2020-2021物理焦耳定律的应用问题的专项培优易错试卷练习题(含答案)附详细答案

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 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QI 2 Rt ，R电熨斗 R导线 ，所以产生的热量：Q电熨斗 Q导线 ，即相同时间内导线产生的热量远小于电熨斗产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故 A 正确， BCD 错误。2 小明将线圈电阻为4.84 的电动机接人220V 的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察

2、到他家标有2000imp/(kW.h) 的电能表3min 内闪烁了 100 次，则电动机在这段时间内消耗的电能为_kW.h，电动机线圈产生_J 的热量。【答案】 0.051.8104【解析】【分析】【详解】1 电动机在这段时间内消耗的电能为WnkWh=100kWh0.05kWhn020002 根据公式 W UIt 可以求出电动机线圈的电流为IW0.053.6106 J100 AUt220V360s22电动机线圈产生热量为QI 2Rt (100 A) 2 4.84 180s=18000J=1.8 104 J 223 如图甲所示，为额定电压为6V 的灯泡 L 的 I-U 图像如图乙所示的电路，电源

3、电压12V不变， R1 为定值电阻， R2 为滑动变阻器，闭合开关S1，滑片 P 从最右端移动到最左端，电压表示数变化范围为 2V6V，则灯泡的额定功率是_W ，R1 的阻值为 _，滑动变阻器 R2 两端的最大电压为 _V，移动滑片 P 使 R2接入电路的阻值为变阻器最大阻值的7/15，通电 1minR2 产生的热量为 _J。【答案】 3.6106105【解析】【分析】【详解】1 由灯泡L 的I- U图象可知，当额定电压U= 6V 时，灯泡的额定电流I= 0.6A，则灯泡额定功率PUI6V0.6A3.6W2 当滑片 P 在在最左端时，变阻器没有连入电路，电压表示数为路中的电流为6V，由图象可知

4、，这时电I 大 =0.6A由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压UU LI 大 R1即12V6VR10.6A解得R1103 由电路图可知，当滑片P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，R1 与R2 灯泡串联，电压表测灯泡两端电压，此时电压表示数最小，为U 小 = 2V由图象可知，这时电路中的电流为I 小= 0.4A由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压UU L小I小 R1U 2滑动变阻器R2 两端的最大电压U 212V2V0.4A106V4 当滑片 P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，通过的电流为I 小= 0.4A则此时滑动变阻器的阻值为R2U 2= 6V15I小0.4A移动滑

5、片P 使 R2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的7/15，则此时滑动变阻器的阻值为R2715715则U U LI R1I R2由图分析可知，当电流=0.5A ，灯泡两端电压LIU =3.5V 时，等式12V 3.5V+0.5A 10+0.5A 7成立，即此时通过 R2的电流为0.5A，则通电21min R 产生的热量为Q放I 2 R2t27 60s=105J0.5A4 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

6、流为产生的热量为Q=I2 Rt=(0.5A) 2 0.1 2 60s=3J5 有两个灯泡 L1、 L2，L1 标有“ 6V、 3W”字样， L2 没有标记，实验测得 L2 的电阻为 6。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1212=11L 、 L 消耗的电能之比W WD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P13WI0.5A ，U 16V则 L 2 两端电压

7、U 2IR20.5A63V ，则总电压P=U2/R 可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以U 总 U 1 U 26V 3V 9V ，A 正确；B根据题意可知，L 2 的功率为P2I 2 R20.5A261.5W ，B 错误；C根据 WPt 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，因此产生的热量之比为2：1， D 正确。6 如图是养鸡场冬季用来调控光照和室温设备的原理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 R1： R2 ：RL=1：

8、 2： 2， S1、 S2 可以同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求开关S 闭合（）A S1、 S2 同时断开时，设备运行处于白天用电状态B S1、 S2 也同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态C S1、 S2 同时断开时，在相同时间内R1 和 R2 产生的热量之比为2： 1D S、S 也同时闭合时，若电流表示数为6A，则 R的实际功率为 880W121【答案】 ABD【解析】S 闭合， S 、 S 断开时， R 和 R 组成串联电路，灯泡L 断路不发光，且电路中的电阻最1212大，由公式 P=U2 /R 可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天，故A 正确；开关 S、 S1

9、221L 发光，、 S同时处于闭合状态， R被短路， R 和灯泡 L 组成并联电路，灯泡且电路中的电阻最小，由公式是晚上；故B 正确；S 闭合， S1 、 S2 断开时， R1 和 R2 串联， Q1 ： Q2 =I2 R1 t： I2R2 t=R1 ：R2 =1：2，故 C 错；开关 S、 S1 、 S2 都处于闭合状态时， R2 被短路， R1 和灯泡 L 组成并联电路；I=U/R， R1 ： RL =1： 2， I1 ： IL =RL ： R1 =2： 1， I=6A， I1 =4A， IL =2A， UL =U1=U=220V， P1 =U1 I1 =220V 4A=880W，故 D

10、正确 ；故选 ABD7 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 Q I2Rt， 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。8 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

11、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Q I 2 Rt 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的功率，故选D。9 图中电源电压保持不变，灯泡标有6V，3W 字样，当开关s 闭合时 .灯泡 L 正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=_ .通电 10s. R 产生的热量为 _J.【答案】 2018J【解析】【分析】【详解】当闭合开关S 时，灯L

