2023年中考九年级物理高频考点 训练--焦耳定律的计算(一).pdf

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1、2023年中考九年级物理高频考点专题训练一焦耳定律的计算一、计算题1 .如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为2 2 0 V 的电源、阻值为5 5。的电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁(线圈电阻忽略不计)、开关S、热敏电阻R i和滑动变阻器R 2 组成；氐的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流巨0.0 5 A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，表明烘干机内温度过高。-VWWWNAR温度/汽9 08 066605 04 64 03635R 101 02 04 05 07 08 01 0 01 2 01 30早 L-0

2、百蜂鸣器-O220VO-u控制电路工作电路(1)电热丝R工作时的电流为多少？(2)电热丝R通电1 0 s产生的热量为多少？(3)已知控制电路的电源电压U=6 V,当调节滑动变阻器R 2=7 0。时，烘干机内温度至少多高会发出报警信号？2 .如图，定值电阻R i的阻值为1 0。，R 2 的阻值为3 0 Q,闭合开关后电流表的示数为0.1 A.求：R i(1)电源电压；(2)电阻R i在 1 分钟内产生的热量。3.如图所示电路，电源电压恒定，小灯泡L标有“3 V 3 W”字样(灯丝电阻不随温度变化而变化)。当同时闭合S i和 S 2 时，小灯泡正常发光；闭合8,断开$2 时，电流表示数为0.3A。

3、求：(1)电源电压；(2)定值电阻R。的阻值;(3)同时闭合，和 S2时，通电Imin电路产生的总热量。4.如图所示，标有“6V 2W”字样的灯泡L 与电阻R 串联后接在电源上，开关S 闭合后，灯泡L 恰能正常发光，电路消耗的总功率为lOWo求：通电1分钟，电流通过电阻R 产生的热量。牌电动机型号JT-44额定电压220V额定功率44W线圈电阻100Q制造商口 口 口 口(1)此电动机的额定电流(2)此电动机正常工作lOmin所消耗的电能和由此转化为的机械能6.如图所示，电源电压保持不变，灯 L 标有“6V6W”字样.当闭合开关，时，灯 L 正常发光，再闭合开关S2时，电流表的示数为1.5A。

4、求：昌 L、-0-(1)灯 L 正常发光时的电流；(2)通电300s电阻R产生的热量。7.如图所示电路中，电阻Ri的阻值为2 C,当开关闭合后，电压表V i的示数为I V,电压表V2的示数为2V。试求：(1)通过电阻Ri的电流大小(2)电源消耗的总功率；(3)R2在Im in内产生的热量。8.图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒，电阻R200 C,简化电路如图乙所示，氐、R2均是发热电阻，且Rz的阻值是R i的4倍。求：甲 乙(1)高温档功率是多少？(2)高温挡加热lO m in,不计热量损失，可以将2kg饭菜升高的温度是多少？饭菜的比热容取 3xlO3J/(kg口)(3)如果低温挡工作时的实际

5、功率是4 0 W,则实际电压是多少？9.如图是探究电流通过导体时产生热量与电流的关系实验装置。烧瓶中煤油的质量为2 0 0 g,电阻丝R的阻值为20。电路中电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器的规格为“50C 1A”。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.5A时，通电5min观察到烧瓶中煤油的温度从2 5升高了 3Do ca=2.1xiO3J/(kgE I)求：(1)滑动变阻器连入电路的阻值。(2)煤油吸收的热量。(3)电阻丝的加热效率。1 0.当某电动机两端的电压为1 2 V 时，通过电动机线圈的电流为3 A,已知电动机线圈的电阻为0.4 Q (保持不变)，通电2 m in,问

6、：(1)电流通过电动机所做的功为多少？(2)电流通过电动机的线圈产生的热量为多少？(3)该电动机的机械效率是多少？1 1 .如图所示电路，电阻R的阻值为1 0 C,闭合开关后，电流表示数为L 2 A。请计算：(1)电源电压U；(2)通电5 分钟，电流通过电阻产生的热量。1 2 .一只烘干箱，当通过的电流是5 A 时，每分钟产生的热量是6.6X 1 0 4 J ,求该烘干箱发热体的电阻和功率？工作5 h用几度电？1 3 .如图所示，已知小灯泡L 的额定电压为2 V,L2 的额定电压为6 V,电源电压保持不变.当开关S i 和 S 4 闭合，S 2 和 S 3 断开时，电压表示数为5 V,Li 实

