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，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？ 2．一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，求： （1）电烙铁的额定功率有多大？ （2）电烙铁在额定电压下通电10min产生多少热量？ （3）当实际电压只有额定电压的80%时，电烙铁的电阻保持不变，此时电烙铁的实际功率是多少？ 3．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。 4．如图，R1=60Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为1A；S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为0.2A，求： （1）电源电压； （2）电阻R2的阻值； （3）当S3闭合，S1、S2断开时，通电10s电流通过R1产生的热量； （4）当S1、S2闭合，S3断开时，电路的总功率。 5．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。 6．如图所示的电路中，灯泡上标有“6V 3W”的字样，电源电压恒为9V，变阻器的最大电阻为12Ω。（灯丝电阻不变）求： （1）小灯泡的电阻； （2）小灯泡实际功率为4.32W时，电流通过滑动变阻器1min产生的热量。 7．小林用一个电流表和一个阻值为10Ω的电阻R0来测某未知电阻R1的阻值，设计了如图所示的电路，在只闭合S的情况下，电流表的示数为0.9A；再同时闭合S、S1时，电流表的示数为1.2A，电源电压不变，求： （1）电源电压； （2）电阻R1的阻值； （3）求电阻R0在通电2min产生的热量。 8．甲图是一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪，其原理如乙图所示：定值电阻R2=40Ω，电源电压U=12V，其中R1为酒精传感器，其阻值随酒精浓度增大而减小，部分对应关系如下表所示，求： 酒精浓度mg/mL 0 0.2 0.4 0.6 0.8 R1/Ω 80 60 40 20 10 （1）检测者未喝酒时，通过R1的电流。 （2）某次检测中，电压表示数为4V，R2在0.5s内产生的热量。 （3）电压表示数为4V时，是否属于酒驾？（酒驾标准为：0.2mg/L≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL） 9．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。 10．如图甲是有保温、加热功能的暖菜板，简化电路如图乙所示，其中M为风扇，R1和R2均为电热丝，R2=96.8Ω。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时，求： 型号 805D 电路 总功率 加热 2100W 电压 220V 保温 用途 暖菜、温奶 风扇功率 100W （1）内置风扇的电流（保留两位小数）； （2）R1的阻值； （3）保温状态下工作5min，电热丝产生的热量。 11．如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，电火锅有加热和保温两个挡，加热功率为440W，保温功率为110W。 （1）保温挡工作时，电路中的电流是多少？ （2）电热丝R1的阻值是多少？ （3）若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55kg初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]    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．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？ 14．小明家买了一台电烤箱，发热功率有高、中、低三个挡位。小明根据电烤箱的工作情况，跟同学们在实验室组成的模拟电烤箱的实验电路如图所示。电源输出电压稳定为6V，两个发热电阻分别为R1=10Ω，R2=20Ω。单刀双掷开关S2可分别与触点a、b接通。请你参与小明他们的研究，分析和解答以下问题： （1）两个开关分别处于什么状态时，模拟电烤箱电路处于“低”挡位？为什么？ （2）模拟电烤箱电路处于“中”挡位工作时，消耗的电功率是多少？ （3）模拟电烤箱电路处于“高”挡位工作时，通电10min，电流产生多少热量？ 15．某电热器铭牌注明：加热功率1210W，保温功率110W．内部加热盘电路如图甲所示，R1、R2是水箱中加热盘内的电热丝．闭合开关S1开始加热，当加热盘温度升高到103℃时，温控开关S2自动切换到保温状态。求：（不考虑电阻随温度变化） （1）R1、R2的阻值分别是多大？ （2）电热器在保温状态下正常工作1min，电流通过电热丝R1产生了多少热量？ 16．小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位。“低温”挡功率为24W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝，电热丝R2阻值为12Ω。求： （1）电热丝R1的阻值是多少？ （2）“高温”挡的功率为多少？ （3）座椅垫高温挡工作3min电流做了多少功？ 17．如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻。当只闭合开关S时， 电流表示数为0.2A； 当闭合开关S、S₁时， 电流表示数为0.5A。求∶ （1）电源电压； （2）R2的阻值； （3）当闭合开关S、S₁时，1min内电流通过，R2产生的热量。 18．如图所示，灯泡L标有“6V  3W”的字样，定值电阻R=10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。 （1）求灯泡正常发光时的电流； （2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量； （3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功率。    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）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。 2．（1）40W；（2）2.4×104J；（3）25.6W 【详解】解：（1）电烙铁的额定功率 （2）电烙铁在额定电压下通电10min产生的热量 Q=W=Pt=40W×10×60s=2.4×104J （3）实际电压 U实=80%U=80%×220V=176V 电烙铁的实际功率 答：（1）电烙铁的额定功率有40W； （2）电烙铁在额定电压下通电10min产生的热量为2.4×104J； （3）当实际电压只有额定电压的80%时，电烙铁的电阻保持不变，此时电烙铁的实际功率是25.6W。 3．（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。 4．（1）60V；（2）240Ω；（3）24J；（4）75W 【详解】解：（1）当S1闭合，S2、S3断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由可得，电源的电压 U=I1R1=1A×60Ω=60V （2）当S3闭合，S1、S2断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，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，所以电阻R2的阻值 R2=R-R1=300Ω-60Ω=240Ω （3）当S3闭合，S1、S2断开时，通电10s电流通过R1产生的热量 Q1=I2R1t=(0.2A)2×60Ω×10s=24J （4）当S1、S2闭合，S3断开时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电路的总功率 答：（1）电源电压为60V； （2）电阻R2的阻值为240Ω； （3）当S3闭合，S1、S2断开时，通电10s电流通过R1产生的热量为24J； （4）当S1、S2闭合，S3断开时，电路的总功率为75W。 5．（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。 6．（1）12Ω；（2）64.8J 【详解】（1）由可得灯泡的电阻 （2）小灯泡实际功率P实=4.32W时，此时电路中的电流 电路中的总电阻为 滑动变阻器接入电路的电阻为 R滑=R总-RL=15Ω-12Ω=3Ω 滑动变阻器产生的热量为 Q滑=I2R滑t=(0.6A)2×3Ω×60s=64.8J 答：（1）1小灯泡正常发光时的电阻为12Ω； （2）小灯泡实际功率为4.32W时，电流通过滑动变阻器1min产生的热量为64.8J。 7．（1）9V；（2）30Ω；（3）972J 【详解】解：（1）只闭合S时，电路为R0的简单电路，电流表测通过R0的电流，电源的电压 （2）同时闭合S、S1时，R0与R1并联，电流表测干路电流，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 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由欧姆定律可得，R1的阻值 （3）由焦耳定律得，电阻R0在通电2min产生的热量 答：（1）电源电压为9V； （2）电阻R1的阻值为30Ω； （3）电阻R0在通电2min产生的热量为972J。 8．（1）0.1A；（2）0.8J；（3）是 【详解】解：（1）由图像可知，当被检测者未喝酒时，即酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为80Ω，通过R1的电流 （2）由电路图可知，传感器R1和定值电阻R2串联，电压表测传感器R1两端的电压；当电压表示数为4V，由串联电路电压的规律知，定值电阻R2两端的电压 此时电路的电流为 R2在0.5s内产生的热量 （3）电压表示数为4V时，由 得，酒精传感器的电阻 由表格数据可知，被检测者的酒精气体浓度为0.6mg/mL，在0.2mg/L≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL之间，所以属于酒驾。 答：（1）检测者未喝酒时，通过R1的电流为0.1A； （2）某次检测中，电压表示数为4V，R2在0.5s内产生的热量为0.8J； （3）电压表示数为4V时，是属于酒驾。 9．（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。 