2020-2021中考物理压轴题之焦耳定律的应用问题(中考题型整理,突破提升)含答案

1、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：Pb UaI：UbIUaI :2UaIA 1:2aa一、初中物理焦耳定律的应用问题1. 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 （）0.6 0.5 0.4 n.3 1）2O 05 10 IS 2.0X5 3力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

2、流通过a、b产生的热量之比是 4： 1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2 _2 _Qa：Qb IaRt：IbRbt UIat：UIbt 2：1故D错误。2 .两个发热电阻 R1：R2=1：4，当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比 U1：U2=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: 4 200【解析】【分析】【详解】两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据 U IR得，R、R2两端的电压之比：U1IR1

3、R1U2 IR2 R 4 ；已知R1 10Q,则R2 4R1 4 10Q 40 Q；100s内产生的热量为:一 U 2.根据Q W t得两个电阻在 R(4V)210Q100s(4 V)24qq100s 200J.3 .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50-1ST；字乐IKVAltQ,正常工作吹热风 5min电热丝产生的热量是 J。【答案】55 2.64 >510【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

4、之和，所以电热丝的功率：P电热丝 P热 Pm 1000W 120W 880W ;并联电路中各支路两端的电压相等，由P%热丝U2P电热丝U2可得电热丝的电阻:R2220V55 ；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：PRt 880W 5 60s 2.64 105 J。4 .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 Q则小风扇正常工作2min电动机线圈产生的热量为 ，【答案】3【解析】【分析】【详解】电路中线圈的电流为_P 3WU 6V0.5A电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q=I2Rt=(0.5A) 2X 0.1 Q X 2

5、X 60s=3J5 .电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内能。若一台玩具电动机接在6V的电源两端，使其正常转动时，通过电动机中的电流为0.3A;短暂地卡住电动机转轴，使其不能转动，通过电动机中的电流为 3A。则这 台电动机线圈的电阻为 正常转动时的效率是 。【答案】2 90%【解析】【分析】【详解】1电动机转轴卡住时电流为 3A,故电动机线圈电阻为R=U=6V=2QI 3A2设电动机正常运转时，在 t时间内消耗的电能为W=UIt=6VX 0.3灰 t在t时间产生的热量为Q=I2Rt=(0.3A)2x2ax t电动机正常运转时的效率W W-Q 6

6、V 0.3A t- 0,3A 2 2Q t中=90%W息 W6V 0.3A t6 .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()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

7、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=i2r得，电阻越大，实际功率越大，则亮度越亮，故C正确；D.电功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AQ7 .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（）I any y itA.该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大

8、小的关系8 .将左边容器中的电阻丝换成10 a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右二1左两个5的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I 右=ll+|2两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即|1二|2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

9、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。8.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

10、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 A正确，A不符合题 意；8 .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，故D 错误， D 符

11、合题意。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

12、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 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P UI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；2C.干路中的电流变大，由 Q I Rt知，线路中的热损耗变大，故 C

13、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。11.如下图所示，当滑动变阻器的滑片 9min;当滑片P滑至b端时，定值电阻 ab的中点时，若定值电阻 R再产生热量故选B。P滑至a端时，定值电阻 R产生热量Q用时是R产生相同热量 Q的用时是36min,当滑片P滑至Q的用时是（）3A. 20.5min【答案】C【解析】 【详解】B. 20.05minC. 20.25minD. 22.25min当滑动变阻器的滑片 P滑至a端时，电路为W由P1得，产生热量Q所用时间为R的简单电路，产生热量等于消耗电能，则可t

