中考物理易錯題精選-焦耳定律的應(yīng)用問題練習(xí)題

1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問題1.電動自行車有行駛工作、蓄電池充電兩種狀態(tài)，局部電路圖如圖所示，斷開S后，充電插口可以外接充電器對電池進行充電，電動自行車行駛過程中，其電動機正常工作電壓為48V,此時通過電動機線圈的電流為5A,電動機線圈的電阻是 0.5 0下列說法正確的是( )A.對蓄電池充電時，蓄電池相當于電路中的電源B.電動自行車的電動機把電能全部轉(zhuǎn)化為機械能C.電動機正常工作1min,電流通過線圈所產(chǎn)生的熱量為14400JD.電動機正常工作 1min,消耗的電能為14400J【答案】D【解析】【分析】【詳解】A.對蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，則蓄電池相當于用電器，故A錯誤;

2、B.由于電動機會發(fā)熱，則電動自行車的電動機把電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，故B錯誤;C.電動機正常工作1min,電流通過線圈所產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=(5A)2X 0.5 Q X 60s=750J故C錯誤；D.電動機正常工作1min,消耗的電能為W=UIt=48VX 5Ax 60s=14400J故D正確。故選Do2.圖中電源電壓保持不變，燈泡標有"6V, 3W字樣，當開關(guān)s閉合時.燈泡L正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為 0.8A,則電阻R=Q .通電10s. R產(chǎn)生的熱量為 J.t1|金一【答案】20 a 18J【解析】【分析】【詳解】當閉合開關(guān)S時，燈L正常發(fā)光，說明電源電壓為U=6V,電流表

3、測的是總電流，則I=0 8A， 由 P=UI 可知，燈泡中的電流：Il=P 額/U 額=3W/6V=0. 5A,根據(jù)并聯(lián)電路的干路電流等于各支路電流之和可知：電阻中的電流:IR=I-IL=0. 8A-0. 5A=0. 3A， 由 I=U/R 得 , 電阻 :R=U/Ir=6V/0. 3A=20 Q;通電 1min 電阻 R 產(chǎn)生的熱量：Q=W=UlRt=6VX0 3AX 10s=18J3 . 一臺電動機正常工作時，兩端的電壓為 220V,通過線圈的電流為 10A,若此線圈的電 阻為2Q,則這臺電動機1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是 J,這臺電動機的效率是 .【答案】1.2 X 140 90.9%【解析】

4、【分析】【詳解】已知線圈的電阻和通過的電流以及通電時間，根據(jù)公式Q=I2Rt可求這臺電動機1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量已知電動機兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式P=UI 可求電動機的總電功率；再根據(jù)公式P=I2R 計算線圈消耗的功率，總功率減去線圈消耗的功率就是電動機的輸出功率，輸出功率與總功率的比值就是這臺電動機的效率( 1 )這臺電動機1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt= (10A) 2X2QX 60s=1.24JK 10( 2)電動機的電功率：P總=UI=220VX 10A=2200皿線圈消耗的功率：P 圈=I2R= (10A) 2X 20=200W輸出功率：P 出 =P 總 -P 圈 =22

5、00W-200W=2000W，這臺電動機的效率：刀=p P 總=2000W/2200W=90.9%.4 .小剛用如圖甲所示電路來探究電流與電壓的關(guān)系，閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片 P從 a 端移至 b 端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示，由圖象可知定值電阻R1 的阻值是 Q.實驗時，電源電壓保持5 V不變，當滑片P位于a端時，由圖象可得滑動變阻器消耗的電功率是 W此時，電阻 R在10 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 J.甲【答案】10 0.4 60【解析】 【分析】 【詳解】當P在b端時R=0Q,此時電壓示數(shù)和電流示數(shù)最大，且均為Ri的數(shù)據(jù)，所以Ri的阻值Uq 5V為：Ri =旦一=10Q當滑

6、動變阻器的滑片移到a端時，e兩端電壓U2=U總-U1=5V-I 0.5A1V=4V,由圖象知，當 R的電壓是1V時，電流為0.1A,根據(jù)串聯(lián)電路的電流處處相等， .l2=Ii=0.1A,P2=U2l2=4VX 0.1A=0.4W/ Q1=W1=U1lt=1V X 0.1A X 600s=60J5 .有一臺電動機，額定電壓 3V,額定電流1A,電動機線圈電阻 0.5 Q這臺電動機正常工 作1min,消耗的電能為 Jo產(chǎn)生的熱量為 J,輸出的機械能為 Jo 【答案】180 30 150 【解析】【分析】根據(jù)W=UIt ,求出消耗的電能；根據(jù) Q I2Rt求出在1min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量；消耗的電 能

