中考物理复习焦耳定律的应用问题专项综合练含详细答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题1．如图甲图是小灯泡L 和电阻R 2的I-U 图象。

将小灯泡L 、电阻R 1和R 2接入乙图所示电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关S 1时，电流表示数为0.8A ；只闭合开关S 3时，小灯泡L 的实际功率为1.2W 。

下列说法正确的是( )A ．只闭合开关S 3时，小灯泡的电阻为5ΩB ．只闭合开关S 1时，电路总功率为9.6WC ．R 1的电阻为5ΩD ．所有开关都闭合，在15s 内电路中产生的总热量为3200J 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由图知，电阻2R 为定值电阻，其阻值为1214V 10Ω0.4AU R I === 只闭合开关S 1时，电阻1R 与灯L 串联，电流表测的是整个电路的电流，由甲图知，当0.8A I =时，灯两端的电压为L 4V U =，由此可得电源电压1R L 10.8A 4V U U U R =+=⨯+ ①当只闭合开关S 3时，电阻2R 与灯L 串联，灯消耗的实际功率为1.2W ，图甲知，当L 2V U =时，20.6A I =，灯消耗的功率为L 22V 0.6A 1.2W P U I ==⨯=2R 两端的电压为2220.6A 10Ω6V U I R ==⨯=根据串联电路电压的特点，可知电源电压为2L 6V 2V 8V U U U =+=+=A ．当只闭合开关S 3时，根据欧姆定律可得UI R=，可得此时灯L 的电阻为 L L 22V3.3Ω0.6AU R I ==≈ 故A 错误；B ．只闭合开关S 1时，电路中消耗的总功率为8V 0.8A 6.4W P UI ==⨯=故B 错误； C ．将U 值代入①得18V 0.84V A R =⨯+解得15ΩR =D ．所有开关都闭合时，R 1和R 2并联，灯被短路，在15s 内电路中产生的总热量为()22815288J 10Ω3V U Q t s R ==⨯=并故D 错误。

故选C 。

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 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 ==⨯⨯⨯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。

将L 1、L 2串联接在某一电路中，两灯L 1、L 2均能正常发光（忽略温度对电阻的影响），下列计算结果正确的是（ ） A ．该电路两端的总电压为9V B ．灯L2的额定功率为3WC ．相同时间内，灯L 1、L 2消耗的电能之比W 1﹕W 2=1﹕1D ．相同时间内，灯L 1、L 2产生的热量之比Q 1﹕Q 2=2﹕1 【答案】AD 【解析】 【详解】A ．接入电路后正常发光，则电路中电流113W 0.5A 6VP I U ===， 则L 2两端电压220.5A 6Ω3V U IR ==⨯=，则总电压126V 3V 9V U U U =+=+=总，A 正确；B ．根据题意可知，L 2的功率为()22220.5A 6Ω 1.5W P I R ==⨯=，B 错误；C ．根据WPt =可知，在相同时间内消耗电能之比等于功率之比为2：1，C 错误；D ．灯泡产生的热量等于消耗的电能，因此产生的热量之比为2：1，D 正确。

5．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R 1、R 2是电热丝．R 1：R 2：R L =1：2：2，S 1、S 2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 ．S 1、S 2同时断开时，设备运行处于白天用电状态B ．S 1、S 2也同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态C ．S 1、S 2同时断开时，在相同时间内R 1和R 2产生的热量之比为2：1D ．S 1、S 2也同时闭合时，若电流表示数为6A ，则R 1的实际功率为880W 【答案】ABD 【解析】S 闭合，S 1 、S 2 断开时，R 1 和R 2 组成串联电路，灯泡L 断路不发光，且电路中的电阻最大，由公式P=U 2/R 可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天，故A 正确；开关S 、S 1 、S 2 同时处于闭合状态，R 2 被短路，R 1 和灯泡L 组成并联电路，灯泡L 发光，且电路中的电阻最小，由公式P=U 2/R 可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以是晚上；故B 正确；S 闭合，S 1 、S 2 断开时，R 1 和R 2 串联，Q 1 ：Q 2 =I 2 R 1 t ：I 2R 2 t=R 1 ：R 2 =1：2，故C 错； 开关S 、S 1 、S 2 都处于闭合状态时，R 2 被短路，R 1 和灯泡L 组成并联电路；∵I=U/R ，R 1 ：R L =1：2，∴I 1 ：I L =R L ：R 1 =2：1，∵I =6A ，∴I 1 =4A ，I L =2A ，∵U L =U 1 =U =220V ，∴P 1 =U 1 I 1 =220V×4A=880W ，故D 正确； 故选ABD ．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10VB ．小灯泡L 的额定功率6WC ．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64JD ．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 ==400.1AI 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 2max210V=50 0.2AURI==Ω则当闭合开关S、S2，滑动变阻器的滑片移至a端时，电路为R1与R2串联电路，由串联分压可求R1两端电压为1112404812V=V40509RU UR RΩ''==⨯+Ω+Ω由于R1为纯电阻，则1.5min电流通过R1产生的热量为2211148V91.560s=64J40UW tR⎛⎫⎪''⎝⎭==⨯⨯Ω故C符合题意；D．由于电源电压不变，则由2UPR=可知，当电路阻值最大时，电路总功率最小，则闭合开关S、S3，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minmin1.2W=0.1A12VPIU==则此时电路总电阻为maxmin12V=1200.1AURI==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．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 。