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，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2=20Ω，灯泡L标有“6V  3W”字样。求： （1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，此时电流表示数和电路消耗的总功率； （2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，则通电1minR1产生的热量。    2．一只电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1210 Ω。求： （1）电烙铁的额定功率； （2）电烙铁在额定电压下通电10分钟产生的热量； 3．图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为20Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A。求： （1）通电10s电阻丝R1产生的热量； （2）电源两端的电压。 4．如图所示，电源电压为9V且保持不变。闭合开关后，电流表的示数为0.4A，电阻。求： （1）电流表的示数； （2）1分钟内，电阻上产生的热量。    5．如图甲是一种电热紫砂壶，这种壶能自动调节炖汤的“火力”，炖出的汤不仅味道香醇，还可节约能源。图乙是它的简化电路图，接通电源后防干烧开关S1闭合（无水加热超过设定温度时自动断开），当汤的温度达到沸点时，开关S2自动断开，维持小火炖煮。图乙中L为“6V，10mA”的指示灯，R0为限流电阻，R1＝165Ω和R2＝55Ω均为加热电阻且阻值不随温度改变。求： （1）指示灯L正常工作时，限流电阻R0阻值。 （2）正常工作时，电热紫砂壶在维持“小火”炖煮时，通过加热电阻R2的电流。 （3）正常工作时，求电热紫砂壶“大火”加热10min加热电阻产生的热量。 6．如图所示，图甲为某电饭锅的实物图、图乙为其电路原理图、图丙为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求： 额定电压：220V 加热功率：880W 保温功率：80W （1）电饭锅在处于加热挡时的电流； （2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦； （3）R1和R2的阻值。 7．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。 8．如图电路，电源电压保持12V不变，标有“10V 4W”的灯泡L与滑动变阻器R串联接在电路中，闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光，求： （1）灯泡L的电阻； （2）电路中的电流； （3）通电2min，变阻器R上产生的热量。 9．现代新型电饭锅，它采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示，其中R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。 求：（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率； （2）电热丝R2的阻值； （3）这30min内电饭锅产生的热量； （4）产生的热量正好可以把2kg的水从室温20℃升高到100℃，求这个电饭锅的热效率。 10．在如图所示的电路中，电源电压为3V，开关闭合后，电流表为0.2A，电压表示数为2V，求： （1）R2两端的电压是多少伏？ （2）R2的电阻是多少欧？ （3）通电1min电流通过R2所产生的热量是多少焦？ 11．如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝15Ω。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在R3的B端时，电流表示数为0.2A；当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在R3的中点时，电压表的示数为8V。求： （1）滑动变阻器R3的最大阻值； （2）当开关S1闭合，滑动变阻器的滑片P在R3的B端时，10s内R3产生的热量； （3）这个电路消耗的最大电功率。 12．图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中，电热器高温档的功率为990W，低温档的功率为110W。求： （1）处于低温档时，通过电路的电流； （2）处于高温档时，工作10min产生的热量； （3）电热丝R2的阻值。 13．如图甲是一款采用增压技术的挂烫机，简化电路如图乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1=55Ω，R2=110Ω。开关S接2、3时处于慢热挡；开关S接3、4时处于速热挡。求： （1）挂烫机慢热过程中，电路中的电流； （2）挂烫机慢热工作1min，电热丝产生的热量； （3）挂烫机速热过程中的总电功率。    14．如图所示，R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，电源电压恒定不变，若开关S1闭合，S2断开时，电流表的读数是0.3A，求： （1）电源电压多大？ （2）当S1和S2都断开时，R1两端的电压是多少？ （3）当S1和S2都闭合时，电路在10s内产生的热量是多少？ 15．如图所示为某养生壶的电路原理图，有加热和保温两挡。R1和R2都是发热电阻，其中R1=44Ω，养生壶的保温功率为200W。求养生壶在额定电压下工作时， （1）R2的电阻； （2）加热时电路中电流； （3）加热5min消耗的电能。 16．