1、一、初中物理焦耳定律的應(yīng)用問題.電路兩端電壓增為原來的 3倍，電路的電阻降為原來的0.5倍，在相同時(shí)間內(nèi)，電流產(chǎn)生的熱量是原來的（）A. 6 倍B. 9 倍C. 18 倍D. 1.5 倍【答案】C【解析】【詳解】U 2右原來電壓為U、原來電阻為 R,通電時(shí)間為t,電流廣生的熱量為 Q W t,現(xiàn)在R的電壓為3U,電阻為0.5R,通電時(shí)間為t,電流產(chǎn)生的熱量為 Q：23UQ0.5R 18 .2，QU t 1R故C正確。.圖中電源電壓保持不變，燈泡標(biāo)有 6V, 3W字樣，當(dāng)開關(guān)s閉合時(shí).燈泡L正常發(fā)光, 電流表的示數(shù)為 0.8A,則電阻R=Q .通電10s. R產(chǎn)生的熱量為 J.【答案】20 a

2、18J【解析】【分析】【詳解】當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí)，燈L正常發(fā)光，說明電源電壓為U=6V,電流表測(cè)的是總電流，則I=0. 8A, 由P=UI可知，燈泡中的電流：Il=P 額/U 額=3W/6V=0. 5A, 根據(jù)并聯(lián)電路的干路電流等于各支路電流之和可知：電阻中的電流 ：Ir=I-Il=0. 8A-0. 5A=0. 3A, 由I=U/R得，電阻：R=U/Ir=6V/0. 3A=20 Q;通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量：Q=W=UIRt=6VX0 3Ax 10s=18J.如圖，電源電壓保持不變， Ri=10 0開關(guān)S閉合，S0拔至b時(shí)電壓表的示數(shù)是拔至 a 時(shí)的三分之一，則 &=Q；若電源電壓為3 V,當(dāng)

3、開關(guān)S0拔至b時(shí)，Ri在10 min內(nèi)產(chǎn) 生的熱量是 Jo【答案】20 60【解析】【分析】【詳解】1閉合開關(guān)S,開關(guān)S0撥至b時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè) Ri兩端的電壓；閉合開關(guān) S,開關(guān)S0撥至a時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)電源的電壓，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且開關(guān)S0撥至b時(shí)電壓表示數(shù)是撥至 a時(shí)的三分之一，所以，兩電阻兩端的電壓之比Ui U31 U2 U U32因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，由 I=U可得，兩電阻的阻值之比RU RU1_1 -一一R2 5 U2 2T則R2的阻值R2= 2R = 2X 10啟 20 a2若電源電壓為3V,當(dāng)開關(guān)&撥至b時(shí)，因串聯(lián)電路中總電阻等于

4、各分電阻之和，所以電路中的電流I= = - = 01AR1 R210Q 20QR1在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q1=|2R1t=(0.1A)2X 10 QX 60060J.有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓 3V,額定電流1A,電動(dòng)機(jī)線圈電阻 0.5 Q這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工 作1min,消耗的電能為 Jo產(chǎn)生的熱量為 J,輸出的機(jī)械能為 Jo 【答案】180 30 150 【解析】 【分析】根據(jù)W=UIt ,求出消耗的電能；根據(jù) Q I2Rt求出在1min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量；消耗的電 能減去產(chǎn)生的熱量即為電動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能?！驹斀狻?這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作，電動(dòng)機(jī) 1min消耗的電能W UIt 3V 1A 60s 18

5、0J2產(chǎn)生的電熱Q I2Rt (1A)2 0.5Q 60s 30J3輸出的機(jī)械能W W Q 180J 30J 150J【點(diǎn)睛】本題考查了電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生熱量、電功、輸出機(jī)械能的計(jì)算，關(guān)鍵是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。.為了將發(fā)電廠的電能輸送到遠(yuǎn)處的用戶家中，在兩地間架設(shè)了兩根等長的輸電線。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 效率為用戶得到的電能與發(fā)電廠輸出電能的比值)_ rP【答案】1三U2【解析】 【分析】 【詳解】由P UI得：通過輸電線的電流I PU輸電

