2019-2020年九年级物理上册6.3焦耳定律焦耳定律的计算精讲精练新版教科版
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专题18.4 焦耳定律课前预习1.焦耳定律的内容是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,与通电时间成正比。
2.焦耳定律公式为Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦、I→安(A)、R→欧(Ω)、t→秒)3.当电流通过导体做的功(W)全部用来产生热量(Q),则有W=Q,可用电功公式来计算Q。
(如电热器,电阻就是这样的)知识点解读与例题突破知识点一:电流的热效应(1)电流通过导体时电能转化成热量的现象叫电流的热效应。
(2)电流和通电时间相同时,电阻越大,导体产生的热量越多。
(3)电阻和通电时间相同时,电流越大,导体产生的热量越多。
【例题1】(2019北京)下列用电器中,利用电流热效应工作的是()A.计算器B.电热水壶C.收音机D.电冰箱【答案】D【解析】(1)电流的热效应:电流通过导体要发热,这叫做电流的热效应,如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子;(2)电流的化学效应:电流通过导电的液体会使液体发生化学变化,产生新的物质,电流的这种效果叫做电流的化学效应,如电解,电镀,电离等就属于电流的化学效应的例子;(3)电流的磁效应:给绕在软铁芯周围的导体通电,软铁芯就产生磁性,这种现象就是电流的磁效应,如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。
A.计算器工作时主要是把电能转化为声能和光能,不是利用电流的热效应工作的,故A错误。
B.电热水壶工作时主要是把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故B正确。
C计算器工作时主要是把电能转化为声能,不是利用电流的热效应工作的,故C错误。
D.电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的磁效应工作的,故D错误。
知识点二:焦耳定律1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
2.公式:Q=I2Rt3.当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。
此时因为输电线路上有电阻,根据P=I2R可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。
3.焦耳定律教材分析一、课标分析本节是物理教科版九年级上册第六章第三节的内容,《义务教育物理课程标准(2022年版)》对本节课的要求是通过实验,了解焦耳定律,用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
二、内容和地位分析焦耳定律是初中物理学习的重要定律之一,是能量守恒定律在电能与内能之间转化的具体体现,教材在电功、电功率之后安排焦耳定律,符合学生的认知规律。
本节在本章中起着非常重要的作用,本节内容包括三个版块:一是电流的热效应与什么因素有关;二是焦耳定律;三是电流热效应的利用与危害。
研究电热与电阻、电流、通电时间的定性关系,焦耳定律的理解及应用既是教学重点又是教学难点。
教学中,做好实验及分析实验现象是关键。
学情分析学生在前面已经学习的欧姆定律、电功、电功率为本节课知识提供了准备。
但通过前面习题及限时练做题情况发现学生对于公式的选择及解题方法的运用得过于复杂,本节课应强调电功和电热公式的使用要求。
教学目标1.知道电流热效应的现象和焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。
2.通过电流热效应的影响因素的实验设计,发展推理和论证思维。
3.在经历探究电流热效应的影响因素的过程中,学习如何用正确的方法发现物理规律。
核心素养在实验探究过程中逐渐养成尊重事实、务实求真的态度,通过对焦耳生平的介绍,培养学生热爱科学、勇于克服困难的信念。
重点难点重点:焦耳定律、电流热效应的应用、电热的计算。
难点:电热大小的影响因素的猜想和实验设计。
教学过程教学环节教学内容学生活动教学意图环节一:导入新课1.提出问题:让学生分析这些用电器在工作过程中的共同特点是什么学生思考并回答:都要消耗电能;都会产生热。
引出课题、激发学生的学习兴趣。
续表教学环节教学内容学生活动教学意图环节一:导入新课(1)总结:同学们根据自己的生活经验,举出许多电流通过导体时,导体会发热的例子。
(2)电流通过导体时,导体要发热,电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。
2.导入新课:电流的热效应。
焦耳定律【教学目标】1.知识与技能(1)通过实验理解焦耳定律,记住焦耳定律的计算公式,并能应用公式进行简单的计算;(2)了解电流热效应的广泛性,知道改变电热的方法。
2.过程与方法(1)通过实验探究电流的热效应跟电阻大小的关系,学习控制变量法,经历实验探究的过程;(2)通过实验探究电流的热效应跟电流大小的关系,学习科学探究方法的多样性。
3.情感态度与价值观(1)通过探究电流的热效应跟电阻、电流、时间的关系,认识科学方法的重要性;(2)通过了解电热的利用和防止,认识科学的应用价值。
体会物理与生活的紧密联系,培养学生将物理知识主动运用于生活的意识。
