2020-2021中考物理專題題庫∶焦耳定律的應(yīng)用問題的綜合題附詳細(xì)答案

1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問題1 如圖是科技小組為養(yǎng)雞場設(shè)計(jì)的調(diào)控光照和室溫設(shè)備的電路圖。此設(shè)備的作用是，夜晚對雞舍內(nèi)加溫，同時(shí)增大光照量，白天只進(jìn)行適當(dāng)保溫，不進(jìn)行燈光照射，可增大雞的產(chǎn)蛋量。電路圖中 R1 、 R2，是電熱絲， L 為照明燈泡（ L 的電阻不隨溫度變化），2R1R2R1 。 S1、 S2，同時(shí)斷開或閉合，以實(shí)現(xiàn)白天和夜晚的用電要求。開關(guān)S 閉合時(shí)，下列說法錯(cuò)誤（）A S 、S同時(shí)斷開時(shí)，設(shè)備運(yùn)行處于白天用電狀態(tài)12B S 、 S 同時(shí)閉合時(shí)，設(shè)備運(yùn)行處于夜晚用電狀態(tài)12C S1、 S2 同時(shí)斷開時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)和產(chǎn)生的熱量之比為2 1D S 、 S 同時(shí)閉合時(shí)，若電流表示數(shù)

2、為6A，則的實(shí)際功率為 880W12【答案】 C【解析】【分析】【詳解】1212組成串聯(lián)電路，燈泡 L 斷路不發(fā)光，且電路中的電阻最S 閉合， S 、 S同時(shí)斷開時(shí)， R、 R大，由公式 PU2可知，此時(shí)電路中的電功率最小，為保溫狀態(tài)，所以是白天在相同時(shí)R間內(nèi) R12、 R 產(chǎn)生的熱量之比QQ2I 2Rt I 2R2t R1R212開關(guān) S、 S1、 S2 同時(shí)處于閉合狀態(tài)，R2 被短路， R1 和燈泡 L 組成并聯(lián)電路，燈泡L 發(fā)光，且U2電路中的電阻最小，由公式P可知，此時(shí)電路中的電功率最大，為加熱狀態(tài)，所以RU是晚上，因?yàn)镮，所以RR R121L所以I IR R211LL1因?yàn)?R1=

3、6A所以I1=4AI2=2A因?yàn)閁 LU 1U220V所以P1UI 1220V4A880W故選 C。2 有許多重大火災(zāi)都是因用電線路連接處接觸不良所造成的，當(dāng)線路連接處接觸不良時(shí)，該處的電阻將 _（減小增大不變），在該接觸處就會局部過熱引起升溫，接觸處的電阻又將隨著溫度的升高而_（減小增大不變），從而形成電熱的逐步積累和惡性循環(huán)，以致引發(fā)火災(zāi)【答案】增大增大【解析】【分析】【詳解】當(dāng)線路連接處接觸不良時(shí)，該處的電阻會增大；利用焦耳定律分析接觸處局部過熱，而金屬電阻的阻值隨溫度升高而增大，據(jù)此分析電路連接處與原來相比，由于接觸不好，電流通過時(shí)受到的阻礙作用增大，因此電阻增大；連接處相對于其他地方

4、電阻增大，根據(jù)焦耳定律 Q=I2Rt，在電流相同、時(shí)間相同的情況下產(chǎn)生了更多的熱量，因此導(dǎo)致局部溫度升高，而金屬導(dǎo)線的電阻隨溫度的升高而增大，電阻增大，產(chǎn)生的熱量更多，溫度升得更高，以致惡性循環(huán)引發(fā)火災(zāi)3 一臺電動機(jī)正常工作時(shí)，兩端的電壓為220V，通過線圈的電流為10A，若此線圈的電阻為 2，則這臺電動機(jī)1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量是_J，這臺電動機(jī)的效率是_【答案】1.2 10490.9%【解析】【分析】【詳解】已知線圈的電阻和通過的電流以及通電時(shí)間，根據(jù)公式Q=I2Rt 可求這臺電動機(jī)1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量已知電動機(jī)兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式P=UI 可求電動機(jī)的總電功率；再根據(jù)公式 P