14、W t1 PiQ QRUJU7R当滑片P滑至b端时，电路为 R与整个滑动变阻器串联电路，根据串联分压定律可求 端电压为产生热量等于消耗电能，则可由W一 L丁得，产生热量Q所用时间为t2WP2QRU22R %2Q（R R骨）RU2当滑片P滑至ab的中点时,电路为 R与变阻器串联电路，此时滑动变阻器接入阻值为总阻值的一半，根据串联分压定律可求R两端电压为产生热量等于消耗电能，则可由W一 L '、得，产生热量Q所用时间为-12t3WP3Q Q(R 1%)2ruRU21 -R R12由于第一次用时9min,第二次用时36min ,带入式子求解可得，t3=20.25min ,故选C。12.如图所

15、示是 探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关”的实验装置。下列关于此实验的一些描述，正确的是甲乙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

16、，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。，甚至引起火灾，原因是连接处13.在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热 ()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

17、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。14. 一个电炉的电阻是200通电10s产生8*1句的热量，那么通过这只电炉的电流是 ( )A. 2AB. 4AC. 20AD. 40A【答案】A【解析】【详解】根据焦耳定律的公式 Q I 2Rt可知，通过这只电炉的电流是I ：Q18-10J 2A, Rt ； 200 Q 10s故选Ao15 .小明在一次野炊活动中，将中间剪得

18、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B.电流大C.电压小D,电功率大【答案】D【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P I2R可得，较窄处的电功率更大，故ABC不符合题意，D符合题意。16 .如图所示，电源电压为 6V , R 10 , R2 20 , R3 5 。闭合开关Si后，当R产生的热量之比是（）S2 , S3全部闭合和全部断开时，在相同的时间内电流通过C. 2 ： 3D. 3 ： 2当开关都闭合时，R3被短路，Ri与R2并联，此

19、时Ri两端的电压为电源电压U。当开关S闭合，&、S3全部断开时，R2被开路，R与R3串联，此时R U-IO _2R3 U3512则此时Ri两端的电压为Ui= -u,则相同的时间内电流通过R产生的热量之比是3】t2Q _ _Uuz mi;Ri3故选B。17 .甲、乙两个容积相等的电热水器，接在照明电路上，甲的电热丝阻值为 i2iQ,乙的 电热丝阻值为72.6Q ,将它们都盛满温度相同的冷水后接入家庭电路中，通电6min后乙电热水器中的水被烧开，则甲电热水器将水烧开需要的时间为（）A. 4 minB. 6 minC. 8 minD. iO min【答案】D【解析】【分析】【详解】由题意可知

20、容积相等即水的质量相等，接入家庭电路中即工作电压相等，水都烧开即升高2温度相同，则水吸收热量相等，由公式 Q RU2U2t可知Q t甲、Q 也，由这两个式%R乙子化简可得RL6min72.6 Q121 Q 10min故选D.18 .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 Q,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

21、1s消耗的电能：W=UIt=380VX 10AX=13800J,电动机正常工作1s产生的热量：Q=I2Rt=(10A)2X 2 Q X=2I00J,故选Ao19 .根据以下新闻信息，下列选项正确的是材料和测试 行业动态 新闻正文石墨烯也能变成绝缘体？会产生什么样颠覆性影响？发布者：甄可信 时间：2019/5/20 13: 14阅读量：1314点赞数：9527石墨烯又称单层墨，仅由一层碳原子组成，石墨烯是目前世界上最薄最坚硬的纳米材料， 它的熔点超过3000 C,它具有优良的导热性，而且由于它特殊的电子结构，电阻会随着光 照程度改变，在功能上比硅覆盖面更广更优秀，有可能代替硅成为新的半导体材料，近些 年来科学家一直致力于挖掘石墨烯更多隐藏的性质，近日英国曼斯特大学的科学家们在« NATURES上撰文，描述了他们用两块硝酸硼和两块石墨烯组装成一个“巨无霸汉堡”，这是科学家们首次将一般为半导体的石墨烯变成绝缘体A.石墨烯将来可以顶替硅制作光敏电阻B.石墨烯所制作的半导体导电性好，电阻可以为零C.电热丝如果用硝酸硼和石墨烯组装而成的绝缘体材料制作，能产生更多的热量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】