培優(yōu)易錯試卷焦耳定律的應(yīng)用問題輔導專題訓練及答案

1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問題1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R、R2，是電熱絲，L為照明燈泡（L的電阻不隨溫度變化），2R=r2=R。S、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（）二、S2同時斷開時，設(shè)備運行處于白天用電狀態(tài)S、S2同時閉合時，設(shè)備運行處于夜晚用電狀態(tài)S、S2同時斷開時，在相同時間內(nèi)和產(chǎn)生的熱量之比為2:1S、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

2、閉合，S、S2同時斷開時，R、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=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間內(nèi)R、R2產(chǎn)生的熱量之比R=1：22Q：Q二12Rt二12Rt二R221開關(guān)S、S、S2同時處于閉合狀態(tài)，R2被短路，R和燈泡L組成并聯(lián)電路，燈泡L發(fā)光，且電路中的電阻最小，由公式P=可知，此時電路中的電功率最大，為加熱狀態(tài)，所以是晚上，因為i二UR，所以R所以R：R=1：21LI：I=R:R二2：11LL1因為R=6A所以I=4AI2=2A因為U二U二U二220VL1所以P二UI二220Vx4A二880W11故選C。2有許多重大火災(zāi)都是

3、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(zāi)【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=l2Rt，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，而金屬導線的電阻隨溫度的

4、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)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R的1阻值是Q.實驗時，電源電壓保持5V不變，當滑片P位于a端時，由圖象可得滑動變阻器消耗的電功率是W.此時，電阻R在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為J.甲答案】100.460【解析】【分析】【詳解】當P在b端時R2=0Q,此時電壓示數(shù)和電流示數(shù)最大，且均為R的數(shù)據(jù)，所以R的阻值U5V為：R1=總=100.當滑動變阻器的滑片移到a端時，R2兩端電壓U2=UU=5V-1I0.5A22總

5、1I=1V=4V,由圖象知，當R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=4Vx0.1A=0.4W，Qi=W1=U1It=1Vx0.1Ax600s=60Jo有一臺電動機，額定電壓3V,額定電流1A,電動機線圈電阻0.50o這臺電動機正常工作1min，消耗的電能為J。產(chǎn)生的熱量為J,輸出的機械能為Jo【答案】18030150【解析】【分析】根據(jù)W=UIt，求出消耗的電能；根據(jù)Q=12R求出在1min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量；消耗的電能減去產(chǎn)生的熱量即為電動機獲得的機械能?！驹斀狻?這臺電動機正常工作，電動機1min消耗的電能W=UIt=3Vx1A

6、x60s=180J2產(chǎn)生的電熱Q=12Rt=(1A)2x0.5Qx60s=30J3輸出的機械能W丄匸W-Q=180J-30J=150J機械【點睛】本題考查了電動機產(chǎn)生熱量、電功、輸出機械能的計算，關(guān)鍵是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。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(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。(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】1-u【解析】【分析】【詳解】由P=UI得：通過輸電線的電流輸電線的總電阻R

7、=r，則輸電線上消耗的功率P損耗=12R=()2xr=P2rUU2則用戶實際得到的電功率損耗則輸電線輸送電能的效率為P2rP2rPr所以輸電線輸送電能的效率為1-rPU26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（）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個開關(guān)能同時控制兩盞燈，則這兩盞燈一定是串聯(lián)的兩盞白熾燈串聯(lián)通電發(fā)光，則更亮一點的電阻一定更大電功率相同的電熱水壺和電風扇工作相同的時間，發(fā)熱一定相等【答案】AC【解析】【分析】【詳解】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；一個開關(guān)同時控制兩盞燈，則這

8、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；串聯(lián)電路中，通過兩盞燈的電流相等，據(jù)P=I2R得，電阻越大，實際功率越大，則亮度越亮，故C正確；電功率相同的電熱水壺和電風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D錯誤。故選AC。7.如圖是探究電流通過導體時產(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B.將左邊容器中的電阻絲換成10Q的

9、，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系該實驗裝置是利用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】裝置中一個5Q的電阻與兩個5Q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=I右左兩個50的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知兩電阻的阻值相等，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)通過電流的半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故A正確；將左邊容器中的電阻絲換成100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

10、，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；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；通過左邊容器中的電阻絲的電流大，由QWRt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R、R2是電熱絲.R1：R2：Rl=1：2：2，S、S2可以同時斷開或閉合，以實S、S2也同時閉合時，設(shè)備運行處于夜晚用電狀態(tài)S、S2同時斷開

11、時，在相同時間內(nèi)R和R2產(chǎn)生的熱量之比為2：1S、S2也同時閉合時，若電流表示數(shù)為6A,則R的實際功率為880W【答案】ABD【解析】S閉合，S、s2斷開時，R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、爼、S2同時處于閉合狀態(tài)，R2被短路，R和燈泡L組成并聯(lián)電路，燈泡L發(fā)光，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；S閉合，S、s2斷開時，R和R2串聯(lián)，Q1：Q2=l2R1t：/2R2t=R1：R2=1：2，故C錯；開關(guān)S、S1、