7、际消耗的功率为其额定功率的去 ；当开关S i 和 S 2 闭合，S 3 和 S 4 断开时，电压表的示数为3 V；当开关&和 S 3 闭合，S?和 S 4 断开时，电流表的示数为0.5 A.设温度对电阻的影响可以不计，求 L2 的额定功率为多少？当，、S 2、S 4 均闭合，S 3断开时，I m i n 内电流产生的热量为多少？14.小梅妈妈经常使用某品牌便携式挂烫机。它是利用高温水蒸气熨烫衣服的，其工作电压为220V。挂烫机工作时加热功率有高、低两个档位，如图所示是其内部的简化电路图，其 中&和 R?为发热电阻。当选择开关拨动到与触点B、C 接融时处于低温档加热，此时只有Ri接入电路，电路中

8、的电流是2A；当选择开关拨动到与触点A、B 接触时处于高温档加热，此时Ri和 R2同时接入电路，电路中的电流是5A。求：(1)挂烫机高温档加热时的电功率多大；(2)高温档加热时通过R2的电流是多少；(3)发热电阻Ri的阻值是多少；(4)低档工作5 0 s,电阻Ri产生多少热量。15.热熔胶是生产中常用的粘合剂，它在常温下是固体，熔化后再冷却就能将物体牢牢地粘合在-起.图甲是热熔胶枪(简称“胶枪”)的外形，其内部有两只相同的PTC加热元件，电路如图乙所示，单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示.胶枪扳机松开时，开关&断开，开关S2的触片与b 触点接通，若此时接通电源，胶枪就进入预热状

9、态，约 60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度(170口210口).此后，若扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态：固体胶条向前挤压，开关力闭合，开关S2的触片与a 触点接通，枪口冒出温度为170口210匚的胶液.在近似计算时，可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同.接通电源120s后，问：(1)胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多大？(2)假设胶枪在温度为170的条件下工作200s,它产生热量的80%被胶条吸收，在这过程中胶条吸收了多少热量？(3)胶枪正常工作时的最小电流是多少？1 6.有一个电动机接在电压为6V不变的电源上，用手捏住电动机不让它转动，电流为3 A,松手后电动机稳定转动

10、，电流为0.3A.求：(1)电动机稳定转动时，线圈Imin产生的热量；(2)电动机稳定转动Imin输出的机械能；(3)此电动机将电能转化为机械能的效率为多少？答案解析部分L【答案】(1)解：由电路图可知，电热丝R工作时，衔铁与工作电路中上触点接触，电热丝R单独连接在工作电路中，其两端电压U工 作=2 2 0 V,由题意可知，电热丝的阻值R=5 5 C,根据欧姆定律可以得出，电热丝R工作时的电流为/.=&2=空=4 4工作 R 5 5/2答：电热丝R工作时的电流为4 A。(2)解：电热丝R 通电时间为t=10s,由焦耳定律得，电热丝R 通电10s 产生的热量为Q =(4 4)2 *5 5 0 x

11、 10s =8 8 00/答：电热丝R通电10s 产生的热量为8 8 00J。(3)解：由控制电路图可知，控制电路的电源电压U=6 V,电磁铁、热敏电阻R i 和滑动变阻器R 2串联在控制电路中，则流过三者的电流相等，不计电磁铁的电阻，电磁铁相当于一条导线，则电路中总电阻为R q =R l +R 2当控制电路电流G 0.05 A 时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，由欧姆定律可知，此时电路中总电阻为/?0=3 =熹=12 0。占 1 U.UD/I此时，滑动变阻器阻值R 2=7 0 Q 则热敏电阻R 1的阻值为R 1=R 总一 R 2 =12 00-7 0/2 =5

12、 00由欧姆定律/=称可知电路中总电阻越小电流越大，则根据题意只要热敏电阻R K 5 0 C,电路就会发出报警，由题中表格可知，温度越高，热敏电阻R i 越小，查询表格数据可知，对应热敏电阻&=5 0。的温度为6 0 J,则当调节滑动变阻器R2=7 0Q 时，烘干机内温度至少为6 0会发出报警信号。答：当调节滑动变阻器R 2=7 0C 时，烘干机内温度至少6 0 会发出报警信号。2 .【答案】(1)解：由图知，两电阻并联，电流表测量R z 支路的电流，根据欧姆定律可知，定值电阻R 2 的两端：U 2=l 2 R 2=0.1A x3 0Q=3 V；由并联电路的电压特点可得电源电压：U=U 2=3

13、 V答：电源电压为3 V。(2)解：并联电路各支路两端的电压相等，电阻R i 在 1分钟内产生的热量：Q i=W,=t=烈)X60S=54JRi ion答：电阻R i 在 1分钟内产生的热量为5 4 J。3 .【答案】(1)解：由图知，闭合，和 S 2 时，L与 R o 并联，小灯泡正常发光，根据并联电路的电压特点可知，电源电压 U=U L=3 V答：电源电压为3V；(2)解：当闭合S”断开S2时，电路为Ro的简单电路，电流表测Ro的电流，由欧姆定律可得Ro的阻值Ro=,=WJA=答：定值电阻Ro的阻值为10C；(3)解：闭合Si和 S2时，L 与 Ro并联，灯泡正常发光，由P=U I可得，此

