中考物理與焦耳定律的應(yīng)用問題有關(guān)的壓軸題及答案解析

1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問題1 如圖 (甲 )所示，兩電熱絲 R121與 R 并聯(lián)， R 20，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)，電流表 A1 和電流表 A2 表盤指針均指如圖(乙 )所示位置，則以下判斷不正確的是（）A R1: R2 5： 1B電源電壓是 10 VC R2 的電功率是 20WD R1 工作 2 分鐘所放出的熱量為600J【答案】 A【解析】【詳解】由電路圖可知， R1 與 R2并聯(lián)，電流表A1測干路電流，電流表 A2 測 R1 支路的電流；B因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，且兩電流表指針的位置相同，所以，電流表 A1 的量程為 0 3A，分度值為0.1A，干路電流 I=2

2、.5A，電流表 A2 的量程為0 0.6A，分度值為 0.02A，通過 R112的電流：的電流 I =0.5A，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得，通過RI 2II12.5A 0.5A 2A ，U因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由I可得，電源的電壓：RUI 1R10.5A20 10V，故 B 正確，不符合題意；A則 R2 的阻值：R2U10VI 2=5 ，2A則R1： R220：5 41：，故 A 錯誤，符合題意；2C R 的電功率：P2UI 210V2A20W ，故 C 正確，不符合題意；D R1 工作 2 分鐘所放出的熱量：Q1 I12 R1t0.5A220 260s600J ，故 D 正

3、確，不符合題意。2 如圖甲所示，為額定電壓為6V 的燈泡 L 的 I-U 圖像如圖乙所示的電路，電源電壓12V不變， R1 為定值電阻， R2 為滑動變阻器，閉合開關(guān)S1，滑片 P 從最右端移動到最左端，電壓表示數(shù)變化范圍為 2V6V，則燈泡的額定功率是_W ，R1 的阻值為 _，滑動變阻器 R2 兩端的最大電壓為_V，移動滑片P 使 R2 接入電路的阻值為變阻器最大阻值的7/15，通電 1minR2 產(chǎn)生的熱量為 _J?！敬鸢浮?.6106105【解析】【分析】【詳解】1 由燈泡L 的I- U圖象可知，當(dāng)額定電壓U= 6V 時，燈泡的額定電流I= 0.6A，則燈泡額定功率PUI6V0.6A3

4、.6W2 當(dāng)滑片 P 在在最左端時，變阻器沒有連入電路，電壓表示數(shù)為6V，由圖象可知，這時電路中的電流為I 大 =0.6A由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得，電源電壓UU LI 大 R1即12V6VR10.6A解得R1103 由電路圖可知，當(dāng)滑片P 在最右端時，滑動變阻器全部接入電路，R1 與R2 燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，此時電壓表示數(shù)最小，為U 小 = 2V由圖象可知，這時電路中的電流為I 小= 0.4A由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得，電源電壓UU L小I小 R1U 2滑動變阻器R2 兩端的最大電壓U 212V2V0.4A106V4 當(dāng)滑片 P 在最右端時，滑動變阻器全部接入電路

5、，通過的電流為I 小= 0.4A則此時滑動變阻器的阻值為R2U 2= 6V15I小0.4A移動滑片 P 使 R2接入電路的阻值為變阻器最大阻值的7/15，則此時滑動變阻器的阻值為R2715715則U U LI R1I R2由圖分析可知，當(dāng)電流I =0.5A ，燈泡兩端電壓 UL=3.5V 時，等式12V3.5V+0.5A 10+0.5A 7成立，即此時通過R2的電流為20.5A，則通電 1min R 產(chǎn)生的熱量為Q放I 2 R2t27 60s=105J0.5A3 家用電吹風(fēng)的簡化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如表。則該電吹風(fēng)正常工作吹熱風(fēng)時，電熱絲的阻值是_，正常工作吹熱風(fēng)5min 電熱絲產(chǎn)生的熱

6、量是_J。5【答案】 552.6410【解析】【詳解】(1)1 由表格數(shù)據(jù)可知，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時的功率，即電動機(jī)的功率為120W ，由圖知，電吹風(fēng)正常工作且吹熱風(fēng)時，電動機(jī)和電熱絲并聯(lián)，因電路的總功率等于各用電器功率之和，所以電熱絲的功率：P電熱絲P熱PM1000W120W880W ；并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，由 PU2可得電熱絲的電阻：RU 22220VR電熱絲55 ；P電熱絲880W2 電吹風(fēng)正常工作且吹熱風(fēng)時， 5 分鐘內(nèi)電流通過電熱絲產(chǎn)生的熱量：QWPRt880W560s2.64105 J 。4 兩定值電阻RA和 RB 中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示，若將兩電阻串聯(lián)在電壓為3V

