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2023年中考物理重难点专题训练——焦耳定律的计算
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这是一份2023年中考物理重难点专题训练——焦耳定律的计算，共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
2023年中考物理重难点专题训练——焦耳定律的计算
一、单选题
1．对于下面课本中的几个小实验，说法正确的是( )
A．利用“伏安法”测小灯泡电阻时，需要多次测量求平均值减小误差
B．探究串、并联电路电流的特点时，应选择两个相同规格的灯泡进行实验
C．在空气压缩引火仪实验中，第一次不成功后不停的一次次重复，就能成功
D．探究影响电流热效应的因素时，通过U形管中液面高度差来比较电阻丝产生热量的多少
2．小明同学在活动课上表演了一个小魔术，用金属片点燃火柴，他将一金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置实验效果最明显（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样
3．通过初中物理的学习，同学们知道了一些物理学家以及他们的研究成果，以下叙述错误的是（ ）
A．牛顿第一定律是牛顿直接从自己做的实验中得出的结论
B．欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确的结论
C．焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”
D．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象
4．在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。已知R1＝10Ω，R2＝R4＝20Ω，下列说法正确的是（ ）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝R3阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①② B．②④ C．②③ D．③④
5．人类进入电气化时代的重要标志是大规模使用电能。电能无法从自然界直接获取，它通常通过发电机由其他形式的能转化而来，最终通过各种用电器转化为其他形式的能。电能的生产、输送和利用，极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。如图为远距离输电示意图，I为输电电流，r为输电线总电阻，U为用户端的电压，则因输电线发热而损耗的电能为（t为通电时间）（ ）
A．I2rt B．U2tr C．UIt D．UIt+I2rt
6．甲乙两电热器通过的电流之比为1∶2，通电时间之比为3∶2，电阻之比为4∶3，则产生热量之比为（ ）
A．1∶2 B．2∶9 C．9∶2 D．2∶1
7．对于我们所学的电学知识，下列说法正确的是（ ）
A．电视机的后盖有许多孔，是为了通风散热
B．家庭电路中空气开关跳闸一定是发生了短路
C．所有用电器的外壳都必须接地
D．开光必须接在电灯和零线之间
8．两根阻值均为R的电阻丝，串联后接到电源上，烧开一壶水需时间t1，并联后再接到同一电源上，相同条件下烧开同一壶水需要时间t2，比较和的大小有（ ）
A．t1=t2/2 B．t1=2t2 C．t1=t2/4 D．t1=4t2
9．R1、R2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，R1＝2R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2；图乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q甲1∶Q甲2和Q乙1∶Q乙2分别为（ ）
A．2∶1 1∶2 B．1∶2 2∶1
C．1∶1 1∶2 D．2∶1 1∶1
10．如图所示电路中，R2=20Ω．当S1断开S2闭合时，电流表的示数为0.3A，当S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为9V
B．R1的阻值为15Ω
C．当S1、S2都闭合时，10s内电流通过电阻R1产生的热量为36J
D．当S1、S2都闭舍时，电路中的总电阻为30Ω
11．标有“220V 40W”字样的电风扇、电视机、电烙铁、节能灯都正常工作相同时间，产生热量最多是（ ）
A．电风扇 B．电视机 C．电烙铁 D．节能灯
12．一阻值为60Ω的电热丝接在电源上，通过它的电流为2A，通电1min产生的热量为（ ）
A．1.2×102J B．3.6×103J C．7.2×103J D．1.44×104J
二、填空题
13．已知定值电阻R1：R2=2：3，若把它们并联在同一电路中，通电后，它们的电流之比I1：I2= ：若把它们串联在同一电路中，通电1分钟，R1、R2产生的热量之比Q1 ：Q2= ．
14．在远距离输电中，为了减小电流通过输电线造成的发热损失，在输电功率一定的情况下，一种有效的措施是 电压（“增大”或“减小”），从而减小输电电流。若某段输电导线的电阻为10Ω，将通过它的电流由20A减小到10A，则这段输电导线1min内因发热损失的电能将比原来减少 J。
15．直流电动机两端的电压为5V，通过它的电流为1A，电动机线圈的电阻为1Ω，则电动机在10s内消耗的电能是 J，产生的热量是 J．
16．将一个6Ω的电阻接入12V的电路中，通过电阻的电流是 ，通电1min该电阻产生的热量是 ，若把电阻两端的电压降到0V，这时的电阻值为 ．
三、实验探究题
17．如图，在探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中：
（1）这个装置可研究电流通过导体产生的热量与 的关系；
（2）因为电流通过导体产生的热量与多种因素有关系，所以要用到控制变量法，而且实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，所以这个实验还用到转换法。通过观察U形管内液面中液面高度差的大小，你能得到什么结论？ ；
（3）如果通过右侧容器内电阻R2的电流为1A，那么通电1min，左侧容器内电阻R1产生的热量为 J。
18．认识短路的危害
（实验器材）
低压电源(直流6 V)、开关、额定电流为1 A的保险丝、额定电压为6 V的灯泡、导线、电流表(演示电流表，0～5 A挡)
（进行实验）
⑴在如图中，CD间接上一段保险丝，AB间接入电流表，其他部分按图所示连接好。
⑵当开关闭合时，灯泡 (选填“发光”或“不发光”)，电流表 (选填“有”或“无”)示数。
⑶断开开关，在B、D间接一根粗铜丝，当闭合开关的瞬间，你将会观察到电流表 ，保险丝 。
（分析论证）
B、D间接入铜丝时，灯泡被短路。根据欧姆定律知道，闭合开关的瞬间，线路中的电流 ，通过保险丝和导线的电流 ，但是保险丝的电阻比导线大很多，在电流相同时，导体的电功率跟电阻成 比，所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多，使保险丝的温度升高，这实际是我们学过的电流的 效应。
四、计算题
19．如图所示，电源电压恒定为6V，电阻R3=10Ω．当断开开关S2闭合开关S1时，电压表的示数为2V，电路中电流为0.2A．求：
（1）电阻R3在1min产生的热量．
（2）电阻R1的阻值．
