2020-2021中考物理综合题专题复习【焦耳定律的应用问题】专题解析附详细答案

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 如图是科技小组为养鸡场设计的调控光照和室温设备的电路图。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， L 为照明灯泡（ L 的电阻不随温度变化），2R1R2R1 。 S1、 S2，同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求。开关S 闭合时，下列说法错误（）A S 、S同时断开时，设备运行处于白天用电状态12B S 、 S 同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态12C S1、 S2 同时断开时，在相同时间内和产生的热量之比为2 1D S 、 S 同时闭合时，若电流表示数

2、为6A，则的实际功率为 880W12【答案】 C【解析】【分析】【详解】1212组成串联电路，灯泡 L 断路不发光，且电路中的电阻最S 闭合， S 、 S同时断开时， R、 R大，由公式 PU2可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天在相同时R间内 R12、 R 产生的热量之比QQ2I 2Rt I 2R2t R1R212开关 S、 S1、 S2 同时处于闭合状态，R2 被短路， R1 和灯泡 L 组成并联电路，灯泡L 发光，且U2电路中的电阻最小，由公式P可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以RU是晚上，因为I，所以RR R121L所以I IR R211LL1因为 R1=

3、6A所以I1=4AI2=2A因为U LU 1U220V所以P1UI 1220V4A880W故选 C。2 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

4、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_，正常工作吹热风5min 电热丝产生的热量是_J。【答案】552.64510【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之和，所以电热丝的功率：P电热丝P热PM1000

5、W120W880W；U2并联电路中各支路两端的电压相等，由P可得电热丝的电阻：RU 22220VR电热丝55 ；P电热丝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：QWPRt880W560s2.64105 J 。4 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=3J5 如图所示当甲电路中的开关S 闭合时，两个电压表

6、所选量程不同，测量时的指针位置均为如图乙所示，则电阻R1 两端的电压为 _V， R1 R2 =_，当电阻 R1、 R2 并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R1、 R2 所产生的热量之比Q1 Q2=_。【答案】 104： 1 1：4【解析】【详解】12 从图甲可以看到，开关S 闭合时，电压表 V 测的是电源电压，示数较大，电压表V12测的是 R2两端的电压，示数较小，因为测量时的指针位置均为如图乙所示，那么电压表1V的量程应该是0 到 15V，它的读数是 12.5V，电压表 V2 的量程应该是0 到 3V，它的读数是2.5V，根据串联电路电压规律可知，电阻R1 两端的电压为U 1 U - U

7、 212.5V - 2.5V 10V电阻 R1 大小是U 110VR1II电阻 R2 大小是R2U 22.5VII那么10V2.5V4：1R1： R2：II3 当电阻 R1、 R2 并联在电路中时，R1 、R2 两端的电压是相同的，在相同的时间内电流通过12R 、 R 所产生的热量之比是Q1：Q2U 2U 211R2：R11：4R1t： tR1：R2R26 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

8、台电动机线圈的电阻为_，正常转动时的效率是_。【答案】290%【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U 6VR=2I 3A2 设电动机正常运转时，在t 时间内消耗的电能为W=UIt =6V 0.3A t在 t 时间产生的热量为Q=I2Rt=(0.3A)2 2 t电动机正常运转时的效率W有W -Q6V0.3At- 0.3A22 t=90%W总W6V0.3At7 有两个灯泡 L1 212没有标记，实验测得2的电阻为 6。、 L，L标有“ 6V、 3W”字样， LL将 L1、 L2 串联接在某一电路中，两灯L1 、L2 均能正常发光（忽略温度对电阻的影响），下列计

9、算结果正确的是（）A该电路两端的总电压为9VB灯 L2 的额定功率为3WC相同时间内，灯L1、 L2 消耗的电能之比W1 W2=11D相同时间内，灯L1、 L2 产生的热量之比Q1Q2=2 1【答案】 AD【解析】【详解】A 接入电路后正常发光，则电路中电流P13W0.5A ，I6VU 1则 L 2 两端电压U 2IR20.5A6 3V ，则总电压U 总U 1 U 2 6V3V 9V，A 正确；B根据题意可知， L 2 的功率为P2 I 2 R226 1.5W ，0.5AB 错误；C根据 W Pt 可知，在相同时间内消耗电能之比等于功率之比为2： 1， C 错误；D灯泡产生的热量等于消耗的电能

10、，因此产生的热量之比为2：1， D 正确。8 电阻 A 和 B 连接在某一电路，通过它们的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PA: PB1: 2D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QA: QB2 :1【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

11、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U3V5R0.6 AI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；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 =U A :U B=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

12、 内，两电阻产生的电热之比QA :QB=I A :I B=0.6A:0.3A=2:1故 D 符合题意。故选 ACD 。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

13、？(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R额U 额 = 2.5V10I 额0.25A(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U 0 =I 0 R00.3A30 = 9V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 消耗的电能是QI 2 R

14、A t0.55A 20.2 60s=3.63J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 下列家用电器中，利用电流热效应工作的是A电冰箱B电饭锅C电视机D电风扇【答案】 B【解析】【详解】A电冰箱的压缩机把电能转化为机械能，灯泡将电能转化为光能，故A 不符合题意；B电饭锅把电能转化为内能，是利用电流热效应来工作的，故B 符合题意；C电视机主要是把电能转化为光能和声能，没有利用电流热效应，故C 不符合题意；D电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流热效应来工作，故D 不符合题意。11