7、減去產(chǎn)生的熱量即為電動機獲得的機械能。【詳解】1這臺電動機正常工作，電動機1min消耗的電能W Ult 3V 1A 60s 180J2產(chǎn)生的電熱Q I2Rt (1A)2 0.5Q 60s 30J3輸出的機械能W« W Q 180J 30J 150J【點睛】本題考查了電動機產(chǎn)生熱量、電功、輸出機械能的計算，關(guān)鍵是知道只有在純電阻電路中 電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。6 .如圖甲所示，為額定電壓為 6V的燈泡L的I-U圖像.如圖乙所示的電路，電源電壓 12V 不變，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，閉合開關(guān) S,滑片P從最右端移動到最左端，電 壓表示數(shù)變化范圍為 2V6V,則燈泡的額定功率是 W

8、, R1的阻值為 Q,滑動變阻 器R2兩端的最大電壓為 V,移動滑片P使R2接入電路的阻值為變阻器最大阻值的 7/15,通電1minR2產(chǎn)生的熱量為 J。5 6 Z/V甲乙I【答案】3.6 10 6 105【解析】【分析】【詳解】1由燈泡L的I- U圖象可知，當額定電壓 U= 6V時，燈泡的額定電流 I= 0.6A,則燈泡額定 功率P UI 6V 0.6A 3.6W2當滑片P在在最左端時，變阻器沒有連入電路，電壓表示數(shù)為6V,由圖象可知，這時電路中的電流為I 大=0.6A由串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可得，電源電壓U Ul I 大Ri即12V 6V Ri 0.6A解得R1103由電路圖可知，當

9、滑片 P在最右端時，滑動變阻器全部接入電路，R與於燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，此時電壓表示數(shù)最小，為U 小=2V由圖象可知，這時電路中的電流為I 小=0.4A由串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可得，電源電壓U Ul小一U2滑動變阻器R2兩端的最大電壓U2 12V 2V 0.4A 10 6V4當滑片P在最右端時，滑動變阻器全部接入電路，通過的電流為I /j = 0.4AR2U2 6VI小一 0.4A15則此時滑動變阻器的阻值為移動滑片P使R2接入電路的阻值為變阻器最大阻值的7/15,則此時滑動變阻器的阻值為R215157U Ul I R I R2由圖分析可知，當電流 I =0.5A ,燈泡兩端電

10、壓 Ul=3.5V時，等式12V 3.5V+0.5A 10 Q+0.5A 7Q成立，即此時通過 R2的電流為0.5A,則通電1minR2產(chǎn)生的熱量為22Q放I 2R2t0.5A7Q 60s=105J7 .如圖所示，燈泡 L上標有“6 V 6叱木¥ （不計燈絲電阻的變化）。電源電壓6 V且保持不 變。定值電阻R 40Q。只閉合開關(guān)S1和S3,電阻R在100 s產(chǎn)生的熱量是 J； 電路在工作狀態(tài)下整個電路消耗的最小功率是 Wo【答案】90 0.78【解析】【詳解】1只閉合開關(guān)S和S3,定值電阻R和燈泡L并聯(lián)接在電路中，定值電阻 R兩端的電壓UrU 6V那么電阻R在100 s產(chǎn)生的熱量是2

11、電路在工作狀態(tài)下整個電路消耗的功率最小,26V40 Q根據(jù)100s90JU可知，要求總電阻最大；燈R泡L的電阻是Ru2Rl6VFL6W6Q當電阻R與燈泡L串聯(lián)在電路中時，此時電路中的電阻最大，只需要閉合開關(guān) 況下電路消耗的最小功率是S2,這種情22c UUF% RRl26V0.78W40 Q 6Q8 .電阻A和B連接在某一電路，通過它們的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示。由圖中信息可知（)0 2 L。L5Z.。上 5 3.0A.電阻A的阻值為5 a8 .當通過電阻 B的電流為0A時，電阻B的阻值為0 aC.當電阻A、B串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端時，它們的電功率之比為巳：PB 1:2D.當電阻A、

