第16章 焦耳定律 (精练本)-【中考123】2025年中考一轮总复习物理（内蒙古专用）

物理·精练本 见业图标合判音微信扫码对话中考复习助手考点攻克提分无忧、 中春123 第十六章 焦耳定律 基础集训 [答案P29] ⊙命题点1焦耳定律的位用 1.(2023·包头)将电能输送到几百千米之外的用户，在输电线上会有能量的损耗，这主要是由于电流 的 效应引起的。某段输电线路的总电阻为0.52，输送电流为100A,每输电1min这段线路 便会损耗 J的电能。 2.(2024·鄂尔多斯模拟)电饭锅是利用 工作的。家庭电路中，有时导线不够长，需把两 根导线连接起来使用。但导线连接处的电阻比别处的电阻 ,相同时间内电流产生的 多，会加速老化甚至引起火灾。 ⊙命题点2探究电流热效应的影响因素 3.(2024·呼和浩特模拟)如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分 装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 (1)实验中通过观察 的变化来反映 R=5 电阻产生热量的多少。下列实验中，也运用了这种实 验方法的是 (填序号)。 ①探究物体的动能跟哪些因素有关 2探究杠杆的平衡条件 R=50 R=5 (2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液 甲 3题图 面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间 相同的情况下 越大，产生的热量越多。 (3)图中U形管 (选填“是”或“不是”)连通器，乙图中R,与R2并联，目的是使通过R,与R 的 不同。 (4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象 都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因： ⊙命题点3焦耳定律的相关计算 4.(2024·青海)一款电热水龙头的简化电路如图甲所示，图乙是它铭牌上的参数。电源电压恒定不 变，R,和R2为发热电阻，当开关S、S,均闭合时，通电20s电热水龙头产生的热量是 J,电阻 R,和R2的阻值之比是 额定电压 220V R 高温挡 2200W 额定功率 低温挡 440W 220V。 甲 乙 220V 4题图 5题图 5.(2023·郑州)如图是某电加热器的工作电路图，电加热器有“高温”和“低温”两挡，其中R,=442, R2=1762。当开关S,闭合，S2 时是高温挡。该电加热器低温挡正常工作5min产生的热 量是 J -124- 微专题 对比实验 物质的吸热能力、焦耳定律实验 [答案P29] ⊙类型1比较不同物质吸热的情况 1.(2023·盘锦)如图甲所示，小明用相同的实验装置分别加热质量均为200g的水和食用油，根据实验 数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化图像。 温度/℃ 标准大气压下 260 食用油 物质 沸点/℃ 180 酒精 78 100- 煤油 150 2 食用油 0246时间/min 水银 357 乙 丙 1题图 (1)由图乙和表丙可知，小明选用的是 (选填“酒精”“煤油”或“水银”)温度计。 (2)由图乙可知， 的吸热能力较强。 (3)水在0~4min吸收的热量是 J。[ck=4.2×103J/(kg·℃)] (4)小明分析图乙后，想到端午节妈妈煮棕子时，先用大火将水烧开，再改用小火加热，这样既可以节 约能源，又能保持水继续沸腾将棕子煮熟。原因是水沸腾时持续吸热，温度 ⊙类型2探究影响电流热效应的因素 2.(2023·温州)用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电 流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电 路进行研究。 R 调试电路 4.0 3.0 2.0 2 实验电路R, 1.0 0 0.080.160.240.320.40P安2 丙 2题图 图乙电路包括调试电路和实验电路，R,和R,是阻值都为20欧的电热丝，R,放置在装有煤油的保温 容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下： ①用数字温度计测量并记录装有R,的保温容器内煤油的温度。 ②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。 ③将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S,测量并记录 ④再将电流值分别设定为0.3安0.4安0.5安0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升 高的温度△（△，可反映电热的多少），整理△1、P的数据如图丙。 (1)将步骤③补充完整。 (2)在图丙中画出△：与P的关系图像 (3)小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持R,不 变，将R,更换为30欧的电热丝，重复上述步骤，他的做法是否合理，说明理由： -125 中考集训 [答案P30] 满分：60分 一、选择题（每小题4分，共24分。每小题只有一个选项是正确的）】 1.