《2020-2021中考物理焦耳定律的应用问题综合题汇编附详细答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021中考物理焦耳定律的应用问题综合题汇编附详细答案.docx（21页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 一个“ 220V 300 W 的电热杯，一个“ 220 V 300W”的煮蛋器，一台“ 220V 300 W 的小型洗衣机，分别接在 220V 的电压下，则相同时间内它们产生的热量A小型洗衣机最少B电热杯最少C煮蛋器最少D一样多【答案】 A【解析】【详解】由题意可知，三种仪器的额定功率相同，但小型洗衣机主要将电能转化为机械能；而电热杯、煮蛋器将电能全部转化为内能，故小型洗衣机产生热量最少，故选A。2 如图甲所示，为额定电压为6V 的灯泡 L 的 I-U图像如图乙所示的电路，电源电压12V不变， R1为定值电阻，21R 为滑动变阻器，闭合开关S ，滑片 P 从最
2、右端移动到最左端，电压表示数变化范围为 2V6V，则灯泡的额定功率是_W ，R1的阻值为_，滑动变阻器 R2 两端的最大电压为_V，移动滑片 P 使 R2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的7/15，通电 1minR 产生的热量为 _J。2【答案】 3.6106105【解析】【分析】【详解】1 由灯泡 L 的 I- U 图象可知，当额定电压 U= 6V 时，灯泡的额定电流 I= 0.6A，则灯泡额定功率PUI6V0.6A3.6W2 当滑片 P 在在最左端时，变阻器没有连入电路，电压表示数为6V，由图象可知，这时电路中的电流为I 大 =0.6A由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压UU LI
3、 大 R1即12V6VR10.6A解得R1103 由电路图可知，当滑片P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，R1 与R2 灯泡串联，电压表测灯泡两端电压，此时电压表示数最小，为U 小 = 2V由图象可知，这时电路中的电流为I 小= 0.4A由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压UU L小I小 R1U 2滑动变阻器R2 两端的最大电压U 212V2V0.4A106V4 当滑片 P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，通过的电流为I 小= 0.4A则此时滑动变阻器的阻值为R2U 2 = 6V15I小0.4A移动滑片 P 使 R2接入电路的阻值为变阻器最大阻值的7/15，则此时滑动变阻器的阻
4、值为R2715715则U U LI R1I R2由图分析可知，当电流LI =0.5A ，灯泡两端电压 U =3.5V 时，等式12V3.5V+0.5A 10+0.5A 7成立，即此时通过R2的电流为0.5A，则通电21min R 产生的热量为Q放I 2 R2t27 60s=105J0.5A3 家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是_，正常工作吹热风5min 电热丝产生的热量是_J。5【答案】 552.6410【解析】【详解】(1)1 由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W ，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电
5、热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率：P电热丝P热PM1000W120W880W ；并联电路中各支路两端的电压相等，由 PU2可得电热丝的电阻：RU 22220VR电热丝55 ；P电热丝880W2 电吹风正常工作且吹热风时， 5 分钟内电流通过电热丝产生的热量：QWPRt880W560s2.64105 J 。4 如图所示当甲电路中的开关S 闭合时，两个电压表所选量程不同，测量时的指针位置均为如图乙所示，则电阻R1 两端的电压为 _V， R1 R2 =_，当电阻 R1、 R2 并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R1、 R2 所产生的热量之比Q1 Q2=_。【答案】
6、104： 1 1：4【解析】【详解】12 从图甲可以看到，开关S 闭合时，电压表 V1 测的是电源电压，示数较大，电压表V2测的是 R2 两端的电压，示数较小，因为测量时的指针位置均为如图乙所示，那么电压表V1的量程应该是0 到 15V，它的读数是 12.5V，电压表 V2 的量程应该是0 到 3V，它的读数是2.5V，根据串联电路电压规律可知，电阻R 两端的电压为1U 1 U - U 212.5V - 2.5V 10V电阻 R1 大小是U 110VR1II电阻 R2 大小是U 22.5VR2II那么10V2.5V4：1R1： R2：I I3 当电阻 R1、 R2 并联在电路中时， R1 、R
7、2 两端的电压是相同的，在相同的时间内电流通过12所产生的热量之比是R 、 RU 2U 211R2：R11：4Q1：Q2t： tR1：R1R2R25 电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内能。若一台玩具电动机接在6V 的电源两端，使其正常转动时，通过电动机中的电流为 0.3A；短暂地卡住电动机转轴，使其不能转动，通过电动机中的电流为3A。则这台电动机线圈的电阻为_，正常转动时的效率是_。【答案】 290%【解析】【分析】【详解】1 电动机转轴卡住时电流为3A，故电动机线圈电阻为U 6VR=2I 3A2 设电动机正常运转时，在t 时间内消耗的电能为