【教学重点、难点】1.重点:理解焦耳定律。
2.难点:通过实验探究得出电流的热效应跟电阻、电流、时间的关系。
【教学器材】学生电源、滑动变阻器、开关、电流表、自制电热切割器、导线(若干)、泡沫、多媒体课件。
【教学过程】的热效应。
本节课我们就共同来学习电流的热效应。
(板书:电流的热效应)2.请学生列举一引起生活中利用电流热效应工作的电器。
3.教师引出探究课题:同学们说得都非常好。
老师这也有一个利用电流热效应工作的工具——电热切割器,它的主要结构就是一段阻值较大的电热丝。
那么,你们知道电流通过电热丝产生的热量与哪些因素有关吗?学生举例:白炽灯、电热器、电暖气学生猜想:可能跟I、R、t有关。
二、学生通过动手实验,分析、总结电流热效应的决定因素二、学生1.探究Q、R的关系1.现在,我们就通过实验来探究一下。
在探究Q与R的关系时我们需要几个电阻?阻值相同吗?同时,实验时还要保证I、t 相同。
这里,应用到了那种物理方法?2.老师已经提前帮大家串联好了两个阻值不同的电热丝,请同学们拿起桌面上串联的电热丝,银白色的是阻值较大的镍镉合金丝,另一根金黄色的是与它同长度、同横截面积但阻值较小的铜丝。
同学们只需要把它们直接挂在切割器的两端就可以了。
提示学生:(1)学生电源电压12 V;(2)实验时电流不能超过2 A ,否则电热丝会因过热而冒烟,污染环境;(3)实验操作时电热丝温度很高,小心烫伤;(4)实验时可以通过看切割泡沫的难易程度来比较电热的大小。
新人教版九年级物理焦耳定律教案优秀7篇新人教版九年级物理焦耳定律教案精选篇1【课题】“焦耳定律”的演示【组织形式】学生分组或教师演示【活动方式】1.提出问题2.实验观察3.讨论分析【实验方案示例】1.实验器材:干电池四节,玻璃棒,若干电阻丝,蜡烛,火柴棒.2. 制作方法把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端,绕线匝数比例为1∶8,两线圈相距5cm左右,然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡,使线圈被蜡均匀地包住.点着火柴立即吹灭,靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上3.实验步骤(1)用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电,可看到匝数多的线圈(电阻大)上的火柴杆比匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆先掉.这就表明:在电流强度和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量就越多.(2)经过较长时间后,匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆也会掉下来.这就说明:通电时间越长,电流产生的热量越多.(3)用四节电池(增大电源电压)重做上述实验,可看到两根火柴杆都先后很快掉下来.在线圈的温度不太高时,可认为总电阻不变,电压增大时,通过它们的电流增大.这就表明:电流越大,电流产生的热量越多.新人教版九年级物理焦耳定律教案精选篇2九年级物理焦耳定律教案教学目标知识目标1、知道电流的热效应。
2、理解的内容、公式、单位及其运用。
能力目标知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法。
情感目标通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学,勇于克服困难的信念。
教材分析教材从实验出发定性研究了电热与电流、电阻和时间的关系,这样做的好处是体现物理研究问题的方法,在实验过程中学生能更好地体会的一些科学研究的方法,避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难。
在实验基础上再去推导学生更信服。
同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识。
做好实验是本节课的关键。
教法建议本节课题主题突出,就是研究电热问题。
可以从电流通过导体产生热量入手,可以举例也可以让学生通过实验亲身体验。
专题18.4 焦耳定律课前预习1.焦耳定律的内容是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,与通电时间成正比。
2.焦耳定律公式为Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦、I→安(A)、R→欧(Ω)、t→秒)3.当电流通过导体做的功(W)全部用来产生热量(Q),则有W=Q,可用电功公式来计算Q。
(如电热器,电阻就是这样的)知识点解读与例题突破知识点一:电流的热效应(1)电流通过导体时电能转化成热量的现象叫电流的热效应。
(2)电流和通电时间相同时,电阻越大,导体产生的热量越多。
(3)电阻和通电时间相同时,电流越大,导体产生的热量越多。
【例题1】(2019北京)下列用电器中,利用电流热效应工作的是()A.计算器B.电热水壶C.收音机D.电冰箱【答案】D【解析】(1)电流的热效应:电流通过导体要发热,这叫做电流的热效应,如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子;(2)电流的化学效应:电流通过导电的液体会使液体发生化学变化,产生新的物质,电流的这种效果叫做电流的化学效应,如电解,电镀,电离等就属于电流的化学效应的例子;(3)电流的磁效应:给绕在软铁芯周围的导体通电,软铁芯就产生磁性,这种现象就是电流的磁效应,如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。
