备战中考物理压轴题专题焦耳定律的应用问题的经典综合题及详细答案

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 以下原理与应用上下对应正确的是（）ABCD【答案】 C【解析】【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。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

2、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，根据公式生的热量已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式Q=I2Rt 可求这台电动机1min 内产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

3、=（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 两个发热电阻 R1 2121 2:R =1:4,当它们串联在电路中时，R、 R 两端的电压之比U :U =_；已知 R1=10 ,那它们并联在4V 电路中 ,两个电阻在100s内产生的热量是 _J【答案】 1： 4 200【解析】【分析】【详解】两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据UIR 得， R1、 R2 两端的电压之比：U 1IR1R11U 2IR2R24 ；已知 R110，则R24R14 10 40

4、；根据 Q WU 2t 得两个电阻在100s 内产生的热量为：RQ总W1 W2U 2tU 2t(4V) 2100s(4V) 2100s 200JR1R210404 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，电源电压12V不变， R1为定值电阻，21R 为滑动变阻器，闭合开关S ，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 1minR 产生的热量为 _J。2【答案】3.6106105【解

5、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6V，由图象可知，这时电路中的电流为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

6、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LI=0.5A ，灯泡两端电压 U =3.5V 时，等式12V3.5V+0.5A 10+0.5A 7成立，即此时通过R2的电流为20.5A，则通电 1min R 产生的热量为Q放I 2 R2t27 60s=105J

7、0.5A5 为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中，在两地间架设了两根等长的输电线。两根输电线的总电阻为r。已知位于电厂处的两根输电线间的电压为U，输送电能的功率为P，由于电流通过输电线发热会损失电能，该输电线路输送电能的效率为_。（输电效率为用户得到的电能与发电厂输出电能的比值）【答案】 1rPU 2【解析】【分析】【详解】由 PUI 得：通过输电线的电流PIU输电线的总电阻 Rr ，则输电线上消耗的功率P损耗 I 2 R ( P ) 2 rP2 rUU 2则用户实际得到的电功率实P损耗PP2 rU 2PP则输电线输送电能的效率为P2 rP实P2PrUPP12U所以输电线输送电能的效率为1r

8、PU2 。6 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=3J7 电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W ”的字样，使它们分别在额定电压下工作相同的时间。以下判断中正确的是A它们在工作时通过的电流一定相等B它们在工作过程中消耗的电能一定相等C它们在工作过程中产生的电热一定相等D它们在工作过程中的电功率一定相等【答案】 ABD【解析】【详解】A根

9、据 PUI 得它们在额定电压下工作时通过的电流相等，故A 正确；B根据 WPt 得它们在在额定电压下工作相同的时间消耗的电能相等，故B 正确；C电烙铁工作时主要把电能转化为内能，电风扇工作时主要把电能转化为风能，所以它们在工作过程中产生的电热不相等，故C 错误；D它们在额定电压下工作的电功率都等于60W，故 D 正确。8 下列说法不正确的是（）A两个用电器组成的电路，通过它们的电流不相等，则它们一定是并联B三个用电器组成的电路任意一个损坏都不影响其他用电器，则它们一定是并联C家庭电路中若电热水壶被短路，则空气开关一定跳闸D功率相同的电风扇和电热水壶正常工作1h，产生的电热一定相等【答案】 D【

10、解析】【分析】【详解】A两个用电器组成的电路，只有并联时通过它们的电流才不相等，故A 正确， A 不符合题意；B三个用电器组成的电路任意一个损坏都不影响其他用电器，则它们一定是并联，若其中两个或三个串联，则必须同时工作，故B 正确， B 不符合题意；C家庭电路中若电热水壶被短路，电路中电流过大，则空气开关一定跳闸，故C 正确，C不符合题意；D功率相同的电风扇和电热水壶正常工作 1h 消耗的电能相同，但因为电热水壶把电能几乎全部转化成热能，而电风扇主要是把电能转化成机械能，二者产生的电热不同，故D 错误， D 符合题意。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

11、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，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

12、 一个“ 220V 300 W 的电热杯，一个“ 220 V 300W”的煮蛋器，一台“ 220V 300 W 的小型洗衣机，分别接在 220V 的电压下，则相同时间内它们产生的热量A小型洗衣机最少B电热杯最少C煮蛋器最少D一样多【答案】 A【解析】【详解】由题意可知，三种仪器的额定功率相同，但小型洗衣机主要将电能转化为机械能；而电热杯、煮蛋器将电能全部转化为内能，故小型洗衣机产生热量最少，故选A。11 如图，电源电压不变，R 、 R2 是两个相同的电阻，当闭合开关S1 ，断开 S2 、 S3 ，1通电 10min ，电路产生的热量为Q；同时闭合 S2 、 S3 ，断开 S1 ，若要产生相同的

