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初中物理

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    暑期持续的“桑拿天”,居民家里的空调、电扇都闲不住,导致电路火灾时有发生.调查发现,起火原因都是电路超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮.请回答:
    (1)“超负荷”是指电路中的______过大(电流、电阻);
    (2)火灾发生的理论依据是(选填物理规律)______;
    (3)请你提出一条预防这种火灾发生应采取的措施:______.
    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “暑期持续的“桑拿天”,居民家里的空调、电扇都闲不住,导致电路火灾时有发生.调查发现,起火原因都是电路超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮....” 主要考查您对

焦耳定律及计算公式

家庭电路的组成

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  • 家庭电路的组成
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。


家庭电路的组成:
  主要组成部分有:进户线、电能表、闸刀开关、保险盒、用电器、插座、开关等。如下图:

 详细介绍:
(1)进户线(电源线):一根叫火线(三相四线电路中的某一根相线,俗称火线),另一根叫零线(零线是变压器中性点引出的线路,与相线构成回路对用电设备进行供电),火线和零线之间有220V电压,它们构成家庭电路的电源(火线和大地有220V电压,零线和大地没有电压).

(2)电能表:其作用是测量用户在一定时间内消耗的电能,装在干路上,电能表的铭牌标有额定电压U和正常
工作电流I,家庭电路中正常工作时用电器最大总功率P=UI,中国家庭电路电压为220V。

 (3)闸刀开关(空气开关):其作用是控制整个家庭电路的通断,装在干路上,安装闸刀开关时,上端为静触头接输入导线,切不可倒装.

(4)保险丝:①是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的;②由于电流的热效应,当电路中的电流过大时能自动熔断而切断电路,起到保护作用;③保险丝应串联在电路中,绝对不允许使用铁丝、铜丝代替保险丝;④保险丝的选择原则是保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流.

 (5)插座:给可移动的家用电器供电,插座应并联在电路中,三孔插座中一个孔应接地.(规范插座左接零线,右接火线)

(6)开关:可以控制所在支路的通断,开关应和被控制的用电器串联.

 (7)用电器:直接使用电能工作的器件,各个用电器应并联接入电路.电灯接入电路时灯座两个接线柱一个接零线、一个接火线,控制电灯的开关一定要安装在灯座与火线的连线上,这也是为了安全。螺旋套应该与零线连接。

 (8)注意:有金属外壳用电器应用三孔插座,以防触电事故,不可倒接。


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