14、时通过灯泡的电流“=PL-3WU -3 V-1A此时干路中的电流I=IL+IO=1A+O.3A=1.3A通电Imin电路产生的总热量Q=W=UIt=3Vxl.3AX60S=234J答：同时闭合Si和 S2时，通电Imin电路产生的总热量为234L4.【答案】解：读题可知灯泡电阻儿-%-包 I=灯泡正常发光时电流为 犷p 2=后=彳.九 电路总功率P 总=(&+/?)=0 2)(180+R)=10w，解得R=72C电流通过电阻产生热量Q=I2Rt X72QX60S=480J5.【答案】(1)解：根据表格数据可知，此电动机的额定电压为U 领=220V,额定电流为P 阴=44W；根据P=UI可 知/

15、=专=0.2A答：此电动机的额定电流0.2A。(2)解：根据W=UIt可知此电动机正常工作lOmin所消耗的电能为：W=U/t=220V x 0.2A x10 x 60s=26400/;根据焦耳定律可知线圈消耗的能量为：Q=/2 e=2 x 100n x 10 x60s=2400/由此转化为的机械能:W m=W-Q=26400J-2400J=24000J.答：此电动机正常工作lOmin所消耗的电能和由此转化为的机械能为24000J。6.【答案】(1)解：根据灯L 标有“6V6W”字样，可知灯泡的额定电压为6 V,额定功率为6 W,根据 P=UI可得/=5=黑=14(2)解：即灯L 正常发光时的

16、电流为1A；图中灯泡L 与电阻R 并联，由闭合开关S i时，灯 L 正常发光，可得电源电压为6 V,当再闭合开关S?时，电流表的示数为1.5A,可得通过电阻的电流为0.5A,故 Q=PRt=UIt=6Vx0.5Ax300s=900J7.【答案】(1)解：通过Ri的电流为/=*=3 =-5X答：通过Ri的电流为0.5A(2)解：电源电压为 U=U1+U2=1V+2V=3V电源消耗的总功率为P=U/=3V X 0.5/=1.5W答：电源消耗的总功率为1.5W(3)解：R2的电阻为/?2=牛=怒=4 0R2在 Imin 内产生的热量为 Q=I2R2t=(0.5A)2 x 40 x 60s=60/答：

17、R2在Im in内产生的热量是60Jo8.【答案】(1)解：当开关接2时，电热饭盒处于高温挡，此时电路中只接入R”由公式P=UI变形2 2 2可得P=%，所以高温挡功率为夕=乌 黑1=242LX同 Ai ZUUJ2答:高温档功率是242W；(2)解：高温挡加热 lOmin 产生的热量为 Q=W=Pt=242Wxl0 x60s=1.452xl05j由Q=cmt变形可得dt=所以可以将2kg饭菜升高的温度戊=名=产-。5/_=cm加 3xlO7/(fc5-)x2/c524.2答：可以将2kg饭菜升高的温度是24.2；(3)解：当开关接1时，电热饭盒处于低温挡，此时R i和R2串联，由题意可知，R2

18、的电阻为R2=4RI=4X200Q=800Q由公式p=变形得。=再，所以,当低温挡工作时的实际功率是40W时，实际电压为实=P 低 出 +%)401VX(2000+8000)=200V答：如果低温挡工作时的实际功率是4 0 W,则实际电压是200V。9.【答案】(1)解：由欧姆定律可得电路中的总电阻为/?总=3 =照=240滑动变阻器连入电路的阻值为R=R&-R=240-200=40答：滑动变阻器连入电路的阻值为4C(2)解：煤油吸收的热量为Q吸=c煤对山t=2.1 x 1()3 的 oC；*o.2kg x 3=1260/答：煤油吸收的热量1260J(3)解：电阻丝放出的热量为 Q=l2Rt=

19、(0.54)2 x 20/2 x 5 x 60s=1500/电阻丝的加热效率为 =%x 100%=需%X 100%=84%J L J U U J答：电阻丝的加热效率84%。10.【答案】（1）解：电流通过电动机所做的功：W fi=UIt=12Vx3Ax2x60s=4320J答：电流通过电动机所做的功为4320J（2）解：这台电动机2min内产生的热量：Q=I2Rt=（3A）2X0.4QX2X60S=432J答：电流通过电动机的线圈产生的热量为3888J（3）解：电动机提供的机械能：W l（L=W-Q=4320J-432J=3888J,W这台电动机的效率：n=芦 xi00%=If 瑞x 100%

