2021年中考物理微练习-焦耳定律及其应用

2021年中考物理微专题练习——焦耳定律及其应用

一、选择题

1.下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（）

A.洗衣机B.电饭锅C.电视机D.录音机

2.白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做的目的是（）

A.尽量减小灯丝的电阻

B.便于灯丝散热，防止灯丝熔断

C.减少灯丝散热，提高灯丝的温度

D.减少灯丝在高温时的升华

3.小明在使用电炉子的时候发现，电炉丝已经热得发红了，与之相连的导线却不怎么热，对

这个现象描述正确的是（）

A.电炉丝和导线两端的电压相等，而导线的电阻小，所以导线没有电炉丝热

B.通过电炉丝和导线的电流是一样的，而导线的电阻小，所以导线没有电炉丝热

C.电炉丝和导线的电阻相同，而电炉丝的热效应大，所以导线没有电炉丝热

D.电炉丝和导线消耗的电能是一样的，只是电炉丝转化的内能多，所以电炉丝热

4.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确

5.为了同学们饮水安全、卫生，学校要安装一台电热水器，该电热水器的额定电压是380V,

额定功率是15kW.连接该电热水器时，有四种绝缘铜芯导线供选择，其规格如下表所示.从

既安全又经济的方面考虑，选用导线的横截面积是（）

导线规格

导线横截面积川皿

42.54610

安全截流量Z7A28374768

A.4mm2B.6mm2C.2.5mm2D.lOtnm2

6.标有“2400C、4OW”和“2400。、20W”的两个定值电阻，串联起来接在220V的电路上，

则它们在相同的时间内产生的热量之比为（）。

A.l:2B.2:lC.l:lD.l:4

7.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2。，线圈中通过的电流为

这台电动机工作消耗的电能为产生的热量为则（）。

10Ao1sW,Q,

A.W=3800J,Q=200J;B.W=3800J,Q=3800J;

C.W=7200J,Q=200J；D.W=7200J,Q=3800J

8.甲、乙两电热丝电阻之比为3:2,通电时间之比为3:5,它们产生的热量之比为18:5,则通

过它们的电流之比为

A.2:1B.1:4C.4:1D,1:2

9.粗细均匀的电热丝放入水中，通电lOmin水开始沸腾；若将电阻丝对折并联后放入同一壶

水中，通电到水开始沸腾，所需要的时间是（不计一切热损失）（）

A.2.5niTiB.5minC.20minD.40min

10.如图所示电路，电源电压不变。闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示

数为4V;当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V,在15s内定值电阻Ri

产生的热量为60J。则下列结果不生确的是（）

A.电源电压为10V

B.Ri的阻值为6C

C.滑动变阻器R2的最大阻值为4.5C

D.氏先后两次消耗的电功率之比为16：9

11.下表一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，4和&均为电热丝，则下列说法错

误的是（）

XX牌电烤箱

额定电压220V

高温揩1100W

额定功率

低温挡440W

电源瓶率50Hx

A.电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能是6.6x105j

B.电路中"的阻值为44。

C.电路中R2的阻值为60。

D.电烤箱在低温挡正常工作时，飞消耗的电功率是176W

二、填空题

1.如.图所示，路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备，通过后排接口可以同时连接多

台电脑，各接口之间是（选填“串联”或“并联”）的。工作时间长了，外壳发烫,

是由于电能转化成了能。

2.一个由半导体材料制成的加热器，通电后，加热器在发热的同时，也在向外散热。右图为

发热功率尸发热和散热功率尸做热与温度r之间关系的图像。由图可知，当温度为℃

时，散热功率等于发热功率；当温度稍高于该温度时，P发热一P散热(填”或

“<”)，此时加热器的工作电阻阻值将(填“变大”、“变小”或“不变”)。

3.如图所示，电源电压为6匕当$］、$2闭合、S3断开时，电流表示数为0.54则Ri的电阻

值为______Q；当$3断开，&闭合时，电压表示数为3匕则通过A1的电流_____A,电

路的总电功率是______W,通电5min电路中A2产生的热量是_____J。

4.某家用电热水壶的额定电压为220V,额定功率为2000Wo当该电热水.壶在额定电压下工

作时，用200s将1L的水从20℃加热到100℃。水吸收的热量为J,该电热水壶的

效率为»(^^l.OXl^kg/m3,c；K=4.2Xl(^/kg・℃)

5.一种有防干烧功能的养生壶，如图所示，其相关参数如下表，用该养生壶烧水，壶内的水

少于容量的四分之一时自动断电.为使该壶能通电烧水，壶内至少加入___________kg的

水；假如水的初温为20℃,已知水的比热容c水=4.2X1的/(kg-℃),则使用该壶将1kg的

水加热到100℃,水所吸收的热量是J；在加热水的过程中部分热量损失了，其

原因是（列举一个原因即可）.

