寒假复习季《焦耳定律》计算题分层专训集-2024-2025学年人教版九年级上学期物理

2024-2025学年人教版九年级上学期物理寒假复习季 《焦耳定律》计算题分层专训集 姓名：___________班级：___________ 第一关：基础达标 1．如图甲所示是围炉煮茶时用的电围炉，电围炉内部简化电路如图乙所示，其额定电压为220V，R1是标有“10A 48Ω”的滑动变阻器，R2是电热丝。闭合开关S，调节滑片P可以改变R2的发热功率，当P在最下端时，R2的发热功率最大，为1210W。求：    (1)电热丝R2的电阻； (2)通过电围炉的最小电流； (3)电热丝R2的最小发热功率。 2．如图所示，烧瓶中装有0.4kg煤油，电阻丝的阻值为10Ω，闭合开关。调节滑动变阻器滑片，当电流表的示数为2.7A时通电5min，煤油的温度由20℃升高到30℃。[]求： (1)煤油吸收的热量； (2)电阻丝加热煤油的效率。 3．如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝的阻值为20Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A。求： (1)电阻的阻值； (2)电源电压U： (3)整个电路在1min内产生的热量。 4．如图甲所示是小明同学家新买的一台冷暖空调扇，它有冷风、热风两个挡位，其内部简化电路如图乙所示。R为发热电阻，阻值为110Ω，M是电动机。吹冷风时电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW·h，已知电源电压为220V，。请你计算： （1）吹冷风时，在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低。若冰袋内冰的质量为1kg，温度从－16℃升高到－6℃时，冰从周围吸收的热量； （2）吹冷风时通过电动机的电流； （3）吹热风时空调扇的总功率。 5．如图是一“88W超级快充”手机充电器，假设其配套充电线的电阻约为0.01Ω，某次充电过程中，以最大充电电流6A、用时30min就将一手机充满了，试计算该过程中充电线上将产生多少热量？ 6．小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为，电动机标有“12V 24W”字样。闭合开关S、，电动机正常工作。求： （1）电源电压。 （2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能。 （3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量。 7．如图所示是某品牌家用电热水壶的简化电路，电源电压为220V，R1、R2是发热电阻，R1的阻值为22Ω，开关S为单刀双掷开关，S接a时为保温挡，保温挡功率为440W；开关S接b时为加热挡。求： （1）保温挡工作时电路中的电流； （2）电阻R2的阻值； （3）电热水壶在加热挡工作5min产生的热量。 8．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的规格是“3V 1.5W”，R1=10Ω，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”，电压表选用0~3V量程。断开S2，闭合S和S1，当滑片P移到变阻器中点时，小灯泡正常发光。求： （1）电源电压； （2）小灯泡的电阻； （3）小灯泡正常发光时，通电10s滑动变阻器R2产生的热量； （4）断开S1，闭合S和S2，在保证电路元件安全前提下，电路消耗的最大功率。 9．图甲为电子台秤原理图，定值电阻R0=15Ω，图乙是压敏电阻R受到压力F和压敏电阻的变化关系图像，电源电压恒为12V，电流表的量程为0.6A。（忽略秤盘的质量，g取10N/kg）求： （1）测量质量为4kg时，电流表的示数； （2）质量为4kg的物体放在台秤上，10 s内电阻R0产生的热量； （3）该台秤能够测量的最大质量。      第二关：能力提升 10．如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关S、，断开，电流表示数为0.4A，再闭合开关，电流表示数变为0.6A。求： （1）电源电压； （2）的阻值； （3）若只闭合S，1min内电阻产生的热量。    11．商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中。通过开关、、的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（、不会同时闭合），只闭合时为中温挡，额定功率为440W。