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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．在如图所示的电路中，小灯泡L上标有“3V 0.75W”的字样，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电源电压恒定。当开关、闭合，滑片P位于a端时，小灯泡L正常发光，电流表读数为0.55A（灯丝电阻随温度的变化忽略不计）求： （1）电源电压； （2）定值电阻的阻值； （3）当开关断开、闭合，滑片P位于b端时，1min内电流所做的功。 2．某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。和均为电热丝，阻值不受温度影响，。电热扇部分参数如表所示。 （1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。 （2）求的阻值。 （3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？ 额定电压 220V 高温档加热功率 1650W 电动机功率 44W 电动机线圈电阻 6Ω 3．小宇家购置一款用来煎烤食物的双面电饼铛，上下盘既可以同时加热｡也可以把上盘掀开，使用下盘单独加热，电饼铛简化的内部电路如图甲所示，闭合开关S1，温控开关S2接接线柱“2”时，下盘加热｡再闭合开关S3，上盘也开始加热，当度超过设定温度时，温控开关S2自动转接接线柱“1”，电饼铛进入保温状态，电饼部分参数如图乙。（忽略温度对电阻值的影响∶L1、L2、L3为指示灯，不计指示灯消耗的电能）求∶ (1)下盘加热电阻R1的阻值和保温时电路中的额定电流； (2)某次电饼铛在额定电压下煎烤食物时，指示灯L1，L2发光时间分别为10min5min， 电饼铛消耗的电能是多少？ (3)用电高峰时，小宇关闭家中其他用电器，用电饼铛下盘煎烤食物10min。电能表（如图丙）的转盘转过500转， 电饼铛的实际电压是多大？ 4．如图所示，这是有加热和保温两挡的电热器工作电路图，电源电压U=220V。发热体由R1和R2两个电热丝（阻值均不变）构成，只闭合开关S1时，为保温挡，通过电热丝R1的电流为1A；开关S1、S2同时闭合时，为加热挡，通过电热丝R2的电流为4.5A。求： (1)电热器保温时的功率； (2)电热器处于加热挡时电路的总电阻； (3)电热器处于加热挡时正常工作5min电热丝产生的热量。 5．用如图甲所示的电热水壶，其额定电压为220V，额定电流为4.4A，热水壶的内部电路如图乙所示．该热水壶把1L水从20℃加热到100℃所需的时间为500s． （c水=4.2×103J/（kg·℃）.求： （1）加热过程水吸收的热量. （2）加热过程电阻丝产生的热量. （3）若电阻丝的电阻保持不变，当该热水壶的实际功率为800W时，计算实际电压. 6．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44Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？ 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 7．图所示的电路中，电源两端电压为12V且保持不变，电阻的阻值为。闭合开关S，电流表A的示数为0.8A，求： （1）的阻值； （2）电阻的功率； （3）通过干路的电流I； （4）通电100s，电流通过电阻所产生的热量。 8．为反对浪费，响应“光盘行动”号召，达到“且吃且珍惜”之目的，小明为自家开的餐厅的餐桌设计了“光盘仪”．餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定量，人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图所示．电源电压6V不变，提示器的电阻R0=50Ω，传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示．开关S闭合后，问： (1)根据表中数据，当载盘台所载质量是100 g时，流过传感器R1的电流是多少?此时提示器两端的电压和消耗的电功率各是多少？ (2) 在第（1）问的基础上，通电500s，电流通过R1产生的热量是多少? (3)当电路中的电流达到0.06A时，提示器会发出提示音．若空餐盘质量为100 g，求此时盘内剩余食物的质量是多少克? 9．图甲是某品牌一款电热敷仪，将其贴在敷料包和皮肤上，按下按钮即可智能切换低温挡或高温挡两种模式，安全便捷地达到缓解肢体疲劳的效果。图乙是这款电热敷仪两挡加热的简化原理图。已知电源电压为，低温挡工作功率为，的阻值为。 （1）电热敷仪处于高温挡时，选择开关S应连接___________。