（3）闭合开关S1和S2 ， 电路消耗的总功率．
20．如图所示，电源电压保持不变，R1的阻值为10Ω，开关S闭合后，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。求：
（1）电源电压；
（2）通电10s电阻R1产生的热量。
21．喜欢创造发明的小榕设计了一个自动控温的保温箱，其工作原理电路图如图所示。电源电压恒为12V，控制电路中电磁铁线圈电阻忽略不计，定值电阻R0=80Ω，加热电路中电阻R=2Ω。R1为热敏电阻，其阻值随温度变化情况如表所示。闭合开关S后，当箱内温度达34°C时，衔铁被吸下，电阻R停止工作；当箱内温度低于26°C时，电磁铁磁性减弱，在弹簧作用下，A、B 两触点接触，电阻R又开始工作。求：
温度/°C
24
26
28
30
32
34
36
38
热敏电阻R1/Ω
180
160
140
120
100
80
60
40
（1）电阻R工作100s产生的热量；
（2）电磁铁吸住滑块的最小电流；
（3）若将电流表改成温度表，其刻度是否均匀，请通过分析计算说明理由。
22．如图所示是某型号的电热水壶及铭牌，请根据铭牌所提供的信息，求：
（1）电热水壶正常工作时电热丝的电阻是多大？
（2）电热水壶正常工作5min产生的热量是多少焦？
（3）若夏天用电高峰时电热水壶的实际工作电压只有200V，不考虑电热丝电阻随温度的变化，则电热水壶的实际功率为多少瓦？（结果保留一位小数）
23．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1=15Ω，R2=10Ω。只闭合S1时，电流表示数为0.4A，求：
（1）电源电压；
（2）只闭合S2时，通电10s电流通过R2产生的热量；
（3）整个电路消耗的最大电功率。
24．如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为5 Ω，定值电阻R2阻值为10 Ω。当开关S闭合后，电流表示数为0.2 A，求：
（1）电阻R1两端的电压；
（2）通电时间100 s，电流通过电阻R2产生的热量。
25．如图所示，灯泡L标有“3V 0.9W”的字样。闭合开关S，灯泡L正常发光，电压表的示数为1.5V，
求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）电阻R在1min内消耗的电能是多少？
26．电学实验室有一种恒流电源，将电源接入电路工作时，该电源输出恒定的电流，而电源两端的电压会随着外电路的电阻变化而变化。小浩在一次实验时， 将恒流电源接入如图所示的电路中，其中 R1 、 R2 均为定值电阻。只闭合开关S1时，电压表示数 U1=6V ，此时电阻 R1 消耗的电功率 P=3.6W 。
（1）求该恒流电源输出的恒定电流；
（2）若同时闭合开关S1、S2时，电压表示数变为 U2=4V ，求定值电阻 R2 的阻值；
（3）若同时闭合开关S1、S2，通电1min，求电阻 R2 产生的热能。
27．如图所示电路中，电源电压为6V不变，电阻 R2 为60Ω。当同时闭合开关S和 S1 时，电流表的示数为0.3A。求：
（1）电阻 R2 中的电流。
（2）电路10s中产生的热量。
28．
（1）如图所示为国庆70周年阅兵中首次亮相的ZTQ-15式轻型坦克，它能适应水网地带、山地、高原等环境恶劣地区作战。据网络消息，该型坦克重3.5×105N，每条履带与地面的接触面积约1.75m2。求该轻型坦克对水平地面的压强。
（2）小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个档位，“高温”档功率为36W，“低温”档功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为档位切换开关，R1和R2为电热丝。
当座椅垫处于“高温”档加热时，通过计算回答：
①通过座椅垫的电流是多少安？
②电热丝R1的阻值是多少欧？
③座椅垫工作5min产生的热量是多少焦？
29．如图，定值电阻R1的阻值为10Ω，R2的阻值为30Ω，闭合开关后电流表的示数为0.1A．求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1在1分钟内产生的热量。
30．如图所示的电路中，电源电压为8V，R2是阻值为20Ω的定值电阻，R1为压敏电阻。当开关S闭合后，问：
（1）当压敏电阻R1受到的压力从0增加到3N的过程中，电流表示数的变化是 （填 “增大”、“减少”或“不变”）？
（2）当电流表示数为0.6A时，压敏电阻受到的压力为多少？
（3）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为多少？
31．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，电源电压不变．当开关S接1时，电压表的示数为8V，电流表的示数为1.2A．求：
（1）R2的阻值是多少？
（2）当开关S接2时，若通电1min，电阻R2产生的热量是多少？
32．如图为某型号电动机的铭牌,求:
★★牌电动机
型号
JT-44
额定电压
220V
额定功率
44W
线圈电阻
100Ω
制造商★★★★★★
（1）此电动机的额定电流
（2）此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能
33．小伟同学为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：电源电压4.5V，定值电阻R0=6Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电压表量程为0~3V，改装后用于显示被测人体重（踏板重力不计）。求：
（1）体重计不站人时，电路的电流；
（2）电压表读数为2V时，压敏电阻1min产生的热量；
（3）压敏电阻R功率最大时，所测人的体重。
34．如图所示电路中，电阻Rl的阻值为2Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为1V，V2的示数为2V。求：
（1）电源两端的电压；
（2）通过R1的电流和R2的阻值；
（3）R2在1min内产生的热量。
五、综合题
35．阅读短文，回答问题：
扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图所示．机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒，其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物．当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电．表一为某扫地机器人的部分参数．电池容量指放电电流与放电总时间的乘积．
表一：
额定工作电压
12V
额定功率
30W
电池容量
2500mAh
工作噪音
＜50dB
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二．真空度指主机内部气压与外界的气压差．风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积．证明吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率．
表二：
真空度（Pa）
400
450
500
550
600
风量（m3/s）
0.025
0.02
0.017
0.015
0.013
