2025年中考物理压轴题训练——焦耳定律的综合计算

2025年中考物理压轴题训练——焦耳定律的综合计算 一、计算题 1．如题图所示，电源电压3V恒定不变，R0＝5Ω，闭合开关后电流表指针偏转如题图乙所示，求： （1）通过R0的电流； （2）此时灯泡L的电阻； （3）通电5min，电阻R0产生的热量。 2．某家用电热取暖器的简化电路如图所示，、为发热电阻。取暖器工作时，通过开关和实现低温、高温的挡位控制。已知电源电压不变，高温挡功率为。求： （1）取暖器处于高温挡时，电路中的电流； （2）发热电阻的阻值。    3．暖菜板通过内置加热装置，让面板快速升温，令饭菜可以长时间保持温热。如图1所示是加热装置的部分电路，由阻值为R、的两个电热丝组成，且。加热装置通过智能控温可实现高温和保温两种工作状态。某次用餐使用暖菜板1小时，暖菜板电功率随时间变化的图像如图2所示。求： （1）高温挡工作时通过电路的电流； （2）此次用餐使用暖菜板消耗的电能； （3）小华认为虚线框中的部分可能有图3中的两种连接方式，其中是自动控制开关，请你通过分析计算判断哪一种连接方式符合要求。 4．如图所示，电源电压恒为12V，电阻R1为20Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为8V。求： （1）电阻R1两端的电压； （2）电阻R2的阻值； （3）整个电路1min内消耗的电能。    5．小明家新买了一个家用电吹风，他查阅使用说明书发现其简化电路如图所示，主要技术参数如下表．电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题： （1）当电吹风吹冷风时，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）若电吹风内电动机的电阻是1 Ω，则电吹风吹冷风10 min产生的热量是多少？ （4）当电吹风实际工作电压为200V时，电吹风电热丝工作时的实际功率多大？（结果保留一位小数）。 热风温度 50～75 ℃ 额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W 额定电压 220 V 质量 0.5 kg 6．小明家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表乙。由于热风功率看不清，小明决定，利用家庭中的电能表和钟表来测定电吹风吹热风时的电功率。于是，他将电吹风单独接入家庭电路中，电吹风在吹热风状态下工作2min，小明发现电能表指示灯闪烁了64次。求： 乙 热风温度 50-75℃ 额定功率 热风时：***W 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？ （2）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风时，1min产生的热量是多少？ （3）电吹风吹热风时的功率是多少？ 7．一个直流电动机的线圈电阻是0.5Ω，加在电动机两端的电压是，当电动机正常运转时，通过线圈的电流为。试求： (1)1小时内电动机共消耗了多少电能； (2)电流通过线圈产生了多少热量； (3)电动机做了多少机械功？ 8．如图所示，电源两端的电压为6V，且保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，10s内通过R1产生的热量是60J；当开关S1、S2闭合时，电流表示数为1.2A．求： ⑴R1的电阻； ⑵当S1、S2闭合时，通过R2的电流； ⑶当S1、S2闭合时，电路中消耗的总功率． 9．如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了智能化控制不同时间段的烹饪温度，即“聪明火”技术，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关，将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求： （1）5~10min，电饭煲的功率； （2）15~30min，电饭煲产生的总热量； （3）电热丝R1和R2的阻值分别为多少？ 10．如图所示，电阻R1的阻值为20Ω，电阻R2的阻值为40Ω，当开关S闭合时，电流表示数为0.3A。求： （1）电源电压； （2）10s内电路产生的热量。 11．如图甲是某简易电吹风工作原理的电路图（R为电热丝，M为电动机），设电源电压不变，如图乙是该电吹风的铭牌。求： （1）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流是多大？ （2）电吹风正常工作且吹热风时，电热丝R的阻值是多大（电热丝的阻值随温度变化不计）？ （3）电吹风正常工作且吹冷风时，通电5分钟消耗的电能是多少？ 12．如图是某电火锅加热器的简化电路图，电源电压是220V，R1、R2是发热电阻，开光接“1”时为低温挡，此时R1的功率是11W，R2的功率是99W，开关接“2”时为高温挡，试求： （1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？ （2）低温挡工作10min，消耗的电能是多少？ （3）高温挡的功率是多少？ 13．图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2，实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如下表所示，求： 加热效率 75% 额定电压 220V 电功率 低温挡 440W 中温挡 880W 高温挡 （1）低温挡加热时电流的大小； （2）电热丝R2的阻值； （3）已知粥的比热容，将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，求需要工作的时间？ 14．如图是一种炖汤电热紫砂壶，这种壶能控制炖汤的温度，炖出的汤不仅味道香醇，还可节约能源．右图是它的简化电路图，当汤的温度达到沸点时，开关S2自动断开，S1仍然闭合，维持小火炖煮．右图中L为“6V0.2A”的普通灯泡指示灯，R1为限流电阻，R2＝66Ω和R3＝44Ω均为加热电阻且阻值不随温度改变．求： （1）电热紫砂壶在维持“小火”炖煮时，通过加热电阻的电流． （2）在用电高峰期实际电压为200V，电热紫砂壶“大火”加热的功率． （3）指示灯L正常工作时，限流电阻R1阻值．若用“6V10mA”的发光二极管替代此普通灯泡L，通过计算说明这样做的好处． 15．如图所示，灯L标有“6V 2W”字样，电源电压恒为6V，定值电阻R=12Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化，求： （1）灯L正常发光时的电阻是多少？ （2）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是多少？ （3）要使整个电路消耗的电功率最小（且电路电流不为0），各开关的合闭情况应如何？此时的最小电功率为多少？ 16．如图所示是三角牌电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，此电吹风的主要技术参数如表所示，求： 三角牌电吹风 ZJQF003 额定电压 220V 频率 50Hz 吹热风时功率 880W 吹冷风时功率 80W （1）电吹风正常工作吹冷风时，通过电动机的电流为多大？（保留两位小数） （2）电热丝R的阻值是多少？电吹风吹热风5min内电流通过R产生的热量是多少？ 17．如图甲是电饭锅的内部电路图，图乙是电路简图．它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两档，由温控开关自动控制．煮饭时，先要按下温控开关按钮；到达设定温度（饭已煮熟），按钮会自动弹起 （1）对照观察图甲和乙，温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是 关系（选填“串联”或“并联”）；按下温控开关按钮．“烧煮电路部分”的电压为 ，“保温电路部分”将 （选填“工作”或“不工作”）；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来 （选填“大”或“小”）． （2）当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为．求“烧煮电路部分”的电阻 ． （3）温控开关按钮弹起后，电饭锅电路的总功率为．求“保温电路部分”的电阻 ． 18．如图甲所示是一种家用电暖器，有“低温”“中温”和“高温”三挡，铭牌见下表(“高温”挡功率未知)。图乙为其简化电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时S自动断开，切断电源，保证安全，只闭合开关S、S1为“低温”挡。若某房间室内空气质量为60kg，空气的比热容为 ,电暖器放出热量的50%被室内空气吸收，求 (1)家用电暖器“低温”挡正常工作时的电阻； (2)家用电暖器“高温”挡正常工作时的总电流； (3)若该电暖器的“高温”挡正常工作20 min，此房间内空气温度升高的度数。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．