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1、一、初中物理焦耳定律的应用问题1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。2两个发热电阻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=10,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】
2、【详解】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：3为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中，在两地间架设了两根等长的输电线。两根输电线的总电阻为r。已知位于电厂处的两根输电线间的电压为U，输送电能的功率为P，由于电流通过输电线发热会损失电能，该输电线路输送电能的效率为_。（输电效率为用户得到的电能与发电厂输出电能的比值）【答案】【解析】【分析】【详解】由得：通过输电线的电流输电线的总电阻，则输电线上消耗的功率则用户实际得到的电功率则输电线输送电能的效率为所以输电线输送电能的效率为。4将阻值为R甲=40和R乙=10的两
3、个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是_。若将两电阻并联后接在4 V的电源上，1 min内两电阻产生的总热量为_J。【答案】R甲 120 【解析】【分析】【详解】1已知R甲R乙，根据焦耳定律Q=，两个电阻串联后，通过的电流相等，相同时间内，电阻R甲产生热量较多。2两电阻并联，由Q=,I=得，=24J，=96J共产生的热量Q=+=24J+96J=120J5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
4、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
5、转化为内能。故D错误。故选AC。6如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表量程为00.6A。图乙中A、B分别是小灯泡和电阻R1两端的电压随电流变化关系图象。只闭合开关S、S1，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、S3，调节滑片P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10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、S2，滑动变阻器的滑片移至a端时，1.5min电流通过R1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
6、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R1阻值为已知闭合S、S3，调节滑片P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10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，则电源电压为故A不符合题意；B当闭合开关S、S1，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0，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
7、，则额定功率为故B符合题意；C只闭合开关S、S1，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R1两端电压为由于R1为纯电阻，则1.5min电流通过R1产生的热量为故C符合题意；D由于电源电压不变，则由可知，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
8、，若最小功率为1.2W，则此时电路电流为则此时电路总电阻为则小灯泡此时电阻应为RL实=Rmax-R1-R2max=120-40-50=30此时小灯泡分得电压应为UL实=Imin RL实=0.1A30=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
9、的热量少，不能直接判定电阻、电流与电压的大小，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。8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
10、却没有发热，故选D。9如图所示的是探究灯泡灯丝的电阻特性的实验电路，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压2.5V，额定电流0.25A）、电压表V（量程15V，内阻未知）、电流表A（量程0.6A，内阻0.2）、阻值为30的定值电阻R0、滑动变阻器R、恒定电源（电压15V，内阻不计）、开关S、导线若干。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，当电流表的示数为0.55A时，小灯泡L正好正常发光。(1)小灯泡L正常发光时的电阻是多少？(2)此时电压表的示数是多少？(3)通电1min，电流表A消耗的电能是多少？【答案】(1) 10；(2) 6.5V；(3) 3.63J【解析】【分析】【详解】(1)小灯
11、泡L正常发光时的电阻是(2)由图像可知电压表与灯L串联后与定值电阻R0并联，小灯泡L正好正常发光，则电压表与灯L串联支路的电流为0.25A，由并联分流可知，定值电阻R0的电流为0.55A-0.25A=0.3A则两支路的路端电压为由串联分压可知电压表的示数为9V-2.5V=6.5V(3)通电1min，电流表A消耗的电能是答：(1)小灯泡L正常发光时的电阻是10；(2) 电压表的示数为6.5V；(3) 通电1min，电流表A消耗的电能是3.63J。10如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油，阻值不同的电阻丝、。关于此电路说法中正确的是A探
12、究的是电流产生的热量与电压的关系B温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小C通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同D温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少【答案】D【解析】【详解】A实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；B温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B错误；C通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C错误；D本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D正确。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
13、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
14、二次用时36min，带入式子求解可得，t3=20.25min，故选C。122019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【答案】D【解析】【分析】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。【详解】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态，与题无关，故A不符合题意；B帕斯卡定律是指加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液
15、体向各个方向传递，与题无关，故B错误；C欧姆定律是指一段导体通过的电流跟加在导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，与题无关，故C错误；D焦耳定律是指一段导体产生的热量跟导体通过的电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟导体的通电时间成正比；所以当电阻为零时，导体没有热量产生，即电能零损坏，故D正确。故选D。13从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1。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18JB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1.5JD电动机线圈1min产生的热量为15J【答案】C【解
16、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。14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，
17、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。15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
18、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。16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
19、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（ ）A10minB25minC30minD40min【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。17两根导线的电阻之比是3:4，通过的电流之比是4:3，在相同时间内两根导线中产生的热量之比为（ ）A1:1B4:3C3:4D16:9【答案】B【解析】【分析】【详解】由题意可知，由
20、QI2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比故选B。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26.25JD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
21、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，电源电压不变，、是两个相同的电阻，当闭合开关，断开、，通电
22、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（）A2.5minB10minC20minD40min【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=1060s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=t1060s=tt=150s=2.5min故选A。20如图(甲)所示，两电热丝R1与R2并联， R120，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A1和电流表A2表盘指
23、针均指如图(乙)所示位置，则以下判断不正确的是（ ）AR1: R25：1B电源电压是10 VCR2的电功率是20WDR1工作2分钟所放出的热量为600J【答案】A【解析】【详解】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03A，分度值为0.1A，干路电流I=2.5A，电流表A2的量程为00.6A，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；CR2的电功率：，故C正确，不符合题意；DR1工作2分钟所放出的热量：，故D正确，不符合题意。
