备战中考物理综合题专题复习【焦耳定律的应用问题】专题解析含答案解析

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 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

2、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，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。2 如图，电源电压保持不变， r1=100拔至 b 时电压表的示数是拔至 a，开关 s 闭合， s时的三分之一，则r2=_；若电源电压为013 v，当开关 s拔至 b 时， r 在 10 min 内产生的热量是 _j。【答案】 20【解析】【分析】【详解】1 闭合开关60s，开关s0 拨至

3、b 时，两电阻串联，电压表测r1 两端的电压；闭合开关s，开关 s0 拨至和，且开关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s0 拨至 b 时电压表示数是拨至a 时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比u1u 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，所以电路中的电流iu3v 0.1ar1r210 20r1 在 10min 内产生的热量q1 i

4、2r1t (0.1a)2 10 600s60j3 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】 1.2 10 90.9%【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 内产

5、生的热量：224q=i rt=（ 10a） 2 60s=1.2 j； 10p 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 两个发热电阻 r1:r2 =1:4,当它们串联在电路中时，r1、 r2 两端的电压之比 u1:u2=_；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： 4200【解析】【分析】【详解】两电阻串联在电路中时

6、时，电流相等，根据uir 得， r1、 r2两端的电压之比：u 1ir1r11u 2ir2r2；4已知 r110，则r24r14 10 40；根据 qwu 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 200jr1r210405 有一台电动机，额定电压3v，额定电流1a，电动机线圈电阻0.5 。这台电动机正常工作 1min ，消耗的电能为 _j。产生的热量为 _j，输出的机械能为 _j。【答案】 180 30 150【解析】【分析】根据 w =uit ，求出消耗的电能；根据qi 2 rt 求出在 1min 内电流产生的热

7、量；消耗的电能减去产生的热量即为电动机获得的机械能。【详解】1 这台电动机正常工作，电动机1min 消耗的电能wuit3v1a60s180j2 产生的电热22qi rt （1a）0.5 60s30j3 输出的机械能w机械wq180j30j150j【点睛】本题考查了电动机产生热量、电功、输出机械能的计算，关键是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能。6 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，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

8、 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wn kwh= 100 kwh0.05kwhn020002 根据公式 w uit 可以求出电动机线圈的电流为iw0.053.6106 j100 aut220v360s22电动机线圈产生热量为qi 2rt (100 a) 2 4.84 180s=18000j=1.8 104 j 227 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

9、_。（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ipu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p2 rppp损耗p2u则输电线输送电能的效率为p2 rp实p2prupp1u 2rp所以输电线输送电能的效率为 12 。u8 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

10、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=3j9 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

11、，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10 有两个灯泡 l1212没有标记，实验测得2的电阻为、 l ， l标有“ 6v、 3w”字样， ll6。将 l1、 l2 串联接在某一电路中，两灯l1、 l2 均能正常发光（忽略温度对电阻的影响），下列计算结果正确的是（）a该电路两端的总电压为9vb灯 l2 的额定功率为3wc相同时间内，灯12消耗的电能之比12=11l 、 lw wd相同时间内，灯l1、 l2产生的热量之比q1q2=21【答案】

12、ad【解析】【详解】a 接入电路后正常发光，则电路中电流p13w，i0.5au 16v则 l 2 两端电压u 2ir20.5a63v ，则总电压u 总 u 1 u 26v 3v 9v ，a 正确；b根据题意可知，l 2 的功率为p2i 2 r20.5a261.5w ，b 错误；c根据 w pt 可知，在相同时间内消耗电能之比等于功率之比为2： 1， c 错误；d灯泡产生的热量等于消耗的电能，因此产生的热量之比为2：1， d 正确。11 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】