求： (1)的电阻； (2)高温挡正常工作，电流通过产生的电热； (3)低温挡的额定功率； (4)只有某空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、图丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率[已知商用电费单价为0.6元/]。 12．如图甲是定值电阻的和标有“8V；8W”灯泡L的I-U关系图象如图乙所示。电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12。当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W。求： (1)灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量； (2)电源电压； (3)通过改变开关S、S1、S2的闭合和断开，并调节滑片P，求电路消耗的最大功率和最小功率。 13．2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到，飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路，电源电压12V保持不变，R0为50Ω的定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内，舱体位于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa。求： (1)舱体不漏气时，R0两端的电压； (2)舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能； (3)电压表示数为8V时，舱体内的气压值。 14．如图甲所示是电热桌垫，小明查看说明书后发现：该电热桌垫电路图如图乙，电源电压为12V，发热部分由R1、R2两根电热丝组成，R1、R2的阻值分别为6Ω、4Ω，该桌垫可通过调温开关控制有高温和低温两个模式。某次使用时，将其调至高温模式工作2min后，桌垫的温度升高了20℃（不考虑温度的变化对电阻的影响）。      (1)电热桌垫高温模式时，电路的总电流是多少？ (2)已知电热桌垫的质量为144g，电热桌垫处于高温模式时的热效率是多少？电热桌垫硅胶板的比热容为2×103 J/（kg⋅℃）】 (3)若要使高温模式的功率提升到84W，在保证低温功率和R1不变的情况下，请通过计算说明应该如何改装电路？ 15．近年冬天，越来越多的人们在使用电热桌垫，好奇的小东同学很想知道它的发热原理，查看说明 书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由两根电热丝R1、R2组成，设计低温、高温两挡，内部简化电路图如图所示，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱，已知低温挡加热的功率P1为24W，R2的阻值为4Ω。求： (1)低温挡加热的电流； (2)R1的阻值； (3)高温挡加热10min电路产生的热量。 16．寒假期间，小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉（如图甲），铭牌上标有“220V 484W”字样，电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作，将其单独接入家庭电路中，观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在120s内闪烁了16次，忽略温度对电阻的影响。 (1)求电炉电阻丝的阻值； (2)求检测时电炉的实际功率； (3)小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下，她拆下整根电阻丝并分成两段，将其中一段制作为阻值可调的电阻丝；将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中，在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下，坐垫的最大功率为27W，求发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量。 17．如甲、乙图所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。在低温挡工作时，电烤箱的电功率为440W。 (1)电烤箱是利用了电流的 工作的； (2)发热电阻R1的阻值是多少？ (3)高温挡的电功率是多少？ (4)小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化） 18．