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2023年中考物理复习专题训练：焦耳定律专题
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这是一份2023年中考物理复习专题训练：焦耳定律专题，共37页。试卷主要包含了，电阻大小不受温度影响，求等内容，欢迎下载使用。
2023年中考物理复习专题训练：焦耳定律专题
1．（2021南阳社旗县模拟）下列用电器的主要部件可以利用超导材料的是（ ）
A．电风扇 B．电热杯 C．电饭锅 D．电暖气
2．（2021河池模拟）如图的图像，不能表示下列哪组物理量之间的关系（ ）
A．物体做匀速运动时，路程和时间之间的关系
B．压强一定时，压力和受力面积之间的关系
C．电阻一定时，电流和电压之间的关系
D．电阻和通电时间一定时，电流产生的热量和电流之间的关系
3.(2021岳阳模拟)如图所示是一个能吹出冷热风的电吹风简化电路图，图中A是吹风机，B是电热丝，则下列分析正确的是( )
A. 只闭合开关S1，电吹风吹出冷风B. 只闭合开关S2，电吹风吹出热风
C. 同时闭合开关S1、S2，电吹风吹出冷风D. 同时闭合开关S1、S2，电吹风吹出热风
4.（2021福建模拟）小明想设计一种能反映并调节温度高低的电热毯电路，其原理是：顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高，反映温度高低的“仪表”(电压表)示数变大。下列电路图符合设计要求的是( )
5．（2021长春模拟）如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则（ ）
A．电路中的电流为 4A
B．电动机的功率为 16W，它两端的电压为 4V
C．1 分钟在电阻 R 上产生热量 60J，电动机消耗电能 120J
D．电动机工作时将机械能转化为电能，若将电阻 R 换成滑动变阻器，可调节电动机的转速
6．（2021抚顺模拟）有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如图所示是其内部简化电路图，已知R0＝44Ω，R1＝1056Ω，当S接1时，电热水壶处于 （选填“烧水”和“保温”）挡，当S接2时，通电2min该电热水壶产生的热量是 J。
7. （2021遵义模拟）如图甲所示为一款电煎药壶，工作电路简化为图乙，它在工作时，有高温、中温和低温三个挡．已知正常工作时，高温挡功率为600 W，中温挡功率为200 W. 当Sa接1，同时Sb断开时，电路处于________挡；电阻R2的阻值为________Ω；用该电器的“高温”挡正常工作20 min，放出热量的70%全部被药液吸收，能将______kg的药液从20 ℃升高至100 ℃.(假如药液的比热容等于水的比热容)[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
8. (2021淮安文通中学模拟)如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的 不相等。
（2）由于电流通过导体产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 。
（3）通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 （选填“大”或“小”），导体中产生的热量越多。
9．（2021长春模拟）如图所示分别为探究不同物质吸热升温现象、比较不同燃料燃烧时放出的热量、探究电流的热效应的实验装置。
（1）通过比较温度计示数的变化量来比较吸（放）热多少的实验有 （填写图号）。
（2）甲实验中，沙子和水的质量相等，加热相同的时间，沙子升高的温度高，表明沙子的吸热能力比水 （选填“强”或“弱”）。
（3）乙实验中，能否通过比较相同时间内温度计升高的示数来比较燃料热值的大小？答： （选填“能”或“不能”）。
（4）利用丙图探究“电流热效应与电阻大小的关系”时，两电阻的阻值要 （选填“相等”或“不等”），将两电阻串联的目的是控制 相同。
10．（2021株洲模拟）某养生电水壶额定电压为220V，加热功率为1100W，保温功率为100W。
（1）在使用该养生壶时应选用 孔插座；其在加热状态下发热体的电阻为 Ω。
（2）养生壶将质量1kg、初始温为20℃的水加热至100℃，水吸收的热量为 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）若家中仅使用养生壶正常工作0.5h，标有“1200imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁420次，则保温时间为 h。
11.（2021济南市中区模拟）如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。闭合开关后，灯泡L两端的电压为12V，消耗的电功率为6W，电流表示数为1.1A。求：
(1)通过灯泡L的电流是多少安？
(2)定值电阻R的阻值是多少欧？
(3)该电路工作5min，定值电阻R产生的热量是多少焦？
12.（2021大庆模拟）如图所示，电源电压不变，R1、R2、R3为加热电阻，R3＝10Ω，只闭合S1，电流表示数为0.2A，电压表示数为4.0V；闭合S1、S2、S3时，通电1min电路产生的热量为180J，求：
（1）R1阻值和电源电压；
（2）R2阻值；
（3）电路消耗的最大功率。
13.（2021北京模拟）如图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1=44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103℃时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10min，S自动切换到保温状态，保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5转。求：
(1) 加热状态时，电饭锅消耗的电能。
(2)R2的阻值。
(3) 用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率。
14．（2021广元模拟）图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2，实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如下表所示，求：
（1）低温挡加热时电流的大小；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）已知粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg•℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，求需要工作的时间？
15．（2021青岛模拟）蒸蛋器是采用通电发热盘加热水后，利用盘内产生的水蒸气把鸡蛋表熟的，如图甲所示。
（1）在一个标准大气压下，向蒸蛋器内加入质量为100g，初温为20℃的水，通电后将水加热至沸腾，在上述过程中，水吸收了多少热量？
（2）在没有其他用电器接入电路的情况下，把6个鸡蛋蒸熟的时间为6min，家中电能表（如图乙所示）指示灯闪烁了60次，则此蒸蛋器工作时所在电路电流为多少？（计算结果保留1位小数）
16．（2021广州模拟）有某品牌的电烤箱，其铭牌如表所示，其中高温挡额定功率字迹已被磨损；图中虚线框内所示是其内部的简化电路图。旋转开关，可实现停止工作、高温挡和低温挡的转换，R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。
（1）电烤箱钮开关接 （选填“0”“1”或“2”）时，电烤箱处于低温挡，求在低温挡正常工作10min电流做的功；
（2）求R1的阻值；
（3）求高温挡的额定功率；
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”字样的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压。
17．（2021遵义模拟）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
18．（2021滨州模拟）小明家有一种电热壶内部简化电路如图，额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两档。保温挡的额定功率为110W，转到双触点开关，其接触1、2、3和4中的一个或两个时分别为关，加热或保温挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝44Ω，现将电热壶接到220V的家庭电路中，求：
（1）R1的阻值；
（2）加热档的电功率；
（3）若电热壶内装有1.1kg的水，现用加热档使水升高55℃，加热效率为70%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
19．（2021长春模拟）某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能，其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开；S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态；S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W，加热功率为1000W。
（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？
（2）闭合S3，电磁泵两端电压为10V，已知R3阻值为200Ω，求电磁泵的电功率。
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间，S1才会断开？已知发热盘质量为0.5kg，比热容为0.5×103J/（kg•℃）。设水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，不计热损失。
20．（2021南阳社旗县模拟）小明家新买了一台如图甲所示的冷暖两用空调扇，其兼具送风、制冷、加湿等多功能于一身，其简化电路如图乙所示，其中R为电热丝，M为电动机。试问：
（1）夏天使用空调扇制冷时，开关S1闭合，S2应 （选填“闭合”或“断开”）；冬天使用空调扇吹暖风时，电热丝产生的热量被空气吸收，通过 的方式改变室内空气的内能。
（2）某次只打开空调扇的吹风功能，正常工作1h消耗的电能为0.055kW•h，此时通过电动机的电流是多少？
（3）冬天时，某次小明进行了实验：关闭家里其他用电器，让空调扇送暖风，观察到家里如图丙所示的电能表的表盘在6min内转动了40转。电阻R的阻值为多大？（计算结果保留2位小数）
（4）若不计热量损失，实验过程中可以将室内质量为50kg的空气温度提高多少摄氏度？[空气的比热容为1.0×103J/（kg•℃）]