6、線的總電阻R r ,則輸電線上消耗的功率2 P 2P員耗 12R (P)2P2rUT則用戶實(shí)際得到的電功率P員耗PP2rUT則輸電線輸送電能的效率為Pru2所以輸電線輸送電能的效率為rP2 。U.從產(chǎn)品說明書得知，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0.5AP 3WU 6V電路中通過線圈的電流為產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=(0.5A) 2X 0.1 Q X 2X 60s=3J.如圖所示，燈泡 L上標(biāo)有“6 V 6 W字木 （不計(jì)燈絲電阻的變化）。電源電壓6 V且保持

7、不 變。定值電阻R 40Q。只閉合開關(guān)Si和S3,電阻R在100 s產(chǎn)生的熱量是 J; 電路在工作狀態(tài)下整個(gè)電路消耗的最小功率是 Wo【答案】90 0.78【解析】【詳解】1只閉合開關(guān)S和S3,定值電阻R和燈泡L并聯(lián)接在電路中，定值電阻R兩端的電壓UR U 6V那么電阻R在100 s產(chǎn)生的熱量是 2Ur6VQ - t 100s HYPERLINK l bookmark4 o Current Document R40 Q2電路在工作狀態(tài)下整個(gè)電路消耗的功率最小，根據(jù)P泡L的電阻是90JU2k +可知，要求總電阻最大；燈RRlUlPL26V6Q6W當(dāng)電阻R與燈泡L串聯(lián)在電路中時(shí)，此時(shí)電路中的電阻最

8、大，只需要閉合開關(guān)S2,這種情況下電路消耗的最小功率是U2U2R總R RL40Q 6Q26V0.78W.如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，電流表量程為00.6A。圖乙中A、B分別是小燈泡和電阻Ri兩端的電壓隨電流變化關(guān)系圖象。只閉合開關(guān)S Si,滑動(dòng)變阻器的滑片 P移至a端時(shí)，電路中的電流為 0.2A;滑動(dòng)變阻器的滑片移至 b端時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光。只閉合開關(guān)S、S3,調(diào)節(jié)滑片P,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為10 時(shí)，小燈泡兩端的電壓恰好為2V。則（）A.電源電壓為10VB.小燈泡L的額定功率6WC.只閉合開關(guān)S、S2,滑動(dòng)變阻器的滑片移至 a端時(shí)，1.5min電流通過Ri產(chǎn)生的熱量為64

9、JD.閉合開關(guān)S,改變其它開關(guān)的通斷及滑片的位置，電路消耗的最小功率可以達(dá)到1.2W【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A.由于燈泡燈絲電阻受溫度影響，定值電阻阻值不發(fā)生變化，則小燈泡燈絲兩端的電壓 隨電流變化關(guān)系圖象為曲線，定值電阻兩端的電壓隨電流變化關(guān)系圖象為過原點(diǎn)的直線， 則由乙圖數(shù)據(jù)可求 R阻值為U1I14V0.1A=40已知閉合S、S3,調(diào)節(jié)滑片 巳當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為10 時(shí)，小燈泡兩端的電壓恰女?為2V,此時(shí)電路為小燈泡與兩電阻串聯(lián)電路，由乙圖可知此時(shí)電路電流為0.2A,則電源電壓為U UL U1 U2=2V+0.2A 40 +0.2A 10 =12V故A不符合題意；B

