一、初中物理焦耳定律的应用问题
1．如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电视机
B．电暖气
C．电风扇
D．计算器
【答案】B 【解析】 【详解】
A．通电后，电视机是把电能转化为电视机影像的光能和喇叭的声能，不是利用电流热效应工作，A项不合题意；
B．通电后，电暖气是把电能转化为内能，这是利用电流热效应工作，选项B符合题意； C．通电后，电风扇是把电能转化为扇叶的动能，不是利用电流热效应工作，C项不合题意；
D．通电后，计算器是把电能转化为显示屏上的光能和喇叭的声能，不是利用电流热效应工作，D项不合题意。
2．如图，电源电压保持不变，R1=10 Ω，开关S闭合，S0拔至b时电压表的示数是拔至a时的三分之一，则R2=_____Ω；若电源电压为3 V，当开关S0拔至b时，R1在10 min内产生的热量是_____J。
【答案】20 60 【解析】 【分析】 【详解】
[1]闭合开关S，开关S0拨至b时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压；闭合开关S，开关S0拨至a时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且开关S0拨至b时电压表示数是拨至a时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比
U3U11＝＝ U2U?U32因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝
U可得，两电阻的阻值之比 RU1R1U1＝I＝1＝ R2U2U22I则R2的阻值
R2＝2R1＝2×10Ω＝20Ω
[2]若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以
电路中的电流I＝
R1在10min内产生的热量
Q1＝I2R1t＝(0.1A)2×10Ω×600s＝60J
U3V＝＝0.1A R1?R210Ω?20Ω
3．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。
4．从产品说明书得知，一台“6 V 3 W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值0.1Ω，则小风扇正常工作2min电动机线圈产生的热量为____J。 【答案】3 【解析】 【分析】 【详解】
电路中线圈的电流为
I?P3W??0.5A U6V电路中通过线圈的电流为产生的热量为
Q=I2Rt=(0.5A) 2×0.1Ω×2×60s=3J
5．电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W”的字样，使它们分别在额定电压下工作相同的时间。以下判断中正确的是 A．它们在工作时通过的电流一定相等 B．它们在工作过程中消耗的电能一定相等 C．它们在工作过程中产生的电热一定相等 D．它们在工作过程中的电功率一定相等 【答案】ABD 【解析】 【详解】
A．根据P?UI得它们在额定电压下工作时通过的电流相等，故A正确； B．根据W?Pt得它们在在额定电压下工作相同的时间消耗的电能相等，故B正确；
C．电烙铁工作时主要把电能转化为内能，电风扇工作时主要把电能转化为风能，所以它们在工作过程中产生的电热不相等，故C错误；
D．它们在额定电压下工作的电功率都等于60W，故D正确。
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．下列用电器中，主要是利用电流热效应来工作的是 A．电风扇 C．电饭锅 【答案】C 【解析】 【详解】
A．电风扇工作是电能主要转化为机械能，利用通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意；
B．电视机工作是电能主要转化为光能，故B不符合题意；
C．电饭锅工作是电能主要转化为内能，主要是利用电流热效应来工作，故C符合题意； D．LED灯工作是电能主要转化为光能，故D不符合题意。
B．电视机 D．LED灯
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】 【分析】 【详解】
当线路连接处接触不良时，该处的电阻会增大；利用焦耳定律分析接触处局部过热，而金属电阻的阻值随温度升高而增大，据此分析．电路连接处与原来相比，由于接触不好，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；连接处相对于其他地方电阻增大，根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致局部温度升高，而金属导线的电阻随温度的升高而增大，电阻增大，产生的热量更多，温度升得更高，以致恶性循环引发火灾．
10．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是 A．电冰箱 【答案】B 【解析】 【详解】
B．电饭锅
C．电视机
D．电风扇
2020-2021全国各地中考模拟试卷物理分类：焦耳定律的应用问题综合题汇编及答案解析