如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5V，灯泡L上标有“2.5V；1.25W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω；1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，求： （1）小灯泡L的电阻； （2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值； （3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量； （4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率。 17．图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，电路中电源电压为220V。R1和R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4L，额定加热功率是1210W，额定保温功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求： （1）电热丝R1的阻值是多少？ （2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？ （3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4min，观察到标有“1200r/(kW•h)”字样的电能表转盘转了80转，则电饭煲工作过程中的实际电压是多少？ 18．图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三挡，铭牌见下表（“高温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图。S是自我保护开关，正常工作一直闭合，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全。闭合S1为“低温”挡。请完成下列问题。 xx牌电暖器 额定电压 220V 额定功率 低温挡 550W 中温挡 1100W 高温挡 频率 50Hz （1）“中温”挡时，开关S1、S2关闭情况以及正常工作时的电流。 （2）“高温”挡时，开关S1、S2关闭情况以及正常工作时的总电阻。（保留一位小数） （3）若房间内空气质量为40kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容1.1×103J/(kg·℃)，且保持不变，用该电暖器的“高温”挡正常工作15分钟，放出热量的60%被房间内空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少？ 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）0.8A；4.8W；（2）24J 【详解】解：（1）当S、S1、S2都闭合时，观察该电路图，根据电流的流法可知，定值电阻R2和灯泡L并联接在电路，定值电阻R1被短路，电流表测干路电流；由于灯泡L正常发光，灯泡L标有“6V  3W”字样，表示灯泡L的额定电压为6V，额定功率为3W，根据电功率的公式可知，流过灯泡L的电流为 流过灯泡L的电流为0.5A；由于灯泡L正常发光，灯泡L两端的电压为6V，根据并联电路的电压规律，定值电阻R2两端的电压也为6V，R2=20Ω，则根据欧姆定律，可知，流过定值电阻R2的电流为 流过定值电阻R2的电流为0.3A；根据并联电路的电流规律，电路的总电流为 电路的总电流为0.8A，即电流表示数为0.8A； 由上述解析可知，电路的总电流为0.8A，灯泡L正常发光，灯泡L两端的电压为6V，电源电压也为6V，根据电功率的公式可知，电路消耗的总功率为 电路消耗的总功率为4.8W。 （2）当S闭合，S1、S2断开时，根据电流的流法可知，R2和R1串联接在电路，没有电流流过灯泡L，电压表测R1的电压，电流表测串联电路电流，电压表示数为2V，而电源电压为6V，则R2的电压为4V，R2=20Ω，根据串联电路的分压特点，可知 代入数据可得 解得，根据欧姆定律可知，流过R1的电流为 通电时间为1min，根据焦耳定律可知，这段时间产生的热量为 通电1min，R1产生的热量为24J。 答：（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，此时电流表示数为0.8A，电路消耗的总功率为4.8W； （2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，通电1minR1产生的热量为24J。 2．（1）40W；（2） 【详解】解：（1）电烙铁的额定功率 （2）电烙铁在额定电压下通电10分钟产生的热量 答：（1）电烙铁的额定功率为40W； （2）电烙铁在额定电压下通电10分钟产生的热量为。 3．（1）32J；（2）12V 【详解】解：（1）由电路图可知，该电路为R1、R2的串联电路，电流表测该电路的电流，电压表测R2的电压。当开关S闭合后，电流表的示数为0.4A，该电路的电流为0.4A，由焦耳定律可知，通电10s电阻丝R1产生的热量 （2）R1两端的电压 当开关S闭合后，电压表的示数为4V，此时R2两端的电压为4V，根据串联电路的电压特点可知，电源两端的电压 答：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量是32J； （2）电源两端的电压12V。 4．（1）1A；（2）324J 【详解】解：由电路图可知，、并联，电流表测支路的电流，电流表测干路电流。 （1）因并联电路中各支路两端的电压相等，则流过电阻的电流为 电流表A2的示数为 （2）1分钟内，电阻上产生的热量为 答：（1）电流表的示数是1A； （2）1分钟内，电阻上产生的热量是324J。 5．