焦耳定律习题(含答案)

焦耳定律练习题
一、填空题
1、如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，
电板充满电所储存的电能是113400J。

充电时的能量转换是电能转化为______（化学/内）能。

若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要______h，小明觉得充电时
间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电，
于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热，
小明恍然大悟，请你解释其中的原因________。

2、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。

而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。

3、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。

当开关S1接b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1∶P2＝。

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，由图像可得，定值电阻R1
的阻值是Ω．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻
器消耗的电功率是＿＿＿ W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为 J
5、一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压220 V，额定功率模糊不
清，热效率为90%。

正常工作情况下烧开满壶水需要5 min，水吸收的热量
为118 800 J，此时热水壶消耗的电能为________J，其额定功率为
________W，电阻是________Ω。

若实际电压为198 V，通过电热水壶的电
流是________A，1 min内电热水壶产生的热量是________J。

(假设电阻不
随温度改变)
6、灯具研究所为了研究白炽灯丝的温度对白炽灯平均寿命的影
响，做了如下实验：保持灯丝内惰性气体的压强为0.1atm，钨
丝粗细为250μm，通过改变钨丝中电流的大小来改变灯丝的温
度，测得灯泡的平均使用寿命与灯丝温度及电流间的关系如下
表所示：分析表中实验数据可以预测：在与上述实验相同的条
件下，钨丝温度在2200K时，其平均使用寿命应最接近于
________h，你作出这样的预测的理由是_____．
7、如图是电动汽车动力系统示意图。

汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转
速，从而改变行驶速度。

当汽车速度最大时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时
电动机消耗的功率为W。

若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机内阻的发热功率
为W。

8、如图是某电热器的电路示意图，R1、R2为电热器发热电阻丝，若R1＝R2＝60.5Ω，
则电热器在旋钮开关接触点“2”时通电1min产生的热量是_____________J。

现小
明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起
火灾。

该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的_________点处。

9、饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如图，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处于保
温状态.请回答下列问题：
（1）A、B是两种不同颜色的指示灯。

如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温，
请标明指示灯的颜色，应该是A为色，B为色。

（2）若饮水机加热时加热管的功率为550W，而保温时加热管的功率为88W，则电阻R2
的阻值为（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）
二、选择题
10、如图是某家用电器内部电路结构图,其中R1R2为加热电阻丝,(R1>R2)，下列电阻丝的四种连接方式,可使电热器提供不同的发热功率,关于其大小说法正确的是
A甲的连接方式,发热功率最小 B 乙的连接方式,发热功率最大
C 丙的连接方式,发热功率最小
D 丁的连接方式,发热功率最大
11、一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是( )
A、45J
B、220J
C、2700J
D、9900J
12、关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是
A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据Q=U2t／R可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据Q=UIt可知，相同时间内，相同时间内产生的热量与电阻无关
D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
13、如图1所示，额定功率为2W的小灯泡Ｌ与一个阻值为4Ω的电阻Ｒ串联
后接到电压为6V的电源上，小灯泡恰能正常发光。

则通电1分钟，小灯泡产
生的热量是（）
Ａ．80J Ｂ．120J Ｃ．540J Ｄ．无法判断
14、家用电吹风由电动机和电热丝等组成，为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝发热和不发热时，电动机都能正常工作。

如下图所示电路中符合要求的是
15、在图3所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电压表V1、V2的示数之比为5：3；当开关S1闭合、S2断开时，电压表V1、V2的示数之比为3：2。

在后一种情况下的全部通电时
间内，电阻R1与R3产生的热量之比为
A. 2：3 B．1：3 C．3：2 D. 2：1
16、电流通过导体时导体会发热，根据这个道理可制成
A．电风扇 B．电铃 C．电炉 D．发电机
17、有一标有“220V 或110V 500W”的电炉，它对应的电炉丝连线图如图所示。

其中B 为电热丝AC的中点抽头，下列说法中不正确的是（）
A．将AB端与220V电源相连，功率为250W
B．将AC端与220V 电源相连，功率500W
C．将AC连在一起作为一个接线端，再将它和B 端与110V电源相连，功率为500W
D．将AC端与110V电源相连，功率为250W
18、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2，线圈中电流为10A。

这台电动机正常工作消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（）
A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800J
C．W=72200J，Q=200J D．W=72200J，Q=3800J
19、有两根阻值分别为的电阻丝，分别采用下图所示的四种方法接在同一电源上后，相同时间内产生的热量最大的是
20、一个电炉接在220V的电路上时用10min可以烧开一壶水，若该接在110V的电路上（忽略散热等因素影响），烧开这壶水需要的时间为（）
A．10min B．20min C ．30min D．40min
21、小洁家购买了一台电饭锅，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，请你用所学的物理知识帮小洁分析一下，发生这一现象的原因是
A.电压太高
B.导线太粗
C.导线太细
D.导线太短
22、某中学的科技研究小组为太空工作站的宇航员设计了如图所示的四种电加热水壶。

