2020-2021中考物理壓軸題之焦耳定律的應(yīng)用問(wèn)題(中考題型整理,突破提升)含答案

1、A.由圖可知若將a和b串聯(lián)接入電路中,a、b兩端的電壓之比是 1: 2,故A正確;B.由圖可知若將a和b串聯(lián)接入電路中,a、b消耗的功率之比為Pa：Pb UaI：UbIUaI :2UaIA 1:2aa一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問(wèn)題1. a和b兩個(gè)定值電阻的電流與電壓的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是 （）0.6 0.5 0.4 n.3 1）2O 05 10 IS 2.0X5 3力A.將a和b串聯(lián)接入電路中，a、b兩端的電壓之比是 1: 2B.將a和b串聯(lián)接入電路中，a,b消耗的功率之比是 2： 1C.將a和b并聯(lián)接人電路中，通過(guò) a、b的電流之比是1: 2D.將a和b并聯(lián)接入電路中，相同時(shí)間內(nèi)電

2、流通過(guò)a、b產(chǎn)生的熱量之比是 4： 1故B錯(cuò)誤;C.由圖可知若將a和b并聯(lián)接人電路中，通過(guò)a、b的電流之比是2： 1,故C錯(cuò)誤;D.由圖可知若將a和b并聯(lián)接入電路中，相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)a、b產(chǎn)生的熱量之比為2 _2 _Qa：Qb IaRt：IbRbt UIat：UIbt 2：1故D錯(cuò)誤。2 .兩個(gè)發(fā)熱電阻 R1：R2=1：4，當(dāng)它們串聯(lián)在電路中時(shí)，R1、R2兩端的電壓之比 U1：U2=已知R1=10 那它們并聯(lián)在4V電路中，兩個(gè)電阻在100s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是 J.【答案】1: 4 200【解析】【分析】【詳解】?jī)呻娮璐?lián)在電路中時(shí)時(shí)，電流相等，根據(jù) U IR得，R、R2兩端的電壓之比：U1IR1

3、R1U2 IR2 R 4 ；已知R1 10Q,則R2 4R1 4 10Q 40 Q；100s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為:一 U 2.根據(jù)Q W t得兩個(gè)電阻在 R(4V)210Q100s(4 V)24qq100s 200J.3 .家用電吹風(fēng)的簡(jiǎn)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50-1ST；字樂(lè)IKVAltQ,正常工作吹熱風(fēng) 5min電熱絲產(chǎn)生的熱量是 J?！敬鸢浮?5 2.64 >510【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(dòng)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(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián)，因電路的總功率等于各用電器功率

4、之和，所以電熱絲的功率：P電熱絲 P熱 Pm 1000W 120W 880W ;并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，由P%熱絲U2P電熱絲U2可得電熱絲的電阻:R2220V55 ；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(guò)電熱絲產(chǎn)生的熱量：PRt 880W 5 60s 2.64 105 J。4 .從產(chǎn)品說(shuō)明書得知，一臺(tái)“ 6 V 3 W”的迷你型小風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)線圈阻值0.1 Q則小風(fēng)扇正常工作2min電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為 ，【答案】3【解析】【分析】【詳解】電路中線圈的電流為_(kāi)P 3WU 6V0.5A電路中通過(guò)線圈的電流為產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=(0.5A) 2X 0.1 Q X 2

5、X 60s=3J5 .電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，但由于線圈內(nèi)部有電阻，所以同時(shí)還有一部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。若一臺(tái)玩具電動(dòng)機(jī)接在6V的電源兩端，使其正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)中的電流為0.3A;短暫地卡住電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)中的電流為 3A。則這 臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為 正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的效率是 ?！敬鸢浮? 90%【解析】【分析】【詳解】1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸卡住時(shí)電流為 3A,故電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R=U=6V=2QI 3A2設(shè)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在 t時(shí)間內(nèi)消耗的電能為W=UIt=6VX 0.3灰 t在t時(shí)間產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=(0.3A)2x2ax t電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率W W-Q 6

6、V 0.3A t- 0,3A 2 2Q t中=90%W息 W6V 0.3A t6 .下列關(guān)于物理中常見(jiàn)電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的說(shuō)法中一定正確的是()A.兩個(gè)輕質(zhì)小球放在一起時(shí)相互排斥，則兩球一定帶同種電荷B. 一個(gè)開(kāi)關(guān)能同時(shí)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(diǎn)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(shí)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(gè)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(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)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?yàn)閮蔁舨⒙?lián)，開(kāi)關(guān)在干

7、路，則可同時(shí)控制兩盞燈，故 B錯(cuò)誤；C.串聯(lián)電路中，通過(guò)兩盞燈的電流相等，據(jù)p=i2r得，電阻越大，實(shí)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(shí)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?yàn)殡姛崴畨鼗緦⑺械碾娔苌限D(zhuǎn)化為內(nèi)能，而電風(fēng)扇 將大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，小部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故D錯(cuò)誤。故選AQ7 .如圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)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(shuō)法正確的是（）I any y itA.該實(shí)驗(yàn)裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大

