2023年中考物理专项训练（计算题）：焦耳定律的应用.pdf

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1、2023年中考九年级物理专项训练(计算题)：焦耳定律的应用一、计算题1 .电学实验室有一种恒流电源，将电源接入电路工作时，该电源输出恒定的电流，而电源两端的电压会随着外电路的电阻变化而变化。小浩在一次实验时，将恒流电源接入如图所示的电路中，其 中 七、R2均为定值电阻。只闭合开关,时，电压表示数U1=6 V，此时电阻%消耗的电功率P =3.6 W o(1)求该恒流电源输出的恒定电流；(2)若同时闭合开关S i、S 2 时，电压表示数变为U2=4V,求定值电阻R2的阻值；(3)若同时闭合开关S i、S 2,通电Im i n,求电阻R2产生的热能。2 .如图所示的电路中，电阻Ri 的阻值为1 0

2、C,电源电压不变.当开关S 接 1 时，电压表的示数为8 V,电流表的示数为1.2 A.求：(1)R2 的阻值是多少？(2)当开关S接 2 时，若通电Im i n,电阻R?产生的热量是多少？3.有的高档小轿车座椅中安装有高低温挡的电加热器，其高温挡工作原理相当于如图所示的电路图,电源电压恒定不变，其中Ri=1 2 C,R2=6 Q,开关都闭合后，通过Ri 的电流为2 A,求：(1)R 两端的电压？(2)R2 通过的电流？(3)通电1 分钟，整个电路产生的热量是多少？4.如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R i的阻值为1 0 C.当开关S闭合后，电压表的示数为2 V,电流表的示数为0

3、.4 A.求：(1)通电10s电阻丝R i产生的热量;(2)电源两端的电压。5.在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，电源电压恒为4 V,小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“500 1A”，实验得到小灯泡的L U图像如图乙所示。求:甲 乙(1)小灯泡的额定功率;(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值;(3)当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电Im in,滑动变阻器R产生的热量。6.一电饭锅铭牌上标有“220V 1100W”字样.(1)电饭锅正常工作时，它的电阻是多少C?(2)电饭锅正常工作了 lO m in,它产生了多少热量？7.母亲节到了，小宁为妈妈买了一个电热足

4、浴盆如图，它的内部由加热系统和按摩系统两部分组成,加热系统正常工作时的电压为2 2 0 V,电功率600W,求：(1)加热系统正常工作15min消耗的电能是多少？正常工作时的电流是多少？发热电阻的阻值多少？(后两问答案保留一位小数)(2)小宁帮妈妈泡脚时，向足浴盆中加入5kg初温为20的水，加热系统正常工作15min将水加热到40,此加热过程中水吸收的热量是多少？水的比热容(c=4,2xlO3J/(kg-)(3)按摩系统中的电动机工作电压是1 2 V,工作电流为4 A,内部线圈电阻是0.5。，该电动机工作10s线圈所产生的热量是多少？8.如图甲所示电路，=20,通 过R2的电流随其两端电压的变

5、化关系如图乙所示，闭合开关后，电路中电流为2A。求：23 卜(1)/?2的阻值；(2)电源电压；(3)整个电路产生240J的热量需要的时间。9.在如图所示的电路中，标着“3.8V1.444W”的小灯泡，灯泡的电阻不随温度的变化。电源电压U=3V,R=5 Q.求：(1)只闭合开关8时，电流表A的示数是多少？（2）当开关Si和 S2同时闭合后，电流表A 的示数又是多少？（3）当开关Si和 S2同时闭合后，小灯泡的实际电功率是多少？10.如图，是一个电热毯电路原理图.是Ro是电热毯中的电阻丝，R 是与电热毯电阻丝串联的电阻，电热毯上标有“220V 100W”字样，S 是控制电热毯处于加热状态或保温状