如图甲所示是一种新款暖脚器，通过开关来实现高、低温挡位功能切换，其简化电路如图乙所示，虚线框内为导线。该暖脚器高温挡的功率是440W，低温挡的功率是110W，额定电压是220V。求： (1)加热电阻与的阻值； (2)在用电高峰期，实际电压为200V时，高温挡工作11min产生的热量； (3)若在图乙中虚线框内串联一个电阻，对暖脚器的高、低温挡功率是否有影响？简要说明判断的依据。 19．小明设计了一款家用电热水箱，其原理如图所示。水箱内加热电阻R1的阻值为48.4Ω，水箱外电阻R2的阻值为151.6Ω；插入电源插座后，开关S 接不同的触点1或2，水箱分别是加热或保温状 态。 (1)保温状态时，电路中的电流为多少？ (2)加热状态测试时，小明发现将水箱内3kg的水升温40℃共用时630s，试求测试中加热水的效率为多少？ [c水=4.2×103J/（kg·℃）] (3)通过具体的数据来论证小明所设计的电路存在的不足。 20．如图甲所示是一款电热暖脚器，可通过旋钮来实现高、低温挡位切换，其内部简化电路如图乙所示，图中R1、R2均为加热电阻（阻值不变）。该暖脚器高温挡的功率是440W，低温挡的功率是110W。求： (1)低温挡位时电路中电流是多少？ (2)该暖脚器在高温挡连续工作5min产生的热量是多少？ (3)加热电阻R1的阻值是多少？ 第三关：智力挑战 21．某兴趣小组设计了一个温度检测报警装置。其感温区的电路如图甲所示，电源电压恒为4.5V，R0是阻值为15Ω的定值电阻，Rt为热敏电阻。求： （1）当电压表的示数刚好是3V时，电路中的电流； （2）当外界温度升高到37℃时，热敏电阻Rt通电1min产生的热量； （3）Rt的阻值与温度t的关系如图乙所示，当电路中的电流达到0.15A时，将会自动报警，此时热敏电阻的温度。    22．海洋表层海水和深层海水之间存在着20℃以上的温差，据测算，全球热带海洋的水温只要下降1℃，就能释放出1200亿千瓦的能量。图甲是我国首套20kW海洋漂浮式温差能发电装置搭载“海洋地质二号”船在南海成功完成海试图，图乙是海洋温差发电系统的原理图。蒸发器中液态的工作物质（氨）从表层温水中吸热，汽化为高压蒸汽，蒸汽推动涡轮机转动，带动发电机发电。完成发电后的气态工作物质在冷凝器中向深层低温海水放热，重新变为液态，再送回蒸发器循环使用。发电机的参数如表所示（g取10N/kg） 电灯： 额定发电功率 40kW 额定发电电压 400V 线圈电阻 0.1Ω 净重 100kg 底部面积 0.05m2 (1)该发电机正常发电5h，产生的电能是多少? (2)发电机正常工作时，线圈电阻每秒钟产生的热量为多少J?如发电机的线圈用超导材料制作，则该发电系统的输出功率将提高百分之多少? (3)已知煤电转换关系为β＝380g/（kW⋅h），，如果用烧煤的方法来发电，则这台发电机1h产生的电能需要烧多少千克煤? 23．图甲为一款家用电火锅的简化电路图，其中R1、R2为定值电阻，R1=44Ω。旋钮开关可实现高、中、低三个挡位的切换。当开关处于图甲所示位置时，电火锅为中温挡，电路中的电流为5A。求： (1)当用中温挡加热120s时，电火锅产生的热量； (2)在用电高峰期，若只让电火锅处于中温挡状态工作110s，电能表（如图乙所示）的转盘转了100r，则电火锅此时的实际电压； (3)电火锅正常工作时高温挡和低温挡的电功率之比为P高：P低=4：1，请计算低温挡时的电功率。 24．李老师桌上有一张老式加热鼠标垫（内有一根加热电阻丝），如图所示，鼠标垫质量为200g， 规格为“5 V   5W”。忽略温度对电阻的影响。 (1)求鼠标垫的电阻？ (2)鼠标垫正常工作10 min，温度升高7℃，若此过程中热损失为30%，估算鼠标垫的比热容？ (3)月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围，现有12V的电源、规格为“5Ω 2A”“15Ω 1A”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，请你帮她选择合适的滑动变阻器接入电路，并计算改装后电路消耗的最大功率与最小功率之比？ 25．如图甲所示是一款养生壶，其原理图如图乙所示。已知养生壶的额定电压为220V，和都是用于对茶水加热的电热丝，该壶有加热挡和保温挡，其中额定保温功率和额定加热功率分别为242W、1210W。[已知：电热丝电阻不变，养生壶在使用时其两端电压恒定，茶水的比热容]。求： (1)养生壶正常保温时的电流； (2)电阻的阻值； (3)用电高峰时家庭实际电压往往偏低，某次家庭实际电压为200V时，使用该养生壶用加热挡将1kg的茶水从13℃加热至98℃刚好沸腾时，用时400s，求养生壶的加热效率。 26．今年一季度，我国汽车出口量全球第一，电动汽车贡献非常大。