2018初中物理竞赛教程基础篇：第28讲电能表焦耳定律附强化训练题包括答案.docx

焦耳定律练习题(含答案)(共9页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--焦耳定律练习题一、填空题1、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。

而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。

2、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。

当开关S1接b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1∶P2＝。

3、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，由图像可得，定值电阻R1的阻值是Ω．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率是＿＿＿ W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为 ______J二、选择题4、一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是( )A、45JB、220JC、2700JD、9900J4、如图1所示，额定功率为2W的小灯泡Ｌ与一个阻值为4Ω的电阻Ｒ串联后接到电压为6V的电源上，小灯泡恰能正常发光。

则通电1分钟，小灯泡产生的热量是（）Ａ．80J Ｂ．120J Ｃ．540J Ｄ．无法判断5、家用电吹风由电动机和电热丝等组成，为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝发热和不发热时，电动机都能正常工作。

如下图所示电路中符合要求的是（）6、电流通过导体时导体会发热，根据这个道理可制成（）A．电风扇 B．电铃 C．电炉 D．发电机7、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2，线圈中电流为10A。

这台电动机正常工作1S消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（）A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800J C．W=72200J，Q=200J D．W=72200J，Q=3800J8、有两根阻值分别为的电阻丝，分别采用下图所示的四种方法接在同一电源上后，相同时间内产生的热量最大的是（）9、一个电炉接在220V的电路上时用10min可以烧开一壶水，若该接在110V的电路上（忽略散热等因素影响），烧开这壶水需要的时间为（）A．10min B．20min C ．30min D．40min10、小洁家购买了一台电饭锅，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，请你用所学的物理知识帮小洁分析一下，发生这一现象的原因是（）A.电压太高B.导线太粗C.导线太细D.导线太短11、在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，老化更快。