21．（2021郑州外国语学校模拟）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（阻值不变）。消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W．求：
（1）消毒柜使用三脚插头，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与 相连。
（2）石英加热管R的阻值多大？关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能多大？
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间？[c钢＝0.46×103J/（kg•℃）]
22．（2021河池模拟）如图甲所示，这是小聪家的电热开水器，有加热挡和保温挡，铭牌部分参数如表所示，其简化电路图如图乙所示，其中R1和R2均为加热电阻，且阻值不随温度而变化。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）闭合开关 时，电热开水器处于高温挡。
（2）保温挡正常工作时，通过电热开水器的电流是多少？发热电阻R1的阻值是多少？
（3）电热开水器中质量为10kg，初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是多少？
（4）爱观察的小聪发现用电高峰时，电热开水器加热的时间比平时长，于是他关闭家里其他所有用电器，只让电热开水器以高温挡工作，发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？
23．（2021福州模拟）某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一温度可自动控制的装置，如图甲所示，“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线围可看成阻值为40Ω的纯电阻R0，电源电压为U1，“浴霸”共安装有两盏标有“220V 550W”的灯泡L1、L2，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，“浴霸”电路断开：当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。求：
（1）工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流；
（2）若两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能；
（3）若溶室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U1的最小值；
（4）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内可控制的温度范围。
24.（2021福建模拟）如图甲是电热恒温箱的原理图，由控制电路和加热电路组成（部分电路尚未连接完整），其中控制电路由U1=6V的电源．电磁继电器（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联而成，加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝组成，R1和R0置于恒温箱内，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系图，当控制电路的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，从而使恒温箱内的温度达到理想的恒温效果，根据上述信息回答下列问题
（1）请你在电路图中画线加热电路与电磁继电器正确地连接好，当热敏电阻的温度升高时，电磁铁的磁性________ （选填“增强”、“减弱”或“不变”）
（2）电热丝正常工作100s产生的热量是多少？
（3）若设定恒温箱的恒温温度为60℃，则滑动变阻器接入的电阻为多少？若滑动变阻器的最大阻值为80Ω，求恒温箱可设定的最高恒温温度．
2023年中考物理复习专题训练：焦耳定律专题参考答案
1．（2021南阳社旗县模拟）下列用电器的主要部件可以利用超导材料的是（ ）
A．电风扇 B．电热杯 C．电饭锅 D．电暖气
【答案】A。
2．（2021河池模拟）如图的图像，不能表示下列哪组物理量之间的关系（ ）
A．物体做匀速运动时，路程和时间之间的关系
B．压强一定时，压力和受力面积之间的关系
C．电阻一定时，电流和电压之间的关系
D．电阻和通电时间一定时，电流产生的热量和电流之间的关系
【答案】D。
3.(2021岳阳模拟)如图所示是一个能吹出冷热风的电吹风简化电路图，图中A是吹风机，B是电热丝，则下列分析正确的是( )
A. 只闭合开关S1，电吹风吹出冷风B. 只闭合开关S2，电吹风吹出热风
C. 同时闭合开关S1、S2，电吹风吹出冷风D. 同时闭合开关S1、S2，电吹风吹出热风
【答案】D
4.（2021福建模拟）小明想设计一种能反映并调节温度高低的电热毯电路，其原理是：顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高，反映温度高低的“仪表”(电压表)示数变大。下列电路图符合设计要求的是( )
【答案】D
5．（2021长春模拟）如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则（ ）
A．电路中的电流为 4A
B．电动机的功率为 16W，它两端的电压为 4V
C．1 分钟在电阻 R 上产生热量 60J，电动机消耗电能 120J
D．电动机工作时将机械能转化为电能，若将电阻 R 换成滑动变阻器，可调节电动机的转速
【答案】C。
6．（2021抚顺模拟）有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如图所示是其内部简化电路图，已知R0＝44Ω，R1＝1056Ω，当S接1时，电热水壶处于 （选填“烧水”和“保温”）挡，当S接2时，通电2min该电热水壶产生的热量是 J。
【答案】保温；1.32×105。
7. （2021遵义模拟）如图甲所示为一款电煎药壶，工作电路简化为图乙，它在工作时，有高温、中温和低温三个挡．已知正常工作时，高温挡功率为600 W，中温挡功率为200 W. 当Sa接1，同时Sb断开时，电路处于________挡；电阻R2的阻值为________Ω；用该电器的“高温”挡正常工作20 min，放出热量的70%全部被药液吸收，能将______kg的药液从20 ℃升高至100 ℃.(假如药液的比热容等于水的比热容)[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】低温 242 1.5
8. (2021淮安文通中学模拟)如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的 不相等。
（2）由于电流通过导体产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 。
（3）通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 （选填“大”或“小”），导体中产生的热量越多。
【答案】（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
9．（2021长春模拟）如图所示分别为探究不同物质吸热升温现象、比较不同燃料燃烧时放出的热量、探究电流的热效应的实验装置。
（1）通过比较温度计示数的变化量来比较吸（放）热多少的实验有 （填写图号）。
（2）甲实验中，沙子和水的质量相等，加热相同的时间，沙子升高的温度高，表明沙子的吸热能力比水 （选填“强”或“弱”）。
（3）乙实验中，能否通过比较相同时间内温度计升高的示数来比较燃料热值的大小？答： （选填“能”或“不能”）。
（4）利用丙图探究“电流热效应与电阻大小的关系”时，两电阻的阻值要 （选填“相等”或“不等”），将两电阻串联的目的是控制 相同。
【答案】（1）乙丙；（2）弱；（3）不能；（4）不等；电流。
10．（2021株洲模拟）某养生电水壶额定电压为220V，加热功率为1100W，保温功率为100W。
（1）在使用该养生壶时应选用 孔插座；其在加热状态下发热体的电阻为 Ω。
（2）养生壶将质量1kg、初始温为20℃的水加热至100℃，水吸收的热量为 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）若家中仅使用养生壶正常工作0.5h，标有“1200imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁420次，则保温时间为 h。
【答案】
（1）三；44；
（2）3.36×105；
（3）0.2。
11.（2021济南市中区模拟）如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。闭合开关后，灯泡L两端的电压为12V，消耗的电功率为6W，电流表示数为1.1A。求：
(1)通过灯泡L的电流是多少安？
(2)定值电阻R的阻值是多少欧？
(3)该电路工作5min，定值电阻R产生的热量是多少焦？
【答案】解：由电路图可知，电阻R与灯泡并联，电流表测干路的电流。
(1)由P=UI可得灯泡L的电流为：
IL=PLUL=6W12V=0.5A；
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等，根据并联电路的电流规律可知，通过电阻的电流为：
IR=I−IL=1.1A−0.5A=0.6A；
所以，电源的电压U=UL=12V，
由I=UR可得R的阻值：
R=UIR=12V0.6A=20Ω；
(3)定值电阻R在5min内产生的热量为：
Q=W=UIRt=12V×0.6A×5×60s=2160J。
答：(1)通过灯泡L的电流是0.5安；
(2)定值电阻R的阻值是20欧；
(3)该电路工作5min，定值电阻R产生的热量是2160J。
12.（2021大庆模拟）如图所示，电源电压不变，R1、R2、R3为加热电阻，R3＝10Ω，只闭合S1，电流表示数为0.2A，电压表示数为4.0V；闭合S1、S2、S3时，通电1min电路产生的热量为180J，求：
（1）R1阻值和电源电压；
（2）R2阻值；
（3）电路消耗的最大功率。
【答案】解：（1）只闭合S1，电阻R1、R3串联，电流表测串联电路中的电流，电压表测电阻R1两端的电压。
由I＝可得R1的阻值：
R1＝＝＝20Ω；
根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压：
U＝I（R1+R3）＝0.2A×（20Ω+10Ω）＝6V；
（2）闭合S1、S2、S3，电阻R1、R2并联，电流表A测量干路电流，电压表测量的是电源电压；
则通过R1的电流：I1＝＝＝0.3A，
通电1min电路消耗的电能W＝Q＝180J，
根据W＝UIt可得干路电流：I′＝＝＝0.5A；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则通过R2的电流：
