物理焦耳定律的应用问题的专项培优易错试卷练习题附详细答案

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 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 =_；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， r12两端的电压之比：、 ru 1ir1r11u 2ir2

3、r24 ；已知 r110，则r24r14 10 40；根据 qwu 2t 得两个电阻在100s 内产生的热量为：rq总w1 w2u 2u 2(4v) 2(4v) 2100s 200jtt10100sr1r2403 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，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r1 的阻值是 _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

4、b 端时r2=0，此时电压示数和电流示数最大，且均为r1的数据，所以 r1 的阻值为： 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=u2i2=4v 0.1a=0.4w， q1 =w1 =u1it=1v 0.1a 600s=60j。4 有一台电动机，额定电压3v，额定电流1a，电动机线圈电阻0.5 。这台电动机正常工作 1min ，消耗的电能为 _j。产生的热量为 _j，输出的机械能为 _j。【答案】 180

5、30 150【解析】【分析】根据 w =uit ，求出消耗的电能；根据qi 2 rt 求出在 1min 内电流产生的热量；消耗的电能减去产生的热量即为电动机获得的机械能。【详解】1 这台电动机正常工作，电动机1min 消耗的电能wuit3v1a60s180j2 产生的电热22qi rt （1a）0.5 60s30j3 输出的机械能w机械wq180j30j150j【点睛】本题考查了电动机产生热量、电功、输出机械能的计算，关键是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能。5 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

6、/(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wn kwh= 100 kwh0.05kwhn020002 根据公式 wuit 可以求出电动机线圈的电流为iw0.053.6106 j100 aut220v360s22电动机线圈产生热量为qi 2rt (100 a) 2 4.84 180s=18000j=1.8 104 j 226 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

7、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 分钟内电流通过电热丝产生的热量：qwprt880w560s2.64105 j 。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（

8、）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

9、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

10、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，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。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：小灯泡电压 2.5v，额定电流 0.25a）、电压表 v（量程 15v，内阻未知）、电流表l（额定a（量程 0.6a，内阻 0.2 ）、阻值为30 的定值电阻计）、开关s、导线若干。闭合开关r0、滑动变阻器r、恒定电源（电压15v，内阻不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，

11、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 = 2.5v10i 额0.25a(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

12、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： (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 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

13、、 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、 s12同时处于闭合状态，21l 发光，、 sr被短路， r 和灯泡 l 组成并联电路，灯泡且电路中的电阻

14、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 闭合， s1 、 s2 断开时， r1 和 r2 串联， q1 ： q2 =i2 r1 t： i2r2 t=r1 ：r2 =1：2，故 c 错；开关 s、 s1 、 s2 都处于闭合状态时， r2 被短路， r1 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 abd11 如图，电源电压不

15、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s1，断开 s2、 s3 时，两电阻串联，总电阻为2r，电源电压不变，由焦耳定律可得，通电10min 电路产生热量u2q= 10 60s2 r闭合 s2 、s3，断开 s1 时两电阻并联，总电阻为r ，产生相同热量，则2u 2

16、2u 2tq= r t=2ru22u2 10 60s=t2rrt=150s=2.5min故选 a。12 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

17、选d。13 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。14 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

18、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。15 一个电炉的电阻是200，通电 10s3产生 810j 的热量，那么通过这只电炉的电流是（）a2ab 4ac 20ad 40a【答案】 a【解析】【详解】根据焦耳定律的公式q i 2 rt

19、可知，通过这只电炉的电流是q8 103ji2art200 10s故选 a。16 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

20、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

21、 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。17 如图所示，电源电压为 6v ， r1

22、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闭合 ， s2、 s3 全部断开时 ， r2 被开路 ， r1 与 r3 串联 ，此时u。 当开关s1r1 u 1 10 2r3u 351则此时 r1 两端的电压为2u，则相同的时间内电流通过r1 产生的热量之比是u13u22t u2 9q r1uq u 12u124tur13故选 b。18 用

23、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（u 时，）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wuit2ut 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。19 如图电路，电源电压为12v 且保持不变，闭合开关s，当滑片p 置于变阻器的中点时，电压表的示数为4v；当滑片p 置于变阻器的b 端时，电压表的示数变化了2v，在10s内定值电阻r1 产生的热量为36j。则下列结果正确的是（）a电路中的最大电流为1ab滑片 p 在中点时， 10s 内滑动变阻器 r 消耗的电能为 60j c r1 先后两次消耗的电功率之比为 16:9d滑动变阻器r 先后两