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．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] 2．如图所示，已知电源电压为6V，电阻R1的阻值为100Ω．闭合开关后，电流表示数为1A，求： （1）通过R2的电流； （2）R1的功率； （3）电阻R2在1分钟内产生的热量． 3．近来网上热卖的空气炸锅，可以不用或少用油制作炸制食品。实际就是利用风扇将电热管产生的热量吹向食品进行加热，形象一点就是在锅里放了一台吹风机，用热风吹食物。其内部电路原理如图，相关参数如表。试求： （1）热风加热时电路中的总电流； （2）正常工作时电热管的电阻； （3）图中电动机线圈电阻为10Ω，1min内电流通过电动机线圈产生的热量。 额定电压 220V 电源频率 50Hz 热风功率 1210W 冷风功率 110W 4．如表为某品牌取暖用油汀的铭牌，其内部电路如图所示，和均为电热丝，S1是温度自动控制开关，闭合开关关S，30min内油汀消耗的电能为0.682kW•h，求： 额定电压 220v 额定功率 低温档 880w 高温档 2090w （1）通过的电流； （2）电热丝的电阻； （3）30min内开关S1闭合的时间。 5．如图所示的电路中，电源电压恒为6V，小灯泡L上标有“6V，3.6W”的字样，R为定值电阻，闭合开关S后，电流表的示数为0.8A，设灯丝电阻不受温度影响。 （1）灯泡的额定电流； （2）通电50s，定值电阻R产生的热量。 6．2024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。 7．如图所示电路中，电源电压为6V，电阻的阻值为10Ω。闭合开关S，电压表示数为2V，请通过计算回答： （1）电流表的示数是多少？ （2）滑动变阻器此时的阻值是多少？ （3）通电100s，电阻上产生的热量是多少？ （4）通电100s，整个电路消耗的电能是多少？ 8．图甲是有“低温”、“中温”和“高温”三个档位的家用电暖器，铭牌见下表（“高温”档功率空出）．图乙为其简化的电路原理图，R1＞R2，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．请完成下列问题： （1）为保证用电安全，图乙电路中 （选填“A”、“B”或“C”）端应接家庭电路的火线；闭合开关S1，电暖气处于 （选填“低温”、“中温”或“高温”）档，请求出R1的电阻是多少 ？ ××牌电暖气 额定电压 220V 额定功率 低温档 550W 中温档 1100W 高温档 频率 50Hz （2）电暖器“高温”档正常工作时的总电流是多少 ？ （3）若某房间内空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×103J/（kg•℃）且保持不变，若该电暖器的“高温”档正常工作20min，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少 ？ 9．如图甲所示为某品牌电火锅加热部分的简化电路图，R1、R2均为电火锅内部的发热电阻（不计温度对电阻的影响），图乙为该电火锅的铭牌。求： （1）该电火锅正常加热时的电流 ？ （2）求R2的电阻是多少 ？ （3）某天用电高峰期小明观察到，此电火锅单独加热使用1min，家里电能表（标有“600r/kwh”）的转盘转了10r，此时实际电压为多少 ？ （4）爱动脑筋的嘉鑫同学发现此电火锅的功能单一。经过研究，他发现在保持原电路及功率不变的基础上，只接入一个开关，便能实现4个挡位加热功能。请你画出改装后的电路图 。新增加的两个挡位功率分别为 W和 W（不要求写计算过程，只写出功率值的大小，结果保留整一位小数） 10．小梅家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个档位，其简化电路如下图所示。加热时只有R1工作，此时通过R1的电流为4.5A；速热时，两者同时工作，此时通过R2的电流为15.5A。则通过计算回答： （1）R1的电阻是多少？ （2）速热时的总功率是多少？ （3）速热时，它工作100s产生的热量是多少？    11．电动汽车是我国重点发展的项目，已经走进我们的家庭．已知某款电动汽车满载时，人和车总质量为1500kg。电动汽车工作时的电路原理如图所示，在电动汽车行驶时，通过改变调速电阻（变阻器）来调节电动机的转速，改变汽车的速度。当汽车行驶速度最大时，电压表示数为200V，电流表示数为15A。请你用学过的物理知识解答下面的问题。 （1）若电动汽车以最大车速行驶1h，电动机消耗的电能是多少? （2）已知电动机线圈的电阻阻为1Ω，求1h内电动机产生的机械能? （3）当调节调速电阻时，使电压表示数为150V，电流表示数为10A，求调速电阻接入电路中的电阻。 12．