5、=I2R 計(jì)算線圈消耗的功率，總功率減去線圈消耗的功率就是電動機(jī)的輸出功率，輸出功率與總功率的比值就是這臺電動機(jī)的效率（1）這臺電動機(jī)1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=（ 10A） 2 2 60s=1.24J； 10（2）電動機(jī)的電功率：P 總 =UI=220V10A=2200W，線圈消耗的功率：P 圈 =I2R=（10A） 2 2 =200W，輸出功率：P 出 =P 總 -P 圈 =2200W-200W=2000W ，這臺電動機(jī)的效率： = P出/ P 總=2000W/ 2200W=90.9%4 小剛用如圖甲所示電路來探究電流與電壓的關(guān)系，閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P從 a 端移至

6、b 端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示，由圖象可知定值電阻R1 的阻值是 _實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓保持5 V 不變，當(dāng)滑片P 位于 a 端時(shí)，由圖象可得滑動變阻器消耗的電功率是_1內(nèi)產(chǎn)生的熱量為_W此時(shí)，電阻 R 在 10 minJ【答案】 100.460【解析】【分析】【詳解】當(dāng) P 在 b 端時(shí)R2=0，此時(shí)電壓示數(shù)和電流示數(shù)最大，且均為11R的數(shù)據(jù)，所以 R 的阻值為： R1=U 總=5V=10 a端時(shí)，R2兩端電壓U2=U 總 -U1=5V-I0.5A當(dāng)滑動變阻器的滑片移到1V=4V，由圖象知，當(dāng)R 的電壓是 1V 時(shí)，電流為0.1A，根據(jù)串聯(lián)電路的電流處處相等，1 I2=I1=0.

7、1A， P2=U2I2=4V 0.1A=0.4W， Q1 =W1 =U1It=1V 0.1A 600s=60J。5 有一臺電動機(jī)，額定電壓3V，額定電流1A，電動機(jī)線圈電阻0.5 。這臺電動機(jī)正常工作 1min ，消耗的電能為 _J。產(chǎn)生的熱量為 _J，輸出的機(jī)械能為 _J。【答案】 18030150【解析】【分析】根據(jù) W =UIt ，求出消耗的電能；根據(jù)QI 2 Rt 求出在 1min 內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量；消耗的電能減去產(chǎn)生的熱量即為電動機(jī)獲得的機(jī)械能?！驹斀狻? 這臺電動機(jī)正常工作，電動機(jī)1min 消耗的電能WUIt3V1A60s180J2 產(chǎn)生的電熱22QI Rt （1A）0.5 60s

8、30J3 輸出的機(jī)械能W機(jī)械WQ180J30J150J【點(diǎn)睛】本題考查了電動機(jī)產(chǎn)生熱量、電功、輸出機(jī)械能的計(jì)算，關(guān)鍵是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。6 家用電吹風(fēng)的簡化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如表。則該電吹風(fēng)正常工作吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的阻值是_，正常工作吹熱風(fēng)5min 電熱絲產(chǎn)生的熱量是_J。5【答案】 552.6410【解析】【詳解】(1)1 由表格數(shù)據(jù)可知，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)的功率，即電動機(jī)的功率為120W ，由圖知，電吹風(fēng)正常工作且吹熱風(fēng)時(shí)，電動機(jī)和電熱絲并聯(lián)，因電路的總功率等于各用電器功率之和，所以電熱絲的功率：P電熱絲P熱PM1000W120W880W ；并聯(lián)電路中各支路兩

9、端的電壓相等，由 PU2可得電熱絲的電阻：RU 22220VR電熱絲55 ；P電熱絲880W2 電吹風(fēng)正常工作且吹熱風(fēng)時(shí)， 5 分鐘內(nèi)電流通過電熱絲產(chǎn)生的熱量：QWPRt880W560s2.64105 J 。7 從產(chǎn)品說明書得知，一臺“6 V3 W”的迷你型小風(fēng)扇，電動機(jī)線圈阻值0.1 ，則小風(fēng)扇正常工作2min 電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為 _J?！敬鸢浮?3【解析】【分析】【詳解】電路中線圈的電流為P3WI0.5AU6V電路中通過線圈的電流為產(chǎn)生的熱量為Q=I2 Rt=(0.5A) 2 0.1 2 60s=3J8 兩定值電阻RA和 RB 中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示，若將兩電阻串聯(lián)在電壓為

10、3V 的電源兩端，電路的總功率為_ W，通電一段時(shí)間后，RA 和 RB產(chǎn)生的熱量之比是_ 【答案】 0.61：2【解析】【分析】【詳解】由圖象知，U=3V 時(shí)， IA=0.6A， IB=0.3A，根據(jù) RU，電阻IU3VRA5，I A0.6AU3VRB10，I B0.3A兩電阻串聯(lián)時(shí)，電路總電阻R=RA+RB=5 +10 =15，電路總功率PU 2(3V)2R150.6W ；A、 B 兩電阻串聯(lián)流過它們的電流I 相等，通電一段時(shí)間產(chǎn)生的熱量之比QAI 2 RAt RA51QBI 2 RBt RB1029 如圖所示的是探究燈泡燈絲的電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，所使用的器材有：小燈泡L（額定電壓 2.5V

