备战中考物理焦耳定律的应用问题综合题附详细答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．一个“220V 300 W"的电热杯，一个“220 V 300W ”的煮蛋器，一台“220V 300 W"的小型洗衣机，分别接在220V 的电压下，则相同时间内它们产生的热量 A ．小型洗衣机最少 B ．电热杯最少 C ．煮蛋器最少 D ．一样多【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，三种仪器的额定功率相同，但小型洗衣机主要将电能转化为机械能；而电热杯、煮蛋器将电能全部转化为内能，故小型洗衣机产生热量最少，故选A 。

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()22R6V 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()22LL L 6V 6Ω6WU 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3．两定值电阻R A 和R B 中的电流与其两端电压的关系如图所示，若将两电阻串联在电压为3V 的电源两端，电路的总功率为________ W ，通电一段时间后，R A 和R B 产生的热量之比是________ ．【答案】0.6 1：2 【解析】 【分析】 【详解】 由图象知，U =3V 时，I A =0.6A ，I B =0.3A ，根据UR I=，电阻 3V 50.6AA A U R I ===Ω， 3V 100.3AB B U R I ===Ω， 两电阻串联时，电路总电阻R =R A +R B =5Ω+10Ω=15Ω，电路总功率22(3V)0.6W 15U P R ===Ω；A 、B 两电阻串联流过它们的电流I 相等，通电一段时间产生的热量之比2251102A A AB B B Q I R t R Q I R t R Ω====Ω．4．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。

5．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S ，滑动变阻器R '的滑片P 在a 点时，电流表示数为0.5A ，将滑片P 从a 点移动到最右端的过程中，通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示，则下列选项正确的是（ ）A ．电源电压为5VB ．R 的阻值为15ΩC ．10s 内定值电阻R 产生的电热为9JD ．若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，则一定是R '断路 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A ．由图乙可知，当滑片P 在a 点时，R '=10Ω，电流I 1=0.3A ，此时滑动变阻器的电压1103A 10Ω3V U I R .==⨯=＇滑动变阻器与定值电阻并联，所以滑动变阻器的电压等于电源电压13V U U ==故A 错误；B ．滑动变阻器R '的滑片P 在a 点时，电流表示数为0.5A ，此时定值电阻的电流210.5A 0.3A 0.2A I I I =-=-=定值电阻的电阻R23V15Ω02AU R I .=== 故B 正确；C ．10s 内定值电阻R 产生的电热为()22202A 15Ω10s 6J Q I Rt .==⨯⨯=故C 错误；D ．若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，有可能是R '断路，也有可能是滑动变阻器R '两个下接线柱接在电路中，故D 错误。

故选B 。

6．下列说法不正确的是（ ）A ．两个用电器组成的电路，通过它们的电流不相等，则它们一定是并联B ．三个用电器组成的电路任意一个损坏都不影响其他用电器，则它们一定是并联C ．家庭电路中若电热水壶被短路，则空气开关一定跳闸D ．功率相同的电风扇和电热水壶正常工作1h ，产生的电热一定相等 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A ．两个用电器组成的电路，只有并联时通过它们的电流才不相等，故A 正确，A 不符合题意；B ．三个用电器组成的电路任意一个损坏都不影响其他用电器，则它们一定是并联，若其中两个或三个串联，则必须同时工作，故B 正确，B 不符合题意；C ．家庭电路中若电热水壶被短路，电路中电流过大，则空气开关一定跳闸，故C 正确，C 不符合题意；D ．功率相同的电风扇和电热水壶正常工作1h 消耗的电能相同，但因为电热水壶把电能几乎全部转化成热能，而电风扇主要是把电能转化成机械能，二者产生的电热不同，故D 错误，D 符合题意。

故选D 。

7．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是 A ．电冰箱 B ．电饭锅C ．电视机D ．电风扇【答案】B 【解析】 【详解】A ．电冰箱的压缩机把电能转化为机械能，灯泡将电能转化为光能，故A 不符合题意；B ．电饭锅把电能转化为内能，是利用电流热效应来工作的，故B 符合题意；C ．电视机主要是把电能转化为光能和声能，没有利用电流热效应，故C 不符合题意；D ．电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流热效应来工作，故D 不符合题意。

8．如图是科技小组为养鸡场设计的调控光照和室温设备的电路图。

此设备的作用是，夜晚对鸡舍内加温，同时增大光照量，白天只进行适当保温，不进行灯光照射，可增大鸡的产蛋量。

电路图中R 1、R 2，是电热丝，L 为照明灯泡（L 的电阻不随温度变化），1212R R R ==。

S 1、S 2，同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求。

开关S 闭合时，下列说法错误（ ）A． S1、S2同时断开时，设备运行处于白天用电状态B． S1、S2同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态C． S1、S2同时断开时，在相同时间内和产生的热量之比为2∶1D． S1、S2同时闭合时，若电流表示数为6A，则的实际功率为880W【答案】C【解析】【分析】【详解】S闭合，S1、S2同时断开时，R1、R2组成串联电路，灯泡L断路不发光，且电路中的电阻最大，由公式2UPR=可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天在相同时间内R1、R2产生的热量之比2222121 2Q Q I Rt I R t R R====∶∶∶开关S、S1、S2同时处于闭合状态，R2被短路，R1和灯泡L组成并联电路，灯泡L发光，且电路中的电阻最小，由公式2UPR=可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以是晚上，因为UIR=，所以11 2LR R=∶∶所以L L112 1I I R R==∶∶∶因为R1= 6A所以I1=4AI2=2A因为1 L 220VU U U===所以11220V4A880WP UI==⨯=故选C。

9．为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中，在两地间架设了两根等长的输电线。

两根输电线的总电阻为r 。

已知位于电厂处的两根输电线间的电压为U ，输送电能的功率为P ，由于电流通过输电线发热会损失电能，该输电线路输送电能的效率为__________。

（输电效率为用户得到的电能与发电厂输出电能的比值） 【答案】21rP U- 【解析】 【分析】【详解】由P UI =得：通过输电线的电流P I U= 输电线的总电阻R r =，则输电线上消耗的功率2222()P P rP I R r U U==⨯=损耗则用户实际得到的电功率22P r P P P P U=-=-损耗实则输电线输送电能的效率为2221P rP P Pr U P P Uη-===-实 所以输电线输送电能的效率为21rP U -。

10．如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。

其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油，阻值不同的电阻丝1R 、2R 。

关于此电路说法中正确的是A ．探究的是电流产生的热量与电压的关系B ．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小C ．通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同D ．温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少 【答案】D 【解析】 【详解】A ．实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A 错误；B ．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B 错误；C ．通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C 错误；D ．本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D 正确。

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 ．2.5minB ．10minC ．20minD ．40min【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由题可知，R 1、R 2是两个相同的电阻，设R 1=R 2=R由图可知，当闭合开关S 1，断开S 2、S 3时，两电阻串联，总电阻为2R ，电源电压不变，由焦耳定律可得，通电10min 电路产生热量Q =22U R×10×60s 闭合S 2、S 3，断开S 1时两电阻并联，总电阻为2R，产生相同热量，则 Q =22U R ×t =22U R×t22U R ×10×60s=22U R ×t t=150s=2.5min12．一个电炉的电阻是200Ω，通电10s 产生8×103J 的热量，那么通过这只电炉的电流是（ ） A ．2A B ．4A C ．20A D ．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3810J 200Ω210sA Q I Rt ⨯⨯===故选A 。