2020-2021備戰(zhàn)中考物理焦耳定律的應(yīng)用問題的綜合題試題及詳細(xì)答案

1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問題1 在家庭電路中，導(dǎo)線相互連接處往往比別處更容易發(fā)熱,甚至引起火災(zāi)，原因是連接處（）A電流比別處大，產(chǎn)生的熱量多B電流比別處小，產(chǎn)生的熱量多C電阻比別處小，產(chǎn)生的熱量多D電阻比別處大，產(chǎn)生的熱量多【答案】 D【解析】【分析】由焦耳定律知道，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時間成正比。導(dǎo)線相互連接處因為接觸不良，易造成電阻變大，因為導(dǎo)線連接處與其他導(dǎo)線串聯(lián)在電路中，通電時間是相同的，由焦耳定律可知電阻大的產(chǎn)生的熱量越多，據(jù)此分析。【詳解】在家庭電路中，導(dǎo)線相互連接處因接觸不良，該處的電阻較大，在電流、通電時間相同時，產(chǎn)生的熱量較多，往往比別處更容易

2、發(fā)熱，甚至引起火災(zāi)。故選 D。2 為了將發(fā)電廠的電能輸送到遠(yuǎn)處的用戶家中，在兩地間架設(shè)了兩根等長的輸電線。兩根輸電線的總電阻為r。已知位于電廠處的兩根輸電線間的電壓為U，輸送電能的功率為P，由于電流通過輸電線發(fā)熱會損失電能，該輸電線路輸送電能的效率為_。（輸電效率為用戶得到的電能與發(fā)電廠輸出電能的比值）【答案】 1rPU 2【解析】【分析】【詳解】由 PUI 得：通過輸電線的電流IPU輸電線的總電阻Rr ，則輸電線上消耗的功率P損耗I 2 R ( P ) 2 rP2 rUU 2則用戶實際得到的電功率P實P P損耗P2 rP2U則輸電線輸送電能的效率為P2 rP實P2PrUPP12UrP所以輸電

3、線輸送電能的效率為12 。U3 下列關(guān)于物理中常見電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的說法中一定正確的是（）A兩個輕質(zhì)小球放在一起時相互排斥，則兩球一定帶同種電荷B一個開關(guān)能同時控制兩盞燈，則這兩盞燈一定是串聯(lián)的C兩盞白熾燈串聯(lián)通電發(fā)光，則更亮一點的電阻一定更大D電功率相同的電熱水壺和電風(fēng)扇工作相同的時間，發(fā)熱一定相等【答案】 AC【解析】【分析】【詳解】A據(jù)“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”知，兩個輕撫小球放在一起相互排斥，則兩球一定帶同種電荷，故 A 正確；B一個開關(guān)同時控制兩盞燈，則這兩盞燈可能是串聯(lián)，也有可能是并聯(lián)，因為兩燈并聯(lián)，開關(guān)在干路，則可同時控制兩盞燈，故B 錯誤；C串聯(lián)電路中，通過兩盞燈的電

4、流相等，據(jù)P=I2 R 得，電阻越大，實際功率越大，則亮度越亮，故 C 正確；D電功率相同的電熱水壺和電風(fēng)扇在額定電壓下工作相同時間，消耗的電能相等，但發(fā)熱是電熱水壺的大于電風(fēng)扇的。因為電熱水壺基本將所有的電能上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而電風(fēng)扇將大部分電能轉(zhuǎn)化為機械能，小部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故故選 AC。D 錯誤。4 如圖是探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實驗裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣， U 形管中液面的高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，下列說法正確的是（）A該實驗裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系B將左邊容器中的電阻絲換成10 的，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系C

5、該實驗裝置是利用U 形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量多少的D通電一段時間后，左側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量比右側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量多【答案】 AD【解析】【分析】【詳解】A裝置中一個 5的電阻與兩個 5的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，右邊兩個電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，即I 右 =I 左兩個 5 的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知I 右=I1+I2兩電阻的阻值相等，則支路中電流相等，即I1=I2所以右邊容器中通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故A 正確；B將左邊容器中的電阻絲換成10的電阻絲后，左右容器中的電阻和電流都不同，沒有控制好變