13、热量Q，则通电时间为（）A2.5minB 10minC 20minD 40min【答案】 A【解析】【分析】【详解】由题可知， R1、 R2 是两个相同的电阻，设R =R =R12由图可知，当闭合开关S1232R，电源电压不变，由，断开 S、 S 时，两电阻串联，总电阻为焦耳定律可得，通电10min 电路产生热量Q= U 2 10 60s2 R闭合 S2 、S3，断开 S1 时两电阻并联，总电阻为R ，产生相同热量，则2U 22U 2tQ= R t=2RU 22U2 10 60s=t2RRt=150s=2.5min故选 A。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）

14、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 如图所示，电源电压为 6V ， R1 10 ， R2 20， R3 5 。闭合开关S1 后，当S2 ， S3 全部闭合和全部断开时，在相同的时间内电流通过R1产生的热量之比是（）A4 9B 94C 2 3D 3 2【答案】 B【解析】【分析】【详解】当开关都闭合时 ， R312并联

15、，此时11被短路 ， R与 RR 两端的电压为电源电压U。 当开关 S闭合 ， S23213、 S 全部断开时 ， R被开路 ， R与R 串联 ，此时R1U 1102R3U 351则此时 R1U12R1 产生的热量之比是两端的电压为U，则相同的时间内电流通过3U2t2 U2 9Q R1UQ U 12tU12 U4R13故选 B。14 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

16、】 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 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

17、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 两个定值电阻R1、 R2 并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭

18、合开关S ，经过相同的时间，R1、 R2 产生的热量之比为（）A 1: 3B 3:1C 1:9D 9 :1【答案】 B【解析】【分析】本题考查热量的计算，应用并联电路的特点及I-U 图象。【详解】由题可知 R1、 R2 并联连接，结合图乙知，当U=3.0V 时，通过R1、R2 的电流分别为I1=0.6A， I2=0.2A，即通过两电阻的电流之比I1:I2=0.6A:0.2A=3:1由 Q=UIt 得，在相同的时间内，R1、 R2 产生的热量之比Q1:Q2=UI1t:UI2t= I1:I2=0.6A:0.2A=3:1故 ACD不正确， B 正确。故选 B。17 如图所示是电热吹风机的内部电路原理

19、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 S12都闭合，二者都正常工作，下列说法不正确的是（）、 SA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，但电流不同，根据公式W UIt 可得两者相同时间内消耗的

20、电能不同，故B 正确，不符合题意；C电动机和电热丝两端的电压相同，但电流不同，根据PUI 可得，两者电功率不同，故 C 错误，符合题意；D电动机主要是将电能转化为机械能，少部分电能转化为内能，故D 正确，不符合题意。故选 C。18 如右图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电热），下列说法正确的是（ ）t 秒后（两容器都不向外放A两容器中 阻 生的 量相同B右 容器中空气的温度是左 容器中空气温度的两倍C右 容器中空气温度的 化量是左 容器中空气温度 化量的两倍D右 容器中空气温度的 化量是左 容器中空气温度 化量的四倍【答案】 C【解析】【分析】根据焦耳定律QI 2 Rt 判断两容器中

21、阻 生 量的多少， 生的 量越多，空气吸收 量越多， U 形管中液柱越高； 流通 体 生 量的多少不能直接 察，但液体温度的 化可以通 液面高度差的 化来反映，体 的是 思想。【 解】A由 示可知，两个 阻 是串 的， 流相同， 阻不同，所以相等的 内 生的 量是不相同的，故 A ；BCD右 容器中的 阻是左 容器 阻的二倍，所以右 容器中 生的 量是左 容器 生 的二倍，由于两个器中空气的 量相同，故可得右 容器中空气温度的 化量是左 容器中空气温度 化量的两倍，故C 正确、 BD 。应选 C。19 根据以下新 信息，下列 正确的是材料和 行 新 正文石墨 也能 成 体？会 生什么 覆性影响？ 布者：甄可信 ： 2019/5/20 13： 14 量： 1314 点 数： 9527石墨 又称 墨， 由一 碳原子 成，石墨 是目前世界上最薄最 硬的 米材料，它的熔点超 3000 ，它具有 良的 性，而且