8、小的關(guān)系8 .將左邊容器中的電阻絲換成10 a的，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系C.該實(shí)驗(yàn)裝置是利用 U形管中液體的熱脹冷縮來(lái)反映電阻絲放出熱量多少的D.通電一段時(shí)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(gè)5的電阻與兩個(gè)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(diǎn)可 知，右邊兩個(gè)電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，即I右二1左兩個(gè)5的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I 右=ll+|2兩電阻的阻值相等，則支路中電流相等，即|1二|2所以右邊容器中通過(guò)電阻的電流是左側(cè)通過(guò)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

9、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(méi)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(guān)系，故 B錯(cuò)誤；C.該實(shí)驗(yàn)裝置是利用 U形管中空氣的熱脹冷縮來(lái)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(guò) U形管液面高度差的變化來(lái)反映，故 C錯(cuò)誤；D.通過(guò)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。8.下列說(shuō)法不正確的是（）A.兩個(gè)用電器組成的電路，通過(guò)它們的電流不相等，則它們一定是并聯(lián)B.三個(gè)用電器組成的電路任意一個(gè)損壞都不影響其他用電器，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(kāi)關(guān)

10、一定跳閘D.功率相同的電風(fēng)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(gè)用電器組成的電路，只有并聯(lián)時(shí)通過(guò)它們的電流才不相等，故 A正確，A不符合題 意；8 .三個(gè)用電器組成的電路任意一個(gè)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(gè)或三個(gè)串聯(lián)，則必須同時(shí)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(guò)大，則空氣開(kāi)關(guān)一定跳閘，故C正確，C不符合題意；D.功率相同的電風(fēng)扇和電熱水壺正常工作1h消耗的電能相同，但因?yàn)殡姛崴畨匕央娔軒缀跞哭D(zhuǎn)化成熱能，而電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，二者產(chǎn)生的電熱不同，故D 錯(cuò)誤， D 符

11、合題意。故選 D。9 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(huì)局部過(guò)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(huì)增大；利用焦耳定律分析接觸處局部過(guò)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(lái)相比，由于接觸不好，電流通過(guò)時(shí)受到的阻礙作用增大，因此電阻增大；連接處相對(duì)于其他地方電阻增大，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)

12、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)10 電冰箱起動(dòng)時(shí)，與電冰箱并聯(lián)的臺(tái)燈變暗。關(guān)于這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法中不正確的是（）A.進(jìn)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(dāng)使用大功率的電冰箱時(shí)，電路中的總功率過(guò)大，家庭電路的電壓一定，由P UI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(tái)燈是并聯(lián)的，根據(jù)并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)知，線路中的總電阻變小，故B錯(cuò)誤，符合題意；2C.干路中的電流變大，由 Q I Rt知，線路中的熱損耗變大，故 C

13、正確，不符合題意；D.因干路中的電流變大，由 U IR知，線路電阻分壓變大，臺(tái)燈兩端的電壓變小，所以 臺(tái)燈將變暗，故 D正確，不符合題意。11.如下圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片 9min;當(dāng)滑片P滑至b端時(shí)，定值電阻 ab的中點(diǎn)時(shí)，若定值電阻 R再產(chǎn)生熱量故選B。P滑至a端時(shí)，定值電阻 R產(chǎn)生熱量Q用時(shí)是R產(chǎn)生相同熱量 Q的用時(shí)是36min,當(dāng)滑片P滑至Q的用時(shí)是（）3A. 20.5min【答案】C【解析】 【詳解】B. 20.05minC. 20.25minD. 22.25min當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P滑至a端時(shí)，電路為W由P1得，產(chǎn)生熱量Q所用時(shí)間為R的簡(jiǎn)單電路，產(chǎn)生熱量等于消耗電能，則可t

14、W t1 PiQ QRUJU7R當(dāng)滑片P滑至b端時(shí)，電路為 R與整個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)電路，根據(jù)串聯(lián)分壓定律可求 端電壓為產(chǎn)生熱量等于消耗電能，則可由W一 L丁得，產(chǎn)生熱量Q所用時(shí)間為t2WP2QRU22R %2Q（R R骨）RU2當(dāng)滑片P滑至ab的中點(diǎn)時(shí),電路為 R與變阻器串聯(lián)電路，此時(shí)滑動(dòng)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兩端電壓為產(chǎn)生熱量等于消耗電能，則可由W一 L '、得，產(chǎn)生熱量Q所用時(shí)間為-12t3WP3Q Q(R 1%)2ruRU21 -R R12由于第一次用時(shí)9min,第二次用時(shí)36min ,帶入式子求解可得，t3=20.25min ,故選C。12.如圖所

15、示是 探究在通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。下列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的一些描述，正確的是甲乙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(kāi)關(guān)一段時(shí)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(shí)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(gè)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(gè)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(cuò)誤；C.在甲圖中，a容器中的阻值小于 b容器中阻值

