物理物理焦耳定律的应用问题的专项培优易错难题练习题附答案

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1 .在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，则（A.甲的电阻一定比乙的小C.甲两端的电压一定比乙的小【答案】D【解析】【分析】B.通过甲的电流一定比乙的小D.甲消耗的电功率一定比乙的小【详解】由焦耳定律可知电热丝产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关。ABC.仅知道通电时间相同、电热丝甲放出的热量少，不能直接判定电阻、电流与电压的 大小，故ABC不符合题意；D.在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，即电热丝甲消耗的电能较少， 根据P 器可知，甲的功率小，故 D符合题意。故选Do2 .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

2、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】1与 U【解析】【分析】【详解】由P UI得：通过输电线的电流PIU输电线的总电阻R r ,则输电线上消耗的功率2 P 2p员耗 2r仔）2P2rU则用户实际得到的电功率P员耗PP2rU2则输电线输送电能的效率为P的 U2PPrU2所以输电线输送电能的效率为rPU23 .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 Q则小风扇

3、正常工作2min电动机线圈产生的热量为 ，【答案】3【解析】【分析】【详解】电路中线圈的电流为0.5AP 3WU 6V电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q=I2Rt=(0.5A) 2X 0.1 Q X 2X 60s=3J4 .将阻值为R甲=40 Q和R乙=10 Q的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中 产生热量较多的是 。若将两电阻并联后接在 4 V的电源上，1 min内两电阻产生的 总热量为 Jo【答案】R甲120【解析】【分析】【详解】1已知R甲R乙，根据焦耳定律 Q=I2Rt ,两个电阻串联后，通过的电流相等，相同时间 内，电阻R甲产生热量较多。2两电阻并联,由 Q=I2Rt,

4、I=U 得，R2.2U t 4V 60s ,Q 甲=24J,R40 Q2,2U=4V 60s=96j10Q共产生的热量Q=Q 甲 + Q =24J+96J=120J5 .有两个灯泡Li、匕，Li标有“6V、3W”字样，L2没有标记，实验测得 L2的电阻为6Q将Li、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 Li、L2消耗的电能之比 W1 ： W2=1 ： 1D.相同时间内，灯 Li、L2产生的热量之比 Qi ： Q2=2 ： 1【答案】AD【解析】【详解】A.接

5、入电路后正常发光，则电路中电流Pi3WUi6V0.5A ,则L2两端电压则总电压U2 IR2 0.5A 6Q 3V ,U总 U1 U2 6V 3V 9V ,A正确；B.根据题意可知，L2的功率为 22P2 I 2R20.5A6Q 1.5W,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。1200W,乙的额定功率为 800W,下列说法正确的B.电流通过甲做的功一定比乙多D.电流通过甲和乙做功一样快6 .有甲乙两台电暖器，甲的额定功率为 是A.甲实际消耗的的电能可能比乙少C.正常工作

6、时，甲消耗电能比乙快【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。7 .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（）I gy 15QjA.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

7、10 a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，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右二1左两个5的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右二卜+12两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即|1=|2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

8、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。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

9、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；8 .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 . 一台电动机正常工作时，两

10、端的电压为220V,通过线圈的电流为 10A,若此线圈的电阻为2Q,则这台电动机1min内产生的热量是 J,这台电动机的效率是 .【答案】1.2X140 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内产生的热量：Q=I2Rt= (10A) 2X2QX 60s=1.24JK 10(2)电

11、动机的电功率：P总=UI=220VX 10A=2200皿线圈消耗的功率：P 圈=I2R= (10A) 2X 20=200W输出功率：P 出=P P 圈=2200W-200W=2000W , 这台电动机的效率：刀=融/ P 总=2000W/2200W=90.9%.10 .如图所示是研究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()V工A.U甲 二U乙,Q甲二Q乙B.U甲 U乙,Q甲 Q乙C. U甲 U乙,Q甲 Q乙D. U甲U乙,Q甲 Q【答案】

12、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： % 比，由U = IR知：U甲U乙；由焦耳定律 Q=I2Rt知：Q甲 Q乙；故选Co11.如图所示电路，电源电压恒为6V,定值电阻Ri为10 滑动变阻器R2的规格为“ 20 a0.5A”，电压表量程为 03V,电流表量程为 00.6 Ao则()A.电压表测量的是电阻 Ri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 270 aD.当变阻器 R2接入电路中的阻值是 8 时，通电imin电阻Ri产生的热量是53.3J【答案】C【解

13、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 及两端的电压，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 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R两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出

14、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 12Rt求出1min电阻R1产生的热量。【详解】A.由电路图可知，Ri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;0.5A,电C.因为滑动变阻器R2的规格为“ 20Q0.5A ,所以接入滑动变阻器的最大电流是路的最小电阻是6V0.5A12Q滑动变阻器接入电路中的最小电阻R、R Ri 12Q 1

