中考物理焦耳定律的应用问题综合练习题含详细答案
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故选A。
9．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
【解析】
A．1.2×104JB．3.75×102J
C．7.5×102JD．6.0×103J
【答案】A
【解析】
【详解】
将阻值10Ω的电阻丝接入同一电源两端，电源电压一定，设为U，
由 可得：40Ω电阻丝产生的热量 ，
10Ω电阻丝产生的热量 ，
则 ，
即 ，故A正确为答案．
13．下列表述不正确的是（ ）
A． 两灯串联在220V的电路中，甲灯较亮
故选D。
6．如图所示是“探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关"的实验装置。下列关于此实验的一些描述，正确的是
A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
C．在甲图中，闭合开关一段时间后a容器连接的U型管液面高度差更明显
D．在乙图中，可得到结论：相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越少
B． 细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，则两球一定带同种电荷
C． 验证焦耳定律实验中，装置通电一分钟后，右管中的液面较高
D． 每消耗 的电能，电能表上的转盘转过3000转
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知 ，甲乙两灯额定电压相同，由 得
甲乙两灯串联在电路中，所以电流相等，由 得
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，所以乙灯较亮，故A错误，A符合题意；
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， Nhomakorabea甲＝Q乙
【答案】A
【解析】
【详解】
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 可知， ；根据 可知，时间相同，流过的电流大小相同，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，那么 。
，
B错误；
C．根据 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。
5．在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，则（ ）
A．甲的电阻一定比乙的小B．通过甲的电流一定比乙的小
C．甲两端的电压一定比乙的小D．甲消耗的电功率一定比乙的小
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。
8．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量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）
A．两容器中电阻产生的热量相同
B．右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍
C．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍
D．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍
【答案】C
【解析】
【分析】
D.在乙图中，探究的是电流产生热量与电流的关系，可得到结论是相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越多，故D错误。
7．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．20.5minB．20.05minC．20.25minD．22.25min
【答案】C
【解析】
【详解】
当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，电路为R的简单电路，产生热量等于消耗电能，则可由 得，产生热量Q所用时间为
当滑片P滑至b端时，电路为R与整个滑动变阻器串联电路，根据串联分压定律可求R两端电压为
产生热量等于消耗电能，则可由 得，产生热量Q所用时间为
故选A。
14．如图所示是电热吹风机的内部电路原理图，电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成。电动机中有电流通过时会有风吹出，电热丝中有电流通过时会有热量产生。当开关S1、S2都闭合，二者都正常工作，下列说法不正确的是（ ）
A．电动机和电热丝在相同时间内产生的热量不同
B．电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能不同
A．只闭合开关S3时，小灯泡的电阻为5Ω
B．只闭合开关S1时，电路总功率为9.6W
C．R1的电阻为5Ω
D．所有开关都闭合，在15s内电路中产生的总热量为3200J
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由图知，电阻 为定值电阻，其阻值为
只闭合开关S1时，电阻 与灯L串联，电流表测的是整个电路的电流，由甲图知，当 时，灯两端的电压为 ，由此可得电源电压
当滑片P滑至ab的中点时，电路为R与变阻器串联电路，此时滑动变阻器接入阻值为总阻值的一半，根据串联分压定律可求R两端电压为
产生热量等于消耗电能，则可由 得，产生热量Q所用时间为
由于第一次用时9min，第二次用时36min，带入式子求解可得，t3=20.25min，故选C。
12．将阻值为40 Ω的电阻丝接在电源两端，通电10 min，电流产生的热量是1.5×103J；若将阻值为10 Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20 min，电流产生的热量是( )
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14400J