12、B并聯(lián)在電壓為3V的電源兩端時，5min它們產(chǎn)生的電熱之比 Qa : Qb 2:1 【答案】ACD 【解析】 【分析】本題考查串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點，電功率的計算，電熱的計算，應(yīng)用 I-U圖象和歐姆定律 解題。A.由圖象可知，電阻 A、B的I-U圖象是傾斜的直線，則兩個都是定值電阻，當 A兩端 的電壓為3V時，通過它的電流為 0.6A,那么A的電阻3V0.6A5Q故A符合題意;B.導(dǎo)體的電阻是其本身的一種性質(zhì)，其兩端有無電壓，不會影響其電阻的大小，故B不符合題意；C.由圖象可知，電阻 A、B串聯(lián)，電源電壓為 3V時，通過電路的電流應(yīng)該是0.2A,此時A、B兩端的電壓分別為 1.0V和2.0V,根

13、據(jù)P=UI得，各電阻的電功率之比為Pa：Pb=Ua：Ub=1.0V：2.0V=1:2故C符合題意；D.當電阻A、B并聯(lián)在電壓為3V的電源兩端時，由圖象可知，通過兩電阻的電流分別為0.6A和0.3A,根據(jù)Q=UIt得，在5min內(nèi)，兩電阻產(chǎn)生的電熱之比Qa:Qb=Ia:Ib=0.6A:0.3A=2:1故D符合題意。故選ACD 。9 .有許多重大火災(zāi)都是因用電線路連接處接觸不良所造成的，當線路連接處接觸不良時， 該處的電阻將 （減小/增大/不變），在該接觸處就會局部過熱引起升溫，接觸處的 電阻又將隨著溫度的升高而 （減小/增大/不變），從而形成電熱的逐步積累和惡性 循環(huán)，以致引發(fā)火災(zāi).【答案】增大

14、 增大【解析】【分析】【詳解】當線路連接處接觸不良時，該處的電阻會增大；利用焦耳定律分析接觸處局部過熱，而金 屬電阻的阻值隨溫度升高而增大，據(jù)此分析.電路連接處與原來相比，由于接觸不好，電 流通過時受到的阻礙作用增大，因此電阻增大；連接處相對于其他地方電阻增大，根據(jù)焦 耳定律Q=I2Rt,在電流相同、時間相同的情況下產(chǎn)生了更多的熱量，因此導(dǎo)致局部溫度升 高，而金屬導(dǎo)線的電阻隨溫度的升高而增大，電阻增大，產(chǎn)生的熱量更多，溫度升得更 高，以致惡性循環(huán)引發(fā)火災(zāi).10 .電冰箱起動時，與電冰箱并聯(lián)的臺燈變暗。關(guān)于這一現(xiàn)象，下列說法中不正確的是( )A.進戶線中電流變大B.線路中電阻變大C.線路中熱損耗

15、變大D.燈泡兩端的電壓變小【答案】B【解析】【分析】【詳解】A.當使用大功率的電冰箱時，電路中的總功率過大，家庭電路的電壓一定，由P UI可知，干路中的電流變大，故 A正確，不符合題意；B.因電冰箱和臺燈是并聯(lián)的，根據(jù)并聯(lián)電路電阻的特點知，線路中的總電阻變小，故B錯誤，符合題意；2C.干路中的電流變大，由 Q I Rt知，線路中的熱損耗變大，故 C正確，不符合題意；D.因干路中的電流變大，由 U IR知，線路電阻分壓變大，臺燈兩端的電壓變小，所以 臺燈將變暗，故 D正確，不符合題意。故選B。11 .如圖所示，在四個相同水槽中盛有質(zhì)量相等和溫度相同的純水，現(xiàn)將阻值為Ri、R2的電阻絲(R<

