中考物理焦耳定律的应用问题综合经典题及答案解析

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 如图 (甲 )所示，两电热丝 R121与 R 并联， R 20，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， 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

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 1R10.5A20 10V，故 B 正确，不符合题意；A则 R2 的阻值：R2U10VI 2=5 ，2A则R1： R220：5 41：，故 A 错误，符合题意；2C R 的电功率：P2UI 210V2A20W ，故 C 正确，不符合题意；D R1 工作 2 分钟所放出的热量：Q1 I12 R1t0.5A220 260s600J ，故 D 正

3、确，不符合题意。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，

4、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 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_ 4【答案】 1.21090.9%【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

5、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=（ 10A） 2 2 60s=1.24J； 10（2）电动机的电功率：P 总 =UI=220V10A=2200W，线圈消耗的功率：P 圈 =I2R=（10A） 2 2 =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%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

6、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= I 2Rt ，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 2 Rt , I= U 得，R2222U t= 4V60s =24J， Q乙 =U t =4V60s =96JQ甲 =R甲40R乙10共产生的热量Q= Q甲 + Q乙 =24J+96J=120J5 两定值电阻RA和 RB 中的电流与其两端电压的关系如图所示，若将两电阻串联在电压为3V 的电源两端，电路的总功率为_W，通电一段时间后，AB产生的热量之比是R和 R_ 【答案】 0

7、.61：2【解析】【分析】【详解】由图象知，U=3V 时， IA=0.6A， IB=0.3A，根据 RU，电阻IRAU3VI A5，0.6ARBU3VI B10，0.3A两电阻串联时，电路总电阻R=RA+RB=5 +10 =15，电路总功率U 2(3V)2P150.6W ；RA、 B 两电阻串联流过它们的电流I 相等，通电一段时间产生的热量之比QAI 2 RAtRA51QBI 2 RBtRB1026 下列关于物理中常见电现象和磁现象的说法中一定正确的是（）A两个轻质小球放在一起时相互排斥，则两球一定带同种电荷B一个开关能同时控制两盏灯，则这两盏灯一定是串联的C两盏白炽灯串联通电发光，则更亮一点

8、的电阻一定更大D电功率相同的电热水壶和电风扇工作相同的时间，发热一定相等【答案】 AC【解析】【分析】【详解】A据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”知，两个轻抚小球放在一起相互排斥，则两球一定带同种电荷，故 A 正确；B一个开关同时控制两盏灯，则这两盏灯可能是串联，也有可能是并联，因为两灯并联，开关在干路，则可同时控制两盏灯，故 B 错误；C串联电路中，通过两盏灯的电流相等，据 P=I2 R 得，电阻越大，实际功率越大，则亮度越亮，故 C 正确；D电功率相同的电热水壶和电风扇在额定电压下工作相同时间，消耗的电能相等，但发热是电热水壶的大于电风扇的。因为电热水壶基本将所有的电能上转化为内能，

9、而电风扇将大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能。故D 错误。故选 AC。7 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 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

10、【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。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

11、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？(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-0.25

12、A=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 RA 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 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

13、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。11 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R2 的规格为“ 200.5A” ，电压表量程为03V，电流表量程为00.6 A。则（）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为了保证电路中各元件安全工作，变阻器 R2 接入电路的

14、阻值范围是210 D当变阻器R2 接入电路中的阻值是8时 ，通电 1min 电阻 R1 产生的热量是53.3J【答案】 C【解析】【分析】(1)根据电压表的正确使用判断所测的电路元件；(2)由电路图可知，R1 与 R2 串联，电压表测R2 两端的电压，电流表测电路中的电流，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1 两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变化；(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值；当

15、电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出 R1 两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中最大阻值，从而得出答案；(4)当变阻器 R2 接入电路中的阻值是8时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据 Q I 2Rt 求出 1min 电阻 R1 产生的热量。【详解】A由电路图可知，R 与 R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流，故A122错误；B由电路图可知，滑动变阻器滑片右侧接入电路，当变阻器R2 的滑片 P 像左移动时，接入电路的电阻增加，电压表的示数变大，故B 错误；C因为滑动变阻器R 的规格为

16、“ 20 0.5A”，所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A，电2路的最小电阻是RU6V12I0.5A滑动变阻器接入电路中的最小电阻R小 R R112 10 2当电压表的最大测量值为3V 时，滑动变阻器接入的电阻最大，为10，故 C 正确；D当变阻器 R2 接人电路中的阻值是8时，电路的总电阻R R1R210 8 18此时电路中的电流IU6V1 AR183通电 1min 电阻 R1产生的热量QI 2 R1t(1 A) 210 1 60s 66.7J3故 D 错误。故选 C。12 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。如图所示，锡箔纸较窄处最先

