2020-2021中考物理复习焦耳定律的应用问题专项综合练含答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题

1．在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热,甚至引起火灾，原因是连接处（ ）

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D。

2．如图，电源电压保持不变，R1=10 Ω，开关S闭合，S0拔至b时电压表的示数是拔至a时的三分之一，则R2=_____Ω；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S0拨至b时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压；闭合开关S，开关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

312312UUUUU＝＝ 因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝UR可得，两电阻的阻值之比

11122212URUIURUI＝＝＝

则R2的阻值

R2＝2R1＝2×10Ω＝20Ω

[2]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I＝123V10Ω20ΩURR＝＝0.1A

R1在10min内产生的热量

Q1＝I2R1t＝(0.1A)2×10Ω×600s＝60J

3．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=____Ω．.通电10s. R产生的热量为______J.

【答案】20Ω 18J

【解析】

【分析】

【详解】

当闭合开关S时，灯L正常发光，说明电源电压为U=6V，电流表测的是总电流，则I=0．8A，

由P=UI可知，灯泡中的电流：

IL =P额/U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/0．3A=20Ω；

通电1min电阻R产生的热量：

Q=W=UIRt=6V×0．3A×10s=18J。

4．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R1的阻值是____Ω．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R1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R2=0Ω，此时电压示数和电流示数最大，且均为R1的数据，所以R1的阻值为：R1=5V=0.5AUI总=10Ω．当滑动变阻器的滑片移到a端时，R2两端电压U2=U总-U1=5V-1V=4V，由图象知，当R1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=4V×0.1A=0.4W，Q1=W1=U1It=1V×0.1A×600s=60J。

5．小明将线圈电阻为4.84Ω的电动机接人220V的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000imp/(kW.h)的电能表3min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为________kW.h，电动机线圈产生________J的热量。

【答案】0.05 41.810

【解析】

【分析】

【详解】

[1]电动机在这段时间内消耗的电能为

0100kWh=kWh0.05kWh2000nWn

[2]根据公式WUIt可以求出电动机线圈的电流为

60.053.610J100A220V360s22WIUt

电动机线圈产生热量为

224100(A)4.84Ω180s=18000J=1.810J22QIRt

6．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0.1Ω，则小风扇正常工作2min电动机线圈产生的热量为____J。

【答案】3

【解析】

【分析】

【详解】 电路中线圈的电流为

3W0.5A6VPIU

电路中通过线圈的电流为产生的热量为

Q=I2Rt=(0.5A) 2×0.1Ω×2×60s=3J

7．有两个灯泡L1、L2，L1标有“6V、3W”字样，L2没有标记，实验测得L2的电阻为6Ω。将L1、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9V

B．灯L2的额定功率为3W

C．相同时间内，灯L1、L2消耗的电能之比W1﹕W2=1﹕1

D．相同时间内，灯L1、L2产生的热量之比Q1﹕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

113W0.5A6VPIU，

则L2两端电压

220.5A6Ω3VUIR，

则总电压

126V3V9VUUU总，

A正确；

B．根据题意可知，L2的功率为

22220.5A6Ω1.5WPIR，

B错误；

C．根据WPt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。

8．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5Ω

B．当通过电阻B的电流为0A时，电阻B的阻值为0Ω

C．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AB:1:2PP

D．当电阻A、B并联在电压为3V的电源两端时，5min它们产生的电热之比:2:1ABQQ

【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I-U图象是倾斜的直线，则两个都是定值电阻，当A两端的电压为3V时，通过它的电流为0.6A，那么A的电阻

35Ω0.6UVRIA

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2.0V，根据P=UI得，各电阻的电功率之比为

PA:PB=UA:UB=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=IA:IB=0.6A:0.3A=2:1

故D符合题意。

故选ACD。

9．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0.2Ω）、阻值为30Ω的定值电阻R0、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？

(3)通电1min，电流表A消耗的电能是多少？

【答案】(1) 10Ω；(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

2.5V=10Ω0.25AURI额额额

(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

000=0.3A30Ω=9VUIR

由串联分压可知电压表的示数为

9V-2.5V=6.5V

(3)通电1min，电流表A消耗的电能是

22A0.55A0.2Ω60s=3.63JQIRt

答：(1)小灯泡L正常发光时的电阻是10Ω；

(2) 电压表的示数为6.5V；

(3) 通电1min，电流表A消耗的电能是3.63J。

10．a和b两个定值电阻的电流与电压的关系如图所示，下列说法正确的是( )

A．将a和b串联接入电路中，a、b两端的电压之比是1：2

B．将a和b串联接入电路中，a,b消耗的功率之比是2：1

C．将a和b并联接人电路中，通过a、b的电流之比是1：2

D．将a和b并联接入电路中，相同时间内电流通过a、b产生的热量之比是4：1

【答案】A

【解析】

【详解】

A．由图可知若将a和b串联接入电路中，a、b两端的电压之比是1：2，故A正确；

B．由图可知若将a和b串联接入电路中，a、b消耗的功率之比为

:::2A1:2ababaaPPUIUIUIUI

故B错误；

C．由图可知若将a和b并联接人电路中，通过a、b的电流之比是2：1，故C错误；

D．由图可知若将a和b并联接入电路中，相同时间内电流通过a、b产生的热量之比为

22:::2:1abaabbabQQIRtIRtUItUIt

故D错误。

11．如图，电源电压不变，1R、2R是两个相同的电阻，当闭合开关1S，断开2S、3S，通电10min，电路产生的热量为Q；同时闭合2S、3S，断开1S，若要产生相同的热量Q，则通电时间为（ ）

A．2.5min B．10min C．20min D．40min

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

由题可知，R1、R2是两个相同的电阻，设

R1=R2=R