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2024年中考物理专题训练——焦耳定律的综合计算（解析版）
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这是一份2024年中考物理专题训练——焦耳定律的综合计算（解析版），共22页。试卷主要包含了某品牌电热扇工作原理如图所示等内容，欢迎下载使用。
（1）通过电阻的电流；
（2）电阻 的阻值；
（3）整个电路在1min内产生的热量。
2．寒假期间，小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉（如图甲），铭牌上标有“220V 484W”字样，电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作，将其单独接入家庭电路中，观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在120s内闪烁了16次，忽略温度对电阻的影响。
（1）求电炉电阻丝的阻值；
（2）求检测时电炉的实际功率；
（3）小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下，她拆下整根电阻丝并分成两段，将其中一段制作为阻值可调的电阻丝；将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中，在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下，坐垫的最大功率为27W，求发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量。
3．如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：
（1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少？
（2）电阻R1、R2的阻值分别为多少？
（3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）范围为81%≤η<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水=4.2×103J/(kg℃)，请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
4．小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置（如图甲），该装置电路如图乙所示：L为照明装饰小彩灯（标有“6V 3W”），为总开关，为温控开关（温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开），R是阻值为的电热丝。某次换水后，鱼缸内有10kg初温为19℃的水，闭合开关，L正常发光，R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[]：
（1）电源电压是多少？
（2）R开始发热到停止工作水吸收了多少热量？
（3）R开始发热到停止工作的时间是多少秒？（不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收。）
5．商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个档位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温档，额定功率为440W。求：
（1）的电阻；
（2）高温档正常工作100s，电流通过产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）。
6．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。
7．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“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I-Ｕ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。
8．某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。和均为电热丝，阻值不受温度影响，。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
9．如图所示，电源电压为6V，定值电阻R1、R2的阻值分别为12Ω、18Ω。求：
（1）当闭合、接1时，通过R1的电流；
（2）当断开、接1时，通电，R2产生的热量；
（3）电路总功率的取值范围。
10．某品牌电饭煲有加热和保温两个挡位，其简化电路如图所示，其中和均为发热电阻，额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热；当锅内温度达到一定温度时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接触，使电饭煲处于保温状态。若将一锅质量为3kg、初温为40℃的粥加热至100℃，需要加热15min，消耗0.25kW·h的电能。求：[粥的比热容]
