培优易错难题焦耳定律的应用问题辅导专题训练附答案

1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1.以下原理与应用上下对应正确的是（D.电风扇A.原理为电磁感应原理；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。2 . 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2Q,则这台电动机1min内产生的热量是 J,这台电动机

2、的效率是 .【答案】1.2 X 140 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=

3、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%.3 .两个发热电阻 R：R2=1:4，当它们串联在电路中时，R、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: 4 200【解析】【分析】【详解】两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据 U IR得，R1、R2两端的电压之比：U1IR1R1:U2IR2&4已知R1 10Q,则R2 4Ri 4 10Q 40 Q；U 2_. .100s内产生的热量为:根据Q W 一t得两个电阻

4、在R-u2Q 总 W1 W tR122u1t olR 10Q2(4 V)2100s (- 100s 200J.40 Q4.小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S,将滑动变阻器的滑片 P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图象可知定值电阻R的阻值是 Q.实验时，电源电压保持 5 V不变，当滑片P位于a端时，由图象可得滑动变阻器消耗的电功率是 W此时，电阻 R在10 min内产生的热量为 J.【答案】10 0.4 60【解析】【分析】【详解】当P在b端时&=0Q,此时电压示数和电流示数最大，且均为Ri的数据，所以Ri的阻值为：R = UA =-5V_=10Q当

5、滑动变阻器的滑片移到a端时，e两端电压U2=U总-U1=5V-I 0.5A1V=4V,由图象知，当 R的电压是1V时，电流为0.1A,根据串联电路的电流处处相等，I2=I1=0.1A,P2=U2I2=4VX 0.1A=0.4Vy Qi =W1=U1It=1V X 0.1A X 600s=60J5 .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】3W电路中线圈的电流为0.5A6VP I U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 60

6、s=3J6 .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 Li、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 Wi ： 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 Ui U2 6V 3V 9V

7、 ,A正确；B.根据题意可知，L2的功率为22P2 I R20.5A6Q i.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: i, 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: i, D正确。7 .下列家用电器中，利用电流热效应工作的是A.电冰箱B.电饭锅C.电视机D.电风扇【答案】B【解析】【详解】A.电冰箱的压缩机把电能转化为机械能，灯泡将电能转化为光能，故A不符合题意；8 .电饭锅把电能转化为内能，是利用电流热效应来工作的，故B符合题意；C.电视机主要是把电能转化为光能和声能，没有利用电流热效应，故C不符合题意；D.电风扇主要是把电

8、能转化为机械能，不是利用电流热效应来工作，故D不符合题意。8.电冰箱起动时，与电冰箱并联的台灯变暗。关于这一现象，下列说法中不正确的是 ( )A.进户线中电流变大 C.线路中热损耗变大B.线路中电阻变大D.灯泡两端的电压变小【答案】B【解析】【分析】 【详解】A.当使用大功率的电冰箱时，电路中的总功率过大，家庭电路的电压一定，由P UI可知，干路中的电流变大，故 A正确，不符合题意；8 .因电冰箱和台灯是并联的，根据并联电路电阻的特点知，线路中的总电阻变小，故B错误，符合题意； 2C.干路中的电流变大，由 Q 1 Rt知，线路中的热损耗变大，故C正确，不符合题意；D.因干路中的电流变大，由 U

9、 IR知，线路电阻分压变大，台灯两端的电压变小，所以 台灯将变暗，故 D正确，不符合题意。故选Bo9 .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Ro、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？通电1min,电流表A消耗的电能是多少

10、?【答案】(1)10 R (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幺=10QI 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U0 = I0Ro 0.3A 30Q = 9V由串联分压可知电压表的示数为9V-2.5V=6.5V通电1min,电流表A消耗的电能是22Q I RAt0.55A0.2 Q 60s=3.63J答：（1）小灯泡L正常发光时的电阻是 10a；（2

11、）电压表的示数为6.5V; 通电1min,电流表A消耗的电能是3.63J。10.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Q I2Rt,%熨斗 %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。11.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

12、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1min电阻Ri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，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，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Ri两端的电压变化，根据串联电路的电

13、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 Ri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 I2Rt求出imin电阻Ri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

14、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6V0.5AI2Q滑动变阻器接入电路中的最小电阻R Ri I2Q I0Q 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I0Q,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RRiR2I0Q8Q I8Q此时电路中的电流6VI8Q1A 3通电imin电阻Ri产生的热量Q I 2R1

15、tI0Qi 60s 66.7J故D错误。故选Co12.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 0,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

16、相当于用电器，故A错误；B.由于电动机会发热，则电动自行车的电动机把电能转化为机械能和内能，故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)2X 0.5 Q X 60s=750J 故C错误；D.电动机正常工作1min,消耗的电能为W=UIt=48VX 5Ax 60s=14400J 故D正确。故选D。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()A. 6 倍B. 9 倍C. 18 倍D. 1.5 倍【答案】C 【解析】 【详解】U 2 若原来电压为U、原来电阻为 R,通电时间为t,电流广生的热量为

17、Q W t ,现在的电压为3U,电阻为0.5R,通电时间为t,电流产生的热量为 Q:23U10.5R181故C正确。14 .如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热C. U 甲U 乙,Q 甲Qz【答案】A【解析】B. U甲v U乙,Q甲Q乙D. U甲=U 乙,Q 甲= Qz【详解】大小相同，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，那么Q 甲Qz.。从图中可以看到，这两个灯泡是串联的，流过的电流大小相等，甲电阻丝的阻值大于乙电 阻丝的阻值，根据 U IR可知，U甲U乙；根据Q i2Rt可知，

18、时间相同，流过的电流故选A。15 . 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，

19、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。16 .从产品说明书得知，一台“ 6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1 Q当小风扇正常工作时，则下列说法中正确的A.小风扇1min消耗的电能为18JB.小风扇1min将180J电能转化成机械能C.电动机线圈1min产生的热量为1.5JD,电动机线圈1min产生的热量为15J【答

20、案】C【解析】【详解】W ,口 ，、A.由P 丁得，小风扇1min消耗的电能为:W Pt 3W 60s 180J;故A项错误；BCD.由P UI得，电路中线圈的电流为：3W6V0.5A ；电路中通过线圈的电流为产生的热量为:2 _，一 、2 _一I Rt (0.5A)0.1 Q 60s 1.5J;所以小风扇1min内电能转化成的机械能小于180J;故BD项错误；C项正确。17 .一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V,线圈电阻为2 Q,线圈中电流为10Ao这台电动机正常工作1 s消耗的电能为 W,产生的热量为 Q,则A. 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=380VX 10AX=13800J,电动机正常工作1s产生的热量:Q=I2Rt=(10A)2X 2 Q -2l(S0J,故选A。18.两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