（选“AB”、“BC”或“CD”） （2）电阻的阻值是多少？ （3）该电热敷仪充满电时在高温挡下可持续工作，则该过程中释放的热量是多少？ 10．如图所示电路中，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为60Ω，通过R2的电流为0.2A．求： （1）电源电压； （2）S闭合时电流表读数； （3）S闭合时，10秒钟R2产生的热量。 11．如图所示电路，已知电源两端的电压保持不变，电阻，当开关闭合时，电压表示数为3V。求： （1）电流表的示数I； （2）电阻R2的阻值； （3）电路中的总功率； （4）电阻R2在1min内产生的热量。 12．如图所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝4Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.5A。求： （1）电源电压； （2）电压表的示数和R1的功率； （3）电阻R2在1min内产生的热量。 13．一台电动机额定电压是220 V，线圈电阻是1 Ω，正常工作时，通过的电流为5A。求： (1)1min电流通过线圈产生的热量； (2)1min电动机做的机械功。 14．如图所示电路中，电源电压为12V，且保持不变，R1和R2为定值电阻，R1=10Ω。闭合开关S1，断开开关S2，电流表示数I=0.3A．求： （1）10s内电阻R1上产生的电热； （2）开关S1、S2都闭合时，电路的总功率。 15．如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图象。求： （1）低温挡工作时的功率； （2）电热丝R2的阻值； （3）15min内电烤箱消耗的电能； （4）若开始工作时实际总电流为9A，试计算电热丝R2的实际功率（电热丝的电阻保持不变）。 16．某款电热毛巾架的内部电路原理图如图甲所示，电源电压为220 V，R1和R2均为发热电阻，可通过开关S 实现高温、低温挡的切换。图乙为该毛巾架在正常工作20 min内电流随时间变化的图像。求： （1）电热毛巾架高温挡的功率； （2）电阻R2的阻值； （3）电热毛巾架在低温挡正常工作10 min产生的热量。 17．如图是小波家的电饭锅电路原理图，该电饭锅有高温和保温两挡，由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅功率为1000W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为440W。 根据相关知识，回答下列问题： （1）饭煮熟后，电饭锅处于加热状态还是保温状态？开关S处于断开状态还是闭合状态？此时电路的总电阻较大还是较小？ （2）电热丝R的阻值为多少Ω？ （3）用此电饭锅高温挡将质量为1kg的水加热，使锅中水温升高60℃，需用时5min，求此加热过程中电饭锅的加热效率。 18．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。 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 《2025年中考物理压轴题训练——焦耳定律的综合计算》参考答案 1．(1)3V；(2)10；(3)18J 【详解】(1)当开关、闭合，滑片P位于a端时，灯泡与定值电阻并联，电流表测量干路电流，滑动变阻器接入电阻为零，此时小灯泡L正常发光，说明小灯泡两端电压达到额定值，即电源电压等于小灯泡额定电压，即3V。 (2)灯泡额定工作电流为 则定值电阻流经电流为 则定值电阻阻值为 (3)当开关断开、闭合，滑片P位于b端时，滑动变阻器接入阻值最大，且与定值电阻串联，则电路电流为 1min内电流所做功为 答：(1)电源电压为3V； (2)定值电阻的阻值为10； (3)当开关断开、闭合，滑片P位于b端时，1min内电流所做的功为18J。 2．（1），550W；（2）44Ώ；（3）144J 【详解】解：（1）由图可知，开关接“2、3触点”时，只有R1的简单电路，电路的电阻最大，由可知电路总功率最小，处于低温挡，电热扇不转动，开关S2断开，此时电路图如图所示： 此时电路正常工作消耗的总功率 （2）开关接“3、4触点”时，R1和R2并联，电路的总电阻最小，由可知电路总功率最大，处于高温挡，R2的电功率为 R2的阻值 （3）电动机正常工作时的电流 电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为 答：（1）如上图所示，此时电路正常工作消耗的总功率是550W； （2）的阻值是44Ω； （3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为144J。 3．(1)1.5A；(2)；(3)200V 【详解】（1）根据公式可算出加热电阻R1的阻值为 根据公式可算出保温时电路中的额定电流为 (2)下盘消耗的电能为 上盘消耗的电能为 电饼铛消耗的总电能是 (3) 电饼铛消耗的实际电能是 电饼实际功率为 实际电压为 4．