1、中考物理焦耳定律的应用问题综合题附详细答案一、初中物理焦耳定律的应用问题1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；C干路中的电流变大，由知，线路中的热损耗变大，故C正确，不符合题意；D因干路中的电流变大，由知，线路电阻分压变大，台灯两端的电压变小，
2、所以台灯将变暗，故D正确，不符合题意。故选B。2一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为2，则这台电动机1min内产生的热量是_J，这台电动机的效率是_【答案】1.2104 90.9% 【解析】【分析】【详解】已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据公式Q=I2Rt可求这台电动机1min内产生的热量已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式P=UI可求电动机的总电功率；再根据公式P=I2R计算线圈消耗的功率，总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率，输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率（1）这台电动机1min内产生的热量：Q=I2Rt=
3、（10A）2260s=1.2104J；（2）电动机的电功率：P总=UI=220V10A=2200W，线圈消耗的功率：P圈=I2R=（10A）22=200W，输出功率：P出=P总-P圈=2200W-200W=2000W，这台电动机的效率：= P出/ P总=2000W/2200W=90.9%3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 30 150 【解析】【分析】根据，求出消耗的电能；根据 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】
4、1这台电动机正常工作，电动机1min消耗的电能2产生的电热3输出的机械能【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。4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R甲R乙，根据焦耳定律Q=，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=得，=24J，=96J共产生的热量Q=+=24J+96J=120J5电烙铁
5、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电阻A和B连接在某一电路，通过它们的
6、电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知（）A电阻A的阻值为5B当通过电阻B的电流为0A时，电阻B的阻值为0C当电阻A、B串联在电压为3V的电源两端时，它们的电功率之比为D当电阻A、B并联在电压为3V的电源两端时，5min它们产生的电热之比【答案】ACD【解析】【分析】本题考查串联、并联电路的特点，电功率的计算，电热的计算，应用I-U图象和欧姆定律解题。【详解】A由图象可知，电阻A、B的I-U图象是倾斜的直线，则两个都是定值电阻，当A两端的电压为3V时，通过它的电流为0.6A，那么A的电阻故A符合题意；B导体的电阻是其本身的一种性质，其两端有无电压，不会影响其电阻的大小，故B不符合题意；
7、C由图象可知，电阻A、B串联，电源电压为3V时，通过电路的电流应该是0.2A，此时A、B两端的电压分别为1.0V和2.0V，根据P=UI得，各电阻的电功率之比为PA:PB=UA:UB=1.0V:2.0V=1:2故C符合题意；D当电阻A、B并联在电压为3V的电源两端时，由图象可知，通过两电阻的电流分别为0.6A和0.3A，根据Q=UIt得，在5min内，两电阻产生的电热之比QA:QB=IA:IB=0.6A:0.3A=2:1故D符合题意。故选ACD。7如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表量程为00.6A。图乙中A、B分别是小灯泡和电阻R1两端的电压随电流变化关系图象。只闭合开关S、S1，滑动变
8、阻器的滑片P移至a端时，电路中的电流为0.2A；滑动变阻器的滑片移至b端时，小灯泡恰好正常发光。只闭合开关S、S3，调节滑片P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10时，小灯泡两端的电压恰好为2V。则（）A电源电压为10VB小灯泡L的额定功率6WC只闭合开关S、S2，滑动变阻器的滑片移至a端时，1.5min电流通过R1产生的热量为64JD闭合开关S，改变其它开关的通断及滑片的位置，电路消耗的最小功率可以达到1.2W【答案】BC【解析】【分析】【详解】A由于灯泡灯丝电阻受温度影响，定值电阻阻值不发生变化，则小灯泡灯丝两端的电压随电流变化关系图象为曲线，定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直
9、线，则由乙图数据可求R1阻值为已知闭合S、S3，调节滑片P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10时，小灯泡两端的电压恰好为2V，此时电路为小灯泡与两电阻串联电路，由乙图可知此时电路电流为0.2A，则电源电压为故A不符合题意；B当闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片移至b端时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器接入阻值为0，此时电路为小灯泡的简单电路，小灯泡此时两端电压等于电源电压为12V，对应乙图可知此时电流为0.5A，则额定功率为故B符合题意；C只闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路中的电流为0.2A，此时电路为小灯泡与滑动变阻器串联电路，且滑动变阻器接入阻值最大，由乙图可知此时
