中考物理焦耳定律的应用问题综合经典题含答案.docx

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1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 下列说法不正确的是（）A两个用电器组成的电路，通过它们的电流不相等，则它们一定是并联B三个用电器组成的电路任意一个损坏都不影响其他用电器，则它们一定是并联C家庭电路中若电热水壶被短路，则空气开关一定跳闸D功率相同的电风扇和电热水壶正常工作1h，产生的电热一定相等【答案】 D【解析】【分析】【详解】A两个用电器组成的电路，只有并联时通过它们的电流才不相等，故意；A 正确， A 不符合题B三个用电器组成的电路任意一个损坏都不影响其他用电器，则它们一定是并联，若其中两个或三个串联，则必须同时工作，故 B 正确， B 不符合题意；C家庭电路中若电热水壶被短路，电路中电

2、流过大，则空气开关一定跳闸，故C 正确，C不符合题意；D功率相同的电风扇和电热水壶正常工作1h 消耗的电能相同，但因为电热水壶把电能几乎全部转化成热能，而电风扇主要是把电能转化成机械能，二者产生的电热不同，故误， D 符合题意。故选 D。D 错2 小明将线圈电阻为4.84 的电动机接人220V 的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000imp/(kW.h) 的电能表3min 内闪烁了 100 次，则电动机在这段时间内消耗的电能为_kW.h，电动机线圈产生_J 的热量。【答案】 0.051.8104【解析】【分析】【详解】1 电动机在这段时间内消耗的电能为WnkWh=

3、100kWh0.05kWhn020002 根据公式 W UIt 可以求出电动机线圈的电流为W0.053.6106 J100I220V360sAUt22电动机线圈产生热量为QI 2Rt (100 A) 2 4.84 180s=18000J=1.8 104 J 223 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， R2 为滑动变阻器，闭合开关S1，滑片 P 从最右端移动到最左端，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

4、阻值为变阻器最大阻值的7/15，通电 1minR2 产生的热量为 _J。【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 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

5、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

6、成立，即此时通过R2 的电流为0.5A，则通电 1min R2 产生的热量为Q放I 2 R2t27 60s=105J0.5A4 为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中，在两地间架设了两根等长的输电线。两根输电线的总电阻为r。已知位于电厂处的两根输电线间的电压为U，输送电能的功率为P，由于电流通过输电线发热会损失电能，该输电线路输送电能的效率为_。（输电效率为用户得到的电能与发电厂输出电能的比值）【答案】 1rPU 2【解析】【分析】【详解】由 PUI 得：通过输电线的电流PIU输电线的总电阻Rr ，则输电线上消耗的功率P损耗 I2RP)2P2 r(r2UU则用户实际得到的电功率实P2 rPP

7、P损耗 P2U则输电线输送电能的效率为P实PP2 rPrU 2PP12UrP所以输电线输送电能的效率为12 。U5 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W=UIt =6V 0.3A t在

8、 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 -Q6V0.3At- 0.3A22 t=90%=W总W6V0.3At6 有两个灯泡L1 L2，L1标有“6V 3W”字样，L2没有标记，实验测得L2的电阻为6、。将 L1、 L2 串联接在某一电路中，两灯L1 、L2 均能正常发光（忽略温度对电阻的影响），下列计算结果正确的是（）A该电路两端的总电压为 9VB灯 L2 的额定功率为 3WC相同时间内，灯 L1、 L2 消耗的电能之比W1 W2=11D相同时间内，灯 L1、 L2 产生的热量之比Q1Q2=2 1【答案】 AD【解析】【详解】A 接入电路后正常发

9、光，则电路中电流P13WI0.5A ，U 16V则 L 2 两端电压U 2IR20.5A63V ，则总电压U 总 U 1 U 26V 3V 9V ，A 正确；B根据题意可知，L 2 的功率为P2I 2 R20.5A261.5W ，B 错误；C根据 WPt 可知，在相同时间内消耗电能之比等于功率之比为2： 1， C 错误；D灯泡产生的热量等于消耗的电能，因此产生的热量之比为2：1， D 正确。7 下列关于物理中常见电现象和磁现象的说法中一定正确的是（）A两个轻质小球放在一起时相互排斥，则两球一定带同种电荷B一个开关能同时控制两盏灯，则这两盏灯一定是串联的C两盏白炽灯串联通电发光，则更亮一点的电阻