（1）保温状态下，通过的电流是多少？（结果保留两位小数）
（2）的电阻是多少？
（3）在此次加热过程中粥吸收了多少热量？该电饭煲在加热过程中的效率是多少？
11．如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，电阻R1的阻值为10Ω。
（1）闭合开关S，电流表示数是多少？
（2）在图中，把一定值电阻R2并联在R1两端，并联后电路的总功率增加了1.8W，通电10min电阻R2产生的热量是多少？
（3）将一滑动变阻器R3以某种连接方式连入图中的电路后，在R3两端再接入另一电压表，多次移动滑片并记录每次各电表的示数，如表所示，根据表中数据分析并计算每次移动滑片时，变阻器连入电路的阻值变化量与的比值。
12．如图是某家用电炖锅的简化电路图。电源电压为，和均为加热电阻。当开关接1时为加热状态，功率为；开关接2时为保温状态，功率为。试求：
（1）电炖锅保温状态下电路中的电流是多少？
（2）电阻的阻值是多少？
（3）电炖锅保温状态下工作，电阻产生热量是多少？
13．某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求：
（1）通过R1的电流；( )
（2）R1消耗的电功率； ( )
（3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 （选填“乙"或“丙”）进行改装；
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。( )
14．国产某品牌手机配置 “， ”大容量电池，采用“超级快充”技术，极大方便了人们的使用。
（1）电池充满电后，储存的电能为多少？
（2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出，”，另一个标注“输出，”，其中哪一个是快速充电器？请通过计算说明。
（3）有人发现，“超级快充”的充电线比普通的充电线粗。请从线路安全的角度分析原因。
15．百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。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4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，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20min，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阻是多少？
（3）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
16．如图甲所示为某高、低温两挡位电烤箱的内部简化电路，S为手动开关，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。求:
（1）高温挡工作时的功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）15min内R1消耗的电能。
17．某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。
（1）按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？
（3）电热丝R1的阻值是多大？
18．如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=4Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.50A。求：
（1）电路的总电阻；
（2）电压表的示数；
（3）电阻R2在1min内产生的热量。
额定电压
220V
高温档加热功率
1650W
电动机功率
44W
电动机线圈电阻
6Ω
次数
电流表A示数/A
电压表V1示数/V
电压表V2示数/V
1
0.1
5
1
2
0.2
4
2
3
0.3
3
3
4
0.4
2
4
参考答案：
1．（1）0.30A；（2）5Ω，10Ω；（3）162J
【详解】解：（1）两电阻并联，根据并联电路的电流规律可得，通过电阻的电流
（2）两电阻并联在电源两端，则电阻 两端的电压
由欧姆定律可得，的阻值
的阻值
（3）该电路为纯电阻电路，由焦耳定律可得，整个电路在1min内产生的热量
答：（1）通过电阻的电流为0.30A；
（2）电阻的阻值5Ω，电阻的阻值10Ω；
（3）整个电路在1min内产生的热量是162J。
2．（1）100Ω；（2）400W；（3）
【详解】解：（1）电炉丝的阻值为
（2）电炉丝消耗的电能
电炉丝的实际功率
（3）电阻丝的额定电流为
若串联最大功率为
所以电路为并联电路，如图：
并联后，最大功率
的功率为，定值电阻的阻值为
当时，电路功率最小，电路以最小功率工作10s产生的热量为
答：（1）电炉电阻丝的阻值为100Ω；
（2）检测时电炉的实际功率为400W；
（3）发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量为62.5J。
3．（1）88W；（2）40Ω，510Ω；（3）电饭锅的热效率值达到三级能效
【详解】解：（1）由丙图可知，5min中电饭锅消耗的电能
电饭锅的保温功率
（2）由乙图可知，闭合开关S，电路中只有R1，电功率较大，为加热状态；断开开关S，R1与R2串联，电功率较小，为保温状态。根据
