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．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。
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．如图所示当甲电路中的开关S闭合时，两个电压表所选量程不同，测量时的指针位置均为如图乙所示，则电阻R1两端的电压为______V，R1∶R2=______，当电阻R1、R2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比Q1∶Q2=_______。
【答案】10 4：1 1：4 【解析】 【详解】
[1][2]从图甲可以看到，开关S闭合时，电压表V1测的是电源电压，示数较大，电压表V2测的是R2两端的电压，示数较小，因为测量时的指针位置均为如图乙所示，那么电压表V1
的量程应该是0到15V，它的读数是12.5V，电压表V2的量程应该是0到3V，它的读数是2.5V，根据串联电路电压规律可知，电阻R1两端的电压为
U1?U-U2?12.5V-2.5V?10V
电阻R1大小是
R1?电阻R2大小是
U110V? IIU22.5V? IIR2?那么
R1：R2?10V2.5V：?4：1 II[3]当电阻R1、R2并联在电路中时，R1、R2两端的电压是相同的，在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比是
U2U211Q1：Q2?t：t?：?R2：R1?1：4
R1R2R1R2
5．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R40Ω10Ω乙共产生的热量
Q=Q甲+Q乙=24J+96J=120J
6．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（ ）
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