1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問(wèn)題1 下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是A.電冰箱B.電飯鍋C.電視機(jī)D.電風(fēng)扇【答案】 B【解析】【詳解】A.電冰箱的壓縮機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能，故A不符合題意；B.電飯鍋把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作的，故B符合題意；C.電視機(jī)主要是把電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，沒(méi)有利用電流熱效應(yīng)，故C不符合題意；D.電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作，故D不符合題意。2. 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，兩端的電壓為220V,通過(guò)線圈的電流為10A,若此線圈的電阻為2Q,則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是 J,這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率是 .【答

2、案】1.2X140 90.9%【解析】【分析】【詳解】已知線圈的電阻和通過(guò)的電流以及通電時(shí)間，根據(jù)公式Q=I2Rt 可求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量已知電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和通過(guò)的電流，根據(jù)公式P=UI 可求電動(dòng)機(jī)的總電功率；再根據(jù)公式p=i2r計(jì)算線圈消耗的功率，總功率減去線圈消耗的功率就是電動(dòng)機(jī)的輸出功率，輸出功率與總功率的比值就是這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率( 1 )這臺(tái)電動(dòng)機(jī)1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt= (10A) 2X2QX 60s=1.24J 10( 2 )電動(dòng)機(jī)的電功率：P總=UI=220VX 10A=2200皿線圈消耗的功率：P 圈=I2r= (10A) 2x 20=200W輸出

3、功率：P 出=P P 圈=2200W-200W=2000W ,這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率：刀=國(guó)/ P 總=2000W/2200W=90.9%.3.小剛用如圖甲所示電路來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系，閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P從 a 端移至 b 端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示，由圖象可知定值電阻R1 的阻值是 Q.實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓保持5 V不變，當(dāng)滑片P位于a端時(shí)，由圖象可得滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是 W此時(shí)，電阻 R在10 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 J.甲【答案】10 0.4 60【解析】【分析】 【詳解】當(dāng)P在b端時(shí)R=0O,此時(shí)電壓示數(shù)和電流示數(shù)最大，且均為 R1的數(shù)據(jù)，所以R1的阻值Uq 5

4、V為：Ri =旦一=10Q當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移到a端時(shí)，e兩端電壓U2=U總-U1=5V-I 0.5A1V=4V,由圖象知，當(dāng) R的電壓是1V時(shí)，電流為0.1A,根據(jù)串聯(lián)電路的電流處處相等， .I2=I1=0.1A,P2=U2l2=4VX 0.1A=0.4W Q1=W1=U1lt=1V X 0.1A X 600s=60J4.小明將線圈電阻為 4.84 的電動(dòng)機(jī)接人220V的家庭電路中，關(guān)閉其它用電器，只讓電 動(dòng)機(jī)工作時(shí)，觀察到他家標(biāo)有2000imp/(kW.h)的電能表3min內(nèi)閃爍了 100次，則電動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為 kW.h,電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生 J的熱量?！敬鸢浮?.05 1.8 1

5、04【解析】【分析】【詳解】1電動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為n100W kW h= kW h 0.05kW hn020002根據(jù)公式 W UIt可以求出電動(dòng)機(jī)線圈的電流為W 0.05 3.6 1 06J 100IAUt 220V 3 60s22電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生熱量為-210024Q I 2Rt (A) 2 4.84 Q 180s=18000J=1.8 104J225.為了將發(fā)電廠的電能輸送到遠(yuǎn)處的用戶(hù)家中，在兩地間架設(shè)了兩根等長(zhǎng)的輸電線。兩根輸電線的總電阻為r。已知位于電廠處的兩根輸電線間的電壓為 U,輸送電能的功率為 P, 由于電流通過(guò)輸電線發(fā)熱會(huì)損失電能，該輸電線路輸送電能的效率為 。(輸電

6、 效率為用戶(hù)得到的電能與發(fā)電廠輸出電能的比值)rP【答案】1 5U2【解析】【分析】【詳解】由P UI得：通過(guò)輸電線的電流輸電線的總電阻R r ,則輸電線上消耗的功率2 P 2P員耗I R (1)P2r則用戶(hù)實(shí)際得到的電功率則輸電線輸送電能的效率為所以輸電線輸送電能的效率為rP2 °U2P員耗PP小U2PP2rPrU26 .從產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)得知，一臺(tái)“ 6 V 3 W”的迷你型小風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)線圈阻值0.1 Q則小風(fēng)扇正常工作2min電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為 ，【答案】3【解析】【分析】【詳解】電路中線圈的電流為P 3WIU 6V電路中通過(guò)線圈的電流為產(chǎn)生的熱量為0.5AQ=I2Rt=(0.