P=UI，
R1的电阻为
R1和R2的总电阻为
R2的电阻为
R2=R总-R1=550Ω-40Ω=510Ω
（3）由题可知，水升高的温度
t=100℃-23℃=77℃
水吸收的热量
Q吸=cmt=4.2×103 J/(kg℃)×2.2kg×77℃=7.1148×105J
消耗的电能
W=Pt=1210W×700s=8.47×105J
加热功率
81%<84%<86%
电饭锅的热效率值达到三级能效。
答：（1）电饭锅的保温功率88W；
（2）R1的电阻为40Ω，R2的电阻为510Ω；
（3）电饭锅的热效率值达到三级能效。
4．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）由题意可知，当闭合、时，此时照明装饰小彩灯L正常发光，所以照明装饰小彩灯L两端实际电压等于它的额定电压，然后根据并联电路的电压规律可知，电源电压与照明装饰小彩灯L的实际电压相等，即
（2）由题意可知，水吸收的热量为
（3）因为不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收，所以可得电热丝R开始发热到停止，放出的热量为
因为该电路是纯电阻电路，所以可以使用焦耳定律的变形公式可得，R开始发热到停止工作的时间是
答：（1）电源电压是6V。
（2）R开始发热到停止工作水吸收了的热量。
（3）R开始发热到停止工作的时间是秒。
5．（1）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W
【详解】解：（1）当开关S1、S3闭合、S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据可知，此时总功率较大，为中温档；当开关S1、S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据可知此时总功率最小，为低温挡。则R2的电阻
（2）高温挡时R1功率为
电流通过R1产生的电热
Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J
（3）空气炸锅消耗的电能
空气炸锅工作的时间
t=9∶25-9∶10=15min=0.25h
空气炸锅的电功率
答：（1） R2 的电阻为110Ω；
（2）高温档正常工作100s，电流通过 R1 产生的电热为1.21×105J；
（3）空气炸锅消耗的电功率为320W。
6．（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。
7．（1）0.75W；（2）5Ω；（3）36J。
【详解】解：（1）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=2.5V×0.3A=0.75W
（2）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
（3）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=1V×0.2A=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=3V×0.2A×60s=36J
答：（1）小灯泡的额定功率是0.75W；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值是5Ω；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量是36J。
8．（1），550W；（2）44Ώ；（3）144J
【详解】解：（1）由图可知，开关接“2、3触点”时，只有R1的简单电路，电路的电阻最大，由可知电路总功率最小，处于低温挡，电热扇不转动，开关S2断开，此时电路图如图所示：
此时电路正常工作消耗的总功率
（2）开关接“3、4触点”时，R1和R2并联，电路的总电阻最小，由可知电路总功率最大，处于高温挡，R2的电功率为
R2的阻值
（3）电动机正常工作时的电流
电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为
答：（1）如上图所示，此时电路正常工作消耗的总功率是550W；
（2）的阻值是44Ω；
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为144J。
9．（1）0.5A；（2）43.2J；（3）1.2W~5W
【详解】解：（1）当闭合、接1时，短路，电路中只有R1工作，通过R1的电流为
（2）当断开、接1时，两电阻串联，通过的电流等于电路中的总电流，由串联电阻的规律及欧姆定律，
通电，产生的热量为：
（3）分析电路可知，当断开、接1时，两电阻串联，电路的总电阻最大，总功率最小
当闭合、接2时，与并联，电路的总电阻最小，总功率最大，由并联电路各支路电压都相等，电路的最大功率为
则电路总功率的取值范围为
1.2W~5W
答：（1）当闭合、接1时，通过R1的电流为0.5A；
（2）当断开、接1时，通电，R2产生的热量为43.2J；
（3）电路总功率的取值范围为1.2W~5W。
10．（1）0.55A；（2）56Ω；（3）7.2×105J； 80%
【详解】（1）由图知道，该电饭煲的保温时，为R2的简单电路，由于额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W，由知道，此时通过的电流是
