历年中考物理易错题汇编-焦耳定律的应用问题练习题含详细答案

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．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

22

22()P P r

P 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

222

1P r

P P Pr U P P U

η-===-实 所以输电线输送电能的效率为2

1rP U -

。

3．从产品说明书得知，一台“6 V 3 W ”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值0.1Ω，则小风扇正常工作2min 电动机线圈产生的热量为____J 。

【答案】3 【解析】 【分析】 【详解】

电路中线圈的电流为

3W 0.5A 6V

P I U =

== 电路中通过线圈的电流为产生的热量为

Q =I 2Rt =(0.5A) 2×0.1Ω×2×60s=3J

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．电阻A 和B 连接在某一电路，通过它们的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知（ ）

A ．电阻A 的阻值为5Ω

B ．当通过电阻B 的电流为0A 时，电阻B 的阻值为0Ω

C ．当电阻A 、B 串联在电压为3V 的电源两端时，它们的电功率之比为A B :1:2P P =

D ．当电阻A 、B 并联在电压为3V 的电源两端时，5min 它们产生的电热之比:2:1A B Q Q = 【答案】ACD 【解析】 【分析】

本题考查串联、并联电路的特点，电功率的计算，电热的计算，应用I -U 图象和欧姆定律解题。 【详解】

A ．由图象可知，电阻A 、

B 的I -U 图象是倾斜的直线，则两个都是定值电阻，当A 两端的电压为3V 时，通过它的电流为0.6A ，那么A 的电阻

35Ω0.6U V R I A

=

== 故A 符合题意；

B ．导体的电阻是其本身的一种性质，其两端有无电压，不会影响其电阻的大小，故B 不符合题意；

C ．由图象可知，电阻A 、B 串联，电源电压为3V 时，通过电路的电流应该是0.2A ，此时A 、B 两端的电压分别为1.0V 和2.0V ，根据P =UI 得，各电阻的电功率之比为

P A :P B =U A :U B =1.0V:2.0V=1:2

故C 符合题意；

D ．当电阻A 、B 并联在电压为3V 的电源两端时，由图象可知，通过两电阻的电流分别为0.6A 和0.3A ，根据Q =UIt 得，在5min 内，两电阻产生的电热之比

Q A :Q B =I A :I B =0.6A:0.3A=2:1

故D 符合题意。 故选ACD 。

6．如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表量程为0~0.6A 。图乙中A 、B 分别是小灯泡和电阻R 1两端的电压随电流变化关系图象。只闭合开关S 、S 1，滑动变阻器的滑片P 移至a 端时，电路中的电流为0.2A ；滑动变阻器的滑片移至b 端时，小灯泡恰好正常发光。只闭合开关S 、S 3，调节滑片P ，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时，小灯泡两端的电压恰好为2V 。则（ ）

A ．电源电压为10V

B ．小灯泡L 的额定功率6W

C ．只闭合开关S 、S 2，滑动变阻器的滑片移至a 端时，1.5min 电流通过R 1产生的热量为64J

D ．闭合开关S ，改变其它开关的通断及滑片的位置，电路消耗的最小功率可以达到1.2W 【答案】BC

【解析】 【分析】 【详解】

A ．由于灯泡灯丝电阻受温度影响，定值电阻阻值不发生变化，则小灯泡灯丝两端的电压随电流变化关系图象为曲线，定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直线，则由乙图数据可求R 1阻值为

1114V =

=400.1A

I R U =Ω 已知闭合S 、S 3，调节滑片P ，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时，小灯泡两端的电压恰好为2V ，此时电路为小灯泡与两电阻串联电路，由乙图可知此时电路电流为0.2A ，则电源电压为

L 12=2V+0.2A 40+0.2A 10=12V U U U U '=++?Ω?Ω

故A 不符合题意；

B ．当闭合开关S 、S 1，滑动变阻器的滑片移至b 端时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器接入阻值为0Ω，此时电路为小灯泡的简单电路，小灯泡此时两端电压等于电源电压为12V ，对应乙图可知此时电流为0.5A ，则额定功率为

12V 0.5A=6W P U I ==?额额额

故B 符合题意；

C ．只闭合开关S 、S 1，滑动变阻器的滑片P 移至a 端时，电路中的电流为0.2A ，此时电路为小灯泡与滑动变阻器串联电路，且滑动变阻器接入阻值最大，由乙图可知此时小灯泡两端电压为2V ，电源电压为12V ，则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V ，由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为

2max 2max 210V

=500.2A

U R I =

=Ω 则当闭合开关S 、S 2，滑动变阻器的滑片移至a 端时，电路为R 1与R 2串联电路，由串联分压可求R 1两端电压为

1112404812V=V 40509

R U U R R Ω''=

=?+Ω+Ω 由于R 1为纯电阻，则1.5min 电流通过R 1产生的热量为

2

211148V 9 1.560s=64J

40U W t R ??