7、5A) 2X 0.1 X 2X 60s=3J7 .如圖所示當(dāng)甲電路中的開(kāi)關(guān) S閉合時(shí)，兩個(gè)電壓表所選量程不同，測(cè)量時(shí)的指針位置均為如圖乙所示，則電阻 R1兩端的電壓為 V, R1 ： R2=,當(dāng)電阻R1、R2并聯(lián)在電路中時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)R1、R2所產(chǎn)生的熱量之比Q1 : Q2=【答案】10 4: 1 1: 4【解析】【詳解】12從圖甲可以看到，開(kāi)關(guān) S閉合時(shí)，電壓表 Vi測(cè)的是電源電壓，示數(shù)較大，電壓表V2測(cè)的是Q兩端的電壓，示數(shù)較小，因?yàn)闇y(cè)量時(shí)的指針位置均為如圖乙所示，那么電壓表ViRi兩端的電壓為i2.5V -2.5V i0VUi i0VIIU22.5VIIi0V 2.5V 一:

8、4:i的量程應(yīng)該是0到15V,它的讀數(shù)是12.5V,電壓表V2的量程應(yīng)該是0到3V,它的讀數(shù)是 2.5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，電阻U1 U -U2電阻Ri大小是Ri電阻R2大小是R2那么3當(dāng)電阻Ri、R2并聯(lián)在電路中時(shí)，R、R2兩端的電壓是相同的，在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)Ri、R2所產(chǎn)生的熱量之比是22八八 u2 u2 i iQi： Q2t:t 一：R2： Rii：4RRRi R28.將阻值為R甲=40 Q和R乙二i0 Q的兩個(gè)電阻串聯(lián)后接在電源上，相同時(shí)間內(nèi)，兩電阻中 產(chǎn)生熱量較多的是 。若將兩電阻并聯(lián)后接在4 V的電源上，i min內(nèi)兩電阻產(chǎn)生的總熱量為 Jo【答案】R甲i20【解析】

9、【分析】【詳解】i已知R甲R(shí)乙，根據(jù)焦耳定律 Q=I2Rt ,兩個(gè)電阻串聯(lián)后，通過(guò)的電流相等，相同時(shí)間 內(nèi)，電阻R甲產(chǎn)生熱量較多。2兩電阻并聯(lián)，由 Q=I2Rt,I=U得，R2,22.2U t 4V 60sU t 4V 60sQ 甲=24J, Q =96JR 40 Q改 i0Q共產(chǎn)生的熱量Q=Q 甲 + Q =24J+96J=i20J9 .有許多重大火災(zāi)都是因用電線路連接處接觸不良所造成的，當(dāng)線路連接處接觸不良時(shí)， 該處的電阻將 （減小/增大/不變），在該接觸處就會(huì)局部過(guò)熱引起升溫，接觸處的 電阻又將隨著溫度的升高而 （減小/增大/不變），從而形成電熱的逐步積累和惡性 循環(huán)，以致引發(fā)火災(zāi).【答

10、案】增大 增大【解析】【分析】【詳解】當(dāng)線路連接處接觸不良時(shí)，該處的電阻會(huì)增大；利用焦耳定律分析接觸處局部過(guò)熱，而金 屬電阻的阻值隨溫度升高而增大，據(jù)此分析.電路連接處與原來(lái)相比，由于接觸不好，電 流通過(guò)時(shí)受到的阻礙作用增大，因此電阻增大；連接處相對(duì)于其他地方電阻增大，根據(jù)焦 耳定律Q=I2Rt,在電流相同、時(shí)間相同的情況下產(chǎn)生了更多的熱量，因此導(dǎo)致局部溫度升 高，而金屬導(dǎo)線的電阻隨溫度的升高而增大，電阻增大，產(chǎn)生的熱量更多，溫度升得更 高，以致惡性循環(huán)引發(fā)火災(zāi).10 .兩定值電阻RA和Rb中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示，若將兩電阻串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端，電路的總功率為 W,通電一段時(shí)