(2023·福建)下列利用电流热效应工作的用电器是 A.电视机 B.电风扇 C.电脑 D.电炉 2.新趋势(2023·广西)小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发 现连接处容易发热，其主要原因是连接处 () A.电阻变小 B.电流比别处电流小 C.电阻变大 D.电流比别处电流大 3.(2024·音迁)如图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R,、R,两电阻丝密封在两只完全相 同的烧瓶内，且R,>R,,瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是 A.烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显 B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系 C.实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少 D.若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水 4Wx105) 电携水壶 电烤籍 025☒ 0.20 电饭钢 0.15 0.10 0.05 0 0.51.01.52.02.5y 4 t/min 3题图 4题图 5题图 4.(2024·南充)如图所示为电阻R,和R2的I-U图像，下列说法正确的是 ( A.R,的阻值为102 B.两电阻串联与并联的总阻值之比为9：4 C.将两电阻串联接入电路，通电后，R,两端电压与R2两端电压之比为1：2 D.将两电阻并联接人电路，通电1分钟，电流通过R,产生的热量与电流通过R,产生的热量之比为1：2 5.(2024·北京)额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间 1的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是 A.正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少 B.正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率小 C.正常工作时，通过电饭锅的电流最小 D.在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多 -126- 6.(2023·河南)如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该 装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是( ) A.用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少 B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系 0 C.通电后可探究电流产生的热量与电压大小的关系 D.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大 二、填空题（每小题2分，共14分） 6题图 7.(2023·吉林)电热毯的电阻丝断掉后不要将两个断头连接后继续使用，原因是接头处的电阻 ,在电流相同时，由于电流的 效应会导致接头处温度过高而产生安全隐患。 8.(2023·吉林)如图是某电饭锅内部电路简图。S断开时，电路中的电流是0.5A,通电1n后，电路 中消耗的电能是 J;S闭合后，电路中消耗的总功率将 R S 。220Vo 8题图 9题图 10题图 9.(2024·成都)小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所 示，电源电压为6V,电阻丝R,=52,R2=152,a、b是两个触点。闭合开关S,当开关S,接通触点 时，“电饭锅”的功率更大。将R,接入电路工作3mn产生的热量是 J。 10.(2023·无锡，改编)如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V,电热丝R 的阻值为12。闭合开关S,电热丝温度升高，利用电流的热效应实现高温封口，3s内产生的热量为 J。若使用时总把塑料袋烫坏，可以 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。 11.(2024·扬州模拟)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡，电路如图，开关S接 时是“高 温”挡。当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5A和1A,则电阻R= 0220V0 11题图 12题图 12.(2024·乐山模拟)如图所示，在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。将容器中的电阻丝R,、R2串联在电路中，且R,=2R2=20Ω，电源电压U= 6V。闭合开关后，甲管中液面比乙管中液面上升得 (选填“慢”“快”或“相同”)，当滑动变 阻器滑片P移至最右端时，在1分钟内电流通过电阻丝R,产生的热量Q= J。 