吸入功率（W）
10.00
9.00
8.50
7.80
（1）机器人工作时，主机内部的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力．若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离约为 cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（2）下列说法中错误的是
A．地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B．采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦
C．机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D．当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好
（3）该机器人正常工作时的电流为 A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为 min．
（4）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为 %；上述风量下，10min内通过吸尘电机提出的空气质量为 kg．（取ρ空气=1.3kg/m3）
36．如图，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R1=10Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样．只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；再闭合开关S2、S3，电流表的示数变为1.5A，求：
（1）电源电压、R2的电阻值；
（2）开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s内产生的热量；
（3）只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围．
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】A
3．【答案】A
4．【答案】B
5．【答案】A
6．【答案】A
7．【答案】A
8．【答案】D
9．【答案】A
10．【答案】C
11．【答案】C
12．【答案】D
13．【答案】3：2；2：3
14．【答案】增大；1.8×105
15．【答案】50；10
16．【答案】2A；1440J；6Ω
17．【答案】（1）电流
（2）在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多
（3）1200
18．【答案】发光；有；指针迅速摆动较大幅度；迅速熔断；很大；相同；正；热
19．【答案】（1）解 ：当断开开关S2，闭合开关S1时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
电阻R3在1min产生的热量：Q3＝I2R3t＝(0.2A)2×10Ω×60s＝24J
（2）解 ：根据欧姆定律可得，电路中的总电阻和R2的电阻分别为：R＝ UI＝6V0.2A ＝30Ω，R2＝ U2I＝2V0.2A ＝10Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电阻R1的阻值：R1＝R−R2−R3＝30Ω−10Ω−10Ω＝10Ω
（3）解 ：闭合开关S1、S2时，R1被短路，R2、R3串联，电路消耗的总功率：P＝ U2R2+R3＝(6V)210Ω+10Ω ＝1.8W
20．【答案】（1）解：如图所示，两电阻串联，电压表测R2的电压，由欧姆定律，R1两端电压为U1=IR1=0.4A×10Ω=4V
电源电压为U=U1+U2=4V+2V=6V
答：电源电压6V；
（2）解：通电10min电阻R1产生的热量为Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J
答：通电10s电阻R1产生的热量为16J。
21．【答案】（1）解：根据电路图可知，电阻R工作时，R0和R1串联后，再与R并联接入电路中，R两端的电压为电源电压，R消耗的电能全部用来产生热量，所以电阻R工作100s产生的热量为Q=W=U2Rt=(12V)22Ω×100s=7200J
答：电阻R工作100s产生的热量为7200J；
（2）解：根据题意可知，当箱内温度低于26°C时，A、B两触点接触，根据表格中的数据可知，此时R1的阻值为160Ω；该支路的总电阻为R01=R1+R0=160Ω+80Ω=240Ω
电磁铁吸住滑块的最小电流为I=UR01=12V240Ω=0.05A
答：电磁铁吸住滑块的最小电流为0.05A；
（3）解：根据欧姆定律可知，电流表的示数为I=UR总=UR0+R1
电源电压不变，R1的阻值是变化的，电流与总电阻成反比，所以将电流表改成温度表，其刻度是不均匀的。
答：表盘上温度值的刻度不均匀，电流与电阻不成正比。
22．【答案】（1）电热水壶正常工作时电热丝的电阻R= U2P = (220V)22200W =22Ω，
答：电热水壶正常工作时电热丝的电阻是22Ω
（2）电热水壶正常工作t=5min=300s产生的热量
Q=Pt=2200W×300s=6.6×105J，
答：电热水壶正常工作5min产生的热量是6.6×105J
（3）实际工作电压为200V时，电热水壶的实际功率
P实际= U2R = (200V)222Ω ≈1818.2W，
答：电热水壶的实际功率是1818.2W
23．【答案】（1）解：由图知道，当只闭合开关S1，电路中只有电阻R1，此时电路中的电流为I1=0.4A，则电源电压U=U1=I1R1=0.4A×15Ω=6V
答：电源电压为6V；
（2）解：只闭合开关S2时，R1与R2串联，则电路中的总电流I1=UR1+R2=6V15Ω+10Ω=0.24A
则通电10s电流通过R2产生的热量Q=I22R2t=（0.24A）2×10Ω×10s=5.76J
答：通电10s电流通过R2产生的热量为5.76J；
（3）解：当闭合开关S1、S3，电阻R1和R2并联时，电功率最大；此时电路中的总电阻R总=R1R2R1+R2=15Ω×10Ω15Ω+10Ω=6Ω
则电路消耗的最大功率P=U2R总=(6V)26Ω=6W
答：电路消耗的最大功率为6W。
24．【答案】（1）解：由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中电流，由串联电路电流规律可知通过电路的电流I=I1=I2=0.2A
由欧姆定律可得，电阻R1两端的电压U1=I1R1=0.2A×5Ω=1V
答：电阻R1两端的电压为1V；
（2）解：通电时间100s，电流通过R2产生的热量Q2=I22R2t=(0.2A)2×10Ω×100s=40J
答：通电时间100s，电流通过电阻R2产生的热量为40J。
25．【答案】（1）解：灯泡L正常发光时的电阻 RL=UL2PL=(3V)20.9W=10Ω
答：灯泡L正常发光时的电阻10Ω
（2）解：串联电路电流为 I=PLUL=0.9W3V=0.3A
电阻R在1min内消耗的电能是 W=UIt=1.5V×0.3A×60s=27J
答：电阻R在1min内消耗的电能是27J。
26．【答案】（1）解：设恒流电源的恒定电流为I，当只闭合S1时，电路中只有 R1 接入电路，由 P=UI 功率公式可得 I=PU1=3.6W6V=0.6A
