2020-2021中考物理复习《焦耳定律的应用问题》专项综合练习及答案解析

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

2、处更容易发热，甚至引起火灾。故选D。6V,3W字样，当开关s闭合时.灯泡L正常发光,Q. 通电10s. R产生的热量为1|【答案】20Q18J【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1=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/|R=6V/0.3A=20Q;通电1min电阻R产生的热量:2.图中电源电压保持不变，灯泡标有 电流表的示数为0.8A，则电阻R=_J.Q

3、=W=UlRt=6VX03AX10s=18J3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R的阻值是_Q.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 _W此时，电阻R在10 min内产生的热量为 _J甲i【答案】10 0.460【解析】【分析】【详解】当P在b端时R2=0Q,此时电压示数和电流示数最大，且均为Ri的数据，所以Ri的阻值U总5V为：Ri=-=10 Q.当滑动变阻器的滑片移到a端时，R2两端电压U2=U总-Ui=5V-I 0.5A1V

4、=4V,由图象知，当Ri的电压是1V时，电流为0.1A，根据串联电路的电流处处相等， l2=l1=0.1A, P2=U2l2=4VX0.1A=0.4VyQ1=W1=U1lt=1VX0.1AX600s=60J4.有一台电动机，额定电压3V,额定电流1A,电动机线圈电阻0.5U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 _Jo【答案】180 30150【解析】【分析】根据W=Ult，求出消耗的电能；根据Q l2Rt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W Ult

5、3V 1A 60s 180J2产生的电热Q l2Rt(1A)20.5Q60s 30J3输出的机械能W几械WQ 180J 30J 150J【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.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_Q,正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是 _J。(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PM1000W

6、 120W 880W；6._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R 40Q。只闭合开关Si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。【详解】1只闭合开关S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URU 6V那么电阻R在100 s产生的热量是SO-7$ 12A1 0110%4MX：Im字 0*并联电路中各支路两端的电压相等，由PR电热丝U2P电热丝U2可得电热丝的电阻:R2电吹风正常工作且吹热风时，Q W5分钟内电流通过电热丝产生的热量：5PRt 880W

7、5 60s2.64 10 J。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，只需要闭合开关况下电路消耗的最小功率是26V0.78W40Q6Q7.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10Q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

8、析】【详解】A.装置中一个5Q的电阻与两个5Q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=1左两个5Q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=|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；Q虬6V2R100s90J2电路在工作状态下整个电路消耗的功率最小,泡L的电阻是40Q根据U：可知，要求总电阻最大；灯R6V6W6QS，这种情R总RRLB.将左边容器中的电阻丝换成10Q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，

9、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=l2Rt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。&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15QC. 10s内定值电阻R产生的电热为9JD

10、.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第电流li=0.3A,此时滑动变阻器的电压UiIF 0.3A 10Q3V滑动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U U13V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12I l10.5A0.3A0.2A定值电阻的电阻R故B正确;U 3Vl20.2A15QC. 10s内定值电阻R产生的电热为Q l；Rt故C错误;20.2A15Q10s 6JD.若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，有可能是 变阻器R

11、两个下接线柱接在电路中，故D错误。故选B。9._如图，电源电压保持不变，Ri=10傢开关S闭合，So拔至b时电压表的示数是拔至a时的三分之一，则R2=_Q；若电源电压为3 V,当开关So拔至b时，Ri在10 min内产生的热量是J。【答案】20 60【解析】【分析】【详解】1闭合开关S,开关Sb拨至b时，两电阻串联，电压表测Ri两端的电压；闭合开关S,开关So拨至a时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之 和，且开关So拨至b时电压表示数是拨至a时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比Ui=U3=1U2U U32因串联电路中各处的电流相等，所以，由1=U可得，两电阻

12、的阻值之比RUiE =工=丛=1R22 U22I则R2的阻值R2=2R1=2X10Q20Q2若电源电压为3V,当开关S0拨至b时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以U3V电路中的电流1=0.1AR R210Q20QR1在10min内产生的热量Q1=|2R1t=(0.1A)2X10QX60060JR断路，也有可能是滑动10.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C.甲两端的电压一定比乙的小【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.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

