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文檔簡介
1、一、初中物理焦耳定律的應用問題1 一個“220V 300 W 的電熱杯,一個“220 V 300W”的煮蛋器,一臺“220V 300 W 的小型洗衣機,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】【解析】【詳解】A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。2 圖中電源電壓保持不變,燈泡標有6V,3W 字樣,當開關s 閉合時 .燈泡 L 正常發(fā)光,電流表的示數為0.8A,則電阻R=_ .通電 10s. R 產生的熱量為 _J.【答
2、案】 2018J【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,根據并聯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 產生的熱量:Q=W=UIRt=6V0 3A 10s=18J。3 兩個發(fā)熱電阻R1:R2 =1:4,當它們串聯在電路中時,R1、 R2 兩端的電壓之比 U1:U2=_;已知 R
3、1=10 ,那它們并聯在4V 電路中 ,兩個電阻在100s 內產生的熱量是 _J【答案】 1: 4200【解析】【分析】【詳解】兩電阻串聯在電路中時時,電流相等,根據UIR 得, R1、 R2兩端的電壓之比:U 1IR1R11U 2IR2R2;4已知 R110,則R24R14 10 40;根據 QWU 2t 得兩個電阻在100s 內產生的熱量為:RQ總W1 W2U 2tU 2t(4V) 2100s (4V) 2100s 200JR1R210404 有一臺電動機,額定電壓3V,額定電流1A,電動機線圈電阻0.5 。這臺電動機正常工作 1min ,消耗的電能為 _J。產生的熱量為 _J,輸出的機械
4、能為 _J?!敬鸢浮?180 30 150【解析】【分析】根據W =UIt,求出消耗的電能;根據QI 2 Rt 求出在1min內電流產生的熱量;消耗的電能減去產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WUIt3V1A60s180J2 產生的電熱22QI Rt (1A)0.560s30J3 輸出的機械能W機械WQ180J30J150J【點睛】本題考查了電動機產生熱量、電功、輸出機械能的計算,關鍵是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉化成內能。5 將阻值為R 甲=40 和 R 乙 =10 的兩個電阻串聯后接在電源上,相同時間內,兩電阻中產生熱量較多的
5、是_。若將兩電阻并聯后接在4 V 的電源上,1 min內兩電阻產生的總熱量為_J?!敬鸢浮縍 甲120【解析】【分析】【詳解】1 已知 R 甲 R 乙,根據焦耳定律 Q= I 2Rt ,兩個電阻串聯后,通過的電流相等,相同時間內,電阻 R 甲 產生熱量較多。2 兩電阻并聯,由 Q= I 2 Rt , I= U 得,RQ甲 = U 2t =4V260s =24J, Q乙 =U 2t =4V260s =96JR甲40R乙10共產生的熱量Q= Q甲 + Q乙 =24J+96J=120J6 有兩個燈泡 L1 212沒有標記,實驗測得2的電阻為 6。、 L,L標有“ 6V、 3W”字樣, LL將 L12
6、12、 L 串聯接在某一電路中,兩燈L、L 均能正常發(fā)光(忽略溫度對電阻的影響),下列計算結果正確的是()A該電路兩端的總電壓為9VB燈 L2 的額定功率為3WC相同時間內,燈1212=11L 、 L 消耗的電能之比W WD相同時間內,燈12產生的熱量之比12L 、 LQQ =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P13WI0.5A ,U 16V則 L 2 兩端電壓U 2IR20.5A63V ,則總電壓U 總 U 1 U 26V 3V 9V ,A 正確;B根據題意可知,L 2 的功率為P2I 2 R20.5A261.5W ,B 錯誤;C根據 W Pt 可知,在
7、相同時間內消耗電能之比等于功率之比為2: 1, C 錯誤;D燈泡產生的熱量等于消耗的電能,因此產生的熱量之比為2:1, D 正確。7 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 PUI 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 WPt 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
8、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。8 如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,閉合開關S,滑動變阻器R的滑片 P 在 a 點時,電流表示數為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 內定值電阻R 產生的電熱為9JD若無論怎樣移動滑片,電流表有示數且保持不變,則一定是【答案】 BR斷路【解析】【分析】【詳解】A由圖乙可知,當滑片P 在 a 點時, R=10 ,電流 I1=0
