物理焦耳定律的应用问题的专项培优练习题(含答案)及详细答案

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 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

2、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，故误， d 符合题意。故选 d。d 错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

3、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 如图，电源电压保持不变，r1=100a，开关 s 闭合， s 拔至 b 时电压表的示数是拔至时的三分之一，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

4、，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，所以电路中的电流iu3v 0.1ar1r210 20r1 在 10min 内产生的热量q1

5、i2r1t (0.1a)2 10 600s60j4 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 qu 2100s 内产生的热量为：wt 得两个电阻在rq总w1 w2u 2tu 2t(4v) 2100s (4v) 2100s 200jr1r2

6、10405 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ipu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p实p p损耗p2 rp2u则输电线输送电能的效率为p2 rp实p2prupp12urp所以输电线输送电能的效率为12 。u6 家用

7、电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是_，正常工作吹热风5min 电热丝产生的热量是_j。5【答案】 552.6410【解析】【详解】(1)1 由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120w ，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率：p电热丝p热pm1000w120w880w ；并联电路中各支路两端的电压相等，由pu2可得电热丝的电阻：ru 22220vr电热丝55；p电热丝880w2 电吹风正常工作且吹热风时， 5 分钟内电流通过电热丝产生的热量：qwprt88

8、0w560s2.64105 j 。7 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】 900.78【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 ru6v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 l

9、226vrl6pl6w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 68 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 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 =1

10、5，电路总功率pu 2(3v) 20.6w ；r15a、 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 rb1029 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

11、，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10 电阻 a 和 b 连接在某一电路，通过它们的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知（）a电阻 a 的阻值为5b当通过电阻b 的电流为0a 时，电阻b 的阻值为0c当电阻 a、 b 串联在电压为3v 的电源两端时，它们的电功率之比为pa : pb 1: 2d当电阻 a、 b 并联在电压为3v 的电源两端时

12、， 5min 它们产生的电热之比 qa : qb 2 :1【答案】 acd【解析】【分析】本题考查串联、并联电路的特点，电功率的计算，电热的计算，应用i -u 图象和欧姆定律解题。【详解】a 由图象可知，电阻 a 、 b 的的电压为 3v 时，通过它的电流为i-u 图象是倾斜的直线，则两个都是定值电阻，当0.6a ，那么 a 的电阻a 两端u3v5r0.6 ai故 a 符合题意；b导体的电阻是其本身的一种性质，其两端有无电压，不会影响其电阻的大小，故b 不符合题意；c由图象可知，电阻a、 b 串联，电源电压为 3v时，通过电路的电流应该是0.2a ，此时a 、 b 两端的电压分别为1.0v 和

13、 2.0v ，根据 p=ui得，各电阻的电功率之比为pa:pb =u a :u b=1.0v:2.0v=1:2故 c 符合题意；d当电阻a 、 b 并联在电压为3v 的电源两端时，由图象可知，通过两电阻的电流分别为0.6a 和 0.3a ，根据 q=uit 得，在 5min 内，两电阻产生的电热之比qa :qb=i a :i b=0.6a:0.3a=2:1故 d 符合题意。故选 acd 。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

14、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

15、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 r2 接入电路中的阻值是8时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据 q i 2rt 求出 1min 电阻 r1产生的热量。【详解】a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，故a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r2 的

16、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u6v12r0.5ai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 r2 接人电路中的阻值是8时，电路的总电阻r r1 r210 8 18此时电路中的电流u6v1i18ar3通电 1min 电阻 r1 产生的热量qi 2 r1t(1 a) 210 1 60s 66.7j3故 d 错误。故选 c。12 电熨斗通电一段

17、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。13 如图是探究电流通过导体时产生热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 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下

18、列说法正确的是（）a通电一段时间后，左侧u 形管中液面的高度差比右侧的小b若容器外面的电热丝r3 发生了断路，若与没断时的通电时间相同，则左侧u 形管中液面高度差变小c将右边并联的两根5 的电阻丝都放入到容器内，通电一段时间后，右侧u 形管中液面的高度差比左侧的大d该实验装置是利用【答案】 bu 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少【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，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

19、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；由q=i2 rt 可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，左侧u 形管中液面的高度差更大，故 a 错误；b r3 发生断路前，左侧的电阻为5，右侧的电阻为2.5 ，则电路的总电阻为r 总 =5+2.5 =7.5 r3 发生断路后，电路中只有r1 和 r2 串联，则总电阻为总 =5+5=10rr3 发生断路后，整个电路的总电阻增大了，根据欧姆定律可知，电路中的总电流减小了，在电阻、通电时间不变时，电流减小，则产生的热量变少，所以左侧u 形管中液面高度差变小，故b

20、正确；c将右边并联的两根5的电阻丝都放入到容器内，右侧的电阻为2.5 ，左右两侧的电流和通电时间相同，左侧的电阻大于右侧的电阻，则左侧产生的热量多，右侧u 形管中液面的高度差比左侧的小，故c 错误；d该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过u 形管液面高度差的变化来反映，故d 错误。故选 b。14 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

21、用并联电路的特点及i-u 图象。【详解】由题可知 r1 2并联连接，结合图乙知，当u=3.0v 时，通过12的电流分别为、 rr、ri1=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。15 如图所示是电热吹风机的内部电路原理图，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 s1、 s2 都闭合，二者都正常工作

22、，下列说法不正确的是（）a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wuit可得两者相同时间内消耗的电能不同，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

23、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。16 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为a。这台电动机正常工作1 s 消耗的电能为380 v，线圈电阻为2 ，线圈中电流为w，产生的热量为q，则10a 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=3800j1s，电动机正常工作1s 产生的热量：q=i2rt=(10a)2 2 1s=200j，故选 a。17 两根导线的电阻

24、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 3 ，i1 4 ， t1 1r24i 23t21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。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 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，而且由于它特殊的 子 构， 阻会随着光照程度改 ，在功能上比硅覆盖面更广更 秀，有可能代替硅成 新