備戰(zhàn)中考物理培優(yōu)之焦耳定律的應用問題含答案解析

1、一、初中物理焦耳定律的應用問題1 電冰箱起動時，與電冰箱并聯(lián)的臺燈變暗。關(guān)于這一現(xiàn)象，下列說法中不正確的是（）A進戶線中電流變大B線路中電阻變大C線路中熱損耗變大D燈泡兩端的電壓變小【答案】 B【解析】【分析】【詳解】A當使用大功率的電冰箱時，電路中的總功率過大，家庭電路的電壓一定，由PUI 可知，干路中的電流變大，故A 正確，不符合題意；B因電冰箱和臺燈是并聯(lián)的，根據(jù)并聯(lián)電路電阻的特點知，線路中的總電阻變小，故B錯誤，符合題意；C干路中的電流變大，由QI 2 Rt 知，線路中的熱損耗變大，故C 正確，不符合題意；D因干路中的電流變大，由UIR 知，線路電阻分壓變大，臺燈兩端的電壓變小，所以臺

2、燈將變暗，故D 正確，不符合題意。故選 B。2 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 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_P 位于 a 端時，由圖象可得滑動實驗時，電源電壓保持5 V 不變，當滑片變阻器消耗的電功率是 _W此時，電阻1 在 10 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 _JR【答案】 100.460【解析】【分析】【詳解】當 P 在 b 端時 R2=0，此時電壓示數(shù)和電流示數(shù)最大，且均為R1 的數(shù)據(jù)，所以 R1 的阻值為： R1=U 總 =5V=10 當滑動變阻器的滑片移到a 端時， R2 兩端電

3、壓 U2=U 總 -U1=5V-I0.5A1V=4V，由圖象知，當R1 的電壓是 1V 時，電流為0.1A，根據(jù)串聯(lián)電路的電流處處相等，I2=I1=0.1A， P2=U2I2=4V 0.1A=0.4W， Q1 =W1 =U1It=1V 0.1A 600s=60J。3 從產(chǎn)品說明書得知，一臺“6 V3 W”的迷你型小風扇，電動機線圈阻值0.1 ，則小風扇正常工作2min 電動機線圈產(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=3J4 如圖所示當甲電路中的開關(guān)S

4、閉合時，兩個電壓表所選量程不同，測量時的指針位置均為如圖乙所示，則電阻R1 兩端的電壓為 _V， R1 R2 =_，當電阻 R1、 R2 并聯(lián)在電路中時，在相同的時間內(nèi)電流通過R1、 R2 所產(chǎn)生的熱量之比Q1 Q2=_?！敬鸢浮?104： 1 1：4【解析】【詳解】12 從圖甲可以看到，開關(guān)S 閉合時，電壓表 V1 測的是電源電壓，示數(shù)較大，電壓表V2測的是 R2 兩端的電壓，示數(shù)較小，因為測量時的指針位置均為如圖乙所示，那么電壓表V1的量程應該是0 到 15V，它的讀數(shù)是 12.5V，電壓表 V2 的量程應該是 0 到 3V，它的讀數(shù)是2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，電阻R1 兩端的電

5、壓為U 1 U - U 212.5V - 2.5V 10V電阻 R1 大小是U 110VR1II電阻 R2 大小是U 22.5VR2II那么10V2.5V4：1R1： R2：II3 當電阻 R1、 R2 并聯(lián)在電路中時， R1 、R2 兩端的電壓是相同的，在相同的時間內(nèi)電流通過R1、 R2 所產(chǎn)生的熱量之比是U 2U 211R2：R11：4Q1：Q2t： tR1：R1R2R25 如圖是養(yǎng)雞場冬季用來調(diào)控光照和室溫設(shè)備的原理電路圖此設(shè)備的作用是，夜晚對雞舍內(nèi)加溫，同時增大光照量，白天只進行適當保溫，不進行燈光照射，可增大雞的產(chǎn)蛋量電路圖中R1、 R2 是電熱絲 R1： R2 ：RL=1： 2：

6、2， S1、 S2 可以同時斷開或閉合，以實現(xiàn)白天和夜晚的用電要求開關(guān)S 閉合（）A S1、 S2 同時斷開時，設(shè)備運行處于白天用電狀態(tài)B S1、 S2 也同時閉合時，設(shè)備運行處于夜晚用電狀態(tài)C S1、 S2 同時斷開時，在相同時間內(nèi)R1 和 R2 產(chǎn)生的熱量之比為2： 1D S1、S2 也同時閉合時，若電流表示數(shù)為6A，則 R1 的實際功率為880W【答案】 ABD【解析】S 閉合， S1 、 S2斷開時， R1 和 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 P=U2 /R 可知，此時電路中的電功率最小，為保溫狀態(tài)，所以是白天，故A 正確；開關(guān) S、 S1221L

