1.电流通过导体时电能要转化成热.这个现象叫电流的 .电热器就是利用电流的 来进行工作的.电热器工作时.将 能转化为 能. 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

与电功率有关的问题

  小马将他家中的电器铭牌做了一个统计:

1. 当电视机和电脑分别接入家庭电路中,接入      时电能表的铝盘走得快;电视机正常工作时的电流为       A,若每天使用3h,则一天它消耗      kW?h电能。

2. 请你计算说明:(1)电灯1正常工作时的电阻多大?(2)若把此灯改为一个可调亮度的照明灯,要求灯的实际功率变化范围是4~100W,问应该怎么办?(设灯泡的电阻值不变)

3. 小组回顾了探究电热功率与电阻大小关系的实验,装置如下图:

  (1)两瓶中的金属丝(RA<RB)串联起来接到电源上,是为了保证通过两金属丝的电流    。通电一定时间后,可以看到      瓶中煤油温度升高得快,这表明在电流     的情况下,电阻越大,电能转化成热能的功率越   。

  (2)当给电饭煲通电时,发热体很快就热得烫手了,但与它相连的导线却不怎么热。请你解释其中的原因。

4. 小张想到了另一个问题,猜想电热功率与电流大小可能有一定的关系,要探究这个问题,如果还用刚才的装置,应该怎样进行改进?           

                                       

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回顾实验和探究:(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整)

(1)探究伏安法测量小灯泡的电阻:

方法

伏安法测电阻时,必须要把电压表、电流表组合起来使用,这里体现的科学方法是           法。

读数

实验中,电流表、电压表的示数如图,可知小灯泡此时的电阻值为       Ω。

(2)探究欧姆定律:

实验装置

请根据实物电路,将电路图填写完整:

表格

次数

1

2

3

U/V

2

4

6

I/A

0.4

0.8

1.2

 

表1

R1=5Ω

次数

1

2

3

U/V

2

4

6

I/A

0.2

0.4

0.6

 

表2 

R2=10Ω

图像

请利用表1数据,用描点法画出R1的U-I图像。

结论方法

横向分析表1、表2的数据,可以得到:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。

上述结论是通过比较两个表格的异同点而得出的,这里运用的科学方法是          法。

(3)探究电流的热效应:

过程

甲、乙电阻丝的电阻R甲<R乙。将开关闭合一段时间,发现甲瓶温度计示数       乙瓶温度计示数。

结论

实验得出:在         、通电时间相同时,导体的电阻越大,电流产生的热量越       。

应用

方法

实验中,电能转化为      能。电热过多易引起火灾,但加以控制并利用可制成电热器,这里运用的科学方法是                法。

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阅读下列材料,回答问题.

电灯为什么会发光

    导体中的电流看不见、摸不着,怎样才能知道导体中有没有电流呢?原来,导体有电流时,会发生一些特殊的现象,我们把导体中有电流的时候产生的电流特有的现象,叫做电流的效应.任何导体中有电流时,导体都要发热,这种现象叫做电流的热效应.家庭电路里的白炽灯有电流时发光、发热,过一会儿,用手去摸时会很烫手,就是由于电流的热效应的缘故.如图所示就是灯泡的结构.灯泡的灯丝一般是用熔点很高的钨丝做成的.我们知道,金属导电靠的是金属导体中的大量能自由移动的电子,金属导体中有电流时,带负电的电子定向移动而做功,消耗电能,转化为内能、光能等.当灯丝的温度很高时,像白炽灯,就会发出白光.电炉子、电烙铁、电烤箱都是根据电流的热效应来工作的.另外电流还有化学效应和磁效应.

