2020-2021备战中考物理焦耳定律的应用问题综合题附详细答案

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 两个发热电阻 R1 21212:R =1:4,当它们串联在电路中时，R、 R两端的电压之比 U :U

2、 =_；已知 R1=10 ,那它们并联在4V 电路中 ,两个电阻在100s内产生的热量是 _J【答案】 1： 4200【解析】【分析】【详解】两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据UIR 得， R1、 R2 两端的电压之比：U 1IR1R11；U 2IR2R24已知 R110，则R24R14 10 40；根据 QWU 2100s 内产生的热量为：t 得两个电阻在RQ总W1 W2U 2U 2(4V) 2(4V) 2tt10100s100s 200JR1R2403 从产品说明书得知，一台“ 6 V 3 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

3、 _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

4、【答案】 AD【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

5、多少不能直接观察，但可以通过U 形管液面高度差的变化来反映，故C 错误；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（）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

6、用电状态C S1、 S2 同时断开时，在相同时间内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】1212S 闭合， S、 S断开时， R和 R 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；S

7、闭合， S1、 S2断开时， R1 和 R2 串联， Q1 ： Q2 =I2R1 t： I2R2 t=R1 ：R2 =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 =U1=U=220V， P1 =U1 I1 =220V 4A=880W，故 D 正确 ；故选 ABD6 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 分别是小灯泡和电阻 R1两端的电压随电流变化关系图

8、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，定值电阻阻值不发生变化，则小灯泡灯丝两端的电压随电流变

9、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电压为12V，对应乙图可知此时电流为0.

10、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 R2U12V= V40509由于 R1为纯电阻，则

11、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 实但由乙图可知，当小灯泡电流为0.1A 时，

12、小灯泡两端电压不足2V，前后冲突，故D 不符合题意。故选 BC。7 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，电流表有示数且保持不变，则一定是R断路【答案】 B【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 U1 I 1R 0.3A 10 3V滑动变阻

13、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 I1 0.5A 0.3A 0.2A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QI 22Rt0.2A 215 10s6J故 C 错误；D若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，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。8 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

14、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。9 图中电源电压保持不变，灯泡标有6V，3W 字样，当开关s 闭合时 .灯泡 L 正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=_ .通电 10s. R 产生的热量为 _J.

15、【答案】 2018J【解析】【分析】【详解】当闭合开关 S 时，灯 L 正常发光，说明电源电压为 U=6V，电流表测的是总电流，则I=0 8A，由 P=UI 可知，灯泡中的电流：IL =P 额 /U 额 =3W/6V=0. 5A，根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流:IR=I-IL =0. 8A-0. 5A=0. 3A，由 I=U/R 得 , 电阻 :R=U/IR=6V/03A=20；通电 1min 电阻 R 产生的热量：Q=W=UIRt=6V0 3A 10s=18J。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

16、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 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。11 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

17、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3的电阻后， R2 的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全【答案】 D【解析】【分析】【详解】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 -0.5

18、V-3.5V= U -4VR1 阻值表达式为U -4VR1 0.1A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 max4.5V0.25A=1.125W故 B 错误；C小灯泡正常发光时，电流为0.25A，定值电阻 R1在 1min 内产生的热量为Q放 =I 2 Rt20.25A5 60s=18.75J故 C 错误；D当滑动变阻器阻值为

19、 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U12I L R130.25A5+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。12 a 和 b 两个定值电阻的电流与电压的关系如图所示，下列说法正确的是()A将 a 和 b 串联接入电路中，a、 b 两端的电压之比是1：2B将 a 和 b 串联接入电路中，a,b 消耗的功率之比是2： 1C将 a 和 b 并联接人电路中，通过a、 b 的电流之比是1： 2D将 a 和 b 并联接入电路中，相同时间内电流通过a、 b 产生的热量之比是4： 1

20、【答案】 A【解析】【详解】A由图可知若将 a 和 b 串联接入电路中， a、 b 两端的电压之比是 1： 2，故 A 正确；B由图可知若将 a 和 b 串联接入电路中， a、b 消耗的功率之比为Pa : PbU a I :U b IU a I : 2U a I A1: 2故 B 错误；C由图可知若将a 和 b 并联接人电路中，通过a、 b 的电流之比是2 ：1，故 C 错误；D由图可知若将a 和 b 并联接入电路中，相同时间内电流通过a、 b 产生的热量之比为Qa : QbI a2 Ra t : I b2 Rb tUI at :UI bt2 :1故 D 错误。13 以下原理与应用上下对应正确

21、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。14 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

22、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，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。故选 D。15 电路两端电压增为原来的3 倍，电路的电阻降为原来的0.5 倍，在相同时间内，电流产生的热量是原来的（）A6 倍B 9倍C 18 倍D 1.5倍【答案】 C【解析】【详解】若

23、原来电压为U、原来电阻为R，通电时间为t ，电流产生的热量为 Q WU 2t ，现在R的电压为 3U，电阻为 0.5R，通电时间为t，电流产生的热量为Q：3U2tQ0.5 R18U 2；Qt1R故 C 正确。16 一只电热水壶有两根电阻丝R1 、 R2 ，其阻值R1R2 ，现把这只电热水壶接入照明电路中将一壶水加热至沸腾，则下列说法正确的是（）A只接入R1所用时间最短B只接入R2 所用时间最短C两根电阻丝串联接入电路所用时间最短D两根电阻丝并联接入电路所用时间最短【答案】 D【解析】【分析】【详解】2将一壶水加热至沸腾时，产生的热量相同，根据热量的公式QUt 可知，电源电压不R变，接入电路的电

24、阻越小，产生相同热量的时间越少，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，两根电阻丝并联接入电路时，总电阻最小，加热时间最短。故选 D。17 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：tWPt 3W60s 180J；故 A 项错误；BCD由 P UI 得，电路中线圈的电流为：IP3W0.5A

25、 ；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 ；）所以小风扇 1min 内电能转化成的机械能小于180J；故 BD 项错误； C 项正确。18 下列表述不正确的是（）A两灯串联在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实甲 P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，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。19 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，当它两端电压为用 16min 可