--焦耳定律习题〔含答案〕一、单项选择题(本大题共6小题，共12.0分)1. 如下图的家用电器中，利用电流热效应工作的是〔〕A. 电风扇B. 电饭锅 C. 电视机 D. 洗衣机2. 探究“电流通过导体时产生热量多少与什么因素有关〞时，采用了如下图的实验装置．密闭容器中的电阻丝产生热量越多，容器空气受热膨胀越明显，使U形管两边液面高度差越大．图乙中两根一样的电阻丝并联后再与图甲中的电阻丝串联接入电路，那么图示对应的步骤探究是〔〕A. 通电导体产生的热量与导体电阻的关系 B. 通电导体产生的热量与通过导体电流的关系 C. 通电导体产生的热量与导体的长度的关系 D. 通电导体产生的热量与通电时间的关系3. 电路通电后，电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么发热，其原因是〔〕A. 导线的电阻小B. 导线中的电流大C. 电炉丝的电阻小D. 电炉丝中的电流大4. 以下用电器工作时主要将电能转化为能的是〔〕A. 收音机B. 电熨斗C. 电风扇D. 洗衣机5. 以下家用电器中，利用电流热效应工作的是〔〕A. 家庭电扇B. .笔记本电脑C. 洗衣机D. 电饭锅6. 如下图的家用电器中，利用电流热效应工作的是〔〕- . word.zl-A. 微波炉B. 电熨斗C. 电风扇D. 洗衣机二、填空题(本大题共3小题，共6.0分)7. 一台线圈电阻为0.3Ω的玩具电动机，接在12V的电源上时，通过电动机的电流为0.5A，在2min电流通过线圈产生的热量是______ J，电能转化成的机械能是______ J．8. 一根阻值为100Ω的电阻丝通电100s，通过的电流为1A，那么电流产生的热量为______ J．9. 大量实验说明，通电导线周围存在______ ，这一现象叫作电流的磁效应．三、实验探究题(本大题共5小题，共30.0分)10. 二个完全一样的烧瓶装有质量相等的煤油．电阻丝R1=5Ω，R2=10Ω．用如下图的方案探究“电流大小和通电时间一样，电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关〞．〔1〕将二个电阻丝串联起来的目的是使______ 和______ 一样．〔2〕某实验小组设计了如下的记录实验数据的表格，并填上了实验前的信息：电流I 通电时间t电阻R/Ω煤油初温t1/℃煤油末温t2/℃煤油升高的温度△t/℃______一样一样5 10表格中最后一栏应该设置的工程是______ ．〔3〕实验中发现甲瓶温度计示数变化较小，乙瓶温度计示数变化较大．由此可以得出的结论是______ ．〔4〕通电时间不变，适当减少煤油的质量，对实验带来的好处是______ ．11. 如下图，甲、乙两个完全一样的玻璃瓶有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝，瓶中插入温度计a、b〔1〕利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中参加质量、初温都一样的煤油．闭合开关一段时间，可以通过温度计______ 情况，判断电阻丝产生热量的多少．此方案是探究______ 和时间一样时，电流通过电阻丝产生的热量与______ 大小的关系．〔2〕在甲、乙两瓶换用质量、初温都初中物理试卷第2页，共11页--一样的不同液体，且电阻丝的阻值R甲______ R乙时，可以比拟不同物质的吸热能量．假设温度计a比温度计b温度升高得快，那么甲、乙两瓶液体的比热容关系是c甲______ c乙．12. 为了探究影响电流产生热量的因素，实验室准备了两个一样的烧瓶〔装质量相等的煤油〕、两个带有橡皮塞的粗细均匀的一样温度计，四根不同阻值〔R1＞R2 R3=R4〕的电阻丝，以及一样的滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了如图甲所示的两个方案．〔1〕甲方案可探究电流和通电时间一定时，电流产生的热量跟______ 关系．〔2〕乙方案可探究______ 和通电时间一定时，电流产生的热量跟______ 关系．〔3〕电阻在一定时间产生的热量是通过烧瓶中煤油______ 的多少反映出来的，这种研究问题的科学方法叫做______ 法．13. 某同学用如下图的实验装置来探究“电流的热效应电阻大小的关系〞〔1〕在A和B两烧瓶中盛有质量、初温均一样的煤油，使A和B中的电阻丝阻值不同，闭合开关一段时间后，通过观察______ 可判断电流的热效应跟电阻大小关系，这种探究方法叫______ 〔选填“转换法〞“类比法〞或“控制变量法〞〕．〔2〕实验过程中发现实验现象并不明显，以下原因解释不合理的是______ 〔选填字母代号〕A．电源电压太低B．A和B中的电阻丝阻值相差很大C．装置气密性不好〔3〕假设用如图装置来进一步测量煤油的比热容，必须在A和B的烧瓶中装入质量、初温均一样的水和煤油，还必须要使A和B中的电阻丝阻值______ 〔选填“一样〞或“不同〞〕．通电一段时间后发现A和B中温度计升高的示数之比为2：1，那么装水的是烧瓶______ 〔选填“A〞或“B〞〕，假设水的比热容是4.2×103J/〔kg•℃〕，那么煤油的比热容为______ J/〔kg•℃〕，请列举一个有关水的比热容特性的应用实例______ ．14. 小明在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关〞时，设计了如图甲、乙所示的实验装置，烧瓶装入质量相等、初温一样的煤油，烧瓶中金属丝A、B的电阻R A ＜R B，插入一样的温度计．〔1〕在进展甲图所示实验时，小明闭合开关一段时间后，发现两烧瓶中温度计示数均无变化，- . word.zl-他将电压表的负接线柱与a接线柱连接，电压表的正接线柱依次与其他接线柱连接，从而检查此两点间有无电压，对应出现的电压表有无示数如表所示．电路各点间aj ai ah ag af ae ad ac ab电压表示数有有有有有无无无无根据以上信息可判断电路出现的故障是______ ；〔选填选项前的字母〕A．开关接触不良B．滑动变阻器短路C．导线ef 断路D．金属丝B断路〔2〕小明排除电路故障后继续实验，电路接通后，______ 温度计示数升高得快；〔选填“P1〞或“P2〞〕〔3〕在进展甲图所示实验的同时小明还按乙图所示进展实验〔两图中滑动变阻器的滑片位置不变〕，比拟P1和P3两支温度计示数变化情况，可探究电流通过导体产生的热量与______ 是否有关．四、计算题(本大题共6小题，共48.0分)15. 一台电热水器的铭牌如表所示，如果水箱中的水初始温度是20℃，〔假设消耗的电能全部被水吸收，转化为水的能〕[：c水=4.2×103J/〔kg•℃〕]求：〔1〕电热水器在正常工作时的电流是多大？〔保存一位小数〕〔2〕热水器装满10kg的水后，把水箱中的水加热到70℃，要吸收多少热量？额定电压/V 220 容积/L 10频率/Hz 50 超温保护/℃120额定功率/kW 3〔3〕这个过程，电热水器正常工作至少多长时间？但实际上加热时间总是比你所求得结果长得多，请你写出产生这种现象的原因．〔写出一个即可〕16. 