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
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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 |
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, 即(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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