備戰(zhàn)中考物理備考之焦耳定律的應(yīng)用問(wèn)題壓軸突破訓(xùn)練∶培優(yōu)易錯(cuò)試卷篇含答案解析

1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問(wèn)題1 電冰箱起動(dòng)時(shí)，與電冰箱并聯(lián)的臺(tái)燈變暗。關(guān)于這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法中不正確的是（）A進(jìn)戶線中電流變大B線路中電阻變大C線路中熱損耗變大D燈泡兩端的電壓變小【答案】 B【解析】【分析】【詳解】A當(dāng)使用大功率的電冰箱時(shí)，電路中的總功率過(guò)大，家庭電路的電壓一定，由PUI可知，干路中的電流變大，故A 正確，不符合題意；B因電冰箱和臺(tái)燈是并聯(lián)的，根據(jù)并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)知，線路中的總電阻變小，故B錯(cuò)誤，符合題意；C干路中的電流變大，由QI 2 Rt 知，線路中的熱損耗變大，故C 正確，不符合題意；D因干路中的電流變大，由UIR 知，線路電阻分壓變大，臺(tái)燈兩端的電壓變小，所以臺(tái)燈

2、將變暗，故D 正確，不符合題意。故選 B。2 有許多重大火災(zāi)都是因用電線路連接處接觸不良所造成的，當(dāng)線路連接處接觸不良時(shí)，該處的電阻將 _（減小增大不變），在該接觸處就會(huì)局部過(guò)熱引起升溫，接觸處的電阻又將隨著溫度的升高而_（減小增大不變），從而形成電熱的逐步積累和惡性循環(huán)，以致引發(fā)火災(zāi)【答案】增大增大【解析】【分析】【詳解】當(dāng)線路連接處接觸不良時(shí)，該處的電阻會(huì)增大；利用焦耳定律分析接觸處局部過(guò)熱，而金屬電阻的阻值隨溫度升高而增大，據(jù)此分析電路連接處與原來(lái)相比，由于接觸不好，電流通過(guò)時(shí)受到的阻礙作用增大，因此電阻增大；連接處相對(duì)于其他地方電阻增大，根據(jù)焦耳定律 Q=I2Rt，在電流相同、時(shí)間相同

3、的情況下產(chǎn)生了更多的熱量，因此導(dǎo)致局部溫度升高，而金屬導(dǎo)線的電阻隨溫度的升高而增大，電阻增大，產(chǎn)生的熱量更多，溫度升得更高，以致惡性循環(huán)引發(fā)火災(zāi)3 有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓3V，額定電流1A，電動(dòng)機(jī)線圈電阻0.5 。這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作 1min ，消耗的電能為 _J。產(chǎn)生的熱量為 _J，輸出的機(jī)械能為 _J?！敬鸢浮?180 30 150【解析】【分析】根據(jù)W =UIt，求出消耗的電能；根據(jù)QI 2 Rt 求出在1min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量；消耗的電能減去產(chǎn)生的熱量即為電動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能。【詳解】1 這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作，電動(dòng)機(jī)1min 消耗的電能WUIt3V1A60s180J2 產(chǎn)生的電熱22QI

4、Rt （1A）0.560s30J3 輸出的機(jī)械能W機(jī)械WQ180J30J150J【點(diǎn)睛】本題考查了電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生熱量、電功、輸出機(jī)械能的計(jì)算，關(guān)鍵是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。4 有兩個(gè)燈泡 L1、 L2，L1 標(biāo)有“ 6V、 3W”字樣， L2 沒(méi)有標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)測(cè)得L2 的電阻為 6。將 L1212、 L 串聯(lián)接在某一電路中，兩燈L、L 均能正常發(fā)光（忽略溫度對(duì)電阻的影響），下列計(jì)算結(jié)果正確的是（）A該電路兩端的總電壓為9VB燈 L2 的額定功率為3WC相同時(shí)間內(nèi)，燈12消耗的電能之比12=11L 、 LW WD相同時(shí)間內(nèi)，燈L1、 L2 產(chǎn)生的熱量之比Q1Q2=21【答案】 AD

