2024年中考物理专题训练——焦耳定律的综合计算

2024年中考物理专题训练——焦耳定律的综合计算 1.现代人的生活节奏越来越快,常用电压力锅煮食物,又快又省电,如图是电压力锅和它的工作电路图。其正常工作时电压为U=220V,加热时只有R1工作,保温时只有R2工作。保温时的额定功率为40W,R1=48.4 ,S1为压力开关,当压强达到设定值时S1会自动断开S2为限时开关,可以设定保温时间。(当S1闭合时,S2断开。当S1断开后,S2可限时闭合或断开)求: (1)当锅内气压为150kPa时,锅内气体对锅盖(假设受力面积为400cm2)的压力。 (2)保温电阻R2的阻值。 (3)现用电压力锅煮食物,锅内的水和食物总质量是1.5kg,初温是30 ,加热到110 时食物煮好,所用时间是5min,已知水和食物混合物的比热容c=2.0 103J/(kg• ),则此次电压力锅煮食物的效率是多少? 2.如图所示的电路中,只闭合S1时,通过R2的电流是1.5 A,R1=30 ,R2=20 .求: (1)电源电压是多大; (2)只闭合S2时,通电20 s电流通过R1产生的电热是多少; (3)使开关通断情况发生变化,整个电路消耗的最小电功率P和最大电功率P′之比是多少. 3.冬季,养鸡场为了提高产蛋量,夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明;白天只需要在鸡舍里用电热器加热,不需要用灯泡照明。小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置,这个装置的电路图如图所示,电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝,灯L是标有“220V 160W”的照明灯泡,开关S1、S2的通断只有两种状态,一种是同时断开,另一种是同时闭合。该装置从早晨7∶00至17∶00处于白天工作状态,连续正常工作10h,这段时间内电流表的示数为5.5A,电阻R1的电功率为P1,电阻R2的电功率为P2,电路的总电功率为P;该装置从17∶00至第二天早晨7∶00处于夜间工作状态,连续正常工作14h。已知:电源两端的电压U恒为220V,。求: (1)总电功率P; (2)电阻R2的阻值; (3)从早晨7∶00到第二天早晨7∶00的24h内,该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时。 4.如图甲是家用电暖器,利用电热给煤油加热取暖。图乙为其简化的电路原理图,已知电阻R1>R2,铭牌见下表。在电暖器跌倒时,跌倒开关S自动断开,切断电源,保证安全。电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位,解答下列问题: 额定电压 220V 煤油体积 25L 功率选择 1600W/1100W/500W 三档可调 操作方式 手动 已知c煤油=2.1 103J/(kg• ), 煤油=0.8 103kg/m3 (1)煤油温度升高20 时,吸收了多少焦耳的热量? (2)电暖器在中温挡时,正常工作的电流为多少? (3)R1的阻值为多少?(写出文字说明) 5.如图甲所示,滑动变阻器R2标有“50 1A”字样,电源电压为8V且保持不变。当开关S闭合时,电流表A1和A2的指针偏转情况如图乙所示。求: (1)电阻R1的阻值 (2)通电100s,电流通过电阻R1产生的热量; (3)再次移动滑动变阻器R2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R2消耗的电功率P2。 6.在综合实践活动中,科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置,如图甲所示,电源电压恒为16V,R0为定值电阻,L为额定电压是2.5V的小灯泡,其I﹣U关系的部分数据如图乙所示,AB为长14cm、阻值60 粗细均匀的电阻丝(电阻丝的阻值与长度成正比),OP为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重2N的圆球P.闭合开关S,无风时,OP下垂并与A端接触,此时电流表示数为0.2A;有风时,OP绕悬挂点O转动,风对球的作用力F方向始终水平向右,已知OA为10cm,OP始终与AB接触良好且无摩擦;求: (1)电流表示数为0.2A时,灯泡的电阻为 ; (2)无风时R0消耗的电功率 ; (3)为保护电路,允许风对球施加的最大作用力 。 7.如图,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R1=10 ,滑动变阻器R3标有“20 0.5A”字样,只闭合开关S1,电流表的示数为0.9A;再闭合开关S2、S3,电流表的示数变为1.5A,求: (1)电源电压; (2)开关S1、S2、S3都闭合时,R2在10s内产生的热量; (3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片时,R1的电功率变化范围。 8.如图甲所示的滑动变阻器是贺州市初中物理实验操作考查中要用到的仪器之一,小露将一个标有“20 1A”字样的滑动变阻器的A、B、C接线柱,分别与图乙中部分电路图的A′、B′、C′导线对应连接。已知滑动变阻器的滑片P恰好移到中点,定值电阻R=10 ,电源电压为6V。 (1)连接好甲、乙两图中对应AA′、BB′、CC′后,闭合开关S,求电路中通