2020-2021备战中考物理焦耳定律的应用问题综合练习题含详细答案

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．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。

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PI U= 输电线的总电阻R r =，则输电线上消耗的功率2222()P P rP 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 rP P Pr U P P Uη-===-实 所以输电线输送电能的效率为21rP U -。

4．如图所示当甲电路中的开关S 闭合时，两个电压表所选量程不同，测量时的指针位置均为如图乙所示，则电阻R 1两端的电压为______V ，R 1∶R 2=______，当电阻R 1、R 2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R 1、R 2所产生的热量之比Q 1∶Q 2=_______。

【答案】10 4：1 1：4 【解析】 【详解】[1][2]从图甲可以看到，开关S 闭合时，电压表V 1测的是电源电压，示数较大，电压表V 2测的是R 2两端的电压，示数较小，因为测量时的指针位置均为如图乙所示，那么电压表V 1的量程应该是0到15V ，它的读数是12.5V ，电压表V 2的量程应该是0到3V ，它的读数是2.5V ，根据串联电路电压规律可知，电阻R 1两端的电压为12-12.5V -2.5V 10V U U U ===电阻R 1大小是1110V U R I I== 电阻R 2大小是22 2.5V U R I I== 那么1210V 2.5V 41R R I I==：：： [3]当电阻R 1、R 2并联在电路中时，R 1、R 2两端的电压是相同的，在相同的时间内电流通过R 1、R 2所产生的热量之比是22122112121114U U Q Q t t R R R R R R ====：：：：：5．如图所示，灯泡L 上标有“6 V 6 W”字样(不计灯丝电阻的变化)。

电源电压6 V 且保持不变。

定值电阻40ΩR =。

只闭合开关S 1和S 3，电阻R 在100 s 产生的热量是________J ；电路在工作状态下整个电路消耗的最小功率是________W 。

【答案】90 0.78 【解析】 【详解】[1]只闭合开关1S 和3S ，定值电阻R 和灯泡L 并联接在电路中，定值电阻R 两端的电压R 6V U U ==那么电阻R 在100 s 产生的热量是()22R6V 100s 90J 40ΩU Q t R =⋅=⨯=[2]电路在工作状态下整个电路消耗的功率最小，根据2U P R=可知，要求总电阻最大；灯泡L 的电阻是()22LL L 6V 6Ω6WU R P === 当电阻R 与灯泡L 串联在电路中时，此时电路中的电阻最大，只需要闭合开关S 2，这种情况下电路消耗的最小功率是()222L 6V 0.78W 40Ω6ΩU U P R R R ===≈++总6．电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内能。

若一台玩具电动机接在6V 的电源两端，使其正常转动时，通过电动机中的电流为0.3A ；短暂地卡住电动机转轴，使其不能转动，通过电动机中的电流为3A 。

则这台电动机线圈的电阻为______Ω，正常转动时的效率是_____。

【答案】2 90% 【解析】 【分析】【详解】[1]电动机转轴卡住时电流为3A，故电动机线圈电阻为R=U I=6V3A=2Ω[2]设电动机正常运转时，在t时间内消耗的电能为W=UIt=6V×0.3A×t在t时间产生的热量为Q=I2Rt=(0.3A)2×2Ω×t电动机正常运转时的效率η=WW有总=-W QW=()26V0.3A-0.3A2Ω6V0.3At tt⨯⨯⨯⨯⨯⨯=90%7．两定值电阻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URI=，电阻3V50.6AAAURI===Ω，3V100.3ABBURI===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．8．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。

9．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 。

10．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 。

11．小明同学在活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴。

他将一金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置效果最明显（ ）A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．都一样【答案】A 【解析】 【详解】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积，由图可知a 点横截面积最小，故a 的电阻最大，a 、b 、c 是串联的，电流相同，根据2Q I Rt =可知，在相同时间内a 产生的热量多，故放在a 点效果最明显。

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。

13．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14400JD．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。