中考物理焦耳定律的应用问题经典压轴题附详细答案.docx

中考物理焦耳定律的应用问题经典压轴题附详细答案.docx

《中考物理焦耳定律的应用问题经典压轴题附详细答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中考物理焦耳定律的应用问题经典压轴题附详细答案.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

中考物理焦耳定律的应用问题经典压轴题附详细答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题

1．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14400J

D．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=I2Rt=（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。

故选D。

2．如图，电源电压保持不变，R1=10Ω，开关S闭合，S0拔至b时电压表的示数是拔至a时的三分之一，则R2=_____Ω；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

【解析】

【分析】

【详解】

[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．有两个灯泡L1、L2，L1标有“6V、3W”字样，L2没有标记，实验测得L2的电阻为6Ω。

将L1、L2串联接在某一电路中，两灯L1、L2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3W

C．相同时间内，灯L1、L2消耗的电能之比W1﹕W2=1﹕1

D．相同时间内，灯L1、L2产生的热量之比Q1﹕Q2=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

，

则L2两端电压

，

则总电压

，

A正确；

B．根据题意可知，L2的功率为

，

B错误；

C．根据

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。

4．下列关于物理中常见电现象和磁现象的说法中一定正确的是（　　）

A．两个轻质小球放在一起时相互排斥，则两球一定带同种电荷

B．一个开关能同时控制两盏灯，则这两盏灯一定是串联的

C．两盏白炽灯串联通电发光，则更亮一点的电阻一定更大

D．电功率相同的电热水壶和电风扇工作相同的时间，发热一定相等

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】

A．据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”知，两个轻抚小球放在一起相互排斥，则两球一定带同种电荷，故A正确；

B．一个开关同时控制两盏灯，则这两盏灯可能是串联，也有可能是并联，因为两灯并联，开关在干路，则可同时控制两盏灯，故B错误；

C．串联电路中，通过两盏灯的电流相等，据P=I2R得，电阻越大，实际功率越大，则亮度越亮，故C正确；

D．电功率相同的电热水壶和电风扇在额定电压下工作相同时间，消耗的电能相等，但发热是电热水壶的大于电风扇的。

因为电热水壶基本将所有的电能上转化为内能，而电风扇将大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能。

故D错误。

故选AC。

5．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5V

B．R的阻值为15Ω

C．10s内定值电阻R产生的电热为9J

D．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I1=0.3A，此时滑动变阻器的电压

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

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

定值电阻的电阻R

故B正确；

C．10s内定值电阻R产生的电热为

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。

6．下列说法不正确的是（　　）

A．两个用电器组成的电路，通过它们的电流不相等，则它们一定是并联

B．三个用电器组成的电路任意一个损坏都不影响其他用电器，则它们一定是并联

C．家庭电路中若电热水壶被短路，则空气开关一定跳闸

D．功率相同的电风扇和电热水壶正常工作1h，产生的电热一定相等

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．两个用电器组成的电路，只有并联时通过它们的电流才不相等，故A正确，A不符合题意；

B．三个用电器组成的电路任意一个损坏都不影响其他用电器，则它们一定是并联，若其中两个或三个串联，则必须同时工作，故B正确，B不符合题意；

C．家庭电路中若电热水壶被短路，电路中电流过大，则空气开关一定跳闸，故C正确，C不符合题意；

D．功率相同的电风扇和电热水壶正常工作1h消耗的电能相同，但因为电热水壶把电能几乎全部转化成热能，而电风扇主要是把电能转化成机械能，二者产生的电热不同，故D错误，D符合题意。

故选D。

7．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

【解析】

【详解】

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。

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．有许多重大火灾都是因用电线路连接处接触不良所造成的，当线路连接处接触不良时，该处的电阻将_____（减小／增大／不变），在该接触处就会局部过热引起升温，接触处的电阻又将随着温度的升高而_____（减小／增大／不变），从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾．

【答案】增大增大

【解析】

【分析】

【详解】

当线路连接处接触不良时，该处的电阻会增大；利用焦耳定律分析接触处局部过热，而金属电阻的阻值随温度升高而增大，据此分析．电路连接处与原来相比，由于接触不好，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；连接处相对于其他地方电阻增大，根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致局部温度升高，而金属导线的电阻随温度的升高而增大，电阻增大，产生的热量更多，温度升得更高，以致恶性循环引发火灾．

