中考物理专题30 焦耳定律的实验探究及其应用(解析版)

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中考物理压轴题专题复习——焦耳定律的应用问题的综合及答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．如图所示是研究焦耳定律实验装置中的部分电路．两瓶中的电阻丝是串联的，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值．比较通电后两根电阻丝两端的电压U 甲、U 乙．以及它们在相同时间内产生的热量Q 甲、Q 乙，以下关系式中正确的是 ( )A ．U 甲= U 乙，Q 甲= Q 乙B ．U 甲< U 乙，Q 甲> Q 乙C ．U 甲< U 乙，Q 甲< Q 乙D ．U 甲>U 乙，Q 甲< Q【答案】C 【解析】【详解】由于两电阻丝串联，流过它们的电流I 相等，通电时间t 相等，由题意知：R R <甲乙，由U =IR 知：U U <甲乙；由焦耳定律Q =I 2Rt 知：Q Q <甲乙；故选C 。

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。

焦耳定律实验

• 如：太阳能、风能等
焦耳定律在新能源技术中的探讨
• 分析新能源技术中的电热转换过程 • 为新能源技术的发展提供理论支持
焦耳定律在未来科学研究中的展望
未来科学研究
• 探索新型电热转换技术和方法 • 研究焦耳定律在更多领域的应用
展望
• 焦耳定律将在未来科学研究中发挥重要作用 • 为科学发展和技术进步提供理论支持
改进措施
• 优化实验方法和步骤 • 提高实验精度和可靠性
05
焦耳定律实验的拓展与探究
焦耳定律在热能转换中的应用
热能转换原理
• 利用电热转换产生的热量进行热能转换 • 如：电热炉、热水器等
焦耳定律在热能转换中的应用
• 优化热能转换设备的设计 • 提高热能转换效率
焦耳定律在新能源技术中的探讨
新能源技术
CREATE TOGETHER
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谢谢观看
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01 检查实验器材和设备
• 确保电流表、电阻丝、温度计等设备正常工作
02 安装电阻丝和温度计
• 将电阻丝固定在支架上 • 将温度计放置在电阻丝附近
03 连接电源
• 将电源的正负极分别连接到电阻丝的两端
实验操作步骤与流程
开启电源
01
• 逐渐增加电流，记录电流值和电阻丝的温度
数据记录 -每隔一段时间记录一次温度值
02
• 同时记录电流值和电阻值
实验结束
03
• 当电阻丝达到预定温度时，关闭电源
实验数据记录与分析方法
数据记录
• 记录实验过程中的电流值、电阻值和温度值
数据分析
• 利用焦耳定律公式计算产生的热量 • 分析电流、电阻和温度之间的关系

2020-2021中考物理综合题专题复习【焦耳定律的应用问题】专题解析含答案解析

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．电冰箱起动时，与电冰箱并联的台灯变暗。

关于这一现象，下列说法中不正确的是（）A ．进户线中电流变大B ．线路中电阻变大C ．线路中热损耗变大D ．灯泡两端的电压变小【答案】B 【解析】【分析】【详解】A ．当使用大功率的电冰箱时，电路中的总功率过大，家庭电路的电压一定，由P UI =可知，干路中的电流变大，故A 正确，不符合题意；B ．因电冰箱和台灯是并联的，根据并联电路电阻的特点知，线路中的总电阻变小，故B 错误，符合题意；C ．干路中的电流变大，由2Q I Rt =知，线路中的热损耗变大，故C 正确，不符合题意；D ．因干路中的电流变大，由U IR =知，线路电阻分压变大，台灯两端的电压变小，所以台灯将变暗，故D 正确，不符合题意。

故选B 。

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2U P R=可得电热丝的电阻：()22220V 55880WU 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 ===⨯⨯=⨯。

中考物理焦耳定律知识点归纳总结及典例导析(含答案)

焦耳定律知识点总结典例导析【要点梳理】要点一、电流的热效应1．定义：电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。

2．影响电流的热效应大小的因素：导体通电时，产生的热量与导体的电阻、导体中的电流和通过时间有关。

通电时间越长，电流越大，电阻越大，产生的热量越多。

要点诠释：电流通过导体时，电流的热效应总是存在的。

这是因为导体都有电阻。

导体通电时，由于要克服导体对电流的阻碍作用，所以要消耗电能，这时电能转化成内能。

如果导体的电阻为零，电流通过导体时，不需要把电能转化成内能，这时电能在导体中传输时也不会因发热而损失。

3. 探究影响电流通过导体产生的热量的因素（1）通电导体产生的热量跟电阻的关系如图15-10所示，甲、乙两个锥形瓶中的电阻丝的电阻R1、R2分别为5Ω和10Ω，两个瓶中装有等量的煤油，锥形瓶中温度计的示数变化反映电阻丝产生热量的多少。

两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。

通电一定时间后，比较两个温度计的示数变化情况。

你看到的现象说明了什么?实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

（2）电流产生的热量与电流大小的关系如图18.4-3所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。

在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。

你看到的现象说明了什么?实验表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

要点二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。

这个规律叫做焦耳定律。

2．公式：Q=I2Rt要点诠释：焦耳定律的另外两个表达式:1. 从公式我们能看出，电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。

2. 在应用焦耳定律的表达式来解决问题时，应该根据具体情况进行分析选用，例如，当几个导体串联起来时，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻R成正比；当几个导体并联起来时，由于加在导体两端的电压相等，通电时间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻成反比。

2020-2021中考物理压轴题之焦耳定律的应用问题(中考题型整理,突破提升)及答案解析

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．如图甲所示，为额定电压为 6V 的灯泡 L 的 I -U 图像．如图乙所示的电路，电源电压 12V 不变，R 1 为定值电阻，R 2 为滑动变阻器，闭合开关 S 1，滑片 P 从最右端移动到最左端，电压表示数变化范围为 2V~6V ，则灯泡的额定功率是____W ，R 1 的阻值为_____Ω，滑动变阻器 R 2 两端的最大电压为_____V ，移动滑片 P 使R 2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的 7/15，通电 1min R 2 产生的热量为_____J 。