6、量，所以不能探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故B 錯誤；C該實驗裝置是利用U 形管中空氣的熱脹冷縮來反應(yīng)熱的多少，雖然產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過U 形管液面高度差的變化來反映，故C 錯誤；D通過左邊容器中的電阻絲的電流大，由Q=I2Rt 可知，左邊電阻絲產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快，故D 正確。故選 AD。5 如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，電流表量程為00.6A。圖乙中 A、 B 分別是小燈泡和電阻 R1兩端的電壓隨電流變化關(guān)系圖象。只閉合開關(guān)1S、 S，滑動變阻器的滑片 P 移至 a 端時，電路中的電流為0.2A；滑動變阻器的滑片移至b 端時，小燈泡恰好正常發(fā)光。只閉合開關(guān) S

7、、S3，調(diào)節(jié)滑片 P，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為10時，小燈泡兩端的電壓恰好為 2V。則（）A電源電壓為10VB小燈泡L 的額定功率6WC只閉合開關(guān)S、S2，滑動變阻器的滑片移至a 端時，1.5min電流通過R1 產(chǎn)生的熱量為64JD閉合開關(guān)【答案】 BCS，改變其它開關(guān)的通斷及滑片的位置，電路消耗的最小功率可以達(dá)到1.2W【解析】【分析】【詳解】A由于燈泡燈絲電阻受溫度影響，定值電阻阻值不發(fā)生變化，則小燈泡燈絲兩端的電壓隨電流變化關(guān)系圖象為曲線，定值電阻兩端的電壓隨電流變化關(guān)系圖象為過原點的直線，則由乙圖數(shù)據(jù)可求R1 阻值為R1 = U14V=40I10.1A已知閉合 S、 S3，調(diào)節(jié)滑

8、片 P，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為10時，小燈泡兩端的電壓恰好為 2V，此時電路為小燈泡與兩電阻串聯(lián)電路，由乙圖可知此時電路電流為0.2A，則電源電壓為U U L U 1U 2 =2V+0.2A40 +0.2A10 =12V故 A 不符合題意；B當(dāng)閉合開關(guān) S、 S ，滑動變阻器的滑片移至b 端時，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時滑動變1阻器接入阻值為 0，此時電路為小燈泡的簡單電路，小燈泡此時兩端電壓等于電源電壓為12V，對應(yīng)乙圖可知此時電流為0.5A，則額定功率為P額 U 額 I 額12V0.5A=6W故 B 符合題意；C只閉合開關(guān) S、S1，滑動變阻器的滑片P 移至 a 端時，電路中的電流為

9、0.2A，此時電路為小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)電路，且滑動變阻器接入阻值最大，由乙圖可知此時小燈泡兩端電壓為 2V，電源電壓為 12V，則由串聯(lián)分壓可知滑動變阻器兩端電壓為 10V，由歐姆定律可求滑動變阻器最大阻值為R2maxU 2max10VI 2=500.2A則當(dāng)閉合開關(guān) S、 S2，滑動變阻器的滑片移至a 端時，電路為12串聯(lián)電路，由串聯(lián)分R與 R壓可求 R1 兩端電壓為U1R1U4048R1 R212V=V40509由于 R1為純電阻，則1.5min電流通過1R 產(chǎn)生的熱量為2248 VW1U 1t91.5 60s=64JR140故 C 符合題意；U2D由于電源電壓不變，則由P可知，當(dāng)電路

10、阻值最大時，電路總功率最小，則閉R合開關(guān) S、 S3，滑片滑到最大阻值處時電路電阻最大，功率最小，若最小功率為1.2W ，則此時電路電流為I minPmin1.2WU=0.1A12V則此時電路總電阻為RmaxU12V =120I min0.1A則小燈泡此時電阻應(yīng)為R=R -R -R=120 -40-50 =30 L 實max 12max此時小燈泡分得電壓應(yīng)為UL 實 =Imin RL 實=0.1A 30 =3V但由乙圖可知，當(dāng)小燈泡電流為0.1A 時，小燈泡兩端電壓不足2V，前后沖突，故D 不符合題意。故選 BC。6 如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)SR的滑片P在a點時，滑動變阻器電

11、流表示數(shù)為 0.5A，將滑片 P 從 a 點移動到最右端的過程中，通過滑動變阻器的電流隨電阻變化圖像如圖乙所示，則下列選項正確的是（）A電源電壓為5VB R 的阻值為15C 10s 內(nèi)定值電阻R 產(chǎn)生的電熱為9JD若無論怎樣移動滑片，電流表有示數(shù)且保持不變，則一定是【答案】 BR斷路【解析】【分析】【詳解】A由圖乙可知，當(dāng)滑片P 在 a 點時， R=10 ，電流 I1=0.3A，此時滑動變阻器的電壓U1I 1R 0.3A103V滑動變阻器與定值電阻并聯(lián)，所以滑動變阻器的電壓等于電源電壓UU 13V故 A 錯誤；B滑動變阻器R的滑片 P 在 a 點時，電流表示數(shù)為0.5A，此時定值電阻的電流I