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

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

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

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．如图，电源电压不变，

、

是两个相同的电阻，当闭合开关

，断开

、

，通电10min，电路产生的热量为Q；同时闭合

、

，断开

，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，R1、R2是两个相同的电阻，设

R1=R2=R

由图可知，当闭合开关S1，断开S2、S3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=

×10×60s

闭合S2、S3，断开S1时两电阻并联，总电阻为

，产生相同热量，则

Q=

×t=

×t

×10×60s=

×t

t=150s=2.5min

故选A。

12．电路两端电压增为原来的3倍，电路的电阻降为原来的0.5倍，在相同时间内，电流产生的热量是原来的（）

A．6倍B．9倍C．18倍D．1.5倍

【答案】C

【解析】

【详解】

若原来电压为U、原来电阻为R，通电时间为t，电流产生的热量为

，现在的电压为3U，电阻为0.5R，通电时间为t，电流产生的热量为Q′：

；

故C正确。

13．如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值。

比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（　　）

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乙

【答案】A

【解析】

【详解】

从图中可以看到，这两个灯泡是串联的，流过的电流大小相等，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，根据

可知，

；根据

可知，时间相同，流过的电流大小相同，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，那么

。

故选A。

14．小明在一次野炊活动中，将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸（可看作导体）接在干电池正负两极上取火。

如图所示，锡箔纸较窄处最先燃烧，这是因为长度相同的锡箔纸较窄处比较宽处的

A．电阻小B．电流大C．电压小D．电功率大

【答案】D

【解析】

【详解】

较窄处更细，横截面积更小，电阻更大，所以在串联电流相等的前提下，根据公式

可得，较窄处的电功率更大，故ABC不符合题意,D符合题意。

15．如图甲图是小灯泡L和电阻R2的I-U图象。

将小灯泡L、电阻R1和R2接入乙图所示电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关S1时，电流表示数为0.8A；只闭合开关S3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S3时，小灯泡的电阻为5Ω

B．只闭合开关S1时，电路总功率为9.6W

C．R1的电阻为5Ω

D．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

为定值电阻，其阻值为

只闭合开关S1时，电阻

与灯L串联，电流表测的是整个电路的电流，由甲图知，当

时，灯两端的电压为

，由此可得电源电压

①

当只闭合开关S3时，电阻

与灯L串联，灯消耗的实际功率为1.2W，图甲知，当

时，

，灯消耗的功率为

两端的电压为

根据串联电路电压的特点，可知电源电压为

A．当只闭合开关S3时，根据欧姆定律可得

，可得此时灯L的电阻为

故A错误；

B．只闭合开关S1时，电路中消耗的总功率为

故B错误；

C．将U值代入①得

解得

D．所有开关都闭合时，R1和R2并联，灯被短路，在15s内电路中产生的总热量为

故D错误。

故选C。

16．从产品说明书得知，一台“6V3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω。

当小风扇正常工作时，则下列说法中正确的

A．小风扇1min消耗的电能为18J

B．小风扇1min将180J电能转化成机械能

C．电动机线圈1min产生的热量为1.5J

D．电动机线圈1min产生的热量为15J

【答案】C

【解析】

【详解】

A．由

得，小风扇1min消耗的电能为：

；

故A项错误；

BCD．由

得，电路中线圈的电流为：

；

电路中通过线圈的电流为产生的热量为：

；

所以小风扇1min内电能转化成的机械能小于180J；故BD项错误；C项正确。

17．将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J；若将阻值为10Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20min，电流产生的热量是（　　）

A．1.2×104JB．3.75×102J

C．7.5×102JD．6.0×103J

【答案】A

【解析】

【详解】

将阻值10Ω的电阻丝接入同一电源两端，电源电压一定，设为U，

由

可得：

40Ω电阻丝产生的热量

，

10Ω电阻丝产生的热量

，

则

，

即

，故A正确为答案．

18．用电热水壶烧水，若不考虑能量损失和电热水壶电阻的变化，当它两端电压为U时，用16min可烧开一壶水，若它两端电压为0.8U时，烧开同样一壶水所用的时间为（）

A．10minB．25minC．30minD．40min

【答案】B

【解析】

【分析】

电热水壶的原理是将电能转化为内能，在两端电压为U将水烧开和在0.8U的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据

得出等式，据此求出在0.8U的电压下烧开一壶水需要的时间。

【详解】

烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热水壶的电阻为R，由

可得

所用的时间

故选B。

19．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：

14阅读量：

1314点赞数：

9527

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

【答案】A

【解析】

【详解】

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。

20．如图所示，物理课上李老师给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手。

这是因为

A．电炉丝的电阻比导线的电阻小

B．电流通过导线时没有产生热效应

C．导线中的电流比电炉丝中的电流小

D．导线消耗的电功率比电炉丝消耗的电功率小

【答案】D

【解析】

【详解】

根据焦耳定律

可以知道，当通电时间一样时，电阻大的，电功率大，其产生的热量多，由于电炉丝的电阻远大于与之相连导线的电阻，所以当电炉丝热得发红，而与之连接的导线却没有发热，故选D。