如图是家用电热壶及铭牌，假设电热壶电阻丝电阻不变，水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)。 求：（1）电热壶电阻丝的电阻； （2）不考虑热损失，电热壶正常工作时，把1kg水从20℃加热到100℃所需要的时间； （3）当电压为198V时，电热壶的实际功率。 13．定值电阻和并联在电源电压为的电路中，电阻，； 求： (1)电阻的电功率； (2)若通电， 电流通过产生的热量。 14．如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样 (电阻不受温度影响)，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω． (1)当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R1的阻值和电流通过R1产生的热量． (2)当电路中有元件工作时，求电路消耗的最小功率． 15．如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R=6Ω，开关s闭合后，电流表示数为2A，求: （1）电源电压． （2）电阻R在5min内产生的热量． （3）若在原电路中串联个电阻R2，使电阻R消耗的功率为6W，求R2的阻值． 16．图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中R1、R2为电热丝，R1=R2且电阻不变，下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清，已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)。在正常工作的情况下，试问： 项目 参数 电源电压（V） 220 低温挡功率（W） 200 中温挡功率（W） 400 高温挡功率（W） 容积（L） 1.5 （1）在1标准大气压下，将初温是30℃的一壶水烧开，水需要吸收多少热量？ （2）高温挡功率是多少？ （3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要多长时间？    17．电吹风是现代家庭的常用电器。如图甲所示是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，湛江三角牌某型号电吹风的主要技术参数如图表所示： （1）当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，5min内电流通过R产生的热量是多少？ （2）小明家的电能表如图乙所示，当小明家只有电吹风正常工作并且吹热风时，半小时电能表的转盘旋转多少圈？ （3）小明家的电压很不稳定，当电吹风接入实际电压为198V的电路，吹热风时电热丝R的实际功率为多少？ 三角牌电吹风 ZJQF003 额定电压 220V 频率 50Hz 吹热风时功率 800W 吹冷风时功率 80W 18．在如图所示的电路中，电源电压不变，R1=3Ω，R2=6Ω。 （1）当Sl、S3断开，S2闭合时，电流表示数为1A，求电源电压； （2）当Sl、S3闭合，S2断开时，求：电路中的总功率； （3）当Sl、S3闭合，S2断开时，通电1min，电阻R1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）5.3A；（2）10.8J；（3）40% 【详解】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%。 2．（1）0.94A．（2）0.36W．（3）338.4J． 【详解】试题分析：（1）由电路图知，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流，由欧姆定律求出流过电阻R1的电流，然后由并联电路的特点求出流过电阻R2的电流； （2）由电功率公式P=UI求出电阻R1的电功率． （3）由电功公式W=UIt求出电阻R2在1分钟内产生的热量． 解：（1）流过电阻R1的电流： I1===0.06A， 流过电阻R2的电流： I2=I﹣I1=1A﹣0.06A=0.94A， 答：通过R2的电流是0.94A． （2）电阻R1的功率： P1=UI1=6V×0.06A=0.36W， 答：电阻R1的功率是0.36W． （3）电阻R2在1分钟内产生的热量： Q=W=UI2t=6V×0.94A×60s=338.4J， 答：电阻R2在1分钟内产生的热量是338.4J． 【点评】熟练应用欧姆定律、并联电路的特点、电功及电功率公式是正确解题的关键． 3．