2020-2021中考物理专题训练---焦耳定律的应用问题的综合题分类附详细答案

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 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生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故 A 正确， BCD 错误。2 小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从 a 端移至 b 端，

2、电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图象可知定值电阻R 的1阻值是 _实验时，电源电压保持5 V 不变，当滑片P 位于 a 端时，由图象可得滑动变阻器消耗的电功率是_1内产生的热量为_W此时，电阻 R 在 10 minJ【答案】 100.460【解析】【分析】【详解】当 P 在 b 端时R2=0R1的数据，所以R1的阻值，此时电压示数和电流示数最大，且均为为： R1=U 总=5V=10 a端时，R2两端电压U2=U 总 -U1=5V-I0.5A当滑动变阻器的滑片移到1V=4V，由图象知，当R1 的电压是 1V 时，电流为0.1A，根据串联电路的电流处处相等， I2=I1=0.1A， P2

3、=U2I2=4V 0.1A=0.4W， Q1 =W1 =U1It=1V 0.1A 600s=60J。3 电烙铁和电风扇上都标有“ 220V 60W ”的字样，使它们分别在额定电压下工作相同的时间。以下判断中正确的是A它们在工作时通过的电流一定相等B它们在工作过程中消耗的电能一定相等C它们在工作过程中产生的电热一定相等D它们在工作过程中的电功率一定相等【答案】 ABD【解析】【详解】A根据 PUI 得它们在额定电压下工作时通过的电流相等，故A 正确；B根据 WPt 得它们在在额定电压下工作相同的时间消耗的电能相等，故B 正确；C电烙铁工作时主要把电能转化为内能，电风扇工作时主要把电能转化为风能，

4、所以它们在工作过程中产生的电热不相等，故C 错误；D它们在额定电压下工作的电功率都等于60W，故 D 正确。4 如图是探究电流通过导体时产生热量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 形管中液面的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该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系B将左边容器中的电阻丝换成10 的，可以探究电流产生的热量与电阻的关系C该实验装置是利用U 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的D通电一段时间后，左侧电阻丝产生的热量比右侧电阻丝产生的热量多【答案】 AD【解析】【分析】【详解】A装置中一个 5的电阻与两个

5、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，故A 正确；B将左边容器中的电阻丝换成10的电阻丝后，左右容器中的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故B 错误；C该实验装置是利用能直接观察，但可以通过U 形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不U 形管液面高度差的变化来反映，故C 错

6、误；D通过左边容器中的电阻丝的电流大，由Q=I2Rt 可知，左边电阻丝产生的热量多，温度升得较快，故D 正确。故选 AD。5 如图是养鸡场冬季用来调控光照和室温设备的原理电路图此设备的作用是，夜晚对鸡舍内加温，同时增大光照量，白天只进行适当保温，不进行灯光照射，可增大鸡的产蛋量电路图中R1、 R2 是电热丝 R1： R2 ：RL=1： 2： 2， S1、 S2 可以同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求开关S 闭合（）12同时断开时，设备运行处于白天用电状态A S 、 S12也同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态B S 、 S12122： 1C S 、 S 同时断开时，在相同时间内R 和

7、R 产生的热量之比为12也同时闭合时，若电流表示数为6A，则1的实际功率为 880WD S、SR【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、 S1、 S2同时处于闭合状态，R2被短路， R1和灯泡 L 组成并联电路，灯泡L 发光，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：

8、Q =IR t： I R t=R：R =1：2，故 C 错；开关 S、 S12都处于闭合状态时，21、 SR被短路， R 和灯泡 L 组成并联电路； 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 正确 ；故选 ABD6 下列家用电器中，利用电流热效应工作的是A电冰箱B电饭锅C电视机D电风扇【答案】 B【解析】【详解】A电冰箱的压缩机把电能转化为机械能，灯泡将电能转化为光能，故A 不符合题意；B电饭锅把电能转化为内能，是利

9、用电流热效应来工作的，故B 符合题意；C电视机主要是把电能转化为光能和声能，没有利用电流热效应，故C 不符合题意；D电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流热效应来工作，故D 不符合题意。7 如图是科技小组为养鸡场设计的调控光照和室温设备的电路图。此设备的作用是，夜晚对鸡舍内加温，同时增大光照量，白天只进行适当保温，不进行灯光照射，可增大鸡的产蛋量。电路图中 R1 、 R2，是电热丝， L 为照明灯泡（ L 的电阻不随温度变化），2R1R2R1 。 S1、 S2，同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求。开关S 闭合时，下列说法错误（）ABCS1、S2 同时断开时，设备运行处于白天用电状

