2020-2021備戰(zhàn)中考物理焦耳定律的應(yīng)用問題綜合題附詳細答案

1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問題1 電熨斗通電一段時間后變得很燙，而連接電熨斗的導(dǎo)線卻不怎么熱，這主要是因為A導(dǎo)線的電阻遠小于電熨斗的電阻，導(dǎo)線消耗的電能很少B通過導(dǎo)線的電流小于電熨斗的電流C導(dǎo)線散熱比電熨斗快D導(dǎo)線的絕緣皮隔熱【答案】 A【解析】【詳解】電熨斗跟導(dǎo)線串聯(lián)，通過它們的電流I 和通電時間t 相等；因為QI 2 Rt ，R電熨斗 R導(dǎo)線 ，所以產(chǎn)生的熱量：Q電熨斗 Q導(dǎo)線 ，即相同時間內(nèi)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量遠小于電熨斗產(chǎn)生的熱量，而與散熱快慢、隔熱效果無關(guān)，故 A 正確， BCD 錯誤。2 兩個發(fā)熱電阻 R1 21212:R =1:4,當(dāng)它們串聯(lián)在電路中時，R、 R兩端的電壓之比 U :U

2、 =_；已知 R1=10 ,那它們并聯(lián)在4V 電路中 ,兩個電阻在100s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是 _J【答案】 1： 4200【解析】【分析】【詳解】兩電阻串聯(lián)在電路中時時，電流相等，根據(jù)UIR 得， R1、 R2 兩端的電壓之比：U 1IR1R11；U 2IR2R24已知 R110，則R24R14 10 40；根據(jù) QWU 2100s 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：t 得兩個電阻在RQ總W1 W2U 2U 2(4V) 2(4V) 2tt10100s100s 200JR1R2403 從產(chǎn)品說明書得知，一臺“ 6 V 3 W”的迷你型小風(fēng)扇，電動機線圈阻值 0.1 ，則小風(fēng)扇正常工作 2min 電動機線圈產(chǎn)生的熱量為

3、 _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 如圖是探究電流通過導(dǎo)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，下列說法正確的是（）A該實驗裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系B將左邊容器中的電阻絲換成10 的，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系C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D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

4、【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 =I 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+I2兩電阻的阻值相等，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(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，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(yīng)熱的多少，雖然產(chǎn)生熱量的

5、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(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快，故 D 正確。故選 AD。5 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(dāng)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： 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

6、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】1212S 閉合， S、 S斷開時， R和 R 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、 S1、 S2同時處于閉合狀態(tài)， R2被短路， R1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

7、閉合， S1、 S2斷開時， R1 和 R2 串聯(lián)， Q1 ： Q2 =I2R1 t： I2R2 t=R1 ：R2 =1：2，故 C 錯；開關(guān) S、 S1221和燈泡 L 組成并聯(lián)電路；、 S都處于閉合狀態(tài)時， R被短路， R 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 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，電流表量程為00.6A。圖乙中 A、 B 分別是小燈泡和電阻 R1兩端的電壓隨電流變化關(guān)系圖

8、象。只閉合開關(guān)1S、 S，滑動變阻器的滑片 P 移至 a 端時，電路中的電流為0.2A；滑動變阻器的滑片移至b 端時，小燈泡恰好正常發(fā)光。只閉合開關(guān) S、S3，調(diào)節(jié)滑片 P，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為10時，小燈泡兩端的電壓恰好為 2V。則（）R1 阻值為A電源電壓為10VB小燈泡L 的額定功率6WC只閉合開關(guān)S、S2，滑動變阻器的滑片移至a 端時，1.5min電流通過R1 產(chǎn)生的熱量為64JD閉合開關(guān)S，改變其它開關(guān)的通斷及滑片的位置，電路消耗的最小功率可以達到1.2W【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A由于燈泡燈絲電阻受溫度影響，定值電阻阻值不發(fā)生變化，則小燈泡燈絲兩端的電壓隨電流變

9、化關(guān)系圖象為曲線，定值電阻兩端的電壓隨電流變化關(guān)系圖象為過原點的直線，則由乙圖數(shù)據(jù)可求R1 = U14V=40I10.1A已知閉合 S、 S3，調(diào)節(jié)滑片 P，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為10時，小燈泡兩端的電壓恰好為 2V，此時電路為小燈泡與兩電阻串聯(lián)電路，由乙圖可知此時電路電流為0.2A，則電源電壓為U U L U 1 U 2 =2V+0.2A40 +0.2A10 =12V故 A 不符合題意；B當(dāng)閉合開關(guān) S、 S ，滑動變阻器的滑片移至b 端時，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時滑動變1阻器接入阻值為0，此時電路為小燈泡的簡單電路，小燈泡此時兩端電壓等于電源電壓為12V，對應(yīng)乙圖可知此時電流為0.

