2023年中考物理复习《焦耳定律》

《焦耳定律》解析

一'知识梳理

定义：电流通过导体时电能转化为内能。

电流的热效应

r导体电阻

影响因素，通过导体的电流

〔通电时间

焦耳定律跟电流的二次方成正比

跟导体的电阻成正比

跟通电时间成正比

二、实验

串联：电流相同，通电时间相同在右侧电阻并联一个相同阻值电阻

观察U型管液面高度差

电阻大的液面高度差大左侧的液面差较大

三'档位问题

1.串联电路多档位

S闭合、Si断开，低温档（低功率）:勺，=—J

"R+R2

U2

S、Si闭合，高温档（高功率）:Pln}=—

4

2.并联电路多档位

u-

S闭合、Si断开，低温档(低功率):々呆=—

尺4

u2U2

S、S1闭合，高温档(高功率):品=—+—

氏3&

开关S2和b相接，Si断开，低温档：R,=——

保,

U2

开关S2和b相接，S|闭合，中温档:/?!,=—

仆

、,22

开关S2和a相接，Si闭合，高温档：P..=—U+—U

—"R,R,

提示：①辨别档位，实际为的值；

②例如电炉、电热毯等纯电阻类，由电能一内能，实际为“2Q”问题;

③在相同电路中，通电时间相同时，实际比较“P=YW”中的“P”值

〃2

④公式选用：W==结瑞、律==

5■七nil

2U

_W_r”结合欧姆定律、。—rR-

P--»~>PTK~~R

四、针对训练

1.如图所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关

So自动控制)，阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L,额定电压220V,加热时的功率400W,保温时

的功率40W。试问：

(1)饮水机处于保温状态时温控开关So应处于什么状态？

(2)Ri和&的电阻值各是多大？

(3)在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V,加热效率为80%,若将装满水箱的水从20℃

加热至100℃,需要多长时间?匕木=4.2Xl()3j/(kg•℃),p水=1.0Xl()3kg/m3,忽略温度对电阻的影响］

rWwWv--LAjvvvJL

&&

----------o220Vo-----------

解析：(1)保温状态时

u2

由?=打得「=—R,当R总有最大值，则P有最小值则，则So断开

(2)当So闭合时，电路中接入电路为高温档

u2i/2_(220V)2

由p=y—得:

R、可==121。

R400W

当保温时,R&=Rt+R2

-4-小嗜=1210。

则/??=/?A-/?I=1210Q-121Q=10890

(3)V，k=2L=2XlO^n?

由夕=—得:m=0vM.0X103kg/m3X2X103m3=2kg

由。得：Q=cmAt=4.2Xl(fij/(kg•℃)X2kgX(100℃-20℃)=6.72X105J

6-72X15J

由〃=2xl00%得：W=^-=0=8.4x105J

'Wrj80%

,,If伯,WR8.4X103JX121Q

由皿IZ=/n?/=〃IU〃=—，得：t'=—r=----------------------=254Is

RU2(220V)2

2.某型号电饭煲有保温和加热功能，如图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲在一次工作中

电功率与时间的关系图象。

(1)当开关S接触点2时，电饭煲处于保温(选填“保温”或“加热”状态，此时电饭煲的电功

率为0.2kW。

(2)计算电路中幻的电阻是多少？

(3)电饭煲在这一次工作中一共消耗了多少J电能？

♦P/W

800-------->

200-------1------:

0122|f/min

CJ

解析：(2)当电饭煲为高温档时，电路中仅接入电阻R,P.,=800W

U2"2_(220Vy

由「=一得:60.50

R可=800W

(3)W=Wi+W2=P,ltr,+PK/2=8OOWX12X60s+200WX(21-12)X60s

=5.76X105J+1.08X105J=6.84X105J

3.有一台热水器，内部简化电路如图所示，凡和&均为电热丝。Ri=88Q,&=22Q。求:

(1)高温挡正常工作lOmin,电热水器消耗的电能；

(2)低温挡正常工作时热水器的功率；

(3)中温挡正常工作lOmin电热丝产生的热量。

u2

解析：(1)根据P=——得：当S2与a相接时，有:

R

-^^._&L&±=2750W

P高P'+P24+&880+22Q

W=P/=275（）WX10X60s=1.65X106J

(2)低温档时,S2与b相接,Sj断开，则我忠=凡+&

U2U2（220V）-

由p=，得：p=——=-----'―=440W

R4+凡88C+22Q

(3)中温档S2与b相接时,Si闭合,仅用接入

U2U2_（220V）2

由得:%=550W

R飞88Q

W=P中r=550WX10X60s=3.3X105J

4.如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动

打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所

示，开关S可切换加热和保温两种状态，R、R?是发热电阻，豆浆机的主要参数如表。请解答下列问题：

(1)某次向豆浆机中加入黄豆和清水1.0kg,打浆完成后浆的初温40℃,加热该浆使其温度升高到

100℃,需要吸收多少热量？[设该浆的比热容4.0X1Q3J/(kg•℃)]

(2)电阻凡和&的阻值分别为多大？

(3)该九阳豆浆同时处于打浆和加热时，正常工作Imin所消耗电能为多大？

型号额定电压打浆装置电热装置

电机功率加热功率保温功率

JYP-P11S220V

180W1000W242W

解析：（1）由。吸=。胆4/=4.2乂103“（|^・。0XlkgX（100℃-40℃）=2.4X105J

(2)当电路为保温档时，P保=242W,电路中接入凡以及治

u2_(220V)2

根据p=，得：Rn=200Q

R总司=242W

当电路为高温档时,P«=1000W,电路中接入尺

U2[/2_(220V)2

根据P=±-得:=48.4。

R~P1000W

由Ro=R+&得：R\=RS-/?2=200Q-48.4Q=151.6Q

(3)同时打浆以及加热：P&^P180W+1000W=1180W

W^Pt=1180WX60s=7.08X104J

5.图甲是最大功率为1000W的电煎锅，它分为高、中、低三挡。图乙是其简化电路图，S为总开关,