16、R2)分別按圖中的四種方式連接放入水槽，并接入相同電源.通電相同時間 后，水溫最高的是A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【詳解】qE可R由串并聯(lián)電路特點可知，串聯(lián)電路電阻越串越大，并聯(lián)電路電阻越并越小；由電路圖及已 知RiR2可知，圖D中電路總電阻最小，四個電路電壓相等，通電時間相等,Do知，D產(chǎn)生的熱量最多，水吸收的熱量越多，水的溫度最高，故選 【點評】電路產(chǎn)生的熱量越多，水吸收的熱量越多，水的溫度越高，由串并聯(lián)電路的特點判斷各電 路的阻值大小、熟練應(yīng)用電功公式是正確解題的關(guān)鍵.12 .小明在一次野炊活動中，將中間剪得較窄的口香糖錫箔紙（可看作導(dǎo)體）接在干電池 正負兩極上取火。如圖所

17、示，錫箔紙較窄處最先燃燒，這是因為長度相同的錫箔紙較窄處 比較寬處的A.電阻小B.電流大C.電壓小D,電功率大【答案】D【解析】【詳解】較窄處更細，橫截面積更小，電阻更大，所以在串聯(lián)電流相等的前提下，根據(jù)公式P I2R可得，較窄處的電功率更大，故ABC不符合題意，D符合題意。13 .如圖甲圖是小燈泡 L和電阻R2的I-U圖象。將小燈泡 L、電阻Ri和R2接入乙圖所示電 路中，電源電壓恒定不變，只閉合開關(guān)S時，電流表示數(shù)為 0.8A;只閉合開關(guān)S3時，小燈泡L的實際功率為1.2W。下列說法正確的是（）A /Aa.只閉合開關(guān)S3時，小燈泡的電阻為 5aB.只閉合開關(guān)Si時，電路總功率為 9.6WC

18、. Ri的電阻為5 aD.所有開關(guān)都閉合，在15s內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為 3200J【答案】C【解析】【分析】 【詳解】由圖知，電阻R2為定值電阻，其阻值為R2 U1 WV- 10QIi 0.4A只閉合開關(guān)Si時，電阻 R與燈L串聯(lián)，電流表測的是整個電路的電流，由甲圖知，當I 0.8A時，燈兩端的電壓為 Ul 4V ,由此可得電源電壓U UR1 Ul 0.8A Ri 4V 當只閉合開關(guān) &時，電阻R2與燈L串聯(lián)，燈消耗的實際功率為i.2W,圖甲知，當UL 2V時，I2 0.6A ,燈消耗的功率為P ULI2 2V 0.6A i.2W入兩端的電壓為U2 I2R2 0.6A i0Q 6V根

19、據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，可知電源電壓為U U 2 U L 6V 2V 8VA.當只閉合開關(guān)S3時，根據(jù)歐姆定律可得I U，可得此時燈L的電阻為RRl 幺二 3.3QI20.6A故A錯誤；B.只閉合開關(guān)Si時，電路中消耗的總功率為P UI 8V 0.8A 6.4W故B錯誤；C.將U值代入得8V 0.8A R1 4V解得R1 5QD.所有開關(guān)都閉合時，Ri和R2并聯(lián)，燈被短路，在 15s內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為2U2 8VQ t15s 288J% %3故D錯誤。故選C。14 . 2019年3月，中國青年科學(xué)家曹原證實了石墨烯在特定條件下的超導(dǎo)性能，取得了國 際超導(dǎo)科研領(lǐng)域的重大突破。利用石墨烯超導(dǎo)的零

20、電阻特性進行遠距離輸電，將實現(xiàn)電能零耗損。其節(jié)能依據(jù)的原理是（）A.牛頓第一定律 B.帕斯卡定律C.歐姆定律D.焦耳定律【答案】D【解析】【分析】利用超導(dǎo)進行遠距離輸電，因為超導(dǎo)體的電阻為零，根據(jù)焦耳定律公式可知，沒有熱量產(chǎn) 生，即沒有內(nèi)能的損耗?！驹斀狻緼.牛頓第一定律是指一切物體在不受力的情況下，將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀 態(tài)，與題無關(guān)，故 A不符合題意；B.帕斯卡定律是指加在密閉液體上的壓強，能夠大小不變地由液體向各個方向傳遞，與題 無關(guān)，故B錯誤；C.歐姆定律是指一段導(dǎo)體通過的電流跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反 比，與題無關(guān)，故 C錯誤；D.焦耳定律是指一段導(dǎo)體產(chǎn)生的

