一、初中物理焦耳定律的应用问题
1．如图(甲)所示，两电热丝R1与R2并联， R1＝20Ω，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A1和电流表A2表盘指针均指如图(乙)所示位置，则以下判断不正确的是（ ）
A．R1: R2＝5：1 C．R2的电功率是20W 【答案】A 【解析】 【详解】
B．电源电压是10 V
D．R1工作2分钟所放出的热量为600J
由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流； B．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针的位置相同，所以，电流表A1的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I=2.5A，电流表A2的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，通过R1的电流I1=0.5A，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流：
I2?I?I1?2.5A?0.5A?2A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I?U可得，电源的电压： RU?I1R1?0.5A?20Ω?10V，
故B正确，不符合题意； A．则R2的阻值：
R2?则
U10V?=5Ω， I22AR1：R2?20Ω：5Ω?41：，
故A错误，符合题意； C．R2的电功率：
P2?UI2?10V?2A?20W，
故C正确，不符合题意； D．R1工作2分钟所放出的热量：
Q1?I12R1t??0.5A??20Ω?2?60s?600J，
故D正确，不符合题意。
2
2．图中电源电压保持不变，灯泡标有\，3W字样，当开关s闭合时.灯泡L正常发光，
电流表的示数为0.8A，则电阻R=____Ω．.通电10s. R产生的热量为______J.
【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】
当闭合开关S时，灯L正常发光，说明电源电压为U=6V，电流表测的是总电流，则I=0．8A，
由P=UI可知，灯泡中的电流：
IL =P额/U额=3W/6V=0.5A，
根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流:
IR=I-IL =0.8A-0.5A=0.3A，
由I=U/R得,电阻:
R=U/IR=6V/0．3A=20Ω；
通电1min电阻R产生的热量：
Q=W=UIRt=6V×0．3A×10s=18J。
3．两个发热电阻R1:R2=1:4,当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1:U2=_____；已知R1=10Ω,那它们并联在4V电路中,两个电阻在100s内产生的热量是_______J． 【答案】1：4 200 【解析】 【分析】 【详解】
两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据U?IR得，R1、R2两端的电压之比：
U1IR1R11???； U2IR2R24已知R1?10Ω，则
R2?4R1?4?10Ω?40Ω；
U2根据Q?W?t得两个电阻在100s内产生的热量为：
RU2U2(4V)2(4V)2Q总?W1?W2?t?t??100s??100s?200J．
R1R210Ω40Ω
4．有一台电动机，额定电压3V，额定电流1A，电动机线圈电阻0.5Ω。这台电动机正常工
作1min，消耗的电能为_______J。产生的热量为_______J，输出的机械能为_______J。 【答案】180 30 150 【解析】 【分析】
2根据W=UIt，求出消耗的电能；根据 Q?IRt求出在1min内电流产生的热量；消耗的电
能减去产生的热量即为电动机获得的机械能。 【详解】
[1]这台电动机正常工作，电动机1min消耗的电能
W?UIt?3V?1A?60s?180J
[2]产生的电热
2Q?I2Rt?（1A）?0.5Ω?60s?30J
[3]输出的机械能
W机械?W?Q?180J?30J?150J
【点睛】
本题考查了电动机产生热量、电功、输出机械能的计算，关键是知道只有在纯电阻电路中
电能才完全转化成内能。
5．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
6．如图所示，灯泡L上标有“6 V 6 W”字样(不计灯丝电阻的变化)。电源电压6 V且保持不变。定值电阻R?40Ω。只闭合开关S1和S3，电阻R在100 s产生的热量是________J；电路在工作状态下整个电路消耗的最小功率是________W。
【答案】90 0.78 【解析】 【详解】
[1]只闭合开关S1和S3，定值电阻R和灯泡L并联接在电路中，定值电阻R两端的电压
UR?U?6V
那么电阻R在100 s产生的热量是
2?6V??100s?90J URQ??t?R40Ω2U2[2]电路在工作状态下整个电路消耗的功率最小，根据P?可知，要求总电阻最大；灯
R泡L的电阻是
26V??ULRL???6Ω
PL6W2当电阻R与灯泡L串联在电路中时，此时电路中的电阻最大，只需要闭合开关S2，这种情况下电路消耗的最小功率是
?6V??0.78WU2U2P???
R总R?RL40Ω?6Ω
7．有两个灯泡L1、L2，L1标有“6V、3W”字样，L2没有标记，实验测得L2的电阻为6Ω。将L1、L2串联接在某一电路中，两灯L1、L2均能正常发光（忽略温度对电阻的影响），下列计算结果正确的是（ ） A．该电路两端的总电压为9V B．灯L2的额定功率为3W
C．相同时间内，灯L1、L2消耗的电能之比W1﹕W2=1﹕1 D．相同时间内，灯L1、L2产生的热量之比Q1﹕Q2=2﹕1 【答案】AD 【解析】 【详解】
A．接入电路后正常发光，则电路中电流
2I?则L2两端电压
P3W1??0.5A， U16VU2?IR2?0.5A?6Ω?3V，
则总电压
U总?U1?U2?6V?3V?9V，
A正确；
B．根据题意可知，L2的功率为
P2?I2R2??0.5A??6Ω?1.5W，
B错误； C．根据W2?Pt可知，在相同时间内消耗电能之比等于功率之比为2：1，C错误；
D．灯泡产生的热量等于消耗的电能，因此产生的热量之比为2：1，D正确。
8．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。
9．有许多重大火灾都是因用电线路连接处接触不良所造成的，当线路连接处接触不良时，该处的电阻将_____（减小／增大／不变），在该接触处就会局部过热引起升温，接触处的电阻又将随着温度的升高而_____（减小／增大／不变），从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾． 【答案】增大 增大 【解析】
2020-2021精选中考物理易错题专题复习焦耳定律的应用问题及详细答案
