焦耳定律的公式及简单应用高频考点 归纳练 2025年中考物理二轮复习备考

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焦耳定律的公式及简单应用高频考点 归纳练
2025年中考物理二轮复习备考
一、计算题
1．如图所示，电源电压为4.5V且保持不变，定值电阻R1的阻值为5Ω，闭合开关后电压表的示数为3V。求：
(1)通过R1的电流；
(2)通电1min电流通过R2产生的热量。
2．某型号的电饭锅的铭牌上标有“220V 1100W” 字样，其简化原理图如图所示。它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S 进行调节，为电热丝。当电饭锅处于高温烧煮挡时，电路的功率为1100W；当电饭锅处于焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W。
(1)电饭锅在高温挡时电路中的电流。
(2)电阻丝的阻值。
(3)焖饭、保温10min，电热丝产生的热量。
3．如图所示，灯泡标有“12V 6W”的字样，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为。闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。（请画出相应的等效电路图）
(1)求灯泡正常发光时的电阻是多少；
(2)滑片P移至b端，开关S1拨至1，闭合开关S，求定值电阻工作产生的热量是多少；
(3)接着将开关S1拨回2，电流表示数为0.2A，求此时灯泡的实际功率是多少？
4．如图所示，灯泡L标有“6V，3W”的字样（电阻受温度影响），定值电阻R=10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电流；
(2)滑片P移至a端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量；
(3)接着将开关S拨回2，滑片P移至b端，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功率。
5．如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙所示，S1为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管，阻值为44Ω，且不变。消毒柜的总功率约为1250W，臭氧发生器的功率为150W，一次消毒需要60min。求：
(1)消毒柜正常工作时，通过加热管R的电流多大？
(2)每消毒一次，消毒柜所消耗的电能为多少？
(3)若不计热量损失，每消毒一次，餐具所吸收的热量为多少？
6．如图所示，是某实验小组设计的一种电热饮水机电路原理图。该饮水机的水箱容积是1L。它通过机内温控开关S进行自动控制，实现加热和保温两种功能。电路电压为220V，当处于加热挡时电路消耗的总功率为1100W；处于保温挡时，电路消耗的总功率为242W。问：
(1)R1和R2的阻值各是多大？
(2)该饮水机在保温状态下工作10min，R1产生的热量是多少？
(3)该饮水机的加热效率为70%（即电流产生热量有70%能被水吸收）。在傍晚时候是用电高峰期，实际工作电压只有200V，这时候将一满水箱的水从16℃加热至100℃，需要多少分钟？（已知c水=4.2×103J/（kg℃），ρ水=1.0×103kg/m3，不计温度对电阻的影响）
7．如图甲所示，有一种自动门，当人靠近门时，门会自动开启，当人离开后门自动关闭．科技小组设计制作了模拟自动门，图乙是部分模拟电路的示意图，电动机标有“220V 44W”的字样，其线圈电阻为；控制电路的电源电压U为24V，为定值电阻，人体红外传感器的阻值随人体到大门距离L变化的关系如下表；当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸引与触点接触，电动机开始工作，门开启。（不计电磁铁线圈及衔铁的电阻）
(1)门开启一次用时3s，则这段时间内电动机因发热消耗的电能为多少？
(2)经测试时刚好触发电动机工作，则的阻值为多少？
(3)若将一只量程满足使用要求的电压表并联在两端，通过电压表的示数能够直观反映人与门间的距离，则电压表表盘上16V的刻度对应的L值是多少？
电阻 60 90 120 150 180 210
