流通过螺线管时周围出现的磁场与条形磁铁周围的磁场分布相似。

3.电流的化学效应:电流通过酸、碱、盐的水溶液时会发生化学反应。例如:电解、电镀就是利用了电流的化学效应。通过导体的电流越大,各种效应就越明显,因此我们可以利用各种电流效应的程度来判断电流的大小。

电流对人体的作用特征:

电流I/mA 作用特征
50—60Hz交变电流 恒定电流
0.6~1.5 开始有感觉——手轻微颤抖 无感觉
2~3 手指强烈颤抖 无感觉
5~7 手部痉挛 感觉痒和热
8~10 手已难于摆脱电极,但还能摆脱,手指尖到手腕剧痛 热感觉增强
20~25 手迅速麻痹,不能摆脱电极,剧痛,呼吸困难 热感觉大大增强,手部肌肉不强烈收缩
50~80 呼吸麻痹,心房开始震颤 强烈的热感觉,手部肌肉收缩、痉挛,呼吸困难
90~100 呼吸麻痹,延续3s就会造成心脏麻痹 呼吸麻痹
300以上 作用0.1s以上时,呼吸和心脏麻痹,机体组织遭到电流的热破坏

电功计算基本公式及推导公式(适用于纯电阻电路):W=UIt,W=I2Rt,W=U2t/R,W=Pt,W=Uq。
电功计算:
1. W=UQ
电能也是一种能量,而这种能量的实施者就是电荷,电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者,每个电荷从A点到B点做的功就是电压,两者相乘就是AB的电功,就是消耗的电能

2. W=UIt
我们来看一下电功的含义,电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能(A点到B点可以是一个用电器,也可以是一部分电路)电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功,电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量,时间也有了,那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt

3. W=Pt
W电功、P电功率、t时间
像功的计算方法一样就是功率乘以时间,在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间,同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间

W=I2Rt (纯电阻电路)
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。


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