中考物理《焦耳定律的应用问题的综合》专项训练附详细答案

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1a 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【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

2、 I :U b I U a I : 2U a I A 1: 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。2 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

3、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 得，RU 2t2U2t =2Q甲 = 4V60s =24J， Q乙 =4V60s =96JR甲40R乙10共产生的热量Q= Q甲 + Q乙 =24J+96J=120J3 如图所示，灯泡L 上标有 “6 V 6 W字”样 (不计灯丝电阻的变化)。电源电压6 V且保持不变。定值电阻R40。只闭合开关S1 和S3，电阻R 在100 s 产生的热量是_J；电路在工作状态下整个电路消耗的最小功率是_W。【答案】 90 0.78【解

4、析】【详解】1 只闭合开关 S1 和 S3 ，定值电阻R和灯泡 L 并联接在电路中，定值电阻R 两端的电压U RU 6V那么电阻 R 在 100 s 产生的热量是226VQU R t100s 90JR40U22 电路在工作状态下整个电路消耗的功率最小，根据P可知，要求总电阻最大；灯R泡 L 的电阻是U L226VRL6PL6W当电阻 R 与灯泡 L 串联在电路中时，此时电路中的电阻最大，只需要闭合开关S2 ，这种情况下电路消耗的最小功率是U 2U 226VPR RL0.78WR总40 64 有两个灯泡 L1 212没有标记，实验测得2的电阻为 6。、 L，L标有“ 6V、 3W”字样， LL将

5、 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 接入电路后正常发光，则电路中电流P13W0.5A，I6VU 1则 L 2 两端电压U 2IR20.5A6 3V ，则总电压U 总U 1 U 2 6V3V9V ，A 正确；B根据题意可知， L 2 的功率为P I2 R26 1.5W ，0.5A22B 错误；C根据 W P

6、t 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。5 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

7、内能，电风扇工作时主要把电能转化为风能，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。6 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，设备运行处于夜晚用电状态C S1、 S2 同时断开时，在相同时

8、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， 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1212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、 S1221L 发光，、 S同时处于闭合状态， R被短路， R 和灯泡 L 组成并联电路，灯泡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

9、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、 S12都处于闭合状态时，21和灯泡 L 组成并联电路；、 SR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 ABD7 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

10、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，

11、故D 错误， D 符合题意。故选 D。8 新的国家标准对延长线插座配用的导线横截面积要求做了修改，额定电流16A 的延长线插座，导线最小横截面积由1mm 2 提升到 1.5mm 2。这样做的目的是A增大导线的电阻B减小通过导线的电流C增大导线上的电压D减小导线的发热功率【答案】 D【解析】【详解】当材料、长度相同时导体的电阻跟横截面积成反比，将导线最小横截面积由1mm 2 提升到1.5mm 2，从而减小导线的电阻，根据焦耳定律Q I 2 Rt 知道，当通电时间一定时，电阻越小，导体产生的热量越少，因此这样做可以减小导线发热的功率，故选D。9 图中电源电压保持不变，灯泡标有6V，3W 字样，当开

12、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.【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=

13、18J。10 如图 (甲 )所示，两电热丝R1 与 R2 并联， R120，电源电压保持不变，闭合开关，电流表 A1 和电流表A2 表盘指针均指如图(乙 )所示位置，则以下判断不正确的是（）A R : R 5： 1B电源电压是 10 V12C R2 的电功率是 20WD R1 工作 2 分钟所放出的热量为600J【答案】 A【解析】【详解】由电路图可知， R1 与 R2 并联，电流表A1 测干路电流，电流表 A2 测 R1 支路的电流；B因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针的位置相同，所以，电流表 A1 的量程为 0 3A，分度值为0.1A，干路电流 I=2.5A，电流表 A

