中考物理知识点过关培优训练∶焦耳定律的应用问题及答案解析

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．一个电炉的电阻是200Ω，通电10s 产生8×103J 的热量，那么通过这只电炉的电流是（ ）A ．2AB ．4AC ．20AD ．40A【答案】A【解析】【详解】根据焦耳定律的公式2Q I Rt =可知，通过这只电炉的电流是2A I === 故选A 。

2．电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内能。

若一台玩具电动机接在6V 的电源两端，使其正常转动时，通过电动机中的电流为0.3A ；短暂地卡住电动机转轴，使其不能转动，通过电动机中的电流为3A 。

则这台电动机线圈的电阻为______Ω，正常转动时的效率是_____。

【答案】2 90%【解析】【分析】【详解】[1]电动机转轴卡住时电流为3A ，故电动机线圈电阻为R =U I =6V 3A=2Ω [2]设电动机正常运转时，在t 时间内消耗的电能为 W=UIt =6V×0.3A ×t在t 时间产生的热量为Q =I 2Rt =(0.3A)2×2Ω×t电动机正常运转时的效率η=W W 有总=-W Q W =()26V 0.3A -0.3A 2Ω6V 0.3A t t t⨯⨯⨯⨯⨯⨯=90%3．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（ ）A．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10Ω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5Ω的电阻与两个5Ω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=I左两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1=I2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10Ω的电阻丝后，左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。

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．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0.5Ω，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)2×0.5Ω×60s=750J故C错误；D．电动机正常工作1min，消耗的电能为W=UIt=48V×5A×60s=14400J故D正确。

故选D。

2．将阻值为R甲=40Ω和R乙=10Ω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_____J。

【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=2I Rt，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=2I Rt,I=UR得，Q甲=2U tR甲=()24V60s40Ω⨯=24J，Q乙=2U tR乙=()24V60s10Ω⨯=96J共产生的热量Q=Q甲+Q乙=24J+96J=120J3．电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内能。

若一台玩具电动机接在6V的电源两端，使其正常转动时，通过电动机中的电流为0.3A；短暂地卡住电动机转轴，使其不能转动，通过电动机中的电流为3A。

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．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1：2B ．将a 和b 串联接入电路中，a,b 消耗的功率之比是2：1C ．将a 和b 并联接人电路中，通过a 、b 的电流之比是1：2D ．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:::2A 1:2a b a b a a P P U I U I U I U I ===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:::2:1a b a a b b a b Q Q I R t I R t UI t UI t ===故D 错误。

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2Ω，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】1.2×104 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=I 2Rt 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=I 2R 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=I 2Rt=（10A ）2×2Ω×60s=1.2×104J ；（2）电动机的电功率：P 总=UI=220V×10A=2200W ，线圈消耗的功率：P 圈=I 2R=（10A ）2×2Ω=200W ，输出功率：P 出=P 总-P 圈=2200W-200W=2000W ，这台电动机的效率：η= P 出/ P 总=2000W/2200W=90.9%．3．有一台电动机，额定电压3V ，额定电流1A ，电动机线圈电阻0.5Ω。

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（）A．电视机B．电暖气C．电风扇D．计算器【答案】B【解析】【详解】A．通电后，电视机是把电能转化为电视机影像的光能和喇叭的声能，不是利用电流热效应工作，A项不合题意；B．通电后，电暖气是把电能转化为内能，这是利用电流热效应工作，选项B符合题意；C．通电后，电风扇是把电能转化为扇叶的动能，不是利用电流热效应工作，C项不合题意；D．通电后，计算器是把电能转化为显示屏上的光能和喇叭的声能，不是利用电流热效应工作，D项不合题意。

2．两个发热电阻R1:R2=1:4,当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1:U2=_____；已知R1=10Ω,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】得，R1、R2两端的电压之比：两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据U IR111 2221 4U IR RU IR R===；已知110ΩR=，则214410Ω40ΩR R==⨯=；根据2UQ W tR==得两个电阻在100s内产生的热量为：22221212(4V)(4V)100s100s200J10Ω40ΩU UQ W W t tR R=+=+=⨯+⨯=总．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】100.460【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。