【答案】3.6 10 6 105【解析】【分析】【详解】[1]由灯泡L 的I - U 图象可知，当额定电压U = 6V 时，灯泡的额定电流I = 0.6A ，则灯泡额定功率6V 0.6A 3.6W P UI ==⨯=[2]当滑片P 在在最左端时，变阻器没有连入电路，电压表示数为6V ，由图象可知，这时电路中的电流为I 大=0.6A由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压L 1U U I R =+大即112V 6V 0.6A R =+⨯解得110R =Ω[3]由电路图可知，当滑片P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，R 1与R 2灯泡串联，电压表测灯泡两端电压，此时电压表示数最小，为U 小= 2V由图象可知，这时电路中的电流为I 小= 0.4A由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压12L U U I R U =++小小滑动变阻器R 2两端的最大电压212V 2V 0.4A 106V U =--⨯Ω=[4]当滑片P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，通过的电流为I 小= 0.4A则此时滑动变阻器的阻值为 226V =150.4AU R I ==Ω小移动滑片 P 使R 2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的 7/15，则此时滑动变阻器的阻值为 '2715715R =⨯Ω=Ω 则'''L 12U U I R I R =++由图分析可知，当电流'=0.5A I ，灯泡两端电压U L =3.5V 时，等式12V 3.5V+0.5A 10Ω+0.5A 7Ω=⨯⨯成立，即此时通过R 2的电流为0.5A ，则通电1min R 2 产生的热量为()2'2'20.5A 7Ω60s=105J Q I R t ==⨯⨯放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U R I=，电阻 3V 50.6A A 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．有两个灯泡L 1、L 2，L 1标有“6V 、3W ”字样，L 2没有标记，实验测得L 2的电阻为6Ω。

焦耳定律(九年级物理)

C．4﹕9
D．4﹕27
基础巩固题
4. 电热水壶上标有“220V 1800W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻____小__。在额定电压下，烧开一壶水用时 3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为_3_._6_×_10_5___J。
焦耳
电能和电热关系
当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即：Q = W = UIt = I2Rt (如：电暖器、电饭锅、电炉子等)
此时：Q=W=Pt=UIt =
U2
R
t = I2Rt
适用于纯电阻电路（只发热）
【问题回顾】电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热
结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
1. 图是课本“探究电流通过导体产生的
热量与导体电阻间关系”的实验装置，两
个透明容器中封闭着等量的空气，电路正
确连接后，通电进行实验过程中，下列说
法正确的是（ B ）
两电阻丝串联电流相等
热A量．的左多边少容不器能电直阻接丝观中察的，可电通流过比U右型边管容液器面电高度阻差丝的中变的化电来流反大映 ×
知识点 1 电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。利用电流的热效应来加热的设备：_电__热__器___。
电热水器电烤箱
这些用电器电热工水作壶时有什么
共同特点？
电饭锅
电炉电热取暖器
观察与猜想
点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？
导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？猜想：与电流、电阻、时间有关。

中考物理第11讲焦耳定律(解析版)

第11讲焦耳定律——划重点初三期中期末之复习讲义考点1：电流的热效应1.电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。

2.影响电流通过导体时产生热量的因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。

通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。

电流通过导体时产生热量的比较①在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

②在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

考点2：焦耳定律英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。

1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

2.定义式：Q=I2Rt3.公式适用范围：普遍适用，适用于任何用电器和电路。

4.公式应用注意事项：①同体性：Q、I、R、t必须对应同一段导体或同一个用电器；②同时性：Q、I、R必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量；③统一单位：Q、I、R、t四个物理量的单位都必须是国际单位。

5.焦耳定律公式的理论推导：在纯电阻电路中，电流所做的功全部转化为热量，而没有转化为其他形式的能，那么此时电流产生的热量Q就等于消耗的电能W电，即Q=W电，因W电=UIt，根据欧姆定律的变形式U=IR，可推导出Q=W电=UIt=IR·It=I2Rt。

纯电阻电路与非纯电阻电路的公式应用规律：考点3电热的利用和防止1.电热的利用电热的主要作用是制成各种各样的电热器。

电热器的主要部分是发热体，发热体一般由电阻大、熔点高的金属导体制成。

电热器工作时主要将电能转化为内能，常见电热器如热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。

很多用电器在工作时，虽然也会将一部分电能转化为内能，但其目的并不是利用电热，而是将电能转化为其他形式的能，这样的用电器不是电热器。

备战2021 中考物理专题复习专题30 焦耳定律的实验探究及其应用(教师版)

专题30 焦耳定律的实验探究及其应用知识点1：探究焦耳定律实验思路1.控制变量法在探究电热的多少与电流的关系时，应控制两个电阻丝的阻值相同；在探究电热的多少与电阻的关系时，要控制通过两个电阻丝的电流相同，最好的方法当然是采用串联。

这里就应用了控制变量法。

当要研究的一个物理量与另外几个物理量都有关系时，为简化和方便，先研究与其中一个量的关系，而要控制其余几个量不变．这种研究问题的方法叫控制变量法。

这种方法在实验数据的表格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相同，若两次试验结果不同，则与该条件有关，否则无关。

反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。

控制变量法是中学物理中最常用的方法。

2.转化法实验中电流产生的热量不能直接观察到，但热量的变化可以用温度的变化来感知。

通过温度的变化多少来间接知道电流产生的热量的多少，这是转化法。

物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。

3.注意的问题由于实验中电流产生的热量较少，液体温度升高的也较小，所以用温度计不易直接测量比较。

为了使现象明显，实验采用了两种方法：①不用温度计，但采用了放大的“温度计”。

整个烧瓶相当于一个温度计的玻璃泡。

由于烧瓶里的液体较多，使升温膨胀效果更明显。

②采用煤油代替常见的水，用玻璃管插入密封烧瓶里的煤油中代替温度计。

用煤油代替水，是因为煤油比水的比热容小，在吸收相等的热量时温度上升的多，这样现象更明显。

当然还有一个重要原因，那就是煤油不导电。

可以设想由于水导电，若用水由水产生的电阻就无法控制电路中的电阻情况。

知识点2：焦耳定律及其应用1.电流通过导体产生的热量求解公式（1）焦耳定律：Q ＝I 2Rt（2）纯电阻电路中，Q ＝W=Pt=U 2t/R=UIt=I 2Rt2.在利用焦耳定律求解计算题注意（1）涉及的四个物理量要一一对应，简单来说就是导体的电阻为R ，通过这个导体的电流为I ，通电时间为t ，则电流通过导体产生的热量为Q ＝I 2Rt（2）公式中各个物理量的单位必须都得是国际单位，即电流I 的单位是安培（A ）、电阻R 的单位是欧姆（Ω）、时间t 的单位是秒（s ），则热量的单位是焦耳（J ）3.当发电厂电功率一定，送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。