12、2 I I10.5A 0.3A0.2A定值電阻的電阻RU3V15R0.2AI 2故 B 正確；C 10s 內(nèi)定值電阻R 產(chǎn)生的電熱為Q I 22Rt26J0.2A15 10s故 C 錯誤；D若無論怎樣移動滑片，電流表有示數(shù)且保持不變，有可能是R斷路，也有可能是滑動變阻器 R兩個下接線柱接在電路中，故D 錯誤。故選 B。7 電爐工作時，電爐絲很快變熱但連接的電線卻不怎么熱，這是因為（）A電爐絲的電阻較大B電爐絲與導(dǎo)線是并聯(lián)的C電爐絲的橫截面大D通過電爐絲的電流較大【答案】 A【解析】【詳解】電爐絲橫截面積小，電阻大，電爐子在使用時，電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)，I 電爐絲 I 導(dǎo)線 ，通電時間 t 相同，由

13、焦耳定律 Q I2Rt， R 電爐絲 R 導(dǎo)線 ，可知 Q 電爐絲 Q 導(dǎo)線 ，從而出現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱的現(xiàn)象。故選 A。8 如圖是科技小組為養(yǎng)雞場設(shè)計的調(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，同時斷開或閉合，以實現(xiàn)白天和夜晚的用電要求。開關(guān)S 閉合時，下列說法錯誤（）ABCDS1、S2 同時斷開時，設(shè)備運行處于白天用電狀態(tài)S1、 S2 同時閉合時，設(shè)備運行

14、處于夜晚用電狀態(tài)S1、 S2 同時斷開時，在相同時間內(nèi)和產(chǎn)生的熱量之比為2 1S1、 S2 同時閉合時，若電流表示數(shù)為6A，則的實際功率為880W【答案】 C【解析】【分析】【詳解】S 閉合， S1、 S2 同時斷開時， R1、 R2 組成串聯(lián)電路，燈泡L 斷路不發(fā)光，且電路中的電阻最大，由公式 PU2可知，此時電路中的電功率最小，為保溫狀態(tài)，所以是白天在相同時R間內(nèi) R12、 R 產(chǎn)生的熱量之比QQ I 2Rt I 2R t RR 122212開關(guān) S、 S1、 S2同時處于閉合狀態(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，此時電路中

15、的電功率最大，為加熱狀態(tài)，所以RU是晚上，因為I，所以RR R121L所以I IR R211LL1因為 R1= 6A所以I1=4AI2=2A因為U LU 1U220V所以P1UI 1220V4A880W故選 C。9 如圖甲所示，為額定電壓為6V 的燈泡 L 的 I-U 圖像如圖乙所示的電路，電源電壓12V不變， R1 為定值電阻， R2 為滑動變阻器，閉合開關(guān)S1，滑片 P 從最右端移動到最左端，電壓表示數(shù)變化范圍為 2V6V，則燈泡的額定功率是_W ，R1 的阻值為 _，滑動變阻器 R2 兩端的最大電壓為 _V，移動滑片 P 使 R2接入電路的阻值為變阻器最大阻值的7/15，通電 1minR

16、 產(chǎn)生的熱量為 _J。2【答案】 3.6106105【解析】【分析】【詳解】1 由燈泡 L 的 I- U 圖象可知，當(dāng)額定電壓 U= 6V 時，燈泡的額定電流 I= 0.6A，則燈泡額定功率PUI6V0.6A3.6W2 當(dāng)滑片 P 在在最左端時，變阻器沒有連入電路，電壓表示數(shù)為6V，由圖象可知，這時電路中的電流為I 大 =0.6A由串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可得，電源電壓UU LI 大 R1即12V6VR10.6A解得R1103 由電路圖可知，當(dāng)滑片P 在最右端時，滑動變阻器全部接入電路，R1 與 R2 燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，此時電壓表示數(shù)最小，為U 小 = 2V由圖象可知，這時電

