初中物理焦耳定律在实际中的应用试题

电给我们的生活带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害。所以，一定要学会安全用电，让电更好地为我们服务。如图所示的家庭电路中，如果同时使用的用电器总功率过大，可能会引发火灾。请你用所学过的电学知识来解释原因。

如图所示，小灯泡标有"6V 3W"字样（设灯丝电阻不受温度影响），R ₁为定值电阻，R ₂为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻。

（2）当开关S、S ₁、S ₂都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R ₁的阻值和电流通过R ₁产生的热量。

某手机电池容量为4200 mAh,，电池电压为3.7 V。用一个标有“输出5 V 4 A”的快速充电器,将手机电池从零电量充满.充电效率为84% ,需要       min。快充充电线比普通手机充电线要粗一些,这是因为正常工作时,通过快充充电线的        较大。

如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为 $220V$的电源和阻值 $R=88\Omega$的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻 $R_0=20\Omega )$、开关、滑动变阻器 $R_2$（取值范围 $0~80\Omega )$和热敏电阻 $R_1$组成； $R_1$阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流 $I⩾50\mathit{mA}$时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流 $I⩽40\mathit{mA}$时，衔铁被释放接通工作电路。

温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	80	66	60	50	46	40	36	35	34
$R_1/\Omega$	10	20	40	50	70	80	100	120	130	150

（1）工作电路正常工作时， $R$在 $1\mathit{min}$内产生的热量是多少？

（2）当温度为 ${60}^{°}\text{C}$，滑动变阻器 $R_2=50\Omega$时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变 $R_2$的阻值。

如图所示电路，电源电压恒为 $6V$ ，定值电阻 $R_1$ 为 $10\Omega$ ，滑动变阻器 $R_2$ 的规格为" $20\Omega 0.5A$ "，电压表量程为 $0~3V$ ，电流表量程为 $0~0.6A$ ．则 $($ 　　 $)$

A．	电压表测量的是电阻 $R_1$ 两端的电压
B．	当变阻器 $R_2$ 的滑片 $P$ 向左移动时，电压表的示数变小
C．	为了保证电路中各元件安全工作，变阻器 $R_2$ 接入电路的阻值范围是 $2-10\Omega$
D．	当变阻器 $R_2$ 接入电路中的阻值是 $8\Omega$ 时，通电 $1\mathit{min}$ 电阻 $R_1$ 产生的热量是 $53.3J$

如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图，开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度，接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为 $R$，电动机线圈电阻为 $r$，电源电压为 $U)$，由此请你回答：

（1）在电动机未转动时， $t$时间内电流在电路中产生的热量为　　（填写表达式）；

（2）在电动机转动时，电流所做的功　　电流在电路中产生的热量（选填“大于”“等于”或“小于” $)$；

（3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。

一只标有“ $6V3W$”的小灯泡，接在电源电压为 $12V$的电路中，为使其正常发光，应　　（选填“串”或“并” $)$联一个电阻（小灯泡灯丝电阻不变），该电阻通电 $20s$产生的热量是　　 $J$。

如图甲所示，把电阻 $R$与灯 $L$接在 $3V$的电源上，电阻 $R$与灯 $L$的 $U-I$图象如图乙所示，当 $S$闭合时电路消耗的功率为　　 $W$，通电 $2\mathit{min}$电阻 $R$产生的热量为　　 $J$。

把一个标有" $10V3W$ "的小灯泡和定值电阻 $R$ 串联后接在电压为 $12V$ 的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作 $10s$ 定值电阻产生的热量是 $($ 　　 $)$

A．

$60J$

B．

$36J$

C．

$30J$

D．

$6J$

如图甲所示，滑动变阻器 $R_2$标有“ $50\Omega 1A$”字样，电源电压为 $8V$且保持不变。当开关 $S$闭合时，电流表 $A_1$和 $A_2$的指针偏转情况如图乙所示。求：

（1）电阻 $R_1$的阻值

（2）通电 $100s$，电流通过电阻 $R_1$产生的热量；

（3）再次移动滑动变阻器 $R_2$的滑片 $P$，使两电流表指针偏离零刻度的角度相同，此时滑动变阻器 $R_2$消耗的电功率 $P_2$。

1820年，丹麦物理学家　　在课堂上做实验时发现了电流的磁效应，电流也具有热效应，20年后的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　　的关系，家用电风扇工作时，电动机同时也要发热，一台标明“ $220V$ $44W$”的电风扇正常工作10分钟，电流产生的热量为　　 $J$（已知电动机线圈电阻为 $2\Omega )$。

电子秤因精准和便于携带已普遍取代杆秤。某科技兴趣小组根据理想电压表的内部电阻无穷大、并联在电路两端时通过它的电流几乎为零和表盘刻度均匀的特点，用电压为 $3V$的电源 $U$、阻值为 $10\Omega$的电阻 $R$、理想电压表及其它元件制作了如图所示的简易电子秤。其中轻质托盘和弹簧的质量不计，当托盘中所称质量变化时，与电阻 $R$相连的滑片 $P$平行地上下无摩擦滑动，电压表示数与被测物体的质量成正比。当电子秤处于待称状态时滑片 $P$停在最上端 $a$点，电压表示数为0，当被测物体最大称量 $m=30\mathit{kg}$时，滑片 $P$刚好处于最下端 $b$点。问：

（1）当电子秤处于待称状态时，电路中的电流强度为多少？此状态下通电 $1\mathit{min}$在电阻 $R$上产生的热量为多少？

（2）当电压表示数为 $U\text{'}=1.2V$时，被称量物体的质量 $m\text{'}$为多少？

如图所示，电源电压为 $6V$，电阻 $R_0=10\Omega$，电流表量程为 $0-0.6A$，电压表量程为0一 $3V$，滑动变阻器上标有“ $20\Omega 0.5A$”字样。则当电路中电流最小时， $2\mathit{min}$内电流通过电阻 $R_0$产生的热量是　　 $J$；为了保证电路安全，滑动变阻器 $R$接入电路的最小阻值为　　 $\Omega$。

冬天，家里使用电烤火炉取暖时，电炉丝已经热得发红，而连接烤火炉的导线却不怎么热。请用所学物理知识解释这个现象。

把一个电阻为 $44\Omega$的电炉接入电压为 $220V$的电路中，通电 $10\mathit{min}$产生的热量为　　 $J$，连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况。若接触不良，电流通过时产生的热量会更多，容易引起火灾。因为相比接触良好时连接处的电阻　　（选填“更大”或“更小” $)$