中考物理焦耳定律的应用问题的综合热点考点难点附答案解析

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．以下原理与应用上下对应正确的是（）A．B．C．D．【答案】C【解析】【分析】【详解】A．原理为电磁感应原理；扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用，故A错误；B ．原理为通电导体在磁场中受力的作用；麦克风是利用电磁感应原理，故B 错误；C ．原理为电流的磁效应即电流周围存在磁场；电铃是利用电流的磁效应，使电磁铁吸引衔铁击打铃盖发出声音，故C 正确；D ．原理为电流的热效应，电流做功将电能转化为内能；电风扇是利用电流做功将电能转化为机械能，故D 错误。

故选C 。

2．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=kWh 0.05kW h 2000n 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 22W I Ut ⨯⨯===⨯⨯ 电动机线圈产生热量为224100(A) 4.84Ω180s=18000J=1.810J 22Q I Rt ==⨯⨯⨯3．如图甲所示，为额定电压为 6V 的灯泡 L 的 I -U 图像．如图乙所示的电路，电源电压 12V 不变，R 1 为定值电阻，R 2 为滑动变阻器，闭合开关 S 1，滑片 P 从最右端移动到最左端，电压表示数变化范围为 2V~6V ，则灯泡的额定功率是____W ，R 1 的阻值为_____Ω，滑动变阻器 R 2 两端的最大电压为_____V ，移动滑片 P 使R 2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的 7/15，通电 1min R 2 产生的热量为_____J 。

2024年中考物理复习专题——焦耳定律(含答案)

2024年中考物理复习专题——焦耳定律一、单选题1．甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的5倍，甲、乙产生的热量之比是4∶5，则通过甲、乙两段导体的电流之比是（）A．2∶5B．4∶25C．5∶2D．4∶12．将规格都是“220 V 180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则产生热量最多的是（）A．电冰箱B．电风扇C．电热毯D．一样多3．小明发现，在家里装修时，电工师傅在不同位置所使用的电线粗细是不同的，小明利用学过的物理知识对这一现象进行了分析，下列分析中错误的是（）A．若其它条件相同，越粗的电线电阻越小B．家庭电路中主干线应该使用较粗的电线C．电线的接头处电阻最小，最不易烧断D．若电流相同，越细的电线越容易烧断4．将10Ω的电阻丝接在3V的电源上，5min内产生的热量为（）A．270J B．150J C．15J D．27J5．如图所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，两条输电线总电阻为10Ω，甲地电源的电压为220V不变，下列说法正确的是A．乙地用户用电器上的电压仍为220VB．若出现触电事故，应迅速直接用手拉开触电人员C．在100s的时间内，输电线上产生的热量为4.84×105JD．当乙地用户消耗的总功率增大时，相同时间内输电线上产生的热量增多6．假如没有磁现象，下列现象会发生的是（）A．不能用指南针辨别方向B．急刹车时，人不会向前倒C．不能用吸管喝饮料D．电暖气不会发热7．电阻R1和R2串联，两端电压之比为2∶1，开关闭合后，关于二者产生热量的说法正确的是（）A．两电阻产生热量相同B．两电阻产生热量之比为2∶1C．两电阻产生热量之比为1∶2D．没有通电时间，无法比较产生热量多少8．如图是探究电流通过导体产生热量的多少与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形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

焦耳定律实验探究

焦耳定律实验探究1.如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计。

请回答下列问题：（1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过反映出来的；（2）采用这种连接方式的目的是。

2.为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图23所示的实验器材，其中A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，将选择好的铜丝和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计分别测量两瓶中煤油的温度．(1)实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中，这是为了控制相同；(2)绐图中的装置通电一段时间后，切断电源．根据铜丝和镍铬合金丝的大小以及双察到的，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系．3．小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。

两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。

温度计显示煤油的温度。

(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该。

(2)小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。

对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是( )A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容(3)实验中，小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。

这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越，产生的热量越多。

4．在“探究影响电流热效应的因素”活动中,海洋同学为了研究通电导体电阻的大小对产生热量多少的影响,设计的正确方案是:选择两个阻值 (相等/不等)的电阻丝，控制通过两个电阻丝的电流（相等/不等），通电时间相等，比较产生热量多少。

于是他找来两段材料、粗细相同，长短不同的电阻丝分别绕制成两个外形相同，长度不同的电阻圈串联在电路中，同时将火材棒分别插入两个电阻圈中，如图18所示，他想通过火材被点燃的先后来比较产生热量多少。

中考物理综合题专题复习【焦耳定律的应用问题】专题解析附答案解析

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．如图所示是“探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关"的实验装置。

下列关于此实验的一些描述，正确的是A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系C．在甲图中，闭合开关一段时间后a容器连接的U型管液面高度差更明显D．在乙图中，可得到结论：相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越少【答案】A【解析】【详解】A. 在甲图中，两个电阻串联，电流相等，电阻阻值不同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系，故A正确；B. 在乙图中，两个电阻阻值相同，电流不同，所以探究的是电流产生热量与电流的关系，故B错误；C. 在甲图中，a容器中的阻值小于b容器中阻值，串联电路电流相同，由焦耳定律可知闭合开关一段时间后a容器内产生的热量小于b容器内，因此b容器内连接的U型管液面高度差更明显，故C错误；D. 在乙图中，探究的是电流产生热量与电流的关系，可得到结论是相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越多，故D错误。

2．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V，3W字样，当开关s闭合时.灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=____Ω．.通电10s. R产生的热量为______J.【答案】20Ω 18J【解析】【分析】【详解】当闭合开关S 时，灯L 正常发光，说明电源电压为U =6V ，电流表测的是总电流，则I =0．8A ，由P =UI 可知，灯泡中的电流：I L =P 额/U 额=3W/6V=0.5A ，根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流:I R =I-I L =0.8A-0.5A=0.3A ，由I =U/R 得,电阻:R =U /I R =6V/0．3A=20Ω；通电1min 电阻R 产生的热量：Q =W =UI R t =6V×0．3A×10s=18J 。