10、一定更大D电功率相同的电热水壶和电风扇工作相同的时间，发热一定相等【答案】 AC【解析】【分析】【详解】A据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”知，两个轻抚小球放在一起相互排斥，则两球一定带同种电荷，故 A 正确；B一个开关同时控制两盏灯，则这两盏灯可能是串联，也有可能是并联，因为两灯并联，开关在干路，则可同时控制两盏灯，故 B 错误；C串联电路中，通过两盏灯的电流相等，据 P=I2 R 得，电阻越大，实际功率越大，则亮度越亮，故 C 正确；D电功率相同的电热水壶和电风扇在额定电压下工作相同时间，消耗的电能相等，但发热是电热水壶的大于电风扇的。因为电热水壶基本将所有的电能上转化为内能，而电风

11、扇将大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能。故D 错误。故选 AC。8 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: PB1: 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: QB2 :1【答案】ACD【解析】【分析】本题考查串联、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 的的电压为

12、 3V 时，通过它的电流为I-U 图象是倾斜的直线，则两个都是定值电阻，当0.6A ，那么 A 的电阻A 两端U3V5R0.6 AI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 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.

13、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 。9 如图，电源电压保持不变，R1=10 ，开关 S 闭合， S0 拔至 b 时电压表的示数是拔至 a时的三分之一，则R2=_；若电源电压为013 V，当开关 S拔至 b 时， R 在 10 min 内产生的热量是 _J。【答案】 20 60【解析】【分析】【详解】1 闭合开关 S，开关 S0 拨至 b 时，两电阻串联，电压表测R1 两端的电压；闭合开关S，开关 S0 拨至 a 时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各

14、分电压之和，且开关 S0 拨至 b 时电压表示数是拨至a 时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比U1U 3 1U 2UU 32因串联电路中各处的电流相等，所以，由I U 可得，两电阻的阻值之比RU1R1 I U1 1R2U 2U 22I则 R2 的阻值R2 2R1 2 10 202 若电源电压为 3V，当开关 S0 拨至 b 时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的电流IU3V 0.1AR1R210 20R1 在 10min 内产生的热量Q1 I2R1t (0.1A)2 10 600s60J10 如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表量程为00.6A。图乙中 A、 B 分别是小

15、灯泡和电阻 R1两端的电压随电流变化关系图象。只闭合开关1S、 S ，滑动变阻器的滑片 P移至 a 端时，电路中的电流为0.2A；滑动变阻器的滑片移至b 端时，小灯泡恰好正常发光。只闭合开关S、 S3，调节滑片 P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10时，小灯泡两端的电压恰好为2V。则（）R1 阻值为A电源电压为10VB小灯泡L 的额定功率6WC只闭合开关S、S2，滑动变阻器的滑片移至a 端时，1.5min电流通过R1 产生的热量为64JD闭合开关S，改变其它开关的通断及滑片的位置，电路消耗的最小功率可以达到1.2W【答案】BC【解析】【分析】【详解】A由于灯泡灯丝电阻受温度影响，定值电阻阻值不

16、发生变化，则小灯泡灯丝两端的电压随电流变化关系图象为曲线，定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直线，则由乙图数据可求R1 = U14V=40I10.1A已知闭合 S、 S3，调节滑片 P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10时，小灯泡两端的电压恰好为 2V，此时电路为小灯泡与两电阻串联电路，由乙图可知此时电路电流为0.2A，则电源电压为U U L U 1 U 2 =2V+0.2A40 +0.2A10 =12V故 A 不符合题意；B当闭合开关 S、 S ，滑动变阻器的滑片移至b 端时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变1阻器接入阻值为0，此时电路为小灯泡的简单电路，小灯泡此时两端电压等于电源