答：该恒流电源输出的恒定电流为0.6A
（2）解：只闭合S1时，由欧姆定律可得 R1 的阻值 R1=U1I=6V0.6A=10Ω
同时闭合两个开关，电阻 R1 、 R2 并联，则通过 R1 的电流为 I1=U2R1=4V10Ω=0.4A
根据并联电路分流的特点知 R2R1=I1I2=I1I−I1=0.4A0.6A−0.4A=2:1
则 R2 的阻值为 R2=2R1=2×10Ω=20Ω
答：定值电阻 R2 的阻值为20Ω
（3）解：由焦耳定律可得电阻 R2 产生的热能 Q=I22R2t=(I−I1)2R2t=(0.6A−0.4A)2×20Ω×60s=48J
答：电阻 R2 产生的热能为48J。
27．【答案】（1） 根据电压和电阻计算电流为
I2=UR2=6V60Ω=0.1A
（2） 根据电压、电流和时间计算电路中的热量为Q=UIt=6V×0.3A×10s=18J。
28．【答案】（1）解：因为坦克在水平地面上，所以该轻型坦克对水平地面的压力为F=G=3.5×105N
履带与地面的接触面积S=1.75m2×2=3.5m2
该轻型坦克对水平地面的压强p=FS=3.5×105N3.5m2=1×105Pa
答：该轻型坦克对水平地面的压强1×105Pa；
（2）解：①由公式P=UI，得：通过座椅垫的电流I=PU=36W24V=1.5A
②由公式I=UR，得：电热丝R1的阻值R1=UI=24V1.5A=16Ω
③座椅垫产生的热量Q=I2R1t=(1.5A)2×16Ω×5×60s=1.08×104J
答：①通过座椅垫的电流是1.5A；
②电热丝R1的阻值是16Ω；
③座椅垫工作5min产生的热量是1.08×104J。
29．【答案】（1）解：由图知，两电阻并联，电流表测量R2支路的电流，
根据欧姆定律可知，定值电阻R2的两端：U2=I2R2=0.1A×30Ω=3V；
由并联电路的电压特点可得电源电压：U=U2=3V
答：电源电压为3V。
（2）解：并联电路各支路两端的电压相等，
电阻R1在1分钟内产生的热量：Q1=W1= U2R1 t= (3V)210Ω ×60s=54J
答：电阻R1在1分钟内产生的热量为54J。
30．【答案】（1）增大
（2）解：I2= UR2 = 8V20Ω =0.4A
I1=I-I2=0.6-0.4=0.2A
R1= UI1=8V0.2A =40Ω
查图乙得 F=2N
（3）解： Q2=I22R2t =(0.4A)2×20Ω×10×60S=1920J
31．【答案】解：（1）开关S接1时的等效电路图如图1所示，
电源电压U=UV=8V，流过电阻R1的电流I1=UR1=8V10Ω=0.8A，
流过电阻R2的电流I2=IA﹣I1=1.2A﹣0.8A=0.4A，
电阻R2的阻值R2=UI2=8V0.4A=20Ω；
答：电阻R2的阻值是20Ω．
（2）开关S接2时的等效电路图如图2所示，
通电1min电阻R2产生的热量：
Q=U2R2=8V220Ω×60s=192J；
答：通电1min，电阻R2产生的热量是192J．
32．【答案】（1）解：根据表格数据可知，此电动机的额定电压为U额=220V，额定电流为P额=44W；
根据P=UI可知 I=PU=44V220V=0.2A
答：此电动机的额定电流0.2A。
（2）解：根据W=UIt可知此电动机正常工作10min所消耗的电能为： W=UIt=220V×0.2A×10×60s=26400J ;根据焦耳定律可知线圈消耗的能量为： Q=I2Rt=（0.2A）2×100Ω×10×60s=2400J 由此转化为的机械能:W机=W-Q=26400J-2400J=24000J.
答：此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能为24000J。
33．【答案】（1）解：体重计不站人时，则压敏电阻所受压力为0，由乙图可知此时压敏电阻阻值大小为R1=24Ω，且压敏电阻与定值电阻R0串联接入电路，电源电压为U=4.5V，可知电路的电流大小为I=UR总=UR1+R0=4.5V24Ω+6Ω=0.15A
答：体重计不站人时，电路的电流大小为0.15A；
（2）解：由甲图可知电压表测量的是定值电阻R0的电压，电压表读数为2V时可知定值电阻电压U0=2V，由串联分压可知，电阻压敏电阻R的电压为UR=U-U0=4.5V-2V=2.5V
由串联分压、电压之比等于电阻之比可知，若此时压敏电阻阻值大小为R2，则满足关系R2R0=URU0
整理可得压敏电阻此时电阻大小为R2=URU0R0=2.5V2V×6Ω=7.5Ω
工作时间t=1min=60s
由P=U2R可知压敏电阻产生的热量为W=Pt=UR2R2t=(2.5V)27.5Ω×60s=50J
答：电压表读数为2V时，压敏电阻1min产生的热量为50J；
（3）解：压敏电阻的电功率大小为P=I2R=(UR0+R)2R=U2(R0+R)2R=U2(R0−R)2R+4R0
所以，当R＝R0＝6Ω时，压敏电阻的电功率最大，由乙图可知压敏电阻所受压力大小为600N，压敏电阻所受压力与人的体重相同，故人的体重为G=600N。
答：压敏电阻R功率最大时，所测人的体重为600N。
34．【答案】（1）解：串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压为：U=U1+U2=1V+2V=3V。
（2）解：通过R1的电流：I1= U1R1=1V2Ω =0.5A，因串联电路中各处的电流相等，则I2=I1=0.5A；电阻R2的阻值：R2= U2I2=2V0.5A =4Ω。
（3）解：R2在1min内产生的热量Q2=I22R2t=（0.5A）2×4Ω×60s=60J。
35．【答案】（1）小于；17
（2）D
（3）2.5；48
（4）33；11.7
36．【答案】（1）解：由电路图知，只闭合开关S1时，只有R1连入电路，由欧姆定律可得电源电压：
U=I1R1=0.9A×10Ω=9V；
由电路图知，开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，R1与R2并联，电流表测干路电流，
因为并联电路支路间互不影响，所以通过R1的电流不变，仍然为0.9A，
则通过R2的电流：
I2=I﹣I1=1.5A﹣0.9A=0.6A，
且U=U1=U2=9V，由欧姆定律I= {#mathmL#}UR{#/mathmL#} 可得R2的电阻值：
R2= {#mathmL#}UI2=9V0.6A{#/mathmL#} =15Ω；
答：电源电压为9V；R2=15Ω；
（2）解：开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，在10s内R2产生的热量：
Q2=W2=UI2t=9V×0.6A×10s=54J；
答：开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s内产生的热量为54J；
（3）解：由图可知，只闭合开关S3，R1、R3串联，
若滑片在右端时，只有R1连入电路，此时电路中电流0.9A，由变阻器规格可知其允许通过的最大电流为0.5A，
因串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流为0.5A，
此时R1的电功率最大，则P1最大=I最大2R1=（0.5A）2×10Ω=2.5W；
当滑片在左端时，变阻器连入阻值最大，电路中电流最小，此时R1的功率最小，
电路中的最小电流：
I小= {#mathmL#}UR1+R3{#/mathmL#} = {#mathmL#}9V10Ω+20Ω{#/mathmL#} =0.3A，
所以P1最小=I小2R1=（0.3A）2×10Ω=0.9W，
