2023年中考九年級物理專項訓練(計算題)：焦耳定律的應(yīng)用

一、計算題

1.電學實驗室有一種恒流電源，將電源接入電路工作時，該電源輸出恒定的電流，而電源兩端的電壓

會隨著外電路的電阻變化而變化。小浩在一次實驗時，將恒流電源接入如圖所示的電路中，其中七、

R2均為定值電阻。只閉合開關(guān),時，電壓表示數(shù)U1=6V，此時電阻%消耗的電功率P=3.6Wo

(1)求該恒流電源輸出的恒定電流；

(2)若同時閉合開關(guān)Si、S2時，電壓表示數(shù)變?yōu)閁2=4V,求定值電阻R2的阻值；

(3)若同時閉合開關(guān)Si、S2,通電Imin,求電阻R2產(chǎn)生的熱能。

2.如圖所示的電路中，電阻Ri的阻值為10C,電源電壓不變.當開關(guān)S接1時，電壓表的示數(shù)為8V,

電流表的示數(shù)為1.2A.求：

(1)R2的阻值是多少？

(2)當開關(guān)S接2時，若通電Imin,電阻R?產(chǎn)生的熱量是多少？

3.有的高檔小轎車座椅中安裝有高低溫擋的電加熱器，其高溫擋工作原理相當于如圖所示的電路圖,

電源電壓恒定不變，其中Ri=12C,R2=6Q,開關(guān)都閉合后，通過Ri的電流為2A,求：

(1)R兩端的電壓？

(2)R2通過的電流？

(3)通電1分鐘，整個電路產(chǎn)生的熱量是多少？

4.如圖所示的電路中，電源兩端電壓保持不變，電阻絲Ri的阻值為10C.當開關(guān)S閉合后，電壓表

的示數(shù)為2V,電流表的示數(shù)為0.4A.求：

(1)通電10s電阻絲Ri產(chǎn)生的熱量;

(2)電源兩端的電壓。

5.在測量小燈泡電功率的實驗中，電路如圖甲所示，電源電壓恒為4V,小燈泡標有“2.5V”字樣，滑動

變阻器規(guī)格為“5001A”，實驗得到小燈泡的LU圖像如圖乙所示。求:

甲乙

(1)小燈泡的額定功率;

(2)小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器R接入電路的阻值;

(3)當小燈泡消耗的功率為0.2W時，通電Imin,滑動變阻器R產(chǎn)生的熱量。

6.一電飯鍋銘牌上標有“220V1100W”字樣.

(1)電飯鍋正常工作時，它的電阻是多少C?

(2)電飯鍋正常工作了lOmin,它產(chǎn)生了多少熱量？

7.母親節(jié)到了，小寧為媽媽買了一個電熱足浴盆如圖，它的內(nèi)部由加熱系統(tǒng)和按摩系統(tǒng)兩部分組成,

加熱系統(tǒng)正常工作時的電壓為220V,電功率600W,求：

(1)加熱系統(tǒng)正常工作15min消耗的電能是多少？正常工作時的電流是多少？發(fā)熱電阻的阻值多

少？(后兩問答案保留一位小數(shù))

(2)小寧幫媽媽泡腳時，向足浴盆中加入5kg初溫為20℃的水，加熱系統(tǒng)正常工作15min將水加

熱到40℃,此加熱過程中水吸收的熱量是多少？水的比熱容(c=4,2xlO3J/(kg-℃))

(3)按摩系統(tǒng)中的電動機工作電壓是12V,工作電流為4A,內(nèi)部線圈電阻是0.5。，該電動機工作

10s線圈所產(chǎn)生的熱量是多少？

8.如圖甲所示電路，％=20,通過R2的電流隨其兩端電壓的變化關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)后，