9、.3A,此時滑動變阻器的電壓 U1 I 1R 0.3A 10 3V滑動變阻器與定值電阻并聯,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,電流表示數為0.5A,此時定值電阻的電流I 2 I I10.5A 0.3A0.2A定值電阻的電阻 RU3VR15I 20.2A故 B 正確;C 10s 內定值電阻R 產生的電熱為Q I 22Rt26J0.2A15 10s故 C 錯誤;D若無論怎樣移動滑片,電流表有示數且保持不變,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。9 圖中電源電壓保持不變,燈泡標有6V,3W
10、字樣,當開關s 閉合時.燈泡L 正常發(fā)光,電流表的示數為0.8A,則電阻R=_ .通電10s. R 產生的熱量為_J.【答案】 2018J【解析】【分析】【詳解】當閉合開關S 時,燈I=0 8A,L 正常發(fā)光,說明電源電壓為U=6V,電流表測的是總電流,則由 P=UI 可知,燈泡中的電流:IL =P 額 /U 額 =3W/6V=0. 5A,根據并聯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 產生的熱量:Q=W=UIRt=6V0 3A 10s=
11、18J。10 電冰箱起動時,與電冰箱并聯的臺燈變暗。關于這一現象,下列說法中不正確的是()A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】A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的,根據并聯電路電阻的特點知,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QI 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UIR 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,
12、不符合題意。故選 B。11 如圖,電源電壓不變,R1 、 R2 是兩個相同的電阻,當閉合開關S1 ,斷開 S2 、 S3 ,通電 10min ,電路產生的熱量為Q;同時閉合 S2 、 S3 ,斷開 S1 ,若要產生相同的熱量Q,則通電時間為()A2.5minB 10minC 20minD 40min【答案】 A【解析】【分析】【詳解】由題可知, R1、 R2 是兩個相同的電阻,設R =R =R12由圖可知,當閉合開關S123時,兩電阻串聯,總電阻為2R,電源電壓不變,由,斷開 S、 S焦耳定律可得,通電10min 電路產生熱量U2Q= 10 60s2 R閉合 S231R ,產生相同熱量,則、S
13、,斷開 S 時兩電阻并聯,總電阻為2U 22U 2tQ= R t=2RU22U2 10 60s=t2RRt=150s=2.5min故選 A。12 如圖是探究電流通過導體時產生熱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通電一段時間后,左側U 形管中液面的高度差比右側的小B若容器外面的電熱絲R3 發(fā)生了斷路,若與沒斷時的通電時間相同,則左側U 形管中液面高度差變小C將右邊并聯的兩根5 的電阻絲都放入到容器內,通電一段時間后,右側U 形管中液面的高度差比左側的大D該實驗裝置是利用U 形管中液體的熱脹冷縮來反
14、映電阻絲放出熱量的多少【答案】B【解析】【分析】【詳解】A裝置中一個5的電阻與兩個5的電阻并聯后再串聯,根據串聯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,根據并聯電路的電流特點知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通過電流的一半,即是研究電流產生的熱量與電流的關系;由Q=I2 Rt 可知,左邊容器中的電阻產生的熱量多,溫度升得較快;因此通電一段時間后,左側U 形管中液面的高度差更大,故 A 錯誤;B R3 發(fā)生斷路前,左側的電阻為5,右側的電阻為 2.5 ,則電路的總電
15、阻為R 總 =5+2.5 =7.5 R發(fā)生斷路后,電路中只有R和 R 串聯,則總電阻為312總 =5+5=10RR發(fā)生斷路后,整個電路的總電阻增大了,根據歐姆定律可知,電路中的總電流減小了,3在電阻、通電時間不變時,電流減小,則產生的熱量變少,所以左側U 形管中液面高度差變小,故 B 正確;C將右邊并聯的兩根 5的電阻絲都放入到容器內,右側的電阻為2.5 ,左右兩側的電流和通電時間相同,左側的電阻大于右側的電阻,則左側產生的熱量多,右側U 形管中液面的高度差比左側的小,故C 錯誤;D該實驗裝置是利用容器中空氣的熱脹冷縮來反應放熱的多少,產生熱量的多少不能直接觀察,通過 U 形管液面高度差的變化