所以R1电功率变化范围为：0.9W～2.5W．
答：只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围0.9W～2.5W．
2023年中考物理重难点专题训练——焦耳定律的计算
一、单选题
1．对于下面课本中的几个小实验，说法正确的是( )
A．利用“伏安法”测小灯泡电阻时，需要多次测量求平均值减小误差
B．探究串、并联电路电流的特点时，应选择两个相同规格的灯泡进行实验
C．在空气压缩引火仪实验中，第一次不成功后不停的一次次重复，就能成功
D．探究影响电流热效应的因素时，通过U形管中液面高度差来比较电阻丝产生热量的多少
2．小明同学在活动课上表演了一个小魔术，用金属片点燃火柴，他将一金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置实验效果最明显（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样
3．通过初中物理的学习，同学们知道了一些物理学家以及他们的研究成果，以下叙述错误的是（ ）
A．牛顿第一定律是牛顿直接从自己做的实验中得出的结论
B．欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确的结论
C．焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”
D．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象
4．在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。已知R1＝10Ω，R2＝R4＝20Ω，下列说法正确的是（ ）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝R3阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①② B．②④ C．②③ D．③④
5．人类进入电气化时代的重要标志是大规模使用电能。电能无法从自然界直接获取，它通常通过发电机由其他形式的能转化而来，最终通过各种用电器转化为其他形式的能。电能的生产、输送和利用，极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。如图为远距离输电示意图，I为输电电流，r为输电线总电阻，U为用户端的电压，则因输电线发热而损耗的电能为（t为通电时间）（ ）
A．I2rt B．U2tr C．UIt D．UIt+I2rt
6．甲乙两电热器通过的电流之比为1∶2，通电时间之比为3∶2，电阻之比为4∶3，则产生热量之比为（ ）
A．1∶2 B．2∶9 C．9∶2 D．2∶1
7．对于我们所学的电学知识，下列说法正确的是（ ）
A．电视机的后盖有许多孔，是为了通风散热
B．家庭电路中空气开关跳闸一定是发生了短路
C．所有用电器的外壳都必须接地
D．开光必须接在电灯和零线之间
8．两根阻值均为R的电阻丝，串联后接到电源上，烧开一壶水需时间t1，并联后再接到同一电源上，相同条件下烧开同一壶水需要时间t2，比较和的大小有（ ）
A．t1=t2/2 B．t1=2t2 C．t1=t2/4 D．t1=4t2
9．R1、R2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，R1＝2R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2；图乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q甲1∶Q甲2和Q乙1∶Q乙2分别为（ ）
A．2∶1 1∶2 B．1∶2 2∶1
C．1∶1 1∶2 D．2∶1 1∶1
10．如图所示电路中，R2=20Ω．当S1断开S2闭合时，电流表的示数为0.3A，当S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为9V
B．R1的阻值为15Ω
C．当S1、S2都闭合时，10s内电流通过电阻R1产生的热量为36J
D．当S1、S2都闭舍时，电路中的总电阻为30Ω
11．标有“220V 40W”字样的电风扇、电视机、电烙铁、节能灯都正常工作相同时间，产生热量最多是（ ）
A．电风扇 B．电视机 C．电烙铁 D．节能灯
12．一阻值为60Ω的电热丝接在电源上，通过它的电流为2A，通电1min产生的热量为（ ）
A．1.2×102J B．3.6×103J C．7.2×103J D．1.44×104J
二、填空题
13．已知定值电阻R1：R2=2：3，若把它们并联在同一电路中，通电后，它们的电流之比I1：I2= ：若把它们串联在同一电路中，通电1分钟，R1、R2产生的热量之比Q1 ：Q2= ．
14．在远距离输电中，为了减小电流通过输电线造成的发热损失，在输电功率一定的情况下，一种有效的措施是 电压（“增大”或“减小”），从而减小输电电流。若某段输电导线的电阻为10Ω，将通过它的电流由20A减小到10A，则这段输电导线1min内因发热损失的电能将比原来减少 J。
15．直流电动机两端的电压为5V，通过它的电流为1A，电动机线圈的电阻为1Ω，则电动机在10s内消耗的电能是 J，产生的热量是 J．
16．将一个6Ω的电阻接入12V的电路中，通过电阻的电流是 ，通电1min该电阻产生的热量是 ，若把电阻两端的电压降到0V，这时的电阻值为 ．
三、实验探究题
17．如图，在探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中：
（1）这个装置可研究电流通过导体产生的热量与 的关系；
（2）因为电流通过导体产生的热量与多种因素有关系，所以要用到控制变量法，而且实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，所以这个实验还用到转换法。通过观察U形管内液面中液面高度差的大小，你能得到什么结论？ ；
（3）如果通过右侧容器内电阻R2的电流为1A，那么通电1min，左侧容器内电阻R1产生的热量为 J。
18．认识短路的危害
（实验器材）
低压电源(直流6 V)、开关、额定电流为1 A的保险丝、额定电压为6 V的灯泡、导线、电流表(演示电流表，0～5 A挡)
（进行实验）
⑴在如图中，CD间接上一段保险丝，AB间接入电流表，其他部分按图所示连接好。
⑵当开关闭合时，灯泡 (选填“发光”或“不发光”)，电流表 (选填“有”或“无”)示数。
⑶断开开关，在B、D间接一根粗铜丝，当闭合开关的瞬间，你将会观察到电流表 ，保险丝 。
（分析论证）
B、D间接入铜丝时，灯泡被短路。根据欧姆定律知道，闭合开关的瞬间，线路中的电流 ，通过保险丝和导线的电流 ，但是保险丝的电阻比导线大很多，在电流相同时，导体的电功率跟电阻成 比，所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多，使保险丝的温度升高，这实际是我们学过的电流的 效应。
四、计算题
19．如图所示，电源电压恒定为6V，电阻R3=10Ω．当断开开关S2闭合开关S1时，电压表的示数为2V，电路中电流为0.2A．求：
（1）电阻R3在1min产生的热量．
（2）电阻R1的阻值．
（3）闭合开关S1和S2 ， 电路消耗的总功率．
20．如图所示，电源电压保持不变，R1的阻值为10Ω，开关S闭合后，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。求：
（1）电源电压；
（2）通电10s电阻R1产生的热量。