由知道，R2的电阻
（2）开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，由于加热15min，消耗0.25kW·h的电能，由 知道，干路电流是
由知道，电路总电阻
由知道，解得。
（3）由知道，此次加热过程中粥吸收的热量
由知道，该电饭煲在加热过程中的效率是
答：（1）保温状态下，通过的电流是0.55A；
（2）的电阻是56Ω；
（3）在此次加热过程中粥吸收的热量是7.2×105J；该电饭煲在加热过程中的效率是80%。
11．（1）0.6A；（2）1080J；（3）6:1
【详解】解：（1）由图可知，闭合开关时电路为电阻R1的简单电路，此时电阻R1两端的电压等于电源电压，即
U1=U=6V
则电路电流即电流表示数
（2）定值电阻R2并联在R1两端，根据并联电路电压关系有
U2=U1=U=6V
并联后电路的总功率增加了1.8W，根据并联电路总功率等于各支路上用电器功率之和可知，定值电阻R2消耗的功率为1.8W。根据可得通电10min电阻R2产生的热量
（3）由表中数据可知，两电压表示数之和均为6V，故定值电阻R1与滑动变阻器R3串联，根据分析表格中的数据可发现电压表V2示数与电流表A示数的比值是一个定值，即
则电压表V1并联在滑动变阻器R3两端，电压表V2并联在定值电阻R1两端。根据可求出四次实验中滑动变阻器R3接入阻值分别
则
故每次移动滑片时，变阻器连入电路的阻值变化量与的比值
答：（1）闭合开关S，电流表示数是0.6A；
（2）通电10min电阻R2产生的热量是1080J；
（3）每次移动滑片时，变阻器连入电路的阻值变化量与的比值是6:1。
12．（1）1A；（2）55Ω；（3）9.9×104J
【详解】解：（1）由 得，电炖锅保温状态下电路中的电流是
（2）当开关接1时为加热状态，此时电路中只有电阻工作，电阻的阻值是
（3）开关接2时为保温状态，此时电阻与电阻串联。由欧姆定律得，电路总电阻
电阻阻值
电炖锅保温状态下工作，电阻产生热量是
答：（1）电炖锅保温状态下电路中的电流是多1A；
（2）电阻的阻值是55Ω；
（3）电炖锅保温状态下工作，电阻产生热量是9.9×104J。
13． 2.5A 550W 乙 6.6×105J
【详解】解：（1）通过R1的电流
（2）R1消耗的电功率
（3）①图乙是两电阻并联，总电阻更小，图丙是两电阻串联，总电阻更大，根据
可得乙图功率更大，符合要求。
②闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量
答：（1）通过R1的电流2.5A；
（2）R1消耗的电功率550W；
（3）应按照图乙进行改装，闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量6.6×105J。
14．（1）
（2）“输出，”；
（3）快充电器的线粗，电阻小，电线消耗的电能少，更节约用电。
【详解】解（1）电池充满电后，储存的电能为
（2）输出的功率为
另外一个充电器
故“输出，”充电快 。
答：（1）电池充满电后，储存的电能为；
（2）“输出，”充电快；
（3）根据可知，快充比普通充电器充电快，因为电流大，快充电器的线粗，电阻小，电线消耗的电能少，更节约用电。
15．（1）；（2）；（3），80%
【详解】解（1）电动机线圈产生的热量是
（2）加热电阻正常工作时的电阻是
（3）水吸收的热量为
电加热效率为
答：（1）电动机线圈产生的热量是；
（2）加热电阻正常工作时的电阻是；
（3）水吸收的热量为，电加热效率为80%。
16．（1）；（2）；（3）
【详解】解（1）高温挡工作时的功率
（2）当 S、S1闭合，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时电功率最大，为高温档，那么当S闭合时，为低温档，低温档的功率为
那么电热丝R2的功率为
则电热丝R2的阻值为
（3）15min内R1消耗的电能
答：（1）高温挡工作时的功率；
（2）电热丝R2的阻值为；
（3）15min内R1消耗的电能。
17．（1）；（2）10 A，1.32×105J；（3）44 Ω
【详解】解：（1）家庭电路连接时，要求左零右火，且开关要连接在火线上，因此a接零线，b接火线，如图所示：
（2）煎烤机达到额定功率时，电流最大，所以
最大额定功率工作时，1min消耗电能为
（3）开关S1和S2都闭合时，两电阻并联，此时电路中电流最大。因为两电热丝阻值相等，所以流过R1的电流为I1=5A，根据欧姆定律得
答：（1）见解析；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是10A；最大额定功率工作时，1min消耗1.32×105J电能。
（3）电热丝R1的阻值是44Ω。
18．（1）6Ω；（2）3V；（3）60J
【详解】解：（1）从图中可以看到，两电阻R1和R2是串联的，串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和，R1=2Ω，R2=4Ω，那么电路的总电阻
电路的总电阻是6Ω。
（2）从图中可以看到，闭合开关后，电压表并联在电源的两端，测的是电源电压，电路的总电阻是6Ω，这是一个串联电路，电流表的示数是0.50A，即流过R1和R2的电流是0.50A，则根据欧姆定律的变换式可知，电源电压
电源电压是3V，即电压表的示数是3V。
（3）流过电阻R2的电流是0.50A，R2=4Ω，时间是1min=60s，根据焦耳定律可知，电阻R2在1min内产生的热量