I2＝I′﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
根据I＝可得R2的阻值：
R2＝＝＝30Ω；
（3）闭合S1、S2、S3时电阻R1、R2并联，总电阻最小，根据P＝可知此时电路消耗的功率最大，
则电路消耗的最大功率：P最大＝＝＝＝3W。
答：（1）R1阻值为20Ω，电源电压为6V；
（2）R2阻值为30Ω；
（3）电路消耗的最大功率为3W。
13.（2021北京模拟）如图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1=44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103℃时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10min，S自动切换到保温状态，保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5转。求：
(1) 加热状态时，电饭锅消耗的电能。
(2)R2的阻值。
(3) 用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率。
【答案】(1)6.6×105J(2)440Ω(3)704W
14．（2021广元模拟）图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2，实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如下表所示，求：
（1）低温挡加热时电流的大小；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）已知粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg•℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，求需要工作的时间？
【答案】2A 55Ω 480s
15．（2021青岛模拟）蒸蛋器是采用通电发热盘加热水后，利用盘内产生的水蒸气把鸡蛋表熟的，如图甲所示。
（1）在一个标准大气压下，向蒸蛋器内加入质量为100g，初温为20℃的水，通电后将水加热至沸腾，在上述过程中，水吸收了多少热量？
（2）在没有其他用电器接入电路的情况下，把6个鸡蛋蒸熟的时间为6min，家中电能表（如图乙所示）指示灯闪烁了60次，则此蒸蛋器工作时所在电路电流为多少？（计算结果保留1位小数）
【答案】（1）；（2）1.7A
16．（2021广州模拟）有某品牌的电烤箱，其铭牌如表所示，其中高温挡额定功率字迹已被磨损；图中虚线框内所示是其内部的简化电路图。旋转开关，可实现停止工作、高温挡和低温挡的转换，R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。
（1）电烤箱钮开关接 （选填“0”“1”或“2”）时，电烤箱处于低温挡，求在低温挡正常工作10min电流做的功；
（2）求R1的阻值；
（3）求高温挡的额定功率；
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”字样的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压。
【答案】解：（1）根据电路图可知，当开关接1时，R1与R2串联，电路中电阻较大；当开关接2时，电路为R1的简单电路，电路中电阻较小，根据P＝可知，总电阻越大，功率越小，故开关接1时为低温挡；
电烤箱在低温挡正常工作10 min，电流做的功：W＝P低温t＝400 W×10×60 s＝2.4×105 J。
（2）当开关接1时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝121Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1＝R总﹣R2＝121Ω﹣72.6Ω＝48.4Ω。
（3）当开关接2时，电路为R1的简单电路，电烤箱处于高温挡，则高温挡的额定功率：P高温＝＝＝1000W；
（4）3000 imp/（kW•h）是指电路中每消耗1 kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3 000次。指示灯闪烁81次，电烤箱消耗的电能W′＝kW•h＝0.027kW•h＝9.72×104J；
时间t′＝2min＝120 s，
电烤箱的实际功率：P实际＝＝＝810W，
由P＝可得，此时家庭电路两端的实际电压：U实际＝＝＝198V。
答：（1）1；低温挡正常工作10min电流做的功为2.4×105 J；
（2）R1的阻值为48.4Ω；
（3）高温挡的额定功率1000W；
（4）家庭电路两端的实际电压198V。
17．（2021遵义模拟）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
【答案】解：（1）质量为1kg，初温为35℃的水加热到100℃所吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣35℃）＝2.73×105J；
（2）由题意和电路图可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电热水壶处于加热状态；
开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电热水壶处于保温状态，
因电路的总功率等于各电阻消耗功率之和，且R2在两种状态下消耗的功率不变，
则P加热＝+，P保温＝，
已知加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，
所以+＝5×，
解得R2＝4R1＝4×50Ω＝200Ω；
（3）由效率公式可得，电热水壶加热时消耗的电能：
W＝＝＝＝3×105J，
电热水壶加热时的实际功率为：
P＝＝＝1000W，
即+＝1000W，
将R1＝50Ω，R2＝200Ω代入上式，解得U实＝200V。
答：（1）将1kg初温为35℃的水加热到100℃需要吸收2.73×105J热量；
（2）电阻R2的阻值为200Ω。
（3）晚上用电高峰期的实际电压为200V。
18．（2021滨州模拟）小明家有一种电热壶内部简化电路如图，额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两档。保温挡的额定功率为110W，转到双触点开关，其接触1、2、3和4中的一个或两个时分别为关，加热或保温挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝44Ω，现将电热壶接到220V的家庭电路中，求：
（1）R1的阻值；
（2）加热档的电功率；
（3）若电热壶内装有1.1kg的水，现用加热档使水升高55℃，加热效率为70%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】
（1）由电路图可知，双触点开关连接触点2和3时，电路为R1的简单电路，为保温状态；
由P＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝440Ω；
（2）双触点开关连接触点3和4时，R1与R2并联，为加热状态，
则加热时电阻R2的功率：
P2＝＝＝1100W，
加热档的电功率为：
P加热＝P1+P2＝110W+1000W＝1210W；
（3）用加热档把1.1kg的水升高55℃，水所吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.1kg×55℃＝2.541×105J；
由η＝可得，消耗的电能为：
W＝＝＝3.63×105J，
由P＝可得，需要工作的时间为：
t＝＝＝300s。
答：（1）R1的阻值为440Ω；
（2）加热档的电功率为1210W；
（3）需要工作300s。
19．（2021长春模拟）某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能，其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开；S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态；S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W，加热功率为1000W。
（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？
（2）闭合S3，电磁泵两端电压为10V，已知R3阻值为200Ω，求电磁泵的电功率。
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间，S1才会断开？已知发热盘质量为0.5kg，比热容为0.5×103J/（kg•℃）。设水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，不计热损失。
【答案】解：由图和题意可知，闭合开关S1和S2，电阻R1和R2并联，处于加热状态；
只闭合开关S1时，只有电阻R2工作，处于保温状态；
只闭合开关S1和S3时，电动机和电阻R3串联后与R2并联，
（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，只有电阻R2工作，
根据P＝可得，电路中的电阻：
R2＝＝＝968Ω；
（2）只闭合开关S1和S3时，电动机和电阻R3串联后与R2并联，根据并联电路电压规律，电动机和电阻R3串联部分电压为U＝220V，已知此时电磁泵两端电压为10V，
则由串联电路电压的规律可得，电阻R3两端的电压：
U3＝U﹣U泵＝220V﹣10V＝210V，
这一支路的电流为：
I＝＝＝1.05A，
则电磁泵的电功率：
P泵＝U泵I＝10V×1.05A＝10.5W；
（3）瓶里的水烧干后，发热盘吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝0.5×103J/（kg•℃）×0.5kg×（120℃﹣110℃）＝2500J；
瓶里的水烧干后，S2没有自动断开（仍然是加热状态），不计热损失，电流产生的热量全部被发热盘吸收，即W＝Q放＝Q吸，
由P＝可得，水烧干后到S1断开所需的时间：
t＝＝＝＝2.5s。
答：（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是968Ω；
（2）电磁泵的电功率为10.5W；
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过2.5s时间，S1才会断开。
20．（2021南阳社旗县模拟）小明家新买了一台如图甲所示的冷暖两用空调扇，其兼具送风、制冷、加湿等多功能于一身，其简化电路如图乙所示，其中R为电热丝，M为电动机。试问：
