2022年中考物理知识点二轮复习专题练习——焦耳定律

这是一份2022年中考物理知识点二轮复习专题练习——焦耳定律，共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
焦耳定律一、选择题（共15题）1．最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是（　　）A．安培 B．欧姆C．焦耳 D．伏特2．某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热，以增强人体舒适度。其等效电路简化图如图甲所示，R1、R2均为加热电阻，R1>R2，S为智能开关，可根据实际选择不同电阻接入电路。某段工作过程，加热功率随环境温度变化如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）A．环境温度为25℃时，开关S连接接线柱1和2B．环境温度为35℃时，开关S连接接线柱2和3C．开关S连接接线柱1和2，工作1h产生的热量为0.1kW•hD．开关S连接接线柱2和3，电路总电阻为484Ω3．将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（　　）A．三个用电器消耗的电能一样多B．三个用电器产生的热量相等C．三个用电器均能将电能全部转化为内能D．可以根据可计算出三个用电器的电阻4．一台电动机正常工作时，加在线圈两端的电压为220V，流过线圈的电流是5A，线圈的电阻是10Ω。这台电动机正常运转5分钟产生的热量是（　　）A．3.3×105 J B．1.1×103 J C．7.5×104J D．250J5．最早定量说明电流通过导体将电能转化为热能的规律的物理学家是（　　）A．欧姆 B．安培 C．焦耳 D．牛顿6．下列属于利用电热的是（　　）A．电热水器装有发热管 B．电脑机箱内有小风扇C．电动机外壳有许多散热片 D．电视机的后盖有很多孔7．下列设备中利用电流热效应工作的是（　　）A．电热毯 B．电风扇 C．电动车 D．电脑8．如图是某同学做电学实验时所画电路图的一部分，其中小灯泡的铭牌模糊不清，根据图中所提供的器材，可以直接进行的实验是（　　）A．测量小灯泡产生的热量 B．测量小灯泡消耗的电能C．测量小灯泡的实际电功率 D．测量小灯泡正常发光时的电阻9．如图所示的四种家用电器，利用电流热效应工作的是（    ）A． 迷你风扇 B． 笔记本电脑C． 清洁机器人 D． 电暖气10．如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。下列说法正确的是（　　）A．该装置可以用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系B．图中透明容器最好装有水C．b容器中电阻丝的电流是a容器中电阻丝的电流的2倍D．观察图中的实验现象是a中液柱升高较快11．如图所示是某同学设计的探究电流通过导体时产生热的多少与哪些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．通电一段时间，两个透明容器中空气内能增大是通过做功的方式改变的B．通电一段时间，两个U 形管中液面高度的变化不同说明电流通过导体产生的热量与电阻有关C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系， 右侧透明容器中应接入阻值是 5Ω的电阻D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，右侧透明容器中应接入阻值是 10Ω的电阻12．长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，分别接到线路板上A、B间和C、D间，如图所示。移动滑动变阻器的滑片，发现保险丝熔断而铜丝完好。下列说法错误的是（　　）A．保险丝的电阻比铜丝的大B．通过保险丝的电流比铜丝的大C．相同时间电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多D．为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝13．用铜做成的A粗、B细的两段等长导线，串联接在某电路中，通电一段时间后，两者下列物理量一定相同的是（　　）A．电压 B．电阻 C．电热 D．电流14．如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（　　）A．甲、乙两次实验都应用了控制变量法和转换法B．甲实验通电一段时间后，右侧容器内空气吸收的热量更多C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系D．