備戰(zhàn)中考物理綜合題專題復習【焦耳定律的應用問題】專題解析含答案

1、一、初中物理焦耳定律的應用問題1 在相等的時間內，電熱絲甲比電熱絲乙放出的熱量少，則（）A甲的電阻一定比乙的小B通過甲的電流一定比乙的小C甲兩端的電壓一定比乙的小【答案】 DD甲消耗的電功率一定比乙的小【解析】【分析】【詳解】由焦耳定律可知電熱絲產生的熱量與電流大小、電阻大小和通電時間有關。ABC僅知道通電時間相同、電熱絲甲放出的熱量少，不能直接判定電阻、電流與電壓的大小，故 ABC不符合題意；D在相等的時間內，電熱絲甲比電熱絲乙放出的熱量少，即電熱絲甲消耗的電能較少，W根據(jù) P可知，甲的功率小，故D 符合題意。t故選 D。2 家用電吹風的簡化電路如圖所示，主要技術參數(shù)如表。則該電吹風正常工作

2、吹熱風時，電熱絲的阻值是_，正常工作吹熱風5min 電熱絲產生的熱量是_J。5【答案】 552.6410【解析】【詳解】(1)1 由表格數(shù)據(jù)可知，電吹風吹冷風時的功率，即電動機的功率為120W ，由圖知，電吹風正常工作且吹熱風時，電動機和電熱絲并聯(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 電吹風正常工作且吹熱風時， 5 分鐘內電流通過電熱絲產生的熱量：QWPRt880W560s2.64105 J 。3 電動機是將電能轉化成

3、機械能的機器，但由于線圈內部有電阻，所以同時還有一部分電能轉化成內能。若一臺玩具電動機接在6V 的電源兩端，使其正常轉動時，通過電動機中的電流為 0.3A；短暫地卡住電動機轉軸，使其不能轉動，通過電動機中的電流為3A。則這臺電動機線圈的電阻為_，正常轉動時的效率是_?！敬鸢浮?290%【解析】【分析】【詳解】1 電動機轉軸卡住時電流為3A，故電動機線圈電阻為U 6VR=2I 3A2 設電動機正常運轉時，在t 時間內消耗的電能為W=UIt =6V 0.3A t在 t 時間產生的熱量為Q=I2Rt=(0.3A)2 2 t電動機正常運轉時的效率W有W -Q6V0.3A22 tt- 0.3A= W總

4、=W=6V0.3A t=90%4 下列關于物理中常見電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的說法中一定正確的是（）A兩個輕質小球放在一起時相互排斥，則兩球一定帶同種電荷B一個開關能同時控制兩盞燈，則這兩盞燈一定是串聯(lián)的C兩盞白熾燈串聯(lián)通電發(fā)光，則更亮一點的電阻一定更大D電功率相同的電熱水壺和電風扇工作相同的時間，發(fā)熱一定相等【答案】 AC【解析】【分析】【詳解】A據(jù)“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”知，兩個輕撫小球放在一起相互排斥，則兩球一定帶同種電荷，故A 正確；B一個開關同時控制兩盞燈，則這兩盞燈可能是串聯(lián)，也有可能是并聯(lián)，因為兩燈并聯(lián)，開關在干路，則可同時控制兩盞燈，故 B 錯誤；C串聯(lián)電路中，通過兩盞燈的

5、電流相等，據(jù) P=I2 R 得，電阻越大，實際功率越大，則亮度越亮，故 C 正確；D電功率相同的電熱水壺和電風扇在額定電壓下工作相同時間，消耗的電能相等，但發(fā)熱是電熱水壺的大于電風扇的。因為電熱水壺基本將所有的電能上轉化為內能，而電風扇將大部分電能轉化為機械能，小部分電能轉化為內能。故D 錯誤。故選 AC。5 有甲乙兩臺電暖器，甲的額定功率為1200W，乙的額定功率為800W ，下列說法正確的是A甲實際消耗的的電能可能比乙少B電流通過甲做的功一定比乙多C正常工作時，甲消耗電能比乙快【答案】 ACD電流通過甲和乙做功一樣快【解析】【詳解】AB 甲的功率大于乙的功率，只能說甲做功快，不能說電流通過

6、甲做功多；當甲的工作時間遠小于乙的工作時間時，甲消耗的電能可能比乙少，電流通過甲做的功可能比乙少，故A 正確， B 錯誤；CD、甲的功率大于乙的功率，說明電流通過甲做功快，在相同的時間內，甲消耗電能多，故 C 正確， D 錯誤。6 如圖是養(yǎng)雞場冬季用來調控光照和室溫設備的原理電路圖此設備的作用是，夜晚對雞舍內加溫，同時增大光照量，白天只進行適當保溫，不進行燈光照射，可增大雞的產蛋量電路圖中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S 閉合（）A S1、 S2 同時斷開時，設備運行處于白天用電狀態(tài)B S1、 S

7、2 也同時閉合時，設備運行處于夜晚用電狀態(tài)C S1、 S2 同時斷開時，在相同時間內R1 和 R2 產生的熱量之比為2： 1D S1、S2 也同時閉合時，若電流表示數(shù)為【答案】 ABD6A，則R1 的實際功率為880W【解析】S 閉合，S1 、 S2 斷開時，R1 和R2 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)，