如图所示为某型号电动汽车运动的图象，它在第10s秒时速度达到30m/s，然后以30m/s的速度做匀速直线运动。已知该车质量为1.2t，以30m/s的速度运动时所受阻力为该车重力的0.1倍，g=10N/kg，不计机械摩擦。 （1）已知物体运动的v-s图象与时间轴围成的面积大小等于路程的大小。则在0-10s内，该车通过的路程 （选填“大于”、“小于”或“等于”）150m； （2）该汽车以30m/s的速度匀速直线行驶了10s，该过程中加在电动机上的电压为500V，通过的电流为100A，求电动机的效率为多少 ； （3）求该车电动机的线圈电阻是多少 。 27．如图甲所示是某款3D打印笔，3D打印课程已经走进了郑州市的部分中学。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路图如图乙所示。将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作，快挡打印225秒，电能表指示灯闪烁15次，刚好将30g的塑胶从20℃加热到270℃。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为。 （1）接通电源，3D打印笔能使塑胶熔化，这利用了___________； （2）求3D打印笔快挡打印时的电功率； （3）求3D打印笔快挡打印时的热效率；（计算结果保留整数） （4）求R1的阻值。    28．图甲所示为自动恒温箱，内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示，定值电阻R1的阻值为5×103Ω，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，如图丙所示为R2阻值随温度变化的图像。电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间，当热敏电阻R2的阻值发生变化时，A、B间的电压U额随之发生变化。电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断。在分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路。求： （1）恒温箱中电热丝的电阻为48.4Ω，加热电路正常工作的电功率？加热10min产生的热量？ （2）当恒温箱内部的温度为25℃时，通过热敏电阻R2的电流为多大？电压鉴别器的输出电压为多大？ 29．如图甲所示，空气炸锅以烹制外酥里嫩、美味可口的食物而广受大众欢迎。它主要是利用风扇将电热管产生的热量吹向食物进行加热，如图乙所示是某品牌空气炸锅的简化电路图，相应技术参数如图表。 额定电压 风扇电动机功率 加热电阻功率 （1）当开关S、均闭合时，空气炸锅正常热风加热，求此时电路中的总电流； （2）若风扇电动机线圈的电阻为，内电流通过电动机线圈产生的热量是多少？ （3）若该空气炸锅正常加热时，将薯条从20℃加热到220℃用时，不考虑电动机线圈产生的热量及薯条质量的变化，这一过程中空气炸锅的加热效率是多少？[取] 30．如图甲所示为一台电热水器，下表为该热水器的铭牌，其高温挡的电功率已模糊不清。图乙为该电热水器的内部简化电路，R1、R2为电热丝，S1、S2为挡位开关，S2只能在 a、b之间切换。已知电源电压为220V，电热丝R2的阻值为44Ω，c水=4.2×103J/（kg•℃）； XX牌热水器 电压 220V 电功率 高温挡 中温档 1100W 低温挡 550W 请通过计算回答： （1）将20kg 的水从20℃加热到70℃的过程中，水吸收的热量是多少； （2）当开关S1闭合，S2与触点b接通时，热水器处于中温挡，通过R1的电流是多少； （3）写出热水器在高温挡工作时，开关S1、S2的状态；并计算在该挡上作100s。 电热丝 R2产生的热量是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)40Ω (2)2.5A (3)250W 解：（1）由图乙可知，闭合开关后，R1和R2串联，当R1的滑片在最下端时，R1短路，只有R2接入电路，此时R2的发热功率最大，则根据可得 （2）当R1的滑片在最上端时，R1接入电路中的阻值最大，电路中的总电阻最大，电流最小，因此通过电围炉的最小电流 （3）电热丝R2的最小发热功率 P2min=Imin2R2=(2.5A)2×40Ω=250W 2．(1)8.4×103J (2)38.4% 解：（1）煤油吸收的热量 （2）电阻丝放出的热量 则电阻丝加热煤油的效率为 3．(1)10Ω (2)6V (3)72J 解：（1）由题图可知，两电阻串联，电流表测的是电路电流，电压表测的是R2的两端电压。根据欧姆定律可得，电阻的阻值为 （2）根据欧姆定律可得，电源电压为 （3）整个电路在1min内产生的热量为 4．