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（）A．B．C．D．【答案】C【解析】【分析】【详解】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．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 1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R 1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R 2=0Ω，此时电压示数和电流示数最大，且均为R 1的数据，所以R 1的阻值为：R 1=5V=0.5AU I 总=10Ω．当滑动变阻器的滑片移到a 端时，R 2两端电压U 2=U 总-U 1=5V-1V=4V ，由图象知，当R 1的电压是1V 时，电流为0.1A ，根据串联电路的电流处处相等，∴I 2=I 1=0.1A ，∴P 2=U 2I 2=4V×0.1A=0.4W ，Q 1=W 1=U 1It=1V×0.1A×600s=60J 。

3．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3W0.5A 6VP I U === 电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q =I 2Rt =(0.5A) 2×0.1Ω×2×60s=3J4．如图所示当甲电路中的开关S 闭合时，两个电压表所选量程不同，测量时的指针位置均为如图乙所示，则电阻R 1两端的电压为______V ，R 1∶R 2=______，当电阻R 1、R 2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R 1、R 2所产生的热量之比Q 1∶Q 2=_______。

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．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 ( )A ．U 甲= U 乙，Q 甲= 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】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：R R <甲乙，由U =IR 知：U U <甲乙；由焦耳定律Q =I 2Rt 知：Q Q <甲乙；故选C 。

2．有许多重大火灾都是因用电线路连接处接触不良所造成的，当线路连接处接触不良时，该处的电阻将_____（减小／增大／不变），在该接触处就会局部过热引起升温，接触处的电阻又将随着温度的升高而_____（减小／增大／不变），从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾．【答案】增大 增大【解析】【分析】【详解】当线路连接处接触不良时，该处的电阻会增大；利用焦耳定律分析接触处局部过热，而金属电阻的阻值随温度升高而增大，据此分析．电路连接处与原来相比，由于接触不好，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；连接处相对于其他地方电阻增大，根据焦耳定律Q=I 2Rt ，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致局部温度升高，而金属导线的电阻随温度的升高而增大，电阻增大，产生的热量更多，温度升得更高，以致恶性循环引发火灾．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：I L =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:I R =I-I L =0.8A-0.5A=0.3A ，由I =U/R 得,电阻:R =U /I R =6V/0．3A=20Ω；通电1min 电阻R 产生的热量：Q =W =UI R t =6V×0．3A×10s=18J 。

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．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2Q I Rt =，R R 电熨斗导线＞＞，所以产生的热量：Q Q 电熨斗导线＞＞，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。

2．如图甲所示，为额定电压为 6V 的灯泡 L 的 I -U 图像．如图乙所示的电路，电源电压 12V 不变，R 1 为定值电阻，R 2 为滑动变阻器，闭合开关 S 1，滑片 P 从最右端移动到最左端，电压表示数变化范围为 2V~6V ，则灯泡的额定功率是____W ，R 1 的阻值为_____Ω，滑动变阻器 R 2 两端的最大电压为_____V ，移动滑片 P 使R 2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的 7/15，通电 1min R 2 产生的热量为_____J 。

【答案】3.6 10 6 105 【解析】 【分析】 【详解】[1]由灯泡L 的I - U 图象可知，当额定电压U = 6V 时，灯泡的额定电流I = 0.6A ，则灯泡额定功率6V 0.6A 3.6W P UI ==⨯=[2]当滑片P 在在最左端时，变阻器没有连入电路，电压表示数为6V ，由图象可知，这时电路中的电流为I 大=0.6A由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压L 1U U I R =+大即112V 6V 0.6A R =+⨯解得110R =Ω[3]由电路图可知，当滑片P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，R 1与R 2灯泡串联，电 压表测灯泡两端电压，此时电压表示数最小，为U 小= 2V由图象可知，这时电路中的电流为I 小= 0.4A由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压12L U U I R U =++小小滑动变阻器R 2两端的最大电压212V 2V 0.4A 106V U =--⨯Ω=[4]当滑片P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，通过的电流为I 小= 0.4A则此时滑动变阻器的阻值为226V =150.4A U R I ==Ω小 移动滑片 P 使R 2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的 7/15，则此时滑动变阻器的阻值为'2715715R =⨯Ω=Ω 则'''L 12U U I R I R =++由图分析可知，当电流'=0.5A I ，灯泡两端电压U L =3.5V 时，等式12V 3.5V+0.5A 10Ω+0.5A 7Ω=⨯⨯成立，即此时通过R 2的电流为0.5A ，则通电1min R 2 产生的热量为()2'2'20.5A 7Ω60s=105J Q I R t ==⨯⨯放3．如图所示当甲电路中的开关S 闭合时，两个电压表所选量程不同，测量时的指针位置均为如图乙所示，则电阻R 1两端的电压为______V ，R 1∶R 2=______，当电阻R 1、R 2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R 1、R 2所产生的热量之比Q 1∶Q 2=_______。

