備戰(zhàn)中考物理專題題庫∶焦耳定律的應(yīng)用問題的綜合題及詳細答案

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 如圖，電源電壓保持不變， R1=100拔至 b 時電壓表的示數(shù)是拔至 a，開關(guān) S 閉合， S時的三

2、分之一，則R2=_；若電源電壓為013 V，當開關(guān) S拔至 b 時， R 在 10 min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量是 _J。【答案】 20 60【解析】【分析】【詳解】1 閉合開關(guān) S，開關(guān) S0 撥至 b 時，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R1 兩端的電壓；閉合開關(guān)S，開關(guān) S0 撥至 a 時，兩電阻串聯(lián)，電壓表測電源的電壓，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且開關(guān) S0 撥至 b 時電壓表示數(shù)是撥至a 時的三分之一，所以，兩電阻兩端的電壓之比U1 U 3 1U 2UU 32因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，由I U 可得，兩電阻的阻值之比RU1R1 I U1 1R2U 2 U 2 2I則 R2 的阻值R2

3、2R1 2 10 202 若電源電壓為 3V，當開關(guān) S0 撥至 b 時，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以電路中的電流IU3V 0.1AR1R21020R1 在 10min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q1 I2R1t (0.1A)2 10 600s60J3 一臺電動機正常工作時，兩端的電壓為220V，通過線圈的電流為10A，若此線圈的電阻為2，則這臺電動機1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是_J，這臺電動機的效率是_【答案】1.2 10490.9%【解析】【分析】【詳解】已知線圈的電阻和通過的電流以及通電時間，根據(jù)公式Q=I2Rt 可求這臺電動機1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量已知電動機兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式P=

4、UI 可求電動機的總電功率；再根據(jù)公式 P=I2R 計算線圈消耗的功率，總功率減去線圈消耗的功率就是電動機的輸出功率，輸出功率與總功率的比值就是這臺電動機的效率（1）這臺電動機1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=（ 10A） 2 2 60s=1.24J； 10（2）電動機的電功率：P 總 =UI=220V10A=2200W，線圈消耗的功率：P 圈 =I2R=（10A） 2 2 =200W，輸出功率：P 出 =P 總 -P 圈 =2200W-200W=2000W ，這臺電動機的效率： = P出/ P 總=2000W/ 2200W=90.9%4 有一臺電動機，額定電壓3V，額定電流1A，電動機線

5、圈電阻0.5 。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 _J?！敬鸢浮?180 30 150【解析】【分析】根據(jù) W =UIt ，求出消耗的電能；根據(jù)QI 2 Rt 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WUIt3V1A60s180J2 產(chǎn)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(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。5

6、 如圖所示當甲電路中的開關(guān)S 閉合時，兩個電壓表所選量程不同，測量時的指針位置均為如圖乙所示，則電阻R1 兩端的電壓為 _V， R1 R2 =_，當電阻 R1、 R2 并聯(lián)在電路中時，在相同的時間內(nèi)電流通過R1、 R2 所產(chǎn)生的熱量之比Q1 Q2=_?！敬鸢浮?104： 1 1：4【解析】【詳解】12 從圖甲可以看到，開關(guān)S 閉合時，電壓表 V 測的是電源電壓，示數(shù)較大，電壓表V12測的是 R2兩端的電壓，示數(shù)較小，因為測量時的指針位置均為如圖乙所示，那么電壓表1V的量程應(yīng)該是0 到 15V，它的讀數(shù)是 12.5V，電壓表 V2 的量程應(yīng)該是0 到 3V，它的讀數(shù)是2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)

7、律可知，電阻R 兩端的電壓為1U 1 U - U 212.5V - 2.5V 10V電阻 R1 大小是U 110VR1II電阻 R2 大小是U 22.5VR2II那么10V2.5V4：1R1： R2：II3 當電阻 R1、 R2 并聯(lián)在電路中時， R1 、R2 兩端的電壓是相同的，在相同的時間內(nèi)電流通過R1、 R2 所產(chǎn)生的熱量之比是Q1：Q2U 2U 211R2：R11：4R1t： tR1：R2R26 將阻值為R 甲=40 和 R 乙 =10 的兩個電阻串聯(lián)后接在電源上，相同時間內(nèi)，兩電阻中產(chǎn)生熱量較多的是_。若將兩電阻并聯(lián)后接在4 V 的電源上，1 min內(nèi)兩電阻產(chǎn)生的總熱量為_J?！敬鸢?/p>

8、】R 甲120【解析】【分析】【詳解】1 已知 R 甲 R 乙，根據(jù)焦耳定律 Q= I 2Rt ，兩個電阻串聯(lián)后，通過的電流相等，相同時間內(nèi)，電阻 R 甲 產(chǎn)生熱量較多。2 兩電阻并聯(lián)，由 Q= I 2 Rt , I= U 得，RU 2t2U2t =2Q甲 = 4V60s =24J， Q乙 =4V60s =96JR甲40R乙10共產(chǎn)生的熱量Q= Q甲 + Q乙 =24J+96J=120J7 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(chǎn)生的電熱一

9、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) 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(jù) 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(zhuǎn)化為內(nèi)能，電風扇工作時主要把電能轉(zhuǎn)化為風能，所以它們在工作過程中產(chǎn)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

10、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【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

11、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。9 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.

