物理焦耳定律的應用問題的專項培優(yōu)練習題(含答案)附答案

1、一、初中物理焦耳定律的應用問題1. 一只電熱水壺有兩根電阻絲 Rp Q,其阻值Ri R2 ,現(xiàn)把這只電熱水壺接入照明電路中將一壺水加熱至沸騰，則下列說法正確的是（）A.只接入R所用時間最短B.只接入R2所用時間最短C.兩根電阻絲串聯(lián)接入電路所用時間最短D.兩根電阻絲并聯(lián)接入電路所用時間最短【答案】D【解析】【分析】【詳解】U2將一壺水加熱至沸騰時，廣生的熱量相同，根據(jù)熱量的公式Q t可知，電源電壓不R變，接入電路的電阻越小，產生相同熱量的時間越少，并聯(lián)電路中總電阻小于任何一個分 電阻，兩根電阻絲并聯(lián)接入電路時，總電阻最小，加熱時間最短。故選D。.圖中電源電壓保持不變，燈泡標有 6V, 3W字樣

2、，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=Q .通電10s. R產生的熱量為 J.【答案】20 a 18J【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/0. 3A=20 Q;通電imin電阻R產生的熱量:Q=W=URt=6VX0 3AX 10s=18J.小明將線圈電阻為

3、 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內閃爍了 100次，則電動機在這段時間內消耗的電能為 kW.h,電動機線圈產生 J的熱量?！敬鸢浮?.05 1.8 104【解析】【分析】【詳解】1電動機在這段時間內消耗的電能為 TOC o 1-5 h z n100 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document W kW h= kW h 0.05kW hn020002根據(jù)公式 W UIt可以求出電動機線圈的電流為I W 0.05 3.6 1 06J 100 AI - A

4、 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document Ut 220V 3 60s22電動機線圈產生熱量為210024Q I Rt (A) 4.84 Q 180s=18000J=1.8 10 J22.電烙鐵和電風扇上都標有“ 220V 60W”的字樣，使它們分別在額定電壓下工作相同的 時間。以下判斷中正確的是A.它們在工作時通過的電流一定相等B.它們在工作過程中消耗的電能一定相等C.它們在工作過程中產生的電熱一定相等D.它們在工作過程中的電功率一定相等【答案】ABD【解析】【詳解】A.根據(jù)P UI得它們在額定電壓下工作時通過的電流相等，故 A正確；B.根據(jù) W P

5、t得它們在在額定電壓下工作相同的時間消耗的電能相等，故 B正確;C.電烙鐵工作時主要把電能轉化為內能，電風扇工作時主要把電能轉化為風能，所以它們 在工作過程中產生的電熱不相等，故C錯誤；D.它們在額定電壓下工作的電功率都等于60W,故D正確。5.如圖是探究電流通過導體時產生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()I gy 15QjA.該實驗裝置是為了探究電流產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 a的，可以探究電流產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

6、冷縮來反映電阻絲放出熱量多少的D.通電一段時間后，左側電阻絲產生的熱量比右側電阻絲產生的熱量多【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右二1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+|2兩電阻的阻值相等，則支路中電流相等，即|1=|2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生的熱量與電阻的關系

7、，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，左邊電阻絲產生的熱量多，溫度升得較快，故D正確。故選AD。6.下列家用電器中，利用電流熱效應工作的是A.電冰箱B.電飯鍋C.電視機D.電風扇【答案】B【解析】【詳解】A.電冰箱的壓縮機把電能轉化為機械能，燈泡將電能轉化為光能，故A不符合題意；B.電飯鍋把電能轉化為內能，是利用電流熱效應來工作的，故B符合題意；C.電視機主要是把電能轉化為光能和聲能，沒有利用電流熱效應，故C不符合題意；

8、D.電風扇主要是把電能轉化為機械能，不是利用電流熱效應來工作，故D不符合題意。220V 300 W 的小一個“ 220V 300 W的電熱杯，一個“ 220 V 300W”的煮蛋器,型洗衣機，分別接在220V 的電壓下，則相同時間內它們產生的熱量A.小型洗衣機最少B.電熱杯最少C.煮蛋器最少D. 一樣多【答案】A【解析】【詳解】由題意可知，三種儀器的額定功率相同，但小型洗衣機主要將電能轉化為機械能；而電熱杯、煮蛋器將電能全部轉化為內能，故小型洗衣機產生熱量最少，故選A。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，產生的熱量多B.電流比別處小