如下图是家用电热壶及铭牌，假设电热壶电阻丝的电阻不变，水的比热容c水=4.2×103J/〔kg•℃〕，水的密度1.0×103kg/m3．求〔1〕电热壶电阻丝的电阻；〔2〕不考虑热损失，电热壶正常工作时，把1L水从30℃加热到100℃所需要的时间；〔3〕当电压为198V时，电热壶的实际功率．17. 为了测定额定功率为1600W的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中参加质量为2kg的水，让热水器正常工作5min，测得水温从20℃上升到70℃，求：〔c水=4.2×103 J/〔kg．℃〕，天然气的热值为4×107J/m3〕〔1〕水吸收了多少热量；〔2〕该热水器正常工作时的效率；〔3〕假设此过程改用天然气来加热，那么至少需要多少m3天然气〔设该热水器的效率不变〕．18. 如下图是襄阳一位25岁农民自建的“屋顶发电站〞，太阳晒一晒就能发电，这组光伏发电设备白天有照射时每小时可发电1.75×108J，假设夏天太平均每天照射的时间为10h．那么〔1〕假设每天得到的电能有60%用来加热水，可以使多少kg的水温度升高50℃[c水=4.2×103J/〔kg•℃〕]〔2〕假设每天得到的电能全部由燃烧天然气获得，那么需要完全燃烧多少m3的天然气？〔天然气的热值q=3.5×107J/m3〕〔3〕请你说出一点太阳能的好处．19. 家用电磁炉以其高效、节能成为新一代智能灶具，如下图是某品牌电磁炉的铭牌，请你结合铭牌中相关的数据答复以下有关问题：〔1〕1标准大气压下，锅装有初中物理试卷第4页，共11页--2.5L温度为20℃的水，给电磁炉通电7min能把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量[水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/〔kg•℃〕]？〔2〕正常工作时通过电磁炉的电流为多少？〔3〕此电磁炉烧开水时的效率是多少？〔答案保存1位小数〕20. 某家庭把一只标有“220V 1000W〞的电水壶接入照明电路，将质量为5kg的水由20℃加热到60℃，不计热量损失，c水=4.2×103J/〔kg•℃〕，求：〔1〕水吸收的热量；〔2〕电水壶电热丝的电阻；〔3〕电水壶工作的时间．焦耳定律习题〔含答案〕【答案】1. B2. B3. A4. B5. D6. B7. 9；7118. 1×1049. 磁场10. 电流；通电时间；质量/kg；质量/kg；电流相等，通电时闻一样时，电流产生的热量与电阻有关；加热时间短11. 升高；电流；电阻；=；小于12. 电阻；电阻；电流；温度升高；转换13. 温度计示数；转换法；B；一样；B；2.1×103；热水袋中装水取暖14. C；P2；电流15. 解：〔1〕由P=UI可得，电热水器在正常工作时的电流：I==≈13.6A；〔2〕水吸收的热量：Q吸=cm〔t-t0〕=4.2×103J/〔kg•℃〕×10kg×〔70℃-20℃〕=2.1×106J；〔3〕不考虑热损失时电热水器的加热时间最短，由Q=W=Pt可得，需要的最少加热时间：t′====700s，因为热量会以热传递的形式转移给容器、空气等，所以实际上加热时间总是比所求得结果长得多．答：〔1〕电热水器在正常工作时的电流是13.6A；〔2〕热水器装满10kg的水后，把水箱中的水加热到70℃，要吸收2.1×106J 的热量；〔3〕这个过程，电热水器正常工作至少700s；热量会以热传递的形式转移给容器、空气等．16. 解：〔1〕由电热壶的铭牌可知，额定功率P=1000W，额定电压U=220V，由P=可得，电热壶电阻丝的电阻：R===48.4Ω；〔2〕水的体积：V=1L=1×10-3m3，由ρ=可得水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg；水从30℃加热到100℃，水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/〔kg•℃〕×1kg×〔100℃-30℃〕=2.94×105J；不考虑热损失，那么电热壶消耗的电能：W=Q吸=2.94×105J；电热壶正常工作时的功率为1000W，由P=可得需要的时间：t===294s；〔3〕当电压为198V时，电热壶的实际功率：P实===810W．答：〔1〕电热壶电阻丝的电阻为48.4Ω；〔2〕不考虑热损失，- . word.zl-电热壶正常工作时，把1L水从30℃加热到100℃所需要的时间为294s；〔3〕当电压为198V时，电热壶的实际功率为810W．17. 解：〔1〕水吸收的热量：Q吸=cm〔t-t0〕，=4.2×103J/〔kg•℃〕×2kg×〔70℃-20℃〕=4.2×105J．〔2〕由P=得：热水器正常工作5min所消耗的电能：W′=Pt′=1600W×5×60s=4.8×105J．η=×100%=×100%=87.5%．〔3〕由于该热水器的效率不变，假设此过程改用天然气来加热，那么Q放===4.8×105J．由q=得：V===1.2×10-2m3．答：〔1〕水吸收了4.2×105J 的热量；〔2〕该热水器正常工作时效率为87.5%；〔3〕至少需要1.2×10-2m3天然气．18. 解：〔1〕一天得到的电能：W=1.75×108J/h×10h=1.75×109J，水吸收的热量：Q=1.75×109J×60%=1.05×109J，由Q=cm△t得水的质量：m===5×103kg；〔2〕由Q放=Vq得天然气的体积：V====50m3；〔3〕使用太阳能，无污染，并且利用天然能源，取之不尽，用之不完，可以节约有限的化石能源．答：〔1〕假设每天得到的电能有60%用来加热水，可以使5×103kg的水温度升高50℃；〔2〕需要完全燃烧50m3的天然气；〔3〕无污染；取之不尽，用之不完．19. 解：〔1〕由密度公式ρ=可知水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg，在1标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量：Q=cm〔t-t0〕=4.2×103J/〔kg•℃〕×2.5kg×〔100℃-20℃〕=8.4×105J；〔2〕由电磁炉铭牌知其额定电压220V，额定功率2100W，由P=UI可得，正常工作时通过电磁炉的电流：I==≈9.5A；〔3〕由P=可得，烧水时电磁炉工作消耗电能：W=P额t=2100W×7×60s=8.82×105J，所以电磁炉烧水时的效率：η=×100%=×100%≈95.2%．答：〔1〕水至少吸收8.4×105J的热量．〔2〕正常工作时通过电磁炉的电流9.5A．〔3〕此电磁炉烧水时的效率是95.2%．20. 解：〔1〕由题水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/〔kg•℃〕×5kg×〔60℃-20℃〕=8.4×105J；〔2〕由P=可得电水壶电热丝的电阻：R===48.4Ω；〔3〕电水壶接入照明电路中正常工作，不计热量损失，Q吸初中物理试卷第6页，共11页--=W=Pt，所以电水壶工作的时间：t===840s．答：〔1〕水吸收的热量为8.4×105J；〔2〕电水壶电热丝的电阻为48.4Ω；〔3〕电水壶工作的时间为840s．