12、2 ）、阻值為30 的定值電阻 R0、滑動變阻器 R、恒定電源（電壓15V，內(nèi)阻不計）、開關(guān) S、導(dǎo)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，當電流表的示數(shù)為 0.55A 時，小燈泡 L 正好正常發(fā)光。(1)小燈泡 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？(3)通電 1min ，電流表 A 消耗的電能是多少？【答案】 (1) 10 ； (2) 6.5V； (3) 3.63J【解析】【分析】【詳解】(1)小燈泡 L 正常發(fā)光時的電阻是R額U 額 = 2.5V10I 額0.25A(2)由圖像可知電壓表與燈L 串聯(lián)后與定值電阻R 并聯(lián)，小燈泡L 正好正常發(fā)光，則電壓表0與

13、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 0 =I 0 R00.3A30 = 9V由串聯(lián)分壓可知電壓表的示數(shù)為9V-2.5V=6.5V(3)通電 1min ，電流表 A 消耗的電能是QI 2 RA t0.55A 20.2 60s=3.63J答： (1)小燈泡 L 正常發(fā)光時的電阻是10；(2) 電壓表的示數(shù)為 6.5V；(3) 通電 1min ，電流表 A 消耗的電能是 3.63J。10 如圖是“探究影響電流熱效應(yīng)因素”的實驗裝置圖。其中兩個完全相同的燒瓶內(nèi)分別裝有質(zhì)量、初溫相同的煤油，阻值不同的電阻絲R1

14、 、 R2 。關(guān)于此電路說法中正確的是A探究的是 流 生的 量與 的關(guān)系B溫度 示數(shù) 化大的 瓶內(nèi) 阻 阻小C通 相同 兩個 瓶內(nèi) 阻 生的 量相同D溫度 示數(shù) 化的大小反映 流 生 量的多少【答案】 D【解析】【 解】A 用不同阻 不同的 阻 串 在一起，探究的是 流 生的 量與 阻的關(guān)系，故 A ；B溫度 示數(shù) 化大的 瓶內(nèi) 阻 阻大，故B ；C通 相同 ， 瓶內(nèi) 阻 阻 大 生的 量多，故C ；D本 通 溫度 示數(shù) 化的大小來反映 流 生 量的多少，故D 正確。11 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

15、/5/20 13： 14 量： 1314 點 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 將來可以 替硅制作光敏 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

16、組裝而成的絕緣體材料制作，能產(chǎn)生更多的熱量D因為石墨烯有優(yōu)良的導(dǎo)熱性，所以石墨烯適合用來制成保溫隔熱材料【答案】 A【解析】【詳解】A 由文章內(nèi)容可得，石墨烯電阻會隨著光照強度改變，因此可以頂替硅制作光敏電阻，故 A 選項正確；B半導(dǎo)體材料是指其導(dǎo)電性能會隨外界條件改變而改變，電阻并不可以為零，故B 選項錯誤；QI2C用絕緣材料制作電阻絲，通過電流極小，根據(jù)公式Rt可知，無法產(chǎn)生很大的熱量；故 C 選項錯誤；D石墨烯有良好的導(dǎo)熱性，因此熱量容易散失，不適合用來制作保溫隔熱材料，故D 選項錯誤。12 一個“ 220V 300 W 的電熱杯，一個“ 220 V 300W”的煮蛋器，一臺“ 220V

17、 300 W 的小型洗衣機，分別接在 220V 的電壓下，則相同時間內(nèi)它們產(chǎn)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(zhuǎn)化為機械能；而電熱杯、煮蛋器將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故小型洗衣機產(chǎn)生熱量最少，故選A。13 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

18、，通電時間為t，電流產(chǎn)生的熱量為Q：3U2Qt180.5 R；QU 21tR故 C 正確。14 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）接在干電池正負兩極上取火。如圖所示，錫箔紙較窄處最先燃燒，這是因為長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，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。15 如圖所示是一個玩具汽車上的控制電路，小明對其進行測量和研究發(fā)現(xiàn)：電動機的線圈電阻為 1，保護電阻R為 4，當閉合開關(guān)S 后，

19、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， 電動機線圈產(chǎn)生的熱量是120JD電動機工作時將電能轉(zhuǎn)化為機械能，若將兒阻R 換成滑動變阻器，可調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速【答案】 D【解析】【分析】【詳解】由電路圖中可知，電動機與保護電阻串聯(lián)，電壓表V1 測量電源電壓；電壓表V2 測量保護電阻 R 兩端的電壓A.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因為串聯(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

20、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，因為串聯(lián)電路總電壓1電壓各用電器電壓之和，所以電動機的電壓為UM =U-UR=6V-2V=4V電動機的功率為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 分鐘電動機線圈產(chǎn)生的熱量是Q I 2 Rt 0.5A21 60s =15J故 C 不符合題意；D電動機工作時把電能轉(zhuǎn)化成機械能，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)電動機轉(zhuǎn)速的作用，故D 符合題意。故選 D。16 下列表述不正確的是（）A兩燈串聯(lián)在220V 的

21、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】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I2 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

22、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。17 兩個定值電阻R1、 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(guān)系如圖乙所示。閉合開關(guān)S ，經(jīng)過相同的時間，R1、 R2 產(chǎn)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(yīng)用并聯(lián)電路的特點及I-U 圖象?！驹斀狻坑深}可知 R1、 R2 并聯(lián)連接，結(jié)合圖乙知，當U=3.0V 時，通過 R1、R2 的電流分別為12I =0.6A，

23、 I =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(nèi)，R1、 R2 產(chǎn)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。18 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（U 時，）A10minB 25minC 30minD 40min【答案】B【解析】【分析】電熱水壺的原理是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在兩端電壓為U 將水燒開和在0.8U 的電壓下燒開一壺水消耗的電能相等，根據(jù)WUIt2Ut 得