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15．如图所示是电热毯的简化电路图，它的主要部分是电热丝R。使用时，小明发现电热毯指示灯不亮，过了一段时间后，电热毯热了，下列说法正确的是（　　）A．灯与电热丝并联B．电热丝工作应用了电流的热效应C．指示灯不亮是由于插座处断路D．指示灯不亮说明电热毯不工作 二、非选择题16．如图所示是探究焦耳定律的部分实验装置。已知甲瓶中电阻丝的阻值为10Ω，乙瓶中的电阻丝的阻值20Ω。探究热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝___________联在电路中；若电路中的电流为0.1A，则甲电阻丝在5min内产生的热量为___________J。 17．如图是一台饮水机的工作原理电路图。S是一个温控开关，R1为电加热管，且R2 =4R1。已知加热时加热管的功率为900W（不考虑温度对电阻的影响，且不计红、绿指示灯的阻值），则当饮水机处于加热状态时，______（选填“红”“绿”）灯亮，保温10min时加热管R1产生的热量为______J。18．如图实验装置，闭合开关后，相同时间内电阻丝R1产生的热量比电阻丝R2产生的热量_____（选填“多”或“少”）；向左移动滑片，一段时间后，U形管两侧液面高度差变_____（选填“大”或“小”）；该实验是通过_____的方式改变电阻丝的内能。19．2021年1月13日，中国自主研发设计、自主制造的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车及试验线，在西南交通大学正式启用。这台样车时速可高达620km/h，与其他磁悬浮技术相比，高温超导磁悬浮技术尤其适合未来的真空管（隧）道交通运输。这里的“高温”指的是零下196摄氏度，高温超导体可以在液氮温区（零下196度以上）出现超导态。高温超导悬浮装置不再需要铁芯，更为简单，重量轻耗能少，只需要使用液氮和少量电力，高温超导磁浮列车就能正常运行，成本大为降低。其主要工作原理：位于轨道两侧线圈里流动的交流电将线圈变为电磁体，与列车上超导电磁体发生相互作用，不仅悬浮并稳定列车车体，还能通过交流电周期性地变换磁极方向而获取推进动力使列车高速运行。（1）利用液氮对导体进行降温处理时，液氮发生的物态变化是______；（2）许多材料在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为______现象；（3）磁悬浮列车的运行，根据同名磁极______的原理使列车浮起；（4）超导体______（选填“可以”或“不可以”）用来制作电热毯；（5）超导磁悬浮列车是通过改变轨道线圈里，周期性地变换磁极方向。20．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：热风温度50～75℃额定功率热风时：990W冷风时：110W额定电压220V质量0.5kg（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？（2）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风20min产生的热量是多少？（3）电热丝工作时的电阻是多大？21．小亮家买了一辆汽车，车上座椅具有电加热功能，如图甲所示。该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答：（1）通过座椅垫的电流是多大？（2）电热丝R1的阻值是多少？（3）座椅垫工作100s产生的热量是多少？ 22．如图所示是某种电热饮水机的简化电路示意图，R1和R2都是对水加热的加热电阻丝，饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S自动控制），阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率为550W，保温时的功率为50W。则：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S应处于什么状态？（2）在加热状态下，通过饮水机的电流是多少？（3）R1的阻值是多少？（4）在用电高峰期，加在该饮水机的实际工作电压只有200V，此时的实际加热功率是多少？（结果保留一位小数）23．如图是某品牌足浴盆的简化电路图和铭牌（最大功率模糊）。电路中S2为普通开关，电动机带按摩装置，R为电热丝，S1为温控开关；当温度低于某设定值时，开关自动闭合；当温度高于某设定值时，开关自动断开，图丙为某次洗脚时电路总电流随时间变化的图像。（1）图中，0~3min为加热阶段，使水温达到预设温度；则在3min~20min，______（选填序号）；A.电动机一直工作，电热丝间歇工作B.电热丝一直工作，电动机间歇工作（2）求图中I的值；（________） （3）求足浴盆开始工作的前3min电热丝产生的热量。（________）指标参数最大容水量/kg4额定电压/ V220电动机功率/W440最大功率/W 
