中考物理一模试题分类汇编——焦耳定律的应用问题综合

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．a 和b 两个定值电阻的电流与电压的关系如图所示，下列说法正确的是( )A ．将a 和b 串联接入电路中，a 、b 两端的电压之比是1：2B ．将a 和b 串联接入电路中，a,b 消耗的功率之比是2：1C ．将a 和b 并联接人电路中，通过a 、b 的电流之比是1：2D ．将a 和b 并联接入电路中，相同时间内电流通过a 、b 产生的热量之比是4：1【答案】A【解析】【详解】A ．由图可知若将a 和b 串联接入电路中，a 、b 两端的电压之比是1：2，故A 正确；B ．由图可知若将a 和b 串联接入电路中，a 、b 消耗的功率之比为:::2A 1:2a b a b a a P P U I U I U I U I ===故B 错误；C ．由图可知若将a 和b 并联接人电路中，通过a 、b 的电流之比是2：1，故C 错误；D ．由图可知若将a 和b 并联接入电路中，相同时间内电流通过a 、b 产生的热量之比为22:::2:1a b a a b b a b Q Q I R t I R t UI t UI t ===故D 错误。

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。

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2222()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 2221P r P P Pr U P P Uη-===-实 所以输电线输送电能的效率为21rP U -。

4．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 6VP 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=3J5．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。

6．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S ，滑动变阻器R '的滑片P 在a 点时，电流表示数为0.5A ，将滑片P 从a 点移动到最右端的过程中，通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示，则下列选项正确的是（ ）A ．电源电压为5VB ．R 的阻值为15ΩC ．10s 内定值电阻R 产生的电热为9JD ．若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，则一定是R '断路【答案】B【解析】【分析】【详解】A ．由图乙可知，当滑片P 在a 点时，R '=10Ω，电流I 1=0.3A ，此时滑动变阻器的电压1103A 10Ω3V U I R .==⨯=＇滑动变阻器与定值电阻并联，所以滑动变阻器的电压等于电源电压13V U U ==故A 错误；B ．滑动变阻器R '的滑片P 在a 点时，电流表示数为0.5A ，此时定值电阻的电流210.5A 0.3A 0.2A I I I =-=-=定值电阻的电阻R23V 15Ω02AU R I .=== 故B 正确；C ．10s 内定值电阻R 产生的电热为 ()22202A 15Ω10s 6J Q I Rt .==⨯⨯= 故C 错误；D ．若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，有可能是R '断路，也有可能是滑动变阻器R '两个下接线柱接在电路中，故D 错误。

故选B 。

7．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是A ．电冰箱B ．电饭锅C ．电视机D ．电风扇 【答案】B【解析】【详解】A ．电冰箱的压缩机把电能转化为机械能，灯泡将电能转化为光能，故A 不符合题意；B ．电饭锅把电能转化为内能，是利用电流热效应来工作的，故B 符合题意；C ．电视机主要是把电能转化为光能和声能，没有利用电流热效应，故C 不符合题意；D ．电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流热效应来工作，故D 不符合题意。

8．如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）A ．电视机B ．电暖气C．电风扇D．计算器【答案】B【解析】【详解】A．通电后，电视机是把电能转化为电视机影像的光能和喇叭的声能，不是利用电流热效应工作，A项不合题意；B．通电后，电暖气是把电能转化为内能，这是利用电流热效应工作，选项B符合题意；C．通电后，电风扇是把电能转化为扇叶的动能，不是利用电流热效应工作，C项不合题意；D．通电后，计算器是把电能转化为显示屏上的光能和喇叭的声能，不是利用电流热效应工作，D项不合题意。

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R0、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】【详解】(1)小灯泡L 正常发光时的电阻是 2.5V =10Ω0.25AU 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()22A 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．如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。

其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油，阻值不同的电阻丝1R 、2R 。

关于此电路说法中正确的是A ．探究的是电流产生的热量与电压的关系B ．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小C ．通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同D ．温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少【答案】D【详解】A ．实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A 错误；B ．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B 错误；C ．通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C 错误；D ．本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D 正确。

11．如图，电源电压不变，1R 、2R 是两个相同的电阻，当闭合开关1S ，断开2S 、3S ，通电10min ，电路产生的热量为Q ；同时闭合2S 、3S ，断开1S ，若要产生相同的热量Q ，则通电时间为（ ）A ．2.5minB ．10minC ．20minD ．40min【答案】A【解析】【分析】【详解】 由题可知，R 1、R 2是两个相同的电阻，设R 1=R 2=R由图可知，当闭合开关S 1，断开S 2、S 3时，两电阻串联，总电阻为2R ，电源电压不变，由焦耳定律可得，通电10min 电路产生热量Q =22U R×10×60s 闭合S 2、S 3，断开S 1时两电阻并联，总电阻为2R ，产生相同热量，则 Q =22U R ×t =22U R ×t 22U R ×10×60s=22U R×t t=150s=2.5min故选A 。

12．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。