9、，產生的熱量多C.電阻比別處小，產生的熱量多D.電阻比別處大，產生的熱量多【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生的熱量越多，據(jù)此分析。【詳解】在家庭電路中，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。有許多重大火災都是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

10、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升高而增大，電阻增大，產生的熱量更多，溫度升得更 高，以致惡性循環(huán)引發(fā)火災.10.如圖甲圖是小燈泡 L

11、和電阻R2的I-U圖象。將小燈泡 L、電阻R1和R2接入乙圖所示電 路中，電源電壓恒定不變，只閉合開關S時，電流表示數(shù)為 0.8A；只閉合開關S3時，小燈泡L的實際功率為1.2W。下列說法正確的是（）A.只閉合開關S3時，小燈泡的電阻為 5aB.只閉合開關S1時，電路總功率為 9.6WC. Ri的電阻為5 aD.所有開關都閉合，在15s內電路中產生的總熱量為 3200J【答案】C【解析】【分析】【詳解】由圖知，電阻R2為定值電阻，其阻值為R2UiI14V0.4A10Q只閉合開關S1時，電阻 R與燈L串聯(lián)，電流表測的是整個電路的電流，由甲圖知，當I 0.8A時，燈兩端的電壓為 Ul 4V ,由此

12、可得電源電壓U UR1 Ul 0.8A R1 4V 當只閉合開關S3時，電阻R2與燈L串聯(lián)，燈消耗的實際功率為 1.2W,圖甲知，當Ul 2V時，I2 0.6A ,燈消耗的功率為P UlI22V 0.6A 1.2WR兩端的電壓為U2 I2R2 0.6A 10 Q 6V根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，可知電源電壓為U U2 Ul 6V 2V 8VA.當只閉合開關S3時，根據(jù)歐姆定律可得I U,可得此時燈L的電阻為 RRl U 至 3.3QI20.6A故A錯誤；B.只閉合開關Si時，電路中消耗的總功率為P UI 8V 0.8A 6.4W故B錯誤；C.將U值代入得8V 0.8A R1 4V解得R, 5QD.

13、所有開關都閉合時，Ri和R2并聯(lián)，燈被短路，在 15s內電路中產生的總熱量為U2 8V 2Q t15s 288J%Q3故D錯誤。故選Co11.如圖所示電路，電源電壓恒為6V,定值電阻Ri為10Q,滑動變阻器R2的規(guī)格為“ 20a0.5A”，電壓表量程為 03V,電流表量程為 00.6 Ao則（）I 1A.電壓表測量的是電阻 R1兩端的電壓B.當變阻器電的滑片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 270 aD.當變阻器 R2接入電路中的阻值是 8 時，通電1min電阻R產生的熱量是53.3J【答案】C【解析】【分析】(1)根據(jù)電壓表的正確

14、使用判斷所測的電路元件;(2)由電路圖可知，Ri與R2串聯(lián)，電壓表測 及兩端的電壓，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阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和Ri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 Ri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

15、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 I2Rt求出imin電阻Ri產生的熱量?！驹斀狻緼.由電路圖可知，Ri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R2的滑片P像左移動時，接入電路的電阻增加，電壓表的示數(shù)變大，故 B錯誤；0.5A,電C.因為滑動變阻器R2的規(guī)格為“ 20Q0.5A ,所以接入滑動變阻器的最大電流是路的最小電阻是6V0.5Ai2Q滑動變阻器接入電路中的最小電阻i2Q i0Q 2Q當電壓表的最大測量值為 3V時

16、，滑動變阻器接入的電阻最大，為i0Q,故C正確;D.當變阻器R2接人電路中的阻值是 8 時，電路的總電阻R R R2 i0Q 8Q i8Q此時電路中的電流6Vi8Q1a 3通電imin電阻Ri產生的熱量-2 -Q IRit(3a)2i0Qi 60s 66.7J故D錯誤。故選Co.兩個定值電阻R、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系如圖乙所示。閉合開關 S,經(jīng)過相同的時間，R、R2產生的熱量之比為()C. 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Ri、R2并聯(lián)連接，結合圖乙知，當 U=3.0V時，