13、【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。12 如图是养鸡场冬季用来调控光照和室温设备的原理电路图此设备的作用是，夜晚对鸡舍内加温，同时增大光照量，白天只进行适当保温，不进行灯光照射，可增大鸡的产蛋量电路图中r1、 r2 是电热丝 r1： r2 ：rl=1： 2： 2， s1、 s2 可以同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求开关s 闭合（）a s1、 s2 同时断开时，设备运行处于白天用电状态b s1、 s2 也同时闭合时，设备运行处于夜

14、晚用电状态c s1、 s2 同时断开时，在相同时间内r1 和 r2 产生的热量之比为2： 1d s1、s2 也同时闭合时，若电流表示数为6a，则 r1的实际功率为 880w【答案】 abd【解析】s 闭合， s 、 s 断开时， r 和 r 组成串联电路，灯泡l 断路不发光，且电路中的电阻最1212大，由公式 p=u2 /r 可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天，故a 正确；开关 s、 s1221l 发光，、 s同时处于闭合状态， r被短路， r 和灯泡 l 组成并联电路，灯泡且电路中的电阻最小，由公式p=u2/r 可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以是晚上；故b 正

15、确；121212212212s 闭合， s、 s断开时， r和 r 串联， q： q =ir t： i r t=r：r =1：2，故 c 错；开关 s、 s12都处于闭合状态时，21和灯泡 l 组成并联电路；、 sr被短路， r i=u/r， r1 ： rl =1： 2， i1 ： il =rl ： r1 =2： 1， i=6a， i1 =4a， il =2a， ul =u1=u=220v， p1 =u1 i1 =220v 4a=880w，故 d 正确 ；故选 abd13 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

16、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，故意；a 正确， a 不符合题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

17、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。14 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。15 如图是科技小组为养鸡场设计的调控光照和室温设备的电路图。此设备的作用是，

18、夜晚对鸡舍内加温，同时增大光照量，白天只进行适当保温，不进行灯光照射，可增大鸡的产蛋量。电路图中 r1、 r2，是电热丝， l 为照明灯泡（ l 的电阻不随温度变化），2r1r2r1 。 s1、 s2，同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求。开关s 闭合时，下列说法错误（）a s1、s2 同时断开时，设备运行处于白天用电状态b s1、 s2同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态c s 、 s 同时断开时，在相同时间内和产生的热量之比为2 112d s 、s同时闭合时，若电流表示数为6a，则的实际功率为 880w12【答案】 c【解析】【分析】【详解】1212l 断路不发光，且电路中的电阻最s

19、 闭合， s、 s同时断开时， r、 r 组成串联电路，灯泡大，由公式 pu2可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天在相同时r间内 r1、 r2 产生的热量之比qq2i 2rt i 2r2t r1r2 12开关 s、 s12同时处于闭合状态，21和灯泡 l 组成并联电路，灯泡l 发光，且、 sr被短路， ru2电路中的电阻最小，由公式p可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以ru是晚上，因为i，所以rr r121l所以i ir r211ll1因为 r1= 6a所以i1=4ai2=2a因为u lu 1u220v所以p1ui 1220v4a880w故选 c。16 如图所示是研究

20、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 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。17 如图所示是 “探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关 的实验装

21、置。下列关于此实验的一些描述，正确的是a在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系b在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系c在甲图中，闭合开关一段时间后a 容器连接的u 型管液面高度差更明显d在乙图中，可得到结论：相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越少【答案】 a【解析】【详解】a. 在甲图中，两个电阻串联，电流相等，电阻阻值不同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系，故 a 正确；b. 在乙图中，两个电阻阻值相同，电流不同，所以探究的是电流产生热量与电流的关系，故 b 错误；c. 在甲图中， a 容器中的阻值小于 b 容器中阻值，串联电路电流相同，由焦耳定律可知闭合开关一段时间后a

22、 容器内产生的热量小于b 容器内，因此b 容器内连接的u 型管液面高度差更明显，故c 错误；d. 在乙图中，探究的是电流产生热量与电流的关系，可得到结论是相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越多，故d 错误。18 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 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。19 如右