一127— 13.(2024·黄石)如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R,、R2,右边容器上方接入 电热丝R,在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。本实 验是根据 (选填“气体”或“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量 多少，已知R,=102,R,=62,为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2= 2。 13题图 三、实验题（本题共8分）】 14.(2023·云南)实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在 烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。 温度计 R=202 R=200 Rz=302 A B 甲 乙 14题图 (1)用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数 变大，且导线不交叉。 (2)闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R (选填 “短路”或“开路”)。排除故障后进行实验，实验中通过观察 来比较相同 时间内不同电流产生热量的多少。 (3)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流/越 大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随 后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方 法： (4)同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生 的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有 (请举 一例)。 (5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 (选填“A”或“B”)烧 瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 (选填“串”或“并”)联进行实验。 (6)本实验应用的研究方法有转换法和 法。 四、综合题（本题共14分）】 15.(2024·越城)阅读材料，完成下列问题。 智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，它有相当发达的“大 脑”，具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉；此外，它还有效 应器，能通过电动机使手、脚、鼻子、触角等动起来；智能机器人能用人类语言同操作者对话，能调整 一128 第一部分内蒙古中考命题点集训 自己的动作以达到操作者所提出的全部要求。机器人的外壳一般使用熔点为200℃的玻璃钢制作， 其具有质轻而硬，不导电，性能稳定，机械强度高，耐腐蚀的优，点。智能机器人的电源主要有镍镉电 池、锂电池等，实现了化学能和电能的相互转化。随着智能机器人技术的不断发展和成熟，它将走 进千家万户，服务人们的生活。 (1)锂电池充电时的能量转化形式： 能转化为 能。 (2)关于智能机器人，下列说法中正确的是 A.智能机器人的效应器通过电动机使手、脚等动起来时，是将机械能转化为电能 B.温度为200℃的玻璃钢一定是液态 C.智能机器人通过嗅觉能闻到外界的各种气味，说明分子在做无规则的运动 D.智能机器人能与人语音对话，说明了电磁波能传递信息 (3)某智能机器人“小骏”站着发射超声波，经过0.04s后收到障碍物的回波，则“小骏”与障碍物间 的距离为 。该智能机器人靠底座轮子驱动，其驱动电动机的具体参数如表所示，则 电动机正常工作30min产生的热量为 J。(设超声波在空气中的传播速度为340m/s) (4)当剩余电量减为电池容量的10%时，“小骏”会主动寻找充电器充电，为确保该智能机器人能顺 利返回充电，假设需要充电时离充电器最远路程不能超过360m,则该智能机器人返回过程中受 到的水平阻力为多少？（剩余电池容量的40%用于克服阻力做功） 电压 24V 埋电池 容量 10A·h 额定电压 24V 电动机 额定功率 120W 15题图 线圈电阻 0.22 -129-1.2W=2.4W,故C错误；D.当滑动变阻器接入电 路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，电流表的 1大=R=100=0.6 A,当R?'=200示数最大，则 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的 电流最小，即电流表的示数最小，所以电流表的示 数变化量：△I=I大-I?=0.6A-0.2A=0.4A,故D 正确。故选D。 6.22 0.1 7.10 0.9 8.8 384 [解析]由图可知，当只闭合S?、S?时，R?、L 串联，电压表测量灯泡L两端的电压。由图乙可 知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电 流为0.6 A,根据串联电路的电流特点和欧姆定律 可知，R?