17、通過Ri、R2的電流分別為Ii=0.6A, I2=0.2A,即通過兩電阻的電流之比Ii：2=0.6A:0.2A=3:1由Q=UIt得，在相同的時間內，Ri、R2產生的熱量之比Qi：Q2=UIit:Ul2t= Ii：l2=0.6A:0.2A=3:1故ACD不正確，B正確。故選Bo.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121 Q,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，則甲電熱水器將水燒開需要的時間為（）4 min【答案】D【解析】【分析】6 min8 min10 min由題意可知容積相等即水的質量相

18、等，接入家庭電路中即工作電壓相等，水都燒開即升高溫度相同，則水吸收熱量相等，由公式子化簡可得Q Lt可知Q U-t甲、QRR甲U ,也,由這兩個式也黑 121Q i0min故選D.一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380 V,線圈電阻為2 Q,線圈中電流為10A。這臺電動機正常工作1 s消耗的電能為 W,產生的熱量為 Q,則W=3 800 J, Q=200 JW=3 800 J, Q=3 800 JW=72 200 J, Q=200 JW=72 200 J, Q=3 800 J【答案】A【解析】【詳解】電動機正常工作1s消耗的電能：W=UIt=380VX 10AX=13800J,電動機正常工

19、作1s產生的熱量：Q=I2Rt=（10A）2X 2 Q X=2I（S0J,故選Ao15.兩根導線的電阻之比是 3:4,通過的電流之比是 4:3,在相同時間內兩根導線中產生的 熱量之比為（）A. 1: 1B. 4: 3C. 3:4D, 16:9【答案】B【解析】【分析】【詳解】由題意可知R1= 3 L=4 k = 1 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark68 o Current Document R2 4 123 t21由Q=I2Rt可得，在相同時間內產生的熱量之比Q1 _ I2Rt142 3 1422Q2 I932 4 13故選B。16.如圖所示，在四個相同水槽

20、中盛有質量相等和溫度相同的純水，現(xiàn)將阻值為R、R2的電阻絲（RR2）分別按圖中的四種方式連接放入水槽，并接入相同電源.通電相同時間后，水溫最高的是A.B.C.【答案】D【解析】【分析】【詳解】由串并聯(lián)電路特點可知，串聯(lián)電路電阻越串越大，并聯(lián)電路電阻越并越?。挥呻娐穲D及已U 2 一知RiVR2可知，圖D中電路總電阻最小，四個電路電壓相等，通電時間相等，Q=qt可知，D產生的熱量最多，水吸收的熱量越多，水的溫度最高，故選 Do【點評】電路產生的熱量越多，水吸收的熱量越多，水的溫度越高，由串并聯(lián)電路的特點判斷各電路的阻值大小、熟練應用電功公式是正確解題的關鍵.兩盞電燈并聯(lián)接在同一電源上.甲燈的電阻為

21、 500，乙燈的電阻為1200a.在相同的時 間內A.甲燈消耗的電能多B.乙燈消耗的電能多C.甲、乙兩燈消耗的電能一樣多D.無法判斷【答案】A【解析】【分析】【詳解】兩盞電燈并聯(lián)接在同一電源上時，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，甲燈的電阻小， uU2工作相同的時間，由 W=UIt=Lt可知，甲燈消耗的電能多，故 A正確、BCD錯誤，故選 RAo.如圖電路，電源電壓為 12V且保持不變，閉合開關 S,當滑片P置于變阻器的中點 時，電壓表的示數(shù)為 4V；當，f片P置于變阻器的b端時，電壓表的示數(shù)變化了 2V,在10s內定值電阻R1產生的熱量為36J。則下列結果正確的是（）4A.電路中的最大電流為 1AB.滑片P在中點時，10s內滑動變阻器R消耗的電能為60JC. Ri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 電路分壓原理知，滑片從中點到 數(shù)增大了 2V,此時電壓表示數(shù)為由Q=U-t可得Ri與滑動變阻器