10、小灯泡两端电压为2V，电源电压为12V，则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V，由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为则当闭合开关S、S2，滑动变阻器的滑片移至a端时，电路为R1与R2串联电路，由串联分压可求R1两端电压为由于R1为纯电阻，则1.5min电流通过R1产生的热量为故C符合题意；D由于电源电压不变，则由可知，当电路阻值最大时，电路总功率最小，则闭合开关S、S3，滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大，功率最小，若最小功率为1.2W，则此时电路电流为则此时电路总电阻为则小灯泡此时电阻应为RL实=Rmax-R1-R2max=120-40-50=30此时小灯泡分得电压应为UL实=Imin RL
11、实=0.1A30=3V但由乙图可知，当小灯泡电流为0.1A时，小灯泡两端电压不足2V，前后冲突，故D不符合题意。故选BC。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；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
12、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符合题意。故选D。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L（额定电压2.5V，额定电流0.25A）、电压表V（量程15V，内阻未知）、电流表A（量程0.6A，内阻0.2）、阻值为30的定值电阻R0、滑动变阻器R、恒定电源（电压15V，内阻不计）、开关S、导线若干。闭合开关S，调节
13、滑动变阻器的滑片到某一位置，当电流表的示数为0.55A时，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(2)由图像可知电压表与灯L串联后与定值电阻R0并联，小灯泡L正好正常发光，则电压表与灯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由串联分压可知电压表的示数为9V-2.5V=6.5V(3)通电1min，电流表A消耗的
14、电能是答：(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
15、的功率，故选D。11两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（ ）A1:1 B4:3C3:4 D16:9【答案】B【解析】【分析】【详解】由题意可知，由QI2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比故选B。12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，所以产生的热量：，即相同时间内导线产生的热量远小于电熨斗产生的热量，
16、而与散热快慢、隔热效果无关，故A正确，BCD错误。13如图所示是“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；
17、C. 在甲图中，a容器中的阻值小于b容器中阻值，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。14一个电炉的电阻是200，通电10s产生8103J的热量，那么通过这只电炉的电流是（）A2A B4A C20A D40A【答案】A【解析】【详解】根据焦耳定律的公式可知，通过这只电炉的电流是故选A。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
18、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 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、，其阻值，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只接入所用时间最短B只接入所用时间最短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】将一壶水加热至沸腾时，产生的热量相同，根据热量的公式可知，电源电压不变，接
19、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0.1。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由得，小风扇1min消耗的电能为：；故A项错误；BCD由得，电路中线圈的电流为：；电路中通过线圈的电流为产生的热量为：；所以小风扇1min内电能转化成的机械能小于
20、180J；故BD项错误；C项正确。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 的电能，电能表上的转盘转过3000 转【答案】A【解析】【分析】【详解】A由图可知 ，甲乙两灯额定电压相同，由得甲乙两灯串联在电路中，所以电流相等，由 得灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，所以乙灯较亮，故A错误，A符合题意；B细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，两球相互排斥，则两球一定带同种电荷，故B正确，B不符合题意；C装置通电一分钟后，由焦耳定律可知，右侧电阻较大，产生的热
21、量较多，所以右管中的液面较高，故C正确，C不符合题意；D由表上的信息可知，每消耗 的电能，电能表上的转盘转过3000 转，故D正确，D不符合题意。故选A。19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，乙的电热丝阻值为，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（ ）A4 min B6 min C8 min D10 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，水都烧开即升高温度相同，则水吸收热量相等，由公式可知、，由这两个式子化简可得故选D20电炉工作时，电炉丝很快变热但连接的电线却不怎么热，这是因为（）A电炉丝的电阻较大B电炉丝与导线是并联的C电炉丝的横截面大D通过电炉丝的电流较大【答案】A【解析】【详解】电炉丝横截面积小，电阻大，电炉子在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉丝I导线，通电时间t相同，由焦耳定律QI2Rt，R电炉丝R导线，可知Q电炉丝Q导线，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。故选A。