6、态的开关.（1）用学过的公式推理说明开关S 断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？（2）若要求在保温时电流通过电阻丝Ro每分钟有60J的电能转化为内能，电阻R 的阻值应是多大？11.电吹风是现代家庭的常见电器.如图是某简易电吹风工作原理的电路图（R 为电热丝，M 为电动机）该电吹风的铭牌见表.求：电吹风正常工作且吹热风时，通过电热丝的电流.额定电压220V频率5 0Hz吹热风时功率1100W吹冷风时功率100W 电热丝R 的阻值（电热丝的阻值随温度变化忽略）.电吹风正常工作且吹热风时，5 min内电流通过R 产生的热量.若电吹风工作时电热丝的实际功率为810W,此时供电的实际电压为多少？1

7、2.如图所示的电路中，Ri=2C,R 2=4C,闭合开关S 后，电流表的示数为0.5 A。求:（1）电源电压;(2)电压表的示数和Ri的功率；(3)电阻R2在 Imin内产生的热量。13.如图甲所示的电路中，电阻Ri的阻值为20C,R2为滑动变阻器，其规格能够满足电路要求.电流表 A、Ai的表盘均如图乙所示，电源电压为12V,且保持不变.闭合开关S,在保持电路元件正常使用的情况下，求:电流表A i的示数；电路中的最大电功率为多少？此时通过R2的电流k 是多少？若 R2为一个规格为“30C2A”的滑动变阻器，电流表A 的示数变化的最大值 I 是多少？联系家庭电路，并结合以上计算结果，类比说一说对

8、合理使用家用电器的启示.14.电饭煲CFXB型“220V1100W”的原理图如图所示，它有高温烧煮和保温两挡，通过单刀双掷开关S 进行调节，Ro为电热丝。当开关S 接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W,当开关S 接保温档时，电路的总功率为22W(1)电热丝Ro的阻值多大？(2)当电饭煲在正常保温时电路中的电流多大？(3)保温100s,电阻丝R 产生的热量为多少？15 .下表为某电热水器的铭牌(其中一项内容已模糊不清)，电热水器内部简化电路如图所示，Ri和 R?均为电热丝.X X牌电热水器额定电压 220V求：(1)电热丝Ri的阻值.(2)热水器在低温档正常工作5分钟所产生的热量.(3)热水器

9、在高温挡正常工作时的额定电流(结果保留一位小数).16.在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻Ri阻值为10欧，滑动变阻器R?标有“20C2A”字样。现将两个电流表Ai、A2分别串接在电路中，当滑动变阻器R2的滑片P 从一点向另一点移动过程中，电流表A,的示数始终为0.6安，电流表A2的示数从1.2安减小到1.0安。求：R1S 1|_ 1 _R;电源电压U。0 1 0 秒内电流通过电阻R)所做的电功Wlo滑动变阻器连入阻值的变化量 R?。答案1.（1）解：设恒流电源的恒定电流为I,当只闭合S1时，电路中只有R 1接入电路，由P=U/功率公式可得/=陷=需=0.6/1答：该恒流电源输出的恒定电

10、流为0.6A（2）解：只闭合S i时，由欧姆定律可得此 的阻值%=匕1=名=10。同时闭合两个开关，电 阻R i、R2并联，则通过%的电流为/1=*=盖=0 4/根据并联电路分流的特点知 =r =-rr=于 字 篇 =2:1/V/2 7/U.O/1 U.4/1则 R2 的阻值为/?2=2R1=2 x io n =200答：定值电阻R2的阻值为20C（3）解：由焦耳定律可得电阻R2产生的热能Q=%2R2t=（/=（0.6/1-0.44）2*20/2 x60s=48/答：电阻R2产生的热能为48J。2.解：（1）开关S接1时的等效电路图如图1所示，电源电压U=Uv=8V,流过电阻R1的电流I产 着