電路中電流為2A。求：

23卜

(1)/?2的阻值；

(2)電源電壓；

(3)整個電路產(chǎn)生240J的熱量需要的時間。

9.在如圖所示的電路中，標著“3.8V1.444W”的小燈泡，燈泡的電阻不隨溫度的變化。電源電壓U=3V,

R=5Q.求：

(1)只閉合開關(guān)8時，電流表A的示數(shù)是多少？

（2）當開關(guān)Si和S2同時閉合后，電流表A的示數(shù)又是多少？

（3）當開關(guān)Si和S2同時閉合后，小燈泡的實際電功率是多少？

10.如圖，是一個電熱毯電路原理圖.是Ro是電熱毯中的電阻絲，R是與電熱毯電阻絲串聯(lián)的電阻，

電熱毯上標有“220V100W”字樣，S是控制電熱毯處于加熱狀態(tài)或保溫狀態(tài)的開關(guān).

（1）用學過的公式推理說明開關(guān)S斷開時，電熱毯是處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)？

（2）若要求在保溫時電流通過電阻絲Ro每分鐘有60J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電阻R的阻值應(yīng)是多大？

11.電吹風是現(xiàn)代家庭的常見電器.如圖是某簡易電吹風工作原理的電路圖（R為電熱絲，M為電動

機）該電吹風的銘牌見表.求：

額定電壓220V

頻率50Hz

吹熱風時功率1100W

吹冷風時功率100W

①電吹風正常工作且吹熱風時，通過電熱絲的電流.

②電熱絲R的阻值（電熱絲的阻值隨溫度變化忽略）.

③電吹風正常工作且吹熱風時，5min內(nèi)電流通過R產(chǎn)生的熱量.

④若電吹風工作時電熱絲的實際功率為810W,此時供電的實際電壓為多少？

12.如圖所示的電路中，Ri=2C,R2=4C,閉合開關(guān)S后，電流表的示數(shù)為0.5A。求:

（1）電源電壓;

(2)電壓表的示數(shù)和Ri的功率；

(3)電阻R2在Imin內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

13.如圖甲所示的電路中，電阻Ri的阻值為20C,R2為滑動變阻器，其規(guī)格能夠滿足電路要求.電流

表A、Ai的表盤均如圖乙所示，電源電壓為12V,且保持不變.閉合開關(guān)S,在保持電路元件正常使

用的情況下，求:

①電流表Ai的示數(shù)；

②電路中的最大電功率為多少？此時通過R2的電流k是多少？

③若R2為一個規(guī)格為“30C2A”的滑動變阻器，電流表A的示數(shù)變化的最大值△I是多少？

④聯(lián)系家庭電路，并結(jié)合以上計算結(jié)果，類比說一說對合理使用家用電器的啟示.

14.電飯煲CFXB型“220V1100W”的原理圖如圖所示，它有高溫燒煮和保溫兩擋，通過單刀雙擲開關(guān)

S進行調(diào)節(jié)，Ro為電熱絲。當開關(guān)S接高溫燒煮擋時，電路的功率為1100W,當開關(guān)S接保溫檔時，

電路的總功率為22W?

(1)電熱絲Ro的阻值多大？

(2)當電飯煲在正常保溫時電路中的電流多大？

(3)保溫100s,電阻絲R產(chǎn)生的熱量為多少？

15.下表為某電熱水器的銘牌(其中一項內(nèi)容已模糊不清)，電熱水器內(nèi)部簡化電路如圖所示，Ri和R?

均為電熱絲.

XX牌電熱水器

額定電壓220V

求：

(1)電熱絲Ri的阻值.

(2)熱水器在低溫檔正常工作5分鐘所產(chǎn)生的熱量.

(3)熱水器在高溫擋正常工作時的額定電流(結(jié)果保留一位小數(shù)).

