2020-2021中考物理易错题精选-焦耳定律的应用问题练习题含答案.pdf

一、初中物理焦耳定律的应用问题1.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PUI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；2C.干路中的电流变大，由QIRt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UIR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Bo2.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Q,正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是J。50乃七恪1OROU1OROU华电用I2OVI2OV033033【答案】552.64510【解析】【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PU2U2/可得电热丝的电阻:R%热丝55；220V880WP电热丝P热PM1000W120W880W;P2电热丝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:QWPRI880W560s2.64105JO3.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0.1Q则小风扇正常工作2min电动机线圈产生的热量为【答案】3Jo【详解】电路中线圈的电流为P3WI0.5AU6V电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q=I2Rt=(0.5A)2X0.1QX2X60s=3J4.电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内能。若一台玩具电动机接在6V的电源两端，使其正常转动时，通过电动机中的电流为0.3A;短暂地卡住电动机转轴，使其不能转动，通过电动机中的电流为3A。则这台电动机线圈的电阻为Q,正常转动时的效率是。【答案】290%【解析】【分析】【详解】1电动机转轴卡住时电流为3A,故电动机线圈电阻为R=U=6V=2QI3A2设电动机正常运转时，在t时间内消耗的电能为W=UIt=6VX0.3At在t时间产生的热量为Q=I2Rt=(0.3A)2X2QXt电动机正常运转时的效率WWW W-Q6V0.3At-0.3A22Qt中二=90%6V0.3At5.两定值电阻RA和R中的电流与其两端电压的关系如图所示，若将两电阻串联在电压为3V的电源两端，电路的总功率为W,通电一段时间后，RA和RB产生的热量之比是【解析】【分析】【详解】由图象知,根据R，电阻U=3V时，IA=0.6A,IB=0.3A,-U3VRAcUIA0.6A3V5,RB两电阻串联时，电路总电阻IB0.3A10,R=RA+RB=5Q+10Q=15Q电路总功率2_2U(3V)P-0.6W；A、B两电阻串联流过它们的电流I相等，通电一段时间产生的热量之比R15QAI2RAtRA51QBI27tRB1026.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AB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SS1,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Ri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【答案】【答案】BC【解析】【分析】【详解】zA.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Ri阻值为cUi4VR=40Ii0.1A已知闭合S、S3,调节滑片巳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女子为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UULU1U2=2V+0.2A40+0.2A10=12V故A不符合题意；B.当闭合开关S、S,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0Q,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,则额定功率为%U额I额12V0.5A=6W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UR2max2max10V“=500.2A40Ri电流通过U1由于Ri为纯电阻，则1.5min4050R产生的热量为24812V=V9竺V91.540故C符合题意;60s=64JD.由于电源电压不变，则由PU可知，当电路阻值最大时，电路总功率最小，则闭R1.2W,则合开关S、S3,滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大，功率最小，若最小功率为此时电路电流为Imin则此时电路总电阻为PminU1.2W=0.1A12V12VImin则小灯泡此时电阻应为=1200.1AR实=Rmax-Ri-R2max=120M00-50Q=30Q此时小灯泡分得电压应为UL实=IminRL实=0.1AX30Q=3V但由乙图可知，当小灯泡电流为合题意。故选BCo0.1A时，小灯泡两端电压不足2V,前后冲突，故D不符7.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8.三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，故心、）A正确，A不符合题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。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；8.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.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0.20、阻值为30的定值电阻飞、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？通电1min,电流表A消耗的电能是多少?【答案】(1)10R(2)6.5V;(3)3.63J【解析】【分析】【详解】(1)小灯泡L正常发光时的电阻是U额_2.5V口-0.25A(2)由图像可知电压表与灯与灯L串联支路的电流为10QL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0.25A,由并联分流可知，定值电阻Ro的电流为0.55A-0.25A=0.3A则两支路的路端电压为Uo=IoRo0.3A30Q_9V由串联分压可知电压表的示数为9V-2.5V_6.5V通电1min,电流表A消耗的电能是22QIRAt0.55A0.2Q60s=3.63J答：(1)小灯泡L正常发光时的电阻是10Q;(2)电压表的示数为6.5V；通电1min,电流表A消耗的电能是3.63J。10.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Q|2RtPt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。11.如图所示电路，电源电压恒为6V,定值电阻R1为10Q,滑动变阻器R2的规格为“20a0.5A”，电压表量程为03V,电流表量程为00.6Ao则(A.电压表测量的是电阻Ri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210aD.当变阻器R2接入电路中的阻值是8时，通电imin电阻Ri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，Ri与R2串联，电压表测R2两端的电压，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Ri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Ri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，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据QI2Rt求出imin电阻Ri产生的热量。【详解】A.