11、間后， R和自產(chǎn)生的熱量之比是【解析】 【分析】【詳解】由圖象知,U=3V 時(shí)，Ia=0.6A,Ib=0.3A,Ra3VIa0.6A3V0.3A10 ，兩電阻串聯(lián)時(shí)，電路總電阻R=Ra+Rb=5 Q +10Q =1Q電路總功率U2- 2(3V)150.6W ；A、B兩電阻串聯(lián)流過(guò)它們的電流 I相等，通電一段時(shí)間產(chǎn)生的熱量之比一_2 _，QaI2RAtRa512QbI27tRb10211 .小明同學(xué)在活動(dòng)課上表演了一個(gè)小魔術(shù)：用金屬片點(diǎn)燃火柴。他將一金屬片接在學(xué)生 電源上（如圖所示），則將火柴放在哪個(gè)位置效果最明顯（）Q乙，以下關(guān)系式中正確的是A. U甲二U乙,Q甲二Q乙C. U甲 U乙,Q甲

12、Q乙B. U甲 U乙D. U甲U乙Q甲 QU甲、U乙.以及它們?cè)诩ｋ婑襆A. a點(diǎn)B. b點(diǎn)C. c點(diǎn)D.都一樣【答案】A【解析】【詳解】影響電阻大小的因素是材料、長(zhǎng)度、橫截面積，由圖可知a點(diǎn)橫截面積最小，故 a的電阻最大，a、b、c是串聯(lián)的，電流相同，根據(jù) Q I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi) a產(chǎn)生的熱量多， 故放在a點(diǎn)效果最明顯。故選Ao12 .如圖所示是研究焦耳定律實(shí)驗(yàn)裝置中的部分電路.兩瓶中的電阻絲是串聯(lián)的，甲電阻絲的阻值小于乙電阻絲的阻值.比較通電后兩根電阻絲兩端的電壓由于兩電阻絲串聯(lián)，流過(guò)它們的電流I相等，通電時(shí)間t相等，由題意知：% 比，由U = IR知：U甲U乙；由焦耳定律 Q=

13、I2Rt知：Q甲 Q乙；故選C。13 .如圖所示，物理課上李老師給電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而用手觸摸與之連接的 導(dǎo)線卻不覺(jué)得燙手。這是因?yàn)锳.電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻小B.電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生熱效應(yīng)C.導(dǎo)線中的電流比電爐絲中的電流小D.導(dǎo)線消耗的電功率比電爐絲消耗的電功率小【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)焦耳定律 Q I2Rt Pt可以知道，當(dāng)通電時(shí)間一樣時(shí)，電阻大的，電功率大，其產(chǎn) 生的熱量多，由于電爐絲的電阻遠(yuǎn)大于與之相連導(dǎo)線的電阻，所以當(dāng)電爐絲熱得發(fā)紅，而 與之連接的導(dǎo)線卻沒(méi)有發(fā)熱，故選Do14.電熨斗通電一段時(shí)間后變得很燙，而連接電熨斗的導(dǎo)線卻不怎么熱，這主要是因?yàn)锳.導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)

14、小于電熨斗的電阻，導(dǎo)線消耗的電能很少B.通過(guò)導(dǎo)線的電流小于電熨斗的電流C.導(dǎo)線散熱比電熨斗快D.導(dǎo)線的絕緣皮隔熱【答案】A【解析】【詳解】電熨斗跟導(dǎo)線串聯(lián)，通過(guò)它們的電流I和通電時(shí)間t相等；因?yàn)镼 I2Rt,&熨斗> > %線，所以產(chǎn)生的熱量：Q電熨斗> > Q導(dǎo)線，即相同時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)小于電熨斗產(chǎn)生的熱量，而與散熱快慢、隔熱效果無(wú)關(guān)， 故A正確，BCD錯(cuò)誤。15. 一個(gè)電爐的電阻是 200Q,通電10s產(chǎn)生8X10J的熱量，那么通過(guò)這只電爐的電流是 ( )A. 2A【答案】A【解析】 【詳解】根據(jù)焦耳定律的公式 Q I 2Rt可知，通過(guò)這只電爐的電流是