电阻R2在1min内产生的热量是60J。
答：（1）电路的总电阻是6Ω；
（2）电压表的示数是3V；
（3）电阻R2在1min内产生的热量是60J。
（1）通过电阻的电流；
（2）电阻 的阻值；
（3）整个电路在1min内产生的热量。
2．寒假期间，小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉（如图甲），铭牌上标有“220V 484W”字样，电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作，将其单独接入家庭电路中，观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在120s内闪烁了16次，忽略温度对电阻的影响。
（1）求电炉电阻丝的阻值；
（2）求检测时电炉的实际功率；
（3）小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下，她拆下整根电阻丝并分成两段，将其中一段制作为阻值可调的电阻丝；将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中，在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下，坐垫的最大功率为27W，求发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量。
3．如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：
（1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少？
（2）电阻R1、R2的阻值分别为多少？
（3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）范围为81%≤η<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水=4.2×103J/(kg℃)，请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
4．小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置（如图甲），该装置电路如图乙所示：L为照明装饰小彩灯（标有“6V 3W”），为总开关，为温控开关（温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开），R是阻值为的电热丝。某次换水后，鱼缸内有10kg初温为19℃的水，闭合开关，L正常发光，R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[]：
（1）电源电压是多少？
（2）R开始发热到停止工作水吸收了多少热量？
（3）R开始发热到停止工作的时间是多少秒？（不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收。）
5．商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个档位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温档，额定功率为440W。求：
（1）的电阻；
（2）高温档正常工作100s，电流通过产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）。
6．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。
7．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“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I-Ｕ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。
8．某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。和均为电热丝，阻值不受温度影响，。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
9．如图所示，电源电压为6V，定值电阻R1、R2的阻值分别为12Ω、18Ω。求：
（1）当闭合、接1时，通过R1的电流；
（2）当断开、接1时，通电，R2产生的热量；
（3）电路总功率的取值范围。
10．某品牌电饭煲有加热和保温两个挡位，其简化电路如图所示，其中和均为发热电阻，额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热；当锅内温度达到一定温度时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接触，使电饭煲处于保温状态。若将一锅质量为3kg、初温为40℃的粥加热至100℃，需要加热15min，消耗0.25kW·h的电能。求：[粥的比热容]
（1）保温状态下，通过的电流是多少？（结果保留两位小数）
（2）的电阻是多少？
（3）在此次加热过程中粥吸收了多少热量？该电饭煲在加热过程中的效率是多少？
11．如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，电阻R1的阻值为10Ω。