（1）夏天使用空调扇制冷时，开关S1闭合，S2应 （选填“闭合”或“断开”）；冬天使用空调扇吹暖风时，电热丝产生的热量被空气吸收，通过 的方式改变室内空气的内能。
（2）某次只打开空调扇的吹风功能，正常工作1h消耗的电能为0.055kW•h，此时通过电动机的电流是多少？
（3）冬天时，某次小明进行了实验：关闭家里其他用电器，让空调扇送暖风，观察到家里如图丙所示的电能表的表盘在6min内转动了40转。电阻R的阻值为多大？（计算结果保留2位小数）
（4）若不计热量损失，实验过程中可以将室内质量为50kg的空气温度提高多少摄氏度？[空气的比热容为1.0×103J/（kg•℃）]
【答案】解：
（1）夏天使用空调扇制冷时，开关S1闭合，S2应断开，只有电动机工作，此时吹冷风；
电热丝产生的热量被空气吸收，是通过热传递的方式改变室内空气的内能；
（2）只打开空调扇的吹风功能，只有电动机工作，则电动机的功率：
PM＝＝＝0.055kW＝55W，
由P＝UI可得，通过电动机的电流：
IM＝＝＝0.25A；
（3）2000r/（kW•h）表示电路每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘就转过2000r，
则电能表的表盘在6min内转动了40转时，空调扇消耗的电能：
W总＝kW•h＝0.02kW•h＝0.02×3.6×106J＝7.2×104J，
电路消耗的总功率：
P总＝＝＝200W，
因空调扇送暖风时，电动机M和电热丝R并联，
所以，电阻丝R的功率：
PR＝P总﹣PM＝200W﹣55W＝145W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P＝UI＝可得，电热丝R的阻值：
R＝＝≈333.79Ω；
（4）若不计热量损失，室内空气吸收的热量：
Q吸＝WR＝PRt＝145W×6×60s＝52200J，
由Q吸＝cm△t可得，室内空气提高的温度：
△t＝＝＝1.044℃。
答：（1）断开；热传递；
（2）此时通过电动机的电流是0.25A；
（3）电阻R的阻值为333.79Ω；
（4）实验过程中可以将室内质量为50kg的空气温度提高1.044℃。
21．（2021郑州外国语学校模拟）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（阻值不变）。消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W．求：
（1）消毒柜使用三脚插头，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与 相连。
（2）石英加热管R的阻值多大？关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能多大？
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间？[c钢＝0.46×103J/（kg•℃）]
【答案】解：（1）有金属外壳的用电器和大功率用电器在使用时，要使用三脚插头并插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地相连，可以防止金属外壳漏电时发生触电事故；
（2）因电路中的总功率等于各用电器功率之和，
所以，石英加热管的功率：
P管＝P总﹣P发生器＝1250W﹣150W＝1100W，
由P＝可得，石英加热管R的阻值：
R＝＝＝44Ω；
臭氧发生器工作10min所消耗的电能：
W1＝P发生器t1＝150W×10×60s＝9×104J；
（3）该过程不锈钢餐具吸收的热量为
Q＝cm（t﹣t0）＝0.46×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣26℃）＝2.024×106J，
不计热量损失，则W＝Q，
由W＝Pt得，需要时间：
t＝＝＝1840s。
答：（1）大地；
（2）石英加热管R的阻值为44Ω；
臭氧发生器工作10min所消耗的电能为9×104J；
（3）消毒柜石英加热管需要正常加热工作1840s。
22．（2021河池模拟）如图甲所示，这是小聪家的电热开水器，有加热挡和保温挡，铭牌部分参数如表所示，其简化电路图如图乙所示，其中R1和R2均为加热电阻，且阻值不随温度而变化。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）闭合开关 时，电热开水器处于高温挡。
（2）保温挡正常工作时，通过电热开水器的电流是多少？发热电阻R1的阻值是多少？
（3）电热开水器中质量为10kg，初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是多少？
（4）爱观察的小聪发现用电高峰时，电热开水器加热的时间比平时长，于是他关闭家里其他所有用电器，只让电热开水器以高温挡工作，发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？
【答案】解：（1）当开关S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电阻较大，根据P＝知此时的电功率较小，处于低温挡；
当开关S1和S2都闭合时，只有电阻R1工作，电阻较小，根据P＝知此时的电功率较大，处于高温挡；
（2）低温挡电烤箱的电功率为440W，根据P＝UI得低温挡工作时电路中的电流：
I＝＝＝2A；
（2）当只闭合S1时，两电阻串联，为低温挡，低温挡的电流为2A，由欧姆定律得电路的总电阻：
R1+R2＝，
故R1＝﹣R2＝﹣70Ω＝40Ω；
（3）水吸收的热量为：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（95℃﹣15℃）＝3.36×106J；
（4）电能表盘中标有3000r/kW•h，表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转3000圈，
电能表转盘转25转时，消耗的电能为：
W＝×25kW•h＝kW•h＝×3.6×106J＝3×104J，
实际功率为：
P实＝＝＝1000W；
根据P＝，在R不变时，电功率与电压的平方成正比，故有：
＝，
用电高峰时家庭电路的实际电压为：
U实＝＝＝200V。
答：（1）S1和S2；
（2）保温挡正常工作时，通过电热开水器的电流是2A；发热电阻R1的阻值是40Ω；
（3）电热开水器中质量为10kg，初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是3.36×106J；
（4）用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
23．（2021福州模拟）某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一温度可自动控制的装置，如图甲所示，“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线围可看成阻值为40Ω的纯电阻R0，电源电压为U1，“浴霸”共安装有两盏标有“220V 550W”的灯泡L1、L2，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，“浴霸”电路断开：当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。求：
（1）工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流；
（2）若两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能；
（3）若溶室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U1的最小值；
（4）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内可控制的温度范围。
【答案】解：（1）由P＝UI可得，每只灯泡正常发光时的电流：
I＝＝＝2.5A，
则通过电路的总电流：
I总＝2I＝2×2.5A＝5A。
（2）两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能：
W＝UI总t＝220V×5A×5×60s＝3.3×105J。
（3）由图乙可知，当浴室温度为40℃时，其阻值R1＝160Ω，
因为R1和R0串联，所以控制电路总电阻：
R总＝R1+R0＝160Ω+40Ω＝200Ω，
由I＝可得，控制电路的最小电压为：
U1＝I1R总＝0.05A×200Ω＝10V。
（4）取临界情况，当电流为I′＝50mA＝0.05A时，
由I＝可得，控制电路总电阻：
R总′＝＝＝240Ω，
所以R1′＝R总′﹣R0＝240Ω﹣40Ω＝200Ω，由图可得对应的温度为30℃；
当电流为I″＝40mA＝0.04A时，
由I＝可得，控制电路总电阻R总″＝＝＝300Ω，
R1″＝R总″﹣R0＝300Ω﹣40Ω＝260Ω，由图可得对应的温度为20℃；
因此浴室内温度可控制在20℃～30℃范围内。
答：（1）工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流为5A；
（2）若两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能为3.3×105J；
（3）若溶室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U1的最小值为10V；
（4）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内可控制的温度范围为20℃～30℃。
24.（2021福建模拟）如图甲是电热恒温箱的原理图，由控制电路和加热电路组成（部分电路尚未连接完整），其中控制电路由U1=6V的电源．电磁继电器（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联而成，加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝组成，R1和R0置于恒温箱内，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系图，当控制电路的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，从而使恒温箱内的温度达到理想的恒温效果，根据上述信息回答下列问题
（1）请你在电路图中画线加热电路与电磁继电器正确地连接好，当热敏电阻的温度升高时，电磁铁的磁性________ （选填“增强”、“减弱”或“不变”）
（2）电热丝正常工作100s产生的热量是多少？
（3）若设定恒温箱的恒温温度为60℃，则滑动变阻器接入的电阻为多少？若滑动变阻器的最大阻值为80Ω，求恒温箱可设定的最高恒温温度．
【答案】（1）增强
（2）解：电热丝正常工作100s产生的热量：
Q=W=t=×100s=1×105J；
（3）解：由图乙可知，当温度为60℃时，R1=70Ω，
在控制电路中，R总===120Ω，
R2=R总﹣R1=120Ω﹣70Ω=50Ω，
设变阻器接入电路的电阻为80Ω时，热敏电阻的阻值为R1′，