10、.當(dāng)閉合開關(guān)S、S,滑動(dòng)變阻器的滑片移至 b端時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變 阻器接入阻值為0Q此時(shí)電路為小燈泡的簡單電路，小燈泡此時(shí)兩端電壓等于電源電壓為 12V,對(duì)應(yīng)乙圖可知此時(shí)電流為0.5A,則額定功率為% U 額 I 額 12V 0.5A=6W故B符合題意;C.只閉合開關(guān)S、S1,滑動(dòng)變阻器的滑片 P移至a端時(shí)，電路中的電流為 0.2A,此時(shí)電路 為小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)電路，且滑動(dòng)變阻器接入阻值最大，由乙圖可知此時(shí)小燈泡兩端電壓為2V,電源電壓為12V,則由串聯(lián)分壓可知滑動(dòng)變阻器兩端電壓為10V,由歐姆定律可求滑動(dòng)變阻器最大阻值為U 2maxR2max1 210V ”二500.2

11、A則當(dāng)閉合開關(guān)S、S2,滑動(dòng)變阻器的滑片移至 壓可求R兩端電壓為a端時(shí)，電路為 Ri與 心串聯(lián)電路,由串聯(lián)分= V9由于Ri為純電阻，則1.5min電流通過WiR產(chǎn)生的熱量為2V9 1.54060s=64J故C符合題意;D.由于電源電壓不變，則由p UR可知，當(dāng)電路阻值最大時(shí)，電路總功率最小,則閉合開關(guān)S、S3,滑片滑到最大阻值處時(shí)電路電阻最大，功率最小，若最小功率為 此時(shí)電路電流為1.2W,則則此時(shí)電路總電阻為則小燈泡此時(shí)電阻應(yīng)為此時(shí)小燈泡分得電壓應(yīng)為IminPninU1.2W=0.1A 12VRmaxUImin12V=1200.1AR實(shí)=Rmax-Ri-R2max

12、=120 M0 Q-50 Q =30 Q但由乙圖可知，當(dāng)小燈泡電流為合題意。故選BCoUl 實(shí)=Imin Rl 實(shí)=0.1A X 30Q =3V0.1A時(shí)，小燈泡兩端電壓不足2V,前后沖突,故D不符9.如圖所示的是探究燈泡燈絲的電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，所使用的器材有：小燈泡 電壓2.5V,額定電流0.25A）、電壓表V （量程15V,內(nèi)阻未知）、電流表 內(nèi)阻0.2 0、阻值為30的定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器 R恒定電源（電壓L （額定A （量程 0.6A, 15V,內(nèi)阻不計(jì)）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。閉合開關(guān) S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置，當(dāng)電流表的示 數(shù)為0.55A時(shí)，小燈泡L正好正常發(fā)光。(1)

13、小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？(2)此時(shí)電壓表的示數(shù)是多少？通電1min,電流表A消耗的電能是多少?【答案】(1)10 R (2) 6.5V； (3) 3.63J【解析】【分析】【詳解】(1)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻是匹10Q(2)由圖像可知電壓表與燈與燈L串聯(lián)支路的電流為I 額 0.25AL串聯(lián)后與定值電阻 R0并聯(lián)，小燈泡L正好正常發(fā)光，則電壓表0.25A,由并聯(lián)分流可知，定值電阻R0的電流為0.55A-0.25A=0.3A則兩支路的路端電壓為U0 = l0R0 0.3A 30Q = 9V由串聯(lián)分壓可知電壓表的示數(shù)為9V-2.5V=6.5V通電1min,電流表A消耗的電能是 22Q I2

14、RAt0.55A0.2 Q 60s=3.63J答：(1)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻是 10Q；(2)電壓表的示數(shù)為6.5V; 通電1min,電流表A消耗的電能是3.63J。的實(shí)驗(yàn)裝置。下10.如圖所示是 探究在通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān) 列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的一些描述，正確的是abed甲乙A.在甲圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系B.在乙圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系C.在甲圖中，閉合開關(guān)一段時(shí)間后a容器連接的U型管液面高度差更明顯D.在乙圖中，可得到結(jié)論：相同時(shí)間內(nèi)，電流越大，容器內(nèi)空氣吸收熱量越少【答案】A【解析】【詳解】A.在甲圖中，兩個(gè)電阻串聯(lián)，電流相等，電阻阻值不同

