一、初中物理焦耳定律的应用问题
1．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
A．探究的是电流产生的热量与电压的关系 B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小 C．通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同 D．温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少 【答案】D 【解析】 【详解】
A．实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B错误；
C．通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C错误； D．本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D正确。
2．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。
3．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
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．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
6．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。
7．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R'的滑片P在a点时，电流表示数为0.5A，将滑片P从a点移动到最右端的过程中，通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示，则下列选项正确的是（ ）
A．电源电压为5V B．R的阻值为15Ω
C．10s内定值电阻R产生的电热为9J
D．若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，则一定是R'断路 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A．由图乙可知，当滑片P在a点时，R'=10Ω，电流I1=0.3A，此时滑动变阻器的电压
U1?I1R＇?0.3A?10Ω?3V
滑动变阻器与定值电阻并联，所以滑动变阻器的电压等于电源电压
U?U1?3V
故A错误；
B．滑动变阻器R'的滑片P在a点时，电流表示数为0.5A，此时定值电阻的电流
I2?I?I1?0.5A?0.3A?0.2A
定值电阻的电阻R
R?U3V??15Ω I20.2A故B正确；
C．10s内定值电阻R产生的电热为
2Q?I2Rt??0.2A??15Ω?10s?6J
2故C错误；
D．若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，有可能是R'断路，也有可能是滑动变阻器R'两个下接线柱接在电路中，故D错误。 故选B。
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．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，
2024-2024中考物理焦耳定律的应用问题综合经典题附答案