R1′=R总﹣R2′=120Ω﹣80Ω=40Ω，
由图乙可知，当R1′=40Ω时，温度为100℃，
恒温箱可设定的最高恒温温度为100℃．
2023年中考物理复习专题训练：焦耳定律专题
1．（2021南阳社旗县模拟）下列用电器的主要部件可以利用超导材料的是（ ）
A．电风扇 B．电热杯 C．电饭锅 D．电暖气
2．（2021河池模拟）如图的图像，不能表示下列哪组物理量之间的关系（ ）
A．物体做匀速运动时，路程和时间之间的关系
B．压强一定时，压力和受力面积之间的关系
C．电阻一定时，电流和电压之间的关系
D．电阻和通电时间一定时，电流产生的热量和电流之间的关系
3.(2021岳阳模拟)如图所示是一个能吹出冷热风的电吹风简化电路图，图中A是吹风机，B是电热丝，则下列分析正确的是( )
A. 只闭合开关S1，电吹风吹出冷风B. 只闭合开关S2，电吹风吹出热风
C. 同时闭合开关S1、S2，电吹风吹出冷风D. 同时闭合开关S1、S2，电吹风吹出热风
4.（2021福建模拟）小明想设计一种能反映并调节温度高低的电热毯电路，其原理是：顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高，反映温度高低的“仪表”(电压表)示数变大。下列电路图符合设计要求的是( )
5．（2021长春模拟）如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则（ ）
A．电路中的电流为 4A
B．电动机的功率为 16W，它两端的电压为 4V
C．1 分钟在电阻 R 上产生热量 60J，电动机消耗电能 120J
D．电动机工作时将机械能转化为电能，若将电阻 R 换成滑动变阻器，可调节电动机的转速
6．（2021抚顺模拟）有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如图所示是其内部简化电路图，已知R0＝44Ω，R1＝1056Ω，当S接1时，电热水壶处于 （选填“烧水”和“保温”）挡，当S接2时，通电2min该电热水壶产生的热量是 J。
7. （2021遵义模拟）如图甲所示为一款电煎药壶，工作电路简化为图乙，它在工作时，有高温、中温和低温三个挡．已知正常工作时，高温挡功率为600 W，中温挡功率为200 W. 当Sa接1，同时Sb断开时，电路处于________挡；电阻R2的阻值为________Ω；用该电器的“高温”挡正常工作20 min，放出热量的70%全部被药液吸收，能将______kg的药液从20 ℃升高至100 ℃.(假如药液的比热容等于水的比热容)[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
8. (2021淮安文通中学模拟)如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的 不相等。
（2）由于电流通过导体产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 。
（3）通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 （选填“大”或“小”），导体中产生的热量越多。
9．（2021长春模拟）如图所示分别为探究不同物质吸热升温现象、比较不同燃料燃烧时放出的热量、探究电流的热效应的实验装置。
（1）通过比较温度计示数的变化量来比较吸（放）热多少的实验有 （填写图号）。
（2）甲实验中，沙子和水的质量相等，加热相同的时间，沙子升高的温度高，表明沙子的吸热能力比水 （选填“强”或“弱”）。
（3）乙实验中，能否通过比较相同时间内温度计升高的示数来比较燃料热值的大小？答： （选填“能”或“不能”）。
（4）利用丙图探究“电流热效应与电阻大小的关系”时，两电阻的阻值要 （选填“相等”或“不等”），将两电阻串联的目的是控制 相同。
10．（2021株洲模拟）某养生电水壶额定电压为220V，加热功率为1100W，保温功率为100W。
（1）在使用该养生壶时应选用 孔插座；其在加热状态下发热体的电阻为 Ω。
（2）养生壶将质量1kg、初始温为20℃的水加热至100℃，水吸收的热量为 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）若家中仅使用养生壶正常工作0.5h，标有“1200imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁420次，则保温时间为 h。
11.（2021济南市中区模拟）如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。闭合开关后，灯泡L两端的电压为12V，消耗的电功率为6W，电流表示数为1.1A。求：
(1)通过灯泡L的电流是多少安？
(2)定值电阻R的阻值是多少欧？
(3)该电路工作5min，定值电阻R产生的热量是多少焦？
12.（2021大庆模拟）如图所示，电源电压不变，R1、R2、R3为加热电阻，R3＝10Ω，只闭合S1，电流表示数为0.2A，电压表示数为4.0V；闭合S1、S2、S3时，通电1min电路产生的热量为180J，求：
（1）R1阻值和电源电压；
（2）R2阻值；
（3）电路消耗的最大功率。
13.（2021北京模拟）如图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1=44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103℃时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10min，S自动切换到保温状态，保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5转。求：
(1) 加热状态时，电饭锅消耗的电能。
(2)R2的阻值。
(3) 用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率。
14．（2021广元模拟）图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2，实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如下表所示，求：
（1）低温挡加热时电流的大小；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）已知粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg•℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，求需要工作的时间？
15．（2021青岛模拟）蒸蛋器是采用通电发热盘加热水后，利用盘内产生的水蒸气把鸡蛋表熟的，如图甲所示。
（1）在一个标准大气压下，向蒸蛋器内加入质量为100g，初温为20℃的水，通电后将水加热至沸腾，在上述过程中，水吸收了多少热量？
（2）在没有其他用电器接入电路的情况下，把6个鸡蛋蒸熟的时间为6min，家中电能表（如图乙所示）指示灯闪烁了60次，则此蒸蛋器工作时所在电路电流为多少？（计算结果保留1位小数）
16．（2021广州模拟）有某品牌的电烤箱，其铭牌如表所示，其中高温挡额定功率字迹已被磨损；图中虚线框内所示是其内部的简化电路图。旋转开关，可实现停止工作、高温挡和低温挡的转换，R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。
（1）电烤箱钮开关接 （选填“0”“1”或“2”）时，电烤箱处于低温挡，求在低温挡正常工作10min电流做的功；
（2）求R1的阻值；
（3）求高温挡的额定功率；
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”字样的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压。
17．（2021遵义模拟）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
18．（2021滨州模拟）小明家有一种电热壶内部简化电路如图，额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两档。保温挡的额定功率为110W，转到双触点开关，其接触1、2、3和4中的一个或两个时分别为关，加热或保温挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝44Ω，现将电热壶接到220V的家庭电路中，求：
（1）R1的阻值；
（2）加热档的电功率；
（3）若电热壶内装有1.1kg的水，现用加热档使水升高55℃，加热效率为70%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
19．（2021长春模拟）某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能，其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开；S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态；S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W，加热功率为1000W。
（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？
（2）闭合S3，电磁泵两端电压为10V，已知R3阻值为200Ω，求电磁泵的电功率。
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间，S1才会断开？已知发热盘质量为0.5kg，比热容为0.5×103J/（kg•℃）。设水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，不计热损失。
20．（2021南阳社旗县模拟）小明家新买了一台如图甲所示的冷暖两用空调扇，其兼具送风、制冷、加湿等多功能于一身，其简化电路如图乙所示，其中R为电热丝，M为电动机。试问：
（1）夏天使用空调扇制冷时，开关S1闭合，S2应 （选填“闭合”或“断开”）；冬天使用空调扇吹暖风时，电热丝产生的热量被空气吸收，通过 的方式改变室内空气的内能。
（2）某次只打开空调扇的吹风功能，正常工作1h消耗的电能为0.055kW•h，此时通过电动机的电流是多少？
（3）冬天时，某次小明进行了实验：关闭家里其他用电器，让空调扇送暖风，观察到家里如图丙所示的电能表的表盘在6min内转动了40转。电阻R的阻值为多大？（计算结果保留2位小数）
（4）若不计热量损失，实验过程中可以将室内质量为50kg的空气温度提高多少摄氏度？[空气的比热容为1.0×103J/（kg•℃）]
21．（2021郑州外国语学校模拟）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（阻值不变）。消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W．求：
