中考物理焦耳定律的应用问题综合经典题附答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题

1．电路两端电压增为原来的3倍，电路的电阻降为原来的0.5倍，在相同时间内，电流产生的热量是原来的（）

A．6倍B．9倍C．18倍D．1.5倍

【答案】C

【解析】

【详解】

若原来电压为U、原来电阻为R，通电时间为t，电流产生的热量为

2

U Q W t

R

==，现在

的电压为3U，电阻为0.5R，通电时间为t，电流产生的热量为Q′：

()2

2

3

18

0.5

1

U

t

Q R

U

Q

t

R

'

==；

故C正确。

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

=

0.5A

U

I

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。

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。这台电动机正常工作1min，消耗的电能为_______J。产生的热量为_______J，输出的机械能为_______J。【答案】180 30 150

【解析】

【分析】

根据=W UIt ，求出消耗的电能；根据 2Q I Rt =求出在1min 内电流产生的热量；消耗的电

能减去产生的热量即为电动机获得的机械能。

【详解】

[1]这台电动机正常工作，电动机1min 消耗的电能

3V 1A 60s 180J W UIt ==⨯⨯=

[2]产生的电热

221A 0.5Ω60s 30J Q I Rt ==⨯⨯=（）

[3]输出的机械能

180J 30J 150J W W Q =-=-=机械

【点睛】

本题考查了电动机产生热量、电功、输出机械能的计算，关键是知道只有在纯电阻电路中

电能才完全转化成内能。

4．下列关于物理中常见电现象和磁现象的说法中一定正确的是（ ）

A ．两个轻质小球放在一起时相互排斥，则两球一定带同种电荷

B ．一个开关能同时控制两盏灯，则这两盏灯一定是串联的

C ．两盏白炽灯串联通电发光，则更亮一点的电阻一定更大

D ．电功率相同的电热水壶和电风扇工作相同的时间，发热一定相等

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】

A ．据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”知，两个轻抚小球放在一起相互排斥，则两球一定带同种电荷，故A 正确；

B ．一个开关同时控制两盏灯，则这两盏灯可能是串联，也有可能是并联，因为两灯并联，开关在干路，则可同时控制两盏灯，故B 错误；

C ．串联电路中，通过两盏灯的电流相等，据P =I 2R 得，电阻越大，实际功率越大，则亮度越亮，故C 正确；

D ．电功率相同的电热水壶和电风扇在额定电压下工作相同时间，消耗的电能相等，但发热是电热水壶的大于电风扇的。因为电热水壶基本将所有的电能上转化为内能，而电风扇将大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能。故D 错误。

故选AC 。

5．电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W ”的字样，使它们分别在额定电压下工作相同的时间。以下判断中正确的是

A ．它们在工作时通过的电流一定相等

B．它们在工作过程中消耗的电能一定相等

C．它们在工作过程中产生的电热一定相等

D．它们在工作过程中的电功率一定相等

【答案】ABD

【解析】

【详解】

=得它们在额定电压下工作时通过的电流相等，故A正确；

A．根据P UI

=得它们在在额定电压下工作相同的时间消耗的电能相等，故B正确；B．根据W Pt

C．电烙铁工作时主要把电能转化为内能，电风扇工作时主要把电能转化为风能，所以它们在工作过程中产生的电热不相等，故C错误；

D．它们在额定电压下工作的电功率都等于60W，故D正确。

6．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；