（1）闭合开关S，电流表示数是多少？
（2）在图中，把一定值电阻R2并联在R1两端，并联后电路的总功率增加了1.8W，通电10min电阻R2产生的热量是多少？
（3）将一滑动变阻器R3以某种连接方式连入图中的电路后，在R3两端再接入另一电压表，多次移动滑片并记录每次各电表的示数，如表所示，根据表中数据分析并计算每次移动滑片时，变阻器连入电路的阻值变化量与的比值。
12．如图是某家用电炖锅的简化电路图。电源电压为，和均为加热电阻。当开关接1时为加热状态，功率为；开关接2时为保温状态，功率为。试求：
（1）电炖锅保温状态下电路中的电流是多少？
（2）电阻的阻值是多少？
（3）电炖锅保温状态下工作，电阻产生热量是多少？
13．某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求：
（1）通过R1的电流；( )
（2）R1消耗的电功率； ( )
（3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 （选填“乙"或“丙”）进行改装；
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。( )
14．国产某品牌手机配置 “， ”大容量电池，采用“超级快充”技术，极大方便了人们的使用。
（1）电池充满电后，储存的电能为多少？
（2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出，”，另一个标注“输出，”，其中哪一个是快速充电器？请通过计算说明。
（3）有人发现，“超级快充”的充电线比普通的充电线粗。请从线路安全的角度分析原因。
15．百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。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4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，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20min，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阻是多少？
（3）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
16．如图甲所示为某高、低温两挡位电烤箱的内部简化电路，S为手动开关，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。求:
（1）高温挡工作时的功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）15min内R1消耗的电能。
17．某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。
（1）按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？
（3）电热丝R1的阻值是多大？
18．如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=4Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.50A。求：
（1）电路的总电阻；
（2）电压表的示数；
（3）电阻R2在1min内产生的热量。
额定电压
220V
高温档加热功率
1650W
电动机功率
44W
电动机线圈电阻
6Ω
次数
电流表A示数/A
电压表V1示数/V
电压表V2示数/V
1
0.1
5
1
2
0.2
4
2
3
0.3
3
3
4
0.4
2
4
参考答案：
1．（1）0.30A；（2）5Ω，10Ω；（3）162J
【详解】解：（1）两电阻并联，根据并联电路的电流规律可得，通过电阻的电流
（2）两电阻并联在电源两端，则电阻 两端的电压
由欧姆定律可得，的阻值
的阻值
（3）该电路为纯电阻电路，由焦耳定律可得，整个电路在1min内产生的热量
答：（1）通过电阻的电流为0.30A；
（2）电阻的阻值5Ω，电阻的阻值10Ω；
（3）整个电路在1min内产生的热量是162J。
2．（1）100Ω；（2）400W；（3）
【详解】解：（1）电炉丝的阻值为
（2）电炉丝消耗的电能
电炉丝的实际功率
（3）电阻丝的额定电流为
若串联最大功率为
所以电路为并联电路，如图：
并联后，最大功率
的功率为，定值电阻的阻值为
当时，电路功率最小，电路以最小功率工作10s产生的热量为
答：（1）电炉电阻丝的阻值为100Ω；
（2）检测时电炉的实际功率为400W；
（3）发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量为62.5J。
3．（1）88W；（2）40Ω，510Ω；（3）电饭锅的热效率值达到三级能效
【详解】解：（1）由丙图可知，5min中电饭锅消耗的电能
电饭锅的保温功率
（2）由乙图可知，闭合开关S，电路中只有R1，电功率较大，为加热状态；断开开关S，R1与R2串联，电功率较小，为保温状态。根据
P=UI，
R1的电阻为
R1和R2的总电阻为
R2的电阻为
R2=R总-R1=550Ω-40Ω=510Ω
（3）由题可知，水升高的温度
t=100℃-23℃=77℃
水吸收的热量