12、正常发光，说明电源电压为U=6V，电流表测的是总电流，则I=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/IR=6V/03A=20；通电 1min 电阻 R 产生的热量：Q=W=UIRt=6V0 3A 10s=18J。10 如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油，阻值不同的电阻丝R、 R2 。关于此电路说法中正确的是1A探究的是电流产

13、生的热量与电压的关系B温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小C通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同D温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少【答案】 D【解析】【详解】A实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故 A 错误；B温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B 错误；C通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C 错误；D本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D 正确。11 如下图所示，当滑动变阻器的滑片P 滑至a 端时，定值电阻R 产生热量Q 用时是9min ；当滑片P 滑至b 端时，定值电阻R 产生相同热量Q 的

14、用时是36min ，当滑片P 滑至ab的中点时，若定值电阻R 再产生热量Q 的用时是（）A20.5minB 20.05minC 20.25minD 22.25min【答案】 C【解析】【详解】当滑动变阻器的滑片P 滑至 a 端时，电路为R 的简单电路，产生热量等于消耗电能，则可由WQ 所用时间为t 得，产生热量Pt1WQQRP1U 2U 2R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R 两端电压为URURR滑产生热量等于消耗电能，则可由PW得，产生热量Q 所用时间为tWQQQ(R R滑 )2t2U 2RU 2RU 2P22RRR滑当滑片 P 滑至 ab

15、 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URUR1 R滑2产生热量等于消耗电能，则可由PWQ 所用时间为t 得，产生热量WQQQ(R1R滑 )22t3U 2RU 2RU2P32RR 1 R滑2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

16、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，探究的是电流产生热量与电流的关系，可得

17、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。13 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

18、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 将阻值为40 的电阻丝接在电源两端，通电10 min ，电流产生的热量是31.5 10 J；若将阻值为 10 的电阻丝接入同一电源的两端，通电 20 min ，电流产生的热量是()42A1.2 10JB3.75 10J23C 7.5 10JD 6.0 10J【答案】 A【解析】【详解】将阻值 10的电阻丝接入同一电源两端，电源电压一定，设为U，由 QU 2Q1U 2t 可得： 40电阻丝产生的热量t1 ，RR110电阻丝产生的热量Q2U 2t2 ，R2Q1U 2t1R2t11010min1R1则U 2，Q2t2R1t2

19、4020min8R2即 Q28Q18 1.5103 J1.2104 J ，故 A 正确为答案15 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 1kW h 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 P额甲 P额乙 ，甲乙两灯额定电压相同，由U 额2R得P额R甲 R乙甲乙两灯串联在电路中，所以电流相等，由P实I 2 R 得P实甲 P实乙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

20、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1kW h 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。16 如图所示电路，电源电压恒为6V，定值电阻R1为 10，滑动变阻器2R 的规格为“ 200.5A”，电压表量程为 0 3V，电流表量程为0 0.6A。下列说法正确的是（）A电压表测量的是电阻R1 两端的电压B当变阻器R2 的滑片 P 向左移动时，电压表的示数变小C

21、为了保证电路中各元件安全工作，变阻器R2 接入电路的阻值范围是2 10D当变阻器R2 接入电路中的阻值是5时，通电1min 电阻 R1 产生的热量是9.6J【答案】 C【解析】【分析】【详解】A由电路图可知，电压表是并联在R2 两端，测量的是电阻R2 两端的电压，故A 错误；B当变阻器 R2 的滑片 P向左移动时， R2 电阻增大，根据串联分压的特点，R2 两端电压增大，即电压表示数增大，故B 错误；C由电压表量程“ 03V”， R2两端电压最大为3V，根据串联分压的特点，U 1=U 2 ，即R1R26V3V3V10= R2解得 R2=10 00.6A”，电路中最大电流为0.6A，由滑动变阻器

22、R2的规，由电流表量程“格为“ 20 0.5A”，电路中最大电流为0.5A，综合以上因素，电路中最大电流为0.5A，则 IU最大 =，即R1R26V0.5A= 10 R2解得 R22接入电路的阻值范围是210，故 C 正确；=2，故变阻器 RD当变阻器 R2 接入电路中的阻值是5时，电路中的电流I = R1U6VR2=10 5 =0.4A通电 1min 电阻 R1 产生的热量2 125 160s=48JQ=(I ) R t=(0.4A)故 D 错误。故选 C。17 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

23、时，烧开同样一壶水所用的时间为（）A10minB 25minC 30minD 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 UItU 2t 得出等式，据此求出在0.8U 的电压下烧开R一壶水需要的时间。【详解】烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热水壶的电阻为R，由 WUItU 2t 可得RU 20.8U2ttRR所用的时间U 22 t1t16min 25min0.8U0.64故选 B。18 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

24、；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=6V由 Q=U 2 t 可得RR1 =U12 t= (6V) 2 10s=6 Q160J此时电路中的电流I 1U 16VR11A6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 =2AR16故 A 错误；B滑片在中点时，电路中的电流1UU R 12V4V4I=I=R1= A639s 内滑动变阻器R 消耗的电能W R=UR It=4V4 A 9s=48J3故 B 错误；C由 P=UI 可得， R1 先后两次消耗的电功率之比U ） I4P（ U）A（1R12V 4V316=11I19PU