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1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1如图所示，电源电压为，。闭合开关后，当，全部闭合和全部断开时，在相同的时间内电流通过产生的热量之比是（ ）A49B94C23D32【答案】B【解析】【分析】【详解】当开关都闭合时，R3被短路，R1与R2并联，此时R1两端的电压为电源电压U。当开关S1闭合，S2、S3全部断开时，R2被开路，R1与R3串联，此时则此时R1两端的电压为U1U，则相同的时间内电流通过产生的热量之比是故选B。2家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是_，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是_J。【答案】55 2.64105 【解析】【
2、详解】(1)1由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率：；并联电路中各支路两端的电压相等，由可得电热丝的电阻：；2电吹风正常工作且吹热风时，5分钟内电流通过电热丝产生的热量：。3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。只闭合开关S1和S3，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只闭合开关和，定值电阻R和灯泡L并联接在电
3、路中，定值电阻R两端的电压那么电阻R在100 s产生的热量是2电路在工作状态下整个电路消耗的功率最小，根据可知，要求总电阻最大；灯泡L的电阻是当电阻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S2，这种情况下电路消耗的最小功率是4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6。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9VB灯L2的额定功率为3WC相同时间内，灯L1、L2消耗的电能之比W1W2=11D相同时间内，灯L1、L2产生的热量之比Q1Q2=2
4、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。5在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，则（）A甲的电阻一定比乙的小B通过甲的电流一定比乙的小C甲两端的电压一定比乙的小D甲消耗的电功率一定比乙的小【答案】D【解析】【分析】【详解】由焦耳定律可知电热丝产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关。ABC仅知道通电时间相同、电热丝甲放出的热量少，不能直接判定电阻、电流
5、与电压的大小，故ABC不符合题意；D在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，即电热丝甲消耗的电能较少，根据可知，甲的功率小，故D符合题意。故选D。6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，
6、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。7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
7、动机线圈的电阻是0.5，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=I2Rt=(5A)20.560s=750J故C错误；D电动机正常工作1min，消耗的电能为W=UIt=48V5A60
8、s=14400J故D正确。故选D。8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（）AU甲U乙，Q甲Q乙BU甲U乙，Q甲Q乙CU甲U乙，Q甲Q乙DU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。9小明将线圈电阻为4.84的电动机接人220V的家庭电路中，关闭其它用电器
9、，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 【解析】【分析】【详解】1电动机在这段时间内消耗的电能为 2根据公式可以求出电动机线圈的电流为电动机线圈产生热量为10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5B只闭合开关S1时，电路总功率为9.6WCR1
10、的电阻为5D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 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
11、为故D错误。故选C。11如下图所示，当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，定值电阻R产生热量Q用时是9min；当滑片P滑至b端时，定值电阻R产生相同热量Q的用时是36min，当滑片P滑至ab的中点时，若定值电阻R再产生热量Q的用时是（ ）A20.5minB20.05minC20.25minD22.25min【答案】C【解析】【详解】当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，电路为R的简单电路，产生热量等于消耗电能，则可由得，产生热量Q所用时间为当滑片P滑至b端时，电路为R与整个滑动变阻器串联电路，根据串联分压定律可求R两端电压为产生热量等于消耗电能，则可由得，产生热量Q所用时间为当滑片P滑至ab的中点时，电路
12、为R与变阻器串联电路，此时滑动变阻器接入阻值为总阻值的一半，根据串联分压定律可求R两端电压为产生热量等于消耗电能，则可由得，产生热量Q所用时间为由于第一次用时9min，第二次用时36min，带入式子求解可得，t3=20.25min，故选C。12将阻值为40 的电阻丝接在电源两端，通电10 min，电流产生的热量是1.5103 J；若将阻值为10 的电阻丝接入同一电源的两端，通电20 min，电流产生的热量是 ()A1.2104 JB3.75102 JC7.5102 JD6.0103 J【答案】A【解析】【详解】将阻值10的电阻丝接入同一电源两端，电源电压一定，设为U，由可得：40电阻丝产生的热
13、量 ，10电阻丝产生的热量 ，则，即，故A正确为答案13下列表述不正确的是（）A两灯串联在 220V 的电路中，甲灯较亮B细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，则两球一定带同种电荷C验证焦耳定律实验中，装置通电一分钟后，右管中的液面较高D每消耗 的电能，电能表上的转盘转过3000 转【答案】A【解析】【分析】【详解】A由图可知 ，甲乙两灯额定电压相同，由得甲乙两灯串联在电路中，所以电流相等，由 得灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，所以乙灯较亮，故A错误，A符合题意；B细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，两球相互排斥，则两球一定带同种电荷，故B正确，B不符合题意；C装置通电一分钟后，由焦耳定律可知，右侧
