一、初中物理焦耳定律的应用问题
1．一只电热水壶有两根电阻丝R1、R2，其阻值R1?R2，现把这只电热水壶接入照明电路中将一壶水加热至沸腾，则下列说法正确的是（ ） A．只接入R1所用时间最短 B．只接入R2所用时间最短
C．两根电阻丝串联接入电路所用时间最短 D．两根电阻丝并联接入电路所用时间最短 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
U2t可知，电源电压不将一壶水加热至沸腾时，产生的热量相同，根据热量的公式Q?R变，接入电路的电阻越小，产生相同热量的时间越少，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，两根电阻丝并联接入电路时，总电阻最小，加热时间最短。 故选D。
2．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．
3．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。
4．两个发热电阻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
5．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。
6．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
7．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。
8．一个“220V 300 W\的电热杯，一个“220 V 300W”的煮蛋器，一台“220V 300 W\的小型洗衣机，分别接在220V的电压下，则相同时间内它们产生的热量 A．小型洗衣机最少 C．煮蛋器最少 【答案】A 【解析】 【详解】
由题意可知，三种仪器的额定功率相同，但小型洗衣机主要将电能转化为机械能；而电热杯、煮蛋器将电能全部转化为内能，故小型洗衣机产生热量最少，故选A。
B．电热杯最少 D．一样多
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（额定电压2.5V，额定电流0.25A）、电压表V（量程15V，内阻未知）、电流表A（量程0.6A，内阻0.2Ω）、阻值为30Ω的定值电阻R0、滑动变阻器R、恒定电源（电压15V，内阻不计）、开关S、导线若干。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，当电流表的示数为0.55A时，小灯泡L正好正常发光。
(1)小灯泡L正常发光时的电阻是多少？ (2)此时电压表的示数是多少？
(3)通电1min，电流表A消耗的电能是多少？ 【答案】(1) 10Ω；(2) 6.5V；(3) 3.63J 【解析】 【分析】
【详解】
(1)小灯泡L正常发光时的电阻是
R额?U额I额=2.5V?10Ω 0.25A(2)由图像可知电压表与灯L串联后与定值电阻R0并联，小灯泡L正好正常发光，则电压表与灯L串联支路的电流为0.25A，由并联分流可知，定值电阻R0的电流为
0.55A-0.25A=0.3A
则两支路的路端电压为
U0=I0R0?0.3A?30Ω=9V
由串联分压可知电压表的示数为
9V-2.5V=6.5V
(3)通电1min，电流表A消耗的电能是
Q?I2RAt??0.55A??0.2Ω?60s=3.63J
答：(1)小灯泡L正常发光时的电阻是10Ω； (2) 电压表的示数为6.5V；
(3) 通电1min，电流表A消耗的电能是3.63J。
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10．在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热,甚至引起火灾，原因是连接处（ ）
A．电流比别处大，产生的热量多 B．电流比别处小，产生的热量多 C．电阻比别处小，产生的热量多 D．电阻比别处大，产生的热量多 【答案】D 【解析】 【分析】
由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。 【详解】
在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，在电流、通电时间相同时，产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。 故选D。
2020-2021中考物理压轴题之焦耳定律的应用问题(中考题型整理,突破提升)及详细答案