参考答案1．C【详解】A．安培在电与磁的研究上做出了突出贡献，故A不符合题意，B．欧姆发现导体中的电流跟导体两端的电压成正比，故B不符合题意C．焦耳最先发现了焦耳定律，揭示了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，故C符合题意；D．伏特主要是发明电池，故D不符合题意。故选C。2．D【详解】A．环境温度为25℃时，观察图乙，可知，这时加热功率为100W，功率较大，根据电功率公式可知，电路的总电阻较小，观察图甲，智能开关S连接接线柱1和2时，只有电阻R1接入电路，智能开关S连接接线柱2和3时，R1和R2并联接入电路，电路的总电阻比智能开关S连接接线柱1和2时的，还要小，则环境温度为25℃时，应该是智能开关S连接接线柱2和3，故A错误；B．环境温度为35℃时，观察图乙，可知，这时加热功率为44W，功率较小，根据电功率公式可知，电路的总电阻较大，由A解析可知，只有仅仅电阻R1接入电路时，电路的总电阻才较大，则智能开关S是连接接线柱1和2，故B错误；C．开关S连接接线柱1和2，只有电阻R1接入电路，电路的总电阻较大，加热功率较小，为44W=0.044kW，则工作1h产生的热量为工作1h产生的热量为，故C错误；D．开关S连接接线柱2和3时，加热功率较大，为100W，电源电压为220V，根据电功率公式可知，电路的总电阻为电路总电阻为484Ω，故D正确。故选D。3．A【详解】A．电功率相同，工作时间相同，故消耗的电能相同，故A正确；BC．电风扇将电能主要转化为机械能，少部分转化为内能，电视机一部分电能转化为光能，而电烙铁是将电能全部转化为内能，故BC错误；D．电风扇不是纯电阻，不适合欧姆定律，故也不适合，故D错误。故选A。4．C【详解】电动机正常工作时，将电能转化为机械能，同时由于线圈发热产生热量，根据焦耳定律可知故选C。5．C【详解】A．欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确结论，即著名的欧姆定律，故A不符合题意；B．用右手握住通电螺线管，弯曲的四指与电流方向一致，大拇指所指方向就是通电螺线管的N极，通电螺线管的极性判定是安培发现的，故B不符合题意；C．1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系，得出了焦耳定律，故C符合题意；D．1687年的7月5日，牛顿在《自然哲学的数学原理》上发表了万有引力的理论，改变了人类对力学的认知，故D不符合题意。故选C。6．A【详解】电热可供利用，但有时也有危害。A．电热水器装有发热管，电能转化为内能，属于利用电热，故A符合题意；B．电脑机箱内有小风扇是为了及时散热，故B不符合题意； C．电动机外壳有许多散热片是为了及时散热，故C不符合题意； D．电视机的后盖有很多孔是为了通风散热，故D不符合题意。故选A。7．A【详解】电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应，利用电流热效应工作的用电器把电能转化为内能；电风扇、电动车工作时把电能转化成机械能；电脑工作时电能转化成光、机械能、内能、磁能等多种形式的能量，不是利用电流热效应工作的；电热毯工作时把电能主要转化为内能，它是根据电流的热效应工作的。故选A。8．C【详解】根据电路图可知，电压表测灯泡两端的实际电压，电流表测通过灯泡的实际电流。AB．由Q＝W＝UIt可知，要测小灯泡产生的热量或消耗的电能，需要知道通电时间，而题中时间未知，故AB 不符合题意； C．知道灯泡的实际电压和实际电流，据公式P＝UI可计算出灯泡的实际功率，故C符合题意；D．灯泡在额定电压下的功率为额定功率，因小灯泡的铭牌模糊不清，故不能确定灯泡是否正常发光，故无法根据变形公式求出灯泡正常发光的电阻，故D不符合题意。故选C。9．D【详解】A．风扇主要是将电能转化为机械能，故A不符合题意；B．电脑都安装有风扇，是为散热，避免电流的热效应给电脑带来危害，故B不符合题意；C．清洁机器人主要是将电能转化为机械能，故C不符合题意；D．电暖气是利用电流热效应将电能转化为内能，供工人们取暖，故D符合题意。故选D。10．D【详解】A．ab容器中电阻丝的阻值相同，所以无法用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，故A错误；B．该装置是通过容器内的气体热胀冷缩，从而使U形管形成液面高度差，来实现比较电阻丝产生热量的多少，若装置中装有水，因水的比热容较大，实验时间较长，较难观察到U形管中的液面高度差，不利于更好的完成实验。故B错误。C．图中装置是一个5Ω的电阻与两个并联的5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过a容器中的电阻的电流与右侧两个电阻的总电流相同，即Ia=I右。