【解析】1.解：电风扇和洗衣机主要是把电能转化为机械能；电视机主要把电能转化为光和声音；只有电饭煲是把电能转化为能，是利用电流的热效应，故B符合题意．应选B．要解答此题需掌握：电流的热效应就是把电能转化为能．此题主要考察学生对：电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，是一道根底题．2.解：如图，通过电阻的电阻一样，通电时间一样，由于两个电阻并联后与左边的电阻串联，那么通过电阻的电流不同，根据控制变量法可知：电阻的导体的长度、电阻一样，通电时间一样，所以探究的是电流产生热量跟电流的关系．应选B．分析各个电阻的连接方式，然后根据串联、并联电路的电流特点，结合欧姆定律的应用分析．此题考察了学生对焦耳定律的认识，注意该实验中控制变量法和转换法的应用，是中考物理常见题型．3.解：根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间一样时，电阻R越大，电流通过R 产生的热量越多；电炉丝与导线串联，它们的通电时间和电流大小都一样，由于导线的电阻远小于电炉丝的电阻，因此电炉丝产生的热量远远大于导线．所以，电炉丝热得发红，而导线却不怎么热，故A正确，BCD错误．应选A．电炉丝和连接的导线串联在电路中〔通过的电流相等〕，通电时间是一样的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律分析判断．此题考察串联电路的规律，应明确两电阻串联时，电路中的电流是相等的；同时应注意该现象的根本原因是因为发热量不同造成的．4.解：A、收音机工作时，主要将电能转化为声能，不合题意；B、电熨斗工作时，主要将电能转化为能，符合题意；CD、电风扇和洗衣机主要是依靠电动机工作，将电能转化为机械能，不合题意．应选B．电流做功的过程，实际上就是能量转化的过程，消耗电能转化成其它形式的能．此题考察了用电器中的能量转化，要知道电风扇、洗衣机主要部件是电动机，把电能转化为机械能．5.解：A、电风扇利用电动机带开工作，即将电能主要转化为了动能，故错误；B、电视机工作时将电能转化为光能和声能，故错误；C、洗衣机利用电动机带开工作，利用了电流的磁效应．故错误；D、电饭锅是利用了电流的热效应来加热的，故D正确．应选D．当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．一方面，利用电流的热效应可以为人类的生产和生活效劳；另一方面，电流的热效应也有一些不利影响．任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应．主要考察电流的热效应、电流的磁效应和电流的化学效应在生活中的应用实例，只有认真把握它们的定义，才能真正区分它们利用的是哪一个效应．表达了物理来源于生活，又效劳于社会的理念．6.- . word.zl-解：A、微波炉主要是把电能转化为电磁波，不是利用电流热效应，故A错误；B、电熨斗是将电能转化为能，是利用电流的热效应，故B正确；C、电风扇是将电能转化为机械能，不是利用电流热效应，故C错误；D、洗衣机主要是把电能转化为机械能，不是利用电流热效应，故D错误．应选B．电流具有热效应、磁效应和化学效应；电流的热效应就是把电能转化为能．此题主要考察学生对：电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化．是一道根底题．7.解：电动机工作2min消耗的电能：W=UIt=12V×0.5A×2×60s=720J，在2min线圈产生的热量：Q=I2Rt=〔0.5A〕2×0.3Ω×120s=9J；电能转化成的机械能：W机械=W-Q=720J-9J=711J．故答案为：9；711．〔1〕电压与电流，由功的公式W=UIt 可求出电动机消耗的电能；〔2〕利用焦耳定律公式Q=I2Rt可求出电动机线圈产生的热量；〔3〕电动机消耗的电能与电动机线圈产生的热量之差等于电动机转化的机械能．此题考察了电动机消耗电能、线圈产生的热量、电动机转化机械能的计算，要知道电动机消耗的电能等于电动机线圈产生的热量与转化的机械能之和．8.解：电流产生的热量：Q=I2Rt=〔1A〕2×100Ω×100s=1×104J．故答案为：1×104．知道通过电阻丝的电流、电阻丝的阻值和通电时间，根据焦耳定律公式Q=I2Rt求出电流产生的热量．此题考察了学生对焦耳定律的了解和掌握，只要记住公式Q=I2Rt即可正确解答，属于根底性题目，比拟简单．9.解：丹麦物理学家奥斯特在1820年发现：通电导线周围存在着磁场，这是电流的磁效应．故答案为：磁场．奥斯特实验：在静止的小磁针上方，放一根与磁针平行的导线，给导线通电时磁针将偏转，说明了通电导体周围存在磁场．此题是一道根底题，掌握根底知识即可正确解题，平时要注意根底知识的学习．10.解：〔1〕由图可知，两电阻串联，电流和通电时间相等，阻值R1的电阻丝两根，阻值R2的电阻丝两根〔R1＞R2〕，电阻不等，由此可知，甲图可以探究当电流和通电时间一样时，电流产生热量跟电阻的关系；〔2〕在探究电流大小和通电时间一样，电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关时，应控制煤油的质量相等，故最后一栏为“质量/kg〞；〔3〕实验中采用两电阻串联的方式，目的是为了控制两电阻丝中的电流一样．通电一定时间后，甲瓶中温度计示数高，由此得出的实验结论是：电流相等，通电时闻一样时，电流产生的热量与电阻有关；〔4〕通电时间不变，适当减少煤油的质量，由Q=cm △t可知，升高一样的温度，吸热比拟少，加热时间短．故答案为：〔1〕电流；通电时间；〔2〕质量/kg；〔3〕电流相等，通电时闻一样时，电流产生的热量与电阻有关；〔4〕加热时间短．〔1〕图中，两电阻串联，电路中的电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt可判断产生热量与什么物理量有关；〔2〕在探究电流大小和通电时间一样，电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关时，应控制煤油的质量相等；〔3〕实验中采用控制变量法，探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系时，控制通电时间和电流大小一样，将两电阻丝串联在电路中，控制电流一样；〔4〕根据Q=cm△t分析．采用控制变量法是探究实验常用的方法，本实验可通过控制电流、通电时间不变，只改变电阻，然后看热量的变化．11.解：〔1〕电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验过温度计示数的变化显示电流初中物理试卷第8页，共11页--产生热量的多少．探究电流产生的热量多少与电阻的关系时，应控制通过甲乙两电阻的电流和通电时间不变．故据图可知，此时两电阻串联，所以电流一样，通电时间一样，故该装置可以探究电热和电阻的关系；〔2〕在甲、乙两瓶换用质量、初温都一样的不同液体，且电阻丝的阻值R甲=R乙时，即一样的时间两电阻丝上产生的热量一样，故温度计a比温度计b温度升高得快，那么说明甲的比热容小于乙的比热容．