8、所以是晚上；故B 正確；121212212212S 閉合， S、 S斷開時， R和 R 串聯(lián)， Q： Q =IR t： I R t=R：R =1：2，故 C 錯；開關 S、 S12都處于閉合狀態(tài)時，21和燈泡 L 組成并聯(lián)電路；、 SR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 ABD7 如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，電流表量程為00.6AAB分別是小燈。圖乙中 、泡和電阻 R1 兩端的

9、電壓隨電流變化關系圖象。只閉合開關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；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 S、S3，調節(jié)滑片 P，當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（）A電源電壓為10VB小燈泡L 的額定功率6WC只閉合開關S、S2，滑動變阻器的滑片移至a 端時， 1.5min 電流通過R1 產生的熱量為64JD閉合開關S，改變其它開關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

10、的電壓隨電流變化關系圖象為曲線，定值電阻兩端的電壓隨電流變化關系圖象為過原點的直線，則由乙圖數(shù)據(jù)可求R1 阻值為R1 = U14V=40I10.1A已知閉合 S、 S3，調節(jié)滑片 P，當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 1U 2 =2V+0.2A40 +0.2A10 =12V故 A 不符合題意；B當閉合開關 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，

11、對應乙圖可知此時電流為0.5A，則額定功率為P額 U 額 I 額12V0.5A=6W故 B 符合題意；C只閉合開關 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R2maxU 2max10VI 2=500.2A則當閉合開關S、 S2，滑動變阻器的滑片移至a 端時，電路為12R與 R 串聯(lián)電路，由串聯(lián)分壓可求 R1 兩端電壓為U1R1U4048R1 R24012V=V509

12、由于 R1為純電阻，則 1.5min電流通過1產生的熱量為R2248 VW1U 1t91.5 60s=64JR140故 C 符合題意；U2D由于電源電壓不變，則由P可知，當電路阻值最大時，電路總功率最小，則閉R合開關 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 minPmin1.2WU=0.1A12V則此時電路總電阻為U12VRmax=120I min0.1A則小燈泡此時電阻應為RL 實 =Rmax-R1-R2max=120 -40-50 =30 此時小燈泡分得電壓應為UL 實=Imin RL 實=0.1A 30=3V但由乙圖可知，當小燈

13、泡電流為0.1A 時，小燈泡兩端電壓不足2V，前后沖突，故D 不符合題意。故選 BC。8 如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關SR的滑片P在a點時，滑動變阻器電流表示數(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(shù)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=0.3A，此時滑動變阻器的電壓U1I 1R 0.3A103V滑

14、動變阻器與定值電阻并聯(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 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。9 小剛用如圖甲所示電路來探究電流與電壓的關系，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P從 a 端移至 b 端，電流表和

15、電壓表的示數(shù)變化關系如圖乙所示，由圖象可知定值電阻R1 的阻值是 _實驗時，電源電壓保持5 V 不變，當滑片P 位于 a 端時，由圖象可得滑動變阻器消耗的電功率是_1內產生的熱量為_W此時，電阻 R 在 10 minJ【答案】 100.4 60【解析】【分析】【詳解】當 P 在 b 端時 R2=0，此時電壓示數(shù)和電流示數(shù)最大，且均為1的數(shù)據(jù)，所以1RR 的阻值為： R1U 總5V=10 當滑動變阻器的滑片移到22總 -U1=a 端時， R兩端電壓 U =U=5V-I0.5A1V=4V，由圖象知，當R1 的電壓是 1V 時，電流為0.1A，根據(jù)串聯(lián)電路的電流處處相等， I2=I1=0.1A， P

16、2=U2I2=4V 0.1A=0.4W， Q1 =W1 =U1It=1V 0.1A 600s=60J。10 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兩根電阻絲兩端的電壓U 甲、 U 乙 以及它們在相同時間內產生的熱量Q 甲 、 Q 乙 ，以下關系式中正確的是()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

17、Q=I2Rt 知： Q甲 Q乙 ；故選 C。11 如下圖所示，當滑動變阻器的滑片9min ；當滑片P 滑至 b 端時，定值電阻ab 的中點時，若定值電阻R 再產生熱量P 滑至 a 端時，定值電阻R 產生熱量 Q 用時是R 產生相同熱量Q 的用時是36min ，當滑片P 滑至Q 的用時是（）A20.5minB 20.05minC 20.25minD 22.25min【答案】 C【解析】【詳解】當滑動變阻器的滑片P 滑至 a 端時，電路為R 的簡單電路，產生熱量等于消耗電能，則可由WQ 所用時間為t 得，產生熱量Pt1WQQRP1U 2U 2R當滑片 P 滑至 b 端時，電路為R 與整個滑動變阻器

