2025年中考物理二轮复习：焦耳定律的综合计算 专题练习题（含答案解析）

这是一份2025年中考物理二轮复习：焦耳定律的综合计算 专题练习题（含答案解析），共21页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。

一、计算题
1．如图甲所示的电路中，电源电压恒为8V，R2是阻值为40Ω的定值电阻，R1为压敏电阻，R1的阻值随压力大小的变化如图乙所示。当开关S闭合后，求：
（1）当电流表示数为0.4A时，通过压敏电阻R1的电流为多少？此时压敏电阻受到的压力为多少？
（2）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为多少？
（3）若电流表量程为0~0.6A，则压敏电阻能承受的最大压力是多少？
2．如图甲所示，是某品牌电吹风的原理图，S是功能切换开关，可实现“关”、“凉风”、“热风”之间的转换，某次工作过程中，其电功率与时间的图像如图乙所示。求：
（1）电吹风吹凉风时，通过电动机的电流是多大？
（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的线圈电阻是8Ω，若电吹风吹凉风10min，则电动机线圈产生的热量是多少？
（4）某一天，小仁断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中如丙图所示的电能表6min内指示灯闪烁了150次，求电吹风此时的实际功率是多少？
3．如图甲所示是一款热卖的最新款式暖脚器，通过旋钮来实现高、低温挡位功能切换。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）加热电阻是多少？
（2）在用电高峰期，实际电压为200V时，高温挡工作11min产生的热量是多少？
（3）若在图乙中虚线框内串联一个电阻，对暖脚器的高、低挡功率会有怎样的变化？简要说明判断的依据。

