专题九 焦耳定律计算题-备战2023年中考物理高效提分专题训练（全国通用）

专题九 焦耳定律计算题 知识点1：电流的热效应 1、电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 影响电流通过导体时产生热量的因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。 知识点2：焦耳定律 1、焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。定义式：Q=I2Rt 。 公式适用范围：普遍适用，适用于任何用电器和电路。 公式应用注意事项：①同体性：Q、I、R、t必须对应同一段导体或同一个用电器；②同时性：Q、I、R必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量；③统一单位：Q、I、R、t四个物理量的单位都必须是国际单位。 2、焦耳定律公式的理论推导：在纯电阻电路中，电流所做的功全部转化为热量，而没有转化为其他形式的能，那么，此时电流产生的热量Q就等于消耗的电能W电，即Q=W电，因W电=UIt，根据欧姆定律的变形式U=IR，可推导出Q=W电=UIt=IR·lt=I2Rt。 3、纯电阻电路与非纯电阻电路的公式应用规律： 电能 内能（热能） 备注 纯电阻电路 电能全部转化为内能，所以求电能的公式全部适用于求内能 非纯电阻电路 在非纯电阻电路中，电流做的功只有一部分转化为热量，故Q＜W电。如电动机 1．灯泡L上标有“6V 6W”的字样，电源电压恒为6V。 （1）如图1所示，闭合开关时（t＝0s），开始利用传感器记录电路中的电流随时间变化的情况如图2所示。 ①t＝0s时，灯泡的电阻是多大？ ②t＝0s时，灯泡的电功率是多大？ （2）小明在电路中增加一个定值电阻（R＝10Ω），电路图如图3所示。 ①闭合开关，当灯泡L的电流稳定后，电流表的示数为多少？ ②通电10s，定值电阻产生的热量是多少？ 2．2023年2月，广东迎来近年来最冷的春天，一些家庭紧急购入了电暖器御寒。如图甲所示是某一品牌的电暖器，图乙是其内部电路原理图，铭牌如表所示，已知电阻R1＞R2。求： 某品牌电暖器铭牌 额定电压 220V 高温挡功率 W 中温挡功率 1300W 低温挡功率 900W （1）R1的阻值。（结果保留2位小数） （2）高温挡的功率。 （3）若室内空气的质量为80kg，用该电暖器的高温挡正常工作10min，放出热量的50%被室内空气吸收，可使室内空气升高的温度。[假设空气的比热容为1.0×103J/（kg•℃）] 3．如图为某公司生产的炖锅原理图，R1为电加热丝，R2为定值电阻，其铭牌如图所示。不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值（图中两灯为加热和保温的指示灯）。求： 品名：小象牌炖锅 功率 额定电流 加热挡 550W 2.5A 保温挡 88W 额定电压 220V （1）R1的阻值。 （2）铭牌上的保温挡额定电流被酱油腐蚀了，你能计算出是多少吗？ （3）不考虑热量损失，该炖锅在多长时间内可以将1.1kg水从50℃加热到100℃？[在一个标准大气压下，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 4．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图，主要技术参数如下表，电吹风在额定电压下工作，求： （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？ （2）电热丝工作时的电阻是多大？ （3）电吹风内电动机的电阻是110Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？机械效率为多少？ 热风温度 50～75℃ 额定功率 热风时：990W 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg 5．小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为18W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。通过计算回答： （1）当座椅垫处于“高温”挡加热时，座椅垫工作5分钟R1产生的热量是多少焦？ （2）电热丝R1和R2的阻值是多少？ （3）当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝R2的电功率是多少？ 6．在河源某学校科技节上，小彬同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R0的最大阻值为145Ω，用于加热的电阻丝R1的阻值为55Ω。求闭合开关S后： （1）电路中的最小电流； （2）电热丝的最大加热功率； （3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热容为c＝2.5×103J/（kg•℃）] 7．小雯家有一个电能计量插座，他将储水式电热水器（如图甲）单独接在该插座上，通电20min，热水器内