D．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；
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
，
则L2两端电压
，
则总电压
，
A正确；
B．根据题意可知，L2的功率为
B．细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，两球相互排斥，则两球一定带同种电荷，故B正确，B不符合题意；
C．装置通电一分钟后，由焦耳定律可知，右侧电阻较大，产生的热量较多，所以右管中的液面较高，故C正确，C不符合题意；
D．由表上的信息可知，每消耗 的电能，电能表上的转盘转过3000转，故D正确，D不符合题意。
那么电阻R在100 s产生的热量是
[2]电路在工作状态下整个电路消耗的功率最小，根据 可知，要求总电阻最大；灯泡L的电阻是
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S2，这种情况下电路消耗的最小功率是
4．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．4 minB．6 minC．8 minD．10 min
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知容积相等即水的质量相等，接入家庭电路中即工作电压相等，水都烧开即升高温度相同，则水吸收热量相等，由公式 可知 、 ，由这两个式子化简可得
故选D．
16．如右图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后（两容器都不向外放热），下列说法正确的是（ ）
D．所有开关都闭合时，R1和R2并联，灯被短路，在15s内电路中产生的总热量为
故D错误。
故选C。
11．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（）
C．电动机和电热丝消耗的电功率相同
D．电动机消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电动机与电热丝电阻与电流均不同，根据 可得，两者在相同时间内产生的热量不同，故A正确，不符合题意；
B．电动机和电热丝并联，两者电压相同，但电流不同，根据公式 可得两者相同时间内消耗的电能不同，故B正确，不符合题意；
【详解】
(1)[1]由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率：
；
并联电路中各支路两端的电压相等，由 可得电热丝的电阻：
；
[2]电吹风正常工作且吹热风时，5分钟内电流通过电热丝产生的热量：
【答案】A
【解析】
【详解】
A.在甲图中，两个电阻串联，电流相等，电阻阻值不同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系，故A正确；
B.在乙图中，两个电阻阻值相同，电流不同，所以探究的是电流产生热量与电流的关系，故B错误；
C.在甲图中，a容器中的阻值小于b容器中阻值，串联电路电流相同，由焦耳定律可知闭合开关一段时间后a容器内产生的热量小于b容器内，因此b容器内连接的U型管液面高度差更明显，故C错误；
9．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
【解析】
A．1.2×104JB．3.75×102J
C．7.5×102JD．6.0×103J
【答案】A
【解析】
【详解】
将阻值10Ω的电阻丝接入同一电源两端，电源电压一定，设为U，
由 可得：40Ω电阻丝产生的热量 ，
10Ω电阻丝产生的热量 ，
则 ，
即 ，故A正确为答案．
13．下列表述不正确的是（ ）
A． 两灯串联在220V的电路中，甲灯较亮
故选D。
6．如图所示是“探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关"的实验装置。下列关于此实验的一些描述，正确的是
A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
C．在甲图中，闭合开关一段时间后a容器连接的U型管液面高度差更明显
D．在乙图中，可得到结论：相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越少
B． 细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，则两球一定带同种电荷
C． 验证焦耳定律实验中，装置通电一分钟后，右管中的液面较高
D． 每消耗 的电能，电能表上的转盘转过3000转
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知 ，甲乙两灯额定电压相同，由 得
甲乙两灯串联在电路中，所以电流相等，由 得
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，所以乙灯较亮，故A错误，A符合题意；
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， Nhomakorabea甲＝Q乙
【答案】A
【解析】
【详解】
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 可知， ；根据 可知，时间相同，流过的电流大小相同，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，那么 。
，
B错误；
C．根据 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。
5．在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，则（ ）
A．甲的电阻一定比乙的小B．通过甲的电流一定比乙的小
C．甲两端的电压一定比乙的小D．甲消耗的电功率一定比乙的小
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。
8．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量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）