（1）；（2）0.5A；（3）550W 解：（1）冰吸收的热量 （2）开关闭合后，当开关断开时吹冷风，此时只有电动机工作，由可得，通过电动机的电流 （3）当开关都闭合时吹热风，此时电动机与发热电阻R并联，电动机的功率 由和可得，发热电阻R的功率 吹热风时空调扇的总功率 5．648J 解：解：该过程中充电线上将产生的热量 答：该过程中充电线上将产生648J的热量。 6．（1）12V；（2）1440J；（3）3600J 解：解：（1）闭合S、时，电路中只有电动机正常工作，则电源电压 （2）根据可知，电动机消耗的电能 （3）闭合S、，电路中只有电热丝R工作，通过电热丝R的电流 电热丝R产生的热量 答：（1）电源电压是12V； （2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能1440J； （3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量3600J。 7．（1）2A；（2）88Ω；（3）6.6×105J 解：解：（1）S接a时为保温挡，两电阻串联在电路中，保温挡功率为440W，保温挡工作时电路中的电流 （2）保温挡时电路中的总电阻 两电阻串联在电路中，R1的阻值为22Ω，电阻R2的阻值 R2=R-R1=110Ω-22Ω=88Ω （3）S接b时为加热挡，此时电路为电阻R1的电路，R1的阻值为22Ω，电热水壶在加热挡工作5min产生的热量 答：（1）保温挡工作时电路中的电流是2A； （2）电阻R2的阻值是88Ω； （3）电热水壶在加热挡工作5min产生的热量是6.6×105J。 8．（1）8V；（2）6Ω；（3）25J；（4）2.4W 解：解：（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流 由图知，断开S2，闭合S和S1时，变阻器与灯泡串联，小灯泡正常发光，由串联电路电流规律知 由串联电路电压规律和欧姆定律可得，电源电压 （2）小灯泡的电阻 （3）小灯泡正常发光时，通电10s滑动变阻器R2产生的热量 （4）断开S1，闭合S和S2，R1与R2串联，电压表测R1两端电压，为保证电路安全，R1两端电压最大为3V，电路中电流最大 所以电路消耗的最大功率 答：（1）电源电压为8V； （2）小灯泡的电阻为； （3）小灯泡正常发光时，通电10s滑动变阻器R2产生的热量为25J； （4）断开S1，闭合S和S2，在保证电路元件安全前提下，电路消耗的最大功率为2.4W。 9．（1）0.4A；（2）24J；（3）10kg 解：解：（1）由图像可知：测量质量为4kg时，压敏电阻R的阻值为15Ω，电路的总电阻 电流表的示数 （2）电阻产生的热量 （3）电流表的量程为0.6A，则电路的最小总电阻 对照图像查出压敏电阻受到的压力为100N，则该台称能够测量的最大质量 答：（1）测量质量为4kg时，电流表的示数为0.4A； （2）质量为4kg的物体放在台秤上，10 s内电阻R0产生的热量为24J； （3）该台秤能够测量的最大质量为10kg。 10．（1）8V；（2）；（3）108J 解：（1）闭合开关S、S1，只有R1接入电路，则电源电压 （2）再闭合开关S2，R1与R2并联，则通过R2的电流 R2的阻值 （3）若只闭合S，R1与L串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R1的电流为0.3A，则1min内电阻R1产生的热量 答：（1）电源电压为8V； （2）R2的阻值是40Ω； （3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量为108J。 11．(1)110Ω (2) (3)220W (4)400W 解：（1）当开关S1和S3闭合、S₂断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据可知，此时总功率较大，为中温挡；当开关S1和S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据可知，此时总功率最小，为低温挡。则R2的电阻为 （2）高温挡时，R1功率为 电流通过R1产生的电热为 （3）当开关S1和S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据可知，此时总功率最小，为低温挡。低温挡的额定功率 （4）空气炸锅消耗的电能为 空气炸锅工作的时间为15min，即0.25h，则空气炸锅的电功率为 12．