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．如图所示的电路中，定值电阻，为滑动变阻器，电源电压恒定不变。当滑片在端时，电流表的示数是；滑片在端时，电压表的示数是4V。求： (1)电源电压； (2)变阻器的最大阻值； (3)当滑片在的中点时，整个电路在10min内产生的热量。（解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 2．某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求： （1）的阻值； （2）电饭锅高温挡的功率； （3）保温16min，分压电阻产生的热量。 3．如图电路中，电阻R1的阻值是20Ω，电源电压不变。 (1)当S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数0.5A，电源电压为多少？ (2)当S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为1A，R2的阻值为多少？ (3)当S2、S3断开，S1闭合时，若不计能量损失，电流通过10s，整个电路产生的热量是多少？ 4．如图所示电路中，电源电压恒为6V，R1=30，同时闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A。求： (1)只闭合开关S时，电流表示数； (2)通电1分钟电流通过电阻R2产生的热量。 5．如图甲是小达同学为宠物设计的灯光亮度可调、又可发热供暖的小屋。简化电路如图乙，其中R1为电热丝，电源电压恒为18V，滑动变阻器的最大阻值为40Ω，灯泡的额定电压为12V，通过灯泡L的电流与其两端电压的关系如图丙。求： （1）灯泡正常工作时的电阻； （2）当闭合所有开关时，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光，此时干路电流为1A，此电路工作100s，电热丝R1供暖能产生多少热量？ （3）只闭合开关S和S2时，为了保证电路的安全，灯泡的电功率变化范围。 6．如图所示电路，电阻R的阻值为10Ω，电动机线圈电阻为2Ω，S断开时，电流表的示数为0.5A，闭合开关S后，电流表的示数增加了1A； 求：（1）电源电压； （2）S闭合后，整个电路工作1min产生的热量。 7．如图所示，是某电饭锅的简化电路图，其中R1和R2为阻值一定的电热丝，通过控制开关S1，可使电饭锅处于加热或保温状态。已知，，电源电压保持220V不变。求： （1）电饭锅保温时的电流I； （2）电饭锅加热10min消耗的电能W。 8．某电熨斗的简化电路如图所示，R1、R2为电热丝，R1的阻值55 Ω，电源电压220 V。只闭合S1为低温挡；只闭合S2为中温挡；S1、S2都闭合为高温挡，高温挡的电功率是1980 W。试求： （1）在高温挡工作时，电路中的总电流是多少； （2）在低温挡工作时，R1的功率是多少； （3）中温挡工作10 min，R2产生的热量是多少。 9．小明同学观察了市场上的“测重仪”后，画出了如图所示的原理图。A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时，P位于R的最上端。已知R0=5Ω，R的最大阻值为25Ω，总长度为10cm，电源电压恒为3V。问： (1)图中的质量表应该用 表改装。 (2)当开关S闭合，不称量物体时通电10min电阻R0消耗的电能是 ？ (3)当称量物体质量达到最大时，电路的总功率是 ？ 10．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。    11．灯泡L上标有“6V  6W的字样，电源电压恒为6V。 （1）如图1所示，闭合开关时（），开始利用传感器记录电路中的电流随时间变化的情况如图2所示。 ①时，灯泡的电阻是多大？ ②时，灯泡的电功率是多大？ （2）小明在电路中增加一个定值电阻（），电路图如图3所示。 ①闭合开关，当灯泡L的电流稳定后，电流表的示数为多少？ ②通电10s，定值电阻产生的热量是多少？    12．图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，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变化的图像如图丙所示。求： （1）电饭煲运行在高温档时，电路中的总电流； （2）R2的阻值； （3）0~30min电饭煲产生的总热量。 13．如图所示电路，电源两端电压恒为6V，电阻。闭合开关S，电压表的示数为4V，求： (1)电阻的阻值。 (2)通电2min整个电路产生的热量。 14．某自制电加热器有高温、中温和低温三挡，简化电路如图所示。电热丝、，（不考虑其电阻变化）。通过控制开关、的断开或闭合状态，可以让电加热器在不同挡位工作。已知该电加热器电压为10V，中温挡电功率P中为10W，电流表的量程为0~3A。求： （1）中温挡的电流大小； （2）电热丝的阻值； （3）使用高温挡时，电热火锅在1min内产生的热量； （4）若电源电压可调，为保证电路安全，求此电加热器消耗的最大电功率。 15．