（1）5.5A；（2）44Ω；（3）150J 【详解】（1）热风加热时电路中的总电流是 （2）由电路图结合题意可知，热风时电风扇和电热管R并联同时工作，冷风时只有电风扇工作，因热风功率等于电热管和电风扇的功率之和，所以正常工作时电热管的功率是 PR=P热−P冷=1210W-110W=1100W 正常工作时电热管的电阻是 （3）由电路图结合题意可知，热风加热时电风扇和电热丝并联同时工作，冷风时只有电风扇工作，由表格数据可知，冷风时的功率为110W，则通过电动机的电流为 电动机线圈电阻为10Ω，1min内电流通过电动机线圈产生的热量为 答：（1）热风加热时电路中的总电流为5.5A； （2）正常工作时电热管的电阻为44Ω； （3）图中电动机线圈电阻为10Ω，1min内电流通过电动机线圈产生的热量为150J。 4．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）当开关S闭合、断开时，电路中只有，此时油汀处于低温档 (2)当开关S、闭合时，、并联，此时油汀处于高温档，的电功率为 由 得 （3）设30min内开关S1闭合的时间为t，则 解方程得 答：（1）通过的电流为4A； （2）电热丝的电阻为； （3）30min内开关S1闭合的时间为。 5．（1）0.6A；（2）60J 【详解】解：（1）由P＝UI得，灯泡的额定电流 （2）灯泡与定值电阻并联在电源两端，电源电压为6V，通过灯泡的电流为0.6A，通过定值电阻的电流为 IR＝I﹣IL＝0.8A﹣0.6A＝0.2A 由得定值电阻阻值为 通电50s，定值电阻R产生的热量 答：（1）灯泡的额定电流0.8A； （2）通电50s内，定值电阻R产生的热量60J。 6．(1)10V (2)1440J (3)0.6×105Pa 【详解】（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。 7．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）如图，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路中电流，电流表的示数是 （2）滑动变阻器两端电压为 此时的阻值是 （3）通电100s，电阻上产生的热量是 （4）通电100s，整个电路消耗的电能是 答：（1）电流表的示数是； （2）滑动变阻器此时的阻值是； （3）通电100s，电阻上产生的热量是； （4）通电100s，整个电路消耗的电能是。 8． A 低温 88Ω 7.5A 15℃ 【详解】（1）为了保证用电安全，自我保护开关S要串联接在火线和用电器之间，则图乙电路中A端应接家庭电路的火线； 闭合开关S1，R1单独接入电路，R1＞R2，根据 可知电暖气处于低温； R1的阻值： ＝88Ω， （2）闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路；单独闭合S2为“中温”档，“高温”档为S1、S2同时闭合，R1、R2并联． P高温＝P低温+P中温＝550W+1100W＝1650W； 根据P＝UI可得，“高温”档正常工作时的电流： ＝7.5A， （3）电暖器的“高温”档正常工作20min，放出的热量： W＝P高温t＝1650W×20×60s＝1.98×106J； 空气吸收的热量： Q吸＝ηW＝50%×1.98×106J＝0.99×106J， 由Q吸＝cm△t可得，房间的空气升高的温度： △t＝＝15℃． 9． 5A 160Ω 200V 302.5W 1512.5W 【详解】（1）[1] （2）[2]正常加热时R1单独工作，保温时R1R2串联工作 则 R2=R串总-R1=200Ω-40Ω=160Ω （3）[3]电饭煲在1min内消耗的电能为 实际功率为 由得此时家庭电路的实际电压为 （4）[4]改装的电路图如图所示： [5][6]由改装后的电路图可知，增加的两个档位分别为R2单独工作和R1与R2并联工作； 当R2单独工作时的电功率为 当 R1与R2并联工作时的电功率为 10．（1）48.9Ω；（2）4400W；（3）4.4×105J 【详解】解：（1）由可得R1的阻值 （2）速热时，R1、R2同时工作且并联，此时的总电流 I=I1+I2=4.5A+15.5A=20A 此时的总功率 P =UI=220V×20A=4400W （3）速热时，工作100s产生的热量 Q=W=Pt=4400W×100s=4.4×105J 答：（1）R1的电阻是48.9Ω； （2）速热时的总功率为4400W； （3）速热时，它工作100s产生的热量是4.4×105J。 11．（1）1.08×107J；（2）1.08×107J；（3）5Ω 【详解】解：（1）电动机消耗的电能 （2）已知电动机线圈的电阻阻为1Ω，则电流通过电阻产生的热量 电动机产生的机械能 （3）由图可知，速度最大时，调速电阻连入阻值为0，所以电源电压U=200V，当电压表示数为150V时，由串联电路特点可知，调整电阻两端电压 UR=U-UM=200V-150V=50V 所以调速电阻接入电路中的电阻 答：（1）若电动汽车以最大车速行驶1h，电动机消耗的电能是； （2）1h内电动机产生的机械能为； （3）调速电阻接入电路中的电阻是5Ω。 