物理物理 焦耳定律的应用问题的专项 培优 易错 难题练习题附详细答案Word文件下载.docx

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若电源电压为3V，当开关S0拔至b时，R1在10min内产生的热量是_____J。

【答案】2060

【分析】

[1]闭合开关S，开关S0拨至b时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压；

闭合开关S，开关S0拨至a时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且开关S0拨至b时电压表示数是拨至a时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比

因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝可得，两电阻的阻值之比

则R2的阻值

R2＝2R1＝2×

10Ω＝20Ω

[2]若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的电流I＝＝0.1A

R1在10min内产生的热量

Q1＝I2R1t＝（0.1A）2×

10Ω×

600s＝60J

3．一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×

10490.9%

已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据公式Q=I2Rt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=I2R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=I2Rt=（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=I2R=（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%．

4．两个发热电阻R1:

R2=1:

4,当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1:

U2=_____；

已知R1=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：

4200

两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据得，R1、R2两端的电压之比：

；

已知，则

根据得两个电阻在100s内产生的热量为：

．

5．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

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。

6．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

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。

7．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

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。

8．新的国家标准对延长线插座配用的导线横截面积要求做了修改，额定电流16A的延长线插座，导线最小横截面积由1mm2提升到1.5mm2。

这样做的目的是

A．增大导线的电阻B．减小通过导线的电流

C．增大导线上的电压D．减小导线的发热功率

当材料、长度相同时导体的电阻跟横截面积成反比，将导线最小横截面积由1mm2提升到1.5mm2，从而减小导线的电阻，根据焦耳定律知道，当通电时间一定时，电阻越小，导体产生的热量越少，因此这样做可以减小导线发热的功率，故选D。

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】20Ω18J

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：

IL=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:

IR=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A，

由I=U/R得,电阻:

R=U/IR=6V/0．3A=20Ω；

通电1min电阻R产生的热量：

Q=W=UIRt=6V×

0．3A×

10s=18J。

10．如图（甲）所示，两电热丝R1与R2并联，R1＝20Ω，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A1和电流表A2表盘指针均指如图（乙）所示位置，则以下判断不正确的是（）

A．R1:

R2＝5：

1B．电源电压是10V

C．R2的电功率是20WD．R1工作2分钟所放出的热量为600J

由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1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A1的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I=2.5A，电流表A2的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，通过R1的电流I1=0.5A，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流：

，

因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，电源的电压：

故B正确，不符合题意；

A．则R2的阻值：

则

故A错误，符合题意；

C．R2的电功率：

故C正确，不符合题意；

D．R1工作2分钟所放出的热量：

故D正确，不符合题意。

11．根据以下新闻信息，下列选项正确的是

材料和测试>

行业动态>

新闻正文

石墨烯也能变成绝缘体？

会产生什么样颠覆性影响？

发布者：

甄可信时间：

2019/5/2013：

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石墨烯又称单层墨，仅由一层碳原子组成，石墨烯是目前世界上最薄最坚硬的纳米材料，它的熔点超过3000℃，它具有优良的导热性，而且由于它特殊的电子结构，电阻会随着光照程度改变，在功能上比硅覆盖面更广更优秀，有可能代替硅成为新的半导体材料，近些年来科学家一直致力于挖掘石墨烯更多隐藏的性质，近日英国曼斯特大学的科学家们在《NATURE》上撰文，描述了他们用两块硝酸硼和两块石墨烯组装成一个“巨无霸汉堡”，这是科学家们首次将一般为半导体的石墨烯变成绝缘体……

A．石墨烯将来可以顶替硅制作光敏电阻

B．石墨烯所制作的半导体导电性好，电阻可以为零

C．电热丝如果用硝酸硼和石墨烯组装而成的绝缘体材料制作，能产生更多的热量

D．因为石墨烯有优良的导热性，所以石墨烯适合用来制成保温隔热材料

A．由文章内容可得，石墨烯电阻会随着光照强度改变，因此可以顶替硅制作光敏电阻，故A选项正确；

B．半导体材料是指其导电性能会随外界条件改变而改变，电阻并不可以为零，故B选项错误；

C．用绝缘材料制作电阻丝，通过电流极小，根据公式可知，无法产生很大的热量；

故C选项错误；

D．石墨烯有良好的导热性，因此热量容易散失，不适合用来制作保温隔热材料，故D选项错误。

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

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．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

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。

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。

14．2019年3月，中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能，取得了国际超导科研领域的重大突破。

利用石墨烯超导的零电阻特性进行远距离输电，将实现电能零耗损。

其节能依据的原理是（　　）

A．牛顿第一定律B．帕斯卡定律C．欧姆定律D．焦耳定律

利用超导进行远距离输电，因为超导体的电阻为零，根据焦耳定律公式可知，没有热量产生，即没有内能的损耗。

A．牛顿第一定律是指一切物体在不受力的情况下，将保持静止状态或匀速直线运动状