故答案为：〔1〕升高；电流；电阻；〔2〕=；小于；〔1〕电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少．〔2〕电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．探究电流产生的热量跟电流大小关系时，控制电阻和通电时间不变；探究电流产生的热量跟电阻的关系时，控制电流和通电时间不变；探究电流产生的热量跟通电时间的关系时，控制电流和电阻不变．〔3〕一样质量的物质吸收相等的热量，温度升高越快，吸热能力越弱，比热容越小．掌握电流产生热量多少的影响因素，利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系．12.解：〔1〕由图甲知，两电阻丝串联，通过的电流一样、通电时间一样，两电阻的阻值不同，所以可探究的问题是在通过的电流一定时，电热与电阻的关系；〔2〕由图乙知，两电阻丝并联，并且两电阻的阻值、通电时间一样，探究的问题是在电阻和通电时间一定时，电热与电流的关系；〔3〕电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观观察不到其多少，但可以通过煤油的温度升高把电流通过导体产生热量的多少表达出来．这种研究问题的科学方法叫做转换法．故答案为：〔1〕电阻；〔2〕电阻；电流；〔3〕温度升高；转换．〔1〕〔2〕分析甲图和乙图中电阻丝的连接方式〔串联时电流一样、通电时间一样〕，并结合焦耳定律找出一样的量和不同的量，据此分析得出答案．〔3〕电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观观察不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来．此题考察了控制变量法和转化法的应用，并结合所选取的实验器材能确定研究的问题，并且可以把所学的物理知识在生活中加以应用．13.解：〔1〕实验过观察两支温度计示数变化来比拟电流产生的热量的多少；这种探究方法叫转换法；〔2〕根据焦耳定律可知，电热与电阻有关，阻值相差越大，电热相差越明显，应选B；〔3〕由Q=I2Rt可知，一样的电阻丝在一样时间产生的热量一样，即水和煤油吸收的热量一样，由Q=cm△t可知，温度计升高的示数越小，比热容越大，故装水的是烧瓶B；由于水和煤油吸收的热量一样，所以Q1=Q2，即c1m1△t1=c2m2△t2，那么=2，解得c煤油=2.1×103J/〔kg•℃〕；热水袋中装水取暖就是利用水的比热容大的特性．故答案为：〔1〕温度计示数；转换法；〔2〕B；〔3〕一样；B；2.1×103；热水袋中装水取暖．〔1〕温度计示数的变化反映了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少，这种探究方法叫转换法．〔2〕电热和电阻有关，当电流和能电时间一定时，电阻越大，产生的电热越多．〔3〕由Q=I2Rt可知，电阻丝在一样时间产生的热量一样，即水和煤油吸收的热量一样，由Q=cm△t即可求出煤油的比热容．此题通过实验探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，考察了学生对控制变量法的应用以及掌握一种常用的物理研究方法--转换法．14.解：〔1〕①aj间有电压，说明电源没有问题；②ai间有电压，说明导线ji没有断路；③ah间有电压，说明金属丝A没有断路；④ag间有电压，说明导线gh没有断路；⑤af间有电压，说明金属丝B没有断路；⑥ae间没有电压，说明导线fe断路；⑦ad间没有电压，说明滑动变阻器或者导线fe断路；⑧ac间没有电压，说明导线cd、滑动变阻器或者导线fe断路；⑨ab间没有电压，说明导线开关、cd、滑动变阻器或者导线fe断路．综- . word.zl-上可知，导线ef断路．〔2〕由图可见，A、B两段电阻丝串联，通过的电流相等，由于两个烧瓶中金属丝A、B的电阻R A＜R B，根据Q=I2Rt，所以金属丝B产生的热量多，因此P2温度计示数升高得快．〔3〕甲乙两图中，通过电阻R A的电流不同，比拟一样通电时间，P1和P3两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关．故答案为：〔1〕C；〔2〕P2；〔3〕电流．〔1〕电压表是测量电压的仪表，电源是提供电压的装置，电压表如果有示数，说明电压表和电源两极连接的局部没有断路；电压表如果没有示数，说明电压表与电源两极连接的局部断路或者电压表被短路．〔2〕两段电阻丝串联，通过的电流相等，根据焦耳定律的容可知：在电流和通电时间一样时，电阻越大，产生的热量越多．〔3〕在电阻和通电时间一样的条件下，观察两只温度计示数变化情况，可以探究电流产生的热量与电流的关系．此题考察了电路故障的判断以及焦耳定律的探究实验，尤其是电路故障的判断是个难点，难度较大．15.〔1〕电热水器在正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出其电流；〔2〕知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm〔t-t0〕求出水吸收的热量；〔3〕不考虑热损失时电热水器的加热时间最短，根据Q=W=Pt求出最短加热时间，然后根据热量的散失答复实际加热时间比计算加热时间长的原因．此题考察了电功率公式、吸热公式、电功公式的灵活运用，从表格中获取有用的信息是关键．16.〔1〕由铭牌可知，电热壶的额定电压和额定功率，根据P=可求出电热壶电阻丝的电阻；〔2〕水的体积，利用m=ρV求水的质量，再利用Q吸=cm△t求水吸收的热量；不考虑热损失时，利用Q吸=W=Pt求出加热时间；〔3〕电热壶电阻丝的电阻不变，根据P=可求出当电压为198V时，电热壶的实际功率．此题为电学和热学的综合计算题，根据电热水壶的铭牌找出其额定电压与额定功率是正确解题的前提，熟练应用电功率的变形公式、吸热公式是正确解题的关键．17.〔1〕由吸热公式Q=cm△t可以求出水所吸收的热量．〔2〕利用W=Pt求出电热水器正常工作5min所消耗的电能，然后利用η=即可求效率．〔3〕热量和天然气热值，可利用公式V=计算体积．掌握住吸收的热量的计算公式、电功率的变形公式、效率公式，直接计算即可，难度不大．18.〔1〕根据题意求出水吸收的热量，再根据Q=cm△t求出水的质量；〔2〕根据W=Q放=Vq求出天然气的体积；〔3〕为了到达“环保、绿色、节能〞，我们应该使用一些新技术、新能源和新材料．如太阳能的利用，有利于节能．此题考察能量转化、热量计算、以及环保节能方面的了解和掌握．太阳能的利用，无污染，并且有利于节能．19.〔1〕由密度公式求出水的质量，然后应用热量公式求出水吸收的热量．〔2〕根据电磁炉铭牌知其额定电压和额定功率，由P=UI计算正常工作时通过电磁炉的电流．〔3〕先计算电磁炉工作消耗电能，再应用效率公式可以求出电磁炉的效率．此题考察了密度公式、热量公式、功率公式与效率公式的应用，从电磁炉铭牌上获取有用信息是解题的关键．初中物理试卷第10页，共11页。

