Question

17．运用知识解决问题：
（1）为什么电烤箱很快就可以将食物烤熟，但导线却不热？
答：电烤箱工作时，将电能转化成内能．因为电烤箱的发热体与导线是串联的，通过它们的电流相等，而电烤箱发热体的电阻比外部导线的电阻大．根据焦耳定律，在电流、通电时间相同的情况下，电流通过导体产生的热量跟电阻成正比，所以电流通过电烤箱的发热体比外部导线产生的热量多．
（2）将R₁=20Ω的电阻和R₂电阻串联接在6V的电源上，已知R₂两端的电压是2V．求：①电路中电流I；②R₂所消耗的电功率P₂．

Answer 1

分析 （1）由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电炉丝和导线是串联的，通过的电流相等，通电时间相同，而电炉丝的电阻大，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，所以电炉丝比导线热．
（2）已知两电阻串联，根据串联电路的电阻特点求出R₁两端的电压，根据欧姆定律求出通过R₁的电流即为电路中的电流；
根据欧姆定律求出R₂的电阻；
根据P=UI求出R₂所消耗的电功率．

解答 解：
（1）电烤箱工作时，将电能转化成内能．因为电烤箱的发热体与外部导线是串联的，通过它们的电流相等，而电烤箱发热体的电阻比外部导线的电阻大．根据焦耳定律，在电流、通电时间相同的情况下，电流通过导体产生的热量跟电阻成正比，所以电流通过电烤箱的发热体比外部导线产生的热量多．
（2）①两电阻串联，
因为串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和，
所以U₁=U-U₂=6V-2V=4V，
因为串联电路中各处的电流相等，
所以根据欧姆定律可得电路中的电流I=I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{4V}{20Ω}$=0.2A；
②R₂的电阻：R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
R₂所消耗的电功率：P₂=U₂I=2V×0.2A=0.4W．
故答案为：（1）内；相等；焦耳；正比；
（2）①电路中的电流为0.2A；
②R₂的消耗的电功率为0.4W．

点评 本题考查的知识点较多，主要有焦耳定律、欧姆定律的应用，是一道综合性题目．