两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知I右=Ib+I外又因为容器内部和容器外部是电阻值相同，所以电流相同，即Ib=I外。故可以推出Ia=2Ib，即a容器中电阻丝的电流是b容器中电阻丝的电流的2倍。故C错误；D．由焦耳定律可知，两容器中电阻相同，通电时间相同，a容器中电阻丝的电流是b容器中电阻丝的电流的2倍，故a容器中电阻丝产生的热量多，所以a中液柱升高较快。故D正确。故选D。11．C【详解】A．通电一段时间后，透明容器中的电阻丝发热产生热量，热量通过热传递的方式传递给容器内的空气，使得空气内能增大，故A错误；B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，应控制两电阻丝中电流的大小相同，而由图中可知，左侧电阻丝中的电流为干路电流，右侧容器中的电阻丝中的电流为支路电流，流过两电阻丝的电流不同，通电一段时间后，两个U形管中液面高度的变化不同，无法说明电流通过导体产生的热量与电阻有关，故B错误；C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，应控制电阻大小不变，故右侧透明容器中应接入阻值是5Ω的电阻，此时两容器中的电阻阻值相同，而流过两电阻丝的电流大小不同，故可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，故C正确；D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则应控制两电阻中电流的大小相同，同时使两电阻丝的阻值不同，故右侧透明容器中接入阻值不为5Ω的电阻丝，同时断开右侧阻值为10Ω的电阻丝，与左侧容器中的电阻丝串联即可，不一定非要接入阻值为10Ω的电阻丝，故D错误。故选C。12．B【详解】A．保险丝是使用的导电性能较差的铅锑合金材料，长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，保险丝的电阻大，故A正确，不符合题意；B．保险丝和铜丝是串联在电路中，根据串联电路电流处处相等可知，通过保险丝的电流和铜丝的电流一样大，故B错误，符合题意；C．根据焦耳定律可知，通过保险丝和铜丝的电流相等，保险丝的电阻比铜丝大，则相同时间电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多，故C正确，不符合题意；D．因为铜丝与保险丝相比，在其他条件一定时，铜丝的电阻较小，在相同时间内发热较少，并且铜的熔点高，不容易熔断，所以为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝，故D正确，不符合题意。故选B。13．D【详解】A、B两导线的材料和长度都相同，A的横截面积大于B的横截面积，所以A的电阻小于B的电阻。两导线串联连接，所以通过的电流相等，据串联电路的分压特点有UA:UB=RA:RB所以UA<UB通电一段时间后，据Q=I2Rt知QA<QB故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。14．ABC【详解】A．实验中电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，产生热量多少可以通过液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想；Q与I、R及t有关，甲实验电阻丝串联，电流和通电时间相等，是探究电热与电阻关系的；乙实验中右侧电阻丝并联一个电阻丝后与左侧电阻丝串联，电阻和通电时间相等，是探究电热与电流关系的，都用到控制变量法，故A正确；B．Q与I、R及t有关，甲实验通电一段时间后，左右两侧电流相同，但右侧容器内电阻更大，所以吸收的热量更多，由于热胀冷缩，空气体积变化更大，故B正确；C．乙实验中右侧电阻丝并联一个电阻丝后与左侧电阻丝串联，电阻和通电时间相等，是探究电热与电流关系的，故C正确；D．该实验装置是利用空气盒密封空气的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的，通电一段时间后，由于热胀冷缩，被封的一定量空气体积变大，U形管液面高度要发生变化，故D错误。故选ABC。15．AB【详解】A．由图可知，电流有两条路径，分别经过电热丝R和指示灯L，电热丝R和指示灯L并联，故A正确；B．电热丝工作时，将电能转化为内能，应用了电流的热效应，故B正确；C．指示灯不亮可能插座处断路，可能指示灯断路，故C错误；D．电热丝和指示灯并联，指示灯不亮，可能指示灯断路，并联电路各个支路互不影响，电热丝可能工作，故D错误。故选AB。16．