全国初中物理竞赛试题专项（焦耳定律的综合应用）精编（2024版） 一、单选题1．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为10V，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A。

在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关S、S1，将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点。

再断开开关S1，闭合开关S2，将滑片P从a点向右移动到最右端。

图乙是这两次实验过程中绘制的电流表与电压表示数的关系图像。

下列说法正确的是（ ）A．电源电压为10VB．滑动变阻器的最大阻值为40ΩC．只闭合开关S、S2，滑片P在a点时，定值电阻R2在10s内产生的热量为8JD．只闭合开关S、S1，灯泡L的功率变化范围为1W~5W2．如图所示电路，电源电压保持不变。

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10s内定值电阻R1产生的热量为36J。

则下列结果正确的是（ ）A．电路中的最大电流为1AB．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消粍的电能为60JC．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8:1D．R1先后两次消耗的电功率之比为16:93．如图所示电路，电源电压为6V且保持不变。

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2V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了1V，在10s内定值电阻R1产生的热量为30J。

则下列结果正确的是（ ）A．电路中的最小电流为0.5 AB．滑片P在中点时，9s内滑动变阻器R消耗的电能为30 JC．R1先后两次消耗的电功率之比为4：3D．R先后两次消耗的电功率之比为8：94．如下图所示，当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，定值电阻R产生热量Q用时是9min；当滑片P滑至b端时，定值电阻R产生相同热量Q的用时是36min，当滑片P滑至ab的中点时，若定值电阻R再产生热量Q的用时是（）A．20.5min B．20.05min C．20.25min D．22.25min二、多选题5．如图甲所示电路中，电源电压不变，灯泡L的规格为“6V 2.4W”，忽略温度对小灯泡电阻的影响。