21．喜欢创造发明的小榕设计了一个自动控温的保温箱，其工作原理电路图如图所示。电源电压恒为12V，控制电路中电磁铁线圈电阻忽略不计，定值电阻R0=80Ω，加热电路中电阻R=2Ω。R1为热敏电阻，其阻值随温度变化情况如表所示。闭合开关S后，当箱内温度达34°C时，衔铁被吸下，电阻R停止工作；当箱内温度低于26°C时，电磁铁磁性减弱，在弹簧作用下，A、B 两触点接触，电阻R又开始工作。求：
温度/°C
24
26
28
30
32
34
36
38
热敏电阻R1/Ω
180
160
140
120
100
80
60
40
（1）电阻R工作100s产生的热量；
（2）电磁铁吸住滑块的最小电流；
（3）若将电流表改成温度表，其刻度是否均匀，请通过分析计算说明理由。
22．如图所示是某型号的电热水壶及铭牌，请根据铭牌所提供的信息，求：
（1）电热水壶正常工作时电热丝的电阻是多大？
（2）电热水壶正常工作5min产生的热量是多少焦？
（3）若夏天用电高峰时电热水壶的实际工作电压只有200V，不考虑电热丝电阻随温度的变化，则电热水壶的实际功率为多少瓦？（结果保留一位小数）
23．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1=15Ω，R2=10Ω。只闭合S1时，电流表示数为0.4A，求：
（1）电源电压；
（2）只闭合S2时，通电10s电流通过R2产生的热量；
（3）整个电路消耗的最大电功率。
24．如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为5 Ω，定值电阻R2阻值为10 Ω。当开关S闭合后，电流表示数为0.2 A，求：
（1）电阻R1两端的电压；
（2）通电时间100 s，电流通过电阻R2产生的热量。
25．如图所示，灯泡L标有“3V 0.9W”的字样。闭合开关S，灯泡L正常发光，电压表的示数为1.5V，
求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）电阻R在1min内消耗的电能是多少？
26．电学实验室有一种恒流电源，将电源接入电路工作时，该电源输出恒定的电流，而电源两端的电压会随着外电路的电阻变化而变化。小浩在一次实验时， 将恒流电源接入如图所示的电路中，其中 R1 、 R2 均为定值电阻。只闭合开关S1时，电压表示数 U1=6V ，此时电阻 R1 消耗的电功率 P=3.6W 。
（1）求该恒流电源输出的恒定电流；
（2）若同时闭合开关S1、S2时，电压表示数变为 U2=4V ，求定值电阻 R2 的阻值；
（3）若同时闭合开关S1、S2，通电1min，求电阻 R2 产生的热能。
27．如图所示电路中，电源电压为6V不变，电阻 R2 为60Ω。当同时闭合开关S和 S1 时，电流表的示数为0.3A。求：
（1）电阻 R2 中的电流。
（2）电路10s中产生的热量。
28．
（1）如图所示为国庆70周年阅兵中首次亮相的ZTQ-15式轻型坦克，它能适应水网地带、山地、高原等环境恶劣地区作战。据网络消息，该型坦克重3.5×105N，每条履带与地面的接触面积约1.75m2。求该轻型坦克对水平地面的压强。
（2）小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个档位，“高温”档功率为36W，“低温”档功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为档位切换开关，R1和R2为电热丝。
当座椅垫处于“高温”档加热时，通过计算回答：
①通过座椅垫的电流是多少安？
②电热丝R1的阻值是多少欧？
③座椅垫工作5min产生的热量是多少焦？
29．如图，定值电阻R1的阻值为10Ω，R2的阻值为30Ω，闭合开关后电流表的示数为0.1A．求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1在1分钟内产生的热量。
30．如图所示的电路中，电源电压为8V，R2是阻值为20Ω的定值电阻，R1为压敏电阻。当开关S闭合后，问：
（1）当压敏电阻R1受到的压力从0增加到3N的过程中，电流表示数的变化是 （填 “增大”、“减少”或“不变”）？
（2）当电流表示数为0.6A时，压敏电阻受到的压力为多少？
（3）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为多少？
31．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，电源电压不变．当开关S接1时，电压表的示数为8V，电流表的示数为1.2A．求：
（1）R2的阻值是多少？
（2）当开关S接2时，若通电1min，电阻R2产生的热量是多少？
32．如图为某型号电动机的铭牌,求:
★★牌电动机
型号
JT-44
额定电压
220V
额定功率
44W
线圈电阻
100Ω
制造商★★★★★★
（1）此电动机的额定电流
（2）此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能
33．小伟同学为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：电源电压4.5V，定值电阻R0=6Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电压表量程为0~3V，改装后用于显示被测人体重（踏板重力不计）。求：
（1）体重计不站人时，电路的电流；
（2）电压表读数为2V时，压敏电阻1min产生的热量；
（3）压敏电阻R功率最大时，所测人的体重。
34．如图所示电路中，电阻Rl的阻值为2Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为1V，V2的示数为2V。求：
（1）电源两端的电压；
（2）通过R1的电流和R2的阻值；
（3）R2在1min内产生的热量。
五、综合题
35．阅读短文，回答问题：
扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图所示．机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒，其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物．当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电．表一为某扫地机器人的部分参数．电池容量指放电电流与放电总时间的乘积．
表一：
额定工作电压
12V
额定功率
30W
电池容量
2500mAh
工作噪音
＜50dB
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二．真空度指主机内部气压与外界的气压差．风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积．证明吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率．
表二：
真空度（Pa）
400
450
500
550
600
风量（m3/s）
0.025
0.02
0.017
0.015
0.013
吸入功率（W）
10.00
9.00
8.50
7.80
（1）机器人工作时，主机内部的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力．若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离约为 cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（2）下列说法中错误的是