11、，額定電流 0.25A）、電壓表 V（量程 15V，內(nèi)阻未知）、電流表 A（量程 0.6A，內(nèi)阻 0.2 ）、阻值為 30 的定值電阻 R0、滑動變阻器 R、恒定電源（電壓 15V，內(nèi)阻不計(jì)）、開關(guān) S、導(dǎo)線若干。閉合開關(guān) S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到某一位置，當(dāng)電流表的示數(shù)為 0.55A 時(shí)，小燈泡 L 正好正常發(fā)光。(1)小燈泡 L 正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？(2)此時(shí)電壓表的示數(shù)是多少？(3)通電 1min ，電流表 A 消耗的電能是多少？【答案】 (1) 10 ； (2) 6.5V； (3) 3.63J【解析】【分析】【詳解】(1)小燈泡 L 正常發(fā)光時(shí)的電阻是R額U 額 = 2.5V10

12、I 額0.25A(2)由圖像可知電壓表與燈L 串聯(lián)后與定值電阻R 并聯(lián)，小燈泡L 正好正常發(fā)光，則電壓表0與燈 L 串聯(lián)支路的電流為0.25A，由并聯(lián)分流可知，定值電阻R0 的電流為0.55A-0.25A=0.3A則兩支路的路端電壓為U 0 =I 0 R00.3A30 = 9V由串聯(lián)分壓可知電壓表的示數(shù)為9V-2.5V=6.5V(3)通電 1min ，電流表 A 消耗的電能是QI 2 RA t0.55A 20.2 60s=3.63J答： (1)小燈泡 L 正常發(fā)光時(shí)的電阻是10；(2) 電壓表的示數(shù)為 6.5V；(3) 通電 1min ，電流表 A 消耗的電能是 3.63J。10 有甲乙兩臺電

13、暖器，甲的額定功率為1200W ，乙的額定功率為800W ，下列說法正確的是A甲實(shí)際消耗的的電能可能比乙少B電流通過甲做的功一定比乙多C正常工作時(shí)，甲消耗電能比乙快【答案】 ACD電流通過甲和乙做功一樣快【解析】【詳解】AB 甲的功率大于乙的功率，只能說甲做功快，不能說電流通過甲做功多；當(dāng)甲的工作時(shí)間遠(yuǎn)小于乙的工作時(shí)間時(shí)，甲消耗的電能可能比乙少，電流通過甲做的功可能比乙少，故A 正確， B 錯(cuò)誤；CD、甲的功率大于乙的功率，說明電流通過甲做功快，在相同的時(shí)間內(nèi)，甲消耗電能多，故 C 正確， D 錯(cuò)誤。11 如圖所示電路 ，電源電壓恒為6V，定值電阻 R1為 10，滑動變阻器2的規(guī)格為“ 20R

14、0.5A” ，電壓表量程為03V，電流表量程為 00.6 A。則（）A電壓表測量的是電阻R1 兩端的電壓B當(dāng)變阻器R2 的滑片 P 向左移動時(shí) ，電壓表的示數(shù)變小C為了保證電路中各元件安全工作，變阻器 R2 接入電路的阻值范圍是210 D當(dāng)變阻器R2 接入電路中的阻值是8時(shí) ，通電 1min 電阻 R1 產(chǎn)生的熱量是53.3J【答案】 C【解析】【分析】(1)根據(jù)電壓表的正確使用判斷所測的電路元件；(2)由電路圖可知，R1 與 R2 串聯(lián)，電壓表測R2 兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)滑片的移動可知接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R1 兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路

15、的電壓特點(diǎn)可知電壓表的示數(shù)變化；(3)比較滑動變阻器允許通過的最大電流和電流表的量程確定電路中的最大電流，此時(shí)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路中的最小阻值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出 R1 兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出變阻器接入電路中最大阻值，從而得出答案；(4)當(dāng)變阻器 R2 接入電路中的阻值是 8時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù) Q I 2Rt 求出 1min 電阻 R1 產(chǎn)生的熱量。【詳解】A由電路圖可知，R1 與R2 串聯(lián)，

