备战中考物理易错题专题训练-焦耳定律的应用问题练习题含答案解析

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U 甲 、 U 乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲 、 Q 乙 的大小，下面关系中正确的是（）A U 甲 U 乙 ， Q 甲 Q 乙BU 甲 U 乙， Q 甲 Q 乙C U 甲 U 乙， Q 甲 Q 乙D U 甲 U 乙， Q 甲 Q 乙【答案】 A【解析】【详解】从图中可以看到，这两个灯泡是串联的，流过的电流大小相等，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，根据UIR 可知，U 甲U 乙 ；根据QI 2 Rt 可知，时间相同，流过的电流大小相同，甲电

2、阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，那么故选 A。Q甲Q乙 。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】1.2 10490.9%【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

3、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%3 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 正常发光

4、，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。4 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，观察到他家标有2000imp/(kW.h) 的电能表3min 内闪烁了 100 次，

5、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W0.053.6106 J100I220V360sAUt22电动机线圈产生热量为QI 2Rt (100 A) 2 4.84 180s=18000J=1.8 104 J 225 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

6、两盏白炽灯串联通电发光，则更亮一点的电阻一定更大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

7、基本将所有的电能上转化为内能，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。6 如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表量程为00.6AAB分别是小灯。图乙中 、泡和电阻 R1两端的电压随电流变化关系图象。只闭合开关1S、 S，滑动变阻器的滑片 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

8、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线，则由乙图数据可求R1 阻值为R1 = U14V=40I10.1A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UU L U 1U 2 =2V+0.2A40 +0.

9、2A10 =12V故 A 不符合题意；B当闭合开关S、 S，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1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P额U 额 I 额12V0.5A=6W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U 2m

10、ax10VR2maxI 2=500.2A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U1R1U4012V=48R140VR2509由于 R1 为纯电阻，则1.5min 电流通过 R1 产生的热量为2U 1248 VW1t91.5 60s=64J40R1故 C 符合题意；U2D由于电源电压不变，则由P可知，当电路阻值最大时，电路总功率最小，则闭R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Pmin1.2WI min=0.1AU12V则此时电路总电阻为RmaxU

11、12VI min=1200.1A则小灯泡此时电阻应为R=R -R -R=120 -40-50 =30 L 实max12max此时小灯泡分得电压应为U=IR=0.1A 30 =3VL 实min L 实但由乙图可知，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。7 如图所示是研究焦耳定律实验装置中的部分电路两瓶中的电阻丝是串联的，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值比较通电后两根电阻丝两端的电压U 甲 、U 乙 以及它们在相同时间内产生的热量Q 甲 、 Q 乙 ，以下关系式中正确的是()A U 甲 = U 乙 ， Q 甲 = Q 乙BU 甲 Q 乙C U

12、甲 U乙，Q 甲 U 乙，Q 甲 Q【答案】 C【解析】【详解】由于两电阻丝串联，流过它们的电流I 相等，通电时间 t 相等，由题意知：R甲R乙 ，由U=IR 知： U 甲U 乙 ；由焦耳定律Q=I2Rt 知： Q甲 Q乙 ；故选 C。8 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

13、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。9 如图，电源电压保持不变，R1=10 ，开关 S 闭合， S0 拔至 b 时电压表的示数是拔至 a时的三分之一，则 R2=_；若电源电压为3 V，当开关 S0 拔至 b 时， R1 在 10 min 内产生的热量是 _J。【答案】 20 60【解析】【分析】【详解】1 闭合开关 S，开关 S 拨至 b 时，两电阻串联，电压表测R 两端的电压；闭合开关S，开01关 S0 拨至 a 时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且开关 S0 拨至 b 时电压表示数是拨至

14、a 时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比U1 U 3 1U 2UU 32因串联电路中各处的电流相等，所以，由I U 可得，两电阻的阻值之比RU1R1 I U1 1R2U 2U 22I则 R2 的阻值R2 2R1 2 10 202 若电源电压为3V，当开关S0 拨至 b 时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以IU3V电路中的电流 0.1AR1R21020R1 在 10min 内产生的热量Q1 I2R1t (0.1A)2 10 600s60J10 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

