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 R1 、 R2 均为定值电阻。只闭合开关S1时，电压表示数 U1=6V ，此时电阻 R1 消耗的电功率 P=3.6W 。 （1）求该恒流电源输出的恒定电流； （2）若同时闭合开关S1、S2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S1、S2，通电1min，求电阻 R2 产生的热能。2如图所示的电路中，电阻R1的阻值为
2、10，电源电压不变当开关S接1时，电压表的示数为8V，电流表的示数为1.2A求：（1）R2的阻值是多少？（2）当开关S接2时，若通电1min，电阻R2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R1=12，R2=6，开关都闭合后，通过R1的电流为2A，求：（1）R1两端的电压？（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R1的阻值为10当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A求：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量； （2）
3、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4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50 1A”，实验得到小灯泡的I-图像如图乙所示。求：（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1min，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？（2）电饭锅正常工作了10min，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220V，电
4、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（c4.2103J/(kg)）（3）按摩系统中的电动机工作电压是12V，工作电流为4A，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， R1=2 ，通过 R2 的电流随其两端电压的变化关系如图乙所示，闭合开关后，电路中电流为2A。求： （1）R2 的阻值； （2）电源电压； （3）
5、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U3V，R5求：（1）只闭合开关S1时，电流表A的示数是多少？ （2）当开关S1和S2同时闭合后，电流表A的示数又是多少？ （3）当开关S1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R0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R
6、0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： 额定电压 220V 频率 50Hz 吹热风时功率 1100W 吹冷风时功率100W 电吹风正常工作且吹热风时，通过电热丝的电流电热丝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，5min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？12如图所示的电路中，R12，R24，闭合开关S后，电流表的示数为0.5A。求：（1）电源电压；（2）电压表的示数和R1的功率；（3）电
7、阻R2在1min内产生的热量。13如图甲所示的电路中，电阻R1的阻值为20，R2为滑动变阻器，其规格能够满足电路要求电流表A、A1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A1的示数；电路中的最大电功率为多少？此时通过R2的电流I2是多少？若R2为一个规格为“30 2A”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，类比说一说对合理使用家用电器的启示14电饭煲CFXB型“220V 1100W”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，R0为电热丝。当开关S接高温烧煮挡时
8、，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R0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，R1和R2均为电热丝.求：（1）电热丝Rl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R1阻值为10欧，滑动变阻器R2标有“202A”字样。现将两个电流表A1、A2分别串接在电路中，当滑动变阻器R2的
9、滑片P从一点向另一点移动过程中，电流表A1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：电源电压U。10秒内电流通过电阻R1所做的电功W1。滑动变阻器连入阻值的变化量R2。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 R1 接入电路，由 P=UI 功率公式可得 I=PU1=3.6W6V=0.6A答：该恒流电源输出的恒定电流为0.6A（2）解：只闭合S1时，由欧姆定律可得 R1 的阻值 R1=U1I=6V0.6A=10同时闭合两个开关，电阻 R1 、 R2 并联，则通过 R1 的电流为 I1=U2R1=4V10=0.4A根据并联电路分流的特点知 R2