型号电源额定功率容量

21A213220V-50HZ400W2000mL

三、实验题

1.如图所示，是研究“在相同时间内电流通过导体产生的热量与的关系”的实验装置。

若电阻丝Rr=5C,R乙=10。，通过电路中的电流为0.54则甲电阻丝在2min内产生的

2.采用如图的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源，瓶内的空气被

加热后膨胀，使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻

丝的发热多少。

（1）如图所示是探究电流产生的热量跟的关系，通电一段时间（选填“左

瓶"或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。

(2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两

瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟的关系，一段时间后电

阻丝产生的热量_________(选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样")多。

3.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”，甲、乙两瓶中

装有质量与初温相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镇络合金丝的小.

(1)实验中，将甲乙两瓶中的电阻丝串联的目的是.

(2)实验时，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶电阻丝放热多，由此得出的实验结

论是：.若乙瓶中的煤油质量为0.5kg,温度计示数升高了10℃,则银络合金丝消

耗了J的电能.(已知c煤油MZIXIO3)/(kg«℃),不计热损失)

4.为了探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，小明设计了如图甲、乙所示的两种装置，

他将两根阻值不同的电阻丝(A〈尼)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与

相同的气球相连，两次实验电源电压不变.

(1)实验中通过来比较电流通过电阻丝产生热量的多少.

(2)甲装置可探究在相同时间内电流产生的热量与的关系.

(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里________两气球的变化情况，可探究

电流产生的热量与电流的关系.

(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，用所学知识判断，与(填字母)

气球相通的电阻丝产生的热量最多.

四、解答题

1.某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如题图所示，电源两端的电压U为220V,通

和R2是两个供热电阻丝，Si、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，Si、S2都

闭合；当气温等于或高于25℃时，S2断开，此时电流表的示数为1A,电阻丝Ri的电功率为

20W(忽略温度对电阻丝的影响)，求：

(1)电阻丝Rz的阻值是多少？

⑵当气温低于25℃时，电路工作1.5h消耗电能是多少千瓦时？

----------------------

220v

CS2

•"-----------------------------

2.小明家电热水器的简化电路图如图所示，&是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控

开关，置于热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到初℃时自动断开；R和R2

均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时，手动闭合开关&,电热水器开始工作。电热水

器部分参数如表所示。

额定电压220V

频率50IIz

保温功率220W

加热功率1980W

水箱容址50L

设定温度40X?

⑴电热丝Ri的阻值是多少？

⑵加热时流过电热丝Rz的电流是多少？

(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50mhi，则电热水器的效率是多少？【水

333

的比热容为^XIO］/^-℃),e*=1.0X10kg/m)

3.图甲为雯雯家新买的电煲锅，它有加热和保温两种功能。图乙是其简化电路。当S接a时,

电煲锅加热；当S接6时，电煲锅保温。已知：电源电压为220yAi=55。，加热时总功率

与保温时总功率的关系为：P#滋=5P求留［c京也=4X103J/(kg-乃］求:

(1)若电煲锅内装有13米饭，从12七加热到100匕，米饭吸收多少热量?

(2)电阻&的阻值为多少？

(3清电煲锅的热效率为80%,加热这些米饭需要多长时间？

4.小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表电吹风在额定电

压下工作，问：(1)电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？

(2)电热丝工作时的电阻是多大？

(3)电吹风内电动机的电阻是1。，电吹风吹冷风lOmin产生的热量是多少？

50-751c

热风时：1210W

额定功率

冷风时：110W

颔定电压220V

质量0-5kg

5.某中学学生在研究性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研

究，如表所示为记录的相关内容。用微波炉给水加热2min。求:

主受器材微波炉电能表

额定电压220V220V10(20)A

相关资料

瓶率50Hz50Hz600rcvs/kW•h

①取体积为0区的水，测得水的初温为20七

②关闭家中其它用电器，只将该微波炉接入电路中，让其单独工作

活动记录

③用微波炉绐水加热2min后，水的温度达到60七

④测得电能表的转盘在Imin内转了12转

(1)水吸收的热量;

(2)微波炉的实际功率；

(3)微波炉的加热效率。(结果用百分数表示，保留一位小数)

