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
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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