16.在圖所示的電路中，電源電壓保持不變，電阻Ri阻值為10歐，滑動變阻器R?標有“20C2A”字樣。

現(xiàn)將兩個電流表Ai、A2分別串接在電路中，當滑動變阻器R2的滑片P從一點向另一點移動過程中，

電流表A,的示數(shù)始終為0.6安，電流表A2的示數(shù)從1.2安減小到1.0安。求：

R1

——1|~S—

_^1_

R;

①電源電壓U。

010秒內(nèi)電流通過電阻R)所做的電功Wlo

③滑動變阻器連入阻值的變化量△R?。

答案

1.（1）解：設(shè)恒流電源的恒定電流為I,當只閉合S1時，電路中只有R1接入電路，由P=U/功率

公式可得/=陷=需=0.6/1

答：該恒流電源輸出的恒定電流為0.6A

（2）解：只閉合Si時，由歐姆定律可得此的阻值%=匕1=名=10。

同時閉合兩個開關(guān)，電阻Ri、R2并聯(lián)，則通過%的電流為/1=*=蓋=04/

根據(jù)并聯(lián)電路分流的特點知^=r=-rr=于字篇=2:1

/V]/27—/]U.O/1—U.4/1

則R2的阻值為/?2=2R1=2xion=200

答：定值電阻R2的阻值為20C

（3）解：由焦耳定律可得電阻R2產(chǎn)生的熱能Q=%2R2t=（/—=（0.6/1-0.44）2*20/2x

60s=48/

答：電阻R2產(chǎn)生的熱能為48J。

2.解：（1）開關(guān)S接1時的等效電路圖如圖1所示，

電源電壓U=Uv=8V,流過電阻R1的電流I產(chǎn)著=蓋=0.8人，

流過電阻R2的電流I2=IA-Ii=1.2A-0.8A=0.4A,

電阻R2的阻值R2=^=黑=20C；

答：電阻R?的阻值是20c.

（2）開關(guān)S接2時的等效電路圖如圖2所示，

通電Imin電阻Rz產(chǎn)生的熱量：

Q=^-=（8y）2x60s=192J：

20。

答：通電Imin,電阻R2產(chǎn)生的熱量是192J.

3.解：由電路圖可知，開關(guān)都閉合后，兩電阻并聯(lián).

（1）由1=1可得，Ri兩端的電壓：

K

Ui=hRi=2Axl2C=24V；

（2）因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,

所以，R2通過的電流：

Uy

._2_i_24V=4A；

(3)因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,

所以，干路電流:

1=11+h=2A+4A=6A,

通電Imin整個電路產(chǎn)生的熱量：

Q=W=UIt=U1It=24Vx6Ax60s=8640J.

答：(1)Ri兩端的電壓為24V；

(2)R2通過的電流為4A；

(3)通電1分鐘，整個電路產(chǎn)生的熱量是8640J

4.(1)解：通電10s電阻絲Ri產(chǎn)生的熱量：

Q=I2Rit=(0.4A)2xl0Qxi0s=16J

答：通電10s電阻絲Ri產(chǎn)生的熱量為16J

(2)解：由1=%得，R1兩端的電壓：

UI=IRI=0.4AX10Q=4V,

根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，電源電壓：

U=UI+U2=4V+2V=6V

答：電源兩端的電壓為6V

5.(1)解：燈泡的額定電壓為2.5V,由圖象可知燈泡正常發(fā)光時的電流為0.3A,燈泡額定功率PspU

題1鮑=2.5VxO.3A=0.75W

答：小燈泡的額定功率是0.75W；

(2)解：由圖甲知，燈泡與變阻器串聯(lián)，電壓表測量燈泡兩端的電壓，電流表測量電路中的電流，小

燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器R兩端的電壓U―U-U領(lǐng)=4V25V=1.5V

由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得，燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的阻值R=2=禺=50

I額U.3A

答：小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器R接入電路的阻值是5C；

(3)解：由圖乙可知，燈泡兩端的電壓是IV,通過它的電流是0.2A,燈泡的電功率為P灰=U/實

=1VX0.2A=0.2W

當小燈泡消耗的功率為0.2W時，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知變阻器兩端的電壓為U潸尸U-U實

=4V-1V=3V

由串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過變阻器的電流為0.2A,即1=I*=0.2A

通電Imin,滑動變阻器R產(chǎn)生的熱量QnWnUQltuSVxO.2Ax60s=36J

答：當小燈泡消耗的功率為O.2W時，通電Imin,滑動變阻器R產(chǎn)生的熱量是36J。

6.【解答】解：(1)電飯鍋額定功率為11OOW,額定電壓為220V,

由P=UI,得電飯鍋的電阻：

K

R=U2=(220V)2=44Q.