（1）0.6A；（2）15Ω；（3）540J 【详解】解：由图甲可知，R0与L并联，电流表测量干路电流， （1）根据并联电路的电压特点可知，电阻R0两端的电压 U0＝UL＝U＝3V 通过R0的电流 （2）由图乙可知，电流表所接的量程为0～3A，分度值为0.1A，由指针位置可知，电流表的示数为0.8A，根据并联电路的电流特点可知，通过灯泡L的电流 IL＝I﹣I0＝0.8A﹣0.6A＝0.2A 由可知，灯泡L的电阻 （3）通电5min，电阻R0产生的热量 Q＝I02R0t＝（0.6A）2×5Ω×5×60s＝540J 答：（1）通过R0的电流为0.6A； （2）此时灯泡L的电阻为15Ω； （3）通电5min，电阻R0产生的热量为540J。 2．（1）6A；（2）110Ω 【详解】解：（1）当闭合、时，、并联，所以 取暖器处于高温挡时，电路中的电流 （2）当只闭合时，只有工作，当闭合、时，、并联，根据并联电路的电阻特点可知，低温挡的额定功率 当闭合、时，、并联，电路中的电阻最小，电功率最大，电热取暖器处于高温挡；则R2的功率 由可知，通过电阻的电流 的阻值 答：（1）取暖器处于高温挡时，电路中的电流； （2）R2的阻值为。 3．（1）2A；（2）；（3）见解析 【详解】解：（1）由图2可知，高温挡的工作功率为440W，根据 可知，高温挡工作时通过电路的电流 A （2）由图2可知，高温挡位工作了20min，保温挡工作了40min，则用餐 1h消耗的电能 （3）当为高温挡工作时电路中的总电阻 保温挡工作时，电路中的总电阻 Ω 若电路为方式一，闭合开关S，电路为的简单电路，此时为保温挡，则此时的功率为110W，接着闭合开关，此时为高温挡，则此时R的功率 由 可知 因此该连接方式不符合要求。 若电路为方式二，闭合开关S，电路为与R的串联电路，为保温挡，电路中的总电阻为440Ω，则有 Ω 当开关S、闭合，此时单独工作，电路为高温挡，电路中的总电阻为110Ω，则 符合电路要求。 答：（1）高温挡工作时通过电路的电流是2A； （2）此次用餐使用暖菜板消耗的电能； （3）方式二符合要求。 4．（1）4V；（2）40Ω；（3）144J 【详解】解：（1）当开关S闭合后，两电阻串联，电压表测量R2两端的电压。根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压为 （2）由得，电路电流为 根据串联电路的电流处处相等，故通过电阻R2的电流为0.2A，根据欧姆定律可知电阻R2的阻值为 （3）由W=UIt得，电路1min内消耗的电能为 答：（1）电阻R1两端的电压为4V； （2）电阻R2的阻值为40Ω； （3）整个电路1min内消耗的电能为144J。 5．（1）0.5 A；（2）55 Ω；（3）150 J；（4）727.3W。 【详解】(1)当吹冷风时，只有电动机工作，P1＝110 W，通过电动机的电流： I10.5A； (2)电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝R2的电功率： P2＝P－P1＝990 W－110 W＝880W； 由P＝可得，电热丝R2的电阻值： R2＝＝＝55 Ω； (3)t=10 min＝600 s，10 min电流通过电动机产生的热量： ＝（0.5 A）2×1Ω×600s＝150J； (4)当实际电压为200V时，电热丝工作时的实际功率为： P实＝＝=727.3W。 答：(1)当电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A； (2)电热丝工作时的电阻是55 Ω； (3)若电吹风内电动机的电阻是1Ω，则电吹风吹冷风10 min产生的热量是150J； (4)当电吹风实际工作电压为200V时，电吹风电热丝工作时的实际功率为727.3W。 6．（1）0.5A；（2）15J；（3）1200W 【详解】(1）电吹风吹冷风时，只有电动机工作，由表中数据可知，电吹风吹冷风时的电功率P冷=110W，由P=UI可知，电吹风吹冷风时，通过电动机的电流 （2）电吹风吹冷风1min产生的热量 （3）1600imp/kW.h表示消耗1kW.h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，则电能表指示灯闪烁了64次，电吹风在吹热风状态下消耗的电能       电吹风吹热风时的功率 答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A； （2）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风时，1min产生的热量是15J； （3）电吹风吹热风时的功率是1200W。 7．(1) (2) (3) 【详解】（1）1小时内电动机共消耗的电能为 （2）电流通过线圈产生了热量为 （3）电动机做了机械功为 8．