A.计算器工作时主要是把电能转化为声能和光能,不是利用电流的热效应工作的,故A错误。
B.电热水壶工作时主要是把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故B正确。
C计算器工作时主要是把电能转化为声能,不是利用电流的热效应工作的,故C错误。
D.电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的磁效应工作的,故D错误。
知识点二:焦耳定律1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
2.公式:Q=I2Rt3.当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。
此时因为输电线路上有电阻,根据P=I2R可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。
3.电功率【学习目标】知识目标1.知道电流的热效应。
2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。
能力目标知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法。
情感目标通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学,勇于克服困难的信念【学习重点】焦耳定律内容【学习难点】电功和电热之间的联系和区别【课前自主学习】1、电功〔W〕:〔1〕表达式:电流在一段电路中所做的功等于这段电路、电路中的、和三者的乘积,即W=。
〔2〕单位:国际单位制中:;常用单位:。
〔3〕物理意义:反响了转化为的多少。
2、电功率〔P〕〔1〕定义:内电流所做的功叫做电功率。
即P=。
〔2〕表达式:电流在一段电路上做功的功率等于与的乘积。
即P=。
〔3〕单位:国际单位制中:。
〔4〕物理意义:表示电流做功的。
3、焦耳定律内容〔电热Q〕:电流通过导体产生的热量跟成正比,跟导体的电阻及通电时间成。
这个关系最初是由实验得到的。
表达式Q=。
4、热功率的发热量通常称为热功率,表达式为P=。
【课内探究】探究一:电流做功的本质推导电功的表达式以下列图表示很小一段电路,电荷Q在做从左向右的定向移动,它们从这段电路的左端移到右端的时间记为t,在导体两端加上电压U,导体中形成的电流为I。
探究二:电流的热效应焦耳定律电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。
产生的热量与哪些因素有关呢?结论:英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。
表达式:Q=I2Rt。
思考并讨论:电流通过用电器时是否只会产生热效应?〔列举白炽灯、电炉、电扇等比较分析〕比照总结:纯电阻用电器非纯电阻用电器元件举例元件特点能量转化欧姆定律〔是否适用〕〔1〕在纯电阻电路中:〔含电炉、电熨斗、电饭锅,电烙铁、白炽灯泡等用电器的电路〕〔2〕在非纯电阻电路中:〔含电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等用电器的电路〕.例1、有一个直流电动机,把它接入0.2V 电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A ,假设把它接入2V 电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A 。
初中物理焦耳定律教案篇一:《焦耳定律》教案焦耳定律教案一、教材分析焦耳定律是重要的物理定律,它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现,本节在电学中是重要的概念之一。
二、教学目标(一)知识与技能1、理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,能进行有关的计算。
2、理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区别和联系。
(二)过程与方法通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养点拨的分析、推理能力。
(三)情感、态度与价值观通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。
三、教学重点难点【教学重点】理解电功、电功率的概念、公式;理解焦耳定律、电热功率的概念、公式。
【教学难点】电功率和热功率的区别和联系。
四、教学方法等效法、类比法、比较法、实验法五、课前准备灯泡(36 V,18 W)、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机六、课时安排七、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标提问:用电器通电后,可以将电能转化成其他形式的能量,请同学们列举生活中常用的用电器,并说明其能量的转化情况。
点拨:(1)电灯把电能转化成内能和光能;(2)电炉把电能转化成内能;(3)电动机把电能转化成机械能;(4)电解槽把电能转化成化学能。