7、發(fā)光，、 S同時處于閉合狀態(tài)， R被短路， R 和燈泡 L 組成并聯(lián)電路，燈泡且電路中的電阻最小，由公式P=U2/R 可知，此時電路中的電功率最大，為加熱狀態(tài)，所以是晚上；故 B 正確；121212212212S 閉合， S、 S斷開時， R和 R 串聯(lián)， Q： Q =I Rt： I R t=R：R =1：2，故 C 錯；開關(guān) S、 S1 、 S2 都處于閉合狀態(tài)時，R2 被短路， R1 和燈泡 L 組成并聯(lián)電路； I=U/R， R1 ： RL =1： 2， I1 ： IL =RL ： R1 =2： 1， I=6A， I1 =4A， IL =2A， UL =U1=U=220V， P1 =U1

8、I1 =220V 4A=880W，故 D 正確 ；故選 ABD6 如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動變阻器R的滑片 P 在 a 點時，電流表示數(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R斷路【答案】 B【解析】【分析】【詳解】A由圖乙可知，當滑片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

9、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 2II10.5A0.3A0.2A定值電阻的電阻RRU3V15I 20.2A故 B 正確；C 10s 內(nèi)定值電阻 R 產(chǎn)生的電熱為QI 22Rt215 10s 6J0.2A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 下列說法不正確的是（）A兩個用電器組成的電路，通過它們的電流不相等，則它們一定是并聯(lián)B三個用電器組成的電路任意一個損壞都不影

10、響其他用電器，則它們一定是并聯(lián)C家庭電路中若電熱水壺被短路，則空氣開關(guān)一定跳閘D功率相同的電風扇和電熱水壺正常工作1h，產(chǎn)生的電熱一定相等【答案】D【解析】【分析】【詳解】A兩個用電器組成的電路，只有并聯(lián)時通過它們的電流才不相等，故意；A 正確， A 不符合題B三個用電器組成的電路任意一個損壞都不影響其他用電器，則它們一定是并聯(lián)，若其中兩個或三個串聯(lián)，則必須同時工作，故B 正確， B 不符合題意；C家庭電路中若電熱水壺被短路，電路中電流過大，則空氣開關(guān)一定跳閘，故C 正確， C不符合題意；D功率相同的電風扇和電熱水壺正常工作1h 消耗的電能相同，但因為電熱水壺把電能幾乎全部轉(zhuǎn)化成熱能，而電風扇

11、主要是把電能轉(zhuǎn)化成機械能，二者產(chǎn)生的電熱不同，故D 錯誤， D 符合題意。故選 D。8 如圖所示的用電器中，利用電流熱效應工作的是（）A電視機B電暖氣C電風扇D計算器【答案】 B【解析】【詳解】A通電后，電視機是把電能轉(zhuǎn)化為電視機影像的光能和喇叭的聲能，不是利用電流熱效應工作， A 項不合題意；B通電后，電暖氣是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這是利用電流熱效應工作，選項B 符合題意；C通電后，電風扇是把電能轉(zhuǎn)化為扇葉的動能，不是利用電流熱效應工作，C 項不合題意；D通電后，計算器是把電能轉(zhuǎn)化為顯示屏上的光能和喇叭的聲能，不是利用電流熱效應工作， D 項不合題意。9 圖中電源電壓保持不變，燈泡標有6V，3W

12、 字樣，當開關(guān)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(guān)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 3

13、A 10s=18J。( )所示，兩電熱絲R2110 如圖 甲1與 R并聯(lián)， R 20，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)，電流表 A1 和電流表 A2 表盤指針均指如圖(乙 )所示位置，則以下判斷不正確的是（）A R1: R2 5： 1B電源電壓是10 VC R2 的電功率是20WD R1 工作2 分鐘所放出的熱量為600J【答案】A【解析】【詳解】由電路圖可知， R1 與 R2 并聯(lián)，電流表 A1 測干路電流，電流表 A2 測 R1 支路的電流；B因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，且兩電流表指針的位置相同，所以，電流表 A1 的量程為 0 3A，分度值為0.1A，干路電流 I=2.5A，電流表

14、 A2 的量程為0 0.6A，分度值為 0.02A，通過 R112的電流：的電流 I =0.5A，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可得，通過RI 2I I1 2.5A 0.5A 2A ，U因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由I可得，電源的電壓：RUI 1R10.5A20 10V ，故 B 正確，不符合題意；A則 R2 的阻值：R2U 10V =5 ，I 22A則R1： R220：5 41：，故 A 錯誤，符合題意；2C R 的電功率：P2UI 210V2A20W ，故 C 正確，不符合題意；D R1 工作 2 分鐘所放出的熱量：Q1 I12 R1t220 260s 600J ，0.5A故 D 正確

15、，不符合題意。11 如下圖所示，當滑動變阻器的滑片9min ；當滑片P 滑至 b 端時，定值電阻ab 的中點時，若定值電阻R 再產(chǎn)生熱量P 滑至 a 端時，定值電阻R 產(chǎn)生熱量 Q 用時是R 產(chǎn)生相同熱量Q 的用時是36min ，當滑片P 滑至Q 的用時是（）A20.5minB 20.05minC 20.25minD 22.25min【答案】 C【解析】【詳解】當滑動變阻器的滑片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