14、2 的量程为0 0.6A，分度值为 0.02A，通过 R11，根据并联电路的电流特点可得，通过2的电流 I =0.5AR 的电流：I 2II1 2.5A 0.5A 2A ，U因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I可得，电源的电压：RUI 1R10.5A2010V ，故 B 正确，不符合题意；A则 R2 的阻值：R2U10V =5 ，I 22A则R1： R220：5 41：，故 A 错误，符合题意；2C R 的电功率：P2UI 210V 2A20W ，故 C 正确，不符合题意；D R1 工作 2 分钟所放出的热量：Q1 I12 R1t0.5A260s 600J ，20 2故 D 正确，不符

15、合题意。11 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03V，电流表量程为 00.6 A。则（）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全工作，变阻器 R2 接入电路的阻值范围是210 D当变阻器R接入电路中的阻值是8时，通电 1min 电阻 R产生的热量是 53.3J21【答案】 C【解析】【分析】(1)根据电压表的正确使用判断所测的电路元件；(2)由电路图可知，R1 与 R2 串联，电压表测R2 两端的电压，电流表测电路中的电流，根据滑片的

16、移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1 两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变化；(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出R1 两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中最大阻值，从而得出答案；(4)当变阻器 R2 接入电路中的阻值是8时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据 Q I

17、 2Rt 求出 1min 电阻 R1产生的热量。【详解】A由电路图可知， R1 与 R2 串联，电压表测R2 两端的电压，电流表测电路中的电流，故A错误；B由电路图可知，滑动变阻器滑片右侧接入电路，当变阻器R2 的滑片 P 像左移动时，接入电路的电阻增加，电压表的示数变大，故B 错误；C因为滑动变阻器 R2 的规格为“ 20 0.5A”，所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A，电路的最小电阻是U6VR12I0.5A滑动变阻器接入电路中的最小电阻R小R R112 10 2当电压表的最大测量值为3V 时，滑动变阻器接入的电阻最大，为10，故 C 正确；D当变阻器 R2 接人电路中的阻值是8时，电路

18、的总电阻R R1 R210 8 18此时电路中的电流IU6V1R18A3通电 1min 电阻 R1 产生的热量Q I 2 R1t (1A) 210 1 60s 66.7J3故 D 错误。故选 C。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，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

19、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+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

20、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=5+5=10总R3 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

21、，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 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

22、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 0.560s=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 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】若原来电压为 U、原来电阻为R，通电时间为t ，电流产生的

23、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。15 小明在一次野炊活动中，将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸（可看作导体）接在干电池正负两极上取火。如图所示，锡箔纸较窄处最先燃烧，这是因为长度相同的锡箔纸较窄处比较宽处的A电阻小【答案】 DB电流大C电压小D电功率大【解析】【详解】较窄处更细，横截面积更小，电阻更大，所以在串联电流相等的前提下，根据公式PI 2 R 可得，较窄处的电功率更大，故ABC不符合题意 , D 符合题意。16 一只电热水壶有两根电阻丝R1 、 R2 ，其阻值 R1R2 ，

24、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 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

25、两端，通电 20 min ，电流产生的热量是()42A1.2 10JB3.75 10J23C 7.5 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Q1 U 2t1 ，RR110电阻丝产生的热量Q2U 2t2 ，R2Q1U 2tR2t11010min1R11则U 2，Q2t2R1t24020min8R2即 Q28Q181.5103 J1.2104 J ，故 A 正确为答案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

26、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 能， 能表上的 3000 转【答案】 A【解析】【分析】【 解】A由 可知 P额甲 P额乙 ，甲乙两灯 定 相同，由U 额2R得P额R甲 R乙甲乙两灯串 在 路中，所以 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 功率，所以乙灯 亮，故A ， A 符合 意；B 挂的两 小球保持静止，两球相互排斥， 两球一定 同种 荷，故B正确， B 不符合 意；C装置通 一分 后，由焦耳定律可知，右 阻 大， 生的 量 多，所以右管中的液面 高，故 C 正确， C 不符合 意；D由表上的信息可知，每消耗1kW h 的 能， 能表上的 3