一、初中物理焦耳定律的应用问题
1．a和b两个定值电阻的电流与电压的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．将a和b串联接入电路中，a、b两端的电压之比是1：2 B．将a和b串联接入电路中，a,b消耗的功率之比是2：1 C．将a和b并联接人电路中，通过a、b的电流之比是1：2
D．将a和b并联接入电路中，相同时间内电流通过a、b产生的热量之比是4：1 【答案】A 【解析】 【详解】
A．由图可知若将a和b串联接入电路中，a、b两端的电压之比是1：2，故A正确； B．由图可知若将a和b串联接入电路中，a、b消耗的功率之比为
Pa:Pb?UaI:UbI?UaI:2UaIA?1:2
故B错误；
C．由图可知若将a和b并联接人电路中，通过a、b的电流之比是2：1，故C错误； D．由图可知若将a和b并联接入电路中，相同时间内电流通过a、b产生的热量之比为
Qa:Qb?Ia2Rat:Ib2Rbt?UIat:UIbt?2:1
故D错误。
2．小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图象可知定值电阻R1的阻值是____Ω．实验时，电源电压保持5 V不变，当滑片P位于a端时，由图象可得滑动变阻器消耗的电功率是_____W．此时，电阻R1在10 min内产生的热量为_____J．
【答案】10 0.4 60 【解析】 【分析】 【详解】
当P在b端时R2=0Ω，此时电压示数和电流示数最大，且均为R1的数据，所以R1的阻值为：R1=
U总5V=10Ω．当滑动变阻器的滑片移到a端时，R2两端电压U2=U总-U1=5V-=I0.5A1V=4V，由图象知，当R1的电压是1V时，电流为0.1A，根据串联电路的电流处处相等，∴I2=I1=0.1A，∴P2=U2I2=4V×0.1A=0.4W，Q1=W1=U1It=1V×0.1A×600s=60J。
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R乙40Ω10Ω共产生的热量
Q=Q甲+Q乙=24J+96J=120J
5．有甲乙两台电暖器，甲的额定功率为1200W，乙的额定功率为800W，下列说法正确的是
A．甲实际消耗的的电能可能比乙少 C．正常工作时，甲消耗电能比乙快 【答案】AC 【解析】 【详解】
AB．甲的功率大于乙的功率，只能说甲做功快，不能说电流通过甲做功多；当甲的工作时间远小于乙的工作时间时，甲消耗的电能可能比乙少，电流通过甲做的功可能比乙少，故A正确，B错误；
CD、甲的功率大于乙的功率，说明电流通过甲做功快，在相同的时间内，甲消耗电能多，故C正确，D错误。
B．电流通过甲做的功一定比乙多 D．电流通过甲和乙做功一样快
6．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的，可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
D．通电一段时间后，左侧电阻丝产生的热量比右侧电阻丝产生的热量多 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A．装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即
I右=I左
两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知
I右=I1+I2
两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即
I1=I2
所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故 A正确；
B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，左右容器中的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误；
C．该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故C错误；
D．通过左边容器中的电阻丝的电流大，由Q=I2Rt可知，左边电阻丝产生的热量多，温度升得较快，故D正确。 故选AD。
7．如图是科技小组为养鸡场设计的调控光照和室温设备的电路图。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，L为照明灯泡（L的电阻不随温度变化），
2R1?R2?R1。 S1、S2，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
时，下列说法错误（ ）
A． S1、S2同时断开时，设备运行处于白天用电状态 B． S1、S2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，在相同时间内和产生的热量之比为2∶1 D． S1、S2同时闭合时，若电流表示数为6A，则的实际功率为880W 【答案】C 【解析】
【分析】 【详解】
S闭合，S1、S2同时断开时，R1、R2组成串联电路，灯泡L断路不发光，且电路中的电阻最
U2大，由公式P?可知，此时电路中的电功率最小，为保温状态，所以是白天在相同时
R间内R1、R2产生的热量之比
Q∶Q2?I2Rt?I2R2t?R∶∶ 2 1R2?1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
U2电路中的电阻最小，由公式P?可知，此时电路中的电功率最大，为加热状态，所以
R是晚上，因为I?U，所以 RR∶∶ 2 1RL?1所以
I∶∶R1?2∶ 1 1IL?RL因为R1= 6A 所以
I1=4A I2=2A
因为
UL?U1?U?220V
所以
P1?UI1?220V?4A?880W
故选C。
8．新的国家标准对延长线插座配用的导线横截面积要求做了修改，额定电流16A的延长线插座，导线最小横截面积由1mm 2提升到1.5mm 2。这样做的目的是 A．增大导线的电阻 C．增大导线上的电压 【答案】D 【解析】 【详解】
当材料、长度相同时导体的电阻跟横截面积成反比，将导线最小横截面积由1mm 2提升到1.5mm 2，从而减小导线的电阻，根据焦耳定律Q?I2Rt知道，当通电时间一定时，电阻越小，导体产生的热量越少，因此这样做可以减小导线发热的功率，故选D。
B．减小通过导线的电流 D．减小导线的发热功率
9．如图所示的是探究灯泡灯丝的电阻特性的实验电路，所使用的器材有：小灯泡L（额定
2020-2021中考物理备考之焦耳定律的应用问题压轴突破训练培优篇及详细答案