17、电压为12V，对应乙图可知此时电流为0.5A，则额定功率为P额 U 额 I 额12V 0.5A=6W故 B 符合题意；C只闭合开关 S、S1，滑动变阻器的滑片P 移至 a 端时，电路中的电流为0.2A，此时电路为小灯泡与滑动变阻器串联电路，且滑动变阻器接入阻值最大，由乙图可知此时小灯泡两端电压为 2V，电源电压为12V，则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V，由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为U 2max10VR2maxI 2=500.2A则当闭合开关 S、 S2，滑动变阻器的滑片移至a 端时，电路为R1 与 R2 串联电路，由串联分压可求 R1 两端电压为U1R14048R1 R2U12

18、V= V40509由于 R1为纯电阻，则1.5min电流通过1R 产生的热量为2U 1248 VW1t91.560s=64JR140故 C 符合题意；U2D由于电源电压不变，则由P可知，当电路阻值最大时，电路总功率最小，则闭R合开关 S、 S3，滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大，功率最小，若最小功率为1.2W ，则此时电路电流为I minPmin1.2W =0.1AU12V则此时电路总电阻为RmaxU12VI min=1200.1A则小灯泡此时电阻应为RL 实 =Rmax-R1-R2max=120 -40-50 =30 此时小灯泡分得电压应为U=IR=0.1A 30 =3VL 实minL 实但

19、由乙图可知，当小灯泡电流为0.1A 时，小灯泡两端电压不足2V，前后冲突，故D 不符合题意。故选 BC。11 如图，电源电压不变，R1 、 R2 是两个相同的电阻，当闭合开关S1 ，断开 S2 、S3 ，通电 10min ，电路产生的热量为Q；同时闭合 S2 、 S3 ，断开 S1 ，若要产生相同的热量Q，则通电时间为（）A2.5minB 10minC 20minD 40min【答案】 A【解析】【分析】【详解】由题可知， R1、 R2 是两个相同的电阻，设R1=R2 =R由图可知，当闭合开关 S1232R，电源电压不变，由，断开 S、 S 时，两电阻串联，总电阻为焦耳定律可得，通电10min

20、 电路产生热量Q= U 2 10 60s2 R闭合 S231R ，产生相同热量，则、S ，断开S 时两电阻并联，总电阻为2U 22U 2tQ= R t=2RU 22U2 10 60s=t2RRt=150s=2.5min故选 A。12 下列用电器中，主要是利用电流热效应来工作的是A电风扇B电视机C电饭锅【答案】 CD LED灯【解析】【详解】A电风扇工作是电能主要转化为机械能，利用通电导体在磁场中受到力的作用，故A 不符合题意；B电视机工作是电能主要转化为光能，故B 不符合题意；C电饭锅工作是电能主要转化为内能，主要是利用电流热效应来工作，故D LED灯工作是电能主要转化为光能，故 D 不符合题

21、意。C 符合题意；13 如图所示是“的实验装置。下探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关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，

22、 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，电流越大，容器内空气吸收热量越多，故D 错误。14 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

23、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1min ，消耗的电能为14400J【答案】 D【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 0.5 60s=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。15 如图

24、所示，电源电压为 6V ， R1 10 ， R2 20， R3 5 。闭合开关S1 后，当S2 ， S3 全部闭合和全部断开时，在相同的时间内电流通过R1产生的热量之比是（）A4 9B 94C 2 3D 3 2【答案】 B【解析】【分析】【详解】当开关都闭合时 ， R3 被短路 ， R1 与 R2 并联 ，此时 R1 两端的电压为电源电压U。 当开关 S1闭合 ， S2、 S3 全部断开时 ， R2被开路 ， R1与 R3串联 ，此时R1U 1102R3U 351则此时 R1 两端的电压为U12R1 产生的热量之比是U，则相同的时间内电流通过3U22t U2 9Q R1UQ U 12tU12

25、U4R13故选 B。16 从产品说明书得知，一台“6V3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1 。当小风扇正常工作时，则下列说法中正确的A小风扇 1min 消耗的电能为18JB小风扇1min 将 180J 电能转化成机械能C电动机线圈1min 产生的热量为1.5JD电动机线圈1min 产生的热量为15J【答案】 C【解析】【详解】A由 PW得，小风扇 1min 消耗的电能为：t；W Pt 3W 60s 180J故 A 项错误；BCD由 P UI 得，电路中线圈的电流为：P3WI0.5A ；U6V电路中通过线圈的电流为产生的热量为：Q I2Rt （0.5A21.5J ；） 0.1 60s所以