12．（1）48.4Ω；（2）336s；（3）810W 【详解】解：（1）电热壶电阻丝的电阻 （2）把1kg水从20℃加热到100℃所吸收的热量为 Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃－20℃)＝3.36×105J 不考虑热损失，电热壶放出的热量为 Q放＝Q吸＝3.36×105J 所需时间为 （3）当电压为198V时，电热壶的实际功率为 答：（1）电热壶电阻丝的电阻为48.4Ω； （2）不考虑热损失，电热壶正常工作时，把1kg水从20℃加热到100℃所需要的时间为336s； （3）当电压为198V时，电热壶的实际功率为810W。 13．(1)；(2) 【详解】(1)由题知，R1和R2并联在电源电压为12V的电路中，由并联电路的特点可知，R1和R2两端的电压均等于电源电压12V，则电阻R2的电功率 电阻的电功率是36W。 (2)通电100s，电流通过R1产生的热量 通电100s，电流通过R1产生的热量是2400J。 答：(1)电阻R2的电功率为36W。 (2)若通电100s，电流通过R1产生的热量为2400J。 14．(1)60Ω；30J(2)0.36W 【详解】(1)当开关S、S1、S2都闭合时，灯泡L与电阻R1并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡恰好正常发光，所以，电源的电压U＝UL＝6V，由 可得，通过小灯泡的电流： 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流： 由可得，R1的阻值： 50s内电流通过R1产生的热量 (2)灯泡的电阻： 因RL＜R1，所以，当开关S闭合，S1、S2都断开且滑片位于右端时，R1与R2的最大阻值串联，此时电路的总电阻最大，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，电路消耗的最小功率： 答：(1) R1的阻值为60Ω，电流通过R1产生的热量为30J；(2)当电路中有元件工作时，电路消耗的最小功率为0.36W． 15．（1）12V　（2）7200J　（3）6Ω 【详解】(1)由 可知，电源电压：； (2) 电阻R在5min内产生的热量； (3) 因为电阻R消耗的功率为，所以， 又因为，所以，即：， 求得：． 16．（1）4.41×105J；（2）800W；（3）735s 【详解】解：（1）由题可知，水的体积为 V=1.5L=1.5×10-3m3 水的质量 m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg 水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-30℃)=4.41×105J （2）根据分析电路可知，当S1断开，S2接A时，R1、R2串联，为低温档；当S1闭合，S2断开时，只有R1，为中温档；当S1闭合，S2接B时，R1、R2并联，为高温档。因此R1的阻值为 因为R1=R2，根据并联电路电阻的特点，总电阻为 解得R=60.5Ω。则高温档功率 （3）养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，则需要电流做功为 烧开这一壶水的时间 答：（1）在1标准大气压下，将初温是30℃的一壶水烧开，水需要吸收热量为4.41×105J； （2）高温挡功率是800W； （3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要735s。 17．（1）2.4×105J；（2）264r；（3）648W 【详解】解：（1）当同时闭合S1、S2时，5min内电流通过R产生的热量 （2）电吹风正常工作并且吹热风时，半小时消耗的电能 电能表的转盘旋转的圈数 （3）电热丝的电阻 当电吹风接入实际电压为198V的电路，吹热风时电热丝的实际功率 答：（1）5min内电流通过产生的热量是2.4×105J； （2）半小时电能表的转盘旋转264r； （3）吹热风时电热丝R的实际功率为648W。 18．（1）9V；（2）40.5W；（3）1620J 【分析】本题考查动态电路分析、欧姆定律、串联电路特点、并联电路特点、电功率计算、电热计算。 【详解】解：（1）当S1、S3断开，S2闭合时，R1、R2串联。据欧姆定律及串联电路的电阻特点知，电源电压 U=I(R1+R2)=1A×(3Ω+6Ω)=9V （2）当S1、S3闭合，S2断开时，R1、R2并联。电路中的总电阻为 电路的总功率为 （3）通电1min，电阻R1产生的热量 答：（1）电源电压为9V；（2）电路中的总功率为40.5W；（3）通电1min，电阻R1产生的热量为1620J。 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 $$