一、初中物理焦耳定律的应用问题
1.电熨斗通电一段时间后变得很烫,而连接电熨斗的导线却不怎么热,这主要是因为 A.导线的电阻远小于电熨斗的电阻,导线消耗的电能很少 B.通过导线的电流小于电熨斗的电流 C.导线散热比电熨斗快 D.导线的绝缘皮隔热 【答案】A 【解析】 【详解】
2电熨斗跟导线串联,通过它们的电流I和通电时间t相等;因为Q?IRt,
R电熨斗>>R导线,
所以产生的热量:
Q电熨斗>>Q导线,
即相同时间内导线产生的热量远小于电熨斗产生的热量,而与散热快慢、隔热效果无关,故A正确,BCD错误。
2.小明将线圈电阻为4.84Ω的电动机接人220V的家庭电路中,关闭其它用电器,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 1.8?104 【解析】 【分析】 【详解】
[1]电动机在这段时间内消耗的电能为
W?n100kW?h=kW?h?0.05kW?h n02000[2]根据公式W?UIt可以求出电动机线圈的电流为
W0.05?3.6?106J100I???A Ut220V?3?60s22电动机线圈产生热量为
1002Q?I2Rt?(A)?4.84Ω?180s=18000J=1.8?104J
22
3.如图所示当甲电路中的开关S闭合时,两个电压表所选量程不同,测量时的指针位置均为如图乙所示,则电阻R1两端的电压为______V,R1∶R2=______,当电阻R1、R2并联在电路中时,在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比Q1∶Q2=_______。
【答案】10 4:1 1:4 【解析】 【详解】
[1][2]从图甲可以看到,开关S闭合时,电压表V1测的是电源电压,示数较大,电压表V2测的是R2两端的电压,示数较小,因为测量时的指针位置均为如图乙所示,那么电压表V1的量程应该是0到15V,它的读数是12.5V,电压表V2的量程应该是0到3V,它的读数是2.5V,根据串联电路电压规律可知,电阻R1两端的电压为
U1?U-U2?12.5V-2.5V?10V
电阻R1大小是
R1?电阻R2大小是
U110V? IIU22.5V? IIR2?那么
R1:R2?10V2.5V:?4:1 II[3]当电阻R1、R2并联在电路中时,R1、R2两端的电压是相同的,在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比是
U2U211Q1:Q2?t:t?:?R2:R1?1:4
R1R2R1R2
4.将阻值为R甲=40Ω和R乙=10Ω的两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=I2Rt,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=I2Rt,I=
U得, RU2t?4V?2?60sU2t?4V?2?60sQ甲===24J,Q乙===96J
R甲R40Ω10Ω乙共产生的热量
Q=Q甲+Q乙=24J+96J=120J
5.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,小部分电能转化为内能。故D错误。 故选AC。
6.如图是养鸡场冬季用来调控光照和室温设备的原理电路图.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R1、R2是电热丝.R1:R2:RL=1:2:2,S1、S2可以同时断开或闭合,以实现白天和夜晚的用电要求.开关S闭合( )
A.S1、S2同时断开时,设备运行处于白天用电状态 B.S1、S2也同时闭合时,设备运行处于夜晚用电状态
C.S1、S2同时断开时,在相同时间内R1和R2产生的热量之比为2:1 D.S1、S2也同时闭合时,若电流表示数为6A,则R1的实际功率为880W
【答案】ABD 【解析】
S闭合,S1 、S2 断开时,R1 和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=U2/R可知,此时电路中的电功率最小,为保温状态,所以是白天,故A正确;
开关S、S1 、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,且电路中的电阻最小,由公式P=U2/R可知,此时电路中的电功率最大,为加热状态,所以是晚上;故B正确;
S闭合,S1 、S2 断开时,R1 和R2 串联,Q1 :Q2 =I2 R1 t:I2R2 t=R1 :R2 =1:2,故C错; 开关S、S1 、S2 都处于闭合状态时,R2 被短路,R1 和灯泡L组成并联电路;
∵I=U/R,R1 :RL =1:2,∴I1 :IL =RL :R1 =2:1,∵I=6A,∴I1 =4A,IL =2A,∵UL =U1 =U=220V,∴P1 =U1 I1 =220V×4A=880W,故D正确; 故选ABD.
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 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 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A正确,A不符合题意;
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.电炉工作时,电炉丝很快变热但连接的电线却不怎么热,这是因为( ) A.电炉丝的电阻较大 B.电炉丝与导线是并联的 C.电炉丝的横截面大 D.通过电炉丝的电流较大
【答案】A 【解析】 【详解】
电炉丝横截面积小,电阻大,电炉子在使用时,电炉丝和导线串联,I电炉丝=I导线,通电时间t相同,由焦耳定律Q=I2Rt,R电炉丝>R导线,可知Q电炉丝>Q导线,从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。 故选A。
9.一台电动机正常工作时,两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A,若此线圈的电阻为2Ω,则这台电动机1min内产生的热量是______J,这台电动机的效率是______. 【答案】1.2×104 90.9% 【解析】 【分析】 【详解】
已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间,根据公式Q=I2Rt可求这台电动机1min内产生的热量.已知电动机两端的电压和通过的电流,根据公式P=UI可求电动机的总电功率;再根据公式P=I2R计算线圈消耗的功率,总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率,输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率. (1)这台电动机1min内产生的热量: Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×60s=1.2×104J; (2)电动机的电功率: P总=UI=220V×10A=2200W, 线圈消耗的功率:
P圈=I2R=(10A)2×2Ω=200W, 输出功率:
P出=P总-P圈=2200W-200W=2000W, 这台电动机的效率:
η= P出/ P总=2000W/2200W=90.9%.
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R1、R2。关于此电路说法中正确的是
2020-2021中考物理易错题专题复习-焦耳定律的应用问题练习题及详细答案
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)