12、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；T=U/R,R1：Rl=1：2,：./1:IL=RL：R1=2：1,VI=6A,./=4A,IL=2A,VUL=U1=U=220V,.P1=U1l1=220Vx4A=880W，故D正確；故選ABD9.如圖所示的是探究燈泡燈絲的電阻特性的實驗電路，所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓2.5V，額定電流0.25A)、電壓表V(量程15V，內(nèi)阻未知)、電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻0.2Q)、阻值為30Q的定值電阻R。、滑動變阻器R、恒定電源(電壓15V，內(nèi)阻不計)、開關(guān)S、導線若干。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到某一位置，當電流表的示小燈

13、泡L正常發(fā)光時的電阻是多少？(2)此時電壓表的示數(shù)是多少？通電1min，電流表A消耗的電能是多少？【答案】(1)100；(2)6.5V；3.6引【解析】【分析】【詳解】小燈泡L正常發(fā)光時的電阻是U2.5VR=二10Q額I0.25A額由圖像可知電壓表與燈L串聯(lián)后與定值電阻R0并聯(lián)，小燈泡L正好正常發(fā)光，則電壓表與燈L串聯(lián)支路的電流為0.25A，由并聯(lián)分流可知，定值電阻R0的電流為0.55A-0.25A=0.3A則兩支路的路端電壓為U=IR二0.3AX30Q=9V000由串聯(lián)分壓可知電壓表的示數(shù)為9V-2.5V=6.5V通電1min,電流表A消耗的電能是Q=12Rt=（0.55A1x0.2Qx60

14、s=3.63JA答：（1）小燈泡L正常發(fā)光時的電阻是10Q；（2）電壓表的示數(shù)為6.5V；通電1min,電流表A消耗的電能是3.63J。10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（）電爐絲的電阻較大電爐絲與導線是并聯(lián)的電爐絲的橫截面大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，電爐絲和導線串聯(lián)，/=/導線，通電時電爐絲導線間T相同，由焦耳定律Q=/2Rt，R，可知0耳/從而出現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)電爐絲導線電爐絲導線紅，而與電爐絲相連的導線卻不怎么發(fā)熱的現(xiàn)象。故選A。11.小明同學在活動課上表演了一個小魔術(shù)：用金屬片點燃火柴。他將一金屬片

15、接在學生電源上（如圖所示），則將火柴放在哪個位置效果最明顯（）a點B.b點C.c點D.都一樣【答案】A【解析】【詳解】影響電阻大小的因素是材料、長度、橫截面積，由圖可知a點橫截面積最小，故a的電阻最大，a、b、c是串聯(lián)的，電流相同，根據(jù)Q=12Rt可知，在相同時間內(nèi)a產(chǎn)生的熱量多，故放在a點效果最明顯。故選A。12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（）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】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P=UI可知，干路中的電流變大，

16、故A正確，不符合題意；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；干路中的電流變大，由Q=12Rt知，線路中的熱損耗變大，故C正確，不符合題意；因干路中的電流變大，由U=IR知，線路電阻分壓變大，臺燈兩端的電壓變小，所以臺燈將變暗，故D正確，不符合題意。故選Bo13.電動自行車有行駛工作、蓄電池充電兩種狀態(tài)，局部電路圖如圖所示，斷開S后，充電插口可以外接充電器對電池進行充電，電動自行車行駛過程中，其電動機正常工作電壓為48V,此時通過電動機線圈的電流為5A，電動機線圈的電阻是0.50，下列說法正確的是（）對蓄電池充電時，蓄電池相當于電路中的電源電動

17、自行車的電動機把電能全部轉(zhuǎn)化為機械能電動機正常工作1min，電流通過線圈所產(chǎn)生的熱量為14400J電動機正常工作1min，消耗的電能為14400J【答案】D【解析】【分析】【詳解】對蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學能儲存起來，則蓄電池相當于用電器，故A錯誤;由于電動機會發(fā)熱，則電動自行車的電動機把電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，故B錯誤;電動機正常工作1min，電流通過線圈所產(chǎn)生的熱量為Q=/2Rt=(5A)2x0.5Qx60s=750J故C錯誤；電動機正常工作1min，消耗的電能為W=U/t=48Vx5Ax60s=14400J故D正確。14.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