16、來反映,故 D 錯誤。故選B。13 如圖所示,是研究電流熱效應的部分實驗電路,甲電阻絲的阻值大于乙電阻絲的阻值。比較通電后兩根電阻絲各自兩端的電壓U 甲 、 U 乙 以及它們在相同時間內分別產生的熱量 Q 甲、 Q 乙 的大小,下面關系中正確的是()A U 甲 U 乙 , Q 甲 Q 乙BU 甲 U 乙, Q 甲 Q 乙C U 甲 U 乙, Q 甲 Q 乙D U 甲 U 乙, Q 甲 Q 乙【答案】 A【解析】【詳解】從圖中可以看到,這兩個燈泡是串聯的,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 UIR 可知, U 甲 U 乙 ;根據 QI 2 Rt 可知,時間相同,流過的電流
17、大小相同,甲電阻絲的阻值大于乙電阻絲的阻值,那么Q甲 Q乙 。故選 A。14 一只電熱水壺有兩根電阻絲R1 、 R2 ,其阻值 R1R2 ,現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兩根電阻絲串聯接入電路所用時間最短D兩根電阻絲并聯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,產生的熱量相同,根據熱量的公式QUt 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,并聯電路中總電阻小于任何一個分電阻,兩根電阻絲并聯接入電路時,總電阻最小,加熱時間最短。故選 D。
18、15 下列表述不正確的是()A兩燈串聯在220V 的電路中,甲燈較亮B細繩懸掛的兩輕質帶電小球保持靜止,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,電能表上的轉盤轉過3000 轉【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
19、裝置通電一分鐘后,由焦耳定律可知,右側電阻較大,產生的熱量較多,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,電能表上的轉盤轉過3000 轉,故 D 正確, D 不符合題意。故選 A。16 兩個定值電阻R1、 R2 并聯在電路中,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 ,經過相同的時間,R1、 R2 產生的熱量之比為()A 1: 3B 3:1C 1:9D 9 :1【答案】 B【解析】【分析】本題考查熱量的計算,應用并聯電路的特點及I-U 圖象。【詳解】由題可知 R1、 R2 并聯連接,結合圖乙知,當U=3.0V
20、時,通過 R1、R2 的電流分別為I1=0.6A, I2=0.2A,即通過兩電阻的電流之比I1:I2=0.6A:0.2A=3:1由 Q=UIt 得,在相同的時間內,R1、 R2 產生的熱量之比Q1:Q2=UI1t:UI2t= I1:I2=0.6A:0.2A=3:1故 ACD不正確, B 正確。故選 B。17 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 ,乙的電熱絲阻值為72.6,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()A4 minB 6 minC 8 minD 10 min【答案】 D【解
21、析】【分析】【詳解】由題意可知容積相等即水的質量相等,接入家庭電路中即工作電壓相等,水都燒開即升高2U2U2溫度相同,則水吸收熱量相等,由公式QU t 可知 Qt甲 、 Qt乙 ,由這兩個式RR甲R乙子化簡可得t乙R甲6 mint甲121 10 minR乙72.6故選 D18 用電熱水壺燒水,若不考慮能量損失和電熱水壺電阻的變化,當它兩端電壓為U 時,用16min可燒開一壺水,若它兩端電壓為0.8U 時,燒開同樣一壺水所用的時間為()A10minB 25minC 30minD 40min【答案】B【解析】【分析】電熱水壺的原理是將電能轉化為內能,在兩端電壓為U 將水燒開和在0.8U 的電壓下燒
22、開一壺水消耗的電能相等,根據WUIt2Ut 得出等式,據此求出在0.8U 的電壓下燒開R一壺水需要的時間?!驹斀狻繜_同樣一壺水消耗的電能相等,設電熱水壺的電阻為R,由 W UItU 2t 可得R220.8UU ttRR所用的時間tU 2125min2 t16min0.8U0.64故選 B。19 如圖電路,電源電壓為12V且保持不變,閉合開關SP置于變阻器的中點,當滑片時,電壓表的示數為 4V;當滑片 P 置于變阻器的 b 端時,電壓表的示數變化了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()A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 R1 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根據電路圖
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