备战中考物理专题复习焦耳定律的应用问题的综合题及答案解析

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 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r1 、 r2 。关于此电路说法中正确的是a探究的是电流产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

2、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。2 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i=0 8a，l 正常发光，说明电源电压为u=6v，电流表测的是总电流，则由 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/i

3、r=6v/03a=20；通电 1min 电阻 r 产生的热量：q=w=uirt=6v0 3a 10s=18j。3 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）rp【答案】 1u 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 i2rp)2p2 r(r2uu则用户实际得到的电功率p2 r实pp损耗pp2u则输

4、电线输送电能的效率为p2 rp实p2pru1u 2pp所以输电线输送电能的效率为1rpu2 。4 从产品说明书得知，一台“ 6 v 3 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 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

5、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。因为电热水壶基本将所有的电能上转化为内

6、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 如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气， u 形管中液面的高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（ ）a该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系b将左边容器中的电阻丝换成10 的，可以探究电流产生的热量与电阻的关系c该实验装置是利用u 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的d通电一段时间后，左侧电阻丝产生的热量比右侧电阻丝产生的热量多【答案】 ad【解析】【分析】【详解】a装置中一个 5的电阻与两个 5的电阻并联后再串联，

7、根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即i 右 =i 左两个 5 的电阻并联，根据并联电路的电流特点知i 右=i1+i2两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即i1=i2所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故a 正确；b将左边容器中的电阻丝换成10的电阻丝后，左右容器中的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故b 错误；c该实验装置是利用u 形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过u 形管液面高度差的变化来反映，故c 错误；d通过左边容器中的

8、电阻丝的电流大，由q=i2rt 可知，左边电阻丝产生的热量多，温度升得较快，故d 正确。故选 ad。7 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【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，

9、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。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

10、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 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

11、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，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( )所示，两电热丝r12110 如图 甲与 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

12、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=2.5a，电流表 a2 的量程为0 0.6a，分度值为 0.02a，通过 r1 的电流 i1=0.5a，根据并联电路的电流特点可得，通过r2 的电流：i 2i i1 2.5a 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

13、意；a则2r 的阻值：r2u 10v =5 ，i 22a则r1： r220：5 41：，故 a 错误，符合题意；2的电功率：c rp2ui 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 r1t220 260s600j ，0.5a故 d 正确，不符合题意。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2的规格为“ 20r0.5a” ，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

14、 r2 接入电路的阻值范围是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

15、器接入电路中的最小阻值；当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28时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电r 接入电路中的阻值是流，根据 qi 2rt求出11min 电阻 r 产生的热量。【详解】a由电路图可知，122ar 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2r 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

16、阻器r2 的规格为“ 20 0.5a”，所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5a，电路的最小电阻是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 r 接人电路中的阻值是8时，电路的总电阻2r r1r210 8 18此时电路中的电流iu6v1 ar183通电 1min 电阻 r1 产生的热量q i 2 r1t(1 a) 210 1 60s 66.7j3故 d 错误。故选 c。12 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；

17、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。13 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 wu

18、 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：3u2tq0.5 r18u 2；qt1r故 c 正确。14 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 ， r31211被短路 ， r与 r并联 ，此时 r 两端的电压为电源电压u。 当开关 s闭合 ， s2、 s3 全部断开时 ， r2 被开路 ， r1 与 r3 串联 ，此时r1 u 1

19、10 2r3 u 3 51则此时 r1 两端的电压为u12r1 产生的热量之比是u，则相同的时间内电流通过3u2t2 u2 9q r1uq u 12tu12 u4r13故选 b。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 p实甲

20、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 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 0 3v，电流表量程为 0 0.6a。下列说法正确的是（

21、）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 10 d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 r 的滑片 p 向左移动时， r 电阻增大，根据串联分压的特点，r 两端电压增222大，即电压表示数增大，故b 错误；c由电压表量程“23v，根据串联分压的特点，u 1u 2 ，即03v”， r 两端电

22、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r1r20.5a=6v10 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 r 接入电路中的阻值是5时，电路中的电流2u6vi = r1r2=10 5 =0.4a通电 1min 电阻 r1产生的热量2125 160s=48jq=(i ) r t=(0.4a)故 d 错误。故选 c。17 如右图所示，两透明容

23、器中密封着等质量的空气，通电t 秒后（两容器都不向外放热），下列说法正确的是（）a两容器中电阻产生的热量相同b右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍c右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍d右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍【答案】 c【解析】【分析】根据焦耳定律qi 2 rt 判断两容器中电阻产生热量的多少，产生的热量越多，空气吸收热量越多， u 形管中液柱越高；电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想。【详解】a由图示可知，两个电阻丝是串联的，电流相同，电阻不同，所以相等的时间内产生的热量是不相同的，故 a 错；bcd右边容器中的电阻是左边容器电阻的二倍，所以右边容器中产生的热量是左边容器产生热的二倍，由于两个器中空气的质量相同，故可得右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍，故c 正确、 bd 错误。应选 c。18 如图所示，在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水，现将阻值为r1、 r2 的电阻丝（ r1 r2）分别按图中的四种方式连接放入水槽，并接入相同电源通电相同时间后，水温最高的是abcd【