10．（1）0.45A；（2）24.2Ω；（3） 【详解】（1）内置风扇的功率P风扇=100W，电压U=220V，则内置风扇的电流 （2）当开关S1闭合、S2接3、4时，R1与风扇并联，电热丝电路的阻值最小，根据知功率最大，暖菜板处于加热状态，加热电路的电功率 P加=P总-PM=2100W-100W=2000W 由可知R1的阻值 （3）分析电路图可知，当开关S2的“2”接“3”时，R1、R2串联，此时总电阻较大，总功率较小，为保温状态，则总电阻 保温状态下工作时间 电热丝产生的热量 11．（1）0.5A；（2）110Ω；（3）420s 【详解】（1）电火锅保温时的功率 由可得，保温挡工作时电流 （2）由图知，当开关S闭合，S1接2时，两电阻串联，电路中的总电阻最大；当开关S1接1时，电路中只有R1时，此时电路中电阻最小，由可知，电路消耗的功率最大，电火锅处于加热状态，由可得，R1的阻值 （3）将0.55kg、初温20℃的水加热至100℃时水吸收的热量 不计热量损失，则电热水器消耗的电能 由可得，需要的加热时间 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）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℃。 14．（1）见解析；（2）1.8W；（3）3240J 【详解】解：（1）当开关S1断开，S2接a时，R1和R2串联，接入电路的电阻最大；根据可知，当电压不变时，电阻最大，电功率最小；电路处于“低”挡位。 （2）当开关S1闭合，S2接a时，只有电阻R2接入电路，电路处于“中”挡位；此时电功率 （3）当开关S1闭合，S2接b时，两个电阻并联接入电路，此时电路处于“高”挡位；电阻R1消耗的电功率 “高”挡位电功率 P高=P1+P2=3.6W+1.8W=5.4W 通电10分钟产生热量 Q=W=P高t=5.4W×600s=3240J 答：（1）当开关S1断开，S2接a时，电路处于“低”挡位，因为此时电路中的电功率最小； （2）“中”挡位消耗的电功率是1.8W； （3）电流产生3240J的热量。 15．（1）400Ω，40Ω；（2）6000J 【详解】解：（1）S1闭合，S2接b时，R2接入电路，加热盘处于加热状态，则         S1闭合，S2接a时，R1和R2接入电路，加热盘处于保温状态，则总电阻为        . R1的阻值为 R1=R总－R2=440Ω－40Ω=400Ω （2）保温档的电流为 电流通过电热丝R1产生的热量为 答：（1）R1、R2的阻值分别是400Ω、40Ω； （2）电流通过电热丝R1产生的热量为6000J。 16．（1）12Ω；（2）48W；（3）8640J 【详解】解：（1）S接3位置时，电路为R1、R2的串联电路，总电阻较大，电源电压不变，根据可知，总功率较小，座椅垫处于“低温”挡，根据可知，总电阻为 根据电阻串联的特点可知电热丝R1的阻值为 （2）S接2位置时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据可知，总功率较大，座椅垫处于“高温”挡，根据可知，“高温”挡的功率 （3）座椅垫高温挡工作3min，电流做的功为 答：（1）电热丝R1的阻值是12Ω； （2）“高温”挡的功率为48W； （3）座椅垫高温挡工作3min电流做了8640J的功。 17．（1）6V；（2）20Ω；（3）108J 【详解】解：（1）当只闭合开关S时，只有R1接入电路，电流表测通过R1的电流，由 得R1两端电压 电源电压等于R1两端电压等于6V。 （2）当闭合开关S、S1时，R1与R2并联，电流表测干路电流，通过的电流 的电阻 （3）电流通过R2产生的热量 答：（1）电源电压为6V； （2）R2的阻值为20Ω； （3）当闭合开关S、S₁时，1min内电流通过，R2产生的热量为108J。 18．（1）0.5A；（2）240J；（3）0.288W 【详解】解：（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流为 （2）闭合开关S，将开关S拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压为 U=U额=6V 滑片P移至b端，开关S拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器R1串联，根据Q=I2Rt可得，定值电阻R工作10min产生的热量 （3）接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流，由U=IR可得，滑动变阻器两端的电压为 U1=I实R1=0.24A×20Ω=4.8V 由串联电路的电压特点可知，灯泡L两端的实际电压为 U实=U-U1=6V-4.8V=1.2V 此时灯泡的功率为 P实=U实I实= 1.2V×0.24A=0.288W 答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A； （2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R工作10min产生的热量为240J； （3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，此时灯泡的功率为0.288 W。 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 $$