一、初中物理焦耳定律的应用问题
1．电冰箱起动时，与电冰箱并联的台灯变暗。关于这一现象，下列说法中不正确的是（ ）
A．进户线中电流变大 C．线路中热损耗变大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A．当使用大功率的电冰箱时，电路中的总功率过大，家庭电路的电压一定，由P?UI可知，干路中的电流变大，故A正确，不符合题意；
B．因电冰箱和台灯是并联的，根据并联电路电阻的特点知，线路中的总电阻变小，故B错误，符合题意；
C．干路中的电流变大，由Q?I2Rt知，线路中的热损耗变大，故C正确，不符合题意； D．因干路中的电流变大，由U?IR知，线路电阻分压变大，台灯两端的电压变小，所以台灯将变暗，故D正确，不符合题意。 故选B。
B．线路中电阻变大 D．灯泡两端的电压变小
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．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．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．电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内能。若一台玩具电动机接在6V的电源两端，使其正常转动时，通过电动机中的电流为0.3A；短暂地卡住电动机转轴，使其不能转动，通过电动机中的电流为3A。则这台电动机线圈的电阻为______Ω，正常转动时的效率是_____。 【答案】2 90% 【解析】 【分析】 【详解】
[1]电动机转轴卡住时电流为3A，故电动机线圈电阻为
U6V==2Ω I3A[2]设电动机正常运转时，在t时间内消耗的电能为
R=
W=UIt=6V×0.3A×t
在t时间产生的热量为
Q=I2Rt=(0.3A)2×2Ω×t
电动机正常运转时的效率
W有W-Q6V?0.3A?t-?0.3A?2?2Ω?tη====90% W总W6V?0.3A?t
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．如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表量程为0~0.6A。图乙中A、B分别是小灯泡和电阻R1两端的电压随电流变化关系图象。只闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路中的电流为0.2A；滑动变阻器的滑片移至b端时，小灯泡恰好正常发光。只闭合开关S、S3，调节滑片P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时，小灯泡两端的电压恰好为2V。则（ ）
A．电源电压为10V B．小灯泡L的额定功率6W
C．只闭合开关S、S2，滑动变阻器的滑片移至a端时，1.5min电流通过R1产生的热量为64J
D．闭合开关S，改变其它开关的通断及滑片的位置，电路消耗的最小功率可以达到1.2W 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A．由于灯泡灯丝电阻受温度影响，定值电阻阻值不发生变化，则小灯泡灯丝两端的电压
随电流变化关系图象为曲线，定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直线，则由乙图数据可求R1阻值为
R1=U14V?=40? I10.1A已知闭合S、S3，调节滑片P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时，小灯泡两端的电压恰好为2V，此时电路为小灯泡与两电阻串联电路，由乙图可知此时电路电流为0.2A，则电源电压为
U?UL?U1??U2=2V+0.2A?40?+0.2A?10?=12V
故A不符合题意；
B．当闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片移至b端时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器接入阻值为0Ω，此时电路为小灯泡的简单电路，小灯泡此时两端电压等于电源电压为12V，对应乙图可知此时电流为0.5A，则额定功率为
P额?U额I额?12V?0.5A=6W
故B符合题意；
C．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路中的电流为0.2A，此时电路为小灯泡与滑动变阻器串联电路，且滑动变阻器接入阻值最大，由乙图可知此时小灯泡两端电压为2V，电源电压为12V，则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V，由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为
R2max?U2max10V?=50? I20.2A则当闭合开关S、S2，滑动变阻器的滑片移至a端时，电路为R1与R2串联电路，由串联分压可求R1两端电压为
U1???R140?48U??12V=V R1?R240??50?92由于R1为纯电阻，则1.5min电流通过R1产生的热量为
?48?2?V?U1?? 9?W1?t???1.5?60s=64JR140?故C符合题意；
U2D．由于电源电压不变，则由P?可知，当电路阻值最大时，电路总功率最小，则闭
R合开关S、S3，滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大，功率最小，若最小功率为1.2W，则此时电路电流为
Imin?则此时电路总电阻为
Pmin1.2W?=0.1A U12V
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