~P11OOIV

(2)電飯鍋正常工作時，其實際功率等于額定功率，即為：1100W,工作的時間t為600s,電飯鍋產(chǎn)

生的熱量：

Q?=W=Pt=l100Wx600s=6.6x105J.

答：

(1)電飯鍋正常工作時，它的電阻是44C；

(2)電飯鍋正常工作了lOmin,它產(chǎn)生了6.6X10&J的熱量.

7.⑴解:加熱系統(tǒng)正常工作15min消耗的電能W=Pt=600Wxl5x60s=5.4xl05j

正常工作時的電流/=與=鬻%X2.7/1

22

發(fā)熱電阻的阻值R=號=(濡,*80.70

答:加熱系統(tǒng)正常工作15min消耗的電能是5.4xl()5j,正常工作時的電流是2.7A,發(fā)熱電阻的阻值80.7。；

(2)解：此加熱過程中水吸收的熱量Q=cmAt=4.2x103J/(kg.℃)x5kgx(40℃-20℃)=4.2x105J

答：此加熱過程中水吸收的熱量是4.2xl05j；

(3)解：該電動機工作10s線圈所產(chǎn)生的熱量Q=FR娜t=(4A)2xO.5CxlOs=8()J

答：該電動機工作10s線圈所產(chǎn)生的熱量是80J。

8.(1)解：由圖乙可知，當I2=2.0A,U2=2.0V,則R2的阻值%=2=播=1。

答：R2的阻值為1。；

(2)解：%與R2串聯(lián)，則總電阻R=%+&=20+10=30

總電壓U=lR=2Ax3fl=6V

答：電源電壓為6V；

(3)解：由Q=?Rt可得t=4-==20s

答：整個電路產(chǎn)生240J的熱量需用時20s?

9.(1)解：只閉合開關(guān)，時，電路為R的簡單電路，電流表測電路中的電流，

則電路中電流表A的示數(shù)：L=g=需=0.6A

答：只閉合開關(guān)5時，電流表A的示數(shù)是0.6A

(2)解：由P=UI=比可得，小燈泡的電阻：

R

RL=■=(3.W)2=IOQ,

PL1.444W

當開關(guān)Si和S2同時閉合后，R與L并聯(lián)，電流表測干路電流，

因并聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電路中的總電阻：

R_RRL-50x10。_10c

R6

R+RLM+TonT°,

_U3V

則電流表A的示數(shù)：1=瓦二=加=0.9A

總手”

答:當開關(guān)Si和S2同時閉合后，電流表A的示數(shù)是0.9A

(3)解：當開關(guān)Si和S2同時閉合后，

因并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等，

所以，小燈泡的實際電功率：

PJ=《=NV)2=0.9W

RLion

答：當開關(guān)Si和S2同時閉合后，小燈泡的實際電功率是0.9W

22

10.解：(1)電熱毯是處于保溫狀態(tài).因為如圖所示當開關(guān)S斷開時，Ro與R串聯(lián)，p=」二上

R總瓦+R

[[2TT2

當S閉合時，R被短路，此時所以，閉合時的功率比斷開時的大，因此，相同時間內(nèi)，

R總Ro

..2

閉合時產(chǎn)生的熱量多，所以S斷開時，電熱毯處于保溫狀態(tài).(2)根據(jù)“220V100W”可得：R=q=

(220U)2=484Q因為Ro每分鐘有60J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)公式Q=PRt得□=￡=4aMec解得:

I=^A,所以Ro上的電壓為Uo=I?R磋Ax484C=22V所以R上分到的電壓為Ui=220v-22V=198v所以

二一，U1198V

R的電阻為R=-r=F-=4356C.

n.解：①電熱絲的發(fā)熱功率為P/^P-P*=1100W-100W=1000W

通過電熱絲的電流為1=%=嚅9M.55A.

