2024年天津市中考物理模拟题分类精选29.焦耳定律（Word版附解析）

这是一份2024年天津市中考物理模拟题分类精选29.焦耳定律（Word版附解析），共9页。试卷主要包含了如图甲是煮茶器的电路原理图等内容，欢迎下载使用。
7．（3分）（2024•河东区一模）甲、乙两电热丝的电阻之比为4：3，通过的电流之比为1：2，则相同时间内产生的热量之比为（ ）
A．1：3B．3：1C．2：3D．3：2
【答案】A
【解答】解：根据题意可知，甲、乙两电热丝电阻之比R甲：R乙＝4：3，通过的电流之比I甲：I乙＝1：2，
则相同时间内产生的热量之比：＝＝＝，故A正确。
7．（3分）（2024河北区二模）取口香糖锡纸，剪成如图1所示形状，其中AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负极，如图2所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是（ ）
A．通过AB和CD段的电流不相等
B．正常情况下，AB段会先着火
C．AB和CD段的电压相等
D．AB和CD段的电阻相等
【解答】解：A、AB和CD段锡纸串联电路中，由于串联电路中的电流处处相等，所以通过AB和CD段的电流相等，故A错误；
BD、在材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大，由图知，AB段的横截面积小于CD段的横截面积，所以AB段的电阻大于CD段的电阻，根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，AB段产生的热量多，温度高，先着火，故B正确，D错误；
C、AB段的电阻大于CD段的电阻，根据串联电路的分压原理可知，AB段的电压大于CD段的电压，故C错误。
故选：B。
17．（4分）（2024•滨海新区一模）使用非国家标准电线往往存在安全隐患。同种材料的非国标电线比国标电线细，若用非国标电线替代相同长度的国标电线，则导线的电阻 较大 ；当有电流通过该导线时，产生的电热会 较大 。（两空均选填“较大”“较小”“相等”）
【答案】较大；较大。
【解答】解：在长度和材料相同时，导体的横截面积越小，即导线越细，电阻越大；同种材料的非国标电线比国标电线细，电阻较大；根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，非国标电线产生的电热较大。
故答案为：较大；较大。
17．（2024西青区二模）某饮水机上标有“220V制热550W”的字样，发热部件正常工作时的功率为 W。饮水机加热一段时间，插座线会变热，这是电流通过导体时产生的 效应。
【答案】 550 热
【详解】[1]由饮水机上的标志可知，饮水机的额定功率为550W，即正常时的功率为550W。
[2]饮水机工作的过程中，插座线中也有电流通过，电流通过导体时会产生热量，使导体发热，这就是电流的热效应。
19．（4分）（2024•天津模拟）如图甲所示，为具有加热功能的座椅垫。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，“高温”挡功率为36W，高低温挡的功率比为3：1，则电热丝R1的电阻是 16 Ω，电阻R1与R2之比为 1：2 。
【答案】16；1：2。
【解答】解：由P＝UI可知，当座椅垫处于“高温”挡加热时，电路中的电流：I高温＝＝＝1.5A；
由I＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝16Ω；
由图乙可知，当座椅垫处于“低温”挡加热时，电路中R1和R2串联，根据串联电路特点，P低温＝①，而高温挡的电功率P高温＝①，高低温挡的功率比为3：1，所以＝＝＝1：3，解得R1：R2＝1：2。
故答案为：16；1：2。
18．（2024•天津一中模拟）如图所示的电路中，电源电压不变，R1＝20Ω，R2＝30Ω。断开开关S时，电流表的示数为0.3A，则闭合开关S，通电1min电路产生的热量为 180 J。
【解答】解：由图知，断开开关S时，只有R1接入电路中，
根据I＝可得，电源的电压为：U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；
闭合开关S，R1、R2并联，通过R2的电流为：I2＝＝＝0.2A；
根据并联电路的电流特点可知，干路中的电流为：I总＝I1+I2＝0.3A+0.2A＝0.5A；
电路中电流所做的功全部用来产生热量，则通电1min电路产生的热量为：
Q＝W＝UI总t＝6V×0.5A×60s＝180J。
故答案为：180。
20．（2024天津和平区一模）图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，和是电热丝，由温控开关自动控制保温（低温）挡和煮饭（高温）挡切换，通过单独或同时闭合开关实现和挡切换，保温挡功率为440W，煮饭挡功率为，已知粥的比热容请完成以下问题：
（1）当开关 （选填“接a”或“接b”）S （选填“闭合”或“断开”）时是保温挡；
（2）求的粥从加热到时需要吸收的热量；( )
（3）若实际正常使用煮饭挡加热的时间为，求该电饭锅的加热效率。( )
【答案】 接b 闭合 80%
【详解】（1））当开关接a，S闭合时，电路为只有一个电阻的简单电路；当开关接b，S闭合时，电路为串联电路，由可知，串联时电阻较大，功率较小，是保温挡。
（2）的粥从加热到时需要吸收的热量
（3）实际消耗的电能
电饭煲的加热效率
20. （2024河西区二模）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，左图是小明家的电火锅，其电路原理图如右图所示。该电火锅有高温和低温两个挡位，高温挡的功率为2000W。当它正常工作时，用高温挡将锅内2kg的水从20℃加热到100℃。请你完成下列问题：[，假设电能全部转化为水的内能]
（1）如右图，当开关S1闭合，S2_______（选填“闭合”或“断开”）时为高温挡；
（2）求加热过程中水吸收的热量；____
（2）求加热所需要的时间。____
【答案】 ①. 闭合 ②. 6.72×105J ③. 336s