A．两容器中电阻产生的热量相同
B．右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍
C．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍
D．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍
【答案】C
【解析】
【分析】
D.在乙图中，探究的是电流产生热量与电流的关系，可得到结论是相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越多，故D错误。
7．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．20.5minB．20.05minC．20.25minD．22.25min
【答案】C
【解析】
【详解】
当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，电路为R的简单电路，产生热量等于消耗电能，则可由 得，产生热量Q所用时间为
当滑片P滑至b端时，电路为R与整个滑动变阻器串联电路，根据串联分压定律可求R两端电压为
产生热量等于消耗电能，则可由 得，产生热量Q所用时间为
故选A。
14．如图所示是电热吹风机的内部电路原理图，电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成。电动机中有电流通过时会有风吹出，电热丝中有电流通过时会有热量产生。当开关S1、S2都闭合，二者都正常工作，下列说法不正确的是（ ）
A．电动机和电热丝在相同时间内产生的热量不同
B．电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能不同
A．只闭合开关S3时，小灯泡的电阻为5Ω
B．只闭合开关S1时，电路总功率为9.6W
C．R1的电阻为5Ω
D．所有开关都闭合，在15s内电路中产生的总热量为3200J
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由图知，电阻 为定值电阻，其阻值为
只闭合开关S1时，电阻 与灯L串联，电流表测的是整个电路的电流，由甲图知，当 时，灯两端的电压为 ，由此可得电源电压
当滑片P滑至ab的中点时，电路为R与变阻器串联电路，此时滑动变阻器接入阻值为总阻值的一半，根据串联分压定律可求R两端电压为
产生热量等于消耗电能，则可由 得，产生热量Q所用时间为
由于第一次用时9min，第二次用时36min，带入式子求解可得，t3=20.25min，故选C。
12．将阻值为40 Ω的电阻丝接在电源两端，通电10 min，电流产生的热量是1.5×103J；若将阻值为10 Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20 min，电流产生的热量是( )
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14400J
D．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；
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
，
则L2两端电压
，
则总电压
，
A正确；
B．根据题意可知，L2的功率为
B．细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，两球相互排斥，则两球一定带同种电荷，故B正确，B不符合题意；
C．装置通电一分钟后，由焦耳定律可知，右侧电阻较大，产生的热量较多，所以右管中的液面较高，故C正确，C不符合题意；
D．由表上的信息可知，每消耗 的电能，电能表上的转盘转过3000转，故D正确，D不符合题意。
那么电阻R在100 s产生的热量是
[2]电路在工作状态下整个电路消耗的功率最小，根据 可知，要求总电阻最大；灯泡L的电阻是
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S2，这种情况下电路消耗的最小功率是
4．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．4 minB．6 minC．8 minD．10 min
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知容积相等即水的质量相等，接入家庭电路中即工作电压相等，水都烧开即升高温度相同，则水吸收热量相等，由公式 可知 、 ，由这两个式子化简可得
故选D．
16．如右图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后（两容器都不向外放热），下列说法正确的是（ ）
D．所有开关都闭合时，R1和R2并联，灯被短路，在15s内电路中产生的总热量为
故D错误。
故选C。
11．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（）
C．电动机和电热丝消耗的电功率相同
D．电动机消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电动机与电热丝电阻与电流均不同，根据 可得，两者在相同时间内产生的热量不同，故A正确，不符合题意；
B．电动机和电热丝并联，两者电压相同，但电流不同，根据公式 可得两者相同时间内消耗的电能不同，故B正确，不符合题意；
【详解】
(1)[1]由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率：
；
并联电路中各支路两端的电压相等，由 可得电热丝的电阻：
；
[2]电吹风正常工作且吹热风时，5分钟内电流通过电热丝产生的热量：
【答案】A
【解析】
【详解】
A.在甲图中，两个电阻串联，电流相等，电阻阻值不同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系，故A正确；
B.在乙图中，两个电阻阻值相同，电流不同，所以探究的是电流产生热量与电流的关系，故B错误；
C.在甲图中，a容器中的阻值小于b容器中阻值，串联电路电流相同，由焦耳定律可知闭合开关一段时间后a容器内产生的热量小于b容器内，因此b容器内连接的U型管液面高度差更明显，故C错误；
