备战中考物理专题训练---焦耳定律的应用问题的综合题分类含答案

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 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.

2、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。3 为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中，在

3、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】 12u【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p实pp损耗p2 rp2u则输电线输送电能的效率为p2 rp实p2pru1ppu2所以输电线输送电能的效率为1rpu2 。4 如图所示当甲电路中的开关s 闭合时，两个电压表所

4、选量程不同，测量时的指针位置均为如图乙所示，则电阻r1 两端的电压为 _v， r1 r2 =_，当电阻 r1、 r2 并联在电路中时，在相同的时间内电流通过r1、 r2 所产生的热量之比q1 q2=_。【答案】 104： 11：4【解析】【详解】12 从图甲可以看到，开关s 闭合时，电压表v1 测的是电源电压，示数较大，电压表v2测的是 r2 两端的电压，示数较小，因为测量时的指针位置均为如图乙所示，那么电压表v1的量程应该是 0 到 15v，它的读数是 12.5v，电压表 v2 的量程应该是0 到 3v，它的读数是2.5v，根据串联电路电压规律可知，电阻r1 两端的电压为u 1 u - u

5、212.5v - 2.5v10v电阻 r1 大小是r1u 110vii电阻 r2 大小是r2u 22.5vii那么r1： r210v2.5v4：1i：i3 当电阻 r1、 r2 并联在电路中时，r1 、r2 两端的电压是相同的，在相同的时间内电流通过12所产生的热量之比是r 、 rq1：q2u 2u 211r2：r11：4r1t： tr1：r2r25 如图所示，灯泡l 上标有 “6 v 6 w字”样 (不计灯丝电阻的变化)。电源电压6 v 且保持不变。定值电阻r40。只闭合开关s1 和 s3，电阻 r 在 100 s 产生的热量是_j；电路在工作状态下整个电路消耗的最小功率是_w。【答案】 9

6、0 0.78【解析】【详解】1 只闭合开关 s1 和 s3 ，定值电阻r和灯泡 l 并联接在电路中，定值电阻r 两端的电压u ru 6v那么电阻 r 在 100 s 产生的热量是226vqu r t100s 90jr40u22 电路在工作状态下整个电路消耗的功率最小，根据p可知，要求总电阻最大；灯r泡 l 的电阻是u l226vrl6pl6w当电阻 r 与灯泡 l 串联在电路中时，此时电路中的电阻最大，只需要闭合开关s2 ，这种情况下电路消耗的最小功率是u 2u 226vpr rl0.78wr总40 66 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

7、的电源两端，电路的总功率为_ w，通电一段时间后，ra 和 rb产生的热量之比是_ 【答案】 0.61：2【解析】【分析】【详解】由图象知，u=3v 时， ia=0.6a， ib=0.3a，根据 ru，电阻iu3vra5，i a0.6au3vrb10，i b0.3a两电阻串联时，电路总电阻r=ra+rb=5 +10 =15，电路总功率pu 2(3v)2r150.6w ；a、 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 rat ra51qbi 2 rbt rb1027 有甲乙两台电暖器，甲的额定功率为1200w，乙的额定功率为800w ，下列说法正确的是a甲实际消

8、耗的的电能可能比乙少b电流通过甲做的功一定比乙多c正常工作时，甲消耗电能比乙快d电流通过甲和乙做功一样快【答案】 ac【解析】【详解】ab 甲的功率大于乙的功率，只能说甲做功快，不能说电流通过甲做功多；当甲的工作时间远小于乙的工作时间时，甲消耗的电能可能比乙少，电流通过甲做的功可能比乙少，故a 正确， b 错误；cd、甲的功率大于乙的功率，说明电流通过甲做功快，在相同的时间内，甲消耗电能多，故 c 正确， d 错误。8 如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关s，滑动变阻器r的滑片 p 在 a 点时，电流表示数为0.5a，将滑片 p 从 a 点移动到最右端的过程中，通过滑动变阻器的电流随电阻

9、变化图像如图乙所示，则下列选项正确的是（）a电源电压为5vb r 的阻值为15c 10s 内定值电阻r 产生的电热为9jd若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，则一定是r断路【答案】 b【解析】【分析】【详解】a由图乙可知，当滑片p 在 a 点时， r=10 ，电流 i1=0.3a，此时滑动变阻器的电压 u1 i 1r 0.3a 10 3v滑动变阻器与定值电阻并联，所以滑动变阻器的电压等于电源电压uu 13v故 a 错误；b滑动变阻器r的滑片 p 在 a 点时，电流表示数为 0.5a，此时定值电阻的电流 i 2 i i1 0.5a 0.3a 0.2a定值电阻的电阻ru3vr15i 20.