（1）消毒柜使用三脚插头，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与 相连。
（2）石英加热管R的阻值多大？关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能多大？
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间？[c钢＝0.46×103J/（kg•℃）]
22．（2021河池模拟）如图甲所示，这是小聪家的电热开水器，有加热挡和保温挡，铭牌部分参数如表所示，其简化电路图如图乙所示，其中R1和R2均为加热电阻，且阻值不随温度而变化。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）闭合开关 时，电热开水器处于高温挡。
（2）保温挡正常工作时，通过电热开水器的电流是多少？发热电阻R1的阻值是多少？
（3）电热开水器中质量为10kg，初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是多少？
（4）爱观察的小聪发现用电高峰时，电热开水器加热的时间比平时长，于是他关闭家里其他所有用电器，只让电热开水器以高温挡工作，发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？
23．（2021福州模拟）某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一温度可自动控制的装置，如图甲所示，“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线围可看成阻值为40Ω的纯电阻R0，电源电压为U1，“浴霸”共安装有两盏标有“220V 550W”的灯泡L1、L2，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，“浴霸”电路断开：当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。求：
（1）工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流；
（2）若两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能；
（3）若溶室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U1的最小值；
（4）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内可控制的温度范围。
24.（2021福建模拟）如图甲是电热恒温箱的原理图，由控制电路和加热电路组成（部分电路尚未连接完整），其中控制电路由U1=6V的电源．电磁继电器（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联而成，加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝组成，R1和R0置于恒温箱内，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系图，当控制电路的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，从而使恒温箱内的温度达到理想的恒温效果，根据上述信息回答下列问题
（1）请你在电路图中画线加热电路与电磁继电器正确地连接好，当热敏电阻的温度升高时，电磁铁的磁性________ （选填“增强”、“减弱”或“不变”）
（2）电热丝正常工作100s产生的热量是多少？
（3）若设定恒温箱的恒温温度为60℃，则滑动变阻器接入的电阻为多少？若滑动变阻器的最大阻值为80Ω，求恒温箱可设定的最高恒温温度．
2023年中考物理复习专题训练：焦耳定律专题参考答案
1．（2021南阳社旗县模拟）下列用电器的主要部件可以利用超导材料的是（ ）
A．电风扇 B．电热杯 C．电饭锅 D．电暖气
【答案】A。
2．（2021河池模拟）如图的图像，不能表示下列哪组物理量之间的关系（ ）
A．物体做匀速运动时，路程和时间之间的关系
B．压强一定时，压力和受力面积之间的关系
C．电阻一定时，电流和电压之间的关系
D．电阻和通电时间一定时，电流产生的热量和电流之间的关系
【答案】D。
3.(2021岳阳模拟)如图所示是一个能吹出冷热风的电吹风简化电路图，图中A是吹风机，B是电热丝，则下列分析正确的是( )
A. 只闭合开关S1，电吹风吹出冷风B. 只闭合开关S2，电吹风吹出热风
C. 同时闭合开关S1、S2，电吹风吹出冷风D. 同时闭合开关S1、S2，电吹风吹出热风
【答案】D
4.（2021福建模拟）小明想设计一种能反映并调节温度高低的电热毯电路，其原理是：顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高，反映温度高低的“仪表”(电压表)示数变大。下列电路图符合设计要求的是( )
【答案】D
5．（2021长春模拟）如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则（ ）
A．电路中的电流为 4A
B．电动机的功率为 16W，它两端的电压为 4V
C．1 分钟在电阻 R 上产生热量 60J，电动机消耗电能 120J
D．电动机工作时将机械能转化为电能，若将电阻 R 换成滑动变阻器，可调节电动机的转速
【答案】C。
6．（2021抚顺模拟）有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如图所示是其内部简化电路图，已知R0＝44Ω，R1＝1056Ω，当S接1时，电热水壶处于 （选填“烧水”和“保温”）挡，当S接2时，通电2min该电热水壶产生的热量是 J。
【答案】保温；1.32×105。
7. （2021遵义模拟）如图甲所示为一款电煎药壶，工作电路简化为图乙，它在工作时，有高温、中温和低温三个挡．已知正常工作时，高温挡功率为600 W，中温挡功率为200 W. 当Sa接1，同时Sb断开时，电路处于________挡；电阻R2的阻值为________Ω；用该电器的“高温”挡正常工作20 min，放出热量的70%全部被药液吸收，能将______kg的药液从20 ℃升高至100 ℃.(假如药液的比热容等于水的比热容)[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】低温 242 1.5
8. (2021淮安文通中学模拟)如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的 不相等。
（2）由于电流通过导体产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 。
（3）通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 （选填“大”或“小”），导体中产生的热量越多。
【答案】（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
9．（2021长春模拟）如图所示分别为探究不同物质吸热升温现象、比较不同燃料燃烧时放出的热量、探究电流的热效应的实验装置。
（1）通过比较温度计示数的变化量来比较吸（放）热多少的实验有 （填写图号）。
（2）甲实验中，沙子和水的质量相等，加热相同的时间，沙子升高的温度高，表明沙子的吸热能力比水 （选填“强”或“弱”）。
（3）乙实验中，能否通过比较相同时间内温度计升高的示数来比较燃料热值的大小？答： （选填“能”或“不能”）。
（4）利用丙图探究“电流热效应与电阻大小的关系”时，两电阻的阻值要 （选填“相等”或“不等”），将两电阻串联的目的是控制 相同。
【答案】（1）乙丙；（2）弱；（3）不能；（4）不等；电流。
10．（2021株洲模拟）某养生电水壶额定电压为220V，加热功率为1100W，保温功率为100W。
（1）在使用该养生壶时应选用 孔插座；其在加热状态下发热体的电阻为 Ω。
（2）养生壶将质量1kg、初始温为20℃的水加热至100℃，水吸收的热量为 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）若家中仅使用养生壶正常工作0.5h，标有“1200imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁420次，则保温时间为 h。
【答案】
（1）三；44；
（2）3.36×105；
（3）0.2。
11.（2021济南市中区模拟）如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。闭合开关后，灯泡L两端的电压为12V，消耗的电功率为6W，电流表示数为1.1A。求：
(1)通过灯泡L的电流是多少安？
(2)定值电阻R的阻值是多少欧？
(3)该电路工作5min，定值电阻R产生的热量是多少焦？
【答案】解：由电路图可知，电阻R与灯泡并联，电流表测干路的电流。
(1)由P=UI可得灯泡L的电流为：
IL=PLUL=6W12V=0.5A；
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等，根据并联电路的电流规律可知，通过电阻的电流为：
IR=I−IL=1.1A−0.5A=0.6A；
所以，电源的电压U=UL=12V，
由I=UR可得R的阻值：
R=UIR=12V0.6A=20Ω；
(3)定值电阻R在5min内产生的热量为：
Q=W=UIRt=12V×0.6A×5×60s=2160J。
答：(1)通过灯泡L的电流是0.5安；
(2)定值电阻R的阻值是20欧；
(3)该电路工作5min，定值电阻R产生的热量是2160J。
12.（2021大庆模拟）如图所示，电源电压不变，R1、R2、R3为加热电阻，R3＝10Ω，只闭合S1，电流表示数为0.2A，电压表示数为4.0V；闭合S1、S2、S3时，通电1min电路产生的热量为180J，求：
（1）R1阻值和电源电压；
（2）R2阻值；
（3）电路消耗的最大功率。
【答案】解：（1）只闭合S1，电阻R1、R3串联，电流表测串联电路中的电流，电压表测电阻R1两端的电压。
由I＝可得R1的阻值：
R1＝＝＝20Ω；
根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压：
U＝I（R1+R3）＝0.2A×（20Ω+10Ω）＝6V；
（2）闭合S1、S2、S3，电阻R1、R2并联，电流表A测量干路电流，电压表测量的是电源电压；
则通过R1的电流：I1＝＝＝0.3A，
通电1min电路消耗的电能W＝Q＝180J，
根据W＝UIt可得干路电流：I′＝＝＝0.5A；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则通过R2的电流：
I2＝I′﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
根据I＝可得R2的阻值：
R2＝＝＝30Ω；