(1)80J (2)8V (3)14.4W；2.91W 解：（1）灯泡灯丝发光是完全利用电流热效应工作的，所以其正常发光10s产生的热量等于其消耗的电能，即 Q=W=P额t=8W×10s=80J （2）当开关S、S2闭合、S1断开，滑动变阻器滑片P置于b端时，灯泡L与滑动变阻器最大阻值串联，此时灯泡的实际功率为1W；由甲图可看出，当灯泡实际电压UL=2V时，通过其电流为I=0.5A，实际功率 P=ULI=2V×0.5A=1W 说明当开关S、S2闭合、S1断开，滑动变阻器滑片P置于b端时，灯泡实际电压UL=2V，电路中电流为I=0.5A；此时滑动变阻器阻值最大，为R2最大=12Ω，根据欧姆定律，则滑动变阻器两端电压为 UR2=IR2最大=0.5A×12Ω=6V 根据串联电路电压规律，则电源电压为 U=UL+UR2=2V+6V=8V （3）当开关S、S1、S2同时闭合时，灯泡L与定值电阻R1并联，再与滑动变阻器R2串联，根据可知，电路消耗的功率要最大，则电路的总电阻要最小，即当滑片置于a端时，滑动变阻器阻值为零，电路消耗的功率最大，此时电路中只有灯泡L与定值电阻R1并联；此时 U'L=U=8V 灯泡正常发光，功率为 PL=P额=8W 由甲图可知，R1的电阻为 则R1消耗的功率为 所以电路消耗的最大功率为 P最大=PL+PR1=8W+6.4W=14.4W 同理，电路消耗的功率要最小，则电路的总电阻要最大，灯泡在额定电压下的阻值为 再结合甲图可知灯泡的阻值小于R1的阻值，所以当开关S、S1闭合，S2断开时，该电路是R1和滑动电阻器R2串联电路，当滑动变阻器滑片P置于b端时，此时电路中的总阻值最大，为 R总=R1+R2最大=10Ω+12Ω=22Ω 所以电路消耗的最小功率为 13．(1)10V (2)1440J (3)0.6×105Pa 解：（1）由图乙可知，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa，压敏电阻的阻值 R=10Ω分析甲图可知，R与R0串联，电压表测量R0两端电压，电源电压12V保持不变，R0为50Ω的定值电阻，串联电路中的电流 则R0两端的电压 （2）舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能 （3）电压表测量R0两端电压，电压表示数为8V时，串联电路中的电流 压敏电阻的阻值 由图乙可知，压敏电阻的阻值为25Ω时，舱体内的气压值为0.6×105Pa。 14．(1)5A (2)80% (3)并联一个阻值为6Ω的电阻 解：（1）分析电路可知，当开关在位置时，R1、R2并联，此时总电阻最小，根据，总功率最大，为高温模式，此时R1、R2电流分别为 根据并联电流规律，电路的总电流为 （2）电热桌垫吸收热量为 消耗电能为 则电热桌垫处于高温模式时的热效率为 （3）原高温模式的功率为 则增加的功率为 要保证低温功率和R1不变，所以可以并联一个定值电阻，该电阻的功率为24W，阻值为 所以可以并联一个阻值为6Ω的电阻。 15．(1)2A (2)6Ω (3)36000J 解：（1）由可知，低温挡加热的电流 （2）旋钮开关S可置于“2和3”接线柱时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，电热桌垫处于低温挡；由可知，R1的阻值为 （3）由图乙可知，旋钮开关S可置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，由可知，电路中的总功率最大为高温加热档；高温挡工作时R2的电功率为 高温挡加热的功率 高温挡加热10min电路产生的热量 16．(1)100Ω (2)400W (3)62.5J 解：（1）电炉电阻丝的阻值为 （2）检测时电炉消耗的电能为 则检测时电炉的实际功率为 （3）电阻丝的额定电流为 若串联最大功率为 所以电路为并联电路，如图： 并联后，最大功率为 所以功率为 则定值电阻的阻值为 则变阻器最大阻值为 当变阻器阻值最大时，电路功率最小，电路以最小功率工作10s产生的热量为 17．(1)热效应 (2)40Ω (3)1210W (4)200V 解：（1）烤箱工作时消耗电能，将电能转化为内能，利用了电流的热效应工作的。 （2）电烤箱的工作电压220V不变，由知，当S1闭合，S2断开时，两发热电阻串联，电路的总电阻最大，功率最小，为低温挡，所以总电阻为 故发热电阻R1的阻值为 R1＝110Ω－70Ω＝40Ω （3）由电路图可知，当两开关都闭合时，电路为R1的简单电路，电路中电阻最小，根据可知，电路的功率最大，此时电烤箱处于高温挡，所以高温挡的电功率为 （4）电能表盘中标有3000r/kW·h，表示每消耗1kW·h的电能，电能表转盘转3000圈，用电高峰时，关闭家里所有用电器，电能表转盘转25转时，电烤箱消耗的电能为 实际功率为 高温挡工作时，家庭电路的实际电压为 18．