本试题 “有一个电热水壶,铭牌如表所示.(不计热量的损失)求:电热水壶型号:91440电压:220V频率:50Hz功率:1000W最大水量:1kg(1)将质量为1kg、温度为20℃的一...” 主要考查您对热量的计算
电压、额定电压
电功率,额定功率
焦耳定律及计算公式
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计算公式:
①经某一过程温度变化为△t,它吸收(或放出)的热量.Q表示热量(J),
Q=c×m×△t.
Q吸=c×m×(t-t0)
Q放=c×m×(t0-t)
(t0是初温;t是末温)
其中c是与这个过程相关的比热容
②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:Q放=mq
气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:Q=Vq
Q表示热量(J),q表示热值(J/kg),m表示固体燃料的质量(kg),V表示气体燃料的体积(m3)。
q=Q放/m(固体);q=Q放/v(气体)
Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳J
m———表示某种燃料的质量———千克kg
q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克J/kg
单位:
热量的单位与功、能量的单位相同.在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦,缩写为J).历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡,缩写为cal),只作为能量的辅助单位,1卡=4.184焦.
注意:1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦
例题详解:
例1 将100g水从20℃加热至90℃,要供给多少热量?一根铁钉的质量约10g,从1000℃的红热状态冷却至25℃,会放出多少热量?[c水=4.2× 103J/(kg·℃);c铁=0.46×103J/(kg·℃)]
解析:水吸收的热量Q吸=c水m1(t1-t01)=4.2 ×103J/(kg·℃)×0.1kg×(90℃一20℃)=2.94× 104J,铁钉放出的热量Q放=c铁m2(t02一t2)=0.46× 103J/(kg·℃)×0.01kg×(1000℃一25℃)=4.485 ×103J。
答案:见解析
电视信号在天线上感应的电压 | 约0.1mV |
维持人体生物电流的电压 | 约1mV |
干电池两极间的电压 | 1.5V |
电子手表用的氧化银电池两极间的电压 | 1.5V |
铅蓄电池两极间的电压 | 2V |
手持移动电话的电池两极间的电压 | 3.6V |
对人体安全的电压 | 不高于36V |
家庭电路的电压 | 220V |
动力设备的工作电压 | 380V |
无轨电车电源的电压 | 550——600V |
电视机显像管的工作电压 | 10kV以上 |
发生闪电的云层之间的电压 | 可达103kV |
常见电压值的划分:
(1)不高于36V的电压为安全电压.
(2)1000V以下的电压叫低压。
(3)1000V以上的电压叫高压。
电功率:
1. 定义:
电流单位时间内所做的功叫做电功率,表示电流做功的快慢。
2. 单位:国际单位:瓦(W),常用单位千瓦(kW),1kW=1000W
额定功率:
1. 定义:额定功率是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率,则用电器可能会损坏;若实际功率小于额定功率,则用电器可能无法运行。
知识点 | 内容 |
额定功率 | 用电器正常工作时的电压,即用电器上标明的电压值就是额定电压;用电器在额定电压下正常工作时的功率,即用电器上标明的功率就是额定功率 |
实际功率 | 用电器实际工作时的电压叫实际电压,它可能与额定电压相等,也可能比额定电压大或者小;用电器在实际电压下的功率叫做实际功率,它可能与额定功率相等,也可能比额定功率大或者小 |
灯泡亮暗的比较 | 若灯泡都能正常发光,则额定功率大的比较亮,因为灯泡在各自的额定电压下工作时,实际功率等于额定功率。额定功率大的灯泡,实际功率就大,灯泡就亮 |
若灯泡串联且不能正常发光,电阻大的灯泡较亮。因为灯泡越亮,它的实际功率就越大,在串联电路中,由于各处电流相等,根据P=I2R 知灯泡的电阻越大,灯泡的实际功率越大 | |
若灯泡是并联的且不能正常发光,电阻小的灯泡较亮。在并联电路中,由于各支路两端的电 压相等,根据P=,灯泡的电阻越小,灯泡的 实际功率就越大,灯泡就越亮 |
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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