两端的电压U?=IR?=0.6 A×10Ω=6V, 根据串联电路的电压特点可知，电源电压U=UL+ U?=2V+6V=8V。当只闭合S?、S?时，R?与L串 联，电压表测量灯泡L两端的电压，根据图乙可知， 当小灯泡两端的电压为4V时，通过小灯泡的电流 为0.8A,根据串联电路的电流特点可知，电路中的 电流为0.8A,则电路在1 min 内消耗的电能W= UI't=8V×0.8A×60s=384 J。 9.4353.6 500 10.4 27 11.(1)如答图所示 e 西 A 888 0 8 11题答图 (2)断开 最左(3)B(4)0.14(5)右 (6)0.625 (7)增大 电压越大，小灯泡发光越 亮，灯丝温度越高，电阻越大 12.(1)与传统的电热水器相比，即热式电热水龙头不 需要预热，没有预热也就减少了热量的散失，用多 少热水就加热多少水，没有浪费，在不使用时不会 对水加热，更节能(合理即可)。 解：(2)水的体积：V=1L=1 dm3=1×10?3m3, 由，p=一可知，水的质量： m=P水V=1.0×103kg/m3×1×103m3=1kg, 水吸收的热量： Q吸=c水m(t-t。)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg× (48℃-15℃)=1.386×10?J, 该电热水龙头消耗的电能： W=Pt'=3300W×1×60s=1.98×10?J, 该加热过程的效率： n=×100?398×10°〕]×100?0%; (3)由图乙可知，小明家电能表的额定最大电流为 10A,电能表的工作电压为220V,则电路中允许接 入用电器的最大功率： P大=UI大=220V×10A=2200W<3300W, 所以该即热式电热水龙头不能安装在小明家里， 否则会烧坏电能表。 答：(2)若用该电热水龙头加热1 min,可以使1L 的水从15℃升高到48℃,该加热过程的效率为 70?3)该即热式电热水龙头的额定功率超过了 小明家允许接入用电器的最大功率，所以小明家 不能安装，否则会烧坏电能表。 第十六章 焦耳定律 基础集训 1.热 3×10?2.电流热效应 大 热量 3.(1)液面的高度差(或液面的高度，或两侧液面的高 度差，或两侧液面的高度)① (2)电阻(3)不是 电流 (4)电阻R?断路(或R?断路，或R?所在支路断路) 4.4.4×10?(或44000)1:4 5.闭合6.6×10?(或66000) 微专题 对比实验———物质的吸热能力、焦耳定律实验 1.(1)水银(2)水(3)6.72×10?(4)不变 2.(1)煤油的温度 —29— (2)如答图所示 (3)不合理。当调试电路的电流为设定值时，开关 S由“1”拨至“2”,通过30欧电热丝的电流不是设 定值 4△t/℃4.0 3.0 2.0 1.0 0 0.08 0.16 0.24 0.32 0.40 F安2 2题答图 中考集训 1.D 2.C 3.D ,R=片4.D [解析]由I-U图像和欧姆定律可得， =0.20A=10Ω,R==0.20A=50,故A错误。 两电阻串联，R=R?+R?=10Ω+5Ω=15Ω;两电 R=六+R·R100+5,Ra=阻并联，则-- ,故B错误。在串联电路中，电 压之比等于电阻之比，所以U?:U?=R?:R?=2:1,故 C错误。两电阻并联，两电阻两端的电压相等，相同 Q:Q=R“:t=R:R?=时间内产生的热量之比 1:2,故D正确。 5.C 6.A 7.大 热 8.6 600 变大 9.a 432 [解析]由图可知，当开关S?接通触点a P?==时，只有R?接入电路，此时电路的功率 52=7.2W;当S,接通触,点b时,只有R?接入电 P2=贵=65v2=2.4W。由于P?>P?,路，此时 故开关S?接通触点a时，“电饭锅”的功率更大。将 R?接入电路工作3min产生的热量为Q=P?t= 2.4W×3×60s=432J。 10.75 增大 11.1 176 12.快48 13.气体 10 14.(1)如答图所示 温度计 -0.63 R R=20Ω 业 14题答图 (2)开路 温度计示数的变化量 (3)作Q-I图像看是否是一条过原点的直线(或 计算Q与I的比值看是否是定值) (4)电饭锅(合理即可) (5)B 串 (6)控制变量 [解析](2)闭合开关后，发现电流表指针未偏转， 说明电路断路，电路中仅电阻丝R有故障，可知电 阻丝R开路。该实验中电流产生热量的多少是通 过温度计示数的变化来反映的。(4)利用电热工 作的家用电器的特点是将电能转化为内能，根据 生活常识可知，电饭煲、电热水壶等都是利用电热 来工作的。(5)探究电流通过导体产生的热量与 电阻的关系，应控制电流相等，改变电阻的阻值， 故应将图乙中B烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电 阻串联。 15.(1)电 化学(2)C(3)6.8 9000 (4)解：电池充满电后储存的电能：W=UIt=24 V ×10A×3600s=8.64×10?J, 由题意可得，智能机器人返回过程中克服摩擦力 做的功： W返=40???=40?10?W=40?10? 8.64×10?J=34560J, 由W=Fs=fs得，智能机器人返回过程中受到的水 ==36560J=96N。平阻力： 答：该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为 96 N。 —30—