【详解】（1）[1]当开关S1闭合，S2闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，根据可知，此时功率最大，为高温档。
（2）[2]加热过程中水吸收的热量
（3）[3]加热所需要的时间
25．（6分）（2024•滨海新区一模）物理兴趣小组设计了一个电烤箱，其电路如图1所示。已知电源电压恒为U0，电热丝阻值为R0，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。在实验的过程中，发现电烤箱内温度太高，容易将食物烤焦，应使电烤箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路：
方法一：如图2，在电烤箱箱体内接入电热丝RA，与电热丝R0共同给电烤箱加热；
方法二：如图3，在电烤箱箱体外接入电热丝RB，只用R0给电烤箱加热。
用两种方法改进的电烤箱箱体内的电功率都为P0，电烤箱工作时，用电压表分别测量方法一和方法二电烤箱箱体两端电压，测量结果为U1和U2且U1：U2＝4：1。
请完成下列任务：
（1）根据上述信息，从电能有效利用的角度分析哪种方法更节能，并说明理由；
（2）计算两种方法中接入的电热丝RA和RB的阻值。（用R0表示）
【答案】（1）因为方法一中电路的电功率p1＜方法二中电路的电功率p2，因此方法一更节能；
（2）RA＝15R0；RB＝3R0。
【解答】解：（1）在方法一中的电烤箱箱体内的功率为：P0＝（R0+RA）；
在方法二中的电烤箱箱体内的功率为：P0＝R0；
因为两种方法改进的电烤箱箱体内的电功率都为P0，即（R0+RA）＝R0，得出I1＜I2，
则方法一中电路的电功率为：P1＝U0I1；
方法二中电路的电功率为：p2＝U0I2；
因电源电压恒为U0，所以p1＜p2，因此方法一更节能；
（2）方法一中电烤箱箱体内R0和RA串联，电烤箱箱体两端电压U1等于电源电压U0；方法二中电烤箱箱体内只有R0，电烤箱箱体两端电压U2即为R0两端电压；
在方法一中的电烤箱箱体内的功率为：P0＝＝；
在方法二中的电烤箱箱体内的功率为：P0＝；
因为两种方法改进的电烤箱箱体内的电功率都为P0，即＝；
结合U1：U2＝4：1解得：RA＝15R0；
方法二中，电热丝R0和RB串联在电路中，因为串联电路中各处的电流都相等，因此＝；
结合U1＝U0解得：RB＝3R0。
答：（1）因为方法一中电路的电功率p1＜方法二中电路的电功率p2，因此方法一更节能；
（2）RA＝15R0；RB＝3R0。
22．（8分）（2024红桥区二模）如图甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景。打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝。只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4：3，R1＝4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化。求：
（1）通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
【解答】解：（1）电源电压恒为6V，R1＝4Ω，则通过R1的电流为：
I1＝＝＝1.5A；
（2）只闭合S1时低温挡工作，此时电路为只有R1的简单电路，则低温挡的功率为：
P低＝＝＝9W；
（3）高温挡和低温挡的功率比为4：3，则高温挡功率为：
P高＝P低＝×9W＝12W，
S1、S2都闭合时为高温挡，此时R1、R2并联，因R1前后电压不变，电阻不变，所以功率不变，故R2的功率为：
P2＝P高﹣P低＝12W﹣9W＝3W，则R2的电阻值为：
R2＝＝＝12Ω。
答：（1）通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。
22．（6分）（2024•天津模拟）如图电源电压为6V且保持不变，闭后，电流表A1和A2的示数分别为0.2A和1.2A。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）通电1min，电阻R2产生的热量。
【答案】（1）电阻R1的阻值为30Ω；
（2）通电1min，电阻R2产生的热量为360J。
【解答】解：（1）由图可知，闭合开关，R1、R2并联，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A2测量干路的总电流；
根据并联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U2＝U＝6V，
由I＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝30Ω；
（2）根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1.2A﹣0.2A＝1A，
通电1min，电阻R2产生的热量：Q2＝W2＝U2I2t＝6V×1A×1×60s＝360J。
答：（1）电阻R1的阻值为30Ω；
（2）通电1min，电阻R2产生的热量为360J。
23．（2024•天津一中模拟）如图甲是煮茶器的电路原理图。S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的P﹣t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）在加热状态下，煮茶器5min内消耗的电能；
（3）在保温状态下，电阻R2接入电路的阻值。
【解答】解：（1）S、S1都闭合时，此时只有一个电阻工作，煮茶器处于加热状态，由乙图可知加热功率为1100W，则电阻R1的阻值为：
；
（2）在加热状态下，煮茶器5min内消耗的电能为：
W＝Pt＝1100W×5×60s＝3.3×105J；
（3）在保温状态下，两电阻同时工作，总电阻为：
，
由串联电路电阻的规律知R2的阻值为：
R2＝R总﹣R1＝1100Ω﹣44Ω＝1056Ω。
答：（1）电阻R1的阻值44Ω。
（2）在加热状态下，煮茶器5min内消耗的电能3.3×106J。
（3）在保温状态下，电阻R2接入电路的阻值1056Ω。