提问:用电器把电能转化成其他形式能的过程,就是电流做功的过程。
电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
(三)合作探究、精讲点播1、电功和电功率提问:请同学们思考下列问题(1)电场力的功的定义式是什么?(2)电流的定义式是什么?点拨:(1)电场力的功的定义式W=qU(2)电流的定义式I=q t提问:如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流I,在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?点拨:在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
教科版九年级物理上册6.3焦耳定律一、单项选择题(共15小题;共30分)1. 在“探究焦耳定律”的实验中.为了找出电流做功产生的热量与电阻的关系,必须同时保持A. 电阻相等和电流相等B. 电阻相等和通电时间相等C. 通电时间相等和电流相等D. 电阻相等、通电时间相等、电流相等2. 如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化,下列说法正确的是A. 该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系B. 该实验装置是利用形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少C. 不改变导线的连接方式,将左边容器中的电阻丝换成的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系D. 不改变导线的连接方式,将右边容器上方的电阻丝也放入右边容器内,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系3. 下列用来防止电热危害的物体是A. 供取暖用的电热毯B. 引爆炸药的电热装置C. 电熨斗的金属处壳D. 电视机的散热窗4. 下列用电器中,利用电流的热效应工作的是A. 电热毯B. 手机C. 平板电脑D. 电风扇5. 如图所示,将两根电阻丝、分别插入两密封着等质量空气的容器中,串联接入电路,若。
则通电一段时间后,、产生的热量之比为A. B. C. D.6. 如图所示装置,两密闭容器中分别装有和电阻丝,且与形管相连,小明利用它做实验。
他将两电阻丝串联后接入电路后,观察比较两形管中液面高度差的情况,小明此时是在探究电流产生的热量与A. 通电电流的关系B. 总电压的关系C. 通电时间的关系D. 导体电阻的关系7. 关于电热的下列几个说法,错误的是A. 电热会烧毁电器元器件,引发火灾,是有百害而无一利B. 电流通过任何用电器,都或多或少的会产生热量C. 因为电流过大产生电热而烧坏局部电路,可用于整体电路的保护D. 为防止电热带来的危害,要尽量减少电热的产生并考虑如何加快8. 电风扇、电烙铁和电动机上都标有“’’字样,它们都在额定电压下工作相同时间,产生热量最多的是A. 电风扇B. 电烙铁C. 电动机D. 一样多9. 如图所示,将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封,用三段阻值不同的电阻丝()分别给三个烧瓶中的空气加热,通电一段时间后体积变化最大的气球是A. B. C. D. 三个相同10. 下列有关温度或内能的说法中,正确的是A. 物体的温度越高,所含的热量越多B. 电热水器工作时把电能转化为内能C. 物体内能增大,一定是从外界吸收了热量D. 汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能11. 关于热下列说法中不正确的是A. 要提高热机效率,就要尽量减少各种热损失B. 燃料燃烧放出的热,叫做这种燃料的热值C. 电饭锅、电热水壶都是利用电流通过电阻产生热的原理制成的D. 为了防止因电热烧毁电脑,安装微型风扇,在外壳后面都有一些通风散热孔12. ”字样,它们正常工作相同的时间,发热最多的用电器是A. 电视机B. 电风扇C. 电热毯D. 电冰箱13. 小亮做“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验,实验装置如图所示,将两根阻值不等的电阻丝、串联后分别放入两个透明容器中,并封闭等量的空气,通电前,形管中、两管内的液面相平,通电一定时间后,关于、两管内的液面高度,下列说法正确的是A. 管中的液面较高B. 管中的液面较高C. 一样高D. 无法判定14. 甲图是小灯泡和电阻的图象。
【考点精讲】
1. 焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
2. 计算公式:Q =I 2
Rt ,其中Q 、I 、R 、t 分别表示电热、电流、电阻和时间,它们的单位分别是J 、A 、Ω和s 。
焦耳定律本身给出的是电流产生的热量与各个因素之间的一一对应关系,Q 、I 、R 、t 是对于同一段导体而言的。
在解题的过程中,通常表现为角标的一致性,即相同的角标表示同一段电路,不同的角标表示不同的电路。
3. 焦耳定律是用于计算电热的,电热和电功不同,电热是电功的一部分,用焦耳定律计算,只有在纯电阻电路中,电流做的功完全用来产生热,电热才等于电功,此时Q =W ,例如电炉、电热器等。
在非纯电阻电路中电流做的功分两部分:电能转化为热能和其他形式的能,此时电热小于电功(Q<W ),如电视机、电风扇等。
【典例精析】