5、【解析】【詳解】A 接入電路后正常發(fā)光，則電路中電流P13W，I0.5AU 16V則 L 2 兩端電壓U 2IR20.5A63V ，則總電壓U 總 U 1 U 26V 3V 9V ，A 正確；B根據(jù)題意可知，L 2 的功率為P2I 2 R20.5A261.5W ，B 錯(cuò)誤；C根據(jù) WPt 可知，在相同時(shí)間內(nèi)消耗電能之比等于功率之比為2： 1， C 錯(cuò)誤；D燈泡產(chǎn)生的熱量等于消耗的電能，因此產(chǎn)生的熱量之比為2：1， D 正確。5 如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器R的滑片 P 在 a 點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，將滑片 P 從 a 點(diǎn)移動(dòng)到最右端的過(guò)程中，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電

6、流隨電阻變化圖像如圖乙所示，則下列選項(xiàng)正確的是（）A電源電壓為5VB R 的阻值為15C 10s 內(nèi)定值電阻R 產(chǎn)生的電熱為9JD若無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電流表有示數(shù)且保持不變，則一定是【答案】 BR斷路【解析】【分析】【詳解】A由圖乙可知，當(dāng)滑片P 在 a 點(diǎn)時(shí)， R=10 ，電流 I1=0.3A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電壓 U1 I 1R 0.3A 10 3V滑動(dòng)變阻器與定值電阻并聯(lián)，所以滑動(dòng)變阻器的電壓等于電源電壓UU 13V故 A 錯(cuò)誤；B滑動(dòng)變阻器R的滑片 P 在 a 點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，此時(shí)定值電阻的電流I 2II10.5A0.3A 0.2A定值電阻的電阻 RRU3V15I 20.2

7、A故 B 正確；C 10s 內(nèi)定值電阻 R 產(chǎn)生的電熱為QI 22Rt215 10s 6J0.2A故 C 錯(cuò)誤；D若無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電流表有示數(shù)且保持不變，有可能是R斷路，也有可能是滑動(dòng)變阻器 R兩個(gè)下接線柱接在電路中，故D 錯(cuò)誤。故選 B。6 下列說(shuō)法不正確的是（）A兩個(gè)用電器組成的電路，通過(guò)它們的電流不相等，則它們一定是并聯(lián)B三個(gè)用電器組成的電路任意一個(gè)損壞都不影響其他用電器，則它們一定是并聯(lián)C家庭電路中若電熱水壺被短路，則空氣開(kāi)關(guān)一定跳閘D功率相同的電風(fēng)扇和電熱水壺正常工作1h，產(chǎn)生的電熱一定相等【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A兩個(gè)用電器組成的電路，只有并聯(lián)時(shí)通過(guò)它們的電流才不相

8、等，故意；A 正確， A 不符合題B三個(gè)用電器組成的電路任意一個(gè)損壞都不影響其他用電器，則它們一定是并聯(lián)，若其中兩個(gè)或三個(gè)串聯(lián)，則必須同時(shí)工作，故B 正確， B 不符合題意；C家庭電路中若電熱水壺被短路，電路中電流過(guò)大，則空氣開(kāi)關(guān)一定跳閘，故C 正確，C不符合題意；D功率相同的電風(fēng)扇和電熱水壺正常工作1h 消耗的電能相同，但因?yàn)殡姛崴畨匕央娔軒缀跞哭D(zhuǎn)化成熱能，而電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，二者產(chǎn)生的電熱不同，故誤， D 符合題意。故選 D。D 錯(cuò)7 下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是A電冰箱B電飯鍋C電視機(jī)D電風(fēng)扇【答案】 B【解析】【詳解】A電冰箱的壓縮機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，燈泡將

9、電能轉(zhuǎn)化為光能，故A 不符合題意；B電飯鍋把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作的，故B 符合題意；C電視機(jī)主要是把電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，沒(méi)有利用電流熱效應(yīng)，故C 不符合題意；D電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作，故D 不符合題意。8 新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)延長(zhǎng)線插座配用的導(dǎo)線橫截面積要求做了修改，額定電流16A 的延長(zhǎng)線插座，導(dǎo)線最小橫截面積由1mm 2 提升到 1.5mm 2。這樣做的目的是A增大導(dǎo)線的電阻B減小通過(guò)導(dǎo)線的電流C增大導(dǎo)線上的電壓D減小導(dǎo)線的發(fā)熱功率【答案】 D【解析】【詳解】當(dāng)材料、長(zhǎng)度相同時(shí)導(dǎo)體的電阻跟橫截面積成反比，將導(dǎo)線最小橫截面積由1mm 2 提升到