（1）2.14×104Ω；（2）1A；（3）5.28×105J 【详解】解：（1）由电路图可知，指示灯L和R0串联，指示灯L正常工作时，通过灯泡所在支路的电流 I＝10mA＝0.01A根据串联电路的电压特点可知限流电阻R0两端的电压 U0＝U﹣UL＝220V﹣6V＝214V限流电阻R0阻值 （2）接通电源后防干烧开关S1闭合（无水加热超过设定温度时自动断开），当汤的温度达到沸点时，开关S2自动断开，此时R1、R2串联，维持小火炖煮。通过加热电阻R2的电流 （3）开关S1、S2都闭合时，R1被短路，只有加热电阻R2工作，此时电热紫砂壶“大火”处于加热状态，则电热紫砂壶“大火”加热10min加热电阻产生的热量 答：（1）指示灯L正常工作时，限流电阻R0阻值为2.14×104Ω； （2）正常工作时，电热紫砂壶在维持“小火”炖煮时，通过加热电阻R2的电流为1A； （3）正常工作时，求电热紫砂壶“大火”加热10min加热电阻产生的热量为5.28×105J。 6．（1）4A；（2）4.8×104J；（3）55Ω、550Ω 【详解】解：（1）由图表格参数可知，电饭锅的加热挡功率P加=880W，由P=UI可知，电饭锅在处于加热挡时的电流 （2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量 Q=W=P保t=80W×10×60s=4.8×104J （3）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，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，电饭锅处于保温挡；当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热挡；R1的阻值 R1、R2的串联总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值 R2=R﹣R1=605Ω﹣55Ω=550Ω 答：（1）电饭锅在处于加热挡时的电流为4A； （2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是4.8×104J； （3）R1和R2的阻值分别为55Ω、550Ω。 7．（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。 8．（1）25Ω；（2）0.4A；（3）96J 【详解】解：（1）由题意可知，灯泡L的额定电压为10V，额定功率为4W，则根据可得，灯泡L的电阻 灯泡L的电阻为25Ω。 （2）灯泡正常发光，则根据电功率公式可知，流过灯泡的电流 流过灯泡的电流为0.4A；再根据串联电路的电流特点可知 电路中的电流为0.4A。 （3）由题意可知，灯泡L正常发光，则灯泡L的电压为10V，电源电压保持12V不变，那么根据串联电路的电压特点，可知变阻器R的电压 变阻器R两端电压为2V，由（2）解析可知，电路中的电流为0.4A，则流过变阻器R的电流也为0.4A，根据欧姆定律可知，变阻器R的电阻 变阻器R的电阻为5Ω；流过变阻器R的电流为0.4A，通电时间 则变阻器R上产生的热量 变阻器R上产生的热量为96J。 答：（1）灯泡L的电阻为25Ω； （2）电路中的电流为0.4A； （3）通电2min，变阻器R上产生的热量为96J。 9．（1）660W；（2）220Ω；（3）9.9×105J；（4）67.9% 【详解】解：（1）当S和S1都闭合时，R1和R2并联，根据并联电阻的特点知，电路中的电阻最小，由知，此时电路消耗的电功率最大，由图乙可知，通过干路的电流为3A，由P=UI可得电饭锅的电功率 P=UI=220V×3A=660W （2）当S闭合，只闭合开关S时，只有R1接入电路，由图乙可知，此时通过R1的电流为2A，由并联电路的电流特点可知，通过R2的电流为 I2=I-I1=3A-2A=1A 由欧姆定律可得R2的电阻 （3）由图像可知，30min内电流是3A时的工作时间 t=10min+5min=15min=900sI′=2A时的工作时间 t′=5min+10min=15min=900s 这30min内电饭锅产生的热量 W=UIt+UI′t′=220V×3A×900s+220V×2A×900s=9.9×105J （4）水吸收的热量 Q吸=c水m(t2-t1)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J 这个电饭锅的热效率 答：（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率为660W； （2）电热丝R2的阻值为220Ω； （3）这30min内电饭锅产生的热量为9.9×105J； （4）产生的热量正好可以把2kg的水从室温20℃升高到100℃，这个电饭锅的热效率为67.9%。 10．（1）1V；（2）5Ω；（3）12J 【详解】解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压 U2=U-U1=3V-2V=1V （2）由可得，R2的电阻 （3）1min电流通过R2所产生的热量 Q1=I2R2t=(0.2A)2×5Ω×60s=12J 答：（1）R2两端的电压为1V； （2）R2的电阻为5Ω； （3）1min电流通过R2所产生的热量为12J。 11．（1）30Ω；（2）12J；（3）14.4W 【详解】解：（1）只闭合开关S1时，滑片P在R3的B端时R1与R3串联，由欧姆定律知道 ① 当S1闭合，滑片P在R3的中点时，R1与R3的一半串联，则   ② 由①②解得 U＝12V R3＝30Ω （2）S1闭合，滑片P在R3的B端时，R1与R3串联，10s内R3产生的热量 （3）当S1、S2闭合，滑片P在R3的A端时，R1与R2并联，连入电路中的电阻最小，电路消耗的功率最大。此时消耗的功率 答：（1）滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω； （2）当开关S1闭合，滑动变阻器的滑片P在R3的B端时，10s内R3产生的热量为12J； （3）这个电路消耗的最大电功率为14.4W。 12．