（1）  6欧  （2）  0.2A  （3）3.6W 【详解】解：（1）由题知，电源两端的电压为6V，且保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电路中只有电阻R1，所以R1两端电压为电源电压，由可得： （2）当开关S1、S2闭合时，电阻R1、R2并联，电流表测并联电路的电流， 通过电阻R1的电流 根据并联电路的电流关系，可知通过电阻R2的电流 （3）当S1、S2闭合时，电路中消耗的总功率   9．（1）660W；（2）4.62×105J；（3）110Ω和220Ω 【详解】解：（1）由图丙可知，5~10min，电饭煲的功率为 P=660W （2）由丙图可知15~30min，电饭煲以660W的功率工作5min，以440W的功率工作10min，根据焦耳定律的计算公式可得，电饭煲产生的总热量为 （3）当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，电饭煲的功率较大，由图丙可知，此时电路的总功率 P=660W 只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，由图丙可知，此时电路的总功率为 P′=440W 根据电功率的计算公式可得，电阻R1的阻值为 电阻R2的电功率为 电阻R2的阻值为 答：（1）5~10min，电饭煲的功率为660W； （2）15~30min，电饭煲产生的总热量为4.62×105J； （3）电热丝R1和R2的阻值分别为110Ω和220Ω。 10．（1）4V；（2）12J 【详解】解：（1）根据欧姆定律分析可知，电阻R1和R2并联后电路的总电阻 由可知，电源电压 （2）由可知，10s内电路产生的热量 答：（1）电源电压为4V； （2）10s内电路产生的热量为12J。 11．（1）2A；（2）110Ω；（3）6000J 【详解】解：（1）吹热风时，电动机和电热丝同时工作。电吹风正常工作且吹热风时，U＝220V，P热＝460W，P冷＝20W，故电热丝功率 流过电热丝的电流 （2）电吹风正常工作且吹热风时，电热丝R的阻值 （3）吹冷风时电动机单独工作，此时，t＝5min＝300s，P冷＝20W，通电5分钟消耗的电能 答：（1）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流是2A。 （2）电吹风正常工作且吹热风时，电热丝R的阻值是110Ω。 （3）电吹风正常工作且吹冷风时，通电5分钟消耗的电能是6000J。 12．（1）0.5A；（2）6.6×104 J；（3）1100W． 【分析】（1）R1、R2是发热电阻，开关接“1”时为低温挡，此时R1的功率是11W，R2的功率是99W，根据P＝P1+P2可求总功率，再根据P＝UI可求低温挡工作时，电路中的电流； （2）根据W＝Pt可求低温挡工作10min，消耗的电能； （3）根据欧姆定律和P＝UI可求R1的电阻，再根据可求高温档功率． 【详解】（1）开关S接“1”时是低温挡，电路中的总功率， 由可得，电路中的电流； （2）低温挡工作10min，消耗的电能是， ; （3）低温挡工作, R1和R2串联时,由得，R1和R2串联的总电阻： ， 由P=I2R可得，， 即，解得； 开关S接“2”时只有R1连入，是高温挡，根据得高温挡的功率： ． 13．（1）2A；（2）55Ω；（3）480s 【详解】解：（1）由可得，低温挡加热时的电流 （2）由电路图可知，只闭合S1时电路为R1的简单电路，只闭合S2时电路为R2的简单电路，同时闭合S1、S2时R1与R2并联，因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，同时闭合S1、S2时，电路的总电阻最小，由可知，电源的电压一定时，电路的总功率最大，处于高温挡，则只闭合S1或只闭合S2时，电饭锅处于低温挡或高温挡，对应的电阻分别为 由R1的阻值为110Ω可知，则电热丝R2的阻值为55Ω。 （3）因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电饭锅高温挡的功率为 将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃时粥吸收的热量 由表格数据可知，电饭锅的加热效率为75%，消耗的电能为 由可得，需要用高温挡工作的时间 答：（1）低温挡加热时电流的大小为2A； （2）电热丝R2的阻值为55Ω； （3）将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，则需要工作的时间为480s。 14．（1）2A；（2）909.1W；（3）1070；采用发光二极管比普通灯泡节能． 