10、1.5mm 2，從而減小導(dǎo)線的電阻，根據(jù)焦耳定律Q I 2 Rt 知道，當(dāng)通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越小，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越少，因此這樣做可以減小導(dǎo)線發(fā)熱的功率，故選D。9 如圖所示的是探究燈泡燈絲的電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，所使用的器材有：小燈泡L（額定電壓 2.5V，額定電流 0.25A）、電壓表 V（量程 15V，內(nèi)阻未知）、電流表 A（量程 0.6A，內(nèi)阻 0.2 ）、阻值為 30 的定值電阻 R0、滑動(dòng)變阻器 R、恒定電源（電壓 15V，內(nèi)阻不計(jì)）、開(kāi)關(guān) S、導(dǎo)線若干。閉合開(kāi)關(guān) S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置，當(dāng)電流表的示數(shù)為 0.55A 時(shí)，小燈泡L 正好正常發(fā)光。(1)小燈泡 L 正常發(fā)光

11、時(shí)的電阻是多少？(2)此時(shí)電壓表的示數(shù)是多少？(3)通電 1min ，電流表 A 消耗的電能是多少？【答案】 (1) 10 ； (2) 6.5V； (3) 3.63J【解析】【分析】【詳解】(1)小燈泡 L 正常發(fā)光時(shí)的電阻是R額U 額=2.5VI 額100.25A(2)由圖像可知電壓表與燈L 串聯(lián)后與定值電阻R 并聯(lián)，小燈泡L 正好正常發(fā)光，則電壓表0與燈 L 串聯(lián)支路的電流為0.25A，由并聯(lián)分流可知，定值電阻R0 的電流為0.55A-0.25A=0.3A則兩支路的路端電壓為U 0 =I 0 R00.3A30 = 9V由串聯(lián)分壓可知電壓表的示數(shù)為9V-2.5V=6.5V(3)通電 1min

12、 ，電流表 A 消耗的電能是QI 2 RA t0.55A 20.2 60s=3.63J答： (1)小燈泡 L 正常發(fā)光時(shí)的電阻是10；(2) 電壓表的示數(shù)為 6.5V；(3) 通電 1min ，電流表 A 消耗的電能是 3.63J。10 如圖所示，物理課上李老師給電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而用手觸摸與之連接的導(dǎo)線卻不覺(jué)得燙手。這是因?yàn)锳電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻小B電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生熱效應(yīng)C導(dǎo)線中的電流比電爐絲中的電流小D導(dǎo)線消耗的電功率比電爐絲消耗的電功率小【答案】 D【解析】【詳解】根據(jù)焦耳定律QI 2 RtPt 可以知道，當(dāng)通電時(shí)間一樣時(shí)，電阻大的，電功率大，其產(chǎn)生的熱量多，由于電爐

13、絲的電阻遠(yuǎn)大于與之相連導(dǎo)線的電阻，所以當(dāng)電爐絲熱得發(fā)紅，而與之連接的導(dǎo)線卻沒(méi)有發(fā)熱，故選D。11 如圖，電源電壓不變，R1 、 R2 是兩個(gè)相同的電阻，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1 ，斷開(kāi) S2 、S3 ，通電 10min ，電路產(chǎn)生的熱量為Q；同時(shí)閉合 S2 、 S3 ，斷開(kāi) S1 ，若要產(chǎn)生相同的熱量Q，則通電時(shí)間為（）A2.5minB 10minC 20minD 40min【答案】 A【解析】【分析】【詳解】由題可知， R1、 R2 是兩個(gè)相同的電阻，設(shè)R1=R2 =R由圖可知，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi) S2、 S3 時(shí)，兩電阻串聯(lián)，總電阻為2R，電源電壓不變，由焦耳定律可得，通電10min 電路產(chǎn)生熱量