(1) (2) (3)有影响，理由见解析 解：（1）根据串并联电路的电阻特点可知，当开关与触点1接触时，此时、串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，处于低温挡；此时电路的总电阻为 当开关与触点2接触时，此时只有连入电路，电路的总电阻最小，为高温挡，则的阻值为 则的阻值为 （2）在用电高峰期，实际电压为200V时，高温挡工作11min产生的热量为 （3）若在图乙中虚线框内串联一个电阻，当开关与触点1接触时，电路的总电阻变大，由可知电路的总功率变小，低温挡功率变小；当开关与触点2接触时，电路的总电阻变大，由可知电路的总功率变小，高温挡功率变小；所以，若在图乙中虚线框内串联一个电阻，对暖脚器的高、低温挡功率有影响。 19．(1)1.1A (2)80% (3)电路的效率太低（论证见解析） 解：（1）由图可知，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热水箱处于保温状态；当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水箱处于加热状态；根据串联电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻为 保温状态时，电路中的电流为 （2）水箱内水吸收的热量为 电热水箱加热消耗的电能为 测试中加热水的效率为 （3）当S接2，R1、R2 串联，电路为保温状态时，只有R1产生的热量是有用的，此时R1的电功率为 保温状态时电路中的总功率为 此时电路的效率为 根据以上计算可知，电路的效率太低，所以小明所设计的电路存在的不足为电路的效率太低。 20．(1)0.5A (2) (3)330Ω 解：（1）根据P=UI可得，低温挡位时电路中电流是 （2）该暖脚器在高温挡连续工作5min产生的热量是 （3）根据串并联电路的电阻特点可知，当旋转开关位于1挡时，此时R1、R2串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，处于低温挡；此时电路的总电阻为 当旋转开关位于2挡时，此时只有连入电路，为高温挡，的阻值为 的阻值为 21．（1）0.1A；（2）18J；（3）40 解：解：（1）由图甲可知，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测热敏电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流；R0两端的电压为 通过电路的电流 （2）当温度升高到37℃时，如图乙可知，的阻值为30Ω，通过的电流 热敏电阻通电1min产生的热量 （3）当通过电路的电流为时，根据欧姆定律可得电路总电阻 的阻值 设的阻值与温度t的关系为：，由图乙可得，当时，，代入关系式可得      ① 当时，，代入关系式可得     ② 联立①②解得 ，的阻值与温度t的关系为 当时，热敏电阻的温度 答：（1）当电压表的示数刚好是3V时，电路中的电流为0.1A； （2）当外界温度升高到37℃时，热敏电阻Rt通电1min产生的热量为18J； （3）当电路中的电流达到0.15A时，将会自动报警，此时热敏电阻的温度为。 22．(1) (2)    (3) 解：（1）发电机的额定功率为40kW，工作5h产生的电能 （2）发电机正常工作时的电功率，其额定发电电压为400V，则额定电流 根据焦耳定律计算可知，线圈电阻每秒产生的热量为 如果换为超导体材料，则电阻为零，而原本电阻的功率也将转化为发电功率，即 输出功率相较于之前的功率 提高了 （3）该发电机发电功率，工作1h产生的电能 煤电转换关系为β＝380g/（kW⋅h），则煤的质量 23．(1)1.32×105J (2)200V (3)550W 解：（1）当开关处于图甲所示位置时，电路为R1的简单电路，电火锅为中温挡，120s产生的热量 （2）电能表转盘转了100r时消耗的电能 则电火锅的实际功率 由可知，实际电压 （3）当旋钮开关拨到3时，R1、R2并联，此时电阻最小，总功率最大，为高温档，高温档功率 当旋钮开关拨到1时，R1、R2串联，此时电阻最大，总功率最小，为低温档，低温档功率 由题意，电火锅正常工作时高温挡和低温挡的电功率之比 解得 则低温档电功率 24．(1) (2) (3) 解：（1）忽略温度对电阻的影响，则由可得，鼠标垫的电阻为 （2）鼠标垫正常工作10 min产生的热量为 则鼠标垫吸收的热量为 则鼠标垫的比热容为 （3）由可得，当鼠标垫正常工作时，电流为 此时滑动变阻器的电压为 由得，滑动变阻器此时接入电路中的电阻为 则月月应选择“15Ω 1A”的滑动变阻器，当鼠标垫正常工作时，电路中电流最大，电路电功率最大为 当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，电路中电流最小，电路电功率最小为 则最大功率与最小功率之比为 25．