第28讲电能表焦耳定律28.1学习提要28.1.1 电能表单相电能表指的是家用电能表，如图28- 1所示。

电能表是测量用户消耗多少电能的仪表，也可以认为是测量电流做功多少的仪表。

电能表上标有如“5（10）A”的字样，表示该户人家允许通过的最大电流为5A，短时间内允许通过的最大电流为10 A。

电能表是用千瓦时为单位来量度电功，即所消耗的电能。

当电功率是1 kW，通电的时间为1 h的时候，电流所做的功就是1千瓦时（它的符号是kWh）。

平时说用了几“度”电，就是指消耗了几千瓦时的电能。

1度=1 kWh = 1 000 W ×3 600 s = 3. 6×106 J。

电能表上标着“1 200 r/kWh”的意思是：这个电能表的铝盘每转动1 200转（r），消耗的电能是1 kWh （度）。

利用电能表可以测量用电器的实际功率：得该用电器单独使用t时间内消耗的电能W，即可求得P = 错误！未找到引用源。

图28 - 128.1.2 焦耳定律1. 电流的热效应导体在电流通过时都会发热，这种现象叫做电流的热效应。

2. 焦耳定律电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟电阻成正比，跟通电的时间成正比。

焦耳定律的数学表达式为Q =I2Rt，这也说明1焦= l(A2Ωs)。

28.2 难点释疑28.2.1 电能表的读数电能表最后一个红框内的数字是十分位数字。

例如：某户人家上月抄表数为本月抄表数为，则这户人家一个月耗电W = 6034.6度 - 5938.6度 = 96度。

28.2.2电能表的功率容量电路中同时工作的各用电器的功率之和，不能超过电能表的功率容量，否则将使保险丝熔断或电能表损坏。

电能表的功率容量等于它正常工作的最大电流与工作电压的乘积。

标有“220V 5(10)A”的电能表的功率容量是 P = U/I = 220 V×5A = 1 100 W。

28.2.3关于公示Q = UIt和Q = 错误！未找到引用源。

第 29 讲家庭电路29.1 学习概要29.1.1 安全用电1.家庭电路的构成家庭照明和家用电器的电能是经过电网从发电厂输送来的。

如图 29 - 1 所示，输电线进户后第一接到电能表上，电能表用来显示所耗费的电能。

图 29-1接下来是全户用电的总开关。

当家庭电路需维修时，一定断开总开关，这时室内的所有电路与外面的输电线分别，能够保证施工人员的安全。

总开关后边是保险装置。

常用的保险装置是熔丝，装在保险盒内。

电流过大时，熔丝会融化，切断电路，所以对用电器能够起到保护作用。

此刻新式的保险装置是附带在总开关上的。

这类电键往常叫做空气开关。

当电路中的电流过大时，保险装置会使开关自动断开，切断电路，俗称跳闸。

在找出电流过大的原由并把问题解决以后，用手从头闭合开关就能够了。

在电能表、总开关、保险装置以后就能够连结电灯了。

电路中还连结着各个房间的插座，家用电器接在插座上。

2.火线和零线进户线的两条输电线中，一条叫做零线，另一条叫做相线，俗称火线。

用测电笔能够判断哪条是火线。

（ 1）测电笔的结构：由笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体构成如图29-2(a) 所示。

（ 2）测电笔的使用方法（以螺丝刀式为例）：如图29-2(b)和 (c) 所示，用手指接触笔尾金属体，用笔尖金属体接触所要鉴其余电线。

假如测电笔的氖管发光，说明接触的是火线；氖管不发光，说明接触的是零线。

图 29 – 2图29 - 33.熔丝熔丝俗称保险丝。

当电路中电流过大简单造成危害时，由熔点低、电阻大的铅锑合金制成的熔丝能自动熔断，切断电路，进而对电路起到保护作用。

4.家用电器的连结各家用电器之间是并联的，插座与用电器也是并联。

5.三线插头洗衣机、电冰箱等用电器的电源插头有三条线，如图29 - 3 所示，此中一条接火线（往常标有 L 字样），一条接零线（标着N ），第三条标着E，它有何作用呢？本来，插头上标着 E 的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。

第28讲电能表焦耳定律28.1学习提要28.1.1 电能表单相电能表指的是家用电能表，如图28- 1所示。

电能表是测量用户消耗多少电能的仪表，也可以认为是测量电流做功多少的仪表。

电能表上标有如“5（10）A”的字样，表示该户人家允许通过的最大电流为5A，短时间内允许通过的最大电流为10 A。

电能表是用千瓦时为单位来量度电功，即所消耗的电能。

当电功率是1 kW，通电的时间为1 h的时候，电流所做的功就是1千瓦时（它的符号是kWh）。

平时说用了几“度”电，就是指消耗了几千瓦时的电能。

1度=1 kWh = 1 000 W ×3 600 s = 3. 6×106 J。

电能表上标着“1 200 r/kWh”的意思是：这个电能表的铝盘每转动1 200转（r），消耗的电能是1 kWh（度）。

利用电能表可以测量用电器的实际功率：得该用电器单独使用t时间内消耗的电能W，即可求得P = 错误！未找到引用源。

图28 - 128.1.2 焦耳定律1. 电流的热效应导体在电流通过时都会发热，这种现象叫做电流的热效应。

2. 焦耳定律电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟电阻成正比，跟通电的时间成正比。

焦耳定律的数学表达式为Q =I2Rt，这也说明1焦= l(A2Ωs)。

28.2 难点释疑28.2.1 电能表的读数电能表最后一个红框内的数字是十分位数字。

例如：某户人家上月抄表数为本月抄表数为，则这户人家一个月耗电W = 6034.6度 - 5938.6度 = 96度。

28.2.2电能表的功率容量电路中同时工作的各用电器的功率之和，不能超过电能表的功率容量，否则将使保险丝熔断或电能表损坏。

电能表的功率容量等于它正常工作的最大电流与工作电压的乘积。

标有“220V 5(10)A”的电能表的功率容量是 P = U/I = 220 V×5A = 1 100 W。

28.2.3关于公示Q = UIt和Q = 错误！未找到引用源。

中考物理《焦耳定律》专项练习题(附带答案)一、单选题1．图像法是利用图像这种特殊且形象的工具，表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法。

下列关于图像的解释，正确的是（）A．甲图是某物体的熔化图像，其固态的比热容大于液态的比热容B．乙图是电阻和通电时间一定时，电热Q与电流I的关系图C．丙图说明，当电阻一定时，电压与电流成正比D．丁图是灯丝电阻的U﹣I图像，说明灯丝电阻随温度的升高而增大2．在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示，通电后，观察U形管中液面高度的变化。