距离L/m 0 1 2 3 4 5
8．R是阻值可随压力F变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R0=20，当F=0N时，乙电路中电流表示数为0.1A，电流表量程为0~0.6A。求：
(1)电源电压；
(2)图乙中，当压力为300N时，1min内电阻R0产生的热量；
(3)图丙中，压力F的最大值。
9．图是某加热座椅简化工作原理图。电源电压恒为，电阻阻值为。闭合开关和。电路处于加热状态，加热功率为；只闭合，电路处于保温状态。求：
(1)加热时通过电阻的电流；
(2)电阻的阻值；
(3)保温电路产生的热量。
10．如图所示电路，电源电压保持3V不变。只闭合开关，电流表示数为0.3A。闭合开关、，电流表示数为0.5A。求：
(1)通过的电流；
(2)的阻值；
(3)通电10s，电流通过产生的热量。
11．如图甲所示是一种新款暖脚器，通过开关来实现高、低温挡位功能切换，其简化电路如图乙所示，虚线框内为导线。该暖脚器高温挡的功率是440W，低温挡的功率是110W，额定电压是220V。求：
(1)加热电阻与的阻值；
(2)在用电高峰期，实际电压为200V时，高温挡工作11min产生的热量；
(3)若在图乙中虚线框内串联一个电阻，对暖脚器的高、低温挡功率是否有影响？简要说明判断的依据。
12．如图甲所示是一款电热暖脚器，可通过旋钮来实现高、低温挡位切换，其内部简化电路如图乙所示，图中R1、R2均为加热电阻（阻值不变）。该暖脚器高温挡的功率是440W，低温挡的功率是110W。求：
(1)低温挡位时电路中电流是多少？
(2)该暖脚器在高温挡连续工作5min产生的热量是多少？
(3)加热电阻R1的阻值是多少？
参考答案
1．(1)0.3A
(2)54J
（1）图中两个定值电阻串联，电压表测量的电压，根据串联电压规律知，的电压为
根据欧姆定律知，通过R1的电流
（2）根据串联电路的电流规律知，通过R2的电流
通电1min电流通过产生的热量
2．(1)5A
(2)44Ω
(3)264J
（1）由可知，在电压一定时，电阻越小，电功率越大，由电路图可知，S应接2触点时，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温烧煮挡。 由题意高温烧煮时功率为1100W，电饭锅在高温挡时电路中的电流
（2）由得，电阻
（3）电饭煲保温时电流
保温电热丝R0消耗的电能
W=I保2R0t=(0.1A)2×44Ω×10×60s=264J
3．(1)24Ω
(2)48J
(3)0.96W
（1）灯泡正常发光时的电阻是
（2）闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光，只有小灯泡接入电路，等效电路图如图所示：
此时灯泡正常发光，说明电源电压为12V，滑片P移至b端，开关S1拨至1，闭合开关S，灯泡L被短路，R1全部接入，R1与R2串联，等效电路图如图所示：
则电路中的电流为
定值电阻工作产生的热量是
（3）接着将开关S1拨回2，R2被短路，R1与滑动变阻器串联，等效电路图如图所示：
灯泡的实际功率是
4．(1)0.5A
(2)
(3)0.288 W
（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流为
（2）闭合开关S，将开关S拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压为
U=U额=6V
滑片P移至a端，开关S拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为0，灯泡L被短路，只有电阻R工作，根据可得，定值电阻R工作10min产生的热量
（3）接着将开关S拨回2，滑片P移至b端，滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流，由U=IR可得，滑动变阻器两端的电压为
由串联电路的电压特点可知，灯泡L两端的实际电压为
此时灯泡的功率为
5．(1)5A
(2)4.5×106J
(3)3.96×106J
（1）分析电路图可知，石英加热管与臭氧发生器并联，则石英加热管两端电压等于电源电压，则通过加热管R的电流
（2）消毒柜的总功率约为1250W，一次消毒需要60min，则每消毒一次，消毒柜所消耗的电能
（3）臭氧发生器的功率为150W，则石英加热管的功率