17、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【答案】 DB电流大C电压小D电功率大【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PI 2 R 可得，较窄处的电功率更大，故ABC不符合题意 , D 符合题意。13 2019 年 3 月，中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能，取得了国际超导科研领域的重大突破。利用石墨烯超导的零电阻特性进行远距离输电，将实现电能零耗损。其节能依据的原理是（）A牛顿第一定律B帕斯卡定律C欧姆定律D焦耳定律【答案】 D【解析】【分析】利用超导进行远距离输电，因为超导体的电阻为零，根据焦耳定律公式可知，没

18、有热量产生，即没有内能的损耗。【详解】A牛顿第一定律是指一切物体在不受力的情况下，将保持静止状态或匀速直线运动状态，与题无关，故 A 不符合题意；B帕斯卡定律是指加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递，与题无关，故 B 错误；C欧姆定律是指一段导体通过的电流跟加在导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，与题无关，故 C 错误；D焦耳定律是指一段导体产生的热量跟导体通过的电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟导体的通电时间成正比；所以当电阻为零时，导体没有热量产生，即电能零损坏，故 D 正确。故选 D。14 一只电热水壶有两根电阻丝R1 、 R2 ，其阻值R1R2 ，现把

19、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R1所用时间最短B只接入R2 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】2将一壶水加热至沸腾时，产生的热量相同，根据热量的公式QUt 可知，电源电压不R变，接入电路的电阻越小，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。15 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

20、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 PWt 得，小风扇 1min 消耗的电能为：WPt 3W60s 180J；故 A 项错误；BCD由 P UI 得，电路中线圈的电流为：IP3W0.5A ；U6V电路中通过线圈的电流为产生的热量为：Q I2Rt（0.5A20.1 60s1.5J ；）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。16 如图所示是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1R

21、为4S后，两电压表的示数分别为6V和2V，保护电阻，当闭合开关，则（）A电路中的电流为4A，电源电压为6VB电动机的功率为16W ，它两端的电压为4VC 1min 在电阻 R 上产生的热量是60J， 电动机线圈产生的热量是120JD电动机工作时将电能转化为机械能，若将儿阻R 换成滑动变阻器，可调节电动机的转速【答案】 D【解析】【分析】【详解】由电路图中可知，电动机与保护电阻串联，电压表V1 测量电源电压；电压表V2 测量保护电阻 R 两端的电压A.由题意可知，闭合开关后，电阻R 两端的电压为2V，则通过电阻R 的电流IU R2V = 0.5AR4因为串联电路电流处处相等，电路中的电流为0.5

22、A，故 A 不符合题意；B电压表 V1 测量电源电压，则结合题中数据可知，电源电压为6V，因为串联电路总电压电压各用电器电压之和，所以电动机的电压为UM =U-UR=6V-2V=4V电动机的功率为PM =UM I=4V 0.5A=2W故 B 不符合题意；C 1 分钟在电阻R 上产生的热量Q=I2Rt=(0.5A)2 4 60s=60J1 分钟电动机线圈产生的热量是Q 2I 2 Rt 0.5A1 60s =15J故 C 不符合题意；D电动机工作时把电能转化成机械能，将电阻R 换成滑动变阻器，可以调节电路中电流的大小，从而起到调节电动机转速的作用，故D 符合题意。故选 D。17 下列表述不正确的是

23、（）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

24、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。18 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 机和 在相同 内 生的 量不同B 机和 在相同 内消耗的 能不同C 机和 消耗的 功率相同D 机消耗的 能大部分 化 机械能，少部分 化 内能【答案】 C【解析】【分析】【 解】A 机与 阻与 流均不同，根据 Q I 2Rt 可得，两者在相同 内 生的 量不同，故 A 正确，不符合 意；B 机和 并 ，两者 相同，但 流不同，根据公式WUIt可得两者相同 内消耗的 能不同，故B 正确，不符合 意；C 机和 两端的 相同，但 流不同，根据PUI可得，两者 功率不同，故 C ，符合 意；D 机主要是将 能 化 机械能，少部分 能 化 内能，故D 正确，不符合 意。故 C。19 根据以下新 信息，下列 正确的是材料和 行