?''??

==??Ω

故C 符合题意；

D ．由于电源电压不变，则由2

U P R

=可知，当电路阻值最大时，电路总功率最小，则闭

合开关S 、S 3，滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大，功率最小，若最小功率为1.2W ，则此时电路电流为

min min 1.2W

=0.1A 12V

P

I

U

==则此时电路总电阻为

max

min 12V

=120 0.1A

U

R

I

==Ω

则小灯泡此时电阻应为

R L实=R max-R1-R2max=120Ω-40Ω-50Ω=30Ω

此时小灯泡分得电压应为

U L实=I min R L实=0.1A×30Ω=3V

但由乙图可知，当小灯泡电流为0.1A时，小灯泡两端电压不足2V，前后冲突，故D不符合题意。

故选BC。

7．下列用电器中，主要是利用电流热效应来工作的是

A．电风扇B．电视机

C．电饭锅D．LED灯

【答案】C

【解析】

【详解】

A．电风扇工作是电能主要转化为机械能，利用通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意；

B．电视机工作是电能主要转化为光能，故B不符合题意；

C．电饭锅工作是电能主要转化为内能，主要是利用电流热效应来工作，故C符合题意；D．LED灯工作是电能主要转化为光能，故D不符合题意。

8．电炉工作时，电炉丝很快变热但连接的电线却不怎么热，这是因为（）

A．电炉丝的电阻较大

B．电炉丝与导线是并联的

C．电炉丝的横截面大

D．通过电炉丝的电流较大

【答案】A

【解析】

【详解】

电炉丝横截面积小，电阻大，电炉子在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉丝＝I导线，通电时间t相同，由焦耳定律Q＝I2Rt，R电炉丝＞R导线，可知Q电炉丝＞Q导线，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。

故选A。

9．如图所示的是探究灯泡灯丝的电阻特性的实验电路，所使用的器材有：小灯泡L（额定

电压2.5V ，额定电流0.25A ）、电压表V （量程15V ，内阻未知）、电流表A （量程0.6A ，内阻0.2Ω）、阻值为30Ω的定值电阻R 0、滑动变阻器R 、恒定电源（电压15V ，内阻不计）、开关S 、导线若干。闭合开关S ，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，当电流表的示数为0.55A 时，小灯泡L 正好正常发光。

(1)小灯泡L 正常发光时的电阻是多少？ (2)此时电压表的示数是多少？

(3)通电1min ，电流表A 消耗的电能是多少？ 【答案】(1) 10Ω；(2) 6.5V ；(3) 3.63J 【解析】 【分析】 【详解】

(1)小灯泡L 正常发光时的电阻是

2.5V

=

10Ω0.25A

U R I =

=额额额

(2)由图像可知电压表与灯L 串联后与定值电阻R 0并联，小灯泡L 正好正常发光，则电压表与灯L 串联支路的电流为0.25A ，由并联分流可知，定值电阻R 0的电流为

0.55A-0.25A=0.3A

则两支路的路端电压为

000=0.3A 30Ω=9V U I R =?

由串联分压可知电压表的示数为

9V-2.5V=6.5V

(3)通电1min ，电流表A 消耗的电能是

()2

2A 0.55A 0.2Ω60s=3.63J Q I R t ==??

答：(1)小灯泡L 正常发光时的电阻是10Ω； (2) 电压表的示数为6.5V ；

(3) 通电1min ，电流表A 消耗的电能是3.63J 。

10．如图(甲)所示，两电热丝R 1与R 2并联， R 1＝20Ω，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A 1和电流表A 2表盘指针均指如图(乙)所示位置，则以下判断不正确的是（ ）

A ．R 1: R 2＝5：1

B ．电源电压是10 V

C ．R 2的电功率是20W

D ．R 1工作2分钟所放出的热量为600J

【答案】A 【解析】 【详解】

由电路图可知，R 1与R 2并联，电流表A 1测干路电流，电流表A 2测R 1支路的电流； B ．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A 1的量程为0～3A ，分度值为0.1A ，干路电流I =2.5A ，电流表A 2的量程为0～0.6A ，分度值为0.02A ，通过R 1的电流I 1=0.5A ，根据并联电路的电流特点可得，通过R 2的电流：

