期末物理专题：焦耳定律相关计算题（专项训练）-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

期末专题:焦耳定律相关计算题(专项训练) 1.在如图所示的电路中,灯泡L标有“6V,3W”字样,电源电压及灯泡电阻均保持不变,滑动变阻器最大阻值为48 。求: (1)灯泡的电阻。 (2)当S、S1都闭合,滑片P移动到最左端时,灯泡L正常发光,电流表示数为1.1A,求R0的阻值。 (3)当S闭合、S1断开,且滑片P移动到中点时,通电1min电路产生的总热量。 2.如图所示,定值电阻R的阻值为10 ,小灯泡L标有“6V 6W”字样,闭合开关S后,灯泡正常发光。求: (1)灯泡正常发光时通过的电流是多少; (2)定值电阻R通电1min产生的热量是多少。 3.课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,是阻值为55 的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。 (1)闭合开关S后,求电路中的电流; (2)求通电100s电热丝产生的热量; (3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至,小组成员想出了两种方法改进电路: 方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA 方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB 老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为和,,,但由于粗心没有记录和分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。 4.如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20 、R2的阻值为5 ,闭合开关S,电流表的示数为0.5A.求: (1)电源电压; (2)通电1min电流通过R2产生的热量。 5.如图所示电路中,电阻R1的阻值为2 ,当开关闭合后,电压表V1的示数为1V,V2的示数为2V。求: (1)通过R1的电流和R2的阻值; (2)R2在1min内产生的热量。 6.商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座(如图甲所示)计费,某摊位使用空气炸锅(如图乙所示)烹制食物,如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图,其额定电压为220V,定值电阻R1和R2为发热体,其中R1=110 。通过开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(S1,S2不会同时闭合),只闭合S3时为中温挡,额定功率为440W。求: (1)R2的电阻; (2)低温挡的额定功率; (3)高温挡正常工作1min,电流通过R1产生的电热; (4)只有某空气炸锅单独工作,表盘示数使用前后如图甲、图丁所示,通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率[已知商用电费单价为0.6元/(kW h)]。 7.醉酒驾车者要负刑事责任。如图甲是一种酒精浓度检测仪,它的简化电路图如图乙,电源电压恒为12V,是阻值为20 的定值电阻,加热电阻丝R恒为12 。是酒精气敏电阻,在正常工作时,其阻值随酒精浓度K变化的关系如图丙。则: (1)在交通勘查时,交警打开车门就闻到了浓浓的酒味,从物理学的角度分析,这属于 现象; (2)酒精检测仪在检测前,开关接1处,加热电阻丝R对气敏电阻加热10s,使气敏电阻达到正常工作的灵敏度,求这段时间内电热丝R产生的热量是多少? (3)加热电阻丝R加热结束后,开关自动转至2处。检测时,电压表示数为4V,请计算出此时呼气酒精浓度K,并根据图丁判断司机属于酒驾还是醉驾? 8.如图甲所示的新型电饭锅,其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中,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丙所示,求: (1)电饭锅的最大电功率; (2)电热丝R2的阻值; (3)25min内电饭锅产生的热量。 9.某款温度可调节的电热眼罩如图(a)所示,其内部电路简化图如(b)所示。电源电压为8V,R1为发热电阻,阻值为10 ;R2为滑动变阻器,最大阻值为6 。求: (1)最高温工作时,R1的功率是多少? (2)最低温工作10min,R1产生的热量是多少? (3)该眼罩电源电压为8V,是由蓄电池提供的,其电池容量为2000mA h,mA是电流的单位,h是时间的单位,则蓄电池充满电后,储存的电能是多少? 