某学习兴趣小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。如图为同学们设计的给后视镜除雾、除霜的简化加热电路。电路低温挡除雾，高温挡除霜。已知电源电压恒为10V，与均为加热电阻，阻值为，当开关S、闭合时，电流表示数为1A。求： （1）电阻的阻值； （2）除霜模式下，电阻工作5min产生的热量； （3）除雾模式下，电路工作1min共消耗的电能。 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)6V (2) (3) 【详解】（1）当滑片在端时电路为的简单电路，由可得，电源电压 （2）当滑片在端时，电阻和滑动变阻器串联，两端的电压 通过的电流 滑动变阻器的最大阻值 （3）当滑片P在的中点时，变阻器接入电路的阻值为 根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得，总电阻 则整个电路在10min内产生的热量 2．（1）；（2）880W；（3） 【详解】解：（1）当S接a时，电路为的简单电路，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A ，根据欧姆定律可得，的阻值为 （2）根据P=UI可得，电饭锅高温挡的功率为 （3）当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，此时两电阻串联，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。根据串联电路特点和欧姆定律可得，分压电阻的阻值为 保温16min，分压电阻产生的热量为 答：（1）的阻值为； （2）电饭锅高温挡的功率为880W； （3）保温16min，分压电阻产生的热量为。 3．(1)10V；(2)20Ω；(3)25J 【详解】解：(1)当S1、S2断开，S3闭合时，由知，电源两端电压为 (2)当S1断开，S2、S3闭合时，和并联，由 知，所在支路电流为 的阻值为 (3)当S2、S3断开，S1闭合时，和串联，则电路中的总电阻为 通电10s整个电路产生的热量为 答：(1)电源电压为10V。 (2)的阻值为。 (3)通电10s整个电路产生的热量为25J。 4．(1)0.2A；(2)108J 【详解】(1)只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流， 则电流表示数 I1===0.2A (2)同时闭合开关S、S1时，R1与R2并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过电阻R2的电流 I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A 则通电1min电流通过电阻R2产生的热量 Q2=W2=UI2t=6V0.3A60s=108J 答：(1)只闭合开关S时，电流表示数为0.2A。 (2)通电1min电流通过电阻R2产生的热量为108J。 5．（1）30Ω；（2）1080J；（3）1.8W~4.8W 【详解】解：（1）当灯泡两端电压等于额定电压12V时，正常发光，由图丙知，此时通过灯泡的电流IL=0.4A，由欧姆定律可得，灯泡正常发光的电阻 （2）由电路图知，当所有开关都闭合时，滑动变阻器与灯泡L串联后再与R1并联，灯泡正常发光时，由并联电路的电流特点可得，通过R1的电流 I1=I﹣IL=1A-.4A=0.6A 此时电路工作100s，电热丝R1供暖能产生的热量 Q1=W1=UI1t=18V×0.6A×100s=1080J （3）只闭合开关S和S2时，滑动变阻器与灯泡串联，由串联电路的电流规律知，为保证电路安全，电路中的最大电流等于灯泡正常发光时的电流0.4A，灯泡的最大电功率 PL大=P额=U额IL=12V×0.4A=4.8W 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，由图丙知，当灯泡两端电压 UL=6V 通过电路中电流 I′=IR=IL′=0.3A 由串联电路特点和欧姆定律可得，此时滑动变阻器两端电压 UR=IRR=0.3A×40Ω=12V 两者电压之和恰好等于电源电压18V，所以灯泡的最小电功率 PL小=ULIL′=6V×0.3A=1.8W 所以为了保证电路的安全，灯泡的电功率变化范围为1.8W~4.8W。 答：（1）灯泡正常工作时的电阻为30Ω； （2）当闭合所有开关时，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光，电路工作100s，电热丝R1供暖能产生1080J的热量； （3）只闭合开关S和S2时，为了保证电路的安全，灯泡的电功率变化范围为1.8W~4.8W。 6．（1）10V；（2）630J 【详解】解：（1）断开开关S，电动机单独接入电路，通过电动机的电流为0.5A；闭合开关S，电动机与电阻R并联，通过电动机的电流仍为0.5A，因为电流表的示数增加了1A，所以通过电阻R的电流为1A；根据并联电路特点和欧姆定律可得，电源电压为 （2）S闭合后，电动机工作1min产生的热量为 电阻R工作1min产生的热量为 所以整个电路工作1min产生的热量为 答：（1）电源电压为10V； （2）S闭合后，整个电路工作1min产生的热量为630J。 