中考物理考点23：焦耳定律及其应用附解析

一、选择题1. （2018北京，3，2）下列用电器中，利用电流热效应工作的是A. 电暖气B. 计算器C. 电视机D. 笔记本电脑【答案】A【解析】本题主要考查能量的转化，电暖气工作时是把电能转化为内能，这属于电流的热效应；而计算器、电视机、笔记本电脑主要是把电能转化为光能，和部分机械能。

当然电流还有磁效应像电磁起重机就是利用电流的磁效应来工作的。

所以本题选A。

2. （2018北京，21，2）小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。

他连接了如图10所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2。

闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。

根据上述实验，下列说法中正确的是A. 此实验探究的是热量与电阻的关系B. 此实验探究的是热量与电流的关系C. 此实验探究的是热量与时间的关系D. 此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少【答案】AD【解析】从图中可以看出两电阻串联电阻值大小不同，所以此实验探究的是热量与电阻的关系，故A选项正确；串联电路电流处处相等，所以此实验探究的不是热量与电流的关系，故B选项错误；在串联电路中开关控制整个电路，所以两个电阻工作时间相同，探究的不是热量与时间的关系，故C选项错；电流通过导体产生热量的多少是通过烧瓶中温度计的示数变化显示的，温度变化越大，说明产生的热量越多，故D选项正确。

3. （2018广东省，题号2，分值3）以下物理规律无法用实验直接验证的是（）A.牛顿第一定律B.欧姆定律C.光的反射定律D.焦耳定律【答案】A【解析】牛顿第一定律，是在实验的基础上，通过科学推理的方法获得的，因为不受力的物体不存在，所以无法用实验直接验证，故A符合题意；欧姆定律、光的反射定律和焦耳定律，都可以用实验直接验证，故B、C、D均不符合题意。

4. （2018广西柳州，5，3）如图3所示的用电器中，利用电流热效应工作的是【答案】B【解析】本题考查的是电热器利用电流的热效应工作的电器是电热器，电风扇是把电能转化为机械能的电器故A选项错误；电热水壶是把电能转化为内能，它是利用电流的热效应工作的故B选项正确；扬声器工作时消耗电能，最终转化为声能故C选项错误；洗衣机是把电能转化为机械能故D选项错误。

中考物理培优(含解析)之焦耳定律的应用问题附答案解析

2．一台电动机正常工作时，两端的电压为220V ，通过线圈的电流为10A ，若此线圈的电阻为2Ω，则这台电动机1min 内产生的热量是______J ，这台电动机的效率是______．【答案】1.2×104 90.9% 【解析】【分析】【详解】已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据公式Q=I 2Rt 可求这台电动机1min 内产生的热量．已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式P=UI 可求电动机的总电功率；再根据公式P=I 2R 计算线圈消耗的功率，总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率，输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率．（1）这台电动机1min 内产生的热量： Q=I 2Rt=（10A ）2×2Ω×60s=1.2×104J ；（2）电动机的电功率： P 总=UI=220V×10A=2200W ，线圈消耗的功率：P 圈=I 2R=（10A ）2×2Ω=200W ，输出功率：P 出=P 总-P 圈=2200W-200W=2000W ，这台电动机的效率：η= P 出/ P 总=2000W/2200W=90.9%．3．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。

焦耳定律实验典型例题(含答案及解析)