A．地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B．采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦
C．机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D．当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好
（3）该机器人正常工作时的电流为 A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为 min．
（4）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为 %；上述风量下，10min内通过吸尘电机提出的空气质量为 kg．（取ρ空气=1.3kg/m3）
36．如图，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R1=10Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样．只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；再闭合开关S2、S3，电流表的示数变为1.5A，求：
（1）电源电压、R2的电阻值；
（2）开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s内产生的热量；
（3）只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围．
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】A
3．【答案】A
4．【答案】B
5．【答案】A
6．【答案】A
7．【答案】A
8．【答案】D
9．【答案】A
10．【答案】C
11．【答案】C
12．【答案】D
13．【答案】3：2；2：3
14．【答案】增大；1.8×105
15．【答案】50；10
16．【答案】2A；1440J；6Ω
17．【答案】（1）电流
（2）在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多
（3）1200
18．【答案】发光；有；指针迅速摆动较大幅度；迅速熔断；很大；相同；正；热
19．【答案】（1）解 ：当断开开关S2，闭合开关S1时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
电阻R3在1min产生的热量：Q3＝I2R3t＝(0.2A)2×10Ω×60s＝24J
（2）解 ：根据欧姆定律可得，电路中的总电阻和R2的电阻分别为：R＝ UI＝6V0.2A ＝30Ω，R2＝ U2I＝2V0.2A ＝10Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电阻R1的阻值：R1＝R−R2−R3＝30Ω−10Ω−10Ω＝10Ω
（3）解 ：闭合开关S1、S2时，R1被短路，R2、R3串联，电路消耗的总功率：P＝ U2R2+R3＝(6V)210Ω+10Ω ＝1.8W
20．【答案】（1）解：如图所示，两电阻串联，电压表测R2的电压，由欧姆定律，R1两端电压为U1=IR1=0.4A×10Ω=4V
电源电压为U=U1+U2=4V+2V=6V
答：电源电压6V；
（2）解：通电10min电阻R1产生的热量为Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J
答：通电10s电阻R1产生的热量为16J。
21．【答案】（1）解：根据电路图可知，电阻R工作时，R0和R1串联后，再与R并联接入电路中，R两端的电压为电源电压，R消耗的电能全部用来产生热量，所以电阻R工作100s产生的热量为Q=W=U2Rt=(12V)22Ω×100s=7200J
答：电阻R工作100s产生的热量为7200J；
（2）解：根据题意可知，当箱内温度低于26°C时，A、B两触点接触，根据表格中的数据可知，此时R1的阻值为160Ω；该支路的总电阻为R01=R1+R0=160Ω+80Ω=240Ω
电磁铁吸住滑块的最小电流为I=UR01=12V240Ω=0.05A
答：电磁铁吸住滑块的最小电流为0.05A；
（3）解：根据欧姆定律可知，电流表的示数为I=UR总=UR0+R1
电源电压不变，R1的阻值是变化的，电流与总电阻成反比，所以将电流表改成温度表，其刻度是不均匀的。
答：表盘上温度值的刻度不均匀，电流与电阻不成正比。
22．【答案】（1）电热水壶正常工作时电热丝的电阻R= U2P = (220V)22200W =22Ω，
答：电热水壶正常工作时电热丝的电阻是22Ω
（2）电热水壶正常工作t=5min=300s产生的热量
Q=Pt=2200W×300s=6.6×105J，
答：电热水壶正常工作5min产生的热量是6.6×105J
（3）实际工作电压为200V时，电热水壶的实际功率
P实际= U2R = (200V)222Ω ≈1818.2W，
答：电热水壶的实际功率是1818.2W
23．【答案】（1）解：由图知道，当只闭合开关S1，电路中只有电阻R1，此时电路中的电流为I1=0.4A，则电源电压U=U1=I1R1=0.4A×15Ω=6V
答：电源电压为6V；
（2）解：只闭合开关S2时，R1与R2串联，则电路中的总电流I1=UR1+R2=6V15Ω+10Ω=0.24A
则通电10s电流通过R2产生的热量Q=I22R2t=（0.24A）2×10Ω×10s=5.76J
答：通电10s电流通过R2产生的热量为5.76J；
（3）解：当闭合开关S1、S3，电阻R1和R2并联时，电功率最大；此时电路中的总电阻R总=R1R2R1+R2=15Ω×10Ω15Ω+10Ω=6Ω
则电路消耗的最大功率P=U2R总=(6V)26Ω=6W
答：电路消耗的最大功率为6W。
24．【答案】（1）解：由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中电流，由串联电路电流规律可知通过电路的电流I=I1=I2=0.2A
由欧姆定律可得，电阻R1两端的电压U1=I1R1=0.2A×5Ω=1V
答：电阻R1两端的电压为1V；
（2）解：通电时间100s，电流通过R2产生的热量Q2=I22R2t=(0.2A)2×10Ω×100s=40J
答：通电时间100s，电流通过电阻R2产生的热量为40J。
25．【答案】（1）解：灯泡L正常发光时的电阻 RL=UL2PL=(3V)20.9W=10Ω
答：灯泡L正常发光时的电阻10Ω
（2）解：串联电路电流为 I=PLUL=0.9W3V=0.3A
电阻R在1min内消耗的电能是 W=UIt=1.5V×0.3A×60s=27J
答：电阻R在1min内消耗的电能是27J。
26．【答案】（1）解：设恒流电源的恒定电流为I，当只闭合S1时，电路中只有 R1 接入电路，由 P=UI 功率公式可得 I=PU1=3.6W6V=0.6A
答：该恒流电源输出的恒定电流为0.6A
（2）解：只闭合S1时，由欧姆定律可得 R1 的阻值 R1=U1I=6V0.6A=10Ω
同时闭合两个开关，电阻 R1 、 R2 并联，则通过 R1 的电流为 I1=U2R1=4V10Ω=0.4A