11、=盖=0.8人，流过电阻 R2 的电流 I2=IA-Ii=1.2A-0.8A=0.4A,电阻R2的阻值R2=黑=20C；答：电阻R?的阻值是20c.（2）开关S接2时的等效电路图如图2所示，通电Im in电阻Rz产生的热量：Q=-=（8 y）2x60s=192J：20。答：通电Im in,电阻R2产生的热量是192J.3.解：由电路图可知，开关都闭合后，两电阻并联.（1）由1=1可得，R i两端的电压：KUi=hRi=2Axl2C=24V；（2）因并联电路中各支路两端的电压相等,所以，R2通过的电流：._U2_yi_24V=4 A；(3)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以，干路电流:

12、1=11 +h=2 A+4 A=6 A,通电Imin整个电路产生的热量：Q=W=UIt=U 1 It=24Vx6Ax60s=8640J.答：(1)Ri两端的电压为24V；(2)R2通过的电流为4A；(3)通电1分钟，整个电路产生的热量是8640J4.(1)解：通电10s电阻丝Ri产生的热量：Q=I2Rit=(0.4A)2xl0Qxi0s=16J答：通电10s电阻丝Ri产生的热量为16J(2)解：由1=%得，R1两端的电压：UI=IRI=0.4AX10Q=4V,根据串联电路电压规律可知，电源电压：U=UI+U2=4V+2V=6V答：电源两端的电压为6V5.(1)解：灯泡的额定电压为2.5 V,由

13、图象可知灯泡正常发光时的电流为0.3A,灯泡额定功率PspU题 1 鲍=2.5 VxO.3 A=0.75 W答：小灯泡的额定功率是0.75 W；(2)解：由图甲知，灯泡与变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流，小灯泡正常发光时，滑动变阻器R 两端的电压U U-U领=4V25 V=1.5 V由串联电路特点和欧姆定律可得，灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值R=2=禺=5 0I 额 U.3 A答：小灯泡正常发光时，滑动变阻器R 接入电路的阻值是5 C；(3)解：由图乙可知，灯泡两端的电压是I V,通过它的电流是0.2A,灯泡的电功率为P 灰=U/实=1VX0.2A=0.2W

14、当小灯泡消耗的功率为0.2W时，由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压为U 潸 尸U-U实=4V-1V=3V由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流为0.2 A,即1=I *=0.2 A通电I m i n,滑动变阻器R产生的热量Q n W n U Q l t u S Vx O.2 A x 6 0 s=36 J答：当小灯泡消耗的功率为O.2 W 时，通电I m i n,滑动变阻器R产生的热量是36 J。6 .【解答】解：(1)电饭锅额定功率为1 1 O O W,额定电压为2 2 0 V,由P=UI,得电饭锅的电阻：KR=U2=(220V)2=44Q.P 1 1 O O I V(2)电饭锅正常工

15、作时，其实际功率等于额定功率，即为：1 1 0 0 W,工作的时间t 为 6 0 0 s,电饭锅产生的热量：Q =W=Pt=l 1 0 0 W x 6 0 0 s=6.6 x 1 05J.答：(1)电饭锅正常工作时，它的电阻是44C；(2)电饭锅正常工作了 l O m i n,它产生了 6.6 X1 0&J的热量.7 .解:加热系统正常工作1 5m i n 消耗的电能W=Pt=6 0 0 W x l 5x 6 0 s=5.4x l 0 5j正常工作时的电流/=与=鬻%X 2.7/122发热电阻的阻值R=号=(濡,*8 0.7 0答:加热系统正常工作1 5m i n 消耗的电能是5.4x l()

16、5j,正常工作时的电流是2.7 A,发热电阻的阻值8 0.7。；(2)解：此加热过程中水吸收的热量 Q=c m A t=4.2 x 1 03J/(k g.)x 5k gx(40-2 0)=4.2 x 1 05J答：此加热过程中水吸收的热量是4.2 x l 0 5j；(3)解：该电动机工作1 0 s线圈所产生的热量Q=F R 娜t=(4A)2 x O.5C x l O s=8()J答：该电动机工作1 0 s线圈所产生的热量是8 0 J。8.(1)解：由图乙可知，当I2=2.0A,U2=2.0V,则R2的阻值%=2=播=1。答：R2的阻值为1。；(2)解：%与R2串联，则总电阻R =%+&=2 0