18、電阻絲的阻D.U嚴乙,Q嚴乙故選DoC.UVU，QQ甲乙甲乙【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)U=IR可知，U甲U7；根據(jù)Q=12R可知，時間相同，流過的電流甲乙大小相同，甲電阻絲的阻值大于乙電阻絲的阻值，那么。田Q乙o甲乙故選Ao如圖所示是電熱吹風機的內(nèi)部電路原理圖，電熱吹風機由一個電動機和一個電熱絲并聯(lián)組成。電動機中有電流通過時會有風吹出，電熱絲中有電流通過時會有熱量產(chǎn)生。當開關(guān)S1、S2都閉合，二者都正常工作，下列說法不正確的是()乙電動機和電熱絲在相同時間內(nèi)消耗的電能不同電動機和電熱絲消耗的電功率相同

19、電動機消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機械能，少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】C【解析】【分析】【詳解】電動機與電熱絲電阻與電流均不同，根據(jù)Q=12Rt可得，兩者在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量不同，故A正確，不符合題意；電動機和電熱絲并聯(lián)，兩者電壓相同，但電流不同，根據(jù)公式W=UIt可得兩者相同時間內(nèi)消耗的電能不同，故B正確，不符合題意；電動機和電熱絲兩端的電壓相同，但電流不同，根據(jù)P=UI可得，兩者電功率不同，故C錯誤，符合題意；電動機主要是將電能轉(zhuǎn)化為機械能，少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D正確，不符合題意。故選Co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1210，乙的電熱絲阻值為72.60，將它們

20、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（）4minB.6minC.8minD.10min【答案】D【解析】【分析】【詳解】由題意可知容積相等即水的質(zhì)量相等，接入家庭電路中即工作電壓相等，水都燒開即升高U2U2U2溫度相同，則水吸收熱量相等，由公式Q=t可知Q=/甲、Q=，由這兩個式RR甲R乙甲乙子化簡可得t=乙-R=x1210=10min甲R甲72.60故選D17.如右圖所示，兩透明容器中密封著等質(zhì)量的空氣，通電t秒后（兩容器都不向外放右邊容器中空氣的溫度是左邊容器中空氣溫度的兩倍右邊容器中空氣溫度的變化量是左邊容器中空氣溫

21、度變化量的兩倍右邊容器中空氣溫度的變化量是左邊容器中空氣溫度變化量的四倍【答案】C【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律Q12Rt判斷兩容器中電阻產(chǎn)生熱量的多少，產(chǎn)生的熱量越多，空氣吸收熱量越多，U形管中液柱越高；電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想。【詳解】由圖示可知，兩個電阻絲是串聯(lián)的，電流相同，電阻不同，所以相等的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是不相同的，故A錯；BCD.右邊容器中的電阻是左邊容器電阻的二倍，所以右邊容器中產(chǎn)生的熱量是左邊容器產(chǎn)生熱的二倍，由于兩個器中空氣的質(zhì)量相同，故可得右邊容器中空氣溫度的變化量是左邊容器中空氣溫度變化量的兩

22、倍，故C正確、BD錯誤。應(yīng)選C。18.如圖電路，電源電壓為12V且保持不變，閉合開關(guān)S,當滑片P置于變阻器的中點時，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R產(chǎn)生的熱量為36J。則下列結(jié)果正確的是（）電路中的最大電流為1A滑片P在中點時，10s內(nèi)滑動變阻器R消耗的電能為60JR1先后兩次消耗的電功率之比為16:9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】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

23、大了2V,此時電壓表示數(shù)為4V+2V=6V，所以定值電阻R1兩端的電壓U=U-U=12V-6V=6V1RU2由Q=t可得RU2(6V)2R=*t=x10s=6Q1Q60J1此時電路中的電流U6V=i=1AiR6Q1當滑片在a點時，電路是只有R1工作的簡單電路，此時電路中電阻最小，電流最大，電路中的最大電流U12VI=2A最大R6Q1故A錯誤;滑片在中點時，電路中的電流I=I19s內(nèi)滑動變阻器R消耗的電能12V-4V46Q=3AWR=U4Z3Ax9s=48J故B錯誤；由P=UI可得，R1先后兩次消耗的電功率之比P(U-U/)I(12V-4V)x4A16片=R=3=PUI9iii6Vx1A故C正確

24、；由P=UI可得，R先后兩次消耗的電功率之比PUI4Vx4A8P=UI=3=9rr16Vx1A故D錯誤。故選C。19.在綜合實踐活動課上，小明設(shè)計了如圖甲所示的模擬調(diào)光燈電路。電源電壓恒定，R1為定值電阻。閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器R2的滑片P由最右端向左移動，直至燈泡L正常發(fā)光。此過程中，電流表A的示數(shù)隨兩電壓表V、V2（電壓表V2未畫出）示數(shù)變化關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）電源電壓為5V電路允許的最大功率為1W小燈泡正常發(fā)光時，定值電阻R在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為26.25J再串聯(lián)一個3Q的電阻后，R2的滑片可自由移動，燈泡能正常發(fā)光且安全【答案】D【解析】【分析】【詳解】該電路為串聯(lián)電路，滑片P由最右端向左移動，v2示數(shù)減小，說明V2測滑動變阻器兩端電壓，