16、，串聯(lián)電路電流相同，由焦耳定律可知閉 合開(kāi)關(guān)一段時(shí)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(cuò)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(shí)間內(nèi)，電流越 大，容器內(nèi)空氣吸收熱量越多，故 D錯(cuò)誤。，甚至引起火災(zāi)，原因是連接處13.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 ()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(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時(shí)間成正比。導(dǎo)線相互連接處因?yàn)榻佑|不

17、良，易造成電阻變大，因?yàn)閷?dǎo)線連接處與其他導(dǎo)線串聯(lián)在電路中，通電時(shí)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(shí)間相同時(shí)，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(zāi)。故選D。14. 一個(gè)電爐的電阻是200通電10s產(chǎn)生8*1句的熱量，那么通過(guò)這只電爐的電流是 ( )A. 2AB. 4AC. 20AD. 40A【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)焦耳定律的公式 Q I 2Rt可知，通過(guò)這只電爐的電流是I ：Q18-10J 2A, Rt ； 200 Q 10s故選Ao15 .小明在一次野炊活動(dòng)中，將中間剪得

18、較窄的口香糖錫箔紙(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(zhǎng)度相同的錫箔紙較窄處 比較寬處的A.電阻小B.電流大C.電壓小D,電功率大【答案】D【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P I2R可得，較窄處的電功率更大，故ABC不符合題意，D符合題意。16 .如圖所示，電源電壓為 6V , R 10 , R2 20 , R3 5 。閉合開(kāi)關(guān)Si后，當(dāng)R產(chǎn)生的熱量之比是（）S2 , S3全部閉合和全部斷開(kāi)時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)C. 2 ： 3D. 3 ： 2當(dāng)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，R3被短路，Ri與R2并聯(lián)，此

19、時(shí)Ri兩端的電壓為電源電壓U。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，&、S3全部斷開(kāi)時(shí)，R2被開(kāi)路，R與R3串聯(lián)，此時(shí)R U-IO _2R3 U3512則此時(shí)Ri兩端的電壓為Ui= -u,則相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)R產(chǎn)生的熱量之比是3】t2Q _ _Uuz mi;Ri3故選B。17 .甲、乙兩個(gè)容積相等的電熱水器，接在照明電路上，甲的電熱絲阻值為 i2iQ,乙的 電熱絲阻值為72.6Q ,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(kāi)，則甲電熱水器將水燒開(kāi)需要的時(shí)間為（）A. 4 minB. 6 minC. 8 minD. iO min【答案】D【解析】【分析】【詳解】由題意可知

20、容積相等即水的質(zhì)量相等，接入家庭電路中即工作電壓相等，水都燒開(kāi)即升高2溫度相同，則水吸收熱量相等，由公式 Q RU2U2t可知Q t甲、Q 也，由這兩個(gè)式%R乙子化簡(jiǎn)可得RL6min72.6 Q121 Q 10min故選D.18 .一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380 V,線圈電阻為2 Q,線圈中電流為10A。這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1 s消耗的電能為 W,產(chǎn)生的熱量為 Q,則A. W=3 800 J, Q=200 JB. W=3 800 J, Q=3 800 JC. W=72 200 J, Q=200 JD. W=72 200 J, Q=3 800 J【答案】A【解析】【詳解】電動(dòng)機(jī)正常工作

21、1s消耗的電能：W=UIt=380VX 10AX=13800J,電動(dòng)機(jī)正常工作1s產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(10A)2X 2 Q X=2I00J,故選Ao19 .根據(jù)以下新聞信息，下列選項(xiàng)正確的是材料和測(cè)試 行業(yè)動(dòng)態(tài) 新聞?wù)氖┮材茏兂山^緣體？會(huì)產(chǎn)生什么樣顛覆性影響？發(fā)布者：甄可信 時(shí)間：2019/5/20 13: 14閱讀量：1314點(diǎn)贊數(shù)：9527石墨烯又稱單層墨，僅由一層碳原子組成，石墨烯是目前世界上最薄最堅(jiān)硬的納米材料， 它的熔點(diǎn)超過(guò)3000 C,它具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性，而且由于它特殊的電子結(jié)構(gòu)，電阻會(huì)隨著光 照程度改變，在功能上比硅覆蓋面更廣更優(yōu)秀，有可能代替硅成為新的半導(dǎo)體材料，近些 年來(lái)科學(xué)家一直致力于挖掘石墨烯更多隱藏的性質(zhì)，近日英國(guó)曼斯特大學(xué)的科學(xué)家們?cè)?#171; NATURES上撰文，描述了他們用兩塊硝酸硼和兩塊石墨烯組裝成一個(gè)“巨無(wú)霸漢堡”，這是科學(xué)家們首次將一般為半導(dǎo)體的石墨烯變成絕緣體A.石墨烯將來(lái)可以頂替硅制作光敏電阻B.石墨烯所制作的半導(dǎo)體導(dǎo)電性好，電阻可以為零C.電熱絲如果用硝酸硼和石墨烯組裝而成的絕緣體材料制作，能產(chǎn)生更多的熱量D.因?yàn)槭┯袃?yōu)良的導(dǎo)熱性，所以石墨烯適合用來(lái)制成保溫隔熱材料【答案】A【解析】【詳解】