14、电阻较大，产生的热量较多，所以右管中的液面较高，故C正确，C不符合题意；D由表上的信息可知，每消耗 的电能，电能表上的转盘转过3000 转，故D正确，D不符合题意。故选A。14如图所示是电热吹风机的内部电路原理图，电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成。电动机中有电流通过时会有风吹出，电热丝中有电流通过时会有热量产生。当开关S1、S2都闭合，二者都正常工作，下列说法不正确的是（）A电动机和电热丝在相同时间内产生的热量不同B电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能不同C电动机和电热丝消耗的电功率相同D电动机消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能【答案】C【解析】【分析】【详解】A电动机与
15、电热丝电阻与电流均不同，根据可得，两者在相同时间内产生的热量不同，故A正确，不符合题意；B电动机和电热丝并联，两者电压相同，但电流不同，根据公式可得两者相同时间内消耗的电能不同，故B正确，不符合题意；C电动机和电热丝两端的电压相同，但电流不同，根据可得，两者电功率不同，故C错误，符合题意；D电动机主要是将电能转化为机械能，少部分电能转化为内能，故D正确，不符合题意。故选C。15甲、乙两个容积相等的电热水器，接在照明电路上，甲的电热丝阻值为，乙的电热丝阻值为，将它们都盛满温度相同的冷水后接入家庭电路中，通电6min后乙电热水器中的水被烧开，则甲电热水器将水烧开需要的时间为（ ）A4 minB6
16、minC8 minD10 min【答案】D【解析】【分析】【详解】由题意可知容积相等即水的质量相等，接入家庭电路中即工作电压相等，水都烧开即升高温度相同，则水吸收热量相等，由公式可知、，由这两个式子化简可得故选D16如右图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后（两容器都不向外放热），下列说法正确的是（ ）A两容器中电阻产生的热量相同B右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍C右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍D右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍【答案】C【解析】【分析】根据焦耳定律判断两容器中电阻产生热量的多少，产生的热量越多，空
17、气吸收热量越多，U形管中液柱越高；电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想。【详解】A由图示可知，两个电阻丝是串联的，电流相同，电阻不同，所以相等的时间内产生的热量是不相同的，故A错；BCD右边容器中的电阻是左边容器电阻的二倍，所以右边容器中产生的热量是左边容器产生热的二倍，由于两个器中空气的质量相同，故可得右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍，故C正确、BD错误。应选C。17两盏电灯并联接在同一电源上甲灯的电阻为500,乙灯的电阻为1200.在相同的时间内A甲灯消耗的电能多B乙灯消耗的电能多C甲、乙两灯消耗
18、的电能一样多D无法判断【答案】A【解析】【分析】【详解】两盏电灯并联接在同一电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，甲灯的电阻小，工作相同的时间，由W=UIt=可知，甲灯消耗的电能多，故A正确、BCD错误，故选A。18在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A电源电压为5VB电路允许的最大功率为1WC小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为26
19、.25JD再串联一个3的电阻后，R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全【答案】D【解析】【分析】【详解】该电路为串联电路，滑片P由最右端向左移动，V2示数减小，说明V2测滑动变阻器两端电压，则当电流为0.1A时，R1两端电压为R1阻值表达式为当电流为0.25A时，R1两端电压为R1阻值表达式为联立解得R1=5U=4.5VA由上述分析可知，电源电压为4.5V，故A错误；B小灯泡正常工作时，电路最大电流为0.25A，则电路允许的最大功率为故B错误；C小灯泡正常发光时，电流为0.25A，定值电阻R1在1min内产生的热量为故C错误；D当滑动变阻器阻值为0时，再串联一个3的电阻后，当小灯泡正常发光
20、时，电流为0.25A，两定值电阻分得电压为则灯泡两端电压为为灯泡正常发光时的电压。故D正确。故选D。19如图所示电路，电源电压恒为6V，定值电阻R1为10，滑动变阻器R2的规格为“20 0.5A”，电压表量程为03V，电流表量程为00.6 A。则（）A电压表测量的是电阻R1两端的电压B当变阻器R2的滑片P向左移动时，电压表的示数变小C为了保证电路中各元件安全工作，变阻器R2接入电路的阻值范围是210D当变阻器R2接入电路中的阻值是8时，通电1min电阻R1产生的热量是53.3J【答案】C【解析】【分析】(1)根据电压表的正确使用判断所测的电路元件；(2)由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R
21、2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变化；(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中最大阻值，从而得出答案；(4)当变阻器R2接入电路中的阻值是8时，根据电阻的串联和
22、欧姆定律求出电路中的电流，根据求出1min电阻R1产生的热量。【详解】A由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，故A错误；B由电路图可知，滑动变阻器滑片右侧接入电路，当变阻器R2的滑片P像左移动时，接入电路的电阻增加，电压表的示数变大，故B错误；C因为滑动变阻器R2的规格为“200.5A”，所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A，电路的最小电阻是滑动变阻器接入电路中的最小电阻当电压表的最大测量值为3V时，滑动变阻器接入的电阻最大，为10，故C正确；D当变阻器R2接人电路中的阻值是8时，电路的总电阻此时电路中的电流通电1min电阻R1产生的热量故D错误。故选C。20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。