10.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V,3W”字样。当开关S1、S2闭合,滑片P置于a端时,小灯泡L正常发光,电流表示数为0.8A。当开关S1闭合,S2断开,滑片P置于b端时,电流表的示数为0.2A。求: (1)滑动变阻器的最大阻值; (2)灯泡正常发光2min消耗的电能; (3)电路电功率最小时,滑动变阻器10s产生的热量。 11.如图所示电路,R1=6 ,当S断开时,电流表的示数为1A; S闭合时,电流表的读数为1.5A,求: (1)电源电压; (2)R2的电阻; (3)1分钟内电流通过R2产生的热量。 12.如图甲所示,有一种自动门,当人靠近门时,门会自动开启,当人离开后门自动关闭.科技小组设计制作了模拟自动门,图乙是部分模拟电路的示意图,电动机标有“220V 44W”的字样,其线圈电阻为;控制电路的电源电压U为24V,为定值电阻,人体红外传感器的阻值随人体到大门距离L变化的关系如下表;当电磁铁线圈中的电流为100mA时,衔铁刚好被吸引与触点接触,电动机开始工作,门开启。(不计电磁铁线圈及衔铁的电阻) (1)门开启一次用时3s,则这段时间内电动机因发热消耗的电能为多少? (2)经测试时刚好触发电动机工作,则的阻值为多少? (3)若将一只量程满足使用要求的电压表并联在两端,通过电压表的示数能够直观反映人与门间的距离,则电压表表盘上16V的刻度对应的L值是多少? 电阻 60 90 120 150 180 210 距离L/m 0 1 2 3 4 5 13.如图所示,电源电压恒定不变,灯L标有“6V,3W”字样,滑动变阻器R上标有“8 ,3A”字样;当S闭合,S1、S2断开,滑片P滑到中点时,灯L正常发光;求: (1)小灯泡正常发光时的电流; (2)当S闭合,S1、S2断开,滑片P滑到中点时,滑动变阻器R消耗的电功率; (3)保持滑片P的位置不变,再闭合S1、S2,电流表的示数为2.5A,则定值电阻R0在5min内产生的热量? 14.某家用电饭锅工作时有加热和保温两种状态,工作状态的切换由温控开关S自动控制,如图是该电饭锅的简化电路图,下表是它的有关参数。求: 额定电压 220V 加热功率 880W 保温功率 88W (1)写出加热挡时开关S的状态,并画出等效电路图; (2)电饭锅在加热状态下工作1min消耗的电能; (3)求电阻和的阻值; (4)电饭锅处于保温状态下工作1min电阻放出的热量。 15.如图,电源电压U=6V,R1=20 ,滑动变阻器的最大电阻R2=40 ,小灯泡的额定电压为12V(灯丝电阻不随温度变化),闭合开关S。求: (1)当开关S1、S2都断开时,电路的最小电功率是多少? (2)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电流表的读数为0.4A。小灯泡的额定功率是多少? (3)当开关S2闭合,S1断开时,电流表的最大示数是多少?此时通电5min,电阻R1产生的热量是多少? 16.下表为某品牌饮水机及其铭牌,图为其内部简化电路图,该饮水机有加热和保温两个挡位。、均为电热丝,当热水箱中水温降至时通过自动开关切换到加热挡,当温度达到时自动切换到保温挡,饮水机始终在额定电压下工作。求: 水桶容量 热水箱水量 额定电压 加热功率 保温功率 (1)电热丝的阻值; (2)电热丝的阻值; (3)饮水机处于保温挡工作时间内电热丝产生的热量。 17.如图所示,电源电压为6V且保持不变,小灯泡L标的“6V3.6W”的字机,将滑片移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.2A,忽略温度对灯丝电阻的影响。求: (1)灯丝正常发光时的电阻。 (2)滑动变阻器的最大阻值。 (3)当滑片移到最右端时,小灯泡的实际功率是多少? (4)将滑片移到某位置,电压表示数为1V,滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量。 18.如图所示是某品牌饮水机的简化电路图,S是温控开关,饮水机的铭牌参数如图表所示。求: 型号:YSJ﹣66 额定电压:220V 额定加热功率:1000W 额定保温功率:44W 满箱水的质量:2kg 频率:50Hz (1)初温为20 的一满箱水,用此饮水机将水加热到100 需要吸收的热量是多少?至少需加热多长时间?【c水=4.2 103J/(kg• )】 (2)电阻丝R0的阻值多大?在加热状态下R01s内产生的热量多大? 19.图所示的电路中,电源两端电压为12V且保持不变,电阻的阻值为。闭合开关S,电流表A的示数为0.8A,求: (1)的阻值; (2)电阻的功率; (3)通过干路的电流I; (4)通电100s,电流通过电阻所产生的热量。 20.