10、2a故 b 正确；c 10s 内定值电阻r 产生的电热为qi 22rt0.2a 215 10s6j故 c 错误；d若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，有可能是r断路，也有可能是滑动变阻器 r两个下接线柱接在电路中，故d 错误。故选 b。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 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

11、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-0.25a=0.3a则两支路的路端电压为u 0 =i 0 r00.3

12、a30 = 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 下列用电器中，主要是利用电流热效应来工作的是a电风扇b电视机c电饭锅【答案】 cd led灯【解析】【详解】a电风扇工作是电能主要转化为机械能，利用通电导体在磁场中受到力的作用，故a 不符合题意；b电视机工作是电能主要转化为光能，故b 不符合题意；c电饭锅工作是电能主要转化

13、为内能，主要是利用电流热效应来工作，故d led灯工作是电能主要转化为光能，故 d 不符合题意。c 符合题意；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ab 的中点时，若定值电阻r 再产生热量p 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（）a20.5min【答案】 cb 20.05minc 20.25mind 22.25min【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 pwq 所用时间为t 得，产生热量t1wqqrp1

14、u 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 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2w产生热量等于消耗电能，则可由 p得，产生热量q 所用时间为twqqq(r1r滑 )2t32pu 2ru 2ru232rr 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，

15、t3=20.25min ，故选 c。12 a 和 b 两个定值电阻的电流与电压的关系如图所示，下列说法正确的是()a将 a 和 b 串联接入电路中，a、 b 两端的电压之比是1：2b将 a 和 b 串联接入电路中，a,b 消耗的功率之比是2： 1c将 a 和 b 并联接人电路中，通过a、 b 的电流之比是1： 2d将 a 和 b 并联接入电路中，相同时间内电流通过a、 b 产生的热量之比是4： 1【答案】a【解析】【详解】a由图可知若将b由图可知若将a 和 a 和b 串联接入电路中， b 串联接入电路中，a、 b 两端的电压之比是a、b 消耗的功率之比为1： 2，故a 正确；pa: pbu a

16、 i :u b iu a i : 2u a i a1: 2故 b 错误；c由图可知若将d由图可知若将a 和 a 和b 并联接人电路中，通过a、 b 的电流之比是2 ：1，故 c 错误；b 并联接入电路中，相同时间内电流通过a、 b 产生的热量之比为qa: qbi a2 ra t : i b2 rb tui at :ui bt2 :1故 d 错误。13 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】【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 103ji2art200

17、10s故选 a。14 电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开s 后，充电插口可以外接充电器对电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为 48v，此时通过电动机线圈的电流为5a，电动机线圈的电阻是 0.5 ，下列说法正确的是（）a对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源b电动自行车的电动机把电能全部转化为机械能c电动机正常工作1min ，电流通过线圈所产生的热量为14400jd电动机正常工作1min ，消耗的电能为14400j【答案】 d【解析】【分析】【详解】a对蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，则蓄电池相当于用电器，故b由于电动机会发热，则电

18、动自行车的电动机把电能转化为机械能和内能，故a 错误；b 错误；c电动机正常工作1min ，电流通过线圈所产生的热量为q=i2rt=(5a)2 0.560s=750j故 c 错误；d电动机正常工作1min ，消耗的电能为w=uit=48v 5a 60s=14400j故 d 正确。故选 d。15 如图甲图是小灯泡 l 和电阻 r2 的 i-u 图象。将小灯泡l、电阻 r1 和 r2 接入乙图所示电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关s1 时，电流表示数为0.8a；只闭合开关 s3 时，小灯泡 l 的实际功率为 1.2w。下列说法正确的是 ( )a只闭合开关s3 时，小灯泡的电阻为5b只闭合开关s1

19、 时，电路总功率为9.6wc r1 的电阻为5d所有开关都闭合，在15s 内电路中产生的总热量为3200j【答案】 c【解析】【分析】【详解】由图知，电阻r2 为定值电阻，其阻值为u 14vr210i10.4a只闭合开关s1 时，电阻r1 与灯 l 串联，电流表测的是整个电路的电流，由甲图知，当i0.8a 时，灯两端的电压为u l4v ，由此可得电源电压uu r1 u l0.8a r1 4v当只闭合开关 s3 时，电阻 r2与灯 l 串联，灯消耗的实际功率为1.2w ，图甲知，当u l2v 时， i 20.6a ，灯消耗的功率为pu l i 22v 0.6a 1.2wr2 两端的电压为u 2i

20、 2r20.6a10 6v根据串联电路电压的特点，可知电源电压为uu 2u l6v2v 8va3uls时，根据欧姆定律可得i，可得此时灯的电阻为当只闭合开关ru l2v3.3rli 20.6a故 a 错误；b只闭合开关s1 时，电路中消耗的总功率为pui8v0.8a6.4w故 b 错误；c将 u 值代入得8v0.8ar14v解得r15d所有开关都闭合时，r和 r并联，灯被短路，在15s 内电路中产生的总热量为12228vqu t15s 288jr并103故 d 错误。故选 c。16 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

21、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

22、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。17 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

23、 可知 qt甲 、 qt乙 ，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 d18 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qi 2 rt42 3141i2 1 1 213q2r2t23 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小灯泡正常发光时，定值电阻r1 在1min内产生的热量为26.25jd再串联一个【答案】 d【解析】【分析】【详解】3的电阻后， r2 的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全该电路为串联电路，滑片p 由最右端向左移动，v2 示数减小，说明v2 测滑动变阻器两端电压，则当电流为0.1a 时， r1 两端电压为u r1 u -0.5v-3.5v=