中考物理复习焦耳定律一．解答题（共12小题）1．（2010•广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量_________（选填“相等”或“不等”）的_________（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与_________的关系；实验中通过观察_________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择_________来进行实验．2．（1999•绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中_________图的电路（填“a”或“b”）．3．（2012•德州）小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．（1）实验中煤油吸热的多少是通过_________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_________水的比热容．（选填“大于”或“小于”）．（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是_________．（4）该实验中用到的研究物理问题的法是_________．4．（2012•肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”．（1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉）（2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图可知：两电阻丝的阻值R a_________R b1（选填“＞”、“＜”或“=”）（3）通电一段时间后，a、b两温度计的示数如图（乙）所示，则b的示数是_________℃．由此可知：在相同的时间内，电流一定时，电阻越_________，它产生的热量越_________．（4）若将图（甲）的电路改成图（丙）所示，通电一段时间后，_________温度计的示数较大．（选填“a”或“b”）5．（2013•无锡）如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量_________（选填“相等”或“不相等”）．当开关闭合后，_________（选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快．6．（2013•甘孜州）小红和小芳想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度．（1）上述实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联，这样连接的目的是控制通过金属丝的_________和通电时间相同．（2）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高很快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越_________，产生的热量越多．（3）小红提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若烧瓶B的器材不变，她们除了把烧瓶A的煤油换成食用油外，还需更换烧瓶A中的金属丝．此外，为了能在通电一段时间后，通过两温度计示数的变化量来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有烧瓶A、B中食用油和煤油的_________相同，烧瓶A、B中金属丝的电阻_________（填“相同”或“不相同”）．7．（2013•宿迁）在探究“影响电流热效应的因素”实验中（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫_________．若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用_________（选填“煤油”或“水”），理由是_________．（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）．实验次数电流/A 通电时间/s 电阻/Ω温度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流_________，其产生的热量_________．（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中_________（选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶_________（选填“串联”或“并联”）．8．（2013•赤峰）为了探究影响电流产生热的因素，小红同学用两个相同烧瓶，装入等量的煤油，烧瓶A中的电阻是烧瓶B中电阻的2倍，温度计用来显示煤油的温度，如图所示，开始时两瓶中的煤油温度相同．（1）通电一段时间后，小红比较瓶口温度计的示数，是为了探究电热与_________的关系．（2）烧瓶中的液体用煤油而不用水，其主要原因是_________．（3）如果通电一段时间后，烧瓶A中煤油的温度上升了△t，则烧瓶B中的煤油温度上升_________．（假设电阻产生的热量被煤油全部吸收）9．（2014•长沙）在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置．两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化．（1）若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的_________越大，产生的热量越多．（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的_________越大，产生的热量越多．（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是_________法和转换法．10．（2014•安顺）小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热的发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热．（1）请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题；（2）如图是小明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，金属丝电阻分别为R A、R B，R A＜R B．通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些．请用所学的知识解释此现象．11．（2014•娄底）圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察甲、乙两图．（1）实验总通过观察两个U形管中_________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．（2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与_________的关系．（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的_________越大，电阻产生的热量越多．（4）该实验采取的探究方法是_________．12．（2013•桂林）小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实际电路，两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油，R A与R B是阻值不同的电热丝．（1）R A与R B采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、_________相等．（2）小明同学为了比较R A与R B阻值的大小，用电压表分别测出R A与R B两端电压的大小，发现U A＜U B，则R A_________R B（选填“＞”“＜”或“=”）．（3）在相同的时间内，可通过观察_________来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为了升温较快，试验液体选用煤油而不选水，主要是水的比热容比煤油_________（选填“大”或“小”）．（4）通过实验，发现烧瓶B中煤油吸热多，这表明：在电流、通电时间相同的情况下，电阻_________（选填“越大”或“越小”），产生的热量越多．（5）小华想改装此实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其_________（选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝R A换成_________的电热丝．测量时，水和煤油的初温均为t0，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达式：c煤油=_________．（已知水的比热容为c水）．小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差，原因主要有：_________．（只要写出一条即可）中考物理复习焦耳定律参考答案与试题解析一．解答题（共12小题）1．（2010•广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量相等（选填“相等”或“不等”）的同种（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与电阻的关系；实验中通过观察温度计示数变化来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择煤油来进行实验．考点：电热．专题：压轴题；控制变量法．分析：如图中两个电阻丝是串联，则电流相等，是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验，应使用相同的等质量的液体，通过观察升高的温度来比较吸收的热量，由于煤油的比热容比水的比热容小，为了效果明显，应使用煤油做实验．解答：解：这是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验，使用了串联电路，使电流相等，为了比较产生的热量的多少，应使用相同的等质量的液体来吸收热量，通过观察温度计示数的变化来反映吸收的热量的多少，为了使效果明显，应使用比热容小的煤油进行实验．故本题答案为：相等；同种；电阻；温度计示数变化；煤油．点评：本题利用控制变量法来进行研究电流产生的热量与电阻的关系的实验，应控制吸热液体的材料相同，质量相等，通过观察液体的温度的变化来比较吸热的多少．2．（1999•绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中a图的电路（填“a”或“b”）．考点：电热；焦耳定律的计算公式及其应用．专题：电与热、生活用电．分析：首先根据两图中电阻的连接方式，求出电路的总电阻，然后根据焦耳定律的表达式Q=I2Rt和欧姆定律的表达式I=进行比较分析．解答：解：a图中两电阻并联，电路的总电阻R a=；b图中两电阻串联，电路的总电阻R b=R1+R2；∴R a＜R b又∵Q=I2Rt、I=∴Q=t因此，Q a＞Q b故答案为：a．点评：本题考查了串联电路和并联电路的电阻关系，灵活运用Q=W=t是解题的关键．3．（2012•德州）小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．（1）实验中煤油吸热的多少是通过温度计示数来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容小于水的比热容．（选填“大于”或“小于”）．（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多．（4）该实验中用到的研究物理问题的法是控制变量法．考点：焦耳定律；热量的计算．专题：实验题；控制变量法；转换法．分析：（1）首先导体产生的热量是要通过煤油的温度变化体现出来，由t=+t0可知，煤油的质量和初温要相同．（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，即观察到得温度计示数变化大，则在同质量吸收相同热量的条件下，比热容小的液体温度变化大．（3）使用相同质量的煤油，通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶中的煤油吸收的热量多，即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多；由此得出结论．