根据并联电路分流的特点知 R2R1=I1I2=I1I−I1=0.4A0.6A−0.4A=2:1
则 R2 的阻值为 R2=2R1=2×10Ω=20Ω
答：定值电阻 R2 的阻值为20Ω
（3）解：由焦耳定律可得电阻 R2 产生的热能 Q=I22R2t=(I−I1)2R2t=(0.6A−0.4A)2×20Ω×60s=48J
答：电阻 R2 产生的热能为48J。
27．【答案】（1） 根据电压和电阻计算电流为
I2=UR2=6V60Ω=0.1A
（2） 根据电压、电流和时间计算电路中的热量为Q=UIt=6V×0.3A×10s=18J。
28．【答案】（1）解：因为坦克在水平地面上，所以该轻型坦克对水平地面的压力为F=G=3.5×105N
履带与地面的接触面积S=1.75m2×2=3.5m2
该轻型坦克对水平地面的压强p=FS=3.5×105N3.5m2=1×105Pa
答：该轻型坦克对水平地面的压强1×105Pa；
（2）解：①由公式P=UI，得：通过座椅垫的电流I=PU=36W24V=1.5A
②由公式I=UR，得：电热丝R1的阻值R1=UI=24V1.5A=16Ω
③座椅垫产生的热量Q=I2R1t=(1.5A)2×16Ω×5×60s=1.08×104J
答：①通过座椅垫的电流是1.5A；
②电热丝R1的阻值是16Ω；
③座椅垫工作5min产生的热量是1.08×104J。
29．【答案】（1）解：由图知，两电阻并联，电流表测量R2支路的电流，
根据欧姆定律可知，定值电阻R2的两端：U2=I2R2=0.1A×30Ω=3V；
由并联电路的电压特点可得电源电压：U=U2=3V
答：电源电压为3V。
（2）解：并联电路各支路两端的电压相等，
电阻R1在1分钟内产生的热量：Q1=W1= U2R1 t= (3V)210Ω ×60s=54J
答：电阻R1在1分钟内产生的热量为54J。
30．【答案】（1）增大
（2）解：I2= UR2 = 8V20Ω =0.4A
I1=I-I2=0.6-0.4=0.2A
R1= UI1=8V0.2A =40Ω
查图乙得 F=2N
（3）解： Q2=I22R2t =(0.4A)2×20Ω×10×60S=1920J
31．【答案】解：（1）开关S接1时的等效电路图如图1所示，
电源电压U=UV=8V，流过电阻R1的电流I1=UR1=8V10Ω=0.8A，
流过电阻R2的电流I2=IA﹣I1=1.2A﹣0.8A=0.4A，
电阻R2的阻值R2=UI2=8V0.4A=20Ω；
答：电阻R2的阻值是20Ω．
（2）开关S接2时的等效电路图如图2所示，
通电1min电阻R2产生的热量：
Q=U2R2=8V220Ω×60s=192J；
答：通电1min，电阻R2产生的热量是192J．
32．【答案】（1）解：根据表格数据可知，此电动机的额定电压为U额=220V，额定电流为P额=44W；
根据P=UI可知 I=PU=44V220V=0.2A
答：此电动机的额定电流0.2A。
（2）解：根据W=UIt可知此电动机正常工作10min所消耗的电能为： W=UIt=220V×0.2A×10×60s=26400J ;根据焦耳定律可知线圈消耗的能量为： Q=I2Rt=（0.2A）2×100Ω×10×60s=2400J 由此转化为的机械能:W机=W-Q=26400J-2400J=24000J.
答：此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能为24000J。
33．【答案】（1）解：体重计不站人时，则压敏电阻所受压力为0，由乙图可知此时压敏电阻阻值大小为R1=24Ω，且压敏电阻与定值电阻R0串联接入电路，电源电压为U=4.5V，可知电路的电流大小为I=UR总=UR1+R0=4.5V24Ω+6Ω=0.15A
答：体重计不站人时，电路的电流大小为0.15A；
（2）解：由甲图可知电压表测量的是定值电阻R0的电压，电压表读数为2V时可知定值电阻电压U0=2V，由串联分压可知，电阻压敏电阻R的电压为UR=U-U0=4.5V-2V=2.5V
由串联分压、电压之比等于电阻之比可知，若此时压敏电阻阻值大小为R2，则满足关系R2R0=URU0
整理可得压敏电阻此时电阻大小为R2=URU0R0=2.5V2V×6Ω=7.5Ω
工作时间t=1min=60s
由P=U2R可知压敏电阻产生的热量为W=Pt=UR2R2t=(2.5V)27.5Ω×60s=50J
答：电压表读数为2V时，压敏电阻1min产生的热量为50J；
（3）解：压敏电阻的电功率大小为P=I2R=(UR0+R)2R=U2(R0+R)2R=U2(R0−R)2R+4R0
所以，当R＝R0＝6Ω时，压敏电阻的电功率最大，由乙图可知压敏电阻所受压力大小为600N，压敏电阻所受压力与人的体重相同，故人的体重为G=600N。
答：压敏电阻R功率最大时，所测人的体重为600N。
34．【答案】（1）解：串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压为：U=U1+U2=1V+2V=3V。
（2）解：通过R1的电流：I1= U1R1=1V2Ω =0.5A，因串联电路中各处的电流相等，则I2=I1=0.5A；电阻R2的阻值：R2= U2I2=2V0.5A =4Ω。
（3）解：R2在1min内产生的热量Q2=I22R2t=（0.5A）2×4Ω×60s=60J。
35．【答案】（1）小于；17
（2）D
（3）2.5；48
（4）33；11.7
36．【答案】（1）解：由电路图知，只闭合开关S1时，只有R1连入电路，由欧姆定律可得电源电压：
U=I1R1=0.9A×10Ω=9V；
由电路图知，开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，R1与R2并联，电流表测干路电流，
因为并联电路支路间互不影响，所以通过R1的电流不变，仍然为0.9A，
则通过R2的电流：
I2=I﹣I1=1.5A﹣0.9A=0.6A，
且U=U1=U2=9V，由欧姆定律I= {#mathmL#}UR{#/mathmL#} 可得R2的电阻值：
R2= {#mathmL#}UI2=9V0.6A{#/mathmL#} =15Ω；
答：电源电压为9V；R2=15Ω；
（2）解：开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，在10s内R2产生的热量：
Q2=W2=UI2t=9V×0.6A×10s=54J；
答：开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s内产生的热量为54J；
（3）解：由图可知，只闭合开关S3，R1、R3串联，
若滑片在右端时，只有R1连入电路，此时电路中电流0.9A，由变阻器规格可知其允许通过的最大电流为0.5A，
因串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流为0.5A，
此时R1的电功率最大，则P1最大=I最大2R1=（0.5A）2×10Ω=2.5W；
当滑片在左端时，变阻器连入阻值最大，电路中电流最小，此时R1的功率最小，
电路中的最小电流：
I小= {#mathmL#}UR1+R3{#/mathmL#} = {#mathmL#}9V10Ω+20Ω{#/mathmL#} =0.3A，
所以P1最小=I小2R1=（0.3A）2×10Ω=0.9W，
所以R1电功率变化范围为：0.9W～2.5W．
答：只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围0.9W～2.5W．
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