15、如图电路，电源电压为12V且保持不变，闭合开关SP置于变阻器的中点，当滑片时，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 产生的热量为36J。则下列结果正确的是（）A电路中的最大电流为1AB滑片 P 在中点时， 10s 内滑动变阻器 R 消耗的电能为 60J C R1 先后两次消耗的电功率之比为 16:9D滑动变阻器R 先后两次消耗的电功率之比为8:1【答案】 C【解析】【分析】【详解】A根据电路图可知，定值电阻R1 与滑动变阻器R 串联，电压表测R 两端电压。根据串联电路分压原理知，滑片从中点到b 端时， R 连入阻值增大，它

16、分得电压增大，即电压表示数增大了 2V，此时电压表示数为4V+2V=6V，所以定值电阻R1 两端的电压U1=U-UR=12V-6V=6V2由 Q=U t 可得RR1 =U12 t= (6V) 2 10s=6 Q160J此时电路中的电流U 16VI 11AR16当滑片在 a 点时，电路是只有 R1 工作的简单电路，此时电路中电阻最小，电流最大，电路中的最大电流U12VI最大 =6 =2AR1故 A 错误；B滑片在中点时，电路中的电流UU R 12V4V4I=I1=R1= A639s 内滑动变阻器R 消耗的电能4W R=UR It=4VA 9s=48J3故 B 错误；C由 P=UI 可得， R1

17、先后两次消耗的电功率之比U ） I4P（ U（）A1R=12V 4VP1U 1I1=36V1A故 C 正确；16=9D由 P=UI 可得， R 先后两次消耗的电功率之比P U I44VA8RR=U R I1=3=PR6V1A9故 D 错误。故选 C。12 如图 (甲 )所示，两电热丝R1 与 R2 并联， R120，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A1 和电流表 A2 表盘指针均指如图 (乙 )所示位置，则以下判断不正确的是（）A R1: R2 5： 1B电源电压是 10 VC R2 的电功率是 20WD R1 工作 2 分钟所放出的热量为600J【答案】 A【解析】【详解】由电路图可知，

18、R1 与 R2并联，电流表A1测干路电流，电流表 A2 测 R1 支路的电流；B因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针的位置相同，所以，电流表 A1 的量程为 0 3A，分度值为0.1A，干路电流 I=2.5A，电流表 A2 的量程为0 0.6A，分度值为 0.02A，通过 R112的电流：的电流 I =0.5A，根据并联电路的电流特点可得，通过RI 2II12.5A 0.5A 2A ，U因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I可得，电源的电压：RUI 1R10.5A2010V ，故 B 正确，不符合题意；A则 R2 的阻值：R2U10V =5 ，I 22A则R1： R22

19、0：5 41：，故 A 错误，符合题意；2C R 的电功率：P2UI 210V 2A20W ，故 C 正确，不符合题意；D R1 工作 2 分钟所放出的热量：Q1 I12 R1t0.5A260s 600J ，20 2故 D 正确，不符合题意。13 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 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【答案】 Ab 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

20、【解析】【详解】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 : PbU a I :U b IU a I : 2U a I A1: 2故 B 错误；C由图可知若将D由图可知若将a 和 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；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 at :UI bt2 :1故 D 错误。14 以下原理与应用上下对应正确的是（）ABCD【答案】 C【解

21、析】【分析】【详解】A原理为电磁感应原理；扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用，故A 错误；B原理为通电导体在磁场中受力的作用；麦克风是利用电磁感应原理，故B 错误；C原理为电流的磁效应即电流周围存在磁场；电铃是利用电流的磁效应，使电磁铁吸引衔铁击打铃盖发出声音，故 C 正确；D原理为电流的热效应，电流做功将电能转化为内能；电风扇是利用电流做功将电能转化为机械能，故D 错误。故选 C。15 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

22、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，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

23、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。16 一个电炉的电阻是200，通电 10s3产生 810J 的热量，那么通过这只电炉的电流是（）A2AB 4AC 20AD 40A【答案】 A【解析】【详解】根据焦耳定律的公式QI 2 Rt 可知，通过这只电炉的电流是Q8 103JI2ARt200 10s故选 A。17 电路两端电压增为原来的3 倍，电路的电阻降为原来的0.5 倍，在相同时间内，电流产生的热量是原来的（）A6 倍B 9 倍C 18 倍D 1.5倍【答案】C【解析】【详解】若原来电压为U、原来电阻为R，通电时间为t ，电流产生的热量为 Q

24、WU 2t ，现在R的电压为 3U，电阻为 0.5R，通电时间为t，电流产生的热量为Q：3U2Qt180.5 RU 2；Qt1R故 C 正确。18 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 R1 和 R2 接入乙图所示电路中，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S3 时，小灯泡 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 内电路中产生的总热量为 3200J 【答案】 C【解析】【分析】【详解】由图知，电

25、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 2 2V 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 2 U L6V2V 8VA当只闭合开关S3 时，根据欧姆定律可得U，可得此

26、时灯L 的电阻为IRU L2V3.3RL0.6AI 2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， R1 和 R2 并联，灯被短路，在15s 内电路中产生的总热量为228VQU t15s 288JR并103故 D 错误。故选 C。19 如图所示是电热吹风机的内部电路原理图，电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成。电动机中有电流通过时会有风吹出，电热丝中有电流通过时会有热量产生。当开关 S1、 S2 都闭合，二者都正常工作，下列说法不正确的是（）A电动机和电热丝在相同时间内产生的热量不同B电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能不同C电动机和电热丝消耗的电功率相同D电动机消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能【答案】 C【解析】【分析】【详解】A 电动机与电热丝电阻与电流均不同，根据 Q I 2Rt 可得，两者在相同时间内产生的热量不同，故 A 正确，不符合题意；B电动机和电热丝并联，两者电压相同