（3）闭合S1、S2、S3时电阻R1、R2并联，总电阻最小，根据P＝可知此时电路消耗的功率最大，
则电路消耗的最大功率：P最大＝＝＝＝3W。
答：（1）R1阻值为20Ω，电源电压为6V；
（2）R2阻值为30Ω；
（3）电路消耗的最大功率为3W。
13.（2021北京模拟）如图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1=44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103℃时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10min，S自动切换到保温状态，保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5转。求：
(1) 加热状态时，电饭锅消耗的电能。
(2)R2的阻值。
(3) 用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率。
【答案】(1)6.6×105J(2)440Ω(3)704W
14．（2021广元模拟）图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2，实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如下表所示，求：
（1）低温挡加热时电流的大小；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）已知粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg•℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，求需要工作的时间？
【答案】2A 55Ω 480s
15．（2021青岛模拟）蒸蛋器是采用通电发热盘加热水后，利用盘内产生的水蒸气把鸡蛋表熟的，如图甲所示。
（1）在一个标准大气压下，向蒸蛋器内加入质量为100g，初温为20℃的水，通电后将水加热至沸腾，在上述过程中，水吸收了多少热量？
（2）在没有其他用电器接入电路的情况下，把6个鸡蛋蒸熟的时间为6min，家中电能表（如图乙所示）指示灯闪烁了60次，则此蒸蛋器工作时所在电路电流为多少？（计算结果保留1位小数）
【答案】（1）；（2）1.7A
16．（2021广州模拟）有某品牌的电烤箱，其铭牌如表所示，其中高温挡额定功率字迹已被磨损；图中虚线框内所示是其内部的简化电路图。旋转开关，可实现停止工作、高温挡和低温挡的转换，R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。
（1）电烤箱钮开关接 （选填“0”“1”或“2”）时，电烤箱处于低温挡，求在低温挡正常工作10min电流做的功；
（2）求R1的阻值；
（3）求高温挡的额定功率；
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”字样的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压。
【答案】解：（1）根据电路图可知，当开关接1时，R1与R2串联，电路中电阻较大；当开关接2时，电路为R1的简单电路，电路中电阻较小，根据P＝可知，总电阻越大，功率越小，故开关接1时为低温挡；
电烤箱在低温挡正常工作10 min，电流做的功：W＝P低温t＝400 W×10×60 s＝2.4×105 J。
（2）当开关接1时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝121Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1＝R总﹣R2＝121Ω﹣72.6Ω＝48.4Ω。
（3）当开关接2时，电路为R1的简单电路，电烤箱处于高温挡，则高温挡的额定功率：P高温＝＝＝1000W；
（4）3000 imp/（kW•h）是指电路中每消耗1 kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3 000次。指示灯闪烁81次，电烤箱消耗的电能W′＝kW•h＝0.027kW•h＝9.72×104J；
时间t′＝2min＝120 s，
电烤箱的实际功率：P实际＝＝＝810W，
由P＝可得，此时家庭电路两端的实际电压：U实际＝＝＝198V。
答：（1）1；低温挡正常工作10min电流做的功为2.4×105 J；
（2）R1的阻值为48.4Ω；
（3）高温挡的额定功率1000W；
（4）家庭电路两端的实际电压198V。
17．（2021遵义模拟）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
【答案】解：（1）质量为1kg，初温为35℃的水加热到100℃所吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣35℃）＝2.73×105J；
（2）由题意和电路图可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电热水壶处于加热状态；
开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电热水壶处于保温状态，
因电路的总功率等于各电阻消耗功率之和，且R2在两种状态下消耗的功率不变，
则P加热＝+，P保温＝，
已知加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，
所以+＝5×，
解得R2＝4R1＝4×50Ω＝200Ω；
（3）由效率公式可得，电热水壶加热时消耗的电能：
W＝＝＝＝3×105J，
电热水壶加热时的实际功率为：
P＝＝＝1000W，
即+＝1000W，
将R1＝50Ω，R2＝200Ω代入上式，解得U实＝200V。
答：（1）将1kg初温为35℃的水加热到100℃需要吸收2.73×105J热量；
（2）电阻R2的阻值为200Ω。
（3）晚上用电高峰期的实际电压为200V。
18．（2021滨州模拟）小明家有一种电热壶内部简化电路如图，额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两档。保温挡的额定功率为110W，转到双触点开关，其接触1、2、3和4中的一个或两个时分别为关，加热或保温挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝44Ω，现将电热壶接到220V的家庭电路中，求：
（1）R1的阻值；
（2）加热档的电功率；
（3）若电热壶内装有1.1kg的水，现用加热档使水升高55℃，加热效率为70%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】
（1）由电路图可知，双触点开关连接触点2和3时，电路为R1的简单电路，为保温状态；
由P＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝440Ω；
（2）双触点开关连接触点3和4时，R1与R2并联，为加热状态，
则加热时电阻R2的功率：
P2＝＝＝1100W，
加热档的电功率为：
P加热＝P1+P2＝110W+1000W＝1210W；
（3）用加热档把1.1kg的水升高55℃，水所吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.1kg×55℃＝2.541×105J；
由η＝可得，消耗的电能为：
W＝＝＝3.63×105J，
由P＝可得，需要工作的时间为：
t＝＝＝300s。
答：（1）R1的阻值为440Ω；
（2）加热档的电功率为1210W；
（3）需要工作300s。
19．（2021长春模拟）某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能，其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开；S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态；S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W，加热功率为1000W。
（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？
（2）闭合S3，电磁泵两端电压为10V，已知R3阻值为200Ω，求电磁泵的电功率。
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间，S1才会断开？已知发热盘质量为0.5kg，比热容为0.5×103J/（kg•℃）。设水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，不计热损失。
【答案】解：由图和题意可知，闭合开关S1和S2，电阻R1和R2并联，处于加热状态；
只闭合开关S1时，只有电阻R2工作，处于保温状态；
只闭合开关S1和S3时，电动机和电阻R3串联后与R2并联，
（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，只有电阻R2工作，
根据P＝可得，电路中的电阻：
R2＝＝＝968Ω；
（2）只闭合开关S1和S3时，电动机和电阻R3串联后与R2并联，根据并联电路电压规律，电动机和电阻R3串联部分电压为U＝220V，已知此时电磁泵两端电压为10V，
则由串联电路电压的规律可得，电阻R3两端的电压：
U3＝U﹣U泵＝220V﹣10V＝210V，
这一支路的电流为：
I＝＝＝1.05A，
则电磁泵的电功率：
P泵＝U泵I＝10V×1.05A＝10.5W；
（3）瓶里的水烧干后，发热盘吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝0.5×103J/（kg•℃）×0.5kg×（120℃﹣110℃）＝2500J；
瓶里的水烧干后，S2没有自动断开（仍然是加热状态），不计热损失，电流产生的热量全部被发热盘吸收，即W＝Q放＝Q吸，
由P＝可得，水烧干后到S1断开所需的时间：
t＝＝＝＝2.5s。
答：（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是968Ω；
（2）电磁泵的电功率为10.5W；
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过2.5s时间，S1才会断开。
20．（2021南阳社旗县模拟）小明家新买了一台如图甲所示的冷暖两用空调扇，其兼具送风、制冷、加湿等多功能于一身，其简化电路如图乙所示，其中R为电热丝，M为电动机。试问：
（1）夏天使用空调扇制冷时，开关S1闭合，S2应 （选填“闭合”或“断开”）；冬天使用空调扇吹暖风时，电热丝产生的热量被空气吸收，通过 的方式改变室内空气的内能。
（2）某次只打开空调扇的吹风功能，正常工作1h消耗的电能为0.055kW•h，此时通过电动机的电流是多少？