由电路图可知，Ri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“20Q0.5A,所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A,电6V0.5A路的最小电阻是滑动变阻器接入电路中的最小电阻i2QR小RRii2Qi0Q2Q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i0Q,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RRR2i0Q8Qi8Q此时电路中的电流6V18Q通电1min电阻Ri产生的热量QIR1t(A)10Q160s3故D错误。故选C。21266.7J12.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R、R20关于此电路说法中正确的是温度计A.探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。13.以下原理与应用上下对应正确的是（AB扬声器扬声器麦克风麦克风C.D.电风扇电风扇【答案】C【解析】【分析】【详解】A.原理为电磁感应原理；扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用，故B.原理为通电导体在磁场中受力的作用；麦克风是利用电磁感应原理，故C.原理为电流的磁效应即电流周围存在磁场；电铃是利用电流的磁效应，使电磁铁吸引衔铁击打铃盖发出声音，故C正确;D.原理为电流的热效应，电流做功将电能转化为内能；电风扇是利用电流做功将电能转A错误;错误;B化为机械能，故D错误。故选Co14.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【答案】D【解析】【分析】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。【详解】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。15.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0.1Q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【解析】【详解】WmA.由P1得，小风扇1min消耗的电能为:WPt3W60s180J；故A项错误；BCD.由PUI得，电路中线圈的电流为：3W0.5A；6V_2_，_、2_一电路中通过线圈的电流为产生的热量为:QIRt(0.5A)0.1Q60s1.5J;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。16.如图所示是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1，保护电阻R为4Q,当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V,则()A,电路中的电流为4A,电源电压为6VB,电动机的功率为16W,它两端的电压为4VC.1min在电阻R上产生的热量是60J,电动机线圈产生的热量是120JD.电动机工作时将电能转化为机械能，若将儿阻R换成滑动变阻器，可调节电动机的转速【答案】D【解析】【分析】【详解】由电路图中可知，电动机与保护电阻串联，电压表V1测量电源电压；电压表V2测量保护电阻R两端的电压UR2V4Q=0.5AA.由题意可知，闭合开关后，电阻R两端的电压为2V,则通过电阻R的电流因为串联电路电流处处相等，电路中的电流为0.5A,故A不符合题意；B.电压表VI测量电源电压，则结合题中数据可知，电源电压为6V,因为串联电路总电压电压各用电器电压之和，所以电动机的电压为UM=U-UR=6V-2V=4V电动机的功率为PM=UMI=4VX0.5A=2W故B不符合题意；C.1分钟在电阻R上产生的热量Q=I2Rt=(0.5A)2x4ax60s=60J1分钟电动机线圈产生的热量是2QI2Rt0.5A1Q60s=15J故C不符合题意；D.电动机工作时把电能转化成机械能，将电阻R换成滑动变阻器，可以调节电路中电流的大小，从而起到调节电动机转速的作用，故D符合题意。故选D。17.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U2一壶水消耗的电能相等，根据WUItU-t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WU2-UItt可得R0.8UtR所用的时间tJ0.8U故选Bo116min25min0.6418.如图电路，电源电压为12V且保持不变，闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V;当，t片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V,在10s内定值电阻RI产生的热量为36J。则下列结果正确的是（）RiRiaRbaRb-1|/1SA.电路中的最大电流为1AB.滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60JC.R先后两次消耗的电功率之比为16:9D.滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8:1【答案】C【解析】【分析】【详解】A.根据电路图可知，定值电阻RI与滑动变阻器R串联，电压表测R两端电压。根据串联电路分压原理知，滑片从中点到b端时，R连入阻值增大，它分得电压增大，即电压表示数增大了2V,此时电压表示数为4V+2V=6V,所以定值电阻Ri两端的电压UI=U-UR=12V-6V=6V由Q=Ut可得R4-2(6V)Qit=()x10s=6Q此时电路中的电流60JIiUi6V1A6Q当滑片在a点时，电路是只有R工作的简单电路，此时电路中电阻最小，电流最大，电路中的最大电流I最大=2A故A错误；U12VRi6QB.滑片在中点时，电路中的电流I=Ii9s内滑动变阻器R消耗的电能WF=UR/It=4VXAX9s=48JUUR/i2V4V4=-AR6Q343故B错误;C.由P=UI可得,Ri先后两次消耗的电功率之比FT(UUR/RUili故C正确;4I(i2V4V)-A_=3_6ViA,，、D.由片UI可得,R先后两次消耗的电功率之比PUiPR=UR4II故D错误。故选CoI_4V-A_86ViA919.小明同学在活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴。他将一金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置效果最明显（）悻生电悻生电/A.a点B.b点C.c点D.都一样【答案】【答案】A【解析】【详解】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积，由图可知a点横截面积最小，故a的电阻最大，a、b、c是串联的，电流相同，根据QI2Rt可知，在相同时间内a产生的热量多，故放在a点效果最明显。故选Ao20.如图是科技小组为养鸡场设计的调控光照和室温设备的电路图。此设备的作用是，夜晚对鸡舍内加温，同时增大光照量，白天只进行适当保温，不进行灯光照射，可增大鸡的产蛋量。电路图中Ri、R2,是电热丝，L为照明灯泡（L的电阻不随温度变化），2RiR2R。Si、S2,同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求。开关S闭合时，下列说法错误（）A.Si、S2同时断开时，设备运行处于白天用电状态B.Si、S2同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态C.Si、S2同时断开时，在相同时间内和产生的热量之比为2：1D.Si、S2同时闭合时，若电流表示数为6A,则的实际功率为880W【答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】S闭合，Si、&同时断开时，Ri、R2组成串联电路，灯泡L断路不发光，且电路中的电阻最大，由公式P可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天在相同时RQ：Q212RtI2R2tR:R21：2U2间内Ri、心产生的热量之比开关sS1、S2同时处于闭合状态，R2被短路，R1和灯泡L组成并联电路，灯泡L发光，且U2,，一，一电路中的电阻最小，由公式P可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以R是晚上，因为IU,所以R所以因为Ri=6A所以因为所以故选CoR：RL1：2Ii：ILRL：RI2：1Ii=4AI2=2AULU1U220V1220V4A880WRUI