《2020-2021备战中考物理备考之焦耳定律的应用问题压轴突破训练∶培优篇附详细答案(1).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021备战中考物理备考之焦耳定律的应用问题压轴突破训练∶培优篇附详细答案(1).docx（20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 在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热,甚至引起火灾，原因是连接处（）A电流比别处大，产生的热量多B电流比别处小，产生的热量多C电阻比别处小，产生的热量多D电阻比别处大，产生的热量多【答案】 D【解析】【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。【详解】在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，在电流、通电时间相同时，产生的热量较多，往往比别处更容易
2、发热，甚至引起火灾。故选 D。2 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
3、电流通过电热丝产生的热量：QWPRt880W560s2.64105 J 。3 从产品说明书得知，一台“6 V3 W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值0.1 ，则小风扇正常工作2min 电动机线圈产生的热量为_J。【答案】 3【解析】【分析】【详解】电路中线圈的电流为P3WI0.5AU6V电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q=I2 Rt=(0.5A) 2 0.1 2 60s=3J4 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
4、所产生的热量之比Q1 Q2=_。【答案】 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 V 测的是电源电压，示数较大，电压表V12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1V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R1： R210V2.5V4：1I：I3 当电阻 R1
5、、 R2 并联在电路中时，R1 、R2 两端的电压是相同的，在相同的时间内电流通过R1、 R2 所产生的热量之比是Q1：Q2U 2U 211R2：R11：4R1t： tR1：R2R25 将阻值为R 甲=40 和 R 乙 =10 的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是_。若将两电阻并联后接在4 V 的电源上，1 min内两电阻产生的总热量为_J。【答案】R 甲120【解析】【分析】【详解】1 已知 R 甲 R 乙，根据焦耳定律 Q= I 2Rt ，两个电阻串联后，通过的电流相等，相同时间内，电阻 R 甲 产生热量较多。2 两电阻并联，由 Q= I 2 Rt , I= U
6、 得，RU 2t4V260sU 2t4V260sQ甲 =24J， Q乙 =96JR甲40R乙10共产生的热量Q= Q甲 + Q乙 =24J+96J=120J6 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PUI 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Q I 2 Rt
7、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U IR 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。7 如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油，阻值不同的电阻丝R1 、 R2 。关于此电路说法中正确的是A探究的是电流产生的热量与电压的关系B温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小C通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同D温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少【答案】 D【解析】【详解】A实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关
8、系，故 A 错误；B温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B 错误；C通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C 错误；D本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D 正确。8 电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为A导线的电阻远小于电熨斗的电阻，导线消耗的电能很少B通过导线的电流小于电熨斗的电流C导线散热比电熨斗快D导线的绝缘皮隔热【答案】 A【解析】【详解】电熨斗跟导线串联，通过它们的电流I 和通电时间t 相等；因为QI 2 Rt ，R电熨斗 R导线 ，所以产生的热量：Q电熨斗 Q导线 ，即相同时间内导线产生的热量远小于电熨斗产