7、 的電源兩端，電路的總功率為_ W，通電一段時間后，RA 和 RB產(chǎn)生的熱量之比是_ 【答案】 0.61：2【解析】【分析】【詳解】由圖象知，U=3V 時， IA=0.6A， IB=0.3A，根據(jù) RU，電阻IU3VRA5，I A0.6AU3VRB10，I B0.3A兩電阻串聯(lián)時，電路總電阻R=RA+RB=5 +10 =15，電路總功率U 2(3V)2P150.6W ；RA、 B 兩電阻串聯(lián)流過它們的電流I 相等，通電一段時間產(chǎn)生的熱量之比QAI2 R tR51AAQBI 2 RBt RB1025 有兩個燈泡 L1 212沒有標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)測得2的電阻為 6。、 L，L標(biāo)有“ 6V、 3W”字樣，

8、 LL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9VB燈 L2 的額定功率為3WC相同時間內(nèi)，燈L1、 L2 消耗的電能之比W1 W2=11D相同時間內(nèi)，燈L1、 L2 產(chǎn)生的熱量之比Q1Q2=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P13W0.5A ，I6VU 1則 L 2 兩端電壓U 2IR20.5A6 3V ，則總電壓U 總U 1 U 2 6V3V 9V，A 正確；B根據(jù)題意可知， L 2 的功率為P2 I 2 R226 1.5W ，0.5AB 錯誤；C根據(jù)

9、W Pt 可知，在相同時間內(nèi)消耗電能之比等于功率之比為2： 1， C 錯誤；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。6 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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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【答案】 AD【解析】

10、【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(diǎn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)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

11、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。7 下列用電器中，主要是利用電流熱效應(yīng)來工作的是A電風(fēng)扇B電視機(jī)C電飯鍋D LED燈【答案】C【解析】【詳解】A電風(fēng)扇工作是電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，利用通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，故A 不符合題意；B電視機(jī)工作是電能主要轉(zhuǎn)化為光能，故B 不符合題意；C電飯鍋工作是電能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，主要是利用電流熱效應(yīng)來工作，故C 符合題意；D LED燈工作是電能主要轉(zhuǎn)化為光能，故D 不符合題意。8 電爐工作時，電爐絲很快變熱但連接的電線卻不怎

12、么熱，這是因?yàn)椋ǎ〢電爐絲的電阻較大B電爐絲與導(dǎo)線是并聯(lián)的C電爐絲的橫截面大D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(dǎo)線串聯(lián)，I 電爐絲 I 導(dǎo)線 ，通電時間 t 相同，由焦耳定律 Q I2Rt， R 電爐絲 R 導(dǎo)線 ，可知 Q 電爐絲 Q 導(dǎo)線 ，從而出現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱的現(xiàn)象。故選 A。9 兩個發(fā)熱電阻R1:R2 =1:4,當(dāng)它們串聯(lián)在電路中時，R1、 R2 兩端的電壓之比 U1:U2=_；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： 42

13、00【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 1IR1R11U 2IR2R24 ；已知 R110，則R24R14 10 40；根據(jù) QWU 2t 得兩個電阻在100s 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：RQ總W1 W2U 2U 2(4V) 2(4V) 2100s 200Jtt10100sR1R24010 如圖所示的用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（）A電視機(jī)B電暖氣C電風(fēng)扇D計(jì)算器【答案】 B【解析】【詳解】A通電后，電視機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為電視機(jī)影像的光能和喇叭的聲能，不是利用電流熱效應(yīng)工作， A 項(xiàng)不合題意；B通電后，電暖氣是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，

14、這是利用電流熱效應(yīng)工作，選項(xiàng)B 符合題意；C通電后，電風(fēng)扇是把電能轉(zhuǎn)化為扇葉的動能，不是利用電流熱效應(yīng)工作，C 項(xiàng)不合題意；D通電后，計(jì)算器是把電能轉(zhuǎn)化為顯示屏上的光能和喇叭的聲能，不是利用電流熱效應(yīng)工作， D 項(xiàng)不合題意。11 如圖，電源電壓不變，R1 、 R2 是兩個相同的電阻，當(dāng)閉合開關(guān)S1 ，斷開 S2 、 S3 ，通電 10min ，電路產(chǎn)生的熱量為Q；同時閉合 S2 、 S3 ，斷開 S1 ，若要產(chǎn)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(shè)R =R =R1