如图所示,电源电压为6V,且保持不变,已知滑动变阻器的最大阻值是50 ,滑片P在变阻器的最左端时,电流表的示数为0.6A,求: (1)的电阻; (2)经过2s,产生的热量有多少? (3)若滑片P移动到变阻器的最右端时,电压表的示数是多大? 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 《期末专题:焦耳定律相关计算题(专项训练)-2025-2026学年人教版物理九年级全一册》参考答案 1.(1)12 (2)10 (3)63.5J 【详解】(1)由可知,灯泡的电阻 (2)由图可知,当S、S1都都闭合,滑片P移动到最左端时,电阻R0与灯泡L并联,由于灯泡L正常发光,所以灯泡两端的电压为6V,根据并联电路的电压特点可知,电源电压 由可知,通过灯泡的电流 根据并联电路的特点可知,通过R0的电流 根据欧姆定律可知,R0的阻值 (3)当S闭合、S1断开,且滑片P移动到中点时,R0与滑动变阻器串联,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻 通电1min电路产生的总热量 2.(1)1A;(2)216J 【详解】解:(1)由得,灯泡正常发光时通过的电流是 (2)闭合开关S后,灯泡与R并联,灯泡正常发光,则此时定值电阻R的电压为 定值电阻R通电1min产生的热量是 答:(1)灯泡正常发光时通过的电流是1A; (2)定值电阻R通电1min产生的热量是216J。 3.(1)4A;(2);(3)方法一,825 【详解】解:(1)S闭合后。电路中的电流 (2)通电100s电热丝产生的热量 (3)方法一更节能。两种方法的电路简图如下: 在方法一中的电热箱的功率为 在方法二中的电热箱的功率为 因为两次电热箱内的电功率相等,即 得 由W=UIt可得,方法一更节能。R0两次电压 因为电源电压保持不变,则RA和RB两端的电压,则 UB=U2=165V R0两端的电压 电热箱内的电功率 在方法一中 R0两端的电压 电热丝RA的阻值 答:(1)闭合开关S后,求电路中的电流是4A; (2)求通电100s电热丝 R0 产生的热量8.8 104J; (3)方法一更节能,电热丝A的阻值为825 。 4.(1)10V;(2)1200J 【详解】解:(1)闭合开关S,电阻R1和R2并联,电流表测通过R1支路的电流。根据并联电路的特点和欧姆定律可得电源电压 U=U2=U1=I1R1=0.5A 20 =10V (2)通过R2的电流 通电1min电流通过R2产生的热量 Q= I22R2t=(2A)2 5 60s=1200J 答:(1)电源电压是10V; (2)通电1min电流通过R2产生的热量是1200J。 5.(1)0.5A,4 ;(2)60J 【详解】解:(1)当开关闭合后,两电阻串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压。通过R1的电流为 根据串联电路的电流特点可知通过R2的电流也为0.5A,根据欧姆定律可得,R2的阻值为 (2)R2在1min内产生的热量为 答:(1)通过R1的电流为0.5A,R2的阻值为4 ; (2)R2在1min内产生的热量为60J。 6.(1) (2)220W (3) (4)400W 【详解】(1)由电路图分析可知只闭合S3时,只有R2接入电路,根据,则R2的电阻为 (2)由电路图分析可知当开关S1、S3断开,S2闭合时,两电阻串联,总电阻最大,根据,此时电功率最小,为低温档。则低温挡的额定功率为 (3)由电路图分析可知当开关S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,总电阻最小,根据,此时电功率最大,为高温档。此时通过电流为 则电流通过R1产生的电热为 (4)该空气炸锅消耗的电能为 时间为 则该空气炸锅消耗的电功率为 7.(1)扩散 (2)120J (3)见解析 【详解】(1)打开车门就闻到了浓浓的酒味,为扩散现象,说明构成物质的分子不停地做无规则运动。 (2)开关接1处,电路为加热电热丝单独串联,则这段时间内电热丝R产生的热量是 (3)开关自动转至2处,电路为R0、R1串联,电压表测R0两端电压,电压表的示数为4V,此时电路中的电流为 电路中的总电阻为 此时气敏电阻R1的阻值为 据丙图可知,此时对应K在20 10-3mg/100mL,此时酒精浓度为M为 该司机属于酒驾。 8.