期末综合复习专题训练：焦耳定律多挡位问题计算--2025-2026学年人教版九年级上册物理

2025-2026学年人教版九年级上册物理期末综合复习专题训练：焦耳定律多挡位问题计算 姓名：___________班级：___________考号：___________ 1．如图甲是有保温、加热功能的暖菜板，简化电路如图乙所示，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)只有内置风扇工作时，电路中的电流；（保留两位小数） (2)的阻值； (3)保温状态下工作5min，电热丝产生的热量。 2．下图是一台电热饮水机的电路原理图，下表是它的铭牌数据，其中S2是温控开关，R1是加热电阻，R2是定值电阻。 (1)请画出饮水机处于加热状态时的等效电路图； (2)在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？ (3)求保温时电路中的总阻值为多少？ (4)若饮水机7分钟把一定质量的水烧开，水所吸收热量为168000J，请通过计算说明此加热过程中电阻丝产生的热量是否有损失？ 额定电压 220V 加热功率 440W 保温功率 40W 3．如图是某电热水壶及其电路简图，为发热电阻。开关接通后，温控开关S自动与触点a、b接通，电热水壶进入加热状态；当电热水壶内水温达到时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，电热水壶进入保温状态。已知电源电压为220V，电阻，电热水壶的加热功率的电阻不受温度影响。求： (1)保温状态时电路中的电流； (2)电阻的阻值； (3)若该热水壶正常加热时其电源线的阻值为0.04Ω，则电源线消耗的功率为多少瓦？ (4)电热水壶工作时会发出大量的热，而其电源线却不怎么发热，请分析其原因。 4．某双控温多功能涮烤两用分体电火锅部分参数如下表所示，该锅可实现火锅、烧烤同时进行，也可以分开控制，其部分简化电路图如图所示，开关控制对中央区域汤锅进行加热，可以控制左右两侧的烧烤盘，为电热丝，在加热板外侧，为调温电阻。求： 额定电压 额定功率 220V 烧烤盘 汤锅 左盘 右盘 加热 保温 800W 400W 1100W （1）汤锅在加热状态正常工作时，通过的电流为多少？ （2）当汤锅处于正常加热状态，将锅中2.0kg的水由加热到用时14min，求该电热丝加热状态时的效率？[计算结果保留两位小数] （3）若的电阻为56Ω，则该汤锅在保温挡时1s消耗的电能为多少？（假设电热丝电阻不随温度变化） 5．电压力锅集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保图甲是一种新型电压力锅，图乙是该型号电压力锅工作电路简图其中R是主加热器，R0是保压加热器接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热当锅内温度达到105℃，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保压．现将5kg初温为25℃的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，图丙为电压力锅这次煮水全过程中电功率随时间的变化图象．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．求 （1）电压力锅加热状态时主加热器R的电阻值 （2）电压力锅从开始运行到水温刚达105℃时的效率 6．如图所示是一家用空调，有“制热”和“制冷”两项功能，其简化的电路原理图和功能铭牌如图所示，其中电动机正常工作时的功率为200W，求： （1）该空调正常“制冷”时，其“制冷”部分的电阻为多大？ （2）该空调正常“制热”工作5min，“制热”部分释放的热量Q放？ （3）若某房间内空气质量为60kg，空气初始温度为10℃，该空调正常“制热”5min所释放的热量Q放 全部被房间内的空气吸收，则房间内的空气温度可以上升到多少摄氏度？（c空气=1×103J/（kg·℃）） 7．新型电饭锅采用“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。和均为电热丝，S、都闭合时为加热烧煮状态，S闭合、断开时为保温焖饭状态。煮饭时，把电饭锅接入220 V电路中，在电饭锅工作的30 min内，电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求： (1)S和都闭合时电饭锅的电功率。 (2)电热丝的阻值。 (3)这30 min内电饭锅产生的热量。 (4)从使用安全角度为该电饭锅设计一条提示语。 8．如图甲是小明家的电暖器，有高温、中温和低温三个挡位，额定电压为220V，图乙是内部简化电路图，为加热电阻，其中，，高温挡电功率为2210W，通过旋转开关可以实现挡位切换。不考虑温度对电阻的影响。 (1)旋转开关转至 （选填“ab”“bc”“cd”或“de”）时，电暖器处于低温挡工作； (2)电暖器在高温挡正常工作时，求通电1min产生的热量； (3)求的阻值； (4)若小明家的电能表上标有“”的字样，他断开家中的其他用电器，仅让该电暖器在中温挡下工作，观察到3min内电能表的指示灯闪烁了100次，求此时他家的实际电压。 