備戰(zhàn)中考物理焦耳定律的應用問題綜合經(jīng)典題

1、一、初中物理焦耳定律的應用問題1 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線卻不覺得燙手。這是因為A電爐絲的電阻比導線的電阻小B電流通過導線時沒有產(chǎn)生熱效應C導線中的電流比電爐絲中的電流小D導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，當通電時間一樣時，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大于與之相連導線的電阻，所以當電爐絲熱得發(fā)紅，而與之連接的導線卻沒有發(fā)熱，故選D。2 圖中電源電壓保持不變，燈泡標有6V，3W 字樣，當開關s 閉合時 .燈泡 L 正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為0.8

2、A，則電阻R=_ .通電 10s. R 產(chǎn)生的熱量為 _J.【答案】 2018J【解析】【分析】【詳解】當閉合開關S 時，燈L 正常發(fā)光，說明電源電壓為U=6V，電流表測的是總電流，則I=0 8A，由 P=UI 可知，燈泡中的電流：IL =P 額 /U 額 =3W/6V=0. 5A，根據(jù)并聯(lián)電路的干路電流等于各支路電流之和可知：電阻中的電流:IR=I-IL =0. 8A-0. 5A=0. 3A，由 I=U/R 得 , 電阻 :R=U/IR=6V/03A=20；通電 1min 電阻 R 產(chǎn)生的熱量：Q=W=UIRt=6V0 3A 10s=18J。3 圖中電源電壓保持不變，燈泡標有 6V，3W 字

3、樣，當開關 s 閉合時 .燈泡 L 正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為 0.8A，則電阻 R=_ .通電 10s. R 產(chǎn)生的熱量為 _J.【答案】 2018J【解析】【分析】【詳解】當閉合開關S 時，燈 L 正常發(fā)光，說明電源電壓為U=6V，電流表測的是總電流，則I=0 8A，由 P=UI 可知，燈泡中的電流：IL =P 額 /U 額 =3W/6V=0. 5A，根據(jù)并聯(lián)電路的干路電流等于各支路電流之和可知：電阻中的電流:IR=I-IL =0. 8A-0. 5A=0. 3A，由 I=U/R 得 , 電阻 :R=U/IR=6V/03A=20；通電 1min 電阻 R 產(chǎn)生的熱量：Q=W=UIRt=6V0

4、3A 10s=18J。4 小明將線圈電阻為4.84 的電動機接人220V 的家庭電路中，關閉其它用電器，只讓電動機工作時，觀察到他家標有2000imp/(kW.h) 的電能表3min 內(nèi)閃爍了 100 次，則電動機在這段時間內(nèi)消耗的電能為_kW.h，電動機線圈產(chǎn)生_J 的熱量?！敬鸢浮?0.051.8104【解析】【分析】【詳解】1 電動機在這段時間內(nèi)消耗的電能為W n kW h= 100 kW h 0.05kW hn020002 根據(jù)公式 WUIt 可以求出電動機線圈的電流為W0.053.6106 J100I220V360sAUt22電動機線圈產(chǎn)生熱量為QI 2Rt (100 A) 2 4.

5、84 180s=18000J=1.8 104 J 225 為了將發(fā)電廠的電能輸送到遠處的用戶家中，在兩地間架設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）rP【答案】 12U【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PP損耗P2 rP2U則輸電線輸送電能的效率為P2 rP實P2PrUP

6、P1U 2所以輸電線輸送電能的效率為rP12 。U6 將阻值為R 甲=40 和 R 乙 =10 的兩個電阻串聯(lián)后接在電源上，相同時間內(nèi)，兩電阻中產(chǎn)生熱量較多的是_。若將兩電阻并聯(lián)后接在4 V 的電源上， 1 min 內(nèi)兩電阻產(chǎn)生的總熱量為 _J?！敬鸢浮?R 甲 120【解析】【分析】【詳解】1 已知 R 甲 R 乙，根據(jù)焦耳定律Q= I 2Rt ，兩個電阻串聯(lián)后，通過的電流相等，相同時間內(nèi)，電阻 R 甲 產(chǎn)生熱量較多。2 兩電阻并聯(lián)，由 Q= I 2 Rt , I= U 得，R2222U t= 4V60s =24J， Q乙 =U t =4V60s =96JQ甲 =R甲40R乙10共產(chǎn)生的熱量