（3）冬天时，某次小明进行了实验：关闭家里其他用电器，让空调扇送暖风，观察到家里如图丙所示的电能表的表盘在6min内转动了40转。电阻R的阻值为多大？（计算结果保留2位小数）
（4）若不计热量损失，实验过程中可以将室内质量为50kg的空气温度提高多少摄氏度？[空气的比热容为1.0×103J/（kg•℃）]
【答案】解：
（1）夏天使用空调扇制冷时，开关S1闭合，S2应断开，只有电动机工作，此时吹冷风；
电热丝产生的热量被空气吸收，是通过热传递的方式改变室内空气的内能；
（2）只打开空调扇的吹风功能，只有电动机工作，则电动机的功率：
PM＝＝＝0.055kW＝55W，
由P＝UI可得，通过电动机的电流：
IM＝＝＝0.25A；
（3）2000r/（kW•h）表示电路每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘就转过2000r，
则电能表的表盘在6min内转动了40转时，空调扇消耗的电能：
W总＝kW•h＝0.02kW•h＝0.02×3.6×106J＝7.2×104J，
电路消耗的总功率：
P总＝＝＝200W，
因空调扇送暖风时，电动机M和电热丝R并联，
所以，电阻丝R的功率：
PR＝P总﹣PM＝200W﹣55W＝145W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P＝UI＝可得，电热丝R的阻值：
R＝＝≈333.79Ω；
（4）若不计热量损失，室内空气吸收的热量：
Q吸＝WR＝PRt＝145W×6×60s＝52200J，
由Q吸＝cm△t可得，室内空气提高的温度：
△t＝＝＝1.044℃。
答：（1）断开；热传递；
（2）此时通过电动机的电流是0.25A；
（3）电阻R的阻值为333.79Ω；
（4）实验过程中可以将室内质量为50kg的空气温度提高1.044℃。
21．（2021郑州外国语学校模拟）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（阻值不变）。消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W．求：
（1）消毒柜使用三脚插头，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与 相连。
（2）石英加热管R的阻值多大？关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能多大？
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间？[c钢＝0.46×103J/（kg•℃）]
【答案】解：（1）有金属外壳的用电器和大功率用电器在使用时，要使用三脚插头并插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地相连，可以防止金属外壳漏电时发生触电事故；
（2）因电路中的总功率等于各用电器功率之和，
所以，石英加热管的功率：
P管＝P总﹣P发生器＝1250W﹣150W＝1100W，
由P＝可得，石英加热管R的阻值：
R＝＝＝44Ω；
臭氧发生器工作10min所消耗的电能：
W1＝P发生器t1＝150W×10×60s＝9×104J；
（3）该过程不锈钢餐具吸收的热量为
Q＝cm（t﹣t0）＝0.46×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣26℃）＝2.024×106J，
不计热量损失，则W＝Q，
由W＝Pt得，需要时间：
t＝＝＝1840s。
答：（1）大地；
（2）石英加热管R的阻值为44Ω；
臭氧发生器工作10min所消耗的电能为9×104J；
（3）消毒柜石英加热管需要正常加热工作1840s。
22．（2021河池模拟）如图甲所示，这是小聪家的电热开水器，有加热挡和保温挡，铭牌部分参数如表所示，其简化电路图如图乙所示，其中R1和R2均为加热电阻，且阻值不随温度而变化。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）闭合开关 时，电热开水器处于高温挡。
（2）保温挡正常工作时，通过电热开水器的电流是多少？发热电阻R1的阻值是多少？
（3）电热开水器中质量为10kg，初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是多少？
（4）爱观察的小聪发现用电高峰时，电热开水器加热的时间比平时长，于是他关闭家里其他所有用电器，只让电热开水器以高温挡工作，发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？
【答案】解：（1）当开关S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电阻较大，根据P＝知此时的电功率较小，处于低温挡；
当开关S1和S2都闭合时，只有电阻R1工作，电阻较小，根据P＝知此时的电功率较大，处于高温挡；
（2）低温挡电烤箱的电功率为440W，根据P＝UI得低温挡工作时电路中的电流：
I＝＝＝2A；
（2）当只闭合S1时，两电阻串联，为低温挡，低温挡的电流为2A，由欧姆定律得电路的总电阻：
R1+R2＝，
故R1＝﹣R2＝﹣70Ω＝40Ω；
（3）水吸收的热量为：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（95℃﹣15℃）＝3.36×106J；
（4）电能表盘中标有3000r/kW•h，表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转3000圈，
电能表转盘转25转时，消耗的电能为：
W＝×25kW•h＝kW•h＝×3.6×106J＝3×104J，
实际功率为：
P实＝＝＝1000W；
根据P＝，在R不变时，电功率与电压的平方成正比，故有：
＝，
用电高峰时家庭电路的实际电压为：
U实＝＝＝200V。
答：（1）S1和S2；
（2）保温挡正常工作时，通过电热开水器的电流是2A；发热电阻R1的阻值是40Ω；
（3）电热开水器中质量为10kg，初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是3.36×106J；
（4）用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
23．（2021福州模拟）某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一温度可自动控制的装置，如图甲所示，“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线围可看成阻值为40Ω的纯电阻R0，电源电压为U1，“浴霸”共安装有两盏标有“220V 550W”的灯泡L1、L2，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，“浴霸”电路断开：当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。求：
（1）工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流；
（2）若两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能；
（3）若溶室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U1的最小值；
（4）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内可控制的温度范围。
【答案】解：（1）由P＝UI可得，每只灯泡正常发光时的电流：
I＝＝＝2.5A，
则通过电路的总电流：
I总＝2I＝2×2.5A＝5A。
（2）两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能：
W＝UI总t＝220V×5A×5×60s＝3.3×105J。
（3）由图乙可知，当浴室温度为40℃时，其阻值R1＝160Ω，
因为R1和R0串联，所以控制电路总电阻：
R总＝R1+R0＝160Ω+40Ω＝200Ω，
由I＝可得，控制电路的最小电压为：
U1＝I1R总＝0.05A×200Ω＝10V。
（4）取临界情况，当电流为I′＝50mA＝0.05A时，
由I＝可得，控制电路总电阻：
R总′＝＝＝240Ω，
所以R1′＝R总′﹣R0＝240Ω﹣40Ω＝200Ω，由图可得对应的温度为30℃；
当电流为I″＝40mA＝0.04A时，
由I＝可得，控制电路总电阻R总″＝＝＝300Ω，
R1″＝R总″﹣R0＝300Ω﹣40Ω＝260Ω，由图可得对应的温度为20℃；
因此浴室内温度可控制在20℃～30℃范围内。
答：（1）工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流为5A；
（2）若两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能为3.3×105J；
（3）若溶室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U1的最小值为10V；
（4）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内可控制的温度范围为20℃～30℃。
24.（2021福建模拟）如图甲是电热恒温箱的原理图，由控制电路和加热电路组成（部分电路尚未连接完整），其中控制电路由U1=6V的电源．电磁继电器（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联而成，加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝组成，R1和R0置于恒温箱内，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系图，当控制电路的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，从而使恒温箱内的温度达到理想的恒温效果，根据上述信息回答下列问题
（1）请你在电路图中画线加热电路与电磁继电器正确地连接好，当热敏电阻的温度升高时，电磁铁的磁性________ （选填“增强”、“减弱”或“不变”）
（2）电热丝正常工作100s产生的热量是多少？
（3）若设定恒温箱的恒温温度为60℃，则滑动变阻器接入的电阻为多少？若滑动变阻器的最大阻值为80Ω，求恒温箱可设定的最高恒温温度．
【答案】（1）增强
（2）解：电热丝正常工作100s产生的热量：
Q=W=t=×100s=1×105J；
（3）解：由图乙可知，当温度为60℃时，R1=70Ω，
在控制电路中，R总===120Ω，
R2=R总﹣R1=120Ω﹣70Ω=50Ω，
设变阻器接入电路的电阻为80Ω时，热敏电阻的阻值为R1′，
R1′=R总﹣R2′=120Ω﹣80Ω=40Ω，
由图乙可知，当R1′=40Ω时，温度为100℃，
恒温箱可设定的最高恒温温度为100℃．
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