15、，所以探究的是電流產(chǎn)生熱量與電 阻的關(guān)系，故A正確；B.在乙圖中，兩個(gè)電阻阻值相同，電流不同，所以探究的是電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系，故B錯(cuò)誤；C.在甲圖中，a容器中的阻值小于 b容器中阻值，串聯(lián)電路電流相同，由焦耳定律可知閉合開關(guān)一段時(shí)間后 a容器內(nèi)產(chǎn)生的熱量小于 b容器內(nèi)，因此b容器內(nèi)連接的U型管液面高 度差更明顯，故C錯(cuò)誤；D.在乙圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系，可得到結(jié)論是相同時(shí)間內(nèi)，電流越大，容器內(nèi)空氣吸收熱量越多，故 D錯(cuò)誤。.兩盞電燈并聯(lián)接在同一電源上.甲燈的電阻為 500，乙燈的電阻為1200a.在相同的時(shí) 間內(nèi)A.甲燈消耗的電能多B,乙燈消耗的電能多C.甲、乙兩燈消耗的

16、電能一樣多D.無法判斷【答案】A【解析】【分析】【詳解】兩盞電燈并聯(lián)接在同一電源上時(shí)，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，甲燈的電阻小，U 2工作相同的時(shí)間，由 W=UIt=Ut可知，甲燈消耗的電能多，故 A正確、BCD錯(cuò)誤，故選RAo. 2019年3月，中國青年科學(xué)家曹原證實(shí)了石墨烯在特定條件下的超導(dǎo)性能，取得了國 際超導(dǎo)科研領(lǐng)域的重大突破。利用石墨烯超導(dǎo)的零電阻特性進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，將實(shí)現(xiàn)電能零耗損。其節(jié)能依據(jù)的原理是（）A.牛頓第一定律B.帕斯卡定律C.歐姆定律D.焦耳定律【答案】D【解析】【分析】利用超導(dǎo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，因?yàn)槌瑢?dǎo)體的電阻為零，根據(jù)焦耳定律公式可知，沒有熱量產(chǎn) 生，即沒有內(nèi)能

17、的損耗?！驹斀狻緼.牛頓第一定律是指一切物體在不受力的情況下，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)，與題無關(guān)，故 A不符合題意；B.帕斯卡定律是指加在密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地由液體向各個(gè)方向傳遞，與題 無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C.歐姆定律是指一段導(dǎo)體通過的電流跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反 比，與題無關(guān)，故 C錯(cuò)誤；D.焦耳定律是指一段導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體通過的電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻 成正比，跟導(dǎo)體的通電時(shí)間成正比；所以當(dāng)電阻為零時(shí)，導(dǎo)體沒有熱量產(chǎn)生，即電能零損 壞，故D正確。故選D。.如圖所示，電源電壓為 6V , R 10 , R2 20 , R3 5 。閉合開關(guān)S1

18、后，當(dāng)R產(chǎn)生的熱量之比是（S2 , S3全部閉合和全部斷開時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過D. 3 ： 2A. 4 ： 9B, 9 ： 4C. 2 ： 3【答案】B【解析】【分析】【詳解】當(dāng)開關(guān)都閉合時(shí)，R被短路，Ri與R2并聯(lián)，此時(shí)Ri兩端的電壓為電源電壓 U。當(dāng)開關(guān)Si 閉合，與、S3全部斷開時(shí)，e被開路，R與R3串聯(lián)，此時(shí)旦-以=2R3 U3512則此時(shí)Ri兩端的電壓為 U1=U,則相同的時(shí)間內(nèi)電流通過R產(chǎn)生的熱量之比是31Ultq _ R1 _2QUj2t耳UiU2U 3_94故選Bo.從產(chǎn)品說明書得知，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