(1)660W;(2)220 ;(3)8.58 105J 【详解】解:(1)由乙电路图可知,S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联,电路的总电阻最小,电路中的电流最大,由图丙可知,电饭锅的最大电流I=3A,则电饭锅最大的电功率为 P1=UI=220V 3A=660W (2)由乙电路图可知,只闭合S时,电路为R1的简单电路,电路中的电流较小,由丙图可知,通过R1的电流I1=2A;S和S1都闭合时,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流为 I2=I-I1=3A-2A=1A 因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由可得,R2的阻值为 (3)由图可知25min内电饭锅的加热时间为15min,产生的热量为 Q1=UIt1=220V 3A 15 60s=5.94 105J 保温时间为10min,产生的热量为 Q2=UI1t2=220V 2A 10 60s=2.64 105J 所以25min内电饭锅产生的热量为 Q=Q1+Q2=5.94 105J+2.64 105J=8.58 105J 答:(1)电饭锅的最大电功率为660W; (2)电热丝R2的阻值为220 ; (3)25min内电饭锅产生的热量为8.58 105J。 9.(1)6.4W (2)1500J (3) 【详解】(1)由图b可知,当滑动变阻器的滑片滑至最左端时,此时只有R1接入电路,电路总电阻最小,根据可知此时功率最大,为最高温工作状态,所以最高温工作时R1的功率为 (2)由图b可知,当滑动变阻器的滑片滑至最右端时,此时滑动变阻器以最大阻值接入电路,R1、R2串联,电路总电阻最大,根据可知此时功率最小为最低温工作状态;此时电路中的总电阻为 所以电路中的电流为 最低温工作时间t=10min=600s R1产生的热量是 (3)由题意得, 所以,蓄电池充满电后,储存的电能为 10.(1)20 ;(2)360J;(3)8J 【详解】解:(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于a端时,滑动变阻器和灯泡并联,灯泡正常发光,所以电源电压为 由P=UI得,灯泡中的电流为 根据并联电路电流规律可知,经过滑动变阻其电流为 I滑=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A 由得,滑动变阻器的最大阻值为 (2)灯泡正常发光时,电功率为3W,所以2min消耗的电能为 (3)当开关S1闭合,S2断开,滑片P置于b端时,滑动变阻器与灯泡串联,此时变阻器的阻值最大,电路中的电流最小为0.2A,此时电路电功率最小,由得,滑动变阻器10s产生的热量为 答:(1)滑动变阻器的最大阻值为20 ; (2)灯泡正常发光2min消耗的电能360J; (3)滑动变阻器10s产生的热量为8J。 11.(1)6V (2)12 (3)180J 【详解】(1)由电路图知,当开关断开时,电路为R1的简单电路,电源电压 (2)开关闭合时,两个电阻并联,电流表测干路的电流,据并联电路的电流特点知,通过R2的电流I2=I-I1=1.5A-1A=0.5A R2的阻值 (3)1分钟内电流通过R2产生的热量 12.(1)0.6J (2)60 (3)2m 【详解】(1)解:根据题意可知,电动机标有“220V 44W”的字样,则电动机工作时,线圈中的电流为 由因为其线圈电阻为,所以门开启一次用时3s,这段时间内电动机因发热消耗的电能为 (2)当电磁铁线圈中的电流为100mA时,衔铁刚好被吸下,触发电动机工作,大门打开,此时控制电路的总电阻为 由人体红外传感器的阻值随人体到大门距离L变化的关系表可知,当L=4m时,R0的阻值为180 ,根据电阻的串联可知,的阻值为 (3)根据图乙可知,R1和R0串联,控制电路的电源电压U为24V,且电压表并联在两端,根据串联电路的电压规律可知,当电压表表盘上16V时,R1两端的电压为8V,又R1的阻值为60 ,则R0的阻值为120 ,由人体红外传感器的阻值随人体到大门距离L变化的关系表可知,电压表表盘上16V的刻度对应的L值是2m。 13.(1)0.5A; (2)1W; (3)1200J 【详解】(1)小灯泡正常发光时的电流 (2)当S闭合,S1、S2断开,电路为灯泡与滑动变阻器串联的电路。滑片P滑到中点时,灯L正常发光,此时电路中的电流为0.5A,灯两端的电压为6V,滑动变阻器连入电路的阻值为4 ,串联电路电流相等,故滑动变阻器消耗的电功率为 电源电压 (3)保持滑片P的位置不变,再闭合S1、S2,灯被短路,R0与滑动变阻器R并联,电流表测干路中的电流。通过滑动变阻器的电流 通过R0的电流 由欧姆定律得R0的阻值 定值电阻R0在5 min内产生的热量 14.(1)当开关S闭合时为加热挡,等效电路图如下: (2) (3)55 ,495 (4)528J 【详解】(1)根据电功率公式可知,在电源电压一定时,电路的总电阻R越小,电功率P越大。 当开关S闭合时,电阻R2被短路,电路中只有电阻R1工作,此时电路总电阻最小,电功率最大,电饭锅处于加热状态。 当开关S断开时,电阻R1和R2串联,此时电路总电阻最大,电功率最小,电饭锅处于保温状态。 