则（）A．甲、乙、丙三个容器内的导体，电流相等B．通电一段时间后，U形管中液面高度变化最大的是乙C．要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化D．要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化3．如图所示，甲乙两个瓶中的电阻丝R1、R2分别为5Ω、10Ω，两瓶内装有初温相同的等量的煤油，将R1、R2串联并通电一段时间，读出甲乙两支温度计的读数．这是探究（）A．电热与电流的关系B．电热与电阻的关系C．电热与通电时间的关系D．电热与电压的关系4．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（）A．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多B．乙实验时为了研究电流产生的热量与电阻的关系C．乙实验通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度比右侧的小D．甲、乙两次实验都应用了控制变量法5．对于我们所学的电学知识，下列说法正确的是（）A．电视机的后盖有许多孔，是为了通风散热B．家庭电路中空气开关跳闸一定是发生了短路C．所有用电器的外壳都必须接地D．开光必须接在电灯和零线之间6．如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生热量是（）A．电风扇最多B．电视机最多C．电烙铁最多D．一样多7．如图所示电路中，R2=20Ω．当S1断开S2闭合时，电流表的示数为0.3A，当S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，则下列说法正确的是（）A．电源电压为9VB．R1的阻值为15ΩC．当S1、S2都闭合时，10s内电流通过电阻R1产生的热量为36JD．当S1、S2都闭舍时，电路中的总电阻为30Ω8．电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为（）A．导线的绝缘皮隔热B．导线散热比电烙铁快C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻9．图所示电路，电源电压为6V，R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝5Ω，当闭合开关S1后，下列说法不正确的是（）A．闭合开关S2、S3，通过R2的电流是0.24AB．断开S2、S3，电路消耗的功率是2.4WC．断开S2、闭合S3，R1两端的电压是6VD．在相等的时间内，闭合S2、S3时和断开S2、S3时，电流通过R1产生的热量之比是9：410．如图为探究“焦耳定律”的实验装置。

第28讲电能表焦耳定律28.1学习提要28.1.1 电能表单相电能表指的是家用电能表，如图28- 1所示。

电能表是测量用户消耗多少电能的仪表，也可以认为是测量电流做功多少的仪表。

电能表上标有如“5（10）A”的字样，表示该户人家允许通过的最大电流为5A，短时间内允许通过的最大电流为10 A。

电能表是用千瓦时为单位来量度电功，即所消耗的电能。

当电功率是1 kW，通电的时间为1 h的时候，电流所做的功就是1千瓦时（它的符号是kWh）。

平时说用了几“度”电，就是指消耗了几千瓦时的电能。

1度=1 kWh = 1 000 W ×3 600 s = 3. 6×106 J。

电能表上标着“1 200 r/kWh”的意思是：这个电能表的铝盘每转动1 200转（r），消耗的电能是1 kWh （度）。

利用电能表可以测量用电器的实际功率：得该用电器单独使用t时间内消耗的电能W，即可求得P = 。

图28 - 128.1.2 焦耳定律1. 电流的热效应导体在电流通过时都会发热，这种现象叫做电流的热效应。

2. 焦耳定律电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟电阻成正比，跟通电的时间成正比。

焦耳定律的数学表达式为Q =I2Rt，这也说明1焦= l(A2Ωs)。

28.2 难点释疑28.2.1 电能表的读数电能表最后一个红框内的数字是十分位数字。

例如：某户人家上月抄表数为本月抄表数为，则这户人家一个月耗电W = 6034.6度- 5938.6度= 96度。

28.2.2电能表的功率容量电路中同时工作的各用电器的功率之和，不能超过电能表的功率容量，否则将使保险丝熔断或电能表损坏。

电能表的功率容量等于它正常工作的最大电流与工作电压的乘积。

标有“220V 5(10)A”的电能表的功率容量是P = U/I = 220 V×5A = 1 100 W。

28.2.3关于公示Q = UIt和Q =此两式是根据Q=I2Rt、结合欧姆定律推导出来的，用这两个公式来求电流产生的热量, 要满足研究的电路中只有纯电阻用电器的条件，即只有在电能完全转化为内能时才能使用，此时W = Q。

初中物理焦耳定律知识点及练习一、焦耳定律1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。

2、公式：Q=I2Rt二、练习1、（2013）电阻R1和R2分别标有规格“100kΩ 0.25W”和“10k Ω 0.5W”，将它们串联起来后，总电阻等效电阻和允许消耗的最大电功率分别为（）A. 10kΩ 10kΩ 0.75WB. 10kΩ 10kΩ 0.25WC. 20kΩ 10kΩ 0.5WD. 20kΩ 10kΩ 0.75W正确答案是：D. 20kΩ 10kΩ 0.75W。

2、（多选）（2013）如图所示，是某品牌电热水壶的简化电路图，电热水壶装满初温为20℃的水，当通电时对水加热，将水烧开至沸腾（该地区大气压为一个标准大气压），它的简化电路图如下，其中S为温控开关，当水的温度达到98℃时自动断开电路，R1为发热电阻，R2为进水管防干烧电阻。

关于该电热水壶的有关说法正确的是（）A.该电热水壶使用三孔插座是为了防止漏电时发生触电事故。

B.若加热至水沸腾需要5min，则该电热水壶的加热功率为1100W。

C.在加热过程中，通过电热水壶防干烧电阻R2的电流始终为0.5A。

D.电热水壶的电热丝R1使用的是超导材料。

正确答案是：AB。

3、（多选）（2013）小芳家有一台电饭锅，饭锅上装有一个温控开关（双金属片），如图所示。

不烧饭时，双金属片在中间位置；饭烧好后，由于热量会使双金属片分离断开电源。

请根据以上信息回答下列问题：（1）电饭锅的工作原理是利用了电流的________效应。

（2）电饭锅在保温状态时，电阻R消耗的功率是484W，发热元件R′消耗的功率是多少？正确答案是：（1）热效应。

（2）解：由题意可知，当饭烧好后，双金属片断开，电饭锅只有发热元件工作，此时电路的总电阻：R总本文P保U2本文484W本文220V)2本文100Ω；则发热元件的功率为：P发本文R总U2本文100Ω本文220V)2本文484W。