19、說法中正確的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15JA.由PW丁得，小風(fēng)扇1min消耗的電能為:W Pt3W 60s 180J;故A項(xiàng)錯(cuò)誤;BCD.由 PUI得，電路中線圈的電流為:P3W .0.5A ； 6V電路中通過線圈的電流為產(chǎn)生的熱量為:(0.5A)2 0.1 Q 60s 1.5J;Q I2Rt所以小風(fēng)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。15.將阻值為40 的電阻絲接在電源兩端將阻值為10 的電阻絲接入同一電源的兩端1.2 X 40J

20、C. 7.5 X 20J【答案】A【解析】【詳解】,通電10 min,電流產(chǎn)生的熱量是 1.5X10 j；若,通電20 min ,電流產(chǎn)生的熱量是3.75 X 2 JD. 6.0 X 3 J將阻值10的電阻絲接入同一電源兩端，電源電壓一定，設(shè)為U2小1，Ri由Q Lt可得：40 電阻絲產(chǎn)生的熱量 QiR10 電阻絲產(chǎn)生的熱量Q2U2Rt2R2則QQ2U2反tlR2Rtl104010min20min18R2即q28Q1 81.5103J 1.2故A正確為答案.16.下列表述不正確 的是（）A.每消耗D.兩燈串聯(lián)在220V的電路中，甲燈較亮B.細(xì)繩懸掛的兩輕質(zhì)帶電小球保持靜止，則兩球一定帶同種電荷

21、驗(yàn)證焦耳定律實(shí)驗(yàn)中，裝置通電一分鐘后，右管中的液面較高1kW h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)【答案】A【解析】【分析】【詳解】A.由圖可知P額甲P額乙，甲乙兩燈額定電壓相同，由U額2R 一得甲乙兩燈串聯(lián)在電路中，所以電流相等，由2% i2rP實(shí)甲 凄乙燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率，所以乙燈較亮，故A錯(cuò)誤，A符合題意;B.細(xì)繩懸掛的兩輕質(zhì)帶電小球保持靜止，兩球相互排斥，則兩球一定帶同種電荷，故正確，B不符合題意；C.裝置通電一分鐘后，由焦耳定律可知，右側(cè)電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，所以右管中的 液面較高，故C正確，C不符合題意；D.由表上的信息可知，每消耗 1kW h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)

22、盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)，故D正確，D不符合題意。故選Ao17.如圖所示電路，電源電壓恒為6V,定值電阻Ri為10滑動(dòng)變阻器 總的規(guī)格為“ 20 a0.5A”，電壓表量程為 03V,電流表量程為00.6A。下列說法正確的是（）A.電壓表測(cè)量的是電阻 Ri兩端的電壓B.當(dāng)變阻器R2的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變小C.為了保證電路中各元件安全工作，變阻器R2接入電路的阻值范圍是 210 aD.當(dāng)變阻器R2接入電路中的阻值是 5 時(shí)，通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量是9.6J 【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.由電路圖可知，電壓表是并聯(lián)在R2兩端，測(cè)量的是電阻 R2兩端的電壓，故 A錯(cuò)誤；B.當(dāng)變阻器R

23、2的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，及電阻增大，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，及兩端電壓增大，即電壓表示數(shù)增大，故 B錯(cuò)誤；U1 U2 rrC.由電壓表量程“ 0-3V”，R2兩端電壓最大為3V,根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，77 =77 ,即R1 R26V 3V _3V10 Q - R2解得R2=10Q,由電流表量程“ 0-0.6A，電路中最大電流為 0.6A,由滑動(dòng)變阻器 R2的規(guī)格為“20Q 05A，電路中最大電流為0.5A,綜合以上因素，電路中最大電流為0.5A,則IU口.最大一，即R, R0.5A=6V10Q R2解得R2=2 Q,故變阻器R2接入電路的阻值范圍是 210Q,故C正確;D.當(dāng)變阻器R2接入電路中的阻值是 5 時(shí)，電路中的電流6V通電1min電阻Ri產(chǎn)生的熱量Q=（I)2Rt=(0.4A)2X5QX 1X60s=48JI- ZT = =0.4AR R2 10Q 5Q故D錯(cuò)誤。故選