其中合理的是（）
23、在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，老化更快。

原因是连接处
A．电流比别处小，产生的热量多 B．电流比别处大，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
24、（高州市）有有两个电热器接到同一电源上，甲由两条不同的电阻丝R1、R2（R1≠R2）并联构成，乙由两条相同的电阻丝R3并联构成，已知R1+R2=2R3，若两电热器分别给相同容器内等温等质量的水加热，则升温快的是（）
A：放甲电热器的容器 B：放乙电热器的容器
C：一样快 D：无法确定
25、一根电阻丝，接在电压恒为U的电路中，在时间t内放出的热量为Q；若截去一半，仍然接在该电路中，在相同的时间内放出的热量为：
A．Q/2 B．Q C．2Q D．4Q
26、有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，产生的热量全部用来烧水，要使用同一壶水在最短的时间内烧开，那么这三根电阻丝应是( )
A．三根串联 B．三根并联
C．两根串联起来，再跟第三根并联 D．两根并联起来，再跟第三根串联
27、用“220v，800w”的电热壶烧水.若不考虑能量损失.当把它接入110v的电源上时,在32分钟内可将一壶水烧开，若将该壶接在220v电源上时,烧开同样一壶水所用时间为:
A.8分钟;
B.16分钟;
C.64分钟;
D.128分钟.
28、有两个电热器R
，采用如图2-甲的方式连接在电路中，接通电路时，
1 、R2
两个电热器产生的热量和和时间的图像如图2-乙所示，则R1 R2电阻的大小关
系是:
A R1 >R2 ;
B R1 <R2;
C R1 = R2 D无法两者电阻比较大小
29、两根地热丝R1>R2，用来加热定量的水，下列接法中使水温升得最快的是:
A.R1与R2并联;
B.R1与R2串联;
C. R1单独接入电路;
D. R2单独接入电路.
三、作图题
30、如图所示的电路中，有带风叶的小电动机一只，电热丝一段，开关两只（S1、S2），插头一只，导线若干，利用这些器材可以连接成一个有冷、热两档风的电路．要求：只闭合开关S1时吹冷风；只闭合S2时既无冷风又不发热；同时闭合S1、S2时吹热风．请用笔画线做导线按要求将图中的元件连接起来.（连线不能交叉）
四、简答题
五、31、若已知电风扇电动机内阻为R，当电风扇正常工作时，测出加在电动机两端的电压为U，能否利用P=
计算电动机的输入功率，你判断依据是什么？若电风扇接通电源后，风扇叶片不转动，为什么容易出现电动机线圈过热着火的危险.
32、电饭锅的原理如图所示。

煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后（当时的温度大约为103℃）保温时开关S自动断开，黄灯亮。

电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者的大小应有什么关系？为什么？通常情况下用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能不起作用，这是为什么？
五、计算题
33、电吹风是现代家庭常用的电器，如图是小华家中使用的电吹风．使用过程中，她发现电吹风既可以吹热风，又可
以吹冷风，根据这个现象她断定：在电吹风中有带有风扇的是电动机和可以发热的电热丝．根据电吹风能够单独输出冷风的现象，她认为电动机和电热丝是并联的，下图是她根据现象分析画出的两个电路图．
(1)你认为上述两个电路，哪一个更符合实际情况．
(2)小华查看说明书得知，该型号电吹风吹热风时的功率为460 W，吹冷风时的功率为20 W，求电吹风正常工作且吹热风时，电热丝的功率、电阻及1 min内电流通过电热丝所产生的热量．
34、电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而若暂时不用也要接在电源上，这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡。

所以，有时采用如图8所示电路，在暂不需要焊接时，断开S，使电烙铁处于预热状态；当需焊接时，闭合S，就能很快达到焊接温度。

现用“220V25W”的电烙铁，若灯炮在预热状态时的电阻为800欧，则预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦？整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时的百分之几？
35、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，电源电压不变。

当开关S接1时，电压表的示数为6V，电流表的示数为1A。

求：
（1）R2的阻值是多少？
（2）当开关S接2时，电压表的示数为多大？若通电1min，电阻R2产生的热量是多少？
36、（9分）一只开水煲的铭牌如图，内部由开关和电热丝组成．求：
（1）正常工作时，通过内部电热丝的电流；
产品名称：开水煲
额定频率：50Hz
额定功率：1100W 额定电压：220V
容量：1.2L
型号：
JKY-12C09 C
（2）内部电热丝的电阻；
（3）额定电压下工作5min消耗的电能．
37、图是某简易电吹风工作原理的电路图(R为电热丝，M为电动机)，表3是该电吹风的铭牌。