(1)1.1A (2)40Ω (3)85% 解：（1）养生壶的额定电压为220V，额定保温功率为242W，则养生壶正常保温时的电流 （2）由可知，电路中电阻越小，电功率越大，所以开关接a时，电路中只有R1，此时为加热挡，则电阻的阻值 （3）实际电压为200V时，实际功率 用时400s，电热丝放出的热量 用加热挡将1kg的茶水从13℃加热至98℃刚好沸腾时，茶水吸收的热量 则养生壶的加热效率 26． 大于 72% 1.4Ω 解：解：（1）在图象上，图线与时间轴所围图形的面积表示通物体过的路程，如果图像是直线，则图线与时间轴所围图形图中红色虚线部分，如图所示 红色虚线下与坐标轴围成的面积为 图中曲线在直线的上方，面积大于。在0-10s内，该车通过的路程大于150m； （2）根据二力平衡知识，汽车匀速直线运动时受到的牵引力 根据 汽车10s行驶的路程 汽车牵引力做功即为有用功 消耗的电能即为总功 电动机的效率 （3）由题意可知，不计机械摩擦损失，电动机线圈产生的热量即为额外功 由焦耳定律得，电动机线圈电阻 答：（1）则在0-10s内，该车通过的路程大于150m； （2）电动机的效率为； （3）该车电动机的线圈电阻是。 27．（1）电流的热效应；（2）80W；（3）83%；（4）1595Ω 解：解：（1）接通电源，3D打印笔通有电流，电流会产生热量，将电能转化为内能，使使塑胶熔化，这里利用了电流的热效应。 （2）根据电路图可知，当开关接1、2时，R1与R2串联，电路中电阻较大；当开关接2、3时，电路为R2的简单电路，电路中电阻较小，根据可知，总电阻越大，功率越小，故开关接1、2时为低温挡，接2、3时为高温挡。指示灯闪烁15次，3D打印笔消耗的电能为 3D打印笔快挡打印时的电功率为 （3）30g的塑胶从20℃加热到270℃吸收的热量为 由可知，3D打印笔快挡打印时的热效率为 （4）由可知，当开关接2、3时，电路为R2的简单电路，此时电路中R2的电阻 当开关接1、2时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以 答：（1）电流的热效应。 （2）3D打印笔快挡打印时的电功率为80W； （3）3D打印笔快挡打印时的热效率为83%； （4）R1的阻值为1595Ω。 28．（1）1×103W；为6×105J；（2）4.8×10﹣4A；2.4V 解：解：（1）加热电路正常工作电功率 则加热10min产生的热量为 Q=W=P加热t=1×103W×10×60s=6×105J （2）由图乙知，R1与R2串联，由图象知，当恒温箱内部的温度为25℃时 R2=20kΩ=2×104Ω 此时控制电路总电阻为 R=R1+R2=5×103Ω+2×104Ω=2.5×104Ω 通过热敏电阻R2的电流为 由可知，R1两端的电压 U1=IR1=4.8×10-4A×5×103Ω=2.4V 答：（1）恒温箱中电热丝的电阻为48.4Ω，加热电路正常工作的电功率为1×103W；加热10min产生的热量为6×105J； （2）当恒温箱内部的温度为25℃时，通过热敏电阻R2的电流为4.8×10-4A；电压鉴别器的输出电压为2.4V。 29．（1）5.3A；（2）10.8J；（3）40% 解：解：（1）由图可知，当开关S、均闭合时，电动机和加热电阻并联工作，此时空气炸锅正常热风加热，此时电路的功率为 由得，此时电路中的总电流 （2）由得，正常工作时，通过风扇电动机线圈的电流为 内电流通过电动机线圈产生的热量是 （3）将薯条从20℃加热到220℃，薯条吸收的热量为 由得，加热中消耗的电能为 空气炸锅的加热效率是 答：（1）当开关S、均闭合时，空气炸锅正常热风加热，此时电路中的总电流5.3A； （2）若风扇电动机线圈的电阻为，内电流通过电动机线圈产生的热量10.8J； （3）若该空气炸锅正常加热时，将薯条从20℃加热到220℃用时，不考虑电动机线圈产生的热量及薯条质量的变化，这一过程中空气炸锅的加热效率40%。 30．（1）4.2×106J；（2）5A；（3）1.1×105J 解：解：（1）水吸收的热量 （2）由图乙可知，当开关S1闭合，S2与触点b接通时，热水器处于中温挡，此时只有R1工作，由P=UI可知，此时通过R1的电流 （3）由图乙可知，当开关S1闭合、S2与触点a接通时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，热水器处于高温挡；根据并联电路的电压特点可知，此时R2两端的电压 由 可知，高温挡工作时电热丝R2产生的热量 答：（1）吸收的热量是4.2×106J； （2）当开关S1闭合，S2与触点b接通时，热水器处于中温挡，此时通过R1的电流是5A； （3）热水器在高温挡工作时，开关S1闭合、S2与触点a接通；在该挡工作100s,电热丝R2产生的热量是1.1×105J。 学科网（北京）股份有限公司 $$