10、态S1、 S2 同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态S1、 S2 同时断开时，在相同时间内和产生的热量之比为2 1D S1、 S2 同时闭合时，若电流表示数为6A，则的实际功率为880W【答案】 C【解析】【分析】【详解】S 闭合， S1、 S2 同时断开时， R1、 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 PU2可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天在相同时R间内 R1、 R2 产生的热量之比QQ2I 2RtI 2R t2RR 1 212开关S、 S1、 S2 同时处于闭合状态，R2 被短路，R1 和灯泡L 组成并联电路，灯泡L 发光，且U2电路中的

11、电阻最小，由公式P可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以RU是晚上，因为I，所以RR R121L所以I IR R211LL1因为 R1= 6A所以I1=4A2I =2A因为U LU 1 U220V所以P1 UI 1220V4A 880W故选 C。8 如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（）A电视机B电暖气C电风扇D计算器【答案】 B【解析】【详解】A通电后，电视机是把电能转化为电视机影像的光能和喇叭的声能，不是利用电流热效应工作， A 项不合题意；B通电后，电暖气是把电能转化为内能，这是利用电流热效应工作，选项B 符合题意；C通电后，电风扇是把电能转化为扇叶的动能，不是利用电流热

12、效应工作，C 项不合题意；D通电后，计算器是把电能转化为显示屏上的光能和喇叭的声能，不是利用电流热效应工作， D 项不合题意。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

13、数是多少？(3)通电 1min ，电流表 A 消耗的电能是多少？【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R 并联，小灯泡L 正好正常发光，则电压表0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

14、 RA t0.55A 20.2 60s=3.63J答： (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 冰箱起 ，与 冰箱并 的台灯 暗。关于 一 象，下列 法中不正确的是（）A 中 流 大B 路中 阻 大C 路中 耗 大D灯泡两端的 小【答案】 B【解析】【分析】【 解】A当使用大功率的 冰箱 ， 路中的 功率 大，家庭 路的 一定，由P UI 可知，干路中的 流 大，故A 正确，不符合 意；B因 冰箱和台灯是并 的，根据并 路 阻的特点知， 路中的 阻 小，故B ，符合 意；C干路中的 流 大

15、，由Q I 2 Rt 知， 路中的 耗 大，故C 正确，不符合 意；D因干路中的 流 大，由UIR 知， 路 阻分 大，台灯两端的 小，所以台灯将 暗，故D 正确，不符合 意。故 B。11 根据以下新 信息，下列 正确的是材料和 行 新 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

16、，近些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因为石墨烯有优良的导热性，所以石墨烯适合用来制成保温隔热材料【答案】 A【解析】【详解】A 由文章内容可得，石墨烯电阻会随着光照强度改变，因此可以顶替硅制作光敏电阻，故 A 选项正确；B半导体材料是指其导电性能会随外界条件改变而改变，电阻并不可以为零，故

17、B 选项错误；QI2C用绝缘材料制作电阻丝，通过电流极小，根据公式Rt可知，无法产生很大的热量；故 C 选项错误；D石墨烯有良好的导热性，因此热量容易散失，不适合用来制作保温隔热材料，故D 选项错误。12 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

18、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，电流越大，容器内空气吸收热量越多，故D 错误。13 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

19、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，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U 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少【答案】B【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+

20、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Q=I2 Rt 可知，左边容器中的 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 R3 发生断路后，电路中只有R1 和 R2 串联，则总电阻为R总=5+5=10R3 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

21、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。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U 甲 、 U 乙 以及它们在相同时间内分别产生的热量 Q 甲、 Q 乙 的大小，下面关系中正确的是（）A

22、 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】【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L、电阻12接入乙图所示电R和 R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

23、 时，小灯泡 L 的实际功率为 1.2W。下列说法正确的是 ( )A只闭合开关S3 时，小灯泡的电阻为5B只闭合开关S1 时，电路总功率为9.6WC R1 的电阻为5D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 R1 U 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 ，

24、图甲知，当U L2V 时， I 20.6A ，灯消耗的功率为PU L I 2 2V 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 2 U 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 L2V3.3RL0.6AI 2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，R1 和 R2 并联，灯被短路，在15s 内电路中产生的总热量为228VQU t1015s 288JR并3故

25、D 错误。故选 C。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 PWt 得，小风扇 1min 消耗的电能为：WPt 3W60s 180J；故 A 项错误；BCD由 P UI 得，电路中线圈的电流为：IP3W0.5A ；U6V电路中通过线圈的电流为产生的热量为：Q I2Rt（0.5A20.1 60s 1.5J ；）所以小风

26、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 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WUItU 2t 得出等式，据此求出在0.8U 的电压下烧开R一壶水需要的时间。【详解】2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 WUItUt 可得R220.8UU ttRR所用的时间U 22 t1t16min 25min0.8U0.64故选 B。18 如右图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电热），下