9、生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故 A 正确， BCD 错误。9 如图所示的是探究灯泡灯丝的电阻特性的实验电路，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压 2.5V，额定电流 0.25A）、电压表 V（量程 15V，内阻未知）、电流表 A（量程 0.6A，内阻 0.2 ）、阻值为 30 的定值电阻 R0、滑动变阻器 R、恒定电源（电压 15V，内阻不计）、开关 S、导线若干。闭合开关 S，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，当电流表的示数为 0.55A 时，小灯泡L 正好正常发光。(1)小灯泡 L 正常发光时的电阻是多少？(2)此时电压表的示数是多少？(3)通电 1min ，电流表 A 消耗的电能是
10、多少？【答案】 (1) 10 ； (2) 6.5V； (3) 3.63J【解析】【分析】【详解】(1)小灯泡 L 正常发光时的电阻是R额U 额=2.5VI 额100.25A(2)由图像可知电压表与灯L 串联后与定值电阻R0 并联，小灯泡L 正好正常发光，则电压表与灯 L 串联支路的电流为0.25A，由并联分流可知，定值电阻R0 的电流为0.55A-0.25A=0.3A则两支路的路端电压为U 0 =I 0 R00.3A30 = 9V由串联分压可知电压表的示数为9V-2.5V=6.5V(3)通电 1min ，电流表 A 消耗的电能是QI 2 RA t0.55A 20.2 60s=3.63J答： (
11、1)小灯泡 L 正常发光时的电阻是10；(2) 电压表的示数为 6.5V；(3) 通电 1min ，电流表 A 消耗的电能是 3.63J。10 以下原理与应用上下对应正确的是（）ABCD【答案】 C【解析】【分析】【详解】A原理为电磁感应原理；扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用，故A 错误；B原理为通电导体在磁场中受力的作用；麦克风是利用电磁感应原理，故B 错误；C原理为电流的磁效应即电流周围存在磁场；电铃是利用电流的磁效应，使电磁铁吸引衔铁击打铃盖发出声音，故 C 正确；D原理为电流的热效应，电流做功将电能转化为内能；电风扇是利用电流做功将电能转化为机械能，故D 错误。故选 C。11 小
12、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Q I 2 Rt 可知，在相同时间内 a 产生的热量多，故放在 a 点效果最明显。故选 A。12 如图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（）A通电一段时间后，
13、左侧U 形管中液面的高度差比右侧的小B若容器外面的电热丝R3 发生了断路，若与没断时的通电时间相同，则左侧U 形管中液面高度差变小C将右边并联的两根5 的电阻丝都放入到容器内，通电一段时间后，右侧U 形管中液面的高度差比左侧的大D该实验装置是利用【答案】 BU 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少【解析】【分析】【详解】A装置中一个5的电阻与两个5的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I 右=I 左 ，两个 5的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I 右=I1+I2两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1=I2，所以右边容器中通过
14、电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系；由Q=I2 Rt 可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，左侧U 形管中液面的高度差更大，故 A 错误；B R3 发生断路前，左侧的电阻为5，右侧的电阻为2.5 ，则电路的总电阻为R 总 =5+2.5 =7.5 R 发生断路后，电路中只有R 和 R 串联，则总电阻为312总 =5+5=10RR3 发生断路后，整个电路的总电阻增大了，根据欧姆定律可知，电路中的总电流减小了，在电阻、通电时间不变时，电流减小，则产生的热量变少，所以左侧U 形管中液面高度差变小，故 B 正确；C将右边并联的两根 5的电阻
15、丝都放入到容器内，右侧的电阻为2.5 ，左右两侧的电流和通电时间相同，左侧的电阻大于右侧的电阻，则左侧产生的热量多，右侧U 形管中液面的高度差比左侧的小，故C 错误；D该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过 U 形管液面高度差的变化来反映，故D 错误。故选 B。13 如图所示电路，电源电压恒为6V，定值电阻 R1为 10，滑动变阻器2的规格为“ 20R0.5A”，电压表量程为 0 3V，电流表量程为0 0.6A。下列说法正确的是（）A电压表测量的是电阻R1 两端的电压B当变阻器R2 的滑片 P 向左移动时，电压表的示数变小C为了保证电路中各元件安
16、全工作，变阻器R2 接入电路的阻值范围是2 10D当变阻器 R2 接入电路中的阻值是5时，通电 1min 电阻 R1 产生的热量是9.6J【答案】 C【解析】【分析】【详解】A由电路图可知，电压表是并联在R2 两端，测量的是电阻R2 两端的电压，故A 错误；B当变阻器 R2 的滑片 P 向左移动时， R2 电阻增大，根据串联分压的特点，R2 两端电压增大，即电压表示数增大，故B 错误；23V，根据串联分压的特点，U 1U 2 ，即C由电压表量程“ 03V”， R 两端电压最大为R1= R26V3V3V10=R2解得 R2=10 ，由电流表量程“ 00.6A”，电路中最大电流为0.6A，由滑动变
17、阻器R2 的规格为“ 20 0.5A”，电路中最大电流为0.5A，综合以上因素，电路中最大电流为0.5A，则 IU最大 =，即R1R26V0.5A= 10 R2解得 R2=2，故变阻器 R2 接入电路的阻值范围是210，故 C 正确；D当变阻器 R 接入电路中的阻值是5时，电路中的电流2U6VI = R1R2 =10 5 =0.4A通电 1min 电阻 R1 产生的热量Q=(I )2 R1 t=(0.4A)25 160s=48J故 D 错误。故选 C。14 两个定值电阻R1、 R2 并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S ，经过相同的时间，R1、 R2
