中考物理知識(shí)點(diǎn)過(guò)關(guān)培優(yōu)易錯(cuò)難題訓(xùn)練∶焦耳定律的應(yīng)用問(wèn)題附答案解析

1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問(wèn)題1.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.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.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

2、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AC。2.圖中電源電壓保持不變，燈泡標(biāo)有6V,3W字樣，當(dāng)開(kāi)關(guān)s閉合時(shí).燈泡L正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為0.8A，則電阻R= Q. 通電10s. R產(chǎn)生的熱量為J.ES【答案】20Q18J【解析】【分析】【詳解】當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，燈L正常發(fā)光，說(shuō)明電源電壓為U=6V,電流表測(cè)的是總電流，則1=0.8A,由

3、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,R=U/IR=6V/0.3A=20Q；通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量：Q=W=UlRt=6VX03AX10s=18J3.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，兩端的電壓為220V,通過(guò)線圈的電流為10A，若此線圈的電 阻為2Q，則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是 _J,這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率是 _.【答案】1.2X10 90.9%【解析】【分析】【詳解】已知線圈的電阻和通過(guò)的電流以及通電時(shí)間，根據(jù)公式Q=I2Rt可求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)1min內(nèi)產(chǎn)

4、生的熱量.已知電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和通過(guò)的電流，根據(jù)公式P=UI可求電動(dòng)機(jī)的總電功率；再根據(jù)公式P=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(dòng)機(jī)的輸出功 率，輸出功率與總功率的比值就是這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率.(1)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(10A)2X2QX60S=1.24JX10(2)電動(dòng)機(jī)的電功率：P總=UI=220VX 10A=2200W線圈消耗的功率：P圈=I2R=(10A)2X2Q=200W輸出功率：P出=P總-P圈=2200W-200W=2000W,這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率：n= F出/ P總=2000W/2200W=90.9%.6V,3W字樣，當(dāng)開(kāi)關(guān)s閉合時(shí).

5、燈泡L正常發(fā)光,Q. 通電10s. R產(chǎn)生的熱量為 _J.【答案】20Q18J【解析】【分析】由l=U/R得,電阻:4.圖中電源電壓保持不變，燈泡標(biāo)有 電流表的示數(shù)為0.8A，則電阻R=_【詳解】當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，燈L正常發(fā)光，說(shuō)明電源電壓為U=6V,電流表測(cè)的是總電流，則1=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/0.3A=20Q；通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量：Q=W=UlRt=6VX03AX10s=18

6、J5.兩個(gè)發(fā)熱電阻RI：F2=1:4,當(dāng)它們串聯(lián)在電路中時(shí)，RI、R2兩端的電壓之比Ui：U2=_已知Ri=10Q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】1:4200【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，R1、R2兩端的電壓之比：U1IR1R1U2IR2R,4 已知R110Q，貝yR24R4 10Q40Q；6.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(zhǎng)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(guò)輸電線發(fā)熱會(huì)損失電能，該輸電線路輸送電能的效率為_(kāi)

7、。（輸電效率為用戶得到的電能與發(fā)電廠輸出電能的比值）【解析】【分析】【詳解】 由P Ul得：通過(guò)輸電線的電流根據(jù)Q WU2t得兩個(gè)電阻在100s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為:U2Ult(4 V)2尺 10Q100s(4 V)240Q100s 200J.【答案】1rP輸電線的總電阻R r，則輸電線上消耗的功率7.將阻值為R甲=40Q和R乙=10Q的兩個(gè)電阻串聯(lián)后接在電源上，相同時(shí)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_(kāi)J?！敬鸢浮縍甲120【解析】【分析】【詳解】1已知R甲R(shí)乙，根據(jù)焦耳定律Q=|2Rt，兩個(gè)電阻串聯(lián)后，通過(guò)的電流相等，相同時(shí)

8、間 內(nèi)，電阻R甲產(chǎn)生熱量較多。2兩電阻并聯(lián)，由Q=|2Rt,l=U得,R共產(chǎn)生的熱量Q=Q甲+Q乙=24J+96J=120J&如圖所示， 燈泡L上標(biāo)有“6 V 6 W字樣（不計(jì)燈絲電阻的變化）。 電源電壓6 V且保持不 變。 定值電阻R 40Q。只閉合開(kāi)關(guān)S1和S3，電阻R在100 s產(chǎn)生的熱量是 _J；電路在工作狀態(tài)下整個(gè)電路消耗的最小功率是 _W?！敬鸢浮?0 0.78則用戶實(shí)際得到的電功率則輸電線輸送電能的效率為2 P 2P員耗I2R )2rP2rP員耗P2rU2所以輸電線輸PrrP1UPU2t Q甲=R甲24V60S=24J,24V60S=96J40Q10Q【解析】26V0.7

9、8W40Q6Q9._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=l2Rt，在電流相同、時(shí)間相同的情

10、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).10.有兩個(gè)燈泡L1、L2,L1標(biāo)有“6V、3W”字樣，L2沒(méi)有標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)測(cè)得L2的電阻為6Q。將L1、L2串聯(lián)接在某一電路中，兩燈L1、L2均能正常發(fā)光 （忽略溫度對(duì)電阻的影響），下列計(jì)算結(jié)果正確的是（）A.該電路兩端的總電壓為9V【詳解】1只閉合開(kāi)關(guān)S和S3，定值電阻R和燈泡L并聯(lián)接在電路中，定值電阻R兩端的電壓那么電阻R在URRURU 6V26V40Q100s90J2電路在工作狀態(tài)下整個(gè)電路消耗的功率最小,根據(jù)U2可知，要求總電阻最大；燈R泡L

