中考物理 焦耳定律的应用问题 综合题含答案

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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2QIRt, RR电熨斗导线>>,

所以产生的热量: QQ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.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

3.有甲乙两台电暖器,甲的额定功率为1200W,乙的额定功率为800W,下列说法正确的是 A.甲实际消耗的的电能可能比乙少 B.电流通过甲做的功一定比乙多

C.正常工作时,甲消耗电能比乙快 D.电流通过甲和乙做功一样快

【答案】AC 【解析】 【详解】 AB.甲的功率大于乙的功率,只能说甲做功快,不能说电流通过甲做功多;当甲的工作时

间远小于乙的工作时间时,甲消耗的电能可能比乙少,电流通过甲做的功可能比乙少,故A正确,B错误;

CD、甲的功率大于乙的功率,说明电流通过甲做功快,在相同的时间内,甲消耗电能多,

故C正确,D错误。

4.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。 5.如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A。图乙中A、B分别是小灯泡和电阻R1两端的电压随电流变化关系图象。只闭合开关S、S1,滑动变阻器的滑片P移至a端时,电路中的电流为0.2A;滑动变阻器的滑片移至b端时,小灯泡恰好正常发光。只闭合开关S、S3,调节滑片P,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V。则( )

A.电源电压为10V B.小灯泡L的额定功率6W C.只闭合开关S、S2,滑动变阻器的滑片移至a端时,1.5min电流通过R1产生的热量为

64J D.闭合开关S,改变其它开关的通断及滑片的位置,电路消耗的最小功率可以达到1.2W 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 A.由于灯泡灯丝电阻受温度影响,定值电阻阻值不发生变化,则小灯泡灯丝两端的电压

随电流变化关系图象为曲线,定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直线,则由乙图数据可求R1阻值为

11

1

4V==400.1AIRU

已知闭合S、S3,调节滑片P,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V,此时电路为小灯泡与两电阻串联电路,由乙图可知此时电路电流为0.2A,则电源电压为

L12=2V+0.2A40+0.2A10=12VUUUU 故A不符合题意; B.当闭合开关S、S1,滑动变阻器的滑片移至b端时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变

阻器接入阻值为0Ω,此时电路为小灯泡的简单电路,小灯泡此时两端电压等于电源电压为12V,对应乙图可知此时电流为0.5A,则额定功率为

12V0.5A=6WPUI额额额

故B符合题意; C.只闭合开关S、S1,滑动变阻器的滑片P移至a端时,电路中的电流为0.2A,此时电路

为小灯泡与滑动变阻器串联电路,且滑动变阻器接入阻值最大,由乙图可知此时小灯泡两端电压为2V,电源电压为12V,则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V,由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为

2max2max

2

10V=500.2AURI

则当闭合开关S、S2,滑动变阻器的滑片移至a端时,电路为R1与R2串联电路,由串联分压可求R1两端电压为

11

12

404812V=V40509RUURR



由于R1为纯电阻,则1.5min电流通过R1产生的热量为 2211

1

48V

91.560s=64J40UWtR

故C符合题意;

D.由于电源电压不变,则由2UPR可知,当电路阻值最大时,电路总功率最小,则闭

合开关S、S3,滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大,功率最小,若最小功率为1.2W,则此时电路电流为

minmin

1.2W=0.1A12VPIU

则此时电路总电阻为 maxmin

12V=1200.1AURI

则小灯泡此时电阻应为 RL实=Rmax-R1-R2max=120Ω-40Ω-50Ω=30Ω 此时小灯泡分得电压应为 UL实=Imin RL实=0.1A×30Ω=3V 但由乙图可知,当小灯泡电流为0.1A时,小灯泡两端电压不足2V,前后冲突,故D不符合题意。 故选BC。

6.下列用电器中,主要是利用电流热效应来工作的是 A.电风扇 B.电视机

C.电饭锅 D.LED灯

【答案】C 【解析】 【详解】 A.电风扇工作是电能主要转化为机械能,利用通电导体在磁场中受到力的作用,故A不

符合题意; B.电视机工作是电能主要转化为光能,故B不符合题意;

C.电饭锅工作是电能主要转化为内能,主要是利用电流热效应来工作,故C符合题意;

D.LED灯工作是电能主要转化为光能,故D不符合题意。

7.电炉工作时,电炉丝很快变热但连接的电线却不怎么热,这是因为( ) A.电炉丝的电阻较大

B.电炉丝与导线是并联的

C.电炉丝的横截面大

D.通过电炉丝的电流较大

【答案】A 【解析】 【详解】 电炉丝横截面积小,电阻大,电炉子在使用时,电炉丝和导线串联,I电炉丝=I导线,通电时间t相同,由焦耳定律Q=I2Rt,R电炉丝>R导线,可知Q电炉丝>Q导线,从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。 故选A。

8.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

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 由焦耳定律可知电热丝产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关。 ABC.仅知道通电时间相同、电热丝甲放出的热量少,不能直接判定电阻、电流与电压的

大小,故ABC不符合题意; D.在相等的时间内,电热丝甲比电热丝乙放出的热量少,即电热丝甲消耗的电能较少,

根据WPt可知,甲的功率小,故D符合题意。 故选D。

9.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。