（4）知道热量与电流、电阻及通电时间有关，可变因素较多，本题是在电流、时间相同的前提下，使用不同的电阻，探究热量与电阻的关系，这采用的是控制变量法．解答：解：（1）两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的．由Q=cm（t﹣t0）得，t=+t0，可见影响温度计示数的不只是热量，还有煤油的初温和质量，所以要保证煤油的初温和质量都相同，才能通过温度的变化反映出热量的多少．（2）若将烧瓶中装有水，则由Q=cm△t可知：在相同质量的水和煤油中，吸收的相同的热量时，由于水的比热容大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显；（3）综合实验过程，使用相同质量与初温都相同的煤油，在电流和通电时间相同的前提下，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶中的煤油吸收的热量多，即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多；所以可得出的结论是：在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多（4）为保证通过两个电阻的电流总是相等，电阻串联；同时保证了它们的通电时间也相等，导体中产生的热量就只与电阻有关了，为此采用控制变量法．煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的，这是采取的转换法．故答案是：（1）温度计示数；（2）小于；（3）在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多；（4）控制变量法（或转换法，填对一个即可）．点评：采用控制变量法是探究实验常用的方法，本实验可通过控制电流、通电时间不变，只改变电阻，然后看热量的变化．4．（2012•肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”．（1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉）（2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图可知：两电阻丝的阻值R a＜R b（选填“＞”、“＜”或“=”）（3）通电一段时间后，a、b两温度计的示数如图（乙）所示，则b的示数是35℃．由此可知：在相同的时间内，电流一定时，电阻越大，它产生的热量越多．（4）若将图（甲）的电路改成图（丙）所示，通电一段时间后，a温度计的示数较大．（选填“a”或“b”）考点：焦耳定律．专题：压轴题；实验探究题；电与热、生活用电．分析：（1）滑动变阻器、两电阻丝串联接入电路，注意滑动变阻器要接上面的接线柱．（2）导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，在材料、横截面积相同的情况下，导体越长，导体电阻越大，根据图甲所示导体长度间的关系．判断两电阻的阻值大小．（3）根据图乙b所示温度计，确定温度计的分度值，然后读出温度计的示数；根据实验条件、温度计示数进行分析，从而得出实验结论．（4）由图丙可知，两电阻丝并联，根据电阻大小、由并联电路特点及电功公式W=t判断哪个温度计示数大．解答：解：（1）滑动变阻器、两电阻丝串联接入电路，电路图如下图所示．（2）由图甲可知，电阻R b的电阻丝长，又∵电阻丝的材料、横截面积均相同，∴R a＜R b．（3）由图乙b所示温度计可知，温度计分度值是1℃，温度计示数是35℃；由图乙可知，温度计b的示数大于温度计a的示数，则R b产生的热量大于电阻R a产生的热量，已知两电阻串联，R a＜R b，通过两电阻的电流I、通电时间t都相等，由此可见：在相同的时间内，电流一定时，电阻越大，它产生的热量越多．（4）由图丙可知，两电阻并联，电阻两端的电压U相等，已知R a＜R b，由Q=t可知，Q a＞Q b，所以通电一段时间后，a温度计的示数较大．故答案为：（1）电路图如下图所示；（2）＜；35；大；多；（3）a．点评：本题考查了连接电路图、影响导体电阻的因素、温度计读数、电功公式的应用、串并联电路的特点等问题，实验中应用了控制变量法，解题时注意控制变量法的应用．5．（2013•无锡）如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量相等（选填“相等”或“不相等”）．当开关闭合后，B（选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快．考点：电热．专题：实验题；压轴题；控制变量法．分析：电热的影响因素有电流、电阻、通电时间．首先要判断清楚两段导体的什么因素是相同的，什么因素是不同的，再根据焦耳定律来判断哪段导体产生的电热多，即这个瓶中温度上升较快．解答：解：（1）根据控制变量法，实验中改变要研究的因素，控制不研究的因素一定；（2）根据焦耳定律Q=I2Rt，铜丝和镍铬合金丝是串联的，所以电流I和通电时间t相同，镍铬合金丝比铜比电阻大，所以产生电热多，故B瓶的温度上升较快．故答案为：相等；B．点评：本题考查了学生对焦耳定律的了解和掌握，在研究电流产生的热量与什么因素有关时，要用好控制变量法．6．（2013•甘孜州）小红和小芳想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度．（1）上述实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联，这样连接的目的是控制通过金属丝的电流和通电时间相同．（2）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高很快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．（3）小红提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若烧瓶B的器材不变，她们除了把烧瓶A的煤油换成食用油外，还需更换烧瓶A中的金属丝．此外，为了能在通电一段时间后，通过两温度计示数的变化量来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有烧瓶A、B 中食用油和煤油的质量相同，烧瓶A、B中金属丝的电阻相同（填“相同”或“不相同”）．考点：焦耳定律．专题：探究型实验综合题．分析：（1）根据图示可知，两电阻串联，目的是控制通过它们的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多，温度升高越快；（2）根据Q=I2Rt可知，要研究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，必须保持电流和通电时间相同，比较AB产生热量多少与电阻大小的关系．（3）由吸热公式Q吸=cm△t可知，要比较食用油和煤油的比热容大小，应让两瓶中食用油和煤油的质量m相等、吸收的热量相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系．解答：解：（1）两电阻串联，所以通过它们的电流相等；目的是控制通过金属丝的电流和通电时间相同．（2）镍铬合金丝的电阻大于铜导线的电阻，烧瓶B中温度计的示数升高很快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．（3）要比较食用油和煤油的比热容，则应让食用油和煤油的质量相等，吸收的热量相等，由温度的变化求得比热的大小；故用相同质量的食用油代替水，两瓶中都有相同电阻丝，电阻相等．故答案为：（1）电流；（2）大；（3）质量；相同．点评：本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．7．（2013•宿迁）在探究“影响电流热效应的因素”实验中（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫转换法．若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用煤油（选填“煤油”或“水”），理由是煤油比热容小，相等的质量吸收相同的热量，温度上升明显．（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）．实验次数电流/A 通电时间/s 电阻/Ω温度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多．（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中B（选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶串联（选填“串联”或“并联”）．考点：焦耳定律．专题：探究型实验综合题．分析：（1）掌握转换法在实验中的应用，通过比较烧瓶内温度的变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少；为了实验效果更加明显，实验应采用比热容较小的液体；（2）分析表格中数据相同的量和不同的量，判断温度升高的影响因素；（3）要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同．解答：解：（1）实验中通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫转换法；由于煤油的比热容较小，质量相同吸收热量相同时，温度变化比较明显，应选用煤油进行实验；（2）由表格中数据知，通电时间和电阻相等，电流增大为原来的2倍，温度升高为原来的4倍，即产生的热量为原来的4倍，可知通电时间和电阻相等，产生的热量与电流的2次方成正比；（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同，所以应该选择B烧瓶和甲图中的烧瓶串联．故答案为：（1）转换法；煤油；煤油比热容小，相等的质量吸收相同的热量，温度上升明显；（2）越大；越多；（3）B；串联．点评：本题考查的是影响电流热效应的因素实验，考查了温度变化与比热容的关系，考查了控制变量法在实验中的应用，要探究产生热量的多少和其中一个量之间的关系，需保持其它量不变，注意实验数据的分析，同时涉及到了串联电路电流的特点．8．（2013•赤峰）为了探究影响电流产生热的因素，小红同学用两个相同烧瓶，装入等量的煤油，烧瓶A 中的电阻是烧瓶B中电阻的2倍，温度计用来显示煤油的温度，如图所示，开始时两瓶中的煤油温度相同．（1）通电一段时间后，小红比较瓶口温度计的示数，是为了探究电热与电阻的关系．（2）烧瓶中的液体用煤油而不用水，其主要原因是煤油的比热容小．（3）如果通电一段时间后，烧瓶A中煤油的温度上升了△t，则烧瓶B中的煤油温度上升△t．（假设电阻产生的热量被煤油全部吸收）考点：焦耳定律．专题：探究型实验综合题．分析：（1）实验目的是探究影响电热的因素，由图知，两段电热丝串联所以通过的电流相同，通电时间也相同，产生的热量不同，是因为电热丝的阻值不同．（2）从煤油与水的比热容大小关系分析实验中用煤油而不用水的原因．（3）已知电阻的关系，根据焦耳定律Q=I2Rt计算电阻放出的热量；再根据吸热公式Q=cm△t比较升高的温度关系，计算烧瓶B中的煤油升高的温度．解答：解：（1）由图知，两个电阻是串联的，电流相等，通电时间相等，电阻不同，所以实验目的是探究在电流和通电时间一定时，电热跟电阻的关系；（2）因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，便于观察；（3）A、B电阻串联，电流和通电时间相等，根据焦耳定律，电阻放出热量关系为：==；两瓶中煤油质量相等，电阻放出的热量完全被煤油吸收，根据吸热公式Q=cm△t得，===，△t B=△t A=△t；故答案为：（1）电阻；（2）煤油的比热容小；（3）△t．点评：本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生熟练运用焦耳定律和热量计算公式的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．9．（2014•长沙）在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置．两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化．（1）若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多．（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法．考点：焦耳定律．专题：探究型实验综合题．分析：电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．。