2021年中考物理微专题练习——焦耳定律及其应用参考答案

一、选择题

1.下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（）

A.洗衣机B.电饭锅C.电视机D.录音机

【答案】B

2.白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做的目的是（）

A.尽量减小灯丝的电阻

B.便于灯丝散热，防止灯丝熔断

C.减少灯丝散热，提高灯丝的温度

D.减少灯丝在高温时的升华

【答案】C

3.小明在使用电炉子的时候发现，电炉丝已经热得发红了，与之相连的导线却不怎么热，对

这个现象描述正确的是（）

A.电炉丝和导线两端的电压相等，而导线的电阻小，所以导线没有电炉丝热

B.通过电炉丝和导线的电流是一样的，而导线的电阻小，所以导线没有电炉丝热

C.电炉丝和导线的电阻相同，而电炉丝的热效应大，所以导线没有电炉丝热

D.电炉丝和导线消耗的电能是一样的，只是电炉丝转化的内能多，所以电炉丝热

【答案】B

4.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确

的是

ABCD

【答案】B

5.为了同学们饮水安全、卫生，学校要安装一台电热水器，该电热水器的额定电压是380V,

额定功率是15kW.连接该电热水器时，有四种绝缘铜芯导线供选择，其规格如下表所示.从

既安全又经济的方面考虑，选用导线的横截面积是（）

导线规格

导线横截面积小商234610

安全截流量T/A28374768

A.4mm2B.6tnm2C.2.5mm2D.lOmm2

【答案】C

6.标有“2400C、4OW"和"2400。、20W”的两个定值电阻，串联起来接在220V的电路上,

则它们在相同的时间内产生的热量之比为（）。

A.l:2B.2:lC.l:lD.l:4

【答案】C

7.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2。，线圈中通过的电流为

这台电动机工作消耗的电能为产生的热量为则（）。

10AoIsW,Q,

A.W=380QJ、Q=200J;B.W=3800J,Q=3800J;

C.W=720QJ、Q=200J;D.W=7200J,Q=3800J

【答案】Ao

8.甲、乙两电热丝电阻之比为3:2,通电时间之比为3:5,它们产生的热量之比为18:5,则通

过它们的电流之比为

A.2:1B.1:4C.4:1D.1:2

【答案】A

9.粗细均匀的电热丝放入水中，通电lOmin水开始沸腾；若将电阻丝对折并联后放入同一壶

水中，通电到水开始沸腾，所需要的时间是（不计一切热损失）（）

A.2.5ninB.5minC.20minD.40min

【答案】A

10.如图所示电路，电源电压不变。闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示

数为4V;当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V,在15s内定值电阻Ri

产生的热量为60J。则下列结果不生碘的是（）

A.电源电压为10V

B.Ri的阻值为6C

C.滑动变阻器R2的最大阻值为4.5C

D.R先后两次消耗的电功率之比为16：9

【答案】ABC

11.下表一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R|和&均为电热丝，则下列说法错

误的是（）

XX牌电烤箱

额定电压220V

11OOW

额定功率

低温招440W

电源频率50Hz

A.电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能是6.6X10'j

B.电路中耳的阻值为44。

C.电路中R2的阻值为60。

D.电烤箱在低温挡正常工作时，/消耗的电功率是176W

【答案】C

二、填空题

1.如.图所示，路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备，通过后排接口可以同时连接多

台电脑，各接口之间是（选填“串联”或“并联”）的。工作时间长了，外壳发烫,

是由于电能转化成了—能。

【答案】串联内

2.一个由半导体材料制成的加热器，通电后，加热器在发热的同时，也在向外散热。右图为

发热功率P发热和散热功率尸散热与温度r之间关系的图像。由图可知，当温度为℃

时，散热功率等于发热功率；当温度稍高于该温度时，P发热—尸散热（填”或

“<”），此时加热器的工作电阻阻值将（填“变大"、“变小"或“不变

020406080100t/℃

【答案】70<增大

3.如图所示，电源电压为6匕当$2闭合、$3断开时，电流表示数为0.54则Ri的电阻

值为______Q；当％、$3断开，$2闭合时，电压表示数为3匕则通过R1的电流______A,电

路的总电功率是%通电5min电路中A2产生的热量是_____J。

.某家用电热水壶的额定电压为额定功率为当该电热水.壶在额定电压下工

4220V,2000Wo

作时，用200s将1L的水从20℃加热到100℃。水吸收的热量为J,该电热水壶的

效率为o(^=.1.0X103kg/m3,c水udlXlOj/kg-℃)

【答案】3.36X10584%

5.一种有防干烧功能的养生壶，如图所示，其相关参数如下表，用该养生壶烧水，壶内的水

少于容量的四分之一时自动断电.为使该壶能通电烧水，壶内至少加入kg的

水；假如水的初温为20℃,已知水的比热容c水=4.2'1阴/(kg*℃),则使用该壶将1kg的

水加热到100℃,水所吸收的热量是J；在加热水的过程中部分热量损失了，其

原因是(列举一个原因即可).

