1. 导体中有电流通过时会发
热
,将
电
能转化为
内
能,这种现象称为电流的
热
效应。利用
电流热效应
工作的用电器称为电热器。
2. 焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量与
电流的平方
成正比,与导体的
电阻
成正比,与
通电的时间
成正比。用公式表示为
$Q = I^{2}Rt$
。
3. 若电流的单位是
安(A)
,电阻的单位是
欧(Ω)
,时间的单位是
秒(s)
,则电热的单位就是焦(J)。
4. 在纯电阻电路中,电流做的功全部用来产生热量,即$Q=W$,结合欧姆定律可推出另外两个计算电热的公式是$Q=Pt=$
UIt
$=$
$\frac{U^{2}}{R}t$
;在其他电路中,电功
大于
(大于/等于/小于)电热。
答案:1.热 电 内 热 电流热效应 2.电流的平方 电阻 通电的时间 Q = I^{2}Rt 3.安(A) 欧(Ω) 秒(s) 4.UIt $\frac{U^{2}}{R}t$ 大于
1. 一根电阻丝的电阻是$10 \Omega$,通过$2 \mathrm{A}$的电流时,$1 \mathrm{min}$内产生的热量是
2.4×10³
$\mathrm{J}$,消耗的电能是
2.4×10³
$\mathrm{J}$。
答案:1.2.4×10³ 2.4×10³
2. (教材P16实践与练习T1变式)电热毯通电一段时间后会越来越暖和,而连接电热毯的导线却不怎么热,这是因为通过电热毯电热丝的电流
等于
导线中的电流,而电热丝的电阻
大于
导线的电阻,所以相同时间内导线消耗的电能
小于
电热毯电热丝消耗的电能。(大于/等于/小于)
答案:2.等于 大于 小于
3. 有$2 \mathrm{A}$的电流通过一电阻器,在一定时间内产生一定的热量,如果电流增加到$4 \mathrm{A}$,那么在相同的时间内产生的热量是前者的 (
C
)
A.$\frac {1} {2}$
B.$\frac {1} {4}$
C.$4$倍
D.$2$倍
答案:3.C
解析:
根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$,当电阻$R$和时间$t$相同时,热量$Q$与电流$I$的平方成正比。
设原来电流为$I_{1}=2\mathrm{A}$,产生热量为$Q_{1}$;后来电流为$I_{2}=4\mathrm{A}$,产生热量为$Q_{2}$。
则$\frac{Q_{2}}{Q_{1}}=\frac{I_{2}^{2}Rt}{I_{1}^{2}Rt}=\frac{I_{2}^{2}}{I_{1}^{2}}=(\frac{I_{2}}{I_{1}})^{2}=(\frac{4}{2})^{2}=4$。
C
4. 如图所示,把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线$R_1$和$R_2$串联起来接在电路中,若$R_1<R_2$,则先被点燃的火柴是 (
C
)

A.同时被点燃
B.$R_1$上的火柴
C.$R_2$上的火柴
D.无法确定
答案:4.C
解析:
解:因$R_1$和$R_2$串联,通过它们的电流$I$相同,通电时间$t$相同。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$,当$I$、$t$相同时,$R$越大,产生的热量$Q$越多。已知$R_1<R_2$,则$Q_1<Q_2$,$R_2$上的火柴先被点燃。
C
5. 某车载保温杯的加热电路如图所示,车辆提供的电源电压为$12 \mathrm{V}$,其中$R_1=4 \Omega$为保护电阻,$R_2$为发热电阻。使用时,电路中的电流为$1 \mathrm{A}$,求:
(1)$R_2$的阻值。
(2)$10 \mathrm{s}$时间,发热电阻$R_2$产生的热量。

答案:5.(1)闭合开关,R₁ 与 R₂ 串联,R₁ 两端的电压 U₁ = IR₁ = 1 A×4 Ω = 4 V,R₂ 两端的电压 U₂ = U - U₁ = 12 V - 4 V = 8 V,R₂ 的阻值 R₂ = $\frac{U_{2}}{I}$ = $\frac{8V}{1A}$ = 8 Ω (2)10 s 时间,发热电阻 R₂ 产生的热量 Q = I²R₂t = (1 A)²×8 Ω×10 s = 80 J
解析:
解:(1)闭合开关,$R_1$与$R_2$串联,电路中的电流$I = 1\ \mathrm{A}$,$R_1$两端的电压$U_1=IR_1=1\ \mathrm{A}×4\ \Omega = 4\ \mathrm{V}$,$R_2$两端的电压$U_2=U - U_1=12\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=8\ \mathrm{V}$,$R_2$的阻值$R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{8\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 8\ \Omega$。
(2)$10\ \mathrm{s}$时间,发热电阻$R_2$产生的热量$Q=I^2R_2t=(1\ \mathrm{A})^2×8\ \Omega×10\ \mathrm{s}=80\ \mathrm{J}$。