2020-2021中考物理焦耳定律的应用问题的综合热点考点难点及答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．如图所示，物理课上李老师给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手。

这是因为A ．电炉丝的电阻比导线的电阻小B ．电流通过导线时没有产生热效应C ．导线中的电流比电炉丝中的电流小D ．导线消耗的电功率比电炉丝消耗的电功率小【答案】D 【解析】【详解】根据焦耳定律2Q I Rt Pt ==可以知道，当通电时间一样时，电阻大的，电功率大，其产生的热量多，由于电炉丝的电阻远大于与之相连导线的电阻，所以当电炉丝热得发红，而与之连接的导线却没有发热，故选D 。

2．两个发热电阻R 1:R 2=1:4,当它们串联在电路中时，R 1、R 2两端的电压之比U 1:U 2=_____；已知R 1=10Ω,那它们并联在4V 电路中,两个电阻在100s 内产生的热量是_______J ．【答案】1：4 200 【解析】【分析】【详解】两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据U IR =得，R 1、R 2两端的电压之比：11122214U IR R U IR R ===；已知110ΩR =，则214410Ω40ΩR R ==⨯=；根据2U Q W t R==得两个电阻在100s 内产生的热量为：22221212(4V)(4V)100s 100s 200J 10Ω40ΩU U Q W W t t R R =+=+=⨯+⨯=总．3．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R 1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R 1在10 min 内产生的热量为_____J ．【答案】10 0.4 60 【解析】【分析】【详解】当P 在b 端时R 2=0Ω，此时电压示数和电流示数最大，且均为R 1的数据，所以R 1的阻值为：R 1=5V=0.5AU I 总=10Ω．当滑动变阻器的滑片移到a 端时，R 2两端电压U 2=U 总-U 1=5V-1V=4V ，由图象知，当R 1的电压是1V 时，电流为0.1A ，根据串联电路的电流处处相等，∴I 2=I 1=0.1A ，∴P 2=U 2I 2=4V×0.1A=0.4W ，Q 1=W 1=U 1It=1V×0.1A×600s=60J 。

中考物理焦耳定律的应用问题综合经典题附答案解析

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．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W P t=可知，甲的功率小，故D 符合题意。

故选D 。

2．有许多重大火灾都是因用电线路连接处接触不良所造成的，当线路连接处接触不良时，该处的电阻将_____（减小／增大／不变），在该接触处就会局部过热引起升温，接触处的电阻又将随着温度的升高而_____（减小／增大／不变），从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾．【答案】增大增大【解析】【分析】【详解】当线路连接处接触不良时，该处的电阻会增大；利用焦耳定律分析接触处局部过热，而金属电阻的阻值随温度升高而增大，据此分析．电路连接处与原来相比，由于接触不好，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；连接处相对于其他地方电阻增大，根据焦耳定律Q=I 2Rt ，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致局部温度升高，而金属导线的电阻随温度的升高而增大，电阻增大，产生的热量更多，温度升得更高，以致恶性循环引发火灾．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】[1]电动机在这段时间内消耗的电能为100kW h=kWh0.05kW h2000nWn=⋅⋅=⋅[2]根据公式W UIt=可以求出电动机线圈的电流为60.05 3.610J100A220V360s22WIUt⨯⨯===⨯⨯电动机线圈产生热量为224100(A) 4.84Ω180s=18000J=1.810J22Q 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。

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这里就应用了控制变量法。

这种方法在实验数据的表格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相同，若两次试验结果不同，则与该条件有关，否则无关。

反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。

控制变量法是中学物理中最常用的方法。

2.转化法实验中电流产生的热量不能直接观察到，但热量的变化可以用温度的变化来感知。

通过温度的变化多少来间接知道电流产生的热量的多少，这是转化法。

3.注意的问题由于实验中电流产生的热量较少，液体温度升高的也较小，所以用温度计不易直接测量比较。

为了使现象明显，实验采用了两种方法：①不用温度计，但采用了放大的“温度计”。

整个烧瓶相当于一个温度计的玻璃泡。

由于烧瓶里的液体较多，使升温膨胀效果更明显。

②采用煤油代替常见的水，用玻璃管插入密封烧瓶里的煤油中代替温度计。

用煤油代替水，是因为煤油比水的比热容小，在吸收相等的热量时温度上升的多，这样现象更明显。

当然还有一个重要原因，那就是煤油不导电。

可以设想由于水导电，若用水由水产生的电阻就无法控制电路中的电阻情况。

知识点2：焦耳定律及其应用1.电流通过导体产生的热量求解公式（1）焦耳定律：Q ＝I 2Rt（2）纯电阻电路中，Q ＝W=Pt=U 2t/R=UIt=I 2Rt 2.在利用焦耳定律求解计算题注意（1）涉及的四个物理量要一一对应，简单来说就是导体的电阻为R ，通过这个导体的电流为I ，通电时间为t ，则电流通过导体产生的热量为Q ＝I 2Rt（2）公式中各个物理量的单位必须都得是国际单位，即电流I的单位是安培（A ）、电阻R 的单位是欧姆（Ω）、时间t 的单位是秒（s ），则热量的单位是焦耳（J ）3.当发电厂电功率一定，送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。

此时因为输电线路上有电阻，根据P=I 2R 可知，电流越小时，在电线上消耗的电能就会越少。

所以电厂在输电时增大送电电压，减少电能在输电线路上的损失。

4. 应用和防止电热的实例利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。

防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。

【例题1】（2020四川南充）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】 (1) 0.05 (2) 41.810⨯【解析】（1）电动机在这段时间内消耗的电能为0100kW h=kW h 0.05kW h 2000n 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 22W I Ut ⨯⨯===⨯⨯电动机线圈产生热量为224100(A) 4.84Ω180s=18000J=1.810J 22Q I Rt ==⨯⨯⨯【对点练习】一只标有”8V 0.4A ”的小灯泡，接在电源电压为12V 的电路中，为使其正常发光，应串联一个 Ω的电阻；该电阻通电10s 所产生的热量是 J 。

