广东省2020-2022三年中考物理真题分类汇编10焦耳定律

广东省2020-2022三年中考物理真题分类汇编10焦耳定律

一、多选题

1．（2022·广东深圳·统考中考真题）某爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1=55Ω，R2=44Ω，以下说法正确的是（　　）

A．使用“低温档”只需要闭合S2

B．使用“高温档”要闭合S1、S2

C．闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5:4

D．中温档正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J

二、填空题

2．（2021·广东·统考中考真题）如图是探究电流通过导体产生的热量与______关系的实验装置，实验中用U形管内液面的______反映导体产生热量的多少.通电一段时间后，容器______（选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。

3．（2020·广东·统考中考真题）如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟______的关系”的实验装置。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫______（选填“控制变量”或“转换”）法。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的______ （选填 “多”或“少”）。

三、实验题

4．（2020·广东广州·统考中考真题）我们用图中的装置进行实验，根据现象可推断定值电阻R1和R2的大小关系。

(1)定值电阻R1和R2分别加热容器内的油（甲瓶中的油比乙瓶中的多）。两电阻工作相同时间，油均未沸腾，观察到甲温度计升温比乙温度计多。该过程电阻产生的热量全部被油吸收。根据上述实验可得“R1产生的热量比R2多”，依据是______；

(2)根据上述信息，可判断R1______R2（选填“>”“=”“<”）。

四、计算题

5．（2021·广东深圳·统考中考真题）某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求：

（1）通过R1的电流；(      )

（2）R1消耗的电功率； (      )

（3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。

①你认为应按照图______ （选填“乙"或“丙”）进行改装；

②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。(      )

6．（2020·广东深圳·统考中考真题）如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 3W”的字样（灯丝的电阻不随温度变化而变化）。当只闭合开关S1时，小灯泡恰好正常发光；当同时闭合S1和S2时，电流表的示数为0.8A。求：

(1)只闭合S1时，电流表的示数；

(2)R0的阻值；

(3)同时闭合S1和S2时，通电1min电路产生的总热量。

五、综合题

7．（2022·广东深圳·统考中考真题）（1）小明检测到家庭最大电流为5A，要买一个电热水壶，一个为“220V，1000W”，一个为“220V，1500W”，小明选了1000W的，请根据计算说出为什么不选1500W的？___________

（2）电热水壶的电线很短，因此电阻___________产生热量___________，更加安全；

（3）小明把一个电热水壶插进插座，打开开关，突然家里的用电器都不工作了，请写出可能的两个原因：①___________；②___________；

（4）比较电热水壶和电炉的加热效率，请从下图中选择一组___________。

A． 　　B． 　　C．

（5）实验：将1L水加热至沸腾，探究电热水壶的效率。求：设计实验方案并写出效率表达式。

8．（2022·广东广州·统考中考真题）汽车启动时，蓄电池向启动电动机M供电、设M两端电压为U，通过M的电流为I，测得U-t和I-t图象如图1。

（1）求t1时M的电功率；

（2）M仅通过导线a、b接入电路，如图2所示，a的电阻为0.001Ω，若通过M的电流为200A。持续0.5s，求此过程

①a两端电压；

②a产生的热量；

（3）一般采用电磁继电器控制M的通断电，利用实验器材模拟汽车启动，简易电路如图3。A与B接触时M通电，请用笔画线完成电路的连接。

9．（2021·广东·统考中考真题）如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。

（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装______，B处应安装______（选填“电动机”或“电阻丝”）；

（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关______。要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关______；

（3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1:R2=_______；

（4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

参考答案：

1．BD

【详解】AB．根据可知，当电压一定时，R越大，P越小，为低温挡，R越小，P越大，为高温挡。由电路图可知，S1、S2同时闭合时，R1、R2并联，电阻最小，功率最大，为高温挡；由于R1>R2，所以只闭合S1时，电阻最大，功率最小，为低温挡；只闭合S2时，为中温挡。故A错误，B正确；

C．当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为

故C错误；

D．中温挡正常工作，R2接入电路，1分钟产生的热量为

故D正确。

故选BD。

2．     电流     高度差     甲

【详解】[1]由本实验装置，甲乙内电阻丝的电阻值相同，通电时间相同，甲内电阻丝在干路，乙内电阻丝在支路，甲内电阻丝在的电流大于乙内电阻丝在的电流，根据控制变量法，探究产生热量与电流。

[2]本实验利用转换法，观察U形管内液面高度差，可反映产生热量多少，高度差越大，产生热量越多。

[3]甲乙内电阻丝的电阻值相同，通电时间相同，甲内电阻丝在干路，乙内电阻丝在支路，甲内电阻丝在的电流大于乙内电阻丝在的电流，根据焦耳定律

甲内电阻丝产生热量多。

3．     电阻     转换     少

【详解】[1]由图知，两电阻的阻值不同，串联于电路中，通过两电阻的电流相等，通过时间相等，故探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。