Q吸=cmt=4.2×103 J/(kg℃)×2.2kg×77℃=7.1148×105J
消耗的电能
W=Pt=1210W×700s=8.47×105J
加热功率
81%<84%<86%
电饭锅的热效率值达到三级能效。
答：（1）电饭锅的保温功率88W；
（2）R1的电阻为40Ω，R2的电阻为510Ω；
（3）电饭锅的热效率值达到三级能效。
4．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）由题意可知，当闭合、时，此时照明装饰小彩灯L正常发光，所以照明装饰小彩灯L两端实际电压等于它的额定电压，然后根据并联电路的电压规律可知，电源电压与照明装饰小彩灯L的实际电压相等，即
（2）由题意可知，水吸收的热量为
（3）因为不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收，所以可得电热丝R开始发热到停止，放出的热量为
因为该电路是纯电阻电路，所以可以使用焦耳定律的变形公式可得，R开始发热到停止工作的时间是
答：（1）电源电压是6V。
（2）R开始发热到停止工作水吸收了的热量。
（3）R开始发热到停止工作的时间是秒。
5．（1）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W
【详解】解：（1）当开关S1、S3闭合、S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据可知，此时总功率较大，为中温档；当开关S1、S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据可知此时总功率最小，为低温挡。则R2的电阻
（2）高温挡时R1功率为
电流通过R1产生的电热
Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J
（3）空气炸锅消耗的电能
空气炸锅工作的时间
t=9∶25-9∶10=15min=0.25h
空气炸锅的电功率
答：（1） R2 的电阻为110Ω；
（2）高温档正常工作100s，电流通过 R1 产生的电热为1.21×105J；
（3）空气炸锅消耗的电功率为320W。
6．（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。
7．（1）0.75W；（2）5Ω；（3）36J。
【详解】解：（1）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=2.5V×0.3A=0.75W
（2）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
（3）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=1V×0.2A=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=3V×0.2A×60s=36J
答：（1）小灯泡的额定功率是0.75W；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值是5Ω；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量是36J。
8．（1），550W；（2）44Ώ；（3）144J
【详解】解：（1）由图可知，开关接“2、3触点”时，只有R1的简单电路，电路的电阻最大，由可知电路总功率最小，处于低温挡，电热扇不转动，开关S2断开，此时电路图如图所示：
此时电路正常工作消耗的总功率
（2）开关接“3、4触点”时，R1和R2并联，电路的总电阻最小，由可知电路总功率最大，处于高温挡，R2的电功率为
R2的阻值
（3）电动机正常工作时的电流
电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为
答：（1）如上图所示，此时电路正常工作消耗的总功率是550W；
（2）的阻值是44Ω；
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为144J。
9．（1）0.5A；（2）43.2J；（3）1.2W~5W
【详解】解：（1）当闭合、接1时，短路，电路中只有R1工作，通过R1的电流为
（2）当断开、接1时，两电阻串联，通过的电流等于电路中的总电流，由串联电阻的规律及欧姆定律，
通电，产生的热量为：
（3）分析电路可知，当断开、接1时，两电阻串联，电路的总电阻最大，总功率最小
当闭合、接2时，与并联，电路的总电阻最小，总功率最大，由并联电路各支路电压都相等，电路的最大功率为
则电路总功率的取值范围为
1.2W~5W
答：（1）当闭合、接1时，通过R1的电流为0.5A；
（2）当断开、接1时，通电，R2产生的热量为43.2J；
（3）电路总功率的取值范围为1.2W~5W。
10．（1）0.55A；（2）56Ω；（3）7.2×105J； 80%
【详解】（1）由图知道，该电饭煲的保温时，为R2的简单电路，由于额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W，由知道，此时通过的电流是
由知道，R2的电阻
（2）开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，由于加热15min，消耗0.25kW·h的电能，由 知道，干路电流是
由知道，电路总电阻
由知道，解得。