不计热量损失，每消毒一次，餐具所吸收的热量
6．(1)；
(2)31944J
(3)9.2min
（1）由电路图可知，开关S接a时，只有R1接入电路，由公式可知，此时电路电阻较小，功率较大，处于加热挡，开关S接b时，R1与R2串联接入电路，由公式可知，此时电路总电阻较大，功率较小，处于保温挡。由题意可知，处于加热挡时，电路消耗的总功率为1100W，则R1的阻值为
处于保温挡时，电路消耗的总功率为242W，则R1与R2串联的总阻值为
则R2的阻值为
（2）由公式可知，该饮水机在保温状态下工作时，电路中的电流为
该饮水机在保温状态下工作10min，R1产生的热量为
（3）由公式可知，一满水箱的水的质量为
将一满水箱的水从16℃加热至100℃，水吸收的热量为
该饮水机的加热效率为70%，由可知，此过程，电流产生的热量为
由题意知，实际工作电压只有200V，此时电路中的电流为
由公式可知，加热需要的时间为
7．(1)0.6J
(2)60Ω
(3)2m
（1）解：根据题意可知，电动机标有“220V 44W”的字样，则电动机工作时，线圈中的电流为
由因为其线圈电阻为，所以门开启一次用时3s，这段时间内电动机因发热消耗的电能为
（2）当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开，此时控制电路的总电阻为
由人体红外传感器的阻值随人体到大门距离L变化的关系表可知，当L=4m时，R0的阻值为180Ω，根据电阻的串联可知，的阻值为
（3）根据图乙可知，R1和R0串联，控制电路的电源电压U为24V，且电压表并联在两端，根据串联电路的电压规律可知，当电压表表盘上16V时，R1两端的电压为8V，又R1的阻值为60Ω，则R0的阻值为120Ω，由人体红外传感器的阻值随人体到大门距离L变化的关系表可知，电压表表盘上16V的刻度对应的L值是2m。
8．(1)6V
(2)48J
(3)200N
（1）由乙图可知，两个电阻串联，当F=0N时，R=40，电流表示数为0.1A，则电源电压为
（2）图乙中，当压力为300N时，R1=10，电路中的电流为
1min内电阻R0产生的热量为
（3）图丙中，两个电阻并联，电流表量程为0~0.6A；因压力F越大则接入的电阻越小，当达到电流表最大量程时，电路中允许接入的电阻最小，此时电阻R0所在分支电流为
根据并联电路分流可知，电阻R所在分支电流为
可知此时
由图可知此时压力F的最大值为200N。
9．(1)1A
(2)24Ω
(3)
（1）加热状态，和并联
加热时通过电阻的电流
（2）由得
通过电阻的电流
电阻的阻值
（3）保温时产生热量
10．(1)0.2A
(2)10Ω
(3)9J
（1）分析电路图可知，只闭合开关，只有电阻连入，电流表测通过的电流，电流表示数为0.3A，则通过的电流
闭合开关、时，与并联，电流表测干路电流，则干路电流
由并联电路中电流规律可知，通过的电流
（2）电源电压保持3V不变，并联电路中，各支路两端电压等于电源电压，所以的阻值
（3）由焦耳定律可知，通电10s，电流通过产生的热量
11．(1)
(2)
(3)有影响，理由见解析
（1）根据串并联电路的电阻特点可知，当开关与触点1接触时，此时、串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，处于低温挡；此时电路的总电阻为
当开关与触点2接触时，此时只有连入电路，电路的总电阻最小，为高温挡，则的阻值为
则的阻值为
（2）在用电高峰期，实际电压为200V时，高温挡工作11min产生的热量为
（3）若在图乙中虚线框内串联一个电阻，当开关与触点1接触时，电路的总电阻变大，由可知电路的总功率变小，低温挡功率变小；当开关与触点2接触时，电路的总电阻变大，由可知电路的总功率变小，高温挡功率变小；所以，若在图乙中虚线框内串联一个电阻，对暖脚器的高、低温挡功率有影响。
12．(1)0.5A
(2)
(3)330Ω
（1）根据P=UI可得，低温挡位时电路中电流是
（2）该暖脚器在高温挡连续工作5min产生的热量是
（3）根据串并联电路的电阻特点可知，当旋转开关位于1挡时，此时R1、R2串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，处于低温挡；此时电路的总电阻为
当旋转开关位于2挡时，此时只有连入电路，为高温挡，的阻值为
的阻值为
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