2024年中考物理复习专题——焦耳定律一、单选题1．甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的5倍，甲、乙产生的热量之比是4∶5，则通过甲、乙两段导体的电流之比是（）A．2∶5B．4∶25C．5∶2D．4∶12．将规格都是“220 V 180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则产生热量最多的是（）A．电冰箱B．电风扇C．电热毯D．一样多3．小明发现，在家里装修时，电工师傅在不同位置所使用的电线粗细是不同的，小明利用学过的物理知识对这一现象进行了分析，下列分析中错误的是（）A．若其它条件相同，越粗的电线电阻越小B．家庭电路中主干线应该使用较粗的电线C．电线的接头处电阻最小，最不易烧断D．若电流相同，越细的电线越容易烧断4．将10Ω的电阻丝接在3V的电源上，5min内产生的热量为（）A．270J B．150J C．15J D．27J5．如图所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，两条输电线总电阻为10Ω，甲地电源的电压为220V不变，下列说法正确的是A．乙地用户用电器上的电压仍为220VB．若出现触电事故，应迅速直接用手拉开触电人员C．在100s的时间内，输电线上产生的热量为4.84×105JD．当乙地用户消耗的总功率增大时，相同时间内输电线上产生的热量增多6．假如没有磁现象，下列现象会发生的是（）A．不能用指南针辨别方向B．急刹车时，人不会向前倒C．不能用吸管喝饮料D．电暖气不会发热7．电阻R1和R2串联，两端电压之比为2∶1，开关闭合后，关于二者产生热量的说法正确的是（）A．两电阻产生热量相同B．两电阻产生热量之比为2∶1C．两电阻产生热量之比为1∶2D．没有通电时间，无法比较产生热量多少8．如图是探究电流通过导体产生热量的多少与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形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

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（）A．B．C．D．【答案】C【解析】【分析】【详解】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．如图所示，灯泡L 上标有“6 V 6 W”字样(不计灯丝电阻的变化)。

电源电压6 V 且保持不变。

定值电阻40ΩR =。

只闭合开关S 1和S 3，电阻R 在100 s 产生的热量是________J ；电路在工作状态下整个电路消耗的最小功率是________W 。

【答案】90 0.78【解析】【详解】[1]只闭合开关1S 和3S ，定值电阻R 和灯泡L 并联接在电路中，定值电阻R 两端的电压R 6V U U ==那么电阻R 在100 s 产生的热量是()22R 6V 100s 90J 40ΩU Q t R =⋅=⨯= [2]电路在工作状态下整个电路消耗的功率最小，根据2U P R=可知，要求总电阻最大；灯泡L 的电阻是()22L L L 6V 6Ω6W U R P === 当电阻R 与灯泡L 串联在电路中时，此时电路中的电阻最大，只需要闭合开关S 2，这种情况下电路消耗的最小功率是()222L 6V 0.78W 40Ω6ΩU U P R R R ===≈++总3．有两个灯泡L 1、L 2，L 1标有“6V 、3W ”字样，L 2没有标记，实验测得L 2的电阻为6Ω。

将L 1、L 2串联接在某一电路中，两灯L 1、L 2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L 1、L 2消耗的电能之比W 1﹕W 2=1﹕1D ．相同时间内，灯L 1、L 2产生的热量之比Q 1﹕Q 2=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113W 0.5A 6VP I U ===， 则L 2两端电压 220.5A 6Ω3V U IR ==⨯=，则总电压126V 3V 9V U U U =+=+=总，A 正确；B ．根据题意可知，L 2的功率为()22220.5A 6Ω 1.5W P I R ==⨯=，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。