(1)220W (2)40Ω (3)3.63×105J 【详解】（1）只闭合开关S1时，为保温挡，此时电路为R1的简单电路，通过电热丝R1的电流为1A，根据P=UI可得，电热器保温时的功率为 （2）开关S1、S2同时闭合时，为加热挡，根据并联电路特点可知，此时通过电热丝R1的电流仍为1A，通过电热丝R2的电流为4.5A，所以，此时电路的总电流为 根据欧姆定律可得，电热器处于加热挡时电路的总电阻为 （3）电热器处于加热挡时正常工作5min电热丝产生的热量为 5．（1） 3.36×105J；（2）4.84×105J；（3）200V 【详解】（1）水壶中水的体积： V=1L=1dm3=1.0×10-3m3， 由ρ=可得，水的质量： m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg， 则水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J； （2）加热过程电阻丝产生的热量： Q=W=UIt=220V×4.4A×500s=4.84×105J； （3）由I=UR可得，电热水壶的电阻： R= ==50Ω， 由P=可得，实际电压： U实= = =200V。 6．（1）0.5A；（2）55Ω；（3）3300J 【详解】解：（1）由图可知，当开关置于BC时，只有电动机工作，电吹风吹冷风，通过电动机的电流 （2）当开关置于AB时，电动机与电热丝并联，电动机和电热丝同时工作，电吹风吹热风，此时电热丝的电功率 P电热丝=P热风-P冷=990W-110W=880W 电热丝的电阻 （3）根据电热公式可知，电吹风吹冷风5min产生的热量 Q=I2冷Rt=(0.5A)2×44Ω×5×60s=3300J 答：（1）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55Ω； （3）电吹风吹冷风5min产生的热量是3300J。 7．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）如图，两电阻并联，电流表测通过R1的电流，的阻值为 （2）电阻的功率为 （3）通过R2的电流为 通过干路的电流为 （4）通电100s，电流通过电阻所产生的热量为 答：（1）的阻值为； （2）电阻的功率为； （3）通过干路的电流为； （4）通电100s，电流通过电阻所产生的热量为。 8．见解析 【详解】（1）分析电路可得电路为串联电路，有表格可得当载盘台所载质量为100g时，对应传感器R1的阻值为100Ω，又R0=50Ω，故得R总=R1+R0=100Ω+50Ω=150Ω；此时电路电流 ；此时提示器两端电压U1=IR0=0.04A×50Ω=2V；提示器消耗的电功率P=UI=2V×0.04A=0.08W；（2）通电500s，电流通过R1产生的热量Q=I2R1t=（0.04A）2×100Ω×500s=80J；（3）当电路中的电流达到0.06A时，提示器会发出提示音，此时电路总电阻R总’= ；又因提示电阻阻值为50Ω，可得此时传感器电阻R1=50Ω，从表中可得载盘台所载质量为150g，若空餐盘质量为100 g，此时盘内剩余食物的质量是50g． 点睛：本题考查电路的连接方式判断、串联电路特点、利用欧姆定律的计算、焦耳定律的应用以及从所给表格中获取有用信息，是一道综合实力考查题． 9．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）由图乙，当开关接时，两个电阻并联，电路中总电阻最小，电流最大，根据可知功率最大，所以为高温挡。 （2）由题可知，额定电压，开关接BC时为低温挡，电路只有电阻，低温挡功率，则 （3）在这个过程中，所释放的热量 所释放的热量 则该过程释放的总热量为 答：（1）电热敷仪处于高温挡时，选择开关S应连接AB； （2）电阻的阻值是； （3）该电热敷仪充满电时在高温挡下可持续工作，该过程中释放的热量是。 10．（1）12V；（2）0.5A；（3）24J 【详解】解：（1）根据可知，电源电压 （2）由图可知，开关闭合时，R1、R2并联 通过R1的电流 干路电流 即电流表示数为0.5A； （3）通电10s，电流通过R2产生的热量 答：（1）电源电压12V； （2）S闭合时电流表读数0.5A； （3）S闭合时，10秒钟R2产生的热量24J。 11．（1）1.5A；（2）6Ω；（3）18W；（4）810J 【详解】解：（1）当开关闭合时，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测串联电路的电流，则电流表的示数 （2）电阻R2的电流 电阻R2的电压 电阻R2的阻值 （3）电路中的总功率 （3）电阻R2在1min内产生的热量 答：（1）电流表的示数I为1.5A； （2）电阻R2的阻值为6Ω； （3）电路中的总功率为18W； （4）电阻R2在1min内产生的热量为810J。 