中考物理二轮 焦耳定律的应用问题 专项培优易错试卷附答案解析

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．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 41.810⨯ 【解析】 【分析】 【详解】

[1]电动机在这段时间内消耗的电能为

0100kW h=kW

h 0.05kW h 2000

n W n =

⋅⋅=⋅ [2]根据公式W UIt =可以求出电动机线圈的电流为

60.05 3.610J 100A 220V 360s 22

W I Ut ⨯⨯===⨯⨯ 电动机线圈产生热量为

22

4100(A) 4.84Ω180s=18000J=1.810J 22

Q I Rt ==⨯⨯⨯

4．家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是___________Ω，正常工作吹热风5min 电热丝产生的热量是___________J 。

【答案】55 2.64×105 【解析】 【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：

1000W 120W 880W M P P P

=-=-=电热丝热； 并联电路中各支路两端的电压相等，由2

U P R

=可得电热丝的电阻：

()2

2

220V 55880W U R P ===Ω电热丝

电热丝

； [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：

5880W 560 2.6410J R Q W P t s ===⨯⨯=⨯。

5．两定值电阻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

U

R

I

=，电阻

3V

5

0.6A

A

A

U

R

I

===Ω，

3V

10

0.3A

B

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

15

U

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

2

2

51

102

A A A

B B B

Q I R t R

Q I R t R

Ω

====

Ω

．

6．如图是养鸡场冬季用来调控光照和室温设备的原理电路图．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R1、R2是电热丝．R1：R2：R L=1：2：2，S1、S2可以同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求．开关S闭合（）

A．S1、S2同时断开时，设备运行处于白天用电状态