2020-2021中考物理焦耳定律的应用问题(大题培优 易错 难题)附答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题

1．电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开S后，充电插口可以外接充电器对电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为48V，此时通过电动机线圈的电流为5A，电动机线圈的电阻是0.5Ω，下列说法正确的是（ ）

A．对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源 B．电动自行车的电动机把电能全部转化为机械能

C．电动机正常工作1min，电流通过线圈所产生的热量为14400J D．电动机正常工作1min，消耗的电能为14400J 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A．对蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，则蓄电池相当于用电器，故A错误； B．由于电动机会发热，则电动自行车的电动机把电能转化为机械能和内能，故B错误； C．电动机正常工作1min，电流通过线圈所产生的热量为

Q=I2Rt=(5A)2×0.5Ω×60s=750J

故C错误；

D．电动机正常工作1min，消耗的电能为

W=UIt=48V×5A×60s=14400J

故D正确。 故选D。

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．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

4．两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系如图所示，若将两电阻串联在电压为3V的电源两端，电路的总功率为________ W，通电一段时间后，RA和RB产生的热量之比是________ ．

【答案】0.6 1：2 【解析】 【分析】 【详解】 由图象知，

U=3V时，IA=0.6A，IB=0.3A，

根据R?U，电阻 IRA?RB?U3V??5?， IA0.6AU3V??10?， IB0.3A两电阻串联时，电路总电阻

R=RA+RB=5Ω+10Ω=15Ω，

电路总功率

U2(3V)2P???0.6W；

R15?A、B两电阻串联流过它们的电流I相等，通电一段时间产生的热量之比

QAI2RAtRA5?1?2???． QBIRBtRB10?2

5．下列关于物理中常见电现象和磁现象的说法中一定正确的是（ ） A．两个轻质小球放在一起时相互排斥，则两球一定带同种电荷 B．一个开关能同时控制两盏灯，则这两盏灯一定是串联的 C．两盏白炽灯串联通电发光，则更亮一点的电阻一定更大 D．电功率相同的电热水壶和电风扇工作相同的时间，发热一定相等 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】

A．据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”知，两个轻抚小球放在一起相互排斥，