4．如图所示，电源电压恒定，R2=30Ω。
（1）开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片在最右端时，此时电流表示数0.2A，求电源电压是多少伏？
（2）开关S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片在最右端时。电流表示数0.5A，R1最大电阻是多少欧姆？
（3）开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片在最左端时，5min内电阻R2产生多少热量？
5．将标有“30Ω 2A”的滑动变阻器和阻值为5Ω的定值电阻接入如图所示电路中，电源电压恒定不变，闭合开关，电压表示数为6V。求：
（1）通过定值电阻的电流；
（2）通电10s，定值电阻产生的热量；
（3）将滑动变阻器滑片移至最右端时，电流表示数的大小。
6．在图所示的电路中，R1 =15 Ω，R2 =10 Ω，闭合开关后电流表的示数为0.3 A．求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1工作1 min产生的热量。
7．如图所示电路，电源电压恒定不变，R1、R3为定值电阻，R1=10Ω，滑动变阻器R2最大阻值未知。只闭合开关S1、S3，滑动变阻器R2的滑片P位于a端时，电流表示数为0.6A；滑片P位于b端时，电流表示数为0.1A。（画出等效电路图）
（1）求电源电压；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）若只闭合开关S2、S3，使R2的滑片P位于a端，此时电流表示数为0.42A，求R3通电20s产生的热量。
8．如图甲所示是一款养生壶，其原理图如图乙所示。已知养生壶的额定电压为220V，和都是用于对茶水加热的电热丝，该壶有加热挡和保温挡，其中额定保温功率和额定加热功率分别为242W、1210W。[已知：电热丝电阻不变，养生壶在使用时其两端电压恒定，茶水的比热容]。求：
(1)养生壶正常保温时的电流；
(2)电阻的阻值；
(3)用电高峰时家庭实际电压往往偏低，某次家庭实际电压为200V时，使用该养生壶用加热挡将1kg的茶水从13℃加热至98℃刚好沸腾时，用时400s，求养生壶的加热效率。
9．百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。亮亮同学将自己的压岁钱省下来给爷爷买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为3Ω，加热电阻阻值为48.4Ω，电源电压220V稳定不变。
（1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩10min，电动机线圈产生的热量是多少？
（2）加热电阻正常工作时的电功率是多少？
（3）在足浴盆中加入初温20℃，体积为4L的水，加热电阻正常工作420s，水温升高至40℃，它的电加热效率为多少？[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
10．如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为50V且保持不变，电路中的电流是2A，电动机线圈的电阻是5Ω，有一个重物在电动机带动下10s钟匀速上升10m，则物体重力多少？
11．学校创课小组设计了一种多挡位电热切割刀如图甲所示，电热切割刀的加热电路如图乙所示，电源电压不变，电阻R1的阻值为30Ω，当只闭合S1时，通过R1的电流为0.4A，电路处在低温挡；再闭合开关S2后，干路电流为0.6A，电路处在高温挡。求：
（1）电源电压；
（2）R2的阻值；
（3）通电高温切割1min，电流通过R2产生的热量是多少？
12．如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12V 18W”字样（R1和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1A。求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量。
13．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。
14．在如图所示电路中，电源电压保持不变，定值电阻的阻值为20Ω，为滑动变阻器，当闭合开关，滑片P处于a端时，电流表示数为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）当滑片P处于b端时，电压表示数为8V，滑动变阻器的最大电阻大小；
（3）当滑片P处于b端时，定值电阻通电100s，其产生的热量大小。
15．2024年2月17日，国产大飞机C919抵达新加坡参加展会，这是国产大飞机第一次在国外亮相。飞机上要及时检测机内的气压、温度和湿度等重要指标。小明利用湿敏电阻R和电压表等器材改装了一个可以测量湿度的监测仪，图甲为简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为20Ω，湿敏电阻R的阻值随湿度%RH变化的关系图像如图乙所示，求：
（1）空气湿度为30%RH时电路工作10min产生的热量。
（2）电压表示数为9V时空气的湿度。
16．如图甲所示为一台电热足浴器，图乙是其内部电路工作原理简图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，电热足浴器的部分技术参数如表，问：[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）电热足浴器工作时是利用了电流的 效应；
（2）求电热足浴器低温挡的额定功率是多少？( )（计算结果保留一位小数）
（3）用电热足浴器加热4kg、初温为20℃的水到45℃时，水吸收的热量为多少？( )
（4）用电热足浴器的高温挡加热一定质量的水，当水温加热至45℃后自动切断电源，当水温降至40℃时，又自动接通高温挡加热电路。小林在水温第一次加热至45℃时开始足浴，水温随时间变化的图像如图丙所示，共用时55min，若加热过程电热足浴器正常工作，求这次足浴消耗的电能是多少？( )（计算结果用科学记数法表示，保留两位小数）
17．如图甲为电热毛巾架，额定电压为220 V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为其内部电路原理图，R1和R2都为发热电阻丝；图丙为该毛巾架在正常工作30 min内电流随时间变化的图像。求：
（1）高温挡的功率。
（2）发热电阻丝R2的电阻。
（3）毛巾架低温挡正常工作20 min产生的热量。