问题(1)电流通过导体时,导体发热是   能转化为    能,这种现象叫    。

(2)如图所示,电路中电流的方向是由         流过          ,到达        ;自由电子定向移动方向与电路中电流的方向        (填“相同”或“相反”)。

 

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焦耳

  焦耳(James Prescort Joule,1818~1889)英国杰出的物理学家。1818年12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德。父亲是个富有的啤酒厂厂主。焦耳从小就跟父亲参加酿酒劳动,学习酿酒技术,没上过正规学校。16岁时和兄弟一起在著名化学家道尔顿门下学习,然而由于老师有病,学习时间并不长,但是道尔顿对他的影响极大,使他对科学研究产生了强烈的兴趣。1838年他拿出一间住房开始了自己的实验研究。他经常利用酿酒后的业余时间,亲手设计制作实验仪器,进行实验。焦耳一生都在从事实验研究工作,在电磁学、热学、气体分子动理论等方面均作出了卓越的贡献。他是靠自学成为物理学家的。

  焦耳是从磁效应和电动机效率的测定开始实验研究的。他曾以为电磁铁将会成为机械功的无穷无尽的源泉,很快他发现蒸汽机的效率要比刚发明不久的电动机效率高得多。正是这些实验探索导致了他对热功转换的定量研究。

  从1840年起,焦耳开始研究电流的热效应,写成了《论伏打电所生的热》、《电解时在金属导体和电池组中放出的热》等论文,指出:导体中一定时间内所生成的热量与导体的电流的二次方和电阻之积成正比。此后不久的1842年,俄国著名物理学家楞次也独立地发现了同样的规律,所以被称为焦耳-楞次定律。这一发现为揭示电能、化学能、热能的等价性打下了基础,敲开了通向能量守恒定律的大门。焦耳也注意探讨各种生热的自然“力”之间存在的定量关系。他做了许多实验。例如,他把带铁芯的线圈放入封闭的水容器中,将线圈与灵敏电流计相连,线圈可在强电磁铁的磁场间旋转。电磁铁由蓄电池供电。实验时电磁铁交替通断电流各15分钟,线圈转速达每分钟600次。这样,就可将摩擦生热与电流生热两种情况进行比较,焦耳由此证明热量与电流二次方成正比,他还用手摇、砝码下落等共13种方法进行实验,最后得出:“使1磅水升高1°F的热量,等于且可能转化为把838磅重物举高1英尺的机械力(功)”(合460千克重米每千卡)。总结这些结果,他写出《论磁电的热效应及热的机械值》论文,并在1843年8月21日英国科学协会数理组会议上宣读。他强调了自然界的能是等量转换、不会消灭的,哪里消耗了机械能或电磁能,总在某些地方能得到相当的热。这对于热的动力说是极好的证明与支持。因此引起轰动和热烈的争议。

  为了进一步说服那些受热质说影响的科学家,他表示:“我打算利用更有效和更精确的装置重做这些实验。”以后他改变测量方法,例如,将压缩一定量空气所需的功与压缩产生的热量作比较确定热功当量;利用水通过细管运动放出的热量来确定热功当量;其中特别著名的也是今天仍可认为是最准确的桨叶轮实验。通过下降重物带动量热器中的叶片旋转,叶片与水的摩擦所生的热量由水的温升可准确测出。他还用其他液体(如鲸油、水银)代替水。不同的方法和材料得出的热功当量都是423.9千克重·米每千卡或趋近于423.85千克重·米每千卡。

  在1840~1879年焦耳用了近40年的时间,不懈地钻研和测定了热功当量。他先后用不同的方法做了400多次实验,得出结论:热功当量是一个普适常量,与做功方式无关。他自己1878年与1849年的测验结果相同。后来公认值是427千克重·米每千卡。这说明了焦耳不愧为真正的实验大师。他的这一实验常数,为能量守恒与转换定律提供了无可置疑的证据。

  1847年,当29岁的焦耳在牛津召开的英国科学协会会议上再次报告他的成果时,本来想听完后起来反驳的开尔文勋爵竟然也被焦耳完全说服了,后来两人合作得很好,共同进行了多孔塞实验(1852),发现气体经多孔塞膨胀后温度下降,称为焦耳-汤姆孙效应,这个效应在低温技术和气体液化方面有广泛的应用。焦耳的这些实验结果,在1850年总结在他出版的《论热功当量》的重要著作中。他的实验,经多人从不同角度不同方法重复得出的结论是相同的。1850年焦耳被选为英国皇家学会会员。此后他仍不断改进自己的实验。恩格斯把“由热的机械当量的发现(迈尔、焦耳和柯尔丁)所导致的能量转化的证明”列为19世纪下半叶自然科学三大发现的第一项。

选自:《物理教师手册》

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