8、W=UIt =6V 0.3A t在 t 时间产生的热量为Q=I2Rt=(0.3A)2 2 t电动机正常运转时的效率W有W -Q6V0.3A22 tt- 0.3A= W总 =W=6V0.3A t=90%6 两定值电阻RA和 RB 中的电流与其两端电压的关系如图所示，若将两电阻串联在电压为3V 的电源两端，电路的总功率为_W，通电一段时间后，AB产生的热量之比是R和 R_ 【答案】 0.61：2【解析】【分析】【详解】由图象知，U=3V 时， IA=0.6A， IB=0.3A，根据 RU，电阻IU3VRA5，I A0.6AU3VRB10，I B0.3A两电阻串联时，电路总电阻R=RA+RB=5 +
9、10 =15，电路总功率PU 2(3V) 20.6W ；R15A、 B 两电阻串联流过它们的电流I 相等，通电一段时间产生的热量之比QAI 2 RAt RA51QBI 2 RBt RB1027 电阻 A 和 B 连接在某一电路，通过它们的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知（）A电阻 A 的阻值为5B当通过电阻B 的电流为0A 时，电阻B 的阻值为0C当电阻 A、 B 串联在电压为3V 的电源两端时，它们的电功率之比为PA : PB 1: 2D当电阻 A、 B 并联在电压为3V 的电源两端时， 5min 它们产生的电热之比 QA : QB 2 :1【答案】 ACD【解析】【分析】本题
10、考查串联、并联电路的特点，电功率的计算，电热的计算，应用I -U 图象和欧姆定律解题。【详解】A 由图象可知，电阻A 、 B 的I-U图象是倾斜的直线，则两个都是定值电阻，当A 两端的电压为3V时，通过它的电流为0.6A，那么A 的电阻U3VR5I0.6 A故 A 符合题意；B导体的电阻是其本身的一种性质，其两端有无电压，不会影响其电阻的大小，故B 不符合题意；C由图象可知，电阻A、 B 串联，电源电压为3V时，通过电路的电流应该是0.2A ，此时A 、 B 两端的电压分别为1.0V和 2.0V ，根据P=UI得，各电阻的电功率之比为PA:PB =U A :U B=1.0V:2.0V=1:2故
11、 C 符合题意；D当电阻A 、 B 并联在电压为3V 的电源两端时，由图象可知，通过两电阻的电流分别为0.6A 和 0.3A ，根据 Q=UIt 得，在 5min 内，两电阻产生的电热之比QA :QB=I A :I B=0.6A:0.3A=2:1故 D 符合题意。故选 ACD 。8 如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R的滑片 P 在 a 点时，电流表示数为0.5A，将滑片 P 从 a 点移动到最右端的过程中，通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示，则下列选项正确的是（）A电源电压为5VB R 的阻值为15C 10s 内定值电阻R 产生的电热为9JD若无论怎样移动滑片
12、，电流表有示数且保持不变，则一定是【答案】 BR断路【解析】【分析】【详解】A由图乙可知，当滑片P 在 a 点时， R=10 ，电流 I1=0.3A，此时滑动变阻器的电压U1I 1R 0.3A103V滑动变阻器与定值电阻并联，所以滑动变阻器的电压等于电源电压UU 13V故 A 错误；B滑动变阻器R的滑片 P 在 a 点时，电流表示数为0.5A，此时定值电阻的电流I 2 I I10.5A 0.3A0.2A定值电阻的电阻 RU3VR15I 20.2A故 B 正确；C 10s 内定值电阻R 产生的电热为Q I 22Rt26J0.2A15 10s故 C 错误；D若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不
13、变，有可能是R断路，也有可能是滑动变阻器 R两个下接线柱接在电路中，故D 错误。故选 B。9 一台电动机正常工作时，两端的电压为220V10A，若此线圈的电，通过线圈的电流为阻为 2，则这台电动机1min 内产生的热量是 _J，这台电动机的效率是 _4【答案】 1.2 10 90.9%【解析】【分析】【详解】已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据公式Q=I2Rt 可求这台电动机1min 内产生的热量已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式P=UI 可求电动机的总电功率；再根据公式 P=I2R 计算线圈消耗的功率，总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率，输出功率与总功率的比值就是这
14、台电动机的效率（1）这台电动机 1min 内产生的热量：Q=I2Rt=（ 10A） 2 2 60s=1.24J； 10（2）电动机的电功率：P 总 =UI=220V10A=2200W，线圈消耗的功率：P 圈 =I2R=（10A） 2 2 =200W，输出功率：P 出 =P 总 -P 圈 =2200W-200W=2000W ，这台电动机的效率： = P出/ P 总=2000W/ 2200W=90.9%10 电冰箱起动时，与电冰箱并联的台灯变暗。关于这一现象，下列说法中不正确的是（）A进户线中电流变大B线路中电阻变大C线路中热损耗变大D灯泡两端的电压变小【答案】 B【解析】【分析】【详解】A当使用