10、5A，則額定功率為P額 U 額 I 額12V 0.5A=6W故 B 符合題意；C只閉合開關(guān) S、S1，滑動變阻器的滑片P 移至 a 端時，電路中的電流為0.2A，此時電路為小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)電路，且滑動變阻器接入阻值最大，由乙圖可知此時小燈泡兩端電壓為 2V，電源電壓為12V，則由串聯(lián)分壓可知滑動變阻器兩端電壓為10V，由歐姆定律可求滑動變阻器最大阻值為U 2max10VR2maxI 2=500.2A則當(dāng)閉合開關(guān) S、 S2，滑動變阻器的滑片移至a 端時，電路為R1 與 R2 串聯(lián)電路，由串聯(lián)分壓可求 R1 兩端電壓為U1R14048R1 R2U12V= V40509由于 R1為純電阻，則

11、1.5min電流通過1R 產(chǎn)生的熱量為2U 1248 VW1t91.560s=64JR140故 C 符合題意；U2D由于電源電壓不變，則由P可知，當(dāng)電路阻值最大時，電路總功率最小，則閉R合開關(guān) S、 S3，滑片滑到最大阻值處時電路電阻最大，功率最小，若最小功率為1.2W ，則此時電路電流為I minPmin1.2W =0.1AU12V則此時電路總電阻為RmaxU12VI min=1200.1A則小燈泡此時電阻應(yīng)為RL 實 =Rmax-R1-R2max=120 -40-50 =30 此時小燈泡分得電壓應(yīng)為U=IR=0.1A 30 =3VL 實minL 實但由乙圖可知，當(dāng)小燈泡電流為0.1A 時，

12、小燈泡兩端電壓不足2V，前后沖突，故D 不符合題意。故選 BC。7 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(dāng)滑片P 在 a 點時， R=10 ，電流 I1=0.3A，此時滑動變阻器的電壓 U1 I 1R 0.3A 10 3V滑動變阻

13、器與定值電阻并聯(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 2 I I1 0.5A 0.3A 0.2A定值電阻的電阻RU3VR15I 20.2A故 B 正確；C 10s 內(nèi)定值電阻R 產(chǎn)生的電熱為QI 22Rt0.2A 215 10s6J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。8 如圖所示是研究焦耳定律實驗裝置中的部分電路兩瓶中的電阻絲是串聯(lián)的，甲電阻絲的阻值小于乙電阻絲的阻值比較通電后

14、兩根電阻絲兩端的電壓U 甲 、U 乙 以及它們在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q 甲 、 Q 乙 ，以下關(guān)系式中正確的是()A U 甲 = U 乙 ， Q 甲 = Q 乙BU 甲 Q 乙C U 甲 U乙 ， Q 甲 U 乙 ，Q 甲 Q【答案】 C【解析】【詳解】由于兩電阻絲串聯(lián)，流過它們的電流I 相等，通電時間 t 相等，由題意知：R甲R乙 ，由U=IR 知： U 甲 U 乙 ；由焦耳定律Q=I2Rt 知： Q甲 Q乙 ；故選 C。9 圖中電源電壓保持不變，燈泡標(biāo)有6V，3W 字樣，當(dāng)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.

15、【答案】 2018J【解析】【分析】【詳解】當(dāng)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 3A 10s=18J。10 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

16、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，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Q I 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 B。11 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

17、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V1、 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（）A電源電壓為5VB電路允許的最大功率為1WC小燈泡正常發(fā)光時，定值電阻R1 在 1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為26.25JD再串聯(lián)一個3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，則當(dāng)電流為 0.1A 時， R1 兩端電壓為U R1U -0.5