21 2.5A 0.5A 2A I I I =-=-=，

因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由U

I R

=

可得，电源的电压： 110.5A 20Ω10V U I R ==?=，

故B 正确，不符合题意； A ．则R 2的阻值：

2210V =5Ω2A

U R I =

=， 则

1220Ω5Ω41R R ==：：：，

故A 错误，符合题意； C ．R 2的电功率：

2210V 2A 20W P UI ==?=，

故C 正确，不符合题意； D ．R 1工作2分钟所放出的热量：

()2

21110.5A 20Ω260s 600J Q I R t ==???=，

故D 正确，不符合题意。

11．两盏电灯并联接在同一电源上．甲灯的电阻为500Ω,乙灯的电阻为1200Ω.在相同的时间内

A．甲灯消耗的电能多B．乙灯消耗的电能多

C．甲、乙两灯消耗的电能一样多D．无法判断

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

两盏电灯并联接在同一电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，甲灯的电阻小，

工作相同的时间，由W=UIt=

2

U

t

R

可知，甲灯消耗的电能多，故A正确、BCD错误，故选

A。

12．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。

13．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。

14．在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热,甚至引起火灾，原因是连接处（）

A．电流比别处大，产生的热量多

B．电流比别处小，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

【答案】D

【解析】

【分析】

由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。

【详解】

在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，在电流、通电时间相同时，产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。

故选D。

15．电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开S后，充电插口可以外接充电器对电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为48V，此时通过电动机线圈的电流为5A，电动机线圈的电阻是0.5Ω，下列说法正确的是（）

A．对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源

B ．电动自行车的电动机把电能全部转化为机械能

C ．电动机正常工作1min ，电流通过线圈所产生的热量为14400J

D ．电动机正常工作1min ，消耗的电能为14400J 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A ．对蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，则蓄电池相当于用电器，故A 错误；

B ．由于电动机会发热，则电动自行车的电动机把电能转化为机械能和内能，故B 错误；

C ．电动机正常工作1min ，电流通过线圈所产生的热量为

Q =I 2Rt =(5A)2×0.5Ω×60s=750J

故C 错误；

D ．电动机正常工作1min ，消耗的电能为

W =UIt =48V×5A×60s=14400J

故D 正确。 故选D 。

16．如图所示，电源电压为6V ，110R =Ω，220R =Ω，35R =Ω。闭合开关1S 后，当

2S ，3S 全部闭合和全部断开时，在相同的时间内电流通过1R 产生的热量之比是（ ）

A ．4∶9

B ．9∶4

C ．2∶3

D ．3∶2

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

当开关都闭合时，R 3被短路，R 1与R 2并联，此时R 1两端的电压为电源电压U 。当开关S 1闭合，S 2、S 3全部断开时，R 2被开路，R 1与R 3串联，此时

311310251

R U R U ΩΩ＝＝＝ 则此时R 1两端的电压为U 1＝

2

3

U ，则相同的时间内电流通过1R 产生的热量之比是

2

2

2

12111

9

2'43U t R Q

U U U Q U

U t R ?? ??? ? ???

???

＝＝＝＝ 故选B 。

17．将阻值为40 Ω的电阻丝接在电源两端，通电10 min ，电流产生的热量是1.5×103 J ；若将阻值为10 Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20 min ，电流产生的热量是 ( ) A ．1.2×104 J B ．3.75×102 J C ．7.5×102 J D ．6.0×103 J

【答案】A 【解析】 【详解】

将阻值10Ω的电阻丝接入同一电源两端，电源电压一定，设为U ，

由2

Q U t R =可得：40Ω电阻丝产生的热量2

111U Q t R = ， 10Ω电阻丝产生的热量2

222

U Q t R = ， 则

2

1

1121221222

1010140208U t Q R R t min U Q R t min t R Ω==?=?=Ω， 即34

2188 1.510 1.210Q Q J J ==??=?，故A 正确为答案．

18．用电热水壶烧水，若不考虑能量损失和电热水壶电阻的变化，当它两端电压为U 时，用16min 可烧开一壶水，若它两端电压为0.8U 时，烧开同样一壶水所用的时间为（ ） A ．10min B ．25min

C ．30min

D ．40min

【答案】B 【解析】 【分析】

电热水壶的原理是将电能转化为内能，在两端电压为U 将水烧开和在0.8U 的电压下烧开

一壶水消耗的电能相等，根据2

U W UIt t R

==得出等式，据此求出在0.8U 的电压下烧开

一壶水需要的时间。 【详解】

烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热水壶的电阻为R ，由2

U W UIt t R

==可得

()2

2

0.8U U t t R R

=

' 所用的时间

()

2

2

1

16min 25min 0.64

0.8U t t U '=

=?= 故选B 。

19．两根导线的电阻之比是3:4，通过的电流之比是4:3，在相同时间内两根导线中产生的热量之比为（ ） A ．1:1 B ．4:3 C ．3:4 D ．16:9

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 由题意可知

1234R R ＝，1243I I ＝，1211

t t ＝ 由Q ＝I 2Rt 可得，在相同时间内产生的热量之比

221112222243143413

Q I R t Q I R t ????＝＝＝ 故选B 。

20．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2

Q 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。