18、 产生的热量之比为（）A 1: 3B 3:1C 1:9D 9 :1【答案】 B【解析】【分析】本题考查热量的计算，应用并联电路的特点及I-U 图象。【详解】由题可知 R1、 R2 并联连接，结合图乙知，当U=3.0V 时，通过 R1、R2 的电流分别为I1=0.6A， I2=0.2A，即通过两电阻的电流之比I1:I2=0.6A:0.2A=3:1由 Q=UIt 得，在相同的时间内，R1、 R2 产生的热量之比Q1:Q2=UI1t:UI2t= I1:I2=0.6A:0.2A=3:1故 ACD不正确， B 正确。故选 B。15 如图所示是电热吹风机的内部电路原理图，电热吹风机由一个电动机和一个电热丝
19、并联组成。电动机中有电流通过时会有风吹出，电热丝中有电流通过时会有热量产生。当开关 S1、 S2 都闭合，二者都正常工作，下列说法不正确的是（）A电动机和电热丝在相同时间内产生的热量不同B电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能不同C电动机和电热丝消耗的电功率相同D电动机消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能【答案】 C【解析】【分析】【详解】A 电动机与电热丝电阻与电流均不同，根据 Q I 2Rt 可得，两者在相同时间内产生的热量不同，故 A 正确，不符合题意；B电动机和电热丝并联，两者电压相同，但电流不同，根据公式W UIt 可得两者相同时间内消耗的电能不同，故B 正确，不符合题意；C
20、电动机和电热丝两端的电压相同，但电流不同，根据PUI 可得，两者电功率不同，故 C 错误，符合题意；D电动机主要是将电能转化为机械能，少部分电能转化为内能，故D 正确，不符合题意。故选 C。16 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 2t 得出等式，据此求出在0.8U
21、的电压下烧开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 WUItU 2t 可得RU 220.8UttRR所用的时间tU 2116min25min2 t0.640.8U故选 B。17 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈电阻为2 ，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作1 s 消耗的电能为W，产生的热量为Q，则A 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】电动机正常工作1s 消耗的电能：W
22、=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。18 如图所示，在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水，现将阻值为R1、 R2 的电阻丝（ R1 R2）分别按图中的四种方式连接放入水槽，并接入相同电源通电相同时间后，水温最高的是ABCD【答案】 D【解析】【分析】【详解】由串并联电路特点可知，串联电路电阻越串越大，并联电路电阻越并越小；由电路图及已知 R1 R2 可知，图 D 中电路总电阻最小，四个电路电压相等，通电时间相等，Q= U 2t 可R知， D 产生的热量最多，水吸收的热量越多，水的温度最高，
23、故选D。【点评】电路产生的热量越多，水吸收的热量越多，水的温度越高，由串并联电路的特点判断各电路的阻值大小、熟练应用电功公式是正确解题的关键19 在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S 后，将滑动变阻器 R2的滑片 P 由最右端向左移动，直至灯泡L 正常发光。此过程中，电流表A 的示数随两电压表V1、 V2（电压表 V2 未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A电源电压为5VB电路允许的最大功率为1WC小灯泡正常发光时，定值电阻R1 在1min内产生的热量为26.25JD再串联一个【答案】 D【解析】【分析】【详解】
24、3的电阻后，R2 的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全该电路为串联电路，滑片 P 由最右端向左移动， V2 示数减小，说明 V2 测滑动变阻器两端电压，则当电流为 0.1A 时， R1 两端电压为U R1U -0.5V-3.5V= U -4VR1 阻值表达式为R1U -4V0.1A当电流为 0.25A 时， R1 两端电压为U R1U -0.75V-2.5V= U -3.25VR1 阻值表达式为U -3.25VR1 0.25A联立解得R1=5U=4.5VA由上述分析可知，电源电压为4.5V，故A 错误；B小灯泡正常工作时，电路最大电流为0.25A，则电路允许的最大功率为PmaxUI max4
25、.5V0.25A=1.125W故 B 错误；C小灯泡正常发光时，电流为10.25A，定值电阻 R 在 1min 内产生的热量为Q放 =I 2 Rt25 60s=18.75J0.25A故 C 错误；D当滑动变阻器阻值为0 时，再串联一个3的电阻后，当小灯泡正常发光时，电流为0.25A，两定值电阻分得电压为U 12I LR130.25A5+3 =2V则灯泡两端电压为U LUU 124.5V-2V=2.5V为灯泡正常发光时的电压。故D 正确。故选 D。20 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【答案】 AD一样多【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。