17、 +1 0 =30总电压 U=lR=2Ax3fl=6V答：电源电压为6 V；(3)解：由 Q=Rt 可得 t =4-=2 0 s答：整个电路产生2 40 J的热量需用时2 0 s9.(1)解：只闭合开关，时，电路为R 的简单电路，电流表测电路中的电流，则电路中电流表A 的示数：L=g=需=0.6A答：只闭合开关5 时，电流表A 的示数是0.6A(2)解：由P=UI=比可得，小灯泡的电阻：RRL=(3.W)2=IOQ,PL 1.444W当开关Si和 S2同时闭合后，R 与L 并联，电流表测干路电流，因并联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的总电阻：R _ RRL-5 0 x10。_ 10

18、 cR 6 R+RL M+Ton T ,_ U 3V则电流表A 的示数：1=瓦二=加 =0.9A总 手”答:当开关Si和 S2同时闭合后，电流表A 的示数是0.9A(3)解：当开关Si和S2同时闭合后，因并联电路中各支路两端电压相等，所以，小灯泡的实际电功率：P J=NV)2=0.9WRL i o n答：当开关Si和 S2同时闭合后，小灯泡的实际电功率是0.9W2 21 0.解：(1)电热毯是处于保温状态.因为如图所示当开关S 断开时，Ro与 R 串联，p=二 上R总 瓦+R2 TT2当S 闭合时，R 被短路，此时所以，闭合时的功率比断开时的大，因此，相同时间内，R总R o.2闭合时产生的热量

19、多，所以S 断开时，电热毯处于保温状态.(2)根据“220V 100W”可得：R=q=(220U)2=484Q因为Ro每分钟有60J的电能转化为内能，根据公式Q=PRt得=4 a M e c解得:I=A,所以Ro上的电压为Uo=IR磋 Ax484C=22V所以R 上分到的电压为Ui=220v-22V=198v所以二 一，U1 198VR 的电阻为 R=-r=F-=435 6C.n.解：电热丝的发热功率为P/P-P*=1100W-100W=1000W通过电热丝的电流为1=%=嚅9 M.5 5 A.U zzuk答：通过电热丝的电流为4.5 5 A.电热丝的电阻为R=苧=条 普%8.4C.答：电热丝

20、的电阻为48.4C.电热丝产生的热量为Q=W=Pt=l()()()Wx5 x60s=3xl05 j.答：电热丝产生的热量为3xl()5 j.电热丝两端实际电压为U%=J P/=V810W x 48.40=198V.答：电热丝两端实际电压为198V12.(1)解：闭合开关S 后，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压。根据电阻串联的特点可知总电阻为R=R 4-R2=2。4-4。=6。根据欧姆定律可知电源电压为U=/R=0.5 4 x 60=3V答：电源电压为3V；(2)解：根据欧姆定律可知电压表的示数氏=/%=0.5 4 X 20=1 VRi 的功率为 P i=U/=lV x

21、0.5 4=0.5 W答：电压表的示数和R)的功率为0.5 VK；解：电阻R2在 Imin内产生的热量为(Q,5A)2 X 4/2 X 1 X 60s=60/答：电阻R2在 Imin内产生的热量为6 0/。13.解:电流表Ai的示数L=看=揣 =0.6A；由图乙可知：电路中的最大电流为电流表A 使用3A的量程时，则电路中的最大电流为3A,最大功率 P=UI=12Vx3A=36W；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，则通过R2的电流：h=I-Ii=3A-0.6A=2.4A；若 R2为一个规格为“30。2A”的滑动变阻器，由于Ri支路的电流不变，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电