7、Q= Q甲 + Q乙 =24J+96J=120J7 有甲乙兩臺電暖器，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，甲消耗電能比乙快D電流通過甲和乙做功一樣快【答案】 AC【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；當甲的工作時間遠小于乙的工作時間時，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，在相同的時間內(nèi)，甲消耗電能多，故 C 正確， D 錯誤。8 如圖是探究電流通過導體時產(chǎn)生

8、熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置，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系C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，左側電阻絲產(chǎn)生的熱量比右側電阻絲產(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

9、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通過電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系，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，沒有控制好變量，所以不能探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系，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。9 有許多重大火災都是

10、因用電線路連接處接觸不良所造成的，當線路連接處接觸不良時，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【答案】增大增大【解析】【分析】【詳解】當線路連接處接觸不良時，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電阻增大，根據(jù)焦耳定律 Q=I2Rt，在電流相同、時間相同的情況下產(chǎn)生了更多的熱量，因此導致局部溫度升高，而金屬導線的電阻

11、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10 新的國家標準對延長線插座配用的導線橫截面積要求做了修改，額定電流16A的延長線插座，導線最小橫截面積由1mm2 提升到1.5mm2。這樣做的目的是A增大導線的電阻B減小通過導線的電流C增大導線上的電壓【答案】 DD減小導線的發(fā)熱功率【解析】【詳解】當材料、長度相同時導體的電阻跟橫截面積成反比，將導線最小橫截面積由1mm 2 提升到1.5mm 2，從而減小導線的電阻，根據(jù)焦耳定律QI 2 Rt 知道，當通電時間一定時，電阻越小，導體產(chǎn)生的熱量越少，因此這樣做可以減小導線發(fā)熱的功率，故選D。11 如圖所示電路，電

12、源電壓恒為6V，定值電阻R1 為 10， 滑動變阻器R2 的規(guī)格為“ 200.5A” ，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當變阻器R2 的滑片 P 向左移動時 ，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當變阻器 R2 接入電路中的阻值是 8時，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

13、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)電路的電壓特點可知電壓表的示數(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；當電壓表的示數(shù)最大時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R1 兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點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)當變阻器 R2 接入電路中的阻值是8時，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 1m

14、in 電阻 R1 產(chǎn)生的熱量。【詳解】A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，故A錯誤；B由電路圖可知，滑動變阻器滑片右側接入電路，當變阻器R 的滑片 P 像左移動時，接2入電路的電阻增加，電壓表的示數(shù)變大，故B 錯誤；C因為滑動變阻器 R2 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U6VR12I0.5A滑動變阻器接入電路中的最小電阻R小 R R112 10 2當電壓表的最大測量值為 3V時，滑動變阻器接入的電阻最大，為10，故 C 正確；D當變阻器 R 接人電路中的阻值是8時，電路的總電阻2R R1

15、R210 8 18此時電路中的電流IU6V1 AR183通電 1min 電阻 R1 產(chǎn)生的熱量QI 2 R1t(1A) 210 1 60s 66.7J3故 D 錯誤。故選 C。12 a 和 b 兩個定值電阻的電流與電壓的關系如圖所示，下列說法正確的是()A將B將C將D將a 和 b 串聯(lián)接入電路中，a、 b 兩端的電壓之比是1：2a 和 b 串聯(lián)接入電路中，a,b 消耗的功率之比是2： 1a 和 b 并聯(lián)接人電路中，通過a、 b 的電流之比是1： 2a 和 b 并聯(lián)接入電路中，相同時間內(nèi)電流通過a、 b 產(chǎn)生的熱量之比是4： 1【答案】A【解析】【詳解】A由圖可知若將B由圖可知若將a 和 a 和

16、b 串聯(lián)接入電路中， b 串聯(lián)接入電路中，a、 b 兩端的電壓之比是a、b 消耗的功率之比為1： 2，故A 正確；Pa : PbU a I :U b IU a I : 2U a I A1: 2故 B 錯誤；C由圖可知若將D由圖可知若將a 和 a 和b 并聯(lián)接人電路中，通過a、 b 的電流之比是2 ：1，故 C 錯誤；b 并聯(lián)接入電路中，相同時間內(nèi)電流通過a、 b 產(chǎn)生的熱量之比為Qa: QbI a2 Ra t : I b2 Rb tUI at :UI bt2 :1故 D 錯誤。13 如圖所示是 “探究在通電時間一定時，電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關 的實驗裝置。下列關于此實驗的一些描述，正確的是A

17、在甲圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關系B在乙圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關系C在甲圖中，閉合開關一段時間后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，所以探究的是電流產(chǎn)生熱量與電流的關系，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一段時間后 a 容器內(nèi)產(chǎn)生的熱量小于 b 容器內(nèi)，因