18．学校的科技节上，小阳设计了一个可调节的家用烤火炉，其原理如图所示。为滑动变阻器，其上标有“600Ω 5A”字样，为发热电阻丝（忽略温度对电阻的影响）。闭合开关后，当滑片处于a端时，的阻值为100Ω。求：
（1）此时电路中电流；
（2）这种情况下，电路工作1000s，电阻丝产生的热量；
（3）电路安全的前提下，使用过程中滑片P总能从b端滑到a端。若用电阻丝替换，能使的功率最大达880W。则，移动滑片P，当时，电阻丝的功率为多少。
额定电压
220V
高温挡
660W
中温挡
440W
低温挡
**W
参考答案
1．（1）0.2A，2N；（2）960J；（3）4.5N
【详解】解：（1）由甲图可知，R1、R2并联，电流表测干路电流。通过R2的电流为
根据并联电路电流特点可知，当电流表示数为0.4A时，通过压敏电阻R1电流为
此时压敏电阻R1的阻值为
由乙图可知，当R1阻值为40Ω时，压敏电阻受到的压力为2N；
（2）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为
（3）压敏电阻能承受的压力越大，压敏电阻的阻值越小，通过压敏电阻的电流越大，由于通过R2的电流大小总为0.2A，且电流表量程为0~0.6A，所以通过压敏电阻的电流最大为
此时压敏电阻的阻值为
由乙图可知，当压敏电阻最小为20Ω时，压敏电阻能承受的最大压力是4.5N。
答：（1）当电流表示数为0.4A时，通过压敏电阻R1的电流为0.2A，此时压敏电阻受到的压力为2N；
（2）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为960J；
（3）若电流表量程为0~0.6A，则压敏电阻能承受的最大压力是4.5N。
2．（1）0.4A；（2）100Ω；（3）768J ；（4）500W
【详解】解：（1）由图甲可知，电吹风吹凉风时，电路为电动机的简单电路，由图乙可知，吹凉风时，电动机的功率为88W，则正常工作吹冷风时通过电动机的电流
（2）由图甲可知，电吹风吹热风时，电动机与电热丝并联，则电热丝的功率
P电热丝＝P热风－P凉风＝572W－88W＝484W
由可知，电热丝的电阻
（3）电动机线圈产生的热量
Q＝IM2R线t＝(0.4A)2×8Ω×10×60s=768J
（4）3000imp/kW·h表示电路中用电器每消耗1kW·h电能，电能表的指示灯闪烁3000次，则指示灯闪烁150次，电吹风消耗的电能
电吹风的实际功率
答：（1）电吹风吹凉风时，通过电动机的电流是0.4A；
（2）正常工作时电热丝的电阻是100Ω；
（3）电动机线圈产生的热量是768J；
（4）电吹风此时的实际功率是500W。
3．（1）3∶1；（2）2.4×105J；（3）暖脚器的高、低挡功率减小
【详解】解：（1）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
当旋转开关位于2挡时，此时只有R2连入电路，为高温挡，R2的阻值
R1的阻值
R1=R-R2=440Ω-110Ω=330Ω
加热电阻
R1∶R2=330Ω∶110Ω=3∶1
（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，当旋转开关位于1挡时，电路的总电阻变大，由可知电路的总功率变小，低挡功率变小；当旋转开关位于2挡时，电路的总电阻变大，由可知电路的总功率变小，高挡功率变小。
答：（1）加热电阻是3∶1；
（2）在用电高峰期，实际电压为200V时，高温挡工作11min产生的热量是2.4×105J；
（3）若在图乙中虚线框内串联一个电阻，暖脚器的高、低挡功率减小。
4．（1）6V；（2）20Ω；（3）129.6J
【详解】解：（1）分析电路图可知，开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片在最右端时，此时为只有定值电阻的简单电路，因此电源电压为
U=IR2=0.2A×30Ω=6V
（2）分析电路图可知，开关S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片在最右端时，此时为滑动变阻器与定值电阻并联的电路，根据并联电路电压和电流的特点可知，定值电阻两端电压等于滑动变阻器两端电压等于电源电压仍为6V，通过定值电阻的电流I2=0.2A，所以，流经滑动变阻器的电流为
I滑=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A
所以滑动变阻器的最大阻值为
（3）分析电路图可知，开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片在最左端时，此时为定值电阻与滑动变阻器最大阻值串联的电路。根据串联电路电阻的特点，电路总电阻为
R总3=R定+R滑=30Ω+20Ω=50Ω
此时电路的电流为
根据焦耳定律，5min内电阻R2产生的热量
Q=I32R2t=(0.12A)2×30Ω×5×60s=129.6J
答：（1）电源电压为6V；
（2）R1最大电阻是30Ω；