15、2由圖可知，當(dāng)閉合開關(guān) S1232R，電源電壓不變，由，斷開 S、 S 時，兩電阻串聯(lián)，總電阻為焦耳定律可得，通電10min 電路產(chǎn)生熱量Q= U 2 10 60s2 R閉合 S231R ，產(chǎn)生相同熱量，則、S ，斷開S 時兩電阻并聯(lián)，總電阻為2U 22U 2tQ= R t=2RU 22U2 10 60s=t2RRt=150s=2.5min故選 A。12 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(jìn)行充電，電動自行車行駛過程中，其電動機(jī)正常工作電壓為 48V，此時通過電動機(jī)線圈的電流為5A，電動機(jī)線圈的電阻是0.5 ，下列說法正確的是

16、（）A對蓄電池充電時，蓄電池相當(dāng)于電路中的電源B電動自行車的電動機(jī)把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C電動機(jī)正常工作1min ，電流通過線圈所產(chǎn)生的熱量為14400JD電動機(jī)正常工作1min ，消耗的電能為14400J【答案】D【解析】【分析】【詳解】A對蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，則蓄電池相當(dāng)于用電器，故A 錯誤；B由于電動機(jī)會發(fā)熱，則電動自行車的電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，故B 錯誤；C電動機(jī)正常工作1min ，電流通過線圈所產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=(5A)2 0.560s=750J故 C 錯誤；D電動機(jī)正常工作1min ，消耗的電能為W=UIt=48V 5A 60s=14400J故

17、 D 正確。故選D。13 小明在一次野炊活動中，將中間剪得較窄的口香糖錫箔紙（可看作導(dǎo)體）接在干電池正負(fù)兩極上取火。如圖所示，錫箔紙較窄處最先燃燒，這是因?yàn)殚L度相同的錫箔紙較窄處比較寬處的A電阻小B電流大C電壓小D電功率大【答案】 D【解析】【詳解】較窄處更細(xì)，橫截面積更小，電阻更大，所以在串聯(lián)電流相等的前提下，根據(jù)公式PI 2 R 可得，較窄處的電功率更大，故ABC不符合題意 , D 符合題意。14 如圖甲圖是小燈泡 L 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(guān)S1 時，電流表示數(shù)為0.8A；只閉合開關(guān) S3 時，小燈

18、泡 L 的實(shí)際功率為 1.2W。下列說法正確的是 ( )A只閉合開關(guān)S3 時，小燈泡的電阻為5B只閉合開關(guān)S1 時，電路總功率為9.6WC R1 的電阻為5D所有開關(guān)都閉合，在15s 內(nèi)電路中產(chǎn)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U 14VR210I10.4A只閉合開關(guān)S1 時，電阻R1 與燈 L 串聯(lián)，電流表測的是整個電路的電流，由甲圖知，當(dāng)I0.8A 時，燈兩端的電壓為U L4V，由此可得電源電壓UU R1U L0.8A R1 4V當(dāng)只閉合開關(guān) S3時，電阻R與燈 L 串聯(lián)，燈消耗的實(shí)際功率為1.2W ，圖甲知，當(dāng)2U L2V

19、時， I 2 0.6A，燈消耗的功率為P U L I 22V 0.6A 1.2WR2 兩端的電壓為U 2I 2R20.6A 10 6V根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，可知電源電壓為U U 2 U L6V2V 8VA當(dāng)只閉合開關(guān)3時，根據(jù)歐姆定律可得U，可得此時燈L 的電阻為SIRU L2V3.3RL0.6AI 2故 A 錯誤；B只閉合開關(guān)S1 時，電路中消耗的總功率為PUI8V0.8A6.4W故 B 錯誤；C將 U 值代入得8V0.8AR14V解得R15D所有開關(guān)都閉合時， R 和 R 并聯(lián)，燈被短路，在15s 內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為12228VQU t15s 288JR并103故 D 錯誤。故選 C

20、。15 如圖所示，電源電壓為 6V ， R1 10 ， R2 20， R3 5 。閉合開關(guān)S1 后，當(dāng)S2 ， S3 全部閉合和全部斷開時，在相同的時間內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量之比是（）A4 9B 94C 2 3D 3 2【答案】 B【解析】【分析】【詳解】當(dāng)開關(guān)都閉合時， R3 被短路 ， R1 與 R2 并聯(lián) ，此時 R1 兩端的電壓為電源電壓U。 當(dāng)開關(guān) S1閉合 ， S2、 S3 全部斷開時 ， R2 被開路 ， R1 與 R3 串聯(lián) ，此時R1 U 1 10 2R3U 351則此時 R1 兩端的電壓為U12R1 產(chǎn)生的熱量之比是U，則相同的時間內(nèi)電流通過322U t U2 9Q R1