加热挡的等效电路图如下图所示: (2)加热的功率为880W,则加热状态工作1min消耗的电能为 (3)电饭锅处于加热状态时,电路中只有电阻R1工作,则电阻R1的阻值为 电饭锅处于保温状态时,电阻R1和R2串联,此时电路的总电阻为 根据串联电路电阻特点可得电阻R2的阻值为 (4)电饭锅处于保温状态时,电路中的电流为 电阻R1放出的热量为 15.(1)0.6W (2)6W (3)0.3A;540J 【详解】(1)由图可知,当开关S闭合,S1、S2断开,滑片P在最右端时,R1与滑动变阻器串联,电路的总功率最小,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,电路中的总电阻R总=R1+R2=20 +40 =60 此时电路的最小电功率 (2)当开关S、S1、S2都闭合,滑片P在最右端时,灯与滑动变阻器的最大阻值并联,因为并联电路中各支路两端的电压相等,则U=U灯=U2=6V 根据欧姆定律可得,通过滑动变阻器的电流 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则通过灯泡的电流I灯=I-I2=0.4A-0.15A=0.25A 灯泡的电阻 灯泡的额定功率 (3)当开关S、S2闭合,S1断开,滑片P在最左端时,电路为R1的简单电路,电流表示数最大,则 此时通电5min,电阻R1产生的热量Q=I大2R1t=(0.3A)2 20 5 60s=540J 16.(1); (2); (3)2000J 【详解】(1)由图乙可知,当开关闭合,开关接b时,电路中只有,电路中电阻最小,由可知,饮水机处于加热状态,则的阻值 (2)当开关闭合,开关接a时,和串联,总电阻最大,由可知,饮水机处于保温状态,则此时电路的总电阻 则电热丝的阻值 (3)当饮水机处于保温挡工作时,电路中电流 根据串联电路的电流特点和可得,饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝产生的热量 17.(1)10 ;(2)20 ;(3)0.4W;(4)30J 【详解】解:(1)灯丝正常发光时的电阻为 (2)(3)由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡电压,将滑片移到最右端,电流表示数为0.2A,根据欧姆定律和串联电路电阻知识可知滑动变阻器的最大阻值是 此时小灯泡的实际功率为 (4)将滑片移到某位置,电压表示数为1V,此时电路中电流为 根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压为 则滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量 答:(1)灯丝正常发光时的电阻10 ; (2)滑动变阻器的最大阻值是20 ; (3)当滑片移到最右端时,小灯泡的实际功率是0.4W; (4)将滑片移到某位置,电压表示数为1V,滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量是30J。 18.(1)6.72 105J,672s (2)1100 ,44J 【详解】(1)初温为20 的一满箱水,用此饮水机将水加热到100 需要吸收的热量 Q吸=c水m t=4.2 103J/(kg• ) 2kg (100 -20 )=6.72 105J不计热量损失时,需要消耗的电能 W=Q吸=6.72 105J此时所需的加热时间最短,额定加热功率为1000W,加热时间 (2)由电路图可知,开关S接a、b时,R与R0并联,电路的总电阻较小,根据可知,电路消耗的电功率较大,饮水机处于加热状态;开关S接c时,电路为R0的简单电路,电路的总电阻较大,根据可知,电路消耗的电功率较小,饮水机处于保温状态; 根据可得,R0的阻值 在加热状态下R与R0并联,此时R01s内产生的热量 19.(1);(2);(3);(4) 【详解】解:(1)如图,两电阻并联,电流表测通过R1的电流,的阻值为 (2)电阻的功率为 (3)通过R2的电流为 通过干路的电流为 (4)通电100s,电流通过电阻所产生的热量为 答:(1)的阻值为; (2)电阻的功率为; (3)通过干路的电流为; (4)通电100s,电流通过电阻所产生的热量为。 20.(1)10 ;(2)7.2J;(3)5V 【详解】解:(1)由电路图可知,R1、R2串联,电流表测电路中电流,电压表测R2两端电压,当滑片P在变阻器的最左端时,R2接入电路的阻值为0,电流表的示数为0.6A,则 (2)经过2s,产生的热量为 (3)若滑片P移动到变阻器的最右端时,R2接入电路的阻值最大,电路中总电阻最大,为 电路中电流为 R2两端电压为 则电压表示数为5V。 答:(1)的电阻为10 ; (2)经过2s,产生的热量有7.2J; (3)若滑片P移动到变阻器的最右端时,电压表的示数是5V。 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 $