求：
(1)电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流多大。

(2)电热丝R的阻值多大(电热丝的阻值随温度变化不计)。

38、如下图所示，标有“6V、3W”字样的小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电路中。

当变阻器连入电路中的电阻为6Ω时灯正常发光。

（不考虑灯泡电阻受温度影响，电源电压不变）求：
（1）灯泡电阻、电源电压；（2）灯泡正常发光1min，变阻器产生的热量。

39、某一电饭锅，内部电路如图7所示。

R1是加热电阻，R2是限流电阻，R2阻值为484Ω，煮饭时，接通电源(220V)、闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态。

当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合。

S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。

问：(1)若接通电源后没有闭合开关S1，那么电饭锅能将饭煮熟吗?为什么?
(2)在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水，则开关S1的自动断电功能不起作用，这是为什么?
(3)在加热情况下，电饭锅消耗的电功率是1000W，求R1的阻值。

(4)在保温情况下，电饭锅消耗的电功率是多少？
六、综合题
40、浴霸是安装在浴室内供取暖和照明的家用电器，某品牌浴霸的铭牌和简化电路如图14所示，L为照明灯，L1和L2是两个功率均为275 W的红外线取暖灯
额定电压额定频率额定功率
照明取暖
40W 550w
220V 50H
Z
(1)浴霸工作时，为了使取暖功率达到最大值，应闭合的开关是
（2）照明灯工作时，它的电阻是多大？
（3）三灯同时正常工作半小时，消耗多少电能？
参考答案
一、填空题
1、化学 3 由于电流热效应，充电电流越大，单位时间电池产生的热越多，容易损坏电板（答到点子上都给分）
2、电流的热效应（或电流通过用电器产生热量）散热（或防止电热带来的危害、给计算机降温）
3、保温 1∶4
4、10、0.4、60
5、1.32×105 440 110 1.8 21 384
6、15623h；由表中数据可知，温度越低，灯丝的使用寿命越长，且变化越明显；当温度由2400K降为2200K时，灯丝的平均使用寿命的增加量应大于（8000-377）h，故其平均使用寿命最接近15623K．
7、2700 90
8、4.8×104 C
9、（1）红，黄（2）132Ω
二、选择题
10、D
11、C
12、D
13、D
14、B
15、D
16、C
17、D
18、A
19、D
20、D
21、C
22、D
23、D
24、A
25、C
26、B
27、A
28、A
29、A
三、作图题
30、
四、简答题
31、因为电动机不是纯电阻，电动机的输入功率不等于电流流过电动机时电动机的发
热量，只能用P=UI计算电动机输入功率。

若电风扇不转动，电动机的输入功率没有
转化为机械功率，全部用于线圈的发热，此时P=UI 等于P=，线圈的电阻很小，所以单位时间的发热量很大，因此容易出现线圈过热着火现象
32、R1应该远大于发热板等效电阻。

五、计算题
33、1)乙电路更符合实际情况(2)440 W 110 Ω 2.64×104 J
34、P1′=12.5瓦；P／P1=70.8%
35、（1）
I1===0.6A···············································································（1分）
I2=I－I1=1A－
0.6A=0.4A··································································（1分）
R2===15Ω········································································（1分）
（2）当开关S接2时，电阻R1被短路，电压表的示数为零·····················（1分）
Q=t=×60s=144J·····························································（2分）
36、本题要求学生会用电流、电阻、电功的合适公式进行简单的计算，要求学生能够从图表中提取对解题有用的信息，排除干扰信息，题目难度不大．难度系数0.75．
正确答案：（1）5 A （2）44Ω（3）3.3×105J
37、
38、（1）灯正常发光时的电流 I===0.5A (1分)
灯泡电阻为R L===12Ω (1分)
电源电压U=U L+IR (1分)
=6V+0.5A×6Ω=9v (1分)
(2)变阻器产生的热量Q=W=U R It=I2Rt (1分)
=(0.5A)2×6Ω×60s=90J (1分) 39、(1)不能，因为当锅内温度达到80℃时，S2自动断开，电饭锅进入保温状态。

(2)因为在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，达不到103℃，所以S1不会自动断开。

(3) 48.4Ω (4)90.9W
六、综合题
40、（1）S1 S2
（2）1210
（3）0．295kwh1或1.06×106J。