15、大功率的电冰箱时，电路中的总功率过大，家庭电路的电压一定，由P UI 可知，干路中的电流变大，故A 正确，不符合题意；B因电冰箱和台灯是并联的，根据并联电路电阻的特点知，线路中的总电阻变小，故B错误，符合题意；C干路中的电流变大，由QI 2 Rt 知，线路中的热损耗变大，故C 正确，不符合题意；D因干路中的电流变大，由UIR 知，线路电阻分压变大，台灯两端的电压变小，所以台灯将变暗，故D 正确，不符合题意。故选 B。11 如下图所示，当滑动变阻器的滑片9min ；当滑片P 滑至 b 端时，定值电阻ab 的中点时，若定值电阻R 再产生热量P 滑至 a 端时，定值电阻R 产生热量 Q 用时是R 产
16、生相同热量Q 的用时是36min ，当滑片P 滑至Q 的用时是（）A20.5min【答案】 CB 20.05minC 20.25minD 22.25min【解析】【详解】当滑动变阻器的滑片P 滑至a 端时，电路为R 的简单电路，产生热量等于消耗电能，则可由 PWQ 所用时间为t 得，产生热量t1WQQRP1U 2U 2R当滑片 P 滑至 b 端时，电路为R 与整个滑动变阻器串联电路，根据串联分压定律可求R 两端电压为URURR滑产生热量等于消耗电能，则可由PW得，产生热量Q 所用时间为tWQQQ(R R滑 )2t2U 2RU 2RU 2P22RRR滑当滑片 P 滑至 ab 的中点时，电路为R
17、与变阻器串联电路，此时滑动变阻器接入阻值为总阻值的一半，根据串联分压定律可求R 两端电压为RUUR 1 R滑2W产生热量等于消耗电能，则可由 P得，产生热量Q 所用时间为tWQQQ(R1R滑 )2t32P3U 2RU 2RU22RR 1 R滑2由于第一次用时9min，第二次用时36min ，带入式子求解可得，t3=20.25min ，故选 C。12 如图所示是 “探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关 的实验装置。下列关于此实验的一些描述，正确的是A在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系B在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系C在甲图中，闭合开关一段时间后a 容器连接的U 型
18、管液面高度差更明显D在乙图中，可得到结论：相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越少【答案】 A【解析】【详解】A. 在甲图中，两个电阻串联，电流相等，电阻阻值不同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系，故 A 正确；B. 在乙图中，两个电阻阻值相同，电流不同，所以探究的是电流产生热量与电流的关系，故 B 错误；C. 在甲图中， a 容器中的阻值小于 b 容器中阻值，串联电路电流相同，由焦耳定律可知闭合开关一段时间后 a 容器内产生的热量小于 b 容器内，因此 b 容器内连接的 U 型管液面高度差更明显，故 C 错误；D. 在乙图中，探究的是电流产生热量与电流的关系，可得到结论是相同时间内，
19、电流越大，容器内空气吸收热量越多，故D 错误。13 电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开S 后，充电插口可以外接充电器对电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为 48V，此时通过电动机线圈的电流为5A，电动机线圈的电阻是 0.5 ，下列说法正确的是（）A对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源B电动自行车的电动机把电能全部转化为机械能C电动机正常工作1min ，电流通过线圈所产生的热量为14400JD电动机正常工作【答案】 D1min ，消耗的电能为14400J【解析】【分析】【详解】A对蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，则蓄电池相当于用电
20、器，故A 错误；B由于电动机会发热，则电动自行车的电动机把电能转化为机械能和内能，故B 错误；C电动机正常工作1min ，电流通过线圈所产生的热量为Q=I2Rt=(5A)2 0.560s=750J故 C 错误；D电动机正常工作1min ，消耗的电能为W=UIt=48V 5A 60s=14400J故 D 正确。故选 D。14 如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压量 Q 甲、 Q 乙 的大小，下面关系中正确的是（U 甲 、 U 乙 以及它们在相同时间内分别产生的热）A U 甲 U 乙 ， Q 甲 Q 乙BU 甲 U 乙， Q
21、 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】【详解】从图中可以看到，这两个灯泡是串联的，流过的电流大小相等，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，根据 UIR 可知， U 甲 U 乙 ；根据 QI 2 Rt 可知，时间相同，流过的电流大小相同，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，那么Q甲 Q乙 。故选 A。15 如图甲图是小灯泡L 和电阻 R2的 I-U 图象。将小灯泡12L、电阻 R和 R 接入乙图所示电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关S1 时，电流表示数为0.8A；只闭合开关S3 时，小灯泡 L 的实际功率为1.2W。下列说法正确的是