Uzzuk

答：通過電熱絲的電流為4.55A.②電熱絲的電阻為R=苧=條普%8.4C.

答：電熱絲的電阻為48.4C.③電熱絲產(chǎn)生的熱量為Q=W=Pt=l()()()Wx5x60s=3xl05j.

答：電熱絲產(chǎn)生的熱量為3xl()5j.④電熱絲兩端實際電壓為U%=JP/=V810Wx48.40=198V.

答：電熱絲兩端實際電壓為198V

12.(1)解：閉合開關(guān)S后，兩電阻串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量R1兩端的電壓。根據(jù)電

阻串聯(lián)的特點可知總電阻為R=R]4-R2=2。4-4。=6。

根據(jù)歐姆定律可知電源電壓為U=/R=0.54x60=3V

答：電源電壓為3V；

(2)解：根據(jù)歐姆定律可知電壓表的示數(shù)氏=/%=0.54X20=1V

Ri的功率為Pi=U/=lVx0.54=0.5W

答：電壓表的示數(shù)和R)的功率為0.5VK；

⑶解：電阻R2在Imin內(nèi)產(chǎn)生的熱量為(Q,5A)2X4/2X1X60s=60/

答：電阻R2在Imin內(nèi)產(chǎn)生的熱量為60/。

13.解:①電流表Ai的示數(shù)L=看=揣=0.6A；

②由圖乙可知：電路中的最大電流為電流表A使用3A的量程時，則電路中的最大電流為3A,

最大功率P=UI=12Vx3A=36W；

因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，

所以，則通過R2的電流：

h=I-Ii=3A-0.6A=2.4A；

③若R2為一個規(guī)格為“30。2A”的滑動變阻器，由于Ri支路的電流不變，當滑動變阻器接入電路中的

電阻最大時，干路電流最小，

所以，電流表A的最小示數(shù)I最小=L+LE小=0.6A+0.4A=1A,

由于電流表A的量程為0?3A,所以最大示數(shù)I最大=3A,

△1=1最大-I?小=3A-1A=2A；

④由于并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，當支路電阻越小干路電流越大，所以為保護電路,

使用家用電器時注意額定功率，不能使干路電流超過規(guī)定值.

答：①電流表Ai的示數(shù)為0.6A；②電路中的最大電功率為36W,通過R2的電流12是2.4A；③若

R2為一個規(guī)格為“30C2A”的滑動變阻器，電流表A的示數(shù)變化的最大值是2A；④使用家用電器

時注意額定功率，不能使干路電流超過規(guī)定值.

“2

14.(1)解：VP=J,

R

2

二電熱絲Ro的阻值為Ro=p~=(220V)=44C

f高1100小

答：電熱絲Ro的阻值為44C

(2)解：VP=UL

二電飯煲在正常保溫時電路中的電流為1保=:多=瑞=0.1A

答：電飯煲在正常保溫時電路中的電流為0.IA

(3)解：保溫狀態(tài)下，電路總電阻為R&=告=黯=2200。，

電阻R的阻值為R=R總-Ro=22OOQ-44C=2156C,

電阻R產(chǎn)生的熱量為Q=I供2Rt=(0.1A)2x2156Qxl00s=2156J?

答：電阻R產(chǎn)生的熱量為2156J。

15.(1)解：開關(guān)，閉合、S2接b時，電路為Ri的簡單電路，電熱水器處于中溫檔，

由1=最可得，電阻RI的阻值為R產(chǎn)產(chǎn)=鬻=44。；

K中溫

(2)解：低溫檔正常工作5分鐘產(chǎn)生的熱量為Q