15、】【详解】根据焦耳定律的公式Q I 2 Rt 可知，通过这只电炉的电流是Q8 103J2AI200 10sRt故选 A。11 如下图所示，当滑动变阻器的滑片 9min ；当滑片 P 滑至 b 端时，定值电阻的中点时，若定值电阻 R 再产生热量 abP 滑至 a 端时，定值电阻R 产生热量 Q 用时是R 产生相同热量Q 的用时是36min ，当滑片P 滑至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 PW得，产生热量Q 所用时间为tt

16、1WQQRP1U 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RUURR滑产生热量等于消耗电能，则可由WP得，产生热量Q 所用时间为tWQQQ(R R滑 )2t2U 2RU 2RU 2P2R2R R滑当滑片 P 滑至 ab 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 )2t32P3U 2RU 2RU22RR 1 R滑2由于第一次用时9min，第二次用时36min ，带

17、入式子求解可得，t3=20.25min ，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 一只电热水壶有两根电阻丝R1 、 R2 ，其阻值R1R2 ，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R1所用时间最短B只接

18、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。14 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

19、】 A【解析】【分析】【详解】U 额2A由图可知 P额甲 P额乙 ，甲乙两灯额定电压相同，由R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，故正确， B 不符合题意；BC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。15 如

20、图所示电路，电源电压恒为6V，定值电阻 R1为 10，滑动变阻器2的规格为“ 20R0.5A”，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R 接入电路中的阻值是5时，通电 1min 电阻 R 产生的热量是9.6J21【答案】 C【解析】【分析】【详解】A由电路图可知，电压表是并联在R 两端，测量的是电阻R 两端的电压，故A 错误；22B当变阻器 R2 的滑片 P 向左移动时， R2 电阻增大，根

21、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；23V，根据串联分压的特点，U 1U 2 ，即C由电压表量程“ 03V”， R 两端电压最大为R1= R26V3V3V10= R2解得 R2=10 ，由电流表量程“ 00.6A”，电路中最大电流为0.6A，由滑动变阻器R2 的规格为“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 I最大 =U，即R2R16V0.5A= 10 R2解得 R22210，故 C 正确；=2，故变阻器 R接入电路的阻值范围是D当变阻器R2 接入电路中的阻值是5时，电路中的电流I =U6V =0.4AR1R210

22、 5通电 1min 电阻 R1 产生的热量Q=(I )2 R1 t=(0.4A)25 160s=48J故 D 错误。故选 C。16 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121，乙的电热丝阻值为72.6，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 minB 6 minC 8 minD 10 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2U2U2温度相同，则水吸收热量相等，由公式QU t 可知 Qt甲 、 Qt乙 ，

23、由这两个式RR甲R乙子化简可得t甲t乙R甲6 minR乙121 10 min72.6故选 D17 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈电阻为2 ，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作1 s 消耗的电能为W，产生的热量为Q，则A W=3 800 J， Q=200 JB W=3 800 J， Q=3 800 JC W=72 200 J， Q=200 JD W=72 200 J， Q=3 800 J【答案】 A【解析】【详解】电动机正常工作1s 消耗的电能：W=UIt =380V 10A=1s3800J，电动机正常工作1s 产生的热量：Q=I2Rt=(10A)2 2=200J1s，

24、故选 A。18 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（）A1:1B4: 3C 3:4D16:9【答案】 B【解析】【分析】【详解】由题意可知R1 3I1 4t1 1R24 ， I 23 ， t21由 Q I2Rt 可得，在相同时间内产生的热量之比Q1I 2 Rt1142 314Q2I2R2t22133 4故选 B。19 在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S 后，将滑动变阻器R2的滑片 P 由最右端向左移动，直至灯泡L 正常发光。此过程中，电流表A 的示数随两电压表V1、 V2（电压表 V2 未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A电源电压为5VB电路允许的最大功率为1WC小灯泡正常发光