10、R1=I1I2=I1I-I1=0.4A0.6A-0.4A=2:1则 R2 的阻值为 R2=2R1=210=20答：定值电阻 R2 的阻值为20（3）解：由焦耳定律可得电阻 R2 产生的热能 Q=I22R2t=(I-I1)2R2t=(0.6A-0.4A)22060s=48J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I1=UR1=8V10=0.8A，流过电阻R2的电流I2=IAI1=1.2A0.8A=0.4A，电阻R2的阻值R2=UI2=8V0.4A=20；答：电阻R2的阻值是20（2）开关S接2时的等效电路图如图
11、2所示，通电1min电阻R2产生的热量：Q=U2R2=8V22060s=192J；答：通电1min，电阻R2产生的热量是192J3解：由电路图可知，开关都闭合后，两电阻并联（1）由I=UR可得，R1两端的电压：U1=I1R1=2A12=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：I2=U2R2=U1R2=24V6=4A；（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：I=I1+I2=2A+4A=6A，通电1min整个电路产生的热量：Q=W=UIt=U1It=24V6A60s=8640J答：（1）R1两端的电压为24V；（2）R2通过的电流为4A；（3）通
12、电1分钟，整个电路产生的热量是8640J4（1）解：通电10s电阻丝R1产生的热量： QI2R1t（0.4A）21010s16J答：通电10s电阻丝R1产生的热量为16J（2）解：由I UR 得，R1两端的电压： U1IR10.4A104V，根据串联电路电压规律可知，电源电压：UU1+U24V+2V6V答：电源两端的电压为6V5（1）解：灯泡的额定电压为2.5V，由图象可知灯泡正常发光时的电流为0.3A，灯泡额定功率P额=U额I额=2.5V0.3A=0.75W答：小灯泡的额定功率是0.75W；（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
13、时，滑动变阻器R两端的电压U滑=U-U额=4V-2.5V=1.5V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=U滑I额=1.5V0.3A=5答：小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值是5；（3）解：由图乙可知，灯泡两端的电压是1V，通过它的电流是0.2A，灯泡的电功率为P实=U实I实=1V0.2A=0.2W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滑1=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0.2A，即I= I实=0.2A通电1min，滑动变阻器R产生的热量Q=W=U滑1It=3V0.2A60s=
14、36J答：当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量是36J。6【解答】解：（1）电饭锅额定功率为1100W，额定电压为220V，由P=UI，I=UR得电饭锅的电阻：R=U2P=220V21100W=44（2）电饭锅正常工作时，其实际功率等于额定功率，即为：1100W，工作的时间t为600s，电饭锅产生的热量：Q放=W=Pt=1100W600s=6.6105J答：（1）电饭锅正常工作时，它的电阻是44；（2）电饭锅正常工作了10min，它产生了6.6104J的热量7（1）解：加热系统正常工作15min消耗的电能W=Pt=600W1560s=5.4105J正常工作时的电
15、流I=PU=600W220V2.7A发热电阻的阻值R=U2P=(220V)2600W80.7答：加热系统正常工作15min消耗的电能是5.4105J，正常工作时的电流是2.7A，发热电阻的阻值80.7；（2）解：此加热过程中水吸收的热量Q=cmt=4.2103J/(kg)5kg(40-20)=4.2105J答：此加热过程中水吸收的热量是4.2105J；（3）解：该电动机工作10s线圈所产生的热量Q=I2R线圈t=(4A)20.510s=80J答：该电动机工作10s线圈所产生的热量是80J。8（1）解：由图乙可知，当 I2=2.0A ， U2=2.0V ，则 R2 的阻值 R2=U2I2=2.0
16、V2.0A=1答： R2 的阻值为 1 ；（2）解： R1 与 R2 串联，则总电阻 R=R1+R2=2+1=3总电压 U=IR=2A3=6V答：电源电压为6V；（3）解：由 Q=I2Rt 可得 t=QI2R=240J(2A)23=20s答：整个电路产生240J的热量需用时20s。9（1）解：只闭合开关S1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：I1 UR 3V5 0.6A答：只闭合开关S1时，电流表A的示数是0.6A（2）解：由PUI U2R 可得，小灯泡的电阻： RL UL2PL (3.8V)21.444W 10，当开关S1和S2同时闭合后，R与L并联，电流