21、熱量跟導(dǎo)體通過的電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻 成正比，跟導(dǎo)體的通電時間成正比；所以當電阻為零時，導(dǎo)體沒有熱量產(chǎn)生，即電能零損 壞，故D正確。故選Do15 .如圖所示，電源電壓為 6V , R 10 , R2 20 , R3 5 。閉合開關(guān)Si后，當R產(chǎn)生的熱量之比是（）S2 , S3全部閉合和全部斷開時，在相同的時間內(nèi)電流通過C. 2 ： 3D. 3 ： 2【詳解】當開關(guān)都閉合時，R3被短路，Ri與R2并聯(lián)，此時Ri兩端的電壓為電源電壓 U。當開關(guān)S 閉合，3、S3全部斷開時，R2被開路，R與R3串聯(lián)，此時Ri Ui 10 2=R3 U35i2則此時Ri兩端的電壓為Ui=-U,則相同的時間

22、內(nèi)電流通過R產(chǎn)生的熱量之比是32QQ'RiU_ U_91 1U43故選B。16 .從產(chǎn)品說明書得知，一臺“ 6V 3W”的迷你型小風(fēng)扇，電動機線圈阻值為0.i Q當小風(fēng)扇正常工作時，則下列說法中正確的A.小風(fēng)扇imin消耗的電能為i8JB.小風(fēng)扇imin將i80J電能轉(zhuǎn)化成機械能C.電動機線圈imin產(chǎn)生的熱量為i.5JD,電動機線圈imin產(chǎn)生的熱量為i5J【答案】C【解析】【詳解】W ,口 ，、一A.由P 1得，小風(fēng)扇imin消耗的電能為：W Pt 3W 60s 180J;故A項錯誤；BCD）.由P UI得，電路中線圈的電流為:3W6V0.5A ；電路中通過線圈的電流為產(chǎn)生的熱量為

23、:Q I2Rt (0.5A)2 0.1Q 60s 1.5J ；所以小風(fēng)扇1min內(nèi)電能轉(zhuǎn)化成的機械能小于180J；故BD項錯誤；C項正確。17.如圖所示電路，電源電壓恒為6V,定值電阻R1為10滑動變阻器 心的規(guī)格為“ 20 a0.5A”，電壓表量程為 03V,電流表量程為00.6A。下列說法正確的是（）RrA.電壓表測量的是電阻 Ri兩端的電壓B.當變阻器R2的滑片P向左移動時，電壓表的示數(shù)變小C.為了保證電路中各元件安全工作，變阻器R2接入電路的阻值范圍是 210 aD.當變阻器 R2接入電路中的阻值是 5 時，通電1min電阻Ri產(chǎn)生的熱量是9.6J 【答案】C【解析】【分析】【詳解】A

24、.由電路圖可知，電壓表是并聯(lián)在R2兩端，測量的是電阻 R2兩端的電壓，故 A錯誤；B.當變阻器R2的滑片P向左移動時，R2電阻增大，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點，R2兩端電壓增大，即電壓表示數(shù)增大，故 B錯誤；.“.，.一 Ui U2.C.由電壓表量程“ 0-3V”，及兩端電壓最大為3V,根據(jù)串聯(lián)分壓的特點，-=-,即Ri R26V 3V 3V10 Q - R2解得R2=10Q,由電流表量程“ 0-0.6A"，電路中最大電流為 0.6A,由滑動變阻器 R2的規(guī)格為“20Q 0.5A',電路中最大電流為 0.5A,綜合以上因素，電路中最大電流為0.5A,則IU .最大一，即R R26V0

25、.5A=；T7一二10Q R2解得R2=2 Q,故變阻器R2接入電路的阻值范圍是 210Q,故C正確；D.當變阻器R2接入電路中的阻值是 5 時，電路中的電流I'R R2 10Q 5Q6V=0.4A通電1min電阻Ri產(chǎn)生的熱量Q=（I')2Rt=(0.4A)2x5ax 1x60s=48J故D錯誤。故選C。18.用電熱水壺?zé)?，若不考慮能量損失和電熱水壺電阻的變化，當它兩端電壓為用16min可燒開一壺水，若它兩端電壓為0.8U時，燒開同樣一壺水所用的時間為（U時,)A. 10min【答案】B【解析】【分析】B. 25minC. 30minD. 40min電熱水壺的原理是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在兩端電壓為U