22、流最小，所以，电流表A 的最小示数I 最 小=L+LE小=0.6A+0.4A=1A,由于电流表A 的量程为0 3 A,所以最大示数I 最 大=3A,1=1 最 大-I 小=3A-1A=2A；由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，当支路电阻越小干路电流越大，所以为保护电路,使用家用电器时注意额定功率，不能使干路电流超过规定值.答：电流表A i 的示数为0.6 A；电路中的最大电功率为3 6 W,通过R 2 的电流1 2 是 2.4A；若R 2 为一个规格为“30 C 2 A”的滑动变阻器，电流表A的示数变化的最大值是2 A；使用家用电器时注意额定功率，不能使干路电流超过规定值.“21 4.(

23、1)解：V P=J ,R2二电热丝R o的阻值为R o=p =(2 2 0 V)=44Cf高 1 1 0 0 小答：电热丝R o的阻值为44C(2)解：V P=U L二电饭煲在正常保温时电路中的电流为1 保=:多=瑞=0.1 A答：电饭煲在正常保温时电路中的电流为0.I A(3)解：保温状态下，电路总电阻为R&=告=黯=2 2 0 0。，电阻 R 的阻值为 R =R 总-R o=2 2 O O Q-44C=2 1 56 C,电阻 R 产生的热量为 Q=I 供 2 R t=(0.1 A )2x 2 1 56 Qx l 0 0 s=2 1 56 J答：电阻R产生的热量为2 1 56 J。1 5.(

24、1)解：开关，闭合、S 2 接 b 时，电路为R i 的简单电路，电热水器处于中温档，由1=最可得，电阻R I 的阻值为R 产 产=鬻=44。；K中温(2)解：低温档正常工作5 分钟产生的热量为Q=W=UI 喇t=2 2 0 Vx 2 A x 5x 6 0 s=1.32 x 1 (J；(3)解：开关S i 断开、S 2 接 b 时，R i 与R 2 串联，电热水器处于低温档，此时电路的总电阻为-_2 2 0 K低温-2 4=1 1 0 Q,R 2 的阻值为R 2=R-RI=1 1 0 C-44C=6 6 C；开关SI闭合、S 2 接 a 时，R i 与 R 2 并联，电热水器处于高温档,I a

25、 i a=I i+h=-r-+-=2 2 0 V 4 4 Q+2 2 0 V 6 6 Q-8.3 QoK1 K21 6.解：由电路图可知，Ri与R2 并联，根据滑片移动，电流表A i的示数始终为0.6 安知，电流表A i与电阻Ri串联，根据欧姆定律1=阜知电源电压为：U =I,Ri=0.6 A xl0 Q=6 V;1 0 秒内电流通过电阻Ri所做的电功：Wl=U ilit=6 V x0.6 A xl0 s=3 6 J；若电流表A 2 测量通过电阻R2 的电流HI2 小=1.()A,滑动变阻器R2 的最大电阻：R2 一 看=嚼=6 C,1 2 大=1.2 A,滑动变阻器R2 的最小电阻：R2.J

26、、=r=5 C,2 大 1 2 月滑动变阻器连入阻值的变化量：R2 =R2 大-R2 d、=6 C-5 c=1。；若电流表A 2 测量干路的电流I,1 2 小 =I-h=1.0 A-0.6 A=0.4 A,滑动变阻器R2 的最大电阻:R2/=1=昌=1 5 C,b 大 =1-L =1.2 A-0.6 A=0.6 A,滑动变阻器 R2 的最小电阻：Ri,J=j-7=2 小 U.4 A2 大6VOA=1 0。,滑动变阻器连入阻值的变化量：R2 =R2 大R 2，I、=1 5 c -1 0 Q=5 Q；答:电源电压U为 6 V；10秒内电流通过电阻Ri所做的电功W i 为 3 6 J；滑动变阻器连入阻值的变化量 R2 为或5 。