14、U2Q= 10 60s2 R閉合 S2 、S3，斷開(kāi) S1 時(shí)兩電阻并聯(lián)，總電阻為R ，產(chǎn)生相同熱量，則2U 22U 2tQ= R t=2RU22U2 10 60s=t2RRt=150s=2.5min故選 A。12 a 和 b 兩個(gè)定值電阻的電流與電壓的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A將 a 和 b 串聯(lián)接入電路中，a、 b 兩端的電壓之比是1：2B將 a 和 b 串聯(lián)接入電路中，a,b 消耗的功率之比是2： 1C將 a 和 b 并聯(lián)接人電路中，通過(guò)a、 b 的電流之比是1： 2D將 a 和 b 并聯(lián)接入電路中，相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)a、 b 產(chǎn)生的熱量之比是4： 1【答案】 A【解析】【詳解

15、】A由圖可知若將 a 和 b 串聯(lián)接入電路中， a、 b 兩端的電壓之比是 1： 2，故 A 正確；B由圖可知若將 a 和 b 串聯(lián)接入電路中， a、b 消耗的功率之比為Pa : PbU a I :U b IU a I : 2U a I A1: 2故 B 錯(cuò)誤；C由圖可知若將a 和 b 并聯(lián)接人電路中，通過(guò)a、 b 的電流之比是2 ：1，故 C 錯(cuò)誤；D由圖可知若將a 和 b 并聯(lián)接入電路中，相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)a、 b 產(chǎn)生的熱量之比為Qa : QbI a2 Ra t : I b2 Rb tUI at :UI bt2 :1故 D 錯(cuò)誤。13 在家庭電路中，導(dǎo)線相互連接處往往比別處更容易發(fā)熱,甚

16、至引起火災(zāi)，原因是連接處（）A電流比別處大，產(chǎn)生的熱量多B電流比別處小，產(chǎn)生的熱量多C電阻比別處小，產(chǎn)生的熱量多D電阻比別處大，產(chǎn)生的熱量多【答案】 D【解析】【分析】由焦耳定律知道，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時(shí)間成正比。導(dǎo)線相互連接處因?yàn)榻佑|不良，易造成電阻變大，因?yàn)閷?dǎo)線連接處與其他導(dǎo)線串聯(lián)在電路中，通電時(shí)間是相同的，由焦耳定律可知電阻大的產(chǎn)生的熱量越多，據(jù)此分析。【詳解】在家庭電路中，導(dǎo)線相互連接處因接觸不良，該處的電阻較大，在電流、通電時(shí)間相同時(shí)，產(chǎn)生的熱量較多，往往比別處更容易發(fā)熱，甚至引起火災(zāi)。故選 D。14 電路兩端電壓增為原來(lái)的3 倍，電路的電阻降為原來(lái)的

17、0.5 倍，在相同時(shí)間內(nèi)，電流產(chǎn)生的熱量是原來(lái)的（）A6 倍B 9 倍C 18 倍D 1.5倍【答案】C【解析】【詳解】若原來(lái)電壓為U、原來(lái)電阻為R，通電時(shí)間為 t，電流產(chǎn)生的熱量為 Q WU 2t ，現(xiàn)在R的電壓為 3U，電阻為 0.5R，通電時(shí)間為t，電流產(chǎn)生的熱量為Q：23UtQ0.5 R18QU 2；1tR故 C 正確。15 甲、乙兩個(gè)容積相等的電熱水器，接在照明電路上，甲的電熱絲阻值為121 ，乙的電熱絲阻值為72.6，將它們都盛滿溫度相同的冷水后接入家庭電路中，通電6min后乙電熱水器中的水被燒開(kāi)，則甲電熱水器將水燒開(kāi)需要的時(shí)間為（）A4 minB 6 minC 8 minD 10