16、電壓表測R2 兩端的電壓，電流表測電路中的電流，故A錯(cuò)誤；B由電路圖可知，滑動變阻器滑片右側(cè)接入電路，當(dāng)變阻器R2 的滑片 P 像左移動時(shí)，接入電路的電阻增加，電壓表的示數(shù)變大，故B 錯(cuò)誤；C因?yàn)榛瑒幼冏杵鱎2 的規(guī)格為“ 20 0.5A”，所以接入滑動變阻器的最大電流是0.5A，電路的最小電阻是RU6V12I0.5A滑動變阻器接入電路中的最小電阻R小 R R112 10 2當(dāng)電壓表的最大測量值為3V 時(shí)，滑動變阻器接入的電阻最大，為10，故 C 正確；D當(dāng)變阻器 R2 接人電路中的阻值是8時(shí)，電路的總電阻R R1R210 8 18此時(shí)電路中的電流IU6V1 AR183通電 1min 電阻 R

17、1 產(chǎn)生的熱量QI 2 R1t(1 A) 210 1 60s 66.7J3故 D 錯(cuò)誤。故選 C。12 如圖所示，物理課上李老師給電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而用手觸摸與之連接的導(dǎo)線卻不覺得燙手。這是因?yàn)锳電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻小B電流通過導(dǎo)線時(shí)沒有產(chǎn)生熱效應(yīng)C導(dǎo)線中的電流比電爐絲中的電流小D導(dǎo)線消耗的電功率比電爐絲消耗的電功率小【答案】 D【解析】【詳解】根據(jù)焦耳定律QI 2 RtPt 可以知道，當(dāng)通電時(shí)間一樣時(shí)，電阻大的，電功率大，其產(chǎn)生的熱量多，由于電爐絲的電阻遠(yuǎn)大于與之相連導(dǎo)線的電阻，所以當(dāng)電爐絲熱得發(fā)紅，而與之連接的導(dǎo)線卻沒有發(fā)熱，故選D。13 電熨斗通電一段時(shí)間后變得很燙，而連接

18、電熨斗的導(dǎo)線卻不怎么熱，這主要是因?yàn)锳導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電熨斗的電阻，導(dǎo)線消耗的電能很少B通過導(dǎo)線的電流小于電熨斗的電流C導(dǎo)線散熱比電熨斗快D導(dǎo)線的絕緣皮隔熱【答案】 A【解析】【詳解】電熨斗跟導(dǎo)線串聯(lián)，通過它們的電流I 和通電時(shí)間t 相等；因?yàn)镼I 2 Rt ，R電熨斗 R導(dǎo)線 ，所以產(chǎn)生的熱量：Q電熨斗 Q導(dǎo)線 ，即相同時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)小于電熨斗產(chǎn)生的熱量，而與散熱快慢、隔熱效果無關(guān)，故 A 正確， BCD 錯(cuò)誤。14 以下原理與應(yīng)用上下對應(yīng)正確的是（）ABCD【答案】C【解析】【分析】【詳解】A原理為電磁感應(yīng)原理；揚(yáng)聲器是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用，故A 錯(cuò)誤；B原理為通電導(dǎo)體在

19、磁場中受力的作用；麥克風(fēng)是利用電磁感應(yīng)原理，故B 錯(cuò)誤；C原理為電流的磁效應(yīng)即電流周圍存在磁場；電鈴是利用電流的磁效應(yīng)，使電磁鐵吸引銜鐵擊打鈴蓋發(fā)出聲音，故 C 正確；D原理為電流的熱效應(yīng)，電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電風(fēng)扇是利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故 D 錯(cuò)誤。故選 C。15 電動自行車有行駛工作、蓄電池充電兩種狀態(tài)，局部電路圖如圖所示，斷開S 后，充電插口可以外接充電器對電池進(jìn)行充電，電動自行車行駛過程中，其電動機(jī)正常工作電壓為 48V，此時(shí)通過電動機(jī)線圈的電流為5A，電動機(jī)線圈的電阻是 0.5 ，下列說法正確的是（）A對蓄電池充電時(shí)，蓄電池相當(dāng)于電路中的電源B電動自行車的電動機(jī)把電

20、能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C電動機(jī)正常工作1min ，電流通過線圈所產(chǎn)生的熱量為14400JD電動機(jī)正常工作1min ，消耗的電能為14400J【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A對蓄電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，則蓄電池相當(dāng)于用電器，故A 錯(cuò)誤；B由于電動機(jī)會發(fā)熱，則電動自行車的電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，故B 錯(cuò)誤；C電動機(jī)正常工作1min ，電流通過線圈所產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=(5A)2 0.560s=750J故 C 錯(cuò)誤；D電動機(jī)正常工作1min ，消耗的電能為W=UIt=48V 5A 60s=14400J故 D 正確。故選 D。16 小明在一次野炊活動中，將中間剪得較窄的口

