备战中考物理(焦耳定律的应用问题提高练习题)压轴题训练含答案

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 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

2、发热，甚至引起火灾。故选 D。2 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.【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

3、/03A=20；通电 1min 电阻 R 产生的热量：Q=W=UIRt=6V0 3A 10s=18J。3 从产品说明书得知，一台“6 V3 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_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：

4、 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】1212L 断路不发光，且电路中的电阻最S 闭合， S、 S断开时， R和 R 组成串联电路，灯泡大，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；

5、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=I R t： I R t=R：R =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，

6、P1 =U1 I1 =220V 4A=880W，故 D 正确 ；故选 ABD5 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U1I 1R 0.3A103V滑动

7、变阻器与定值电阻并联，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 II10.5A0.3A0.2A定值电阻的电阻RRU3V15I 20.2A故 B 正确；C 10s 内定值电阻 R 产生的电热为Q I 22Rt215 10s 6J0.2A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。6 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

8、 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。7 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

9、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。8 在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，则（）A甲的电阻一定比乙的小B通过甲的电流一定比乙的小C甲两端的电压一定比乙的小D甲消耗的电功率一定比乙的小【答案】 D【解析】【分析】【详解】由焦耳定律可知电热丝产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关。ABC

10、仅知道通电时间相同、电热丝甲放出的热量少，不能直接判定电阻、电流与电压的大小，故 ABC不符合题意；D在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，即电热丝甲消耗的电能较少，W根据 P可知，甲的功率小，故D 符合题意。t故选 D。9 有许多重大火灾都是因用电线路连接处接触不良所造成的，当线路连接处接触不良时，该处的电阻将 _（减小增大不变），在该接触处就会局部过热引起升温，接触处的电阻又将随着温度的升高而_（减小增大不变），从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾【答案】增大增大【解析】【分析】【详解】当线路连接处接触不良时，该处的电阻会增大；利用焦耳定律分析接触处局部过热，而金属电阻

11、的阻值随温度升高而增大，据此分析电路连接处与原来相比，由于接触不好，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；连接处相对于其他地方电阻增大，根据焦耳定律 Q=I2Rt，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致局部温度升高，而金属导线的电阻随温度的升高而增大，电阻增大，产生的热量更多，温度升得更高，以致恶性循环引发火灾10 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将 a 和C将 a 和D将 a 和【答案】 Ab 串联接入电路中，a、 b 两端的电压之比是1：2b 串联接入电路中，a,b 消耗的功率之比是2： 1b 并联接人电路中，通过

12、a、 b 的电流之比是1： 2b 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【解析】【详解】A由图可知若将B由图可知若将a 和 a 和b 串联接入电路中， b 串联接入电路中，a、 b 两端的电压之比是a、b 消耗的功率之比为1： 2，故A 正确；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

13、at :UI bt2 :1故 D 错误。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R2 的规格为“ 200.5A” ，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R2 接入电路中的阻值是8时，通电 1min 电阻 R1 产生的热量是53.3J【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

14、，电流表测电路中的电流，根据滑片的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

15、定律求出电路中的电流，根据 Q I 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

16、器 R 接人电路中的阻值是8时，电路的总电阻2R R1R210 8 18此时电路中的电流IU6V1 AR183通电 1min 电阻 R1 产生的热量QI 2 R1t(1A) 210 1 60s 66.7J3故 D 错误。故选 C。12 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3时，小灯S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

17、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 ，图甲知，当U L2V 时， I 20.6A ，灯消耗的功率为PU L I 22V 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 2U L6V

18、2V 8VA3ULS时，根据欧姆定律可得I，可得此时灯的电阻为当只闭合开关RU L2V3.3RLI 20.6A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，R和 R并联，灯被短路，在15s 内电路中产生的总热量为12228VQU t15s 288JR并103故 D 错误。故选 C。13 如图所示，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 94

19、C 2 3D 3 2【答案】 B【解析】【分析】【详解】当开关都闭合时， R31211被短路 ， R与 R 并联 ，此时R 两端的电压为电源电压U。 当开关 S闭合 ， S23213串联 ，此时、 S全部断开时 ， R被开路 ， R与 RR1 U 1 10 2R3U 3512则此时 R1 两端的电压为U1U，则相同的时间内电流通过R1 产生的热量之比是3U22t2 9Q R1 UUQ U 12U124R1tU3故选 B。14 如图所示是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为 1，保护电阻R为 4，当闭合开关S 后，两电压表的示数分别为6V 和2V，则（）A电路