18、V-3.5V= U -4VR1 阻值表達式為U -4VR1 0.1A當(dāng)電流為 0.25A 時， R1 兩端電壓為U R1U -0.75V-2.5V= U -3.25VR1 阻值表達式為U -3.25VR1 0.25A聯(lián)立解得R1=5U=4.5VA由上述分析可知，電源電壓為4.5V，故 A 錯誤；B小燈泡正常工作時，電路最大電流為0.25A，則電路允許的最大功率為PmaxUI max4.5V0.25A=1.125W故 B 錯誤；C小燈泡正常發(fā)光時，電流為0.25A，定值電阻 R1在 1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q放 =I 2 Rt20.25A5 60s=18.75J故 C 錯誤；D當(dāng)滑動變阻器阻值為

19、 0 時，再串聯(lián)一個3的電阻后，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流為0.25A，兩定值電阻分得電壓為U12I L R130.25A5+3 =2V則燈泡兩端電壓為U LUU 124.5V-2V=2.5V為燈泡正常發(fā)光時的電壓。故D 正確。故選 D。12 a 和 b 兩個定值電阻的電流與電壓的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是()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，相同時間內(nèi)電流通過a、 b 產(chǎn)生的熱量之比是4： 1

20、【答案】 A【解析】【詳解】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 : PbU a I :U b IU a I : 2U a I A1: 2故 B 錯誤；C由圖可知若將a 和 b 并聯(lián)接人電路中，通過a、 b 的電流之比是2 ：1，故 C 錯誤；D由圖可知若將a 和 b 并聯(lián)接入電路中，相同時間內(nèi)電流通過a、 b 產(chǎn)生的熱量之比為Qa : QbI a2 Ra t : I b2 Rb tUI at :UI bt2 :1故 D 錯誤。13 以下原理與應(yīng)用上下對應(yīng)正確

21、的是（）ABCD【答案】C【解析】【分析】【詳解】A原理為電磁感應(yīng)原理；揚聲器是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用，故A 錯誤；B原理為通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用；麥克風(fēng)是利用電磁感應(yīng)原理，故B 錯誤；C原理為電流的磁效應(yīng)即電流周圍存在磁場；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)化為機械能，故D 錯誤。故選 C。14 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（）,甚至引起火災(zāi)，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

22、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(dǎo)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(dǎo)線相互連接處因為接觸不良，易造成電阻變大，因為導(dǎo)線連接處與其他導(dǎo)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校瑢?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(zāi)。故選 D。15 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

23、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 0.5R，通電時間為t，電流產(chǎn)生的熱量為Q：3U2tQ0.5 R18U 2；Qt1R故 C 正確。16 一只電熱水壺有兩根電阻絲R1 、 R2 ，其阻值R1R2 ，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R1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】2將一壺水加熱至沸騰時，產(chǎn)生的熱量相同，根據(jù)熱量的公式QUt 可知，電源電壓不R變，接入電路的電

24、阻越小，產(chǎn)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。17 從產(chǎn)品說明書得知，一臺“6V3W”的迷你型小風(fēng)扇，電動機線圈阻值為0.1 。當(dāng)小風(fēng)扇正常工作時，則下列說法中正確的A小風(fēng)扇 1min 消耗的電能為18JB小風(fēng)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(fēng)扇 1min 消耗的電能為：tWPt 3W60s 180J；故 A 項錯誤；BCD由 P UI 得，電路中線圈的電流為：IP3W0.5A

25、 ；U6V電路中通過線圈的電流為產(chǎn)生的熱量為：Q I2Rt（0.5A20.1 60s 1.5J ；）所以小風(fēng)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。18 下列表述不正確的是（）A兩燈串聯(lián)在220V 的電路中，甲燈較亮B細繩懸掛的兩輕質(zhì)帶電小球保持靜止，則兩球一定帶同種電荷C驗證焦耳定律實驗中，裝置通電一分鐘后，右管中的液面較高D每消耗 1kW h 的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000 轉(zhuǎn)【答案】 A【解析】【分析】【詳解】A由圖可知 P額甲 P額乙 ，甲乙兩燈額定電壓相同，由U 額2R得P額R甲 R乙甲乙兩燈串聯(lián)在電路中，所以電流相等，由P實I 2 R 得P實甲 P實乙燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，所以乙燈較亮，故A 錯誤， A 符合題意；B細繩懸掛的兩輕質(zhì)帶電小球保持靜止，兩球相互排斥，則兩球一定帶同種電荷，故B正確， B 不符合題意；C裝置通電一分鐘后，由焦耳定律可知，右側(cè)電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，所以右管中的液面較高，故 C 正確， C 不符合題意；D由表上的信息可知，每消耗1kW h 的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000 轉(zhuǎn)，故 D 正確， D 不符合題意。故選 A。19 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