（3）开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片在最左端时，5min内电阻R2产生的热量是129.6J。
5．（1）1.2A；（2）72J；（3）1.4A
【详解】解：（1）由图知，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，通过定值电阻的电流
通过定值电阻的电流为1.2A。
（2）通过R0的电流为1.2A，R0的电阻为5Ω，通电10s，根据焦耳定律可知，定值电阻产生的热量
定值电阻产生的热量为72J。
（3）将滑动变阻器滑片移至最右端时，接入电路的电阻为30Ω，变阻器两端的电压还是6V，则这时流过变阻器的电流
通过定值电阻的电流还为1.2A，并联电路的电流等于各支路的电流之和，所以电流表的示数
电流表的示数为1.4A。
答：（1）通过定值电阻的电流为1.2A；
（2）定值电阻产生的热量为72J；
（3）电流表的示数为1.4A。
6．（1）3V；（2）36J
【详解】解：（1）根据欧姆定律，电源电压为
（2）通过电阻R1的电流为
根据焦耳定律，电流产生的热量为
答：（1）电源电压为3V；
（2）电阻R1工作1 min产生的热量为36J。
7．（1）6V；（2）50Ω；（3）36J
【详解】解：（1）闭合开关S1、S3，断开开关S2，滑动变阻器R2和R1串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流，如图所示：
当滑动变阻器R2的滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有电阻R1接入电路，它两端的电压最大，为电源电压，电流表示数为0.6A，则电源电压
U=IR1=0.6A×10Ω=6V
（2）当滑动变阻器R2的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流为0.1A，此时电路中的电阻
滑动变阻器接入电路中的电阻
R滑=R总-R1=60Ω-10Ω=50Ω
（3）若闭合开关S2、S3，断开开关S1，使R2的滑片P位于a端，滑动变阻器的最大电阻与定值电阻R3并联，电流表测量电路中的总电流，如图所示：
通过R2的电流
由并联电路电流的规律知通过R3的电流
I3=I'-I2=0.42A-0.12A=0.3AR3通电20s产生的热量
Q3=W=UI3t=6V×0.3A×20s=36J
答：（1）电源电压是6V；
（2）滑动变阻器的最大阻值是50Ω；
（3）R3通电20s产生的热量是36J。
8．(1)1.1A
(2)40Ω
(3)85%
【详解】（1）养生壶的额定电压为220V，额定保温功率为242W，则养生壶正常保温时的电流
（2）由可知，电路中电阻越小，电功率越大，所以开关接a时，电路中只有R1，此时为加热挡，则电阻的阻值
（3）实际电压为200V时，实际功率
用时400s，电热丝放出的热量
用加热挡将1kg的茶水从13℃加热至98℃刚好沸腾时，茶水吸收的热量
则养生壶的加热效率
9．（1）18J；（2）1000W；（3）80%
【详解】解：（1）由焦耳定律可知，线圈产生的热量
Q=I2RMt=(0.1A)2×3Ω×10×60s=18J
（2）加热电阻正常工作时的功率
（3）水的体积
V=4L=4×10-3m3
由密度公式可知，水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
水吸收的热量
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(40℃-20℃)=3.36×105J
加热电阻所消耗的电能
W=Pt′=1000W×420s=4.2×105J
则足浴盆的加热效率
答：（1）电动机线圈产生的热量是18J；
（2）加热电阻正常工作时的功率是1000W；
（3）足浴盆的电加热效率为80%。
10．80N
【详解】解：线圈产生的热量为
电动机消耗的电能
电动机的有用功
由得物体重力
答：物体重力80N。
11．（1）12V；（2）60Ω；（3）144J
【详解】解：（1）当只闭合S1​时，电路为R1的简单电路，由可得，电源的电压
U=I1​R1=0.4A×30Ω=12V（2）再闭合开关S2后，R1与R2并联，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2​的电流
I2=I−I1=0.6A−0.4A=0.2A因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，R2的阻值
（3）通电高温切割1min，电流通过R2​产生的热量
答：（1）电源电压为12V；
（2）R2​的阻值为60Ω；
（3）通电高温切割1min，电流通过R2​产生的热量是144J。
12．（1）12V；（2）0.25A；（3）432J
【详解】解：（1）当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，只有灯泡的简单电路，灯泡正常发光，此时灯泡两端的电压是12V，电源电压是12V。
（2）灯泡的电阻

