2023年中考九年级物理高频考点 训练-焦耳定律的计算(一)

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220V的电源、阻值为55。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Ri和滑动变阻器R2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0.05A

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。

温度/汽908066605046403635

R10102040507080100120130

------------VWWWNA

R

早L

"----------------0—

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10s产生的热量为多少？

(3)已知控制电路的电源电压U=6V,当调节滑动变阻器R2=70。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Ri的阻值为10。，R2的阻值为30Q,闭合开关后电流表的示数为0.1A.求：

Ri

(1)电源电压；

(2)电阻Ri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“3V3W”字样(灯丝电阻不随温度变化而变化)。

当同时闭合Si和S2时，小灯泡正常发光；闭合8,断开$2时・，电流表示数为0.3A。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“6V2W”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。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2C,当开关闭合后，电压表Vi的示数为IV,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Imin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R『200C,简化电路如图乙所示，氐、R2均是发热

电阻，且Rz的阻值是Ri的4倍。求：

甲乙

(1)高温档功率是多少？

(2)高温挡加热lOmin,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功率是40W,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200g,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“50C1A”。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25升高

了3Do[c®a=2.1xiO3J/(kg・EI)]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。

10.当某电动机两端的电压为12V时，通过电动机线圈的电流为3A,已知电动机线圈的电阻为

0.4Q(保持不变)，通电2min,问：

(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？

11.如图所示电路，电阻R的阻值为10C,闭合开关后，电流表示数为L2A。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。

12.一只烘干箱，当通过的电流是5A时，每分钟产生的热量是6.6X104J,求该烘干箱发热体的电

阻和功率？工作5h用几度电？

13.如图所示，已知小灯泡L的额定电压为2V,L2的额定电压为6V,电源电压保持不变.当开关

Si和S4闭合，S2和S3断开时，电压表示数为5V,Li实际消耗的功率为其额定功率的去；当开关

Si和S2闭合，S3和S4断开时，电压表的示数为3V；当开关&和S3闭合，S?和S4断开时，电流表

的示数为0.5A.设温度对电阻的影响可以不计，求L2的额定功率为多少？当，、S2、S4均闭合，S3

断开时，Imin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50s,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？

16.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3A,松手后

电动机稳定转动，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=220V,由题意可知，电热丝的阻值R=55C,根据欧姆定律

可以得出，电热丝R工作时的电流为/.=&2=空=44

工作R55/2

答：电热丝R工作时的电流为4A。

(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==

(44)2*550x10s=8800/

答：电热丝R通电10s产生的热量为8800J。

(3)解：由控制电路图可知，控制电路的电源电压U=6V,电磁铁、热敏电阻Ri和滑动变阻器R2

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Rq=Rl+R2

当控制电路电流G0.05A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=120。

占1U.UD/I

此时，滑动变阻器阻值R2=70Q则热敏电阻R1的阻值为R1=R总一R2=1200-70/2=500

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RK50C,电路就会发

出报警，由题中表格可知，温度越高，热敏电阻Ri越小，查询表格数据可知，对应热敏电阻

&=50。的温度为60J,则当调节滑动变阻器R2=70Q时，烘干机内温度至少为60□会发出报警信

号。

答：当调节滑动变阻器R2=70C时，烘干机内温度至少60「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Rz支路的电流，

根据欧姆定律可知，定值电阻R2的两端：U2=l2R2=0.1Ax30Q=3V；

由并联电路的电压特点可得电源电压：U=U2=3V

答：电源电压为3V。

(2)解：并联电路各支路两端的电压相等，

电阻Ri在1分钟内产生的热量：Qi=W,=}t=烈)X60S=54J

Riion

答：电阻Ri在1分钟内产生的热量为54J。

3.【答案】(1)解：由图知，闭合，和S2时，L与Ro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=UL=3V

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=UI可得，此时通过灯泡的电流“=

PL-3W

U^-3V-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234L

4.【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=»(&+/?)=02)(180+R)=10w，解得R="72C"电流

通过电阻产生热量Q=I2RtX72QX60S="480J"

5.【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/=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=220Vx0.2Ax

10x60s=26400/;根据焦耳定律可知线圈消耗的能量为：Q=/2e=2x100nx10x

60s=2400/由此转化为的机械能:Wm=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6V,额定功率为6W,根

据P=UI可得/=5=黑=14

(2)解：即灯L正常发光时的电流为1A；图中灯泡L与电阻R并联，由闭合开关Si时，灯L正

常发光，可得电源电压为6V,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=900J

7.【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/=3VX0.5/=1.5W

答：电源消耗的总功率为1.5W

(3)解：R2的电阻为/?2=牛=怒=40

22

R2在Imin内产生的热量为Q=IR2t=(0.5A)x40x60s=60/

答：R2在Imin内产生的热量是60Jo

8.【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

222

可得P=%，所以高温挡功率为「夕="=乌黑1=242〃

LX同AiZUUJ2

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=242Wxl0x60s=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/c5

24.2℃

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Ri和R2串联，由题意可知，R2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40W,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=2.1x1()3〃的♦oC；*o.2kgx3℃=1260/

答：煤油吸收的热量1260J

(3)解：电阻丝放出的热量为Q=l2Rt=(0.54)2x20/2x5x60s=1500/

电阻丝的加热效率为〃=%x100%=需%X100%=84%

JLJUUJ

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：Wfi=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：Wl（L=W-Q=4320J-432J=3888J,

W

这台电动机的效率：n=芦xi00%=If瑞x100%=90%

答：该电动机的机械效率是90%

11.【答案】（1）解：电源电压U=1R=1.2Axion=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）2xionx5x60s=4320/

答：通电5分钟电流通过电阻产生的热量为4320J。

.【答案】解：电阻孝=。；功率4；

12R=6.6[10]=44p=W_6,6xl07=H00W5小时消耗

It（5/1）x60st60s

的电能W尸PL=l.lkWx5h=5.5kWDh.

13.【答案】解：

设电源电压为U

因为P=UL1=,,Q=I2Rt；

所以，当开关Si和S4闭合，S2和S3断开时，R与L串联（L2短路），依题意有:

Ui=p1xU*11x2V=lV

额

U=Ui+5=lV+5V=6V

U尸LRi①

U-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=I2R2③

U-U2=I2R(4)

由①、②、③和④得用=x勤=x号T⑤

当开关，和S3闭合，S2和S4断开时，Li与L2串联，依题意有：

R+2介照=3⑥

由③、④、⑤和⑥得：R=R2=10Q

t/22

L的额定功率P«=2额=(")_=3.6W

22--10/2

当，、S2、S4均闭合，S3断开时，LKL2被短路，依题意有：

22

Imin内电流产生的热量Q=FRt=iLr=(6，)x60s=216J

R1100

答：L2的额定功率为3.6W；当Si、S2、S4均闭合，S3断开时，Imin内电流产生的热量为216J.

14.【答案】(1)解：挂烫机高温档加热时的电功率P^=UI^=220Vx5A=1100W

答:挂烫机高温档加热时的电功率为1100W

(2)解：挂烫机高温档加热时Ri和R2并联，则U1=U2=U=220V

通过Ri的两端的电压不变，电阻不变，故通过Ri的电流大小不变，则通过R2的电流/2=/-0=

5A-2A=3A

答：高温档加热时通过R2的电流是3A；

(3)解：由欧姆定律I=*,得电阻Ri的阻值%=/=鬻=110