9．“围炉煮茶”火遍全网，是现下最流行的休闲方式之一。图甲为某品牌家用电茶炉，其内部简化电路如图乙所示，、是电热丝，该电茶炉可以实现“保温”“小火”和“大火”三个挡位的切换。已知“保温”挡功率为242W，“小火”挡功率为484W。 (1)的阻值为多大？ (2)该电茶炉在“大火”挡工作产生的热量是多少？ (3)某次煮茶时“大火”挡烧开同样一壶水的时间和正常工作用时之比为，则实际电压为多少？ 10．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。 11．下表是小张家的电烤箱铭牌部分参数，其内部电路如图甲所示，R1和R2均为电阻丝，求： 额定电压 220 V 额定功率 高温挡 1100 W 低温挡 300 W (1)开关S闭合，S1断开后电烤箱处于 挡。（选填“高温”或“低温”） (2)电烤箱在高温挡正常工作30min，消耗 kW·h的电能。 (3)求R2的阻值 。 (4)图乙是小张家的电能表，小张断开了家里其他用电器，只用该电烤箱高温挡工作6分钟，发现家里的电能表转动了150r，请计算电烤箱的实际功率是多少瓦 。 第4页，共6页 第3页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 《期末综合复习专题训练：焦耳定律多挡位问题计算--2025-2026学年人教版九年级上册物理》参考答案 1．(1)0.45A (2) (3) 【详解】（1）风扇功率，电压，由P=UI得风扇工作时，电路中的电流 （2）加热总功率，风扇功率为100W，故电热丝加热功率 由图可知，开关接3、4时，电路中只有R1，电路中的阻值较小，由得电路中的总功率较大，为加热功率，的阻值 （3）由图可知，开关接2、3时，R1和R2串联，电路中的阻值较大，由得电路中的总功率较小，为保温功率，保温时，电路中总电阻 保温时电热丝功率 工作，电热丝产生的热量 2．(1)；(2)2A；(3)1210Ω；(4)有损失，计算见解析 【分析】(1)首先利用公式确定加热、保温状态时开关S2的开合，然后画出相应的电路图。 (2)已知加热功率和额定电压，利用公式计算加热状态下饮水机正常工作的电流。 (3)已知保温功率和电源电压，利用公式得到保温状态电路总电阻。 (4)已知加热功率和加热时间，利用公式W=Pt得到消耗的电能；已知水吸收的热量；根据消耗的电能和得到的热量确定热量是否损失。 【详解】解︰(1)由得加热状态下电路电阻 保温状态下电路电阻为 故加热状态下开关S处于闭合状态，R2短路，电路中只有R1，电路图如下 (2)由P=UI得加热状态下饮水机正常工作的电流为 (3)由得保温状态下电路总电阻为 (4)由得饮水机消耗的电能为 W=Pt=440W×420s=1.848×10J 水吸收的热量 J 比较得，水吸收的热量比消耗的电能少，所以热量有损失。 答：(1)饮水机处于加热状态时的等效电路图如答案图； (2)在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是2A； (3)求保温时电路中的总阻值为1210Ω； (4)加热过程中电阻丝产生的热量有损失。 3．(1)1.1A (2) (3)1.21W (4)见解析 【详解】（1）由题意和电路图可知，电热水壶处于加热档时，R1与R2并联；电热水壶处于保温档时，电路为R2的简单电路，保温状态时电路中的电流为 （2）方法一：R2的功率为 则R1消耗的电功率为 电阻R1的阻值为 方法二：根据P=UI得，加热档时干路电流为 则通过R1的电流为 电阻R1的阻值为 （3）方法一：根据P=UI得，加热档时电源线中的电流为 电源线消耗的功率为P线=I线2R线=(5.5A）2×0.04Ω=1.21W 方法二：根据P=UI得，加热档时电源线中的电流为 电源线两端的电压为U线=I线R线=5.5A×0.04Ω=0.22V 电源线消耗的功率为P线=U线I线=0.22V×5.5A=1.21W （4）电热水壶与电源线是串联的，通过它们的电流相等，但电热水壶的电阻比电源线大得多，根据焦耳定律，电流相等时，电阻越大，在相同的时间内产生的热量越多，所以电热水壶发出大量的热，而其电源线却不怎么发热。 4．（1）5A（2）；（3） 【详解】解：（1）汤锅处于加热状态时，温控开关闭合，只有接入电路，加热状态下汤锅正常工作时，通过的电流 （2）水吸收的热量 消耗的电能 电热丝加热状态的效率 （3）由可得，电热丝的阻值 汤锅处于保温状态时，温控开关断开，与串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，保温时电路总电阻 汤锅保温时1s消耗的电能 答：（1）汤锅在加热状态正常工作时，通过的电流为5A； （2）电热丝加热状态时的效率为； （3）该汤锅在保温挡时1s消耗的电能为484J。 5．（1）55Ω；（2）80%． 