18、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)生熱量與電流的關系，可得到結論是相同時間內(nèi)，電流越大，容器內(nèi)空氣吸收熱量越多，故D 錯誤。14 如圖是探究電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關的實驗裝置。兩個透明容器中密封著等量的空氣， U 形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。下列說法正確的是（）AUB若容器外面的電熱絲R3 發(fā)生了斷路，若與沒斷時的通電時間相同，則左側U 形管中液面高度差變小C將右邊并聯(lián)的兩根5 的電阻絲都放入到容器內(nèi)，通電一段時間后，右側U 形管中液面的高度差比左側的大D該實驗裝置是利用U 形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻

19、絲放出熱量的多少【答案】 B【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通過電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系；由Q=I2 Rt 可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快；因此通電一段時間后，左側U 形管中液面的高度差更大，故 A 錯誤；B R3 發(fā)生斷路前，左側的電阻為5，右側的電阻為 2.5 ，則電路的總電阻為

20、 R 總 =5+2.5 =7.5 R3 發(fā)生斷路后，電路中只有R1 和 R2 串聯(lián)，則總電阻為R總=5+5=10R3 發(fā)生斷路后，整個電路的總電阻增大了，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的總電流減小了，在電阻、通電時間不變時，電流減小，則產(chǎn)生的熱量變少，所以左側U 形管中液面高度差變小，故 B 正確；C將右邊并聯(lián)的兩根5的電阻絲都放入到容器內(nèi)，右側的電阻為2.5 ，左右兩側的電流和通電時間相同，左側的電阻大于右側的電阻，則左側產(chǎn)生的熱量多，右側U 形管中液面的高度差比左側的小，故C 錯誤；D該實驗裝置是利用容器中空氣的熱脹冷縮來反應放熱的多少，產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，通過U 形管液面高度差的變化來

21、反映，故D 錯誤。故選 B。15 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】2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QWUt ，現(xiàn)在R的電壓為 3U，電阻為 0.5R，通電時間為t，電流產(chǎn)生的熱量為Q：2Q3Ut180.5 R；QU 21tR故 C 正確。16 如圖所示，是研究電流熱效應的部分實驗電路，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

22、 的大小，下面關系中正確的是（）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) 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。17 如圖所示是一個玩具汽車上的控制電路，小明對其進行測量和研究發(fā)現(xiàn)：電動機的線圈電阻為 1，保護電阻R為 4，當閉合開關S 后，兩電壓表的示數(shù)分

23、別為6V 和2V，則（）A電路中的電流為4A，電源電壓為6VB電動機的功率為16W ，它兩端的電壓為4VC 1min 在電阻 R 上產(chǎn)生的熱量是60J， 電動機線圈產(chǎn)生的熱量是120JD電動機工作時將電能轉(zhuǎn)化為機械能，若將兒阻R 換成滑動變阻器，可調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速【答案】 D【解析】【分析】【詳解】由電路圖中可知，電動機與保護電阻串聯(lián)，電壓表V1 測量電源電壓；電壓表V2 測量保護電阻 R 兩端的電壓A.由題意可知，閉合開關后，電阻R 兩端的電壓為2V，則通過電阻R 的電流IU R2V = 0.5AR4因為串聯(lián)電路電流處處相等，電路中的電流為0.5A，故 A 不符合題意；B電壓表V測量電源電壓

24、，則結合題中數(shù)據(jù)可知，電源電壓為6V，因為串聯(lián)電路總電壓1電壓各用電器電壓之和，所以電動機的電壓為UM =U-UR=6V-2V=4V電動機的功率為PM =UM I=4V 0.5A=2W故 B 不符合題意；C 1 分鐘在電阻R 上產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=(0.5A)2 4 60s=60J1 分鐘電動機線圈產(chǎn)生的熱量是Q I 2 Rt 0.5A21 60s =15J故 C 不符合題意；D電動機工作時把電能轉(zhuǎn)化成機械能，將電阻R 換成滑動變阻器，可以調(diào)節(jié)電路中電流的大小，從而起到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的作用，故D 符合題意。故選 D。18 如圖電路，電源電壓為12V 且保持不變，閉合開關S，當滑片P 置于變

25、阻器的中點時，電壓表的示數(shù)為 4V；當滑片 P 置于變阻器的 b 端時，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。則下列結果正確的是（）A電路中的最大電流為1AB滑片 P 在中點時， 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，滑片從中點到b 端時， 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，此時電壓表示數(shù)為4V+2V=6V，所以定