12．（1）3V；（2）1V，0.5W；（3）60J 【详解】解：（1）闭合开关S后，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压。根据电阻串联的特点可知总电阻为 根据欧姆定律可知电源电压为 （2）根据欧姆定律可知电压表的示数 R1的功率为 （3）电阻R2在1min内产生的热量为 答：（1）电源电压为3V； （2）电压表的示数和R1的功率为； （3）电阻R2在1min内产生的热量为。 13．(1)1500 J；(2) 64500 J 【详解】(1)由焦耳定律可得，线圈产生的热量 (2)由可得，电流做的功 电动机做的机械功为 答：(1)1min电流通过线圈产生的热量为1500J； (2)1min电动机做的机械功为64500J。 14．（1）9J；（2）14.4W 【详解】解：（1）由图知，闭合开关S1，断开开关S2，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，则10s内电阻R1上产生的电热 Q1=I2R1t=(0.3A)2×10Ω×10s=9J （2）开关S1、S2都闭合时，R2短路，电路为R1的简单电路，则电路的总功率 答：（1）10s内电阻R1上产生的电热为9J； （2）开关S1、S2都闭合时，电路的总功率为14.4W。 15．（1）1320W；（2）55Ω；（3）1.716×106J；（4）712.8W 【详解】解：（1）由图可知，闭合开关S，只有R1有电流通过，由P=UI可知电功率较小，处于低温挡；当S和S1闭合时，两个电阻均有电流通过，总电流增大，由P=UI可知电功率较大，处于高温挡。由图乙可知，低温挡时的电流I1=6A，低温挡工作时的功率为 P低=UI1=220V×6A=1320W （2）由图乙可知，低温挡时通过R1的电流I1=6A，高温挡时两个电阻并联，总电流I=10A，由并联电路的特点可知，通过R2的电流为 I2=I﹣I1=10A-6A=4A 由欧姆定律得，电热丝R2的阻值为 R255Ω （3）t1=600s，电流为I=10A，t2=300s，电流为I1=6A。消耗的电能 W=W1+W2=UIt1+UI1t2=220V×10A×600s+220V×6A×300s=1.716×106J （4）当电阻保持不变时，电路中的电流与电压成正比，由欧姆定律得 则实际电压为 U实==198V 由 得R2的实际功率 P实= 答：（1）低温挡工作时的功率是1320W； （2）电热丝R2的阻值是55Ω； （3）15min内电烤箱消耗的电能是1.716×106J； （4）电热丝R2的实际功率为712.8W。 16．（1）220W；（2）660Ω；（3）3.3×104J 【详解】解：（1）由图甲可知，当开关S接1时，只有R1工作，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，由欧姆定律可知，电路中的电流最大，由P=UI可知，电路中的总功率最大，电热毛巾架处于高温挡；根据图乙可知，高温挡工作时电路中的电流I高=1A，高温挡的功率为 （2）根据欧姆定律可得，电阻R1的阻值为 当开关S接2时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由欧姆定律可知，电路中的电流最小，则电路中的总功率最小，电热毛巾架处于低温挡，根据图乙可知，高温挡工作时电路中的电流I低=0.25A，根据欧姆定律可得，R1、R2串联的总电阻为 则电阻R2的阻值为 （3）电热毛巾架在低温挡正常工作10 min产生的热量为 答：（1）电热毛巾架高温挡的功率为220W； （2）电阻R2的阻值为220Ω； （3）电热毛巾架在低温挡正常工作10 min产生的热量为3.3×104J。 17．（1）保温，断开，较大；（2）61.6Ω；（3）84% 【详解】解：（1）饭煮熟后，电饭锅处于保温状态，根据可知，电路中电阻越大时，功率越小，因此需断开S，R0和R串联，电路中总电阻较大，功率小，电饭锅处于保温挡。 （2）加热挡时，S闭合，R被短路，只有R0工作，此时 解得 保温挡时 则 故 （3）水吸收的热量为 Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×60℃=2.52×105J 电饭锅消耗的电能为 故电饭锅的加热效率为 答：（1）饭煮熟后，电饭锅处于保温状态，开关S处于断开状态，此时电路的总电阻较大； （2）电热丝R的阻值为61.6Ω； （3）加热过程中电饭锅的加热效率为84%。 18．(1)2A (2)6Ω (3)36000J 【详解】（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 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 $$