【详解】（1）接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热，电阻R1、R2并联，由图丙知此时的功率为1000W，当锅内温度达到105℃，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保压，电阻R0工作，由图丙知此时的功率为120W，电路消耗的总功率：P＝P主加热+P保压加热，所以电压力锅加热状态时主加热器R的功率为：P主加热＝P﹣P保压加热＝1000W﹣120W＝880W；此时主加热器R的电阻值为：； （2）根据图丙知主加热器R的功率电压力锅从开始运行到水温刚达105℃时的时间为35min＝2100s，消耗的电能：W＝Pt＝1000W×2100s＝2.1×106J， 水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（105℃﹣25℃）＝1.68×106J， 电压力锅从开始运行到水温刚达105℃时的效率：． 6．（1）；（2）；（3）20℃ 【详解】解：（1）该空调正常“制冷”时， “制冷”的功率为1200W，则制冷部分电阻的功率为 其“制冷”部分的电阻为 （2）该空调正常“制热”工作5min，“制热”部分的功率为 “制热”部分释放的热量Q放 （3）房间内的空气温度可以改变的温度为 房间内的空气温度为 答：（1）该空调正常“制冷”时，其“制冷”部分的电阻为； （2）该空调正常“制热”工作5min，“制热”部分释放的热量Q放为； （3）房间内的空气温度可以上升到20摄氏度。 7．(1) (2) (3) (4)电饭锅要使用带地线的合适的三孔插座 【详解】（1）当和都闭合时，电饭锅处于加热烧煮状态，此时和并联，电路中总电流最大。由图乙可知，加热烧煮状态下的总电流 电饭锅的电源电压 则加热烧煮状态的电功率 （2）当闭合、断开时，电饭锅处于保温焖饭状态，电路中只有工作；由图乙可知，此时电路中的电流 当和都闭合时，和并联，通过的电流仍然为 通过的电流 根据欧姆定律，电热丝的阻值 （3）电饭锅为纯电阻用电器，产生的热量等于消耗的电能，即 由图乙可知，在30min内加热烧煮的总时间 保温焖饭的总时间 保温焖饭状态的电功率 30min内电饭锅产生的总热量 （4）从安全用电角度出发，电饭锅属于大功率用电器，且外壳通常为金属材质，为了防止因绝缘层损坏导致外壳带电而发生触电事故，应使用带地线的三孔插座，将金属外壳接地。 8．(1)bc (2) 1.326×105J (3) Ω (4) 200V 【详解】（1）根据电功率公式可知，在电源电压U一定时，电路的总电阻R越大，电功率P越小，电暖器处于低温挡。 当旋转开关转至bc处时，电阻R1和R2串联接入电路，此时电路总电阻最大，，电功率最小，为低温挡。 当旋转开关转至d处时，只有电阻R2接入电路，电阻值为，为中温挡。 当旋转开关转至e处时，只有电阻R3接入电路，此时电阻最小，电功率最大，为高温挡。 因此，旋转开关转至bc时，电暖器处于低温挡。 （2）电暖器为纯电阻用电器，在高温挡正常工作时，通电1min产生的热量等于消耗的电能。 已知高温挡电功率P高=2210W，时间t=1min=60s，根据焦耳定律得 （3）电暖器处于高温挡时，只有电阻R3接入电路。已知额定电压，高温挡电功率，根据电功率公式可得，R3的阻值为 （4）电能表的指示灯闪烁100次，表示电暖器消耗的电能为 电暖器工作的时间为，电暖器在中温挡工作时的实际功率为 电暖器处于中温挡时，只有电阻R2工作，其阻值为 根据电功率公式可得，此时的实际电压为 9．(1) (2) (3)200V 【详解】（1）由电路图可知，该电茶炉有不同的工作状态，对应不同的功率。根据电功率公式 可知，在电源电压U不变的情况下，电路的总电阻R越小，电功率P越大。“保温”挡功率最小，电路总电阻最大，此时电阻、串联。 “小火”挡功率居中，其电阻介于最大和最小之间。分析电路图可知，当只有电阻接入电路时，电路的功率大于保温功率，此状态对应“小火”挡。 已知额定电压 “小火”挡的功率 根据电功率公式，可得的阻值为 （2）“保温”挡时，、串联，其总电阻为 因为，所以的阻值为 “大火”挡是功率最大的挡位，此时电路的总电阻最小，、应为并联连接。并联时的总电阻为 “大火”挡的额定功率为 “大火”挡工作时间 因为是纯电阻电路，所以产生的热量Q等于消耗的电能W，即 （3）烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，不计热量损失，则电茶炉产生的热量Q也相同。设正常工作时的电压为额定电压，时间为；实际工作时的电压为，时间为，由题意， “大火”挡的电阻是恒定不变的。根据焦耳定律和欧姆定律公式推导 ，可得 因此， 整理得 所以， 已知额定电压 ，则实际电压为 10．（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。 11． 低温 0.55 1000W 【详解】(1)[1]开关S闭合，S1断开后，只有R1接入电路，若R2接入电路，则两电阻并联，总电阻比较小，此时根据可知，电压一定时，电阻越小，功率越大，故只有R1接入电路，电阻比较大，功率比较低，为低温挡。 (2)[2]电烤箱在高温挡正常工作30min，消耗的电能 则消耗的电能为0.55W。 (3)[3] R2的功率 故R2的功率为60.5Ω。 (4)[4]电路中消耗电能 电烤箱工作时间 电烤箱实际功率 故电烤箱的实际功率为1000W。 第4页，共10页 第3页，共10页 学科网（北京）股份有限公司 $