【答案】10；16。

【解析】根据串联电路中总电压等于各分电压之和，则串联电阻R两端电压：U R=U﹣U L=12V﹣8V=4V，因串联电路中各处的电流相等，所以灯泡正常工作时电路中的电流：I=0.4A，由I=U/R可得，串联电阻R的阻值：R=U R/I=10Ω；此时该电阻通电10s产生的热量为：Q R=I2Rt=（0.4A）2×10Ω×10s=16J。

【例题2】（2020连云港模拟）已知电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关．在探究“电流通过导体产生的热量跟电流的关系”时，可供选择的器材有：8V稳压电源一个；20Ω和50Ω的滑动变阻器各一个；停表和开关各一个；塑料盒与U形管相连的实验装置一个，盒内密封着空气，盒内电阻丝的阻值为20Ω；导线若干．（1）该实验选用Ω的滑动变阻器更好．（2）连接好的实验图如图所示．每次实验（即获得一组数据）后，都要断开开关，打开盒盖上的通气孔，U形管内两液面迅速回到原位，等片刻后，关闭通气孔，再进行下一次实验．请画出实验用的表格，表中要有必要的信息．（3）某同学对实验方案进行了重新设计：第一次实验记录高度差后，立即移动滑片增大电流做第二次实验，……．每次实验加热时间相同，记录的U形管内两液面高度差依次为Δh1、Δh2……．在处理数据时，该同学想用Δh2来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量，他这样处理数据是否正确？．理由是．【答案】（1）50 （2）记录的实验数据如下表（3）不正确Δh2间接反映了第一次和第二次实验电流通过导体产生的热量的和．不是第二次实验电流通过导体产生的热量．【解析】（1）盒内电阻丝的阻值为20Ω为定值电阻，选滑动变阻器的电阻要大得好，因为这样通过改变滑动变阻器电阻，电路电流能有效控制，不会太大，保护电源。

（2）所画表格要体现每次实验电阻丝电阻为20Ω为定值电阻。

时间一定。

要体现U形管液面高度差，电流大小，热量。

（3）该同学想用Δh2来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量实错误的。

因为Δh2间接反映了第一次和第二次实验电流通过导体产生的热量的和．不是第二次实验电流通过导体产生的热量．该同学在设计方案就是错误的。

【对点练习】我们知道：“电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。

”这就是焦耳定律，用公式可表达为：Q=I2Rt。

爱动脑筋的小明在探究这个问题时，设计了图所示的实验，只连接一次电路就完成了实验探究。

他的方法是用电阻丝（其中R甲≠R乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以对比电阻丝放热的多少。

请你仔细观察小明设计的实验电路，并应用所学知识分析回答下列问题：（1）探究电热的多少与电流的关系，应该对比两个烧瓶中煤油柱上升的高度，而这两个烧瓶中电阻丝阻值应该。

（2）探究电热的多少与电阻的关系，应该对比两个烧瓶中煤油柱上升的高度。

（3）有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子。

【答案】（1）甲、丙或乙、丙相等（2）甲、乙（3）电饭锅、电热毯、电暖炉等【解析】本题主要涉及两种物理研究方法：一是控制变量法。

另一种是转化放大的方法。

（1）探究电热的多少与电流的关系，应该控制电阻和通电时间保持不变，甲和丙电阻控制相等，电流不等，可以通过玻璃管煤油上升高度，利用转化法知道电热与电流的关系。

同理乙和丙也可以做到。

（2）探究电热的多少与电阻的关系，控制电流和通电时间不变。

明显甲乙电阻丝串联，电流相同，所以答案很容易知道。

（3）利用通电导体产生的热量来工作，达到目的的设备，工作原理就是焦耳定律。

一、选择题1.图甲是小灯泡的电压——电流图像。

将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中（如图乙），闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75W时，（）A．电流表的示数为0.2AB．滑动变阻器R接入电路中的电阻为15ΩC．电路消耗的总功率为1.35W。

D．10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J【答案】C【解析】当小灯泡的功率为0.75W时，根据图甲，可知，灯泡L两端的电压为2.5V，通过灯泡的电流为0.3A，电路中的等效电阻15Ω.电路消耗的总功率P=IU总=4.5V╳0.3A=1.35W。

变阻器R在10s产生的热量Q=W=UIt=2V╳0.3A╳10s=6J。

A．电流表的示数为0.2A ，错误。

B．滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω，错误。

C．电路消耗的总功率为1.35W，正确。

D．10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J，错误。

2．如图甲所示，两电热丝R1与R2并联，R1=20Ω，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A1和电流表A2表盘指针均指如图乙所示位置，则以下判断正确的是（）A．R1：R2=5：1B．电源电压是10VC．R2的电功率是20WD．R1工作2分钟所放出的热量为600J【答案】BCD【解析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流。

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针的位置相同，所以，电流表A1的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I=2.5A，电流表A2的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，通过R1的电流I1=0.5A，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流：I2=I﹣I1=2.5A﹣0.5A=2A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I=可得，电源的电压：U=I1R1=0.5A×20Ω=10V，故B正确；则R2的阻值：R2===5Ω，则R1：R2=20Ω：5Ω=4：1，故A错误；R2的电功率：P2=UI2=10V×2A=20W，故C正确；R1工作2分钟所放出的热量：Q1=I12R1t=（0.5A）2×20Ω×2×60s=600J，故D正确。

二、填空题3.（2020安徽）如图所示的电路中，电源电压U=9V，电阻R1=200Ω，R2=100Ω，则通电1min该电路产生的热量为________J。

中考物理专题【答案】16.2【解析】由电路图可知，两个电阻串联，故电路的电流为129V0.03A 200Ω100ΩU I R R ===++则通电1min 该电路产生的热量为22212()(0.03A)(200Ω100Ω)60s 16.2J Q I Rt I R R t ==+=⨯+⨯=4.（2020四川成都）小彬用图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3V ，电阻丝R 1=10Ω，R 2=20Ω，两气球相同。

闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到________气球先鼓起来。

甲气球乙气球通电1min ，R 2产生的热量为______J 。