例题1 关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是( ) A. 根据Q = I 2
Rt 可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 B. 根据Q =U 2t/R 可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 C. 根据Q =UIt 可知,相同时间内,电流产生的热量与电阻无关
D. 根据Q = I 2Rt 可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 思路导航:在理解电流通过导体产生的热量与电阻之间的关系时,要注意成立的条件,如根据Q =I 2
Rt 可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多,故A 选项错
误,D 选项正确;根据Q =U
2R t 可知,在电压一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越少,
故B 选项错误;根据Q =UIt 可知,电流产生的热量等于电压、电流与通电时间的乘积,这
不是电流产生热量的决定式,所以不能说电流产生的热量与电阻无关,故C 选项错误。
答案:D
例题 2 将电阻为40欧的电阻丝接在电源两端,通电10min ,电流产生的热量是1.5×103
J ,若将阻值为10欧的电阻丝接入同一电源的两端,通电20min ,电流产生的热量是( )
A. 1.2×104
J B. 3.75×102
J C. 7.5×102
J D. 6.0×103
J
思路导航:两电阻丝接在同一电源两端,电阻丝两端电压U 不变,由Q =I 2
Rt =U 2R
t ,电
阻变为原来的1
4,同时通电时间变为原来的2倍,故电流产生的热量变为原来的8倍,即
8×1.5×103
J =1.2×104
J 。
答案:A
例题3 汗脚穿鞋易产生臭味,周围的人也能闻到臭气,很不文明。
小明买回如图所示的干鞋器,其电阻为2200Ω,正常工作电流为0.1A ,把它放入鞋内,通电后就可以起到干燥杀菌除臭的作用,这是利用电流的 效应工作的,它正常工作100s 产生 J 的热量。
思路导航:图中的干鞋器是利用电流的热效应工作的;干鞋器正常工作100s 产生的热量为Q =I 2
Rt =(0.1A )2
×2200Ω×100s=2200J 。
答案:热;2200
例题4 把一个玩具车使用的电动机接入0.2V 电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A :若把它接入2V 电压的电路中,电动机正常工作,测得此时流过电动机的电流是1A 。
那么该电动机线圈的电阻是________Ω,电动机正常工作时的效率是________%。
思路导航:电动机不转时,电能全部转化为内能,此时电路相当于纯电阻电路,电动机电阻R =U I =0.2V
0.4A
=0.5Ω ;电动机正常工作时,电能转化为内能和机械能,电功率P =UI =
2V×1A=2W ,电热功率为P 内=I 2R =(1A )2
×0.5Ω=0.5W ,电动机正常工作时的效率η=
P-P 热P
×100%=2W-0.5W
2W
×100%=75%。
答案:0.5;75
例题5 (武汉)武汉市某小学的学生发明的电热课椅获得了国家专利。
有一种电热课椅主要由坐垫和脚踏组成,它的电路示意图如下。
坐垫内的电热丝R 1、R 2的阻值分别为260Ω、150Ω,脚踏内的电热丝R 3的阻值为400Ω。
闭合开关S 1,调节开关S 2,可以使脚踏分别处于“低温档”、“中温档”、“高温档”(不考虑温度的变化对电阻的影响)
(1)该电热课椅消耗的最大功率是多少瓦?
(2)当脚踏处于中温档时,电热课椅在10秒内产生的热量是多少焦?
思路导航:本题中三个电阻的连接方式共有三种,一是开关S 2接a 触点,电路中R 3单独接入电路,二是S 2接b 触点时,R 3和较大的电阻R 1串联接入电路,三是S 2接c 触点时,R 3和较小的电阻R 2串联接入电路。
第一种情况下接入电路中的总电阻最小,第二种情况下接
入电路中的总电阻最大,第三种情况下接入电路中的总电阻较大,根据公式P =U
2R 可知,在
电源电压一定的情况下,电功率与电阻成反比,因此,开关S 2接a 触点是高温档,接b 触点是低温档,接c 触点是中温档。
最后利用欧姆定律、电功率以及焦耳定律等公式代入相关数据计算即可。
答案:(1)当S 2接a 触点时,R 3单独接入电路,脚踏处于“高温档”,电热课椅消耗的功率最大
P 高温=U 2
R 3=(220V )2
400Ω
=121W
(2)S 2接c 触点时,R 3和较小的电阻R 2串联接入电路,脚踏板处于“中温档” I 中温=U R 2+R 3=220V
150Ω+400Ω=0.4A
Q =I 中温2
(R 2+R 3)t =(0.4A )2
×(150Ω+400Ω)×10s=880J
(也可直接利用公式Q =U
2R t 进行计算)
【总结提升】
电功与电热公式适用的区别:
通过推导可知,电功(电能)计算公式有W =Pt =UIt =I 2
Rt =U
2
R
t
1. 在纯电阻电路中,计算电功或电热都可以根据题中的条件选择上述任一公式计算,因为W =Q ;
2. 在非纯电阻电路中,电功的计算可以根据题中的条件任选一个公式计算,而电热的计算只能选择公式Q =I 2
Rt 进行。
在计算电功(电能)和电热问题时,首先判断出电路是属于纯电阻电路还是非纯电阻电路,然后选择正确的计算公式解题。