20、中的电流为4A，电源电压为6VB电动机的功率为16W ，它两端的电压为4VC 1min 在电阻 R 上产生的热量是60J， 电动机线圈产生的热量是120JD电动机工作时将电能转化为机械能，若将儿阻R 换成滑动变阻器，可调节电动机的转速【答案】 D【解析】【分析】【详解】由电路图中可知，电动机与保护电阻串联，电压表V1 测量电源电压；电压表V2 测量保护电阻 R 两端的电压A.由题意可知，闭合开关后，电阻R 两端的电压为2V，则通过电阻R 的电流IU R2V = 0.5AR4因为串联电路电流处处相等，电路中的电流为0.5A，故 A 不符合题意；B电压表 V 测量电源电压，则结合题中数据可知，电源

21、电压为6V，因为串联电路总电压1电压各用电器电压之和，所以电动机的电压为UM =U-UR=6V-2V=4V电动机的功率为PM =UM I=4V 0.5A=2W故 B 不符合题意；C 1 分钟在电阻R 上产生的热量Q=I2Rt=(0.5A)2 4 60s=60J1 分钟电动机线圈产生的热量是Q I 2 Rt 0.5A21 60s =15J故 C 不符合题意；D电动机工作时把电能转化成机械能，将电阻R 换成滑动变阻器，可以调节电路中电流的大小，从而起到调节电动机转速的作用，故D 符合题意。故选 D。15 如图所示电路，电源电压恒为6V，定值电阻R1为10R2的规格为“20，滑动变阻器0.5A”，电

22、压表量程为 0 3V，电流表量程为0 0.6A。下列说法正确的是（）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2 10D当变阻器 R2 接入电路中的阻值是 5时，通电 1min 电阻 R1 产生的热量是 9.6J 【答案】 C【解析】【分析】【详解】A由电路图可知，电压表是并联在R2 两端，测量的是电阻R2 两端的电压，故A 错误；B当变阻器R2 的滑片P 向左移动时，R2 电阻增大，根据串联分压的特点，R2 两端电压增大，即电压表示数增大，故B 错误；U 1U 2，即C由电压表量

23、程“ 03V”， R2 两端电压最大为3V，根据串联分压的特点，R1= R26V3V3V10= R2解得 R2=10 ，由电流表量程“00.6A”，电路中最大电流为0.6A，由滑动变阻器R2 的规格为“20 0.5A0.5A，综合以上因素，电路中最大电流为0.5A，则I”，电路中最大电流为最大 =U，即R1R26V0.5A= 10 R2解得 R22接入电路的阻值范围是210，故 C 正确；=2，故变阻器RD当变阻器 R 接入电路中的阻值是5时，电路中的电流2U6VI = R1R2=10 5 =0.4A通电 1min 电阻 R1 产生的热量2 125 160s=48JQ=(I ) R t=(0.

24、4A)故 D 错误。故选 C。16 两个定值电阻R1、 R2 并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S ，经过相同的时间，R1、 R2 产生的热量之比为（）A 1: 3B 3:1C 1:9D 9 :1【答案】 B【解析】【分析】本题考查热量的计算，应用并联电路的特点及I-U 图象。【详解】由题可知 R1、 R2 并联连接，结合图乙知，当U=3.0V 时，通过 R1、R2 的电流分别为I1=0.6A， I2=0.2A，即通过两电阻的电流之比I1:I2=0.6A:0.2A=3:1由 Q=UIt 得，在相同的时间内，R1、 R2 产生的热量之比Q1:Q2=UI

25、1t:UI2t= I1:I2=0.6A:0.2A=3:1故 ACD不正确， B 正确。故选 B。17 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈电阻为2 ，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作1 s 消耗的电能为W，产生的热量为Q，则A W=3 800 J， Q=200 JB W=3 800 J， Q=3 800 JC W=72 200 J， Q=200 JD W=72 200 J， Q=3 800 J【答案】 A【解析】【详解】电动机正常工作1s 消耗的电能：W=UIt =380V 10A=1s3800J，电动机正常工作1s 产生的热量：Q=I2Rt=(10A)2 2=200J1s，故选 A。18 两根导线的电阻之比是3:4，通过的电流之比是4:3，在相同时间内两根导线中产生的热量之比为（）A1:1B4: 3C 3:4D16:9【答案】 B【解析】【分析】【详解】由题意可知R1 3 ，I1 4 ， t1 1R24I 23t21由 Q I2Rt 可得，在相同时间内产生的热量之比Q1I 2 Rt1142 314Q2I2R2t22133 4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