15、I Q8-103J Rt 1, 200 Q 10s故選AoB. 4AC. 20AD. 40A16. 一只電熱水壺有兩根電阻絲 R、R2 ,其阻值Ri R2,現(xiàn)把這只電熱水壺接入照明電路中將一壺水加熱至沸騰，則下列說(shuō)法正確的是（）A.只接入R,所用時(shí)間最短B.只接入R2所用時(shí)間最短C.兩根電阻絲串聯(lián)接入電路所用時(shí)間最短D.兩根電阻絲并聯(lián)接入電路所用時(shí)間最短【答案】D【解析】【分析】【詳解】U 2將一壺水加熱至沸騰時(shí)，廣生的熱量相同，根據(jù)熱量的公式Q U-t可知，電源電壓不R變，接入電路的電阻越小，產(chǎn)生相同熱量的時(shí)間越少，并聯(lián)電路中總電阻小于任何一個(gè)分電阻，兩根電阻絲并聯(lián)接入電路時(shí)，總電阻最小，加

16、熱時(shí)間最短。故選D。17.從產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)得知，一臺(tái)“ 6V 3W”的迷你型小風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)線圈阻值為0.1 Q當(dāng)小風(fēng)扇正常工作時(shí)，則下列說(shuō)法中正確的A.小風(fēng)扇1min消耗的電能為18JB.小風(fēng)扇1min將180J電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C,電動(dòng)機(jī)線圈1min產(chǎn)生的熱量為1.5JD,電動(dòng)機(jī)線圈1min產(chǎn)生的熱量為15J【答案】C【解析】【詳解】WA.由P 1得，小風(fēng)扇1min消耗的電能為:W Pt 3W 60s 180J；故A項(xiàng)錯(cuò)誤;BCD）.由P UI得，電路中線圈的電流為:0.5A ；P 3WU 6V電路中通過(guò)線圈的電流為產(chǎn)生的熱量為：Q I2Rt (0.5A)2 0.1Q 60s 1.5J ；所以小風(fēng)

17、扇1min內(nèi)電能轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能小于180J;故BD項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)正確。18 .甲、乙兩個(gè)容積相等的電熱水器，接在照明電路上，甲的電熱絲阻值為121 Q,乙的電熱絲阻值為72.6Q ,將它們都盛滿溫度相同的冷水后接入家庭電路中，通電6min后乙電熱水器中的水被燒開(kāi)，則甲電熱水器將水燒開(kāi)需要的時(shí)間為（）A. 4 minB. 6 minC. 8 minD. 10 min【答案】D由題意可知容積相等即水的質(zhì)量相等，接入家庭電路中即工作電壓相等，水都燒開(kāi)即升高溫度相同，則水吸收熱量相等，由公式子化簡(jiǎn)可得U2八 U2 八 U2I、一Qt可知Q t甲、Q 2 ,由這兩個(gè)式RR甲改黑 121Q 10min故選D

18、.19 .用電熱水壺?zé)?，若不考慮能量損失和電熱水壺電阻的變化，當(dāng)它兩端電壓為U時(shí),用16min可燒開(kāi)一壺水，若它兩端電壓為0.8U時(shí)，燒開(kāi)同樣一壺水所用的時(shí)間為（）A. 10minB. 25minC. 30minD. 40min【答案】B【解析】【分析】電熱水壺的原理是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在兩端電壓為U將水燒開(kāi)和在0.8U的電壓下燒開(kāi)U 2一壺水消耗的電能相等，根據(jù)W UIt U-t得出等式，據(jù)此求出在0.8U的電壓下燒開(kāi)一壺水需要的時(shí)間。【詳解】U 2燒開(kāi)同樣一壺水消耗的電能相等，設(shè)電熱水壺的電阻為R,由W UIt t可得RU20.8U 2一t tR R所用的時(shí)間t j0.8U1 16min 25min0.64故選B。20.如圖所示，燈泡 不變。定值電阻RL上標(biāo)有“6 V 6 叱木¥（不