21、香糖錫箔紙（可看作導(dǎo)體）接在干電池正負(fù)兩極上取火。如圖所示，錫箔紙較窄處最先燃燒，這是因?yàn)殚L度相同的錫箔紙較窄處比較寬處的A電阻小【答案】 DB電流大C電壓小D電功率大【解析】【詳解】較窄處更細(xì)，橫截面積更小，電阻更大，所以在串聯(lián)電流相等的前提下，根據(jù)公式PI 2 R 可得，較窄處的電功率更大，故ABC不符合題意 , D 符合題意。17 如圖甲圖是小燈泡L 和電阻 R2的 I-U 圖象。將小燈泡12接入乙圖所示電L、電阻 R和 R路中，電源電壓恒定不變，只閉合開關(guān)S1 時(shí)，電流表示數(shù)為0.8A；只閉合開關(guān)S3 時(shí)，小燈泡 L 的實(shí)際功率為1.2W。下列說法正確的是()A只閉合開關(guān)S3 時(shí)，小燈

22、泡的電阻為5B只閉合開關(guān)S1 時(shí)，電路總功率為9.6WC R1 的電阻為5D所有開關(guān)都閉合，在15s 內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為3200J【答案】 C【解析】【分析】【詳解】由圖知，電阻 R2 為定值電阻，其阻值為U 14VR210I10.4A只閉合開關(guān)S1 時(shí)，電阻 R1 與燈 L 串聯(lián)，電流表測的是整個(gè)電路的電流，由甲圖知，當(dāng)I0.8A 時(shí)，燈兩端的電壓為U L4V，由此可得電源電壓UU R1 U L0.8A R14V當(dāng)只閉合開關(guān) S3 時(shí)，電阻 R2與燈 L 串聯(lián)，燈消耗的實(shí)際功率為1.2W ，圖甲知，當(dāng)U L2V 時(shí)， I 2 0.6A ，燈消耗的功率為PU L I 22V 0.6A1.2

23、WR2 兩端的電壓為U 2I 2R20.6A10 6V根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，可知電源電壓為UU 2 U L 6V2V8VUA當(dāng)只閉合開關(guān)S3 時(shí)，根據(jù)歐姆定律可得I，可得此時(shí)燈L 的電阻為RU L2VRL3.3I 20.6A故 A 錯(cuò)誤；B只閉合開關(guān)S1 時(shí)，電路中消耗的總功率為PUI8V0.8A6.4W故 B 錯(cuò)誤；C將 U 值代入得8V0.8AR14V解得R15D所有開關(guān)都閉合時(shí)， R1 和 R2 并聯(lián)，燈被短路，在15s 內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為228VQU t15s 288JR并103故 D 錯(cuò)誤。故選 C。18 兩根導(dǎo)線的電阻之比是3:4，通過的電流之比是4:3，在相同時(shí)間內(nèi)兩根導(dǎo)線

24、中產(chǎn)生的熱量之比為（）A1:1B4: 3C 3:4D16:9【答案】 B【解析】【分析】【詳解】由題意可知R1 3 ， I1 4 ， t1 1R24I 23t21由 Q I2Rt 可得，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1I 2 Rt1142 314Q2I2R2t22133 4故選 B。19 如圖電路，電源電壓為12V 且保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片 P 置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為 4V；當(dāng)滑片 P 置于變阻器的 b 端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了2V，在 10s內(nèi)定值電阻 R1 產(chǎn)生的熱量為 36J。則下列結(jié)果正確的是（）A電路中的最大電流為1AB滑片 P 在中點(diǎn)時(shí)， 10s 內(nèi)滑動變阻器R 消耗的電能為60JC R1 先后兩次消耗的電功率之比為16:9D滑動變阻器R 先后兩次消耗的電功率之比為8:1【答案】 C【解析】【分析】【詳解】A根據(jù)電路圖可知，定值電阻R1 與滑動變阻器R 串聯(lián)，電壓表測R 兩端電壓。根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理知，滑片從中點(diǎn)到b 端時(shí)， R 連入阻值增大，它分得電壓增大，即電壓表示數(shù)增大了 2V，此時(shí)電壓表示數(shù)為4V+2V=