（1）0.5A；（2）594000J；（3）55Ω 【详解】解：（1）当S1闭合，S2断开时，只有R1的简单电路，电路的总电阻较大，由可知电路的总功率较小，处于低温挡，当S1，S2都闭合时，R1和R2并联，电路的总电阻较小，由可知电路的总功率较大，处于高温挡，处于低温档时，通过电路的电流 （2）处于高温档时，工作10min产生的热量 Q=W=P高t=990W×10×60s=594000J （3）电阻R2的功率 P2=P高-P低=990W-110W=880W 电热丝R2的阻值 答：（1）处于低温档时，通过电路的电流是0.5A； （2）处于高温档时，工作10min产生的热量是594000J； （3）电热丝R2的阻值是55Ω。 13．（1）4A；（2）5.28×104J；（3）1320W 【详解】解：（1）由电路图可知，开关S接2、3时处于慢热挡，只有电热丝R1接入电路中，则电路中的电流为 （2）慢热工作时间为 t=1min=60s 电热丝产生的热量为 （3）开关S接3、4时处于速热挡，两电电热丝并联，R1的电功率为 R2的电功率为 挂烫机速热过程中的总电功率为 答：（1）挂烫机慢热过程中，电路中的电流为4A； （2）挂烫机慢热工作1min，电热丝产生的热量为5.28×104J； （3）挂烫机速热过程中的总电功率为1320W。 14．（1）9V；（2）2.25V；（3）67.5J 【详解】解：（1）当开关S1闭合，S2断开时，此时电路中只有R3，此时电流表的读数是0.3A。由欧姆定律可知，电源电压为 U=IR3=0.3A×30Ω=9V （2）当S1和S2都断开时，此时电路中R1、R3串联接入电路。由欧姆定律和串联电路的特点可知，此时电路中的电流为 R1两端的电压是 U1=I1R1=0.225A×10Ω=2.25V （3）当S1和S2都闭合时，此时电路中R2、R3并联接入电路，R1被短路。根据欧姆定律和并联电路的电流特点可知，此时电路中的电流为 因为该电路为纯电阻电路，电流做了多少功就产生了多少热量，因此，电路在10s内产生的热量是 Q=W=UI干t=9V×0.75A×10s=67.5J 答：（1）电源电压是9V； （2）当S1和S2都断开时，R1两端的电压是2.25V； （3）当S1和S2都闭合时，电路在10s内产生的热量是67.5J。 15．（1）198Ω；（2）5A；（3）3.3×105J 【详解】解：（1）由电路图可知，S1、S2闭合后，电路为R1的简单电路，养生壶处于加热状态；S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，养生壶处于低温挡，根据知，此时电路的总电阻为 根据串联电路电阻的规律知，R2的电阻为 （2）加热时电路中电流为 （3）加热5min消耗的电能为 答：（1）R2的电阻为198Ω； （2）加热时电路中电流为5A； （3）加热5min消耗的电能为3.3×105J。 16．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）由题意可得，小灯泡的电阻为 （2）闭合开关S，断开S1、S2时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测灯L两端电压，电流表测电路中的电流，所以电路总电阻为 所以滑动变阻器此时接入电路的电阻为 （3）闭合开关S、S1、S2时，R1与R2并联，灯泡L和电压表被短接，所以此时R1两端的电压为 根据欧姆定律可得，R1所在支路的电流为 所以通电1min定值电阻R1产生的热量为 （4）因为电流表量程为0~0.6A，所以干路中的电流最大为0.6A，又因为R1所在支路的电流为0.3A，所以R2所在支路允许通过的最大电流为 因为R2两端的电压为 所以R2的最大功率为 答：（1）小灯泡L的电阻为。 （2）滑动变阻器R2连入电路的阻值为。 （3）通电1min定值电阻R1产生的热量为81J。 （4）滑动变阻器R2的最大功率为1.35W。 17．（1）40Ω；（2）6.72×105J；（3）200V 【详解】解：（1）由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，只有R1工作；当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，所以，当开关S、S1都闭合时，只有R1工作，电路中的电阻最小，根据可知，电路的功率最大，此时为加热状态；由可知，R1的阻值 （2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J （3）1200r/(kW•h)表示电路的用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1200转，则电能表转盘转了80转，电饭煲消耗的电能 由可知，电饭煲工作过程中的实际电压 答：（1）电热丝R1的阻值是40Ω； （2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量为6.72×105J； （3）电饭煲工作过程中的实际电压是200V。 18．（1）S1断开、S2闭合，5A；（2）S1、S2都闭合，29.3Ω；（3）20.25℃ 【详解】解：（1）根据题意可知，S1闭合、S2断开时为低温挡，由图乙可知，此时只有R2工作；则当S2闭合、S1断开时，只有R1工作，此时为中温挡，由P=UI可知，中温挡正常工作时的电流 （2）由图乙可知，当S1、S2都闭合时，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，电暖器处于高温挡； 由于电路中各用电器的功率之和等于电路中的功率，则电暖器高温挡的电功率 由可知，高温挡正常工作时的总电阻 （3）电暖器的“高温”挡正常工作15分钟产生的热量 由可知，空气吸收的热量 由可知，房间的空气升高的温度 答：（1）“中温”挡时，S1断开、S2闭合；中温挡正常工作时的电流为5A； （2）“高温”挡时，开关S1、S2都闭合；高温挡正常工作时的总电阻为29.3Ω； （3）可使此房间的空气温度升高20.25℃。 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 $$