当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，变阻器连入电路的电阻最大，变阻器和灯泡串联，通过灯泡的电流

（3）当所有开关都闭合，P位于最右端时，灯泡和电阻R1并联，此时通过灯泡的电流

由并联电路电流的规律可知通过电阻R1的电流
电阻R1的阻值

当只闭合开关S和S1，电阻R1和变阻器R串联，要使电阻丝R1在1min产生的热量最大，则应使电路中的电流最大，即将P滑至最右端，此时整个电路只有R1。故电阻丝R1在1min产生的热量最大为

答：（1）电源电压是12V；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流是0.25A；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量是432J。
13．(1)0.3A
(2)54J
【详解】（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
14．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）由图可知，闭合开关，滑片处于α端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，电路中只有工作，电流表测电路中的电流，已知此时电流表示数为0.6A，则电源电压为
（2）当滑片P处于b端，滑动变阻器接入电路的阻值最大，且与电阻串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，此时电压表示数为8V，则定值电阻两端的电压为
此时通过电阻的电流为
根据串联电路电流处处相等的特点
滑动变阻器的最大电阻为
（3）当滑片P处于b端，100s内产生热量
答：（1）电源电压；
（2）当滑片P处于b端时，电压表示数为8V，滑动变阻器的最大电阻；
（3）当滑片P处于b端时，定值电阻通电100s，其产生的热量。
15．（1）1440J；（2）50%RH
【详解】解：（1）如图甲两个电阻串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；如图乙，空气湿度为30%RH时，湿敏电阻的阻值为40Ω，此时电路中的电流
电路工作10min产生的热量
（2）电压表示数为9V时，电阻R0两端的电压
电路中的电流
此时湿敏电阻的阻值
由图乙可知，空气的湿度为50%RH。
答：（1）空气湿度为30%RH时电路工作10min产生的热量为1440J；
（2）电压表示数为9V时空气的湿度为50%RH。
16． 热 146.7W 4.2×105J 1.11×106J
【详解】解：（1）电热足浴器工作时把电能转化为内能，所以电热足浴器工作时是利用了电流的热效应。
（2）由图乙可知，当开关S、S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，当S、S1闭合，S2接b时，只有R1工作，当S闭合，S1断开，S2接b时，R1、R2串联；根据串并联电路的电阻特点可知，当开关S、S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，根据可知，电路中的总功率最大，足浴器处于高温挡；当S闭合，S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，足浴器处于低温挡；当S、S1闭合，S2接b时，只有R1工作，足浴器处于中温挡；由可知，R1的阻值
高温挡时R2的电功率
由可知，R2的阻值
则该足浴器低温挡的额定功率
（3）水吸收的热量
（4）由图丙可知，这次足浴加热的总时间
由可知，这次足浴消耗的电能
答： （2）电热足浴器低温挡的额定功率是146.7W；
（3）水吸收的热量为4.2×105J；
（4）这次足浴消耗的电能是1.11×106J。
17．（1）440W；（2）330Ω；（3）1.32×105J
【详解】解：（1）由图丙可得高温时电流I=2A，高温挡的功率
P=UI=220V×2A=440W
（2）高温挡只有R1连入电路
低温挡R1和R2串联，电流I=0. 5A，则
根据串联电路电阻的特点，R2的阻值
R2=R串-R1=440Ω-110Ω=330Ω
（3）毛巾架低温挡正常工作20min产生的热量
Q=W=UIt=220V×0.5A×20×60s=1.32×105J
答：（1）高温挡的功率为440W；
（2）发热电阻丝R2的电阻为330Ω；
（3）毛巾架低温挡正常工作20 min产生的热量为1.32×105J。
18．（1）2.2A；（2）；（3）55W
【详解】解：（1）闭合开关后，当滑片处于a端时，此时为R2的简单电路，R2的阻值为100Ω，根据欧姆定律可得，此时电路中电流为
（2）这种情况下，电路工作1000s，电阻丝产生的热量为
（3）根据题意可知，要使R3的功率最大达880W，则滑片P要滑到a端，则根据可得，电阻丝的阻值为
移动滑片P，当时，根据欧姆定律可得，此时的电路电流为
电阻丝的功率为
答：（1）此时电路中电流为2.2A；
（2）这种情况下，电路工作1000s，电阻丝产生的热量为；
（3）移动滑片P，当时，电阻丝的功率为55W。