（3）由知道，此次加热过程中粥吸收的热量
由知道，该电饭煲在加热过程中的效率是
答：（1）保温状态下，通过的电流是0.55A；
（2）的电阻是56Ω；
（3）在此次加热过程中粥吸收的热量是7.2×105J；该电饭煲在加热过程中的效率是80%。
11．（1）0.6A；（2）1080J；（3）6:1
【详解】解：（1）由图可知，闭合开关时电路为电阻R1的简单电路，此时电阻R1两端的电压等于电源电压，即
U1=U=6V
则电路电流即电流表示数
（2）定值电阻R2并联在R1两端，根据并联电路电压关系有
U2=U1=U=6V
并联后电路的总功率增加了1.8W，根据并联电路总功率等于各支路上用电器功率之和可知，定值电阻R2消耗的功率为1.8W。根据可得通电10min电阻R2产生的热量
（3）由表中数据可知，两电压表示数之和均为6V，故定值电阻R1与滑动变阻器R3串联，根据分析表格中的数据可发现电压表V2示数与电流表A示数的比值是一个定值，即
则电压表V1并联在滑动变阻器R3两端，电压表V2并联在定值电阻R1两端。根据可求出四次实验中滑动变阻器R3接入阻值分别
则
故每次移动滑片时，变阻器连入电路的阻值变化量与的比值
答：（1）闭合开关S，电流表示数是0.6A；
（2）通电10min电阻R2产生的热量是1080J；
（3）每次移动滑片时，变阻器连入电路的阻值变化量与的比值是6:1。
12．（1）1A；（2）55Ω；（3）9.9×104J
【详解】解：（1）由 得，电炖锅保温状态下电路中的电流是
（2）当开关接1时为加热状态，此时电路中只有电阻工作，电阻的阻值是
（3）开关接2时为保温状态，此时电阻与电阻串联。由欧姆定律得，电路总电阻
电阻阻值
电炖锅保温状态下工作，电阻产生热量是
答：（1）电炖锅保温状态下电路中的电流是多1A；
（2）电阻的阻值是55Ω；
（3）电炖锅保温状态下工作，电阻产生热量是9.9×104J。
13． 2.5A 550W 乙 6.6×105J
【详解】解：（1）通过R1的电流
（2）R1消耗的电功率
（3）①图乙是两电阻并联，总电阻更小，图丙是两电阻串联，总电阻更大，根据
可得乙图功率更大，符合要求。
②闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量
答：（1）通过R1的电流2.5A；
（2）R1消耗的电功率550W；
（3）应按照图乙进行改装，闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量6.6×105J。
14．（1）
（2）“输出，”；
（3）快充电器的线粗，电阻小，电线消耗的电能少，更节约用电。
【详解】解（1）电池充满电后，储存的电能为
（2）输出的功率为
另外一个充电器
故“输出，”充电快 。
答：（1）电池充满电后，储存的电能为；
（2）“输出，”充电快；
（3）根据可知，快充比普通充电器充电快，因为电流大，快充电器的线粗，电阻小，电线消耗的电能少，更节约用电。
15．（1）；（2）；（3），80%
【详解】解（1）电动机线圈产生的热量是
（2）加热电阻正常工作时的电阻是
（3）水吸收的热量为
电加热效率为
答：（1）电动机线圈产生的热量是；
（2）加热电阻正常工作时的电阻是；
（3）水吸收的热量为，电加热效率为80%。
16．（1）；（2）；（3）
【详解】解（1）高温挡工作时的功率
（2）当 S、S1闭合，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时电功率最大，为高温档，那么当S闭合时，为低温档，低温档的功率为
那么电热丝R2的功率为
则电热丝R2的阻值为
（3）15min内R1消耗的电能
答：（1）高温挡工作时的功率；
（2）电热丝R2的阻值为；
（3）15min内R1消耗的电能。
17．（1）；（2）10 A，1.32×105J；（3）44 Ω
【详解】解：（1）家庭电路连接时，要求左零右火，且开关要连接在火线上，因此a接零线，b接火线，如图所示：
（2）煎烤机达到额定功率时，电流最大，所以
最大额定功率工作时，1min消耗电能为
（3）开关S1和S2都闭合时，两电阻并联，此时电路中电流最大。因为两电热丝阻值相等，所以流过R1的电流为I1=5A，根据欧姆定律得
答：（1）见解析；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是10A；最大额定功率工作时，1min消耗1.32×105J电能。
（3）电热丝R1的阻值是44Ω。
18．（1）6Ω；（2）3V；（3）60J
【详解】解：（1）从图中可以看到，两电阻R1和R2是串联的，串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和，R1=2Ω，R2=4Ω，那么电路的总电阻
电路的总电阻是6Ω。
（2）从图中可以看到，闭合开关后，电压表并联在电源的两端，测的是电源电压，电路的总电阻是6Ω，这是一个串联电路，电流表的示数是0.50A，即流过R1和R2的电流是0.50A，则根据欧姆定律的变换式可知，电源电压
电源电压是3V，即电压表的示数是3V。
（3）流过电阻R2的电流是0.50A，R2=4Ω，时间是1min=60s，根据焦耳定律可知，电阻R2在1min内产生的热量
电阻R2在1min内产生的热量是60J。
答：（1）电路的总电阻是6Ω；
（2）电压表的示数是3V；
（3）电阻R2在1min内产生的热量是60J。
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