17、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总 RRLR+RL 5105+10 103 ，则电流表A的示数：I UR总 3V103 0.9A答：当开关S1和S2同时闭合后，电流表A的示数是0.9A（3）解：当开关S1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：PL U2RL (3V)210 0.9W答：当开关S1和S2同时闭合后，小灯泡的实际电功率是0.9W10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，R0与R串联，P=，当S闭合时，R被短路，此时P=所以，闭合时的功率比断开时的大，因此，相同时间内，闭合时产生的热
18、量多，所以S断开时，电热毯处于保温状态（2）根据“220V 100W”可得：R=U2P=(220V)2100W=484因为R0每分钟有60J的电能转化为内能，根据公式Q=I2Rt得I2=QRt=60J48460S解得：I=122A，所以R0上的电压为U0=IR=122A484=22V所以R上分到的电压为U1=220v22v=198v所以R的电阻为R=U1I=198V122A=435611解：电热丝的发热功率为P热=PP冷=1100W100W=1000W 通过电热丝的电流为I= P热U = 1000W220V 4.55A答：通过电热丝的电流为4.55A电热丝的电阻为R= UI = 220V4.5
19、5A 48.4答：电热丝的电阻为48.4电热丝产生的热量为Q=W=Pt=1000W560s=3105J答：电热丝产生的热量为3105J电热丝两端实际电压为U实= P实R = 810W48.4 =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 RR1+R22+46根据欧姆定律可知电源电压为 UIR0.5A63V答：电源电压为3V；（2）解：根据欧姆定律可知电压表的示数 UVIR10.5A21VR1的功率为 P1UVI1V0.5A0.5W答：电压表的示数和R1的功率为 0.5W ；（3）解
20、：电阻R2在1min内产生的热量为 QI2R2t（0.5A）24160s60J答：电阻R2在1min内产生的热量为 60J 。13解：电流表A1的示数I1= UR1 = 12V20 =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=12V3A=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：I2=II1=3A0.6A=2.4A；若R2为一个规格为“30 2A”的滑动变阻器，由于R1支路的电流不变，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，则I2最小= UR2最大 = 12V30 =0.4A，所以，电流
21、表A的最小示数I最小=I1+I2最小=0.6A+0.4A=1A，由于电流表A的量程为03A，所以最大示数I最大=3A，I=I最大I最小=3A1A=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A1的示数为0.6A；电路中的最大电功率为36W，通过R2的电流I2是2.4A；若R2为一个规格为“30 2A”的滑动变阻器，电流表A的示数变化的最大值I是2A；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14（1）解：P U2R ， 电热丝R0的阻值为R0 U2P高 (220V)21100
22、W 44答：电热丝R0的阻值为44（2）解：PUI， 电饭煲在正常保温时电路中的电流为I保 P保U 22W220V 0.1A答：电饭煲在正常保温时电路中的电流为0.1A（3）解：保温状态下，电路总电阻为R总 UI保 220V0.1A 2200， 电阻R的阻值为RR总R02200442156，电阻R产生的热量为QI保2Rt（0.1A ）22156100s2156J。答：电阻R产生的热量为2156J。15（1）解： 开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，电热水器处于中温档，由I=UR可得，电阻R1的阻值为R1=UI中温=220V5A=44；（2）解：低温档正常工作5分钟产生的热量为Q=W
23、=UI低温t=220V2A560s=1.32105J；（3）解：开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，电热水器处于低温档，此时电路的总电阻为R=UI低温=220V2A=110，R2的阻值为R2=R-R1=110-44=66；开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联，电热水器处于高温档，I高温=I1+I2=UR1+UR2=220V44+220V668.3。16解：由电路图可知，R1与R2并联，根据滑片移动，电流表A1的示数始终为0.6安知，电流表A1与电阻R1串联，根据欧姆定律I UR 知电源电压为：UI1R10.6A106V； 10秒内电流通过电阻R1所做的电功：W1U1I1t6V0.6A
24、10s36J；若电流表A2测量通过电阻R2的电流I2，I2小1.0A，滑动变阻器R2的最大电阻：R2大 UI2小 6V1.0A 6，I2大1.2A，滑动变阻器R2的最小电阻：R2小 UI2大 6V1.2A 5，滑动变阻器连入阻值的变化量：R2R2大R2小651；若电流表A2测量干路的电流I，I2小II11.0A0.6A0.4A，滑动变阻器R2的最大电阻：R2大 UI2小 6V0.4A 15，I2大II11.2A0.6A0.6A，滑动变阻器R2的最小电阻：R2小 UI2大 6V0.6A 10，滑动变阻器连入阻值的变化量：R2R2大R2小15105；答：电源电压U为6V；10秒内电流通过电阻R1所做的电功W1为36J；滑动变阻器连入阻值的变化量R2为1或5。13