13、、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,根据PW可知，甲的功率小，故D符合题意。故选Do11.如图，电源电压不变，R、R2是两个相同的电阻，当闭合开关Si，断开S2、S3,通电10min，电路产生的热量为Q;同时闭合S2、，断开S1，若要产生相同的热量Q,则通电时间为（）_2RR闭合3、S3,断开S时两电阻并联，总电阻为 ，产生相同热量，则2B.通过甲的电流一定比乙的小D.甲消耗的电功率一定比乙的小A.2.5min【答案】AB.10minC. 20minD.40min【解析】【分析】【详解】由题可知，Ri、R2是两

14、个相同的电阻，设Ri=R2=R由图可知，当闭合开关S,断开9、9时，两电阻串联，总电阻为焦耳定律可得，通电10min电路产生热量2R,电源电压不变，由Q=U2x10 x60s故选A。12.一个电炉的电阻是200Q,通电10s产生8x10J的热量，那么通过这只电炉的电流是( )根据焦耳定律的公式Q I2Rt可知，通过这只电炉的电流是故选A。13.如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是()甲 乙A.U甲U乙，Q甲Q乙B.U甲vU乙，Q甲vQ乙C.

15、U甲vU乙，Q甲Q乙D.U甲=U乙，Q甲=Q乙【答案】A【解析】【详解】从图中可以看到，这两个灯泡是串联的，流过的电流大小相等，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，根据U IR可知，U甲U乙；根据Q I2Rt可知，时间相同，流过的电流 大小相同，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，那么Q甲Q乙。故选A。2UxtU22Rt=150s=2.5minA.2A【答案】A【解析】【详解】B.4AC. 20AD.40A8 103J200Q10s2A14.从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Q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

16、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：W Pt 3W 60s 180J；故A项错误;BCD.由PUl得，电路中线圈的电流为：,P 3W I0.5A；U 6V电路中通过线圈的电流为产生的热量为：Q l2Rt（0.5A）20.1Q60s 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。15.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121Q,乙的电热丝阻值为72.6Q，将它们都盛满温度相同的冷水

17、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.10 min【答案】D【解析】【分析】【详解】由题意可知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，水都烧开即升高故选D.16.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U时,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（）温度相同，则水吸收热量相等，由公式子化简可得U2t可知Q匚甲、Q t乙，由这两个式6min72.6Q121Q10 minF乙A.10minB.25minC. 30mi

18、nD.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U2-壶水需要的时间。【详解】20.8UtR所用的时间1-16min 25m in0.64故选B。17.如图所示， 在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水，现将阻值为Ri、F2的电阻丝（RR2）分别按图中的四种方式连接放入水槽，并接入相同电源通电相同时间 后，水温最高的是【解析】【分析】【详解】由串并联电路特点可知，串联电路电阻越串越大，并联电路电阻越并越小；由电路图及已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W UItUt得出等式，据此求出在0.8U的电压下烧开R烧开同样一壶水消

19、耗的电能相等，设电热水壶的电阻为U2R,由W Ult t可得RU2t2t0.8UA.B.C.知RivF2可知，图D中电路总电阻最小，四个电路电压相等，通电时间相等,知，D产生的热量最多，水吸收的热量越多，水的温度最高，故选【点评】电路产生的热量越多，水吸收的热量越多，水的温度越高，由串并联电路的特点判断各电 路的阻值大小、熟练应用电功公式是正确解题的关键.18.两盏电灯并联接在同一电源上甲灯的电阻为500 Q，乙灯的电阻为1200 Q 在相同的时间内A.甲灯消耗的电能多B.乙灯消耗的电能多C.甲、乙两灯消耗的电能一样多D.无法判断【答案】A【解析】【分析】【详解】两盏电灯并联接在同一电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，甲灯的电阻小，U2工作相同的时间，由W=Ult=t可知，甲灯消耗的电能多，故A正确、BCD错误，故选RAo19.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3000C,它具有优良的导热性，而且由于它特殊的电