人教版九年级全册第4节 焦耳定律一课一练

焦耳定律和电功的综合计算

一、计算题

1．某电火锅加热器有高温和低温两挡，其原理如图所示，S1是总开关，S会自动跳至a位置或b位置实现高温挡和低温挡的转换。已知电源电压是220V，R1、R2是发热电阻，当开关S闭合，S2接“a”时R1的功率是11W，R2的功率是99W；试求：

(1)低温挡工作时电路中的电流；

(2)高温挡工作10min产生的热量；

(3)若只要求将低温挡功率提高到原来的两倍，请通过计算提出你的改进方法。

2．如图为某电热水器的铭牌。当在热水器内装满水通电后正常工作，水的温度从升高到。已知，求：

（1）水吸收的热量；

（2）该电热水器的热效率。

3．下表为某饮水机铭牌的部分参数，其内部简化电路如图所示，当S闭合，S1断开时，饮水机处于保温状态，当S、S1同时闭合时，饮水机处于加热状态，求：[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

(1)饮水机保温状态下正常工作时的电流？

(2)饮水机保温50min消耗的电能？

(3)若不计热损耗，该饮水机将2L的水从30℃加热到98℃，需要多长时间？

4．如图甲所示是多功能电饭煲，它具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎，图乙是该电饭煲的简化电路图，下表是该品牌电饭煲的铭牌。[ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]

(1)开关S1、S2处于什么状态，电饭煲为低温档，说明判断依据；

(2)求R1的阻值是多少？

(3)电饭煲处于高温档工作时，电路中的电流是多少？

(4)电饭煲的加热效率为80%，在1标准大气压下，如果用中温档将初温是23℃质量为1千克的水烧开，需要多少时间？

5．在综合实践活动中，小星设计了一种电热饮水机电路。如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现低档、高档之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系如图乙所示，求：

（1）低档位工作时，通过电阻R1的电流；

（2）电阻R2的阻值；

（3）前100s内电路消耗的电能。

6．多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。如图乙是某品牌养生壶简化电路图。已知养生壶低温档的功率是275W，中温档的功率是550W，高温档的功率是1100W。（ρ水=l×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg℃)，g=10N/kg）

(1)开关Sl、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；

(2)求R2的阻值；

(3)在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

7．今年，西宁市夺取了脱贫攻坚的全面胜利，农村家庭电器化普及程度越来越高。小明家电热饮水机的简化电路图如图所示，它有加热和保温两种工作状态，当S2断开时，饮水机处于保温状态。R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如表所示。

(1)饮水机在加热状态下正常工作，将2kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]

(2)在(1)问加热情况下，饮水机正常工作了420s，消耗了多少电能？加热效率是多少？

(3)电热丝R2的阻值是多少？

8．如图甲所示的小浣熊电煮锅，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝，已知R1=160Ω，电煮锅的部分参数如下表。求：

(1)电煮锅的低温档功率是多少？

(2)某次小明关闭其它用电器只用电煮锅高温档烧水炖汤时，观察到电能表的转盘在1min内转了50转（电能表的表盘上标有3000r/kW·h）,求家庭电路的实际电压。

(3)若不计热量损失，电煮锅在额定电压下使用高温档加热，2L水从12℃升高到100℃，需要多长时间？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m³]

9．有一只电热水壶如图所示，其铭牌上标有“220V 1210W”的字样，不考虑温度对电热水壶电阻的影响，水的比热容4.2×103J/(kg•℃)，g取10N/kg。求：

(1)它正常工作时通过电阻丝的电流；

(2)它正常工作时电阻丝的电阻；

(3)当实际电压为200V时，该电热水壶的效率为80%，在一标准大气压下将壶内1kg的水由20℃加热至沸腾，需要加热多少分钟；

(4)小强同学向壶中水面放入一个小木块，水未沸腾时小木块漂浮在水面上，水沸腾时小木块沉入水中。简要说明这一现象形成的原因。

10．右图是多功能汤锅加热的测试电路图，使用时通过旋钮开关（虚线圆圈部分）可实现保温､慢炖､快炖三种功能切换，且保温､慢炖､快炖状态的加热功率依次增大｡已知四个发热电阻的阻值相等，测试电源电压为220V，慢炖状态的功率为550W｡求

(1)R1的阻值｡

(2)保温状态的功率

(3)若把1.1kg的水从20℃加热到100℃，快炖需要6min40s，则加热的效率是多少？

11．某家用电热水壶有加热和保温两档，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：

(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比；

(2)电阻R2的阻值；

(3)给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。

12．在综合实践活动中，小宇根据学习的电学知识设计了一种可以自动煮饭的电饭锅，如图甲所示。图中R1和R2均为电阻丝，S是定时开关，S1是自动控制开关。将该电路接入家庭电路中，原料加入锅中，利用定时开关S定好煮饭时长，就可以开始10min加热，5min保温的循环煮饭过程。时间一到S自动切断电源停止煮饭。某次利用电饭锅煮饭，电路总功率随时间变化的图像如图乙所示，求：

(1)R1和R2的阻值；

(2)该电饭锅做一次饭消耗的电能；

(3)在用电高峰期该电饭锅的实际电压只有209V，求在用电高峰期该电饭锅保温过程中R1消耗的电功率。

二、填空题

13．把标有“1A 6W”的L1和“2A 6W”的L2两个灯泡并联接入电路中，如图，让其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过额定功率，则该电路中干路电流是___A，两灯消耗的实际总功率为______W．

三、综合题

14．如图甲所示是某品牌电饭煲，图乙是该电饭煲的原理图。它有高温和保温两档，通过开关S进行调节，与为阻值不同的电热丝。现在将该电饭煲接在的电源上，用高温档工作时，电路的总功率为；用保温档工作时，电路的总功率为。已知。求：

(1)电饭煲在高温档时，开关S应______（选填“闭合”或“断开”）。

(2)电热丝的阻值是多少______？

(3)当电饭煲处于保温档时，电路中的电流是多少______？

(4)用电饭煲将质量为的水加热，使其温度升高，则水吸收的热量是多少______？

参考答案

1．(1)0.5A；(2)6.6×105J；(3)把R2换成阻值为176Ω的电阻

2．（1）；（2）

3．(1)0.2A；(2) 1.32×105J；(3)571.2s

4．(1)S1断开、S2接A；依据：当S1断开、S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，根据，电压一定，电阻越大，功率越小，所以总电阻最大时，总功率最小，所以此状态为低温档；(2)88Ω；(3)5A；(4)735s

5．（1）0.2A；（2）100Ω；（3）

6．(1)见解析；(2)；(3)；420s

7．(1) 6.72×105J；(2) 8.4×105J　80%；(3) 30.25Ω

8．(1)242W；(2)200V；(3)611s

9．(1)5.5A  (2)  (3)7min  (4)见解析

10．(1)88；(2)275W；(3)84%

11．(1)；(2)；(3)210s。

12．（1）44Ω ，66Ω；（2）0.44kW·h或；（3）158.84W

13．2.5    7.5   

14．闭合        2A