18、 min【答案】D【解析】【分析】【詳解】由題意可知容積相等即水的質(zhì)量相等，接入家庭電路中即工作電壓相等，水都燒開(kāi)即升高2U2U2溫度相同，則水吸收熱量相等，由公式QU t 可知 Qt甲 、 Qt乙 ，由這兩個(gè)式RR甲R(shí)乙子化簡(jiǎn)可得t甲t乙R甲6 minR乙121 10 min72.6故選 D16 用電熱水壺?zé)?，若不考慮能量損失和電熱水壺電阻的變化，當(dāng)它兩端電壓為用 16min 可燒開(kāi)一壺水，若它兩端電壓為0.8U 時(shí)，燒開(kāi)同樣一壺水所用的時(shí)間為（A10minB 25minC 30minD 40minU 時(shí)，）【答案】B【解析】【分析】電熱水壺的原理是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在兩端電壓為U 將水燒

19、開(kāi)和在0.8U 的電壓下燒開(kāi)一壺水消耗的電能相等，根據(jù)WUIt2Ut 得出等式，據(jù)此求出在0.8U 的電壓下燒開(kāi)R一壺水需要的時(shí)間?！驹斀狻繜_(kāi)同樣一壺水消耗的電能相等，設(shè)電熱水壺的電阻為R，由 W UItU 2t 可得R220.8UU ttRR所用的時(shí)間tU 2125min2 t16min0.8U0.64故選 B。17 如右圖所示，兩透明容器中密封著等質(zhì)量的空氣，通電熱），下列說(shuō)法正確的是（ ）t 秒后（兩容器都不向外放A兩容器中電阻產(chǎn)生的熱量相同B右邊容器中空氣的溫度是左邊容器中空氣溫度的兩倍C右邊容器中空氣溫度的變化量是左邊容器中空氣溫度變化量的兩倍D右邊容器中空氣溫度的變化量是左邊容器

20、中空氣溫度變化量的四倍【答案】 C【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律 Q I 2 Rt 判斷兩容器中電阻產(chǎn)生熱量的多少，產(chǎn)生的熱量越多，空氣吸收熱量越多， U 形管中液柱越高；電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想?！驹斀狻緼由圖示可知，兩個(gè)電阻絲是串聯(lián)的，電流相同，電阻不同，所以相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是不相同的，故 A 錯(cuò)；BCD右邊容器中的電阻是左邊容器電阻的二倍，所以右邊容器中產(chǎn)生的熱量是左邊容器產(chǎn)生熱的二倍，由于兩個(gè)器中空氣的質(zhì)量相同，故可得右邊容器中空氣溫度的變化量是左邊容器中空氣溫度變化量的兩倍，故C 正確、 BD 錯(cuò)誤。

21、應(yīng)選 C。18 如圖所示，在四個(gè)相同水槽中盛有質(zhì)量相等和溫度相同的純水，現(xiàn)將阻值為R1、 R2 的電阻絲（ R1 R2）分別按圖中的四種方式連接放入水槽，并接入相同電源通電相同時(shí)間后，水溫最高的是ABCD【答案】 D【解析】【分析】【詳解】由串并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，串聯(lián)電路電阻越串越大，并聯(lián)電路電阻越并越小；由電路圖及已知 R12D 中電路總電阻最小，四個(gè)電路電壓相等，通電時(shí)間相等，U 2 R 可知，圖Q=t 可R知， D 產(chǎn)生的熱量最多，水吸收的熱量越多，水的溫度最高，故選D?！军c(diǎn)評(píng)】電路產(chǎn)生的熱量越多，水吸收的熱量越多，水的溫度越高，由串并聯(lián)電路的特點(diǎn)判斷各電路的阻值大小、熟練應(yīng)用電功公式是正確解題的關(guān)鍵19 在綜合實(shí)踐活動(dòng)課上，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的模擬調(diào)光燈電路。電源電壓恒定，R1為定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)S 后，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片 P 由最右端向左移動(dòng)，直至燈泡L 正常發(fā)光。此過(guò)程中，電流表A 的示數(shù)隨兩電壓表V1、 V2（電壓表 V2 未畫出）示數(shù)變化關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A電源電壓為5VB電路允許的最大功率為1WC小燈泡正常發(fā)光時(shí)，定值電阻R1 在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為26.25JD再串聯(lián)一個(gè)【答案】 D【解析】【分析】【詳解】3的電阻后， R2 的滑片可自由移動(dòng)，燈泡能正常發(fā)光且安全該電路為串聯(lián)電路，滑片P 由最