18、串聯(lián)電路，根據(jù)串聯(lián)分壓定律可求R 兩端電壓為URURR滑產生熱量等于消耗電能，則可由PW得，產生熱量Q 所用時間為tWQQQ(R R滑 )2t2U 2RU 2RU 2P22RRR滑當滑片 P 滑至 ab 的中點時，電路為R 與變阻器串聯(lián)電路，此時滑動變阻器接入阻值為總阻值的一半，根據(jù)串聯(lián)分壓定律可求R 兩端電壓為URUR1 R滑2產生熱量等于消耗電能，則可由PWQ 所用時間為t 得，產生熱量WQQQ(R1R滑 )22t3U 2RU 2RU2P32RR 1 R滑2由于第一次用時9min，第二次用時36min ，帶入式子求解可得，t3=20.25min ，故選 C。12 如圖所示，是研究電流熱效應

19、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(lián)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(jù) UIR 可知， U 甲 U 乙 ；根據(jù) QI 2 Rt 可知，時間相同，流過的電流大小相同，甲電阻絲的阻值大于乙電阻絲的阻值，那么Q甲 Q乙 。

20、故選 A。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【答案】 DB電流大C電壓小D電功率大【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。14 2019 年 3 月，中國青年科學家曹原證實了石墨烯在特定條件下的超導性能，取得了國際超導科研領域的重大突破。利用石墨烯超導的零電阻特性進行遠距離輸電，將實現(xiàn)電能零耗損。其節(jié)能依據(jù)的原理是（）A牛頓第一定

21、律【答案】 DB帕斯卡定律C歐姆定律D焦耳定律【解析】【分析】利用超導進行遠距離輸電，因為超導體的電阻為零，根據(jù)焦耳定律公式可知，沒有熱量產生，即沒有內能的損耗?！驹斀狻緼牛頓第一定律是指一切物體在不受力的情況下，將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，與題無關，故 A 不符合題意；B帕斯卡定律是指加在密閉液體上的壓強，能夠大小不變地由液體向各個方向傳遞，與題無關，故 B 錯誤；C歐姆定律是指一段導體通過的電流跟加在導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比，與題無關，故 C 錯誤；D焦耳定律是指一段導體產生的熱量跟導體通過的電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟導體的通電時間成正比；所以當電阻為

22、零時，導體沒有熱量產生，即電能零損壞，故 D 正確。故選 D。15 從產品說明書得知，一臺“6V 3W”的迷你型小風扇，電動機線圈阻值為0.1 。當小風扇正常工作時，則下列說法中正確的A小風扇 1min 消耗的電能為18JB小風扇 1min 將 180J 電能轉化成機械能C電動機線圈 1min 產生的熱量為 1.5JD電動機線圈1min 產生的熱量為15J【答案】 C【解析】【詳解】W得，小風扇 1min 消耗的電能為：A由 PtWPt 3W 60s；180J故 A 項錯誤；BCD由 P UI 得，電路中線圈的電流為：IP3WU0.5A ；6V電路中通過線圈的電流為產生的熱量為：Q I2（0.

23、5A260s 1.5J ；Rt） 0.1所以小風扇 1min 內電能轉化成的機械能小于180J；故 BD 項錯誤； C 項正確。16 如圖所示是電熱吹風機的內部電路原理圖，電熱吹風機由一個電動機和一個電熱絲并聯(lián)組成。電動機中有電流通過時會有風吹出，電熱絲中有電流通過時會有熱量產生。當開關 S12）、 S 都閉合，二者都正常工作，下列說法不正確的是（A電動機和電熱絲在相同時間內產生的熱量不同B電動機和電熱絲在相同時間內消耗的電能不同C電動機和電熱絲消耗的電功率相同D電動機消耗的電能大部分轉化為機械能，少部分轉化為內能【答案】 C【解析】【分析】【詳解】A 電動機與電熱絲電阻與電流均不同，根據(jù) Q

24、 I 2Rt 可得，兩者在相同時間內產生的熱量不同，故 A 正確，不符合題意；B電動機和電熱絲并聯(lián)，兩者電壓相同，但電流不同，根據(jù)公式WUIt可得兩者相同時間內消耗的電能不同，故B 正確，不符合題意；C電動機和電熱絲兩端的電壓相同，但電流不同，根據(jù)PUI可得，兩者電功率不同，故 C 錯誤，符合題意；D電動機主要是將電能轉化為機械能，少部分電能轉化為內能，故D 正確，不符合題意。故選C。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

25、間為（）A4 minB 6 minC 8 minD 10 min【答案】 D【解析】【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222溫度相同，則水吸收熱量相等，由公式QU t 可知 QUUt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 兩盞電燈并聯(lián)接在同一電源上甲燈的電阻為500 ,乙燈的電阻為1200 .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

26、路兩端的電壓相等，甲燈的電阻小，工作相同的時間，由W=UIt= U 2t 可知，甲燈消耗的電能多，故A 正確、 BCD錯誤，故選RA。19 在綜合實踐活動課上，小明設計了如圖甲所示的模擬調光燈電路。電源電壓恒定，R1為定值電阻。閉合開關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 內產生的熱量為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，則當電流為 0.1A 時， R1 兩端電壓為U R1U -0.5V-3.5V= U -4VR1 阻值表達式為U -4VR10.1A當電流為 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