[2]在实验中无法直接测量电流通过导体产生热量，通过U形管内液面高度差的大小来判断电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫做转换法。

[3]通电一段时间后，左侧的电阻小于右侧的电阻，通过两电阻的电流相等，由焦耳定律知，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的少。

4．     Q=cmt     >

【详解】(1)[1] 据题意,甲瓶中的油比乙瓶中的多,而且甲温度计升温比乙温度计多,由Q=cmt可知甲瓶中的油吸收的热量多，该过程电阻产生的热量全部被油吸收,则R1产生的热量比R2多。

(2)[2]由图知，R1和R2串联，电流相等，通电时间相同，R1产生的热量比R2多，由Q=I2Rt可得，R1>R2。

5．     2.5A     550W     乙     6.6×105J

【详解】解：（1）通过R1的电流

（2）R1消耗的电功率

（3）①图乙是两电阻并联，总电阻更小，图丙是两电阻串联，总电阻更大，根据

可得乙图功率更大，符合要求。

②闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量

答：（1）通过R1的电流2.5A；

（2）R1消耗的电功率550W；

（3）应按照图乙进行改装，闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量6.6×105J。

6．(1)0.5A；(2)20Ω；(3)288J

【详解】(1)当只闭合开关S1时，电路为小灯泡L的简单电路，电流表测电路中的电流，因小灯泡恰好正常发光，所以电源的电压U＝UL＝6V，由P＝UI可得，电流表的示数为

(2)当同时闭合S1和S2时，灯泡L与灯泡R0并联，电流表测干路电流，电路的总电阻和灯泡的电阻分别为

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即

代入数据可得R0＝20Ω。

(3)同时闭合S1和S2时，通电1min电路产生的总热量为

Q＝W＝UI′t＝6V×0.8A×60s＝288J

答：(1)只闭合S1时，电流表的示数为0.5A；

(2)R0的阻值为20Ω；

(3)同时闭合S1和S2时，通电1min电路产生的总热量为288J。

7．     见详解     小     少     电热水壶内部电路短路     电热水壶功率过大     B     见详解    

【详解】（1）[1]“220V，1000W”的电热水壶的额定电流为

“220V，1500W”的电热水壶的额定电流为

因为家庭最大电流为5A，I1<5A，I2>5A，故不选择1500W的电热水壶。

（2）[2]由导体电阻的影响因素可知，导体越短，其电阻越小。

[3]根据焦耳定律可知，在电流和通电时间一定的情况下，导体电阻越小，导体放出的热量越少，电热壶就更加安全。

（3）[4][5]导致家里的用电器都不工作的原因有两个，分别是用电器内部电路短路或用电器功率过大，使得家庭电路中总电流过大导致空气开关跳闸或保险丝烧断。

（4）[6]比较电热水壶和电炉的加热效率，应控制加热功率和被加热水的质量相同，故应选择B图所示电炉。

（5）[7]1L水的体积为

1L水的质量为

用天平和烧杯称量出1kg的水倒入电热水壶中，用温度计测量并记录此时的温度为t1，闭合电热水壶开关，用秒表记录加热至沸腾的时间t，用温度计测量并记录沸腾时的温度为t2。

[8]电热水壶放出的热量为

水吸收的热量为

电热水壶的加热效率为

8．（1）2000W；（2）0.2V，20J；（3）

【详解】（1）由图1可知，t1时刻，U=10V，I=200A，则电动机M的电功率

P=UI=10V×200A=2000W

（2）①a导线与电动机串联，由串联电路中的电流处处相等可得，通过导线a的电流与电动机的电流相等，即Ia=200A，则导线a两端的电压

Ua=IRa=200A×0.001Ω=0.2V

②导线a产生的热量

Qa=(Ia)2Rat=(200A)2×0.001Ω×0.5s=20J

（3）则电磁继电器相当于开关，A与B接触时M通电，A与B断开时M断电，因此将电动机M与A、B触点串联接到蓄电池的正负极上，如图所示：

9．     电阻丝     电动机     S     S和S1     1:2     变小

【详解】（1）[1][2]电阻用来发热，电动机用来产生风，若A处装电动机，B处装电阻，则B处产生的热无法被风带出，会烧坏电吹风，因此A处应装电阻，B处装电动机，风将产生的热带出，形成热风。

（2）[3]要吹冷风状态，则电阻不工作，电动机工作，应闭合开关S。

[4]要吹暖风，由图，R1工作、R2不工作，因此应闭合开关S、S1 。

（3）[5]电吹风处于“暖风”状态时，R1和电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了20℃，此时发热功率为

处于“热风”状态时，R1、R2、电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，此时发热功率为

假设这两种状态下的热效率相同且都为η，则二种情况下空气吸热分别为

两式相比得

化简整理得

可求得

（4）[6]电阻丝升华，会变细，电阻值会变大，为纯电阻电路，根据功率公式

可知，电阻增大时，发热功率会变小。