型号电源额定功率容量

21A213220V-50HZ400W2000mL

【答案】0.53.36X105水壶吸热

三、实验题

1.如图所示，是研究“在相同时间内电流通过导体产生的热量与的关系”的实验装置。

若电阻丝Ry=5。，R乙=10。，通过电路中的电流为0.54则甲电阻丝在2min内产生的

热量是______卜

【答案】电阻；150

2.采用如图的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源，瓶内的空气被

加热后膨胀，使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻

丝的发热多少。

甲乙

（1）如图所示是探究电流产生的热量跟的关系，通电一段时间（选填“左

瓶"或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多。

（2）让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两

瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟的关系，一段时间后电

阻丝产生的热量_________（选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样"）多。

【答案】（1）电流左瓶（2）电阻左瓶

3.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”，甲、乙两瓶中

装有质量与初温相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中银貉合金丝的小.

(1)实验中，将甲乙两瓶中的电阻丝串联的目的是.

(2)实验时，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶电阻丝放热多，由此得出的实验结

论是：.若乙瓶中的煤油质量为Q5kg,温度计示数升高了10℃,则兼络合金丝消

耗了J的电能.(巳知c燃油=2.1X10"(kg«℃),不计热损失)

【答案】控制电流相同，通电时间相同；在电流和通电时间相同，导体的电阻越大，电流通

过导体放出的热量多；1.05XIO"

4.为了探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，小明设计了如图甲、乙所示的两种装置，

他将两根阻值不同的电阻丝(兄＜矽分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与

相同的气球相连，两次实验电源电压不变.

R\&R\&

(1)实验中通过来比较电流通过电阻丝产生热量的多少.

(2)甲装置可探究在相同时间内电流产生的热量与的关系.

(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里________两气球的变化情况，可探究

电流产生的热量与电流的关系.

(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，用所学知识判断，与(填字母)

气球相通的电阻丝产生的热量最多.

【答案】(1).气球膨胀的程度(2).电阻(3).BD(或AC)(4).C

四、解答题

1.某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如题图所示，电源两端的电压U为220V,Ri

和R2是两个供热电阻丝，SI、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S|、S2都

闭合；当气温等于或高于25℃时，S2断开，此时电流表的示数为1A,电阻丝Ri的电功率为

20W(忽略温度对电阻丝的影响)，求：

⑴电阻丝Rz的阻值是多少？

⑵当气温低于25℃时，电路工作1.5h消耗电能是多少千瓦时？

-------------------------

220v

•---------------------------------

------------------

【答案】(1)电阻丝R2的阻值是20。；(2)电路工作1.5h消耗电能是1.21kW•h。

【解析】(1)由题意可知，S2断开时，电流表的示数为1A,电阻丝R1的电功率为20W,故

%220Fin

Ra=—=--------=2200

。14

故，电阻Ri、区的总电阻为：

所以电阻电为：%=&=2200-200=2000；

P=—=2420W=2.42kW

(2)当气温低于25℃时，电路功率：R20Q,

电路工作1.5h消耗电能是：W~Pt~2.42kWxO.Jft=\2\kW-h

2.小明家电热水器的简化电路图如图所示，$是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控

开关，置于热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R和R2

均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时，手动闭合开关S,电热水器开始工作。电热水

器部分参数如表所示。

痛定电压220V

频率50IIz

保温功率220W

加热功率1980W

水箱容出50L

设定温度40t

⑴电热丝R】的阻值是多少?

⑵加热时流过电热丝R2的电流是多少？

(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50mln,则电热水器的效率是多少？【水

333

的比热容为^XIO}/^-℃),e*=l-0X10kg/m]

uu2

解：⑴仅开关si闭合时热水器处于保温状态，由1=百、P=U/I得/?=一7，

RP

U2(220V,)2

则电热丝R1的阻值是/?,=--=iJ=220Q

⑵加热时R2消耗的功率为P2=P-P1=1980W-220W=1760W

p1760W

由P=UI得，电热丝中的电流=—而厂=8A

(3)V=50L=5XW2m3

m

3323

由夕=歹得，水的质量m=e/V=1.0X10kg/mX5X10-m=50kg

36

水吸收的热量Qs=cm(t-tb)=4.2X10J/(kg•℃)X50kgX(40℃-20℃)=4.2X10)

消耗的电能W=Pt=1980WX50X60s=5.94X106J

热水器的效率〃=-=d-'K)=-«70.7%

W5.94X106J

3.图甲为雯雯家新买的电煲锅，它有加热和保温两种功能。图乙是其简化电路。当S接a时,

电煲锅加热；当s接6时，电煲锅保温。已知：电源电压为220VAi=55(1,加热时总功率

与保温时总功率的关系为：==4X103//(kg.0］求:

甲乙

(1)若电煲锅内装有1年米饭，从12七加热到100匕，米饭吸收多少热量？

(2〕电阻R2的阻值为多少？

(3声电煲锅的热效率为80%,加热这些米饭需要多长时间？

【答案】解：

(1)米饭吸收的热量：

=cm(t-to)=4