串    30    【详解】探究热量与电阻大小的关系时，需要控制流过甲、乙两瓶电阻丝的电流相同，串联电路电流处处相等，则应将两电阻丝串联在电路中。若电路中的电流为0.1A，则流过甲电阻丝的电流也为0.1A，甲瓶中电阻丝的阻值为10Ω，根据焦耳定律可知，甲电阻丝在5min内产生的热量为甲电阻丝在5min内产生的热量为30J。17．红    2.16×104    【详解】由图可知，当S接左面接线柱时，电路中电阻R1和红灯串联，总电阻最小，电流路中电流最大，根据P=I2R知加热管功率就会最大，处于加热状态，红灯亮。电阻R1的阻值 R2的阻值 当S接右面接线柱时，电阻R1、R2和绿灯串联，总电阻最大，电流路中电流最小，根据P=I2R知加热管功率就会最小，处于保温状态，电路中的电流 保温10min时加热管R1产生的热量为18．少    大    做功    【详解】观察实物图，闭合开关后，根据电流的流法，可知这是一个串联电路，流过两根电阻丝的电流相同，电阻丝R1的电阻为5Ω，电阻丝R2为10Ω，在相同时间内，根据焦耳定律公式，可知，相同时间内电阻丝R1产生的热量比电阻丝R2产生的热量少。向左移动滑片，从实物图可以看到，滑动变阻器接入电路的电阻变小，其他电阻不变，电路的电流变大，根据焦耳定律公式，可知，放出的热量增加，U形管两侧液面高度差变大。电流流过电阻丝时，将电能转化为电阻丝的内能，这是通过做功方式改变电阻丝的内能。19．汽化    超导    互相排斥    不可以    【详解】（1）利用液氮对导体进行降温处理时，液氮由液态变为气态，液氮发生的物态变化是汽化，汽化吸热，使环境温度降低。（2）许多材料在低温下会失去电阻，对电流不再有阻碍作用，这种现象称为超导现象。（3）磁悬浮列车的运行时，轨道与列车形成同名磁极，根据同名磁极互相排斥的原理，使列车浮起来。（4）电热毯是利用电流的热效应工作的，根据可知，若用超导体做电热毯，超导体电阻为0，产生的热量为0，因此超导体不可以用来制作电热毯。20．（1）0.5A；（2）300J；（3）55Ω【详解】解：（1）由题意可知，电吹风在额定电压下工作，吹冷风时额定功率为110W，额定电压是220V，则通过电动机的电流（2）根据焦耳定律可得Q=I2Rt=(0.5A)2×1Ω×20×60s=300J（3）由表中参数可知，电吹风吹热风时额定功率为990W，根据电路图可知，这是电热丝和电动机的额定功率之和，所以电热丝的额定功率为P热=P总-P=990W-110W=880W根据公式可得，电热丝工作时的电阻答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；（2）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风20min产生的热量是300J；（3）电热丝工作时的电阻是55Ω。21．（1）1.5A；（2）；（3）3.6×103J【详解】解：（1）由P=UI可得，处于“高温”挡加热时通过座椅垫的电流为（2）由电路图知，开关S接高温挡位时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律，电热丝R1的阻值为（3）座椅垫工作100s产生的热量Q=W=P1t=36W×100s=3.6×103J答：（1）通过座椅垫的电流是1.5A；（2）电热丝R1的阻值是16Ω；（3）座椅垫工作5min产生的热量是3.6×103J。22．（1）S是断开状态；（2）2.5A；（3）88Ω；（4）454.5W【详解】解：（1）开关S闭合时，只有电阻R1接入电路，当开关S断开时，电阻R1和R2串联，要使饮水机处于保温状态，根据电功率公式总电阻越大，总功率越小，因此当开关S断开时，饮水机处于保温状态。（2）在加热状态下，开关S闭合，只有电阻R1接入电路，加热时的功率为550W，此时电流为（3）电阻R1阻值（4）当实际电压为200V时实际加热功率为答：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S是断开状态；（2）在加热状态下，通过饮水机的电流是2.5A；（3）R1的阻值是88Ω；（4）实际工作电压只有200V时，实际加热功率是454.5W。23．A    2A    1.584×105J    【详解】（1）由电路图可知，电路有三种工作状态，只闭合S1时，只有电热丝工作，只闭合S2时，只有电动机工作，两开关都闭合时，电热丝和电动机并联，且同时工作；由坐标图可知，0~3min为加热阶段，且加热时R的电流为2I；3~5min，电路电流为I，说明此时只有电动机在工作，电动机的工作为电流I；5~6min，电路总电流变成3I，说明此时R与电动机并联，同时工作。所以在3min~20min，足浴盆的工作状态为电动机一直工作，电热丝间歇工作，故A符合题意，B不符合题意。故选A。（2）由表格中数据可知，电动机的功率为工作电压为电动机的工作电流为（3）R单独工作的电流为足浴盆开始工作的前3min电热丝产生的热量