7．（1）1A；（2） 6.6×105J 【详解】解：（1）在并联电路中，两个电热丝同时工作时为加热档，只有一个电热丝工作时为保温档，如图，闭合开关S，断开开关S1时，电路中只有R2，为保温档，此时电路中的电流为 （2）如图当开关S和S1都闭合时，为加热档，此时电路中的总电流为 消耗的电能为 答：（1）电饭锅保温时的电流为1A； （2）电饭锅加热10min消耗的电能为6.6×105J。 8．（1）9A；（2）880W；（3） 【详解】解：（1）在高温挡工作时，电路中的总电流是 （2）在低温挡工作时，只有R1工作，R1的功率是 （3）中温挡的功率为 中温挡工作10 min，R2产生的热量是 答：（1）在高温挡工作时，电路中的总电流是为9A； （2）在低温挡工作时，R1的功率是； （3）中温挡工作10 min，R2产生的热量是。 9． 电流表 30J 1.8W 【详解】(1)[1]由电路图可知，质量表串联在电路中，则应用电流表改装较合适。 (2)[2]当开关S闭合，不称量物体时，R0与R的最大阻值串联；电路中的电流为 通电10min电阻R0消耗的电能为 (3)[3]当称量物体质量达到最大时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，电路为R0的基本电路；整个电路消耗的电功率为 答：(1)图中的质量表用电流表改装较为合适； (2)当开关S闭合，不称量物体时，通电10min电阻R0消耗的电能是30J； (3)称量物体质量达到最大时，电路的总功率是1.8W。 10．（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。 11．（1）①1Ω；②36W；（2）①1.6A；②36J 【详解】解：（1）①由图知道，t=0s时，通过灯丝的电流为6A，由知道，灯丝的电阻大小为 ②灯丝的电功率为 P=UI=6V×6A=36W （2）①闭合开关，由图知道，灯泡L的稳定电流为1A，此时通过定值电阻的电流为 干路的电流为 I=IL+IR=1A+0.6A=1.6A 即电流表的示数为1.6A； ②通电10s，定值电阻产生的热量为 答：（1）①t=0s时，灯泡的电阻是1Ω； ②t=0s时，灯泡的电功率是36W； （2）①闭合开关，当灯泡L的电流稳定后，电流表的示数为1.6A； ②通电10s，定值电阻产生的热量是36J。 12．（1）4A；（2）220Ω；（3） 【详解】解：（1）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，由知电饭煲的电功率大，为高温档，由题图丙可知，此时电路的总功率P=880W，由P=UI可得，电路中的总电流为 （2）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，为低温档，由题图丙可知，此时电路的功率，则电阻R2的电功率为 电阻R2的阻值为 （3）由题图丙可知，0~30 min内电饭煲功率最大时工作的时间和功率较小时的工作时间均为 t=15min=900s 则0~30 min电饭煲产生的总热量为 答：（1）电饭煲运行在高温档时，电路中的总电流是4A； （2）R2的阻值是220Ω； （3）0~30min电饭煲产生的总热量是。 13．(1) (2) 【详解】（1）如图，两个电阻串联，电压表测R2两端的电压，电路中的电流 串联电路电流处处相等，通过灯泡L1的电流 电阻的阻值 （2）整个电路的电阻 通电2min整个电路产生的热量 14．（1）1A；（2）；（3）1350J；（4）32.4W 【详解】解：根据可知：当闭合，接a时，与并联接入电路，最小，最大，为高温档；当断开，接b时，与串联接入电路，此时最小，为低温档；仅当闭合时，只有接入电路，此时居中，为中温档。 （1）由得中温挡的电流 （2）由 可得电热丝R1的阻值 （3）高温档时R1与R2并联，此时的电路的总电功率为 热火锅在1min内产生的热量 （4）当R1与R2并联时，相同的电源电压下电加热器消耗的电功率最大。根据电阻丝的铭牌，可知电热丝R1和R2两端允许接入的最大电压分别为 由于20V>12V，所以为保证电路安全，若将电源电压调为，此时并联电路的总电流为 故电源电压最大可调为12V，此时电加热器消耗的最大电功率 答：（1）中温挡的电流大小为1A； （2）电热丝R1的阻值10Ω； （3）使用高温挡时，电热火锅在1min内产生的热量为1350J； （4）此电加热器消耗的最大电功率32.4W。 15．（1）10Ω；（2）3×103J；（3）400J 【详解】解：（1）当开关S、S1都闭合时，只有R1工作，电路中总电阻最小，由可知电路的功率最大，处于高温除霜模式；电阻R1的阻值 （2）（2）除霜模式下，电阻R1工作的电功率为 5min产生的热量 Q=W=P高t=10W×5×60s=3×103J （3）除雾模式下S1断开，R1与R2串联接入电路，电路工作1min共消耗的电能 答：（1）电阻R1的阻值是10Ω； （2）除霜模式下，电阻R1工作5min产生的热量是3×103J； （3）除雾模式下，电路工作1min共消耗的电能是400J。 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 $$