【分析】（1）维持小火炖时，S1闭合，S2 断开，发热体R2、R3串联，根据电阻的串联和P求出电功率．（2）灯泡正常发光时的电流和额定电流相等，根据P=UI求出两种指示灯所在支路消耗的电功率，即可从节约能源的角度选取哪一种比较合适；根据欧姆定律的变形公式即可求出R1的阻值； 【详解】（1）电热紫砂壶在维持“小火”炖煮时，S1闭合，S2断开，R2、R3串联，R总=66它们两端的电压为电源电压，即U=220V，则通过的电流I2A； （2）在用电高峰期实际电压为200V，电热紫砂壶“大火”加热时，R3连入电路，两端的电压为200V，加热功率为：P实909.1W （3）灯L正常工作的电压为6V，正常工作的电流为：IL0.2A．灯L和限流电阻R1串联，根据串联电路的分压特点，R1两端的电压为UR1=220V6V=214V，则R1的电阻为：R11070． 指示灯为普通小灯泡时：P1＝U II1＝6 V×0.2 A ＝1.2W； 指示灯为发光二极管时：P2＝U2I2＝6 V×0.01 A ＝0.06W； 因为 P2＜P1，所以采用发光二极管比普通灯泡节能． 15．（1）18Ω；（2）180J；（3）开关S2闭合、S1和S3断开，1.2W 【详解】解：（1）由 可得，灯L正常发光时的电阻 （2）只闭合S1、S3时，L与R并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻R在60s内产生的热量 （3）由电路图可知，只闭合S2时，R与L串联，电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路的最小功率 答：（1）灯L正常发光时的电阻是18Ω； （2）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是180J； （3）开关S2闭合、S1和S3断开时，整个电路消耗的电功率最小，最小电功率为1.2W。 16．（1）0.36A；（2）60.5Ω，2.4×105J 【详解】解：（1）电吹风正常工作吹冷风时，由电路图知，电路中只有电动机工作，通过电动机的电流为 （2）同时闭合S1、S2时，电动机M与电热丝R并联，电热丝的功率 PR=P热-P冷=880W-80W=800W 电热丝R的阻值 5min内电流通过电热丝R产生的热量 QR=WR=PRt=800W×5×60s=2.4×105J 答：（1）电吹风正常工作吹冷风时，通过电动机的电流为0.36A； （2）电热丝R的阻值是60.5Ω，电吹风吹热风5min内电流通过R产生的热量是2.4×105J。 17． 串联 不工作 【详解】试题分析： （1）根据串并联电路的特点进行识别；家庭电路的工作电压为220 V，根据电路的状态确定保温电路是否工作；根据电路中电阻的变化进行分析电路中电流的变化； （2）先识别电路，即为R1的基本电路，然后根据直接求出R1的阻值； （3）当温控开关按钮弹起时，R1与R2串联，直接利用即可求出电路中的电流；然后根据欧姆定律求出电路的总电阻，再根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和求出R2的阻值. 试题解析： （1）温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”顺次连接，因此它们是串联关系； 因为家庭电路的电压为220 V，所以按下温控开关按钮，“烧煮电路部分”的电压为220 V； 当“烧煮电路部分工作”时，“保温电路部分”被短路，因此保温电路不工作； 当温控开关按钮弹起时，R1与R2串联，电路中的总电阻增大，由欧姆定律可得：电路中的电流比原来小． （2）当温控开关按钮按下时，电路中只有工作， ． （3）当温控开关按钮弹起时，与串联， ， ， ． 点睛：本题考查了欧姆定律、电功率的计算、串联电阻的关系，涉及到有关开关开闭的动态分析，知识点多，易错，属于难题. 18．（1）88；（2）7.5；（3）15 【详解】(1)根据题意知道，当闭合开关 S、S1时为 “低温”挡，此时R1单独接入 电路，由 知道，“低温”挡正常工作时的电阻 (2)由电路图可知，只闭合开关 S、S1时为“低温”挡，只闭合开关 S、S2时为“中温”挡， 当同时闭合开关 S、S1、S2时为“高温”挡，此时R1、R2并联，则电路的总功率 由 可知，此时正常工作的电流 (3)若电暖器的“高温”挡正常工作 20 min，则放出的热量 根据题意可知，空气吸收的热量 由可知，房间内的空气升高的温度 答：(1)家用电暖器“低温”挡正常工作时的电阻是 88 Ω； (2)家用电暖器“高温”挡 正常工作时的总电流是 7.5A； (3)此房间内空气温度升高的度数为 15℃。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$