17、路中的電流為I 小= 0.4A由串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可得，電源電壓UU L小I小 R1 U 2滑動變阻器R2 兩端的最大電壓U 212V2V0.4A106V4 當(dāng)滑片 P 在最右端時，滑動變阻器全部接入電路，通過的電流為I 小= 0.4A則此時滑動變阻器的阻值為R2U 2 =6V15I小0.4A移動滑片 P 使 R2 接入電路的阻值為變阻器最大阻值的7/15，則此時滑動變阻器的阻值為R2715715則U U LI R1I R2由圖分析可知，當(dāng)電流I =0.5A ，燈泡兩端電壓UL=3.5V 時，等式12V3.5V+0.5A10+0.5A7成立，即此時通過R2 的電流為0.5A，則通電

18、1min R2 產(chǎn)生的熱量為Q放2I 2 R2t 0.5A7 60s=105J10 如圖所示是“的實驗裝置。下探究在通電時間一定時，電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)列關(guān)于此實驗的一些描述，正確的是A在甲圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系B在乙圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系C在甲圖中，閉合開關(guān)一段時間后a 容器連接的U 型管液面高度差更明顯D在乙圖中，可得到結(jié)論：相同時間內(nèi)，電流越大，容器內(nèi)空氣吸收熱量越少【答案】 A【解析】【詳解】A. 在甲圖中，兩個電阻串聯(lián)，電流相等，電阻阻值不同，所以探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，故 A 正確；B. 在乙圖中，兩個電阻阻值相同，電流不同，所以探究

19、的是電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系，故 B 錯誤；C. 在甲圖中， a 容器中的阻值小于 b 容器中阻值，串聯(lián)電路電流相同，由焦耳定律可知閉合開關(guān)一段時間后a 容器內(nèi)產(chǎn)生的熱量小于b 容器內(nèi)，因此b 容器內(nèi)連接的U 型管液面高度差更明顯，故C 錯誤；D. 在乙圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系，可得到結(jié)論是相同時間內(nèi)，電流越大，容器內(nèi)空氣吸收熱量越多，故D 錯誤。11 如下圖所示，當(dāng)滑動變阻器的滑片P 滑至 a 端時，定值電阻R 產(chǎn)生熱量 Q 用時是9min ；當(dāng)滑片P 滑至 b 端時，定值電阻R 產(chǎn)生相同熱量Q 的用時是36min ，當(dāng)滑片P 滑至ab 的中點時，若定值電阻R 再產(chǎn)生熱量Q 的

20、用時是（）A20.5minB 20.05minC 20.25minD 22.25min【答案】 C【解析】【詳解】當(dāng)滑動變阻器的滑片P 滑至 a 端時，電路為R 的簡單電路，產(chǎn)生熱量等于消耗電能，則可由WQ 所用時間為t 得，產(chǎn)生熱量Pt1WQQRP1U 2U 2R當(dāng)滑片 P 滑至 b 端時，電路為R 與整個滑動變阻器串聯(lián)電路，根據(jù)串聯(lián)分壓定律可求R 兩端電壓為URURR滑產(chǎn)生熱量等于消耗電能，則可由PW得，產(chǎn)生熱量Q 所用時間為tWQQQ(R R滑 )2t2U 2RU 2RU 2P22RRR滑當(dāng)滑片 P 滑至 ab 的中點時，電路為R 與變阻器串聯(lián)電路，此時滑動變阻器接入阻值為總阻值的一半，

21、根據(jù)串聯(lián)分壓定律可求R 兩端電壓為URUR1 R滑2產(chǎn)生熱量等于消耗電能，則可由 PWQ 所用時間為t 得，產(chǎn)生熱量WQQQ(R1 R滑 )2t32P3U 2RU 2RU 22RR 1 R滑2由于第一次用時9min，第二次用時36min ，帶入式子求解可得，t3=20.25min ，故選 C。12 電路兩端電壓增為原來的3 倍，電路的電阻降為原來的0.5 倍，在相同時間內(nèi)，電流產(chǎn)生的熱量是原來的（）A6 倍B 9 倍C 18 倍D 1.5倍【答案】C【解析】【詳解】若原來電壓為U、原來電阻為R，通電時間為t ，電流產(chǎn)生的熱量為 Q WU 2t ，現(xiàn)在R的電壓為 3U，電阻為 0.5R，通電時間