21、UQ U 12 tU12 U4R13故選 B。16 如圖所示是一個玩具汽車上的控制電路，小明對其進(jìn)行測量和研究發(fā)現(xiàn)：電動機(jī)的線圈電阻為 1，保護(hù)電阻R為 4，當(dāng)閉合開關(guān)S 后，兩電壓表的示數(shù)分別為6V 和2V，則（）A電路中的電流為4A，電源電壓為6VB電動機(jī)的功率為16W ，它兩端的電壓為4VC 1min 在電阻 R 上產(chǎn)生的熱量是60J， 電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量是120JD電動機(jī)工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，若將兒阻R 換成滑動變阻器，可調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速【答案】 D【解析】【分析】【詳解】由電路圖中可知，電動機(jī)與保護(hù)電阻串聯(lián)，電壓表V1 測量電源電壓；電壓表V2 測量保護(hù)電阻 R 兩端的電壓A.

22、由題意可知，閉合開關(guān)后，電阻R 兩端的電壓為2V，則通過電阻R 的電流IU R2V = 0.5AR4因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等，電路中的電流為0.5A，故 A 不符合題意；B電壓表 V 測量電源電壓，則結(jié)合題中數(shù)據(jù)可知，電源電壓為6V，因?yàn)榇?lián)電路總電壓1電壓各用電器電壓之和，所以電動機(jī)的電壓為UM =U-UR=6V-2V=4V電動機(jī)的功率為PM =UM I=4V 0.5A=2W故 B 不符合題意；C 1 分鐘在電阻R 上產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=(0.5A)2 4 60s=60J1 分鐘電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量是Q 2I 2 Rt 0.5A1 60s =15J故 C 不符合題意；D電動機(jī)工作時把電能

23、轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，將電阻R 換成滑動變阻器，可以調(diào)節(jié)電路中電流的大小，從而起到調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的作用，故D 符合題意。故選 D。17 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(xì)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(yàn)證焦耳定律實(shí)驗(yàn)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】U 額2A由圖可知 P額甲 P額乙 ，甲乙兩燈額定電壓相同，由R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(shí)I 2 R 得P P實(shí)甲實(shí)乙燈泡的亮度取決于燈泡的 功率，所以乙燈 亮，故A ，

24、A 符合 意；B 掛的兩 小球保持靜止，兩球相互排斥， 兩球一定 同種 荷，故正確， B 不符合 意；BC裝置通 一分 后，由焦耳定律可知，右 阻 大， 生的 量 多，所以右管中的液面 高，故 C 正確， C 不符合 意；D由表上的信息可知，每消耗 1kW h 的 能， 能表上的 3000 ，故 D 正確， D 不符合 意。故 A。18 甲、乙兩個容 相等的 水器，接在照明 路上，甲的 阻 121 ，乙的 阻 72.6，將它 都盛 溫度相同的冷水后接入家庭 路中，通 6min后乙 水器中的水被 開， 甲 水器將水 開需要的 （）A4 minB 6 minC 8 minD 10 min【答案】

25、D【解析】【分析】【 解】由 意可知容 相等即水的 量相等，接入家庭 路中即工作 相等，水都 開即升高U 222溫度相同， 水吸收 量相等，由公式Qt 可知 QU t甲 、 QU t乙 ，由 兩個式RR甲R乙子化 可得t甲t乙R甲6 minR乙121 10 min72.6故 D19 根據(jù)以下新 信息，下列 正確的是材料和 行 新 正文石墨 也能 成 體？會 生什么 覆性影響？ 布者：甄可信 ： 2019/5/20 13： 14 量： 1314 點(diǎn) 數(shù)： 9527石墨 又稱 墨， 由一 碳原子 成，石墨 是目前世界上最薄最 硬的 米材料，它的熔點(diǎn)超 3000 ，它具有 良的 性，而且由于它特殊的 子 構(gòu)， 阻會隨著光照程度改 ，在功能上比硅覆蓋面更廣更 秀，有可能代替硅成 新的半 體材料，近些年來科學(xué)家一直致力于挖掘石墨 更多 藏的性 ，近日英國曼斯特大學(xué)的科學(xué)家 在 NATURE上撰文，描述了他 用兩 硝酸硼和兩 石墨 裝成一個“巨無霸 堡”， 是科學(xué)家 首次將一般 半 體的石墨 成 體A石墨烯將來可以頂替硅制作光敏電阻B石墨烯所制作的半導(dǎo)體導(dǎo)電性好，電阻可以為零C電熱絲如果用硝酸硼和石墨烯組裝而成的絕緣體材料制作，能產(chǎn)生更多的熱量D因