16、R 兩端電壓為URRUR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tt2WQQQ(R R滑 )2PU 2RU 2RU 222RRR滑當滑片 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，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 )2t32PU 2RU 2RU 232RR 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 如圖所示是 “探究在通電時間一定時，電流產(chǎn)生熱量與

17、哪些因素有關(guān) 的實驗裝置。下列關(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

18、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。13 在家庭電路中，導線相互連接處往往比別處更容易發(fā)熱,甚至引起火災，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。導線相互連接處因為接觸不良，易造成電阻變大，因為導

19、線連接處與其他導線串聯(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?！驹斀狻吭诩彝ル娐分?，導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，往往比別處更容易發(fā)熱，甚至引起火災。故選 D。14 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0.5Rt，電流產(chǎn)生的熱量為Q，通電時間為：3U2Qt180.5 R

20、；QU 21tR故 C 正確。15 從產(chǎn)品說明書得知，一臺“6V 3W”的迷你型小風扇，電動機線圈阻值為0.1 。當小風扇正常工作時，則下列說法中正確的A小風扇1min 消耗的電能為18JB小風扇1min 將 180J 電能轉(zhuǎn)化成機械能C電動機線圈1min 產(chǎn)生的熱量為1.5JD電動機線圈1min 產(chǎn)生的熱量為15J【答案】 C【解析】【詳解】A由 PW得，小風扇 1min 消耗的電能為：t；W Pt 3W 60s 180J故 A 項錯誤；BCD由 P UI 得，電路中線圈的電流為：P3WI0.5A ；U6V電路中通過線圈的電流為產(chǎn)生的熱量為：Q I2Rt （0.5A21.5J ；） 0.1

21、60s所以小風扇 1min 內(nèi)電能轉(zhuǎn)化成的機械能小于180J；故 BD 項錯誤； C 項正確。16 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“ 20R0.5A”，電壓表量程為 0 3V，電流表量程為0 0.6A。下列說法正確的是（）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2 10D當變阻器R2 接入電路中的阻值是5時，通電1min 電阻 R1 產(chǎn)生的熱量是9.6J【答案】 C【解析】【分析】【詳解】A由電路圖可知，電壓表是并聯(lián)在R2 兩端，測量

22、的是電阻R2 兩端的電壓，故A 錯誤；B當變阻器R2 的滑片 P 向左移動時，大，即電壓表示數(shù)增大，故B 錯誤；R2 電阻增大，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點，R2 兩端電壓增C由電壓表量程“23V，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點，U 1U 2，即03V”， R 兩端電壓最大為R1= R26V3V3V10= R2解得 R2=10 ，由電流表量程“ 00.6A”，電路中最大電流為0.6A，由滑動變阻器R2 的規(guī)格為“20 0.5A”，電路中最大電流為0.5A，綜合以上因素，電路中最大電流為0.5A，則 I最大 =U，即R1R26V0.5A= 10 R2解得 R22210，故 C 正確；=2，故變阻器 R 接入電路的阻值

23、范圍是D當變阻器 R 接入電路中的阻值是5時，電路中的電流2U6VI = R1R2=10 5 =0.4A通電 1min 電阻 R1產(chǎn)生的熱量2 125 160s=48JQ=(I ) R t=(0.4A)故 D 錯誤。故選 C。17 兩個定值電阻R1、 R2 并聯(lián)在電路中，如圖甲所示，通過它們的電流與其兩端的電壓關(guān)系如圖乙所示。閉合開關(guān)S ，經(jīng)過相同的時間，R1、 R2 產(chǎn)生的熱量之比為（）A 1: 3B 3:1C 1:9D 9 :1【答案】 B【解析】【分析】本題考查熱量的計算，應用并聯(lián)電路的特點及I-U 圖象?！驹斀狻坑深}可知 R1 2并聯(lián)連接，結(jié)合圖乙知，當U=3.0V 時，通過12的電流

24、分別為、 RR、RI1=0.6A， I2=0.2A，即通過兩電阻的電流之比I1:I2=0.6A:0.2A=3:1由 Q=UIt 得，在相同的時間內(nèi)，R1、 R2 產(chǎn)生的熱量之比Q1:Q2=UI1t:UI2t= I1:I2=0.6A:0.2A=3:1故 ACD不正確， B 正確。故選 B。18 用電熱水壺燒水，若不考慮能量損失和電熱水壺電阻的變化，當它兩端電壓為U 時，用 16min 可燒開一壺水，若它兩端電壓為0.8U時，燒開同樣一壺水所用的時間為（）A10minB 25minC 30minD 40min【答案】 B【解析】【分析】電熱水壺的原理是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在兩端電壓為U 將水燒開和在0.8U 的電壓下燒開一壺水消耗的電能相等，根據(jù)W UItU