22、()A只闭合开关B只闭合开关C R1 的电阻为S3 时，小灯泡的电阻为 S1 时，电路总功率为 559.6WD所有开关都闭合，在 15s 内电路中产生的总热量为 3200J 【答案】 C【解析】【分析】【详解】由图知，电阻 R2 为定值电阻，其阻值为U 14VR210I10.4A只闭合开关S1 时，电阻R1 与灯 L 串联，电流表测的是整个电路的电流，由甲图知，当I0.8A 时，灯两端的电压为 U L4V，由此可得电源电压UU R1U L0.8A R1 4V当只闭合开关 S3 时，电阻 R2 与灯 L 串联，灯消耗的实际功率为1.2W ，图甲知，当U L2V 时， I 2 0.6A ，灯消耗的
23、功率为PU L I 22V 0.6A 1.2WR2 两端的电压为U 2I 2R20.6A10 6V根据串联电路电压的特点，可知电源电压为UU 2U L6V2V 8VA当只闭合开关 S3 时，根据欧姆定律可得U，可得此时灯L 的电阻为IRU L2V3.3RLI 20.6A故 A 错误；B只闭合开关S1 时，电路中消耗的总功率为PUI8V0.8A6.4W故 B 错误；C将 U 值代入得8V0.8AR14V解得R15D所有开关都闭合时， R 和 R 并联，灯被短路，在15s 内电路中产生的总热量为12U 22Q8Vt15s 288JR并103故 D 错误。故选 C。16 下列表述不正确的是（）A两灯
24、串联在220V 的电路中，甲灯较亮B细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，则两球一定带同种电荷C验证焦耳定律实验中，装置通电一分钟后，右管中的液面较高D每消耗 1kW h 的电能，电能表上的转盘转过3000 转【答案】 A【解析】【分析】【详解】A由图可知 P额甲 P额乙 ，甲乙两灯额定电压相同，由U 额2R得P额R甲 R乙甲乙两灯串联在电路中，所以电流相等，由P实I 2 R 得P P实甲实乙灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，所以乙灯较亮，故A 错误， A 符合题意；B细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，两球相互排斥，则两球一定带同种电荷，故B正确， B 不符合题意；C装置通电一分钟后，由焦耳定律可知
25、，右侧电阻较大，产生的热量较多，所以右管中的液面较高，故 C 正确， C 不符合题意；D由表上的信息可知，每消耗 1kW h 的电能，电能表上的转盘转过3000 转，故 D 正确， D 不符合题意。故选 A。17 用电热水壶烧水，若不考虑能量损失和电热水壶电阻的变化，当它两端电压为U 时，用 16min 可烧开一壶水，若它两端电压为0.8U 时，烧开同样一壶水所用的时间为（）A10minB 25minC 30minD 40min【答案】 B【解析】【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能，在两端电压为U 将水烧开和在0.8U 的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据 W UItU 20.8U 的
26、电压下烧开t 得出等式，据此求出在R一壶水需要的时间。【详解】烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热水壶的电阻为R，由 W UItU 2t 可得RU 220.8UttRR所用的时间tU 2125min2 t16min0.8U0.64故选 B。18 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为A。这台电动机正常工作1 s 消耗的电能为380 V，线圈电阻为2 ，线圈中电流为W，产生的热量为Q，则10A W=3 800 J， Q=200 JB W=3 800 J， Q=3 800 JC W=72 200 J， Q=200 JD W=72 200 J， Q=3 800 J【答案】 A【解析】【详解】电动机正常
27、工作1s 消耗的电能：W=UIt =380V 10A=1s3800J，电动机正常工作1s 产生的热量：Q=I2Rt=(10A)2 2=200J1s，故选 A。19 小明同学在活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴。他将一金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置效果最明显（）A a 点Bb点C c 点D都一样【答案】A【解析】【详解】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积，由图可知a 点横截面积最小，故a 的电阻最大， a、 b、 c 是串联的，电流相同，根据故放在 a 点效果最明显。故选 A。QI 2 Rt 可知，在相同时间内a 产生的热量多，20 如图所示是研究焦耳定律实验装置中的部分电路两瓶中的电阻丝是串联的，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值比较通电后两根电阻丝两端的电压U 甲、 U 乙 以及它们在相同时间内产生的热量Q 甲 、 Q 乙 ，以下关系式中正确的是()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】【详解】由于两电阻丝串联，流过它们的电流I 相等，通电时间 t 相等，由题意知：R甲R乙 ，由U=IR 知： U 甲 U 乙 ；由焦耳定律Q=I2Rt 知： Q甲 Q乙 ；故选 C。