22、為t，電流產(chǎn)生的熱量為Q：3U2tQ0.5 R18U 2；Qt1R故 C 正確。13 如圖所示，是研究電流熱效應(yīng)的部分實驗電路，甲電阻絲的阻值大于乙電阻絲的阻值。比較通電后兩根電阻絲各自兩端的電壓U 甲 、 U 乙 以及它們在相同時間內(nèi)分別產(chǎn)生的熱量 Q 甲、 Q 乙 的大小，下面關(guān)系中正確的是（）A U 甲 U 乙 ， Q 甲 Q 乙BU 甲 U 乙， Q 甲 Q 乙C U 甲 U 乙， Q 甲 Q 乙D U 甲 U 乙， Q 甲 Q 乙【答案】 A【解析】【詳解】從圖中可以看到，這兩個燈泡是串聯(lián)的，流過的電流大小相等，甲電阻絲的阻值大于乙電阻絲的阻值，根據(jù)UIR 可知，U 甲U 乙 ；根據(jù)

23、QI 2 Rt 可知，時間相同，流過的電流大小相同，甲電阻絲的阻值大于乙電阻絲的阻值，那么Q甲Q乙 。故選A。14 2019 年 3 月，中國青年科學(xué)家曹原證實了石墨烯在特定條件下的超導(dǎo)性能，取得了國際超導(dǎo)科研領(lǐng)域的重大突破。利用石墨烯超導(dǎo)的零電阻特性進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，將實現(xiàn)電能零耗損。其節(jié)能依據(jù)的原理是（）A牛頓第一定律B帕斯卡定律C歐姆定律D焦耳定律【答案】 D【解析】【分析】利用超導(dǎo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，因為超導(dǎo)體的電阻為零，根據(jù)焦耳定律公式可知，沒有熱量產(chǎn)生，即沒有內(nèi)能的損耗。【詳解】A牛頓第一定律是指一切物體在不受力的情況下，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，與題無關(guān)，故A 不符合題意；B帕

24、斯卡定律是指加在密閉液體上的壓強，能夠大小不變地由液體向各個方向傳遞，與題無關(guān)，故 B 錯誤；C歐姆定律是指一段導(dǎo)體通過的電流跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比，與題無關(guān)，故 C 錯誤；D焦耳定律是指一段導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體通過的電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟導(dǎo)體的通電時間成正比；所以當(dāng)電阻為零時，導(dǎo)體沒有熱量產(chǎn)生，即電能零損壞，故 D 正確。故選 D。15 如圖所示，電源電壓為 6V ， R1 10 ， R2 20， R3 5 。閉合開關(guān)S1 后，當(dāng)S2 ， S3 全部閉合和全部斷開時，在相同的時間內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量之比是（）A4 9B 94C 2 3D 3 2

25、【答案】 B【解析】【分析】【詳解】當(dāng)開關(guān)都閉合時 ， R3121兩端的電壓為電源電壓1被短路 ， R 與 R 并聯(lián) ，此時RU。 當(dāng)開關(guān) S閉合 ， S23213、 S 全部斷開時 ， R被開路 ， R與 R 串聯(lián) ，此時R1 U 1 10 2R3U 351則此時 R1U12R1 產(chǎn)生的熱量之比是兩端的電壓為U，則相同的時間內(nèi)電流通過3U22t2 9Q R1UUQ U 12tU12 U4R13故選 B。16 將阻值為 40 的電阻絲接在電源兩端，通電 10 min ，電流產(chǎn)生的熱量是31.5 10 J；若將阻值為 10 的電阻絲接入同一電源的兩端，通電 20 min ，電流產(chǎn)生的熱量是()A

26、1.24B3.75 2 10J10JC 7.523 10JD 6.0 10J【答案】 A【解析】【詳解】將阻值 10的電阻絲接入同一電源兩端，電源電壓一定，設(shè)為U，由 QU 2t 可得： 40電阻絲產(chǎn)生的熱量Q1U 2t1 ，RR110電阻絲產(chǎn)生的熱量Q2U 2t2，R2Q1U 2t1R2t11010min1R1，則U 2R1t24020min8Q2t2R2即 Q28Q18 1.5103 J1.2104 J ，故 A 正確為答案17 甲、乙兩個容積相等的電熱水器，接在照明電路上，甲的電熱絲阻值為121 ，乙的電熱絲阻值為72.6，將它們都盛滿溫度相同的冷水后接入家庭電路中，通電6min后乙電熱水器中的水被燒開，則甲電熱水器將水燒開需要的時間為（）A4