26、小风扇 1min 内电能转化成的机械能小于180J；故 BD 项错误； C 项正确。17 将阻值为 40 的电阻丝接在电源两端，通电 10 min ，电流产生的热量是31.5 10 J；若将阻值为 10 的电阻丝接入同一电源的两端，通电 20 min ，电流产生的热量是()A1.242 10JB3.75 10JC 7.523 10JD 6.0 10J【答案】 A【解析】【详解】将阻值 10的电阻丝接入同一电源两端，电源电压一定，设为U，由 QU 2t 可得： 40电阻丝产生的热量 Q1U 2t1 ，RR1U 210电阻丝产生的热量Q2 R2 t2 ，Q1U 2t1R2t11010min1R1则

27、U 2，Q2t2R1t24020min8R2即 Q28Q181.5103 J1.2104 J ，故 A 正确为答案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 行业动态 新闻正文石墨 也能 成 体？会 生什么 覆性影响？ 布者：甄可信 ： 2019/5/20 13： 14 量： 1314 点 数： 9527石墨 又称 墨， 由一 碳原子 成，石墨 是目前世界上最薄最 硬的 米材料，它的熔点超 3000 ，它具有 良的 性，而且由于它特殊的 子 构， 阻会随着光照程度改 ，在功能上比硅覆盖面更广更 秀，有可能代替硅成 新的半 体材料，近些

28、年来科学家一直致力于挖掘石墨 更多 藏的性 ，近日英国曼斯特大学的科学家 在 NATURE上撰文，描述了他 用两 硝酸硼和两 石墨 装成一个“巨无霸 堡”， 是科学家 首次将一般 半 体的石墨 成 体A石墨 将来可以 替硅制作光敏 阻B石墨 所制作的半 体 性好， 阻可以 零C 如果用硝酸硼和石墨 装而成的 体材料制作，能 生更多的 量D因 石墨 有 良的 性，所以石墨 适合用来制成保温隔 材料【答案】 A【解析】【 解】A 由文章内容可得，石墨 阻会随着光照 度改 ，因此可以 替硅制作光敏 阻，故 A 正确；B半 体材料是指其 性能会随外界条件改 而改 ， 阻并不可以 零，故B 选项 ；Q2

29、C用 材料制作 阻 ，通 流极小，根据公式I Rt可知，无法 生很大的 量；故 C ；D石墨 有良好的 性，因此 量容易散失，不适合用来制作保温隔 材料，故D 选 。20 如 是养 冬季用来 控光照和室温 的原理 路 此 的作用是，夜晚 舍内加温，同 增大光照量，白天只 行适当保温，不 行灯光照射，可增大 的 蛋量 路 中R1、 R2 是 R1： R2 ：RL=1： 2： 2， S1、 S2 可以同 断开或 合，以 白天和夜晚的用 要求开关S 合（）A S1、 S2 同时断开时，设备运行处于白天用电状态B S1、 S2 也同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态C S1、 S2 同时断开时，在相同

30、时间内R1 和 R2 产生的热量之比为2： 1D S1、S2 也同时闭合时，若电流表示数为6A，则 R1的实际功率为880W【答案】 ABD【解析】S 闭合， S1 、 S2断开时， R1 和 R2 组成串联电路，灯泡L 断路不发光，且电路中的电阻最大，由公式 P=U2 /R 可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天，故A 正确；开关 S、 S1221和灯泡 L 组成并联电路，灯泡L 发光，、 S同时处于闭合状态， R被短路， R且电路中的电阻最小，由公式P=U2/R 可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以是晚上；故 B 正确；121212212212S 闭合， S、 S断开时， R和 R 串联， Q： Q =IR t： I R t=R：R =1：2，故 C 错；开关 S、 S1221和灯泡 L 组成并联电路；、 S都处于闭合状态时， R被短路， R I=U/R， R1 ： RL =1： 2， I1 ： IL =RL ： R1 =2： 1， I=6A， I1 =4A， IL =2A， UL