11、的電阻是6V6W6QPL當(dāng)電阻R與燈泡L串聯(lián)在電路中時(shí)，此時(shí)電路中的電阻最大，只需要閉合開(kāi)關(guān) 況下電路消耗的最小功率是，這種情R總RRLB.燈L2的額定功率為3WC.相同時(shí)間內(nèi)，燈L1、L2消耗的電能之比W1:W2=1:1D.相同時(shí)間內(nèi)，燈Li、L2產(chǎn)生的熱量之比Qi:Q2=2:1【答案】AD【解析】【詳解】A接入電路后正常發(fā)光，則電路中電流IR 3WU16V0.5A,則L2兩端電壓U2IR20.5A6Q3V,則總電壓U總U1U26V3V9V,A正確；B.根據(jù)題意可知，L2的功率為P2I2 22R20.5A6Q1.5W,B錯(cuò)誤；C.根據(jù)W Pt可知，在相同時(shí)間內(nèi)消耗電能之比等于功率之比為2：1

12、，C錯(cuò)誤;D燈泡產(chǎn)生的熱量等于消耗的電能，因此產(chǎn)生的熱量之比為2:1,D正確。11.如圖，電源電壓不變，R、R2是兩個(gè)相同的電阻，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)S2、通電10min，電路產(chǎn)生的熱量為Q;同時(shí)閉合S?、S3，斷開(kāi)5，若要產(chǎn)生相同的熱量 則通電時(shí)間為（）_A.2.5minB.10minC. 20minD.40min【答案】A【解析】【分析】【詳解】由題可知，R1、R2是兩個(gè)相同的電阻，設(shè)R1=R2=RQ,藺 局由圖可知，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)$,斷開(kāi)9、9時(shí)，兩電阻串聯(lián)，總電阻為2R,電源電壓不變，由焦耳定律可得，通電10min電路產(chǎn)生熱量Q型x10 x60s2RR閉合、S3,斷開(kāi)Si時(shí)兩電阻并聯(lián)，總電

13、阻為22U2x10 x62Rt=150s=2.5min故選A。12.下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是A.電冰箱B.電飯鍋C.電視機(jī)D.電風(fēng)扇【答案】B【解析】【詳解】A.電冰箱的壓縮機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能，故A不符合題意；B.電飯鍋把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作的，故B符合題意；C.電視機(jī)主要是把電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，沒(méi)有利用電流熱效應(yīng)，故C不符合題意；D.電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作，故D不符合題意。13.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(jué)得燙手。這是因?yàn)锳.電爐絲的電阻比導(dǎo)線

14、的電阻小B.電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)沒(méi)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】DU2Q=-R2U2xt=xtR【解析】【詳解】根據(jù)焦耳定律Q I2Rt Pt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(méi)有發(fā)熱，故選D。14.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（）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

15、是1:2D.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；a和b串聯(lián)接入電路中，a、b消耗的功率之比為Pa：PbUaI :UbI Ual：2UalA 1：2故B錯(cuò)誤；C.由圖可知若將D.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；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Qa：QbIa2Rat：Ib2Rbt小吐山心2：1故D錯(cuò)誤。15.以下原理與應(yīng)用上下對(duì)應(yīng)正確的是（C電D【答案】C【解析】【分析】【

16、詳解】C.原理為電流的磁效應(yīng)即電流周圍存在磁場(chǎng)；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Co16.如圖所示，電源電壓為6V,R 10,R220,R35。閉合開(kāi)關(guān)S,后，當(dāng)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)R產(chǎn)生的熱量之比是（）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(chǎng)中受力的作用，故A錯(cuò)誤;B.原理為通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)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;【分析】【詳解】當(dāng)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，F(xiàn)3被短路，R1與R2并聯(lián)，此時(shí)R1兩端的

17、電壓為電源電壓U。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，3、S3全部斷開(kāi)時(shí)，甩被開(kāi)路，Ri與R3串聯(lián)，此時(shí)R1=U1=102R3U352則此時(shí)R1兩端的電壓為U1=U,則相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)3故選B。17.用電熱水壺?zé)?，若不考慮能量損失和電熱水壺電阻的變化，當(dāng)它兩端電壓為 用16min可燒開(kāi)一壺水，若它兩端電壓為【解析】【分析】壺水消耗的電能相等，根據(jù)W UItUt得出等式，據(jù)此求出在0.8U的電壓下燒開(kāi)R壺水需要的時(shí)間?！驹斀狻俊窘馕觥緾. 2:3D.3:2R產(chǎn)生的熱量之比是QU2tQUttU1U2U30.8U時(shí)，燒開(kāi)同樣一壺水所用的時(shí)間為（U時(shí),A.10mi n【答案】BB.25minC. 30minD.40m

18、in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(kāi)和在0.8U的電壓下燒開(kāi)燒開(kāi)同樣一壺水消耗的電能相等，設(shè)電熱水壺的電阻為U2R,由W UIt t可得RUt20.8UtR故選B。18.如圖電路，電源電壓為12V且保持不變，閉合開(kāi)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Ri產(chǎn)生的熱量為36J。則下列結(jié)果正確的是（）Rl a R bA.電路中的最大電流為1AB滑片P在中點(diǎn)時(shí)，10s內(nèi)滑動(dòng)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(dòng)變阻器R先后兩次消耗的電功率之比為8:1【答

19、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(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)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=6V，所以定值電阻R1兩端的電壓U1=U-UR=12V-6V=6VU由Q= t可得R221(6V)t=X10s=6 Q60J此時(shí)電路中的電流當(dāng)滑片在a點(diǎn)時(shí)，電路是只有Ri工作的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電路中電阻最小，電流最大，電路中的最大電流所用的時(shí)間2 t0.8U16min0.6425minUR =Q1I1U16V6Q1AU 12VI最大=l =2AR16Q故A錯(cuò)誤；B.滑片在中