20、=90%答：该电动机的机械效率是90%11.【答案】（1）解：电源电压U=1R=1.2A x ion=12/答：该电路电源电压为12V；（2）解：通电5 分钟电流通过电阻产生的热量Q=2Rt=（X2A）2 x ion x 5 x 60s=答：通电5 分钟电流通过电阻产生的热量为4320J。12.【答案】解：电阻 R=孝=6.610 =44。；功率 p=W _ 6,6xl047=H00W；I t（5/1）x 60s t 60s的电能 W尸 PL=l.lkWx5h=5.5kWDh.13.【答案】解：4320/5 小时消耗设电源电压为U因为 P=UL 1=,Q=I2Rt；所以，当开关Si和 S4闭合

21、，S2和 S3断开时，R 与 L 串 联（L2短路），依题意有:Ui=p 1 x U*11 x2V=lV额U=Ui+5=lV+5V=6VU尸LRiU-U2=IIR ；当开关SI和 S2闭合，S3和 S4断开时，R 与 L2串联，依题意有：U2=I2R2 U -U2=I2R(4)由、和 得 用=x 勤=x 号 T 当开关，和 S 3 闭合，S 2 和 S 4 断开时，L i 与 L 2 串联，依题意有：R+2介照=3 由、和得：R=R 2=1 0 Qt/2 2L2的额定功率P2=2额=()_ =3.6 W-1 0/2当，、S 2、S 4 均闭合，S 3 断开时，LK L 2 被短路，依题意有：2

22、 2I m i n 内电流产生的热量 Q=F R t=i L r =(6，)x6 0 s=2 1 6 JR 1 1 0 0答：L 2 的额定功率为3.6 W；当S i、S 2、S 4 均闭合，S 3 断开时，I m i n 内电流产生的热量为2 1 6 J.1 4 .【答案】(1)解：挂烫机高温档加热时的电功率P =U I =220Vx5A=1100W答:挂烫机高温档加热时的电功率为1 1 0 0 W(2)解：挂烫机高温档加热时R i 和 R 2 并联，则U 1=U2=U=220V通过R i 的两端的电压不变，电阻不变，故通过R i 的电流大小不变，则通过R 2 的电流/2 =/-0=5A-2

23、A=3A答：高温档加热时通过R 2 的电流是3 A；(3)解：由欧姆定律I=*,得电阻R i 的阻值%=/=鬻=1 1 0 0答：发热电阻R i 的阻值是1 1 0 C;(4)解：电阻 R i 产生的热量 Q i =lRrt=(2 4)2 x 1 1 0/2 X 5 0 s =2 2 0 0 0/答：低档工作5 0 s,电阻R i 产生热量为2 2 0 0 0 L1 5 .【答案】(1)开关与断开，开关S 2 的触片与b 触点接通，R i 与 R 2 串联，胶枪进入预热状态,由丙图可知，预热阶段P T C 的最小电阻为1 0 0 0 Q,串联电路中总电阻等于各分电阻之和,此过程消耗的最大功率：

24、P=2 =(2 2 0，)=2 4.2 WR 1+R 2 i o o o/2+i o o o n答：胶枪在预热过程中消耗的最大功率是2 4.2 W(2)开关S i 闭合，开关S 2 的触片与a 触点接通，R i 与 R 2 并联,由丙图可知，1 7 0 时P T C 的电阻为1 6 0 0。,并联电路中各支路两端的电压相等,.此过程中电路消耗的电能：w=g t+g t=(2 2。炉 x2 0 0 s+(2 2州)2 x2 0 0 s=1 2 1 0 0 J,R1 也 1 6 0 0 0 1 6 0 0 1 2在这过程中胶条吸收的热量：Q W J=W r|=1 2 1 0 0 J x8 0%=9

25、 6 8 0 J答：在这过程中胶条吸收了 9 6 8 0 J的热量(3)胶枪正常工作时，R与R 2并联，由丙图可知P T C的最大电阻为2 2 0 0 C,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，电路中的总电阻：R 产 2 2 o o n moo。,电路中的最小电流：T_ J L _ 220V _n 0 AI 1-R并 一 n o o n -A答：胶枪正常工作时的最小电流是0.2 A1 6.【答案】(1)解：由1=%可得，电动机线圈的电阻：R=3 =翳=2。；I m i n 线圈产生的热量：Q=(D 2R t=(0.3 A)2x2 Q x6 0 s=1 0.8 J答：电动机稳定转动时，线 圈I m i n产生的热量为1 0.8 J(2)解：I m i n 电动机消耗的电能为：W=U I t=6 V xO.3 A x6 0 s=1 0 8 J,I m i n 电动机输出的机械能:Ww w=W-Q=1 0 8 J -1 0.8 J=9 7.2 J答：电动机稳定转动I m i n输 出的机械能为9 7.2 J；(3)解：电能转化为机械能的效率：n=亚机械=糯=9 0%答：此电动机将电能转化为机械能的效率为9 0%