15、0Q 2Q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 10Q,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RRR210Q8Q18Q此时电路中的电流IU或 1aR18Q 3通电imin电阻Ri产生的热量_2 f 12Q I 2R1t ( - A)2 10Q 1 60s 66.7J3故D错误。故选Co12.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

16、流I和通电时间t相等；因为Q |2Rt,%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。，甚至引起火灾，原因是连接处13.在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热A.电流比别处大，产生的热量多B.电流比别处小，产生的热量多C.电阻比别处小，产生的热量多D.电阻比别处大，产生的热量多【答案】D【解析】【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。 导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线

17、串联在电路 中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。【详解】在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，在电流、通电时间相同 时，产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。故选Do14.如图甲图是小灯泡 L和电阻R的I-U图象。将小灯泡 L、电阻Ri和2接入乙图所示电 路中，电源电压恒定不变，只闭合开关 S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 5aB.只闭合开关Si时，电路总功率为 9.6WC. Ri的电阻为5 aD.所有开关都闭合，在15s内电

18、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R2Ui114V0.4A10Q只闭合开关Si时，电阻 R,与灯L串联，电流表测的是整个电路的电流，由甲图知，当I 0.8A时，灯两端的电压为 Ul 4V ,由此可得电源电压U URl Ul 0.8A Ri 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Ul 2V时，I2 0.6A ,灯消耗的功率为P UlI2 2V 0.6A 1.2WR2两端的电压为U2 I2R2 0.6A 10 Q 6V根据串联电路电压的特点，可知电源电压为U U 2 U L 6V 2V 8

19、V，、人，一一r . UA.当只闭合开关 S3时，根据欧姆定律可得 I R,可得此时灯L的电阻为Rl幺*3.3QI20.6A故A错误；8 .只闭合开关S1时，电路中消耗的总功率为P UI 8V 0.8A 6.4W故B错误；C.将U值代入得8V 0.8A R1 4V解得R 5QD.所有开关都闭合时，R1和R2并联，灯被短路，在 15s内电路中产生的总热量为2U2 8VQ t15s 288J%10Q3故D错误。故选C。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叫国1回L埼-hML IU20I SI ML验证焦耳

20、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，由叱得甲乙两灯串联在电路中，所以电流相等，由或 i2rP实甲 区乙灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，所以乙灯较亮，故B.细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止, 正确，B不符合题意；C.装置通电一分钟后，由焦耳定律可知, 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 确，D不符合题意。两球相互排斥,右侧电阻较大,A错误，A符合题意； 则两球一定带同种电荷，故产生的热量较多，所以右管中的h的电能，

21、电能表上的转盘转过3000转，故D正故选Ao16 .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S、&都闭合，二者都正常工作，下列说法不正确的是（ ）电热丝工o 220 VoA.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】2A.电动机与电热丝电阻与电流均不同，根据 Q I Rt可得，两者在相同时间内产生的热量

22、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 P UI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Co17 .两盏电灯并联接在同一电源上.甲灯的电阻为500，乙灯的电阻为1200a.在相同的时间内A.甲灯消耗的电能多B,乙灯消耗的电能多C.甲、乙两灯消耗的电能一样多D.无法判断【答案】A【解析】【分析】【详解】两盏电灯并联接在同一电源上时，因并联

23、电路中各支路两端的电压相等，甲灯的电阻小，U 2工作相同的时间，由 W=UIt=Ut可知，甲灯消耗的电能多，故 A正确、BCD错误，故选RAo18 .根据以下新闻信息，下列选项正确的是材料和测试 行业动态 新闻正文石墨烯也能变成绝缘体？会产生什么样颠覆性影响？发布者：甄可信 时间：2019/5/20 13: 14阅读量：1314点赞数：9527石墨烯又称单层墨，仅由一层碳原子组成，石墨烯是目前世界上最薄最坚硬的纳米材料， 它的熔点超过3000 C,它具有优良的导热性，而且由于它特殊的电子结构，电阻会随着光 照程度改变，在功能上比硅覆盖面更广更优秀，有可能代替硅成为新的半导体材料，近些 年来科学家一直致力于挖掘石墨烯更多隐藏的性质，近日英国曼斯特大学的科学家们在« NATURES上撰文，描述了他们用两块硝酸硼和两块石墨烯组装成一个“巨无霸汉堡”，这是科学家们首次将一般为半导体的石墨烯变成绝缘体A.石墨烯将来可以顶替硅制作光敏电阻B.石墨烯所制作的半导体导电性好，电阻可以为零C.电热丝如果用硝酸硼和石墨烯组装而成的绝缘体材料制作，能产生更多的热量D.因为石墨烯有优良的导热性，所以石墨烯适合用来制成保温隔热材料