2025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2025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6页。试卷主要包含了容器中电阻丝的阻值小，，其中S2是温控开关，，不计热量损失，求等内容，欢迎下载使用。

A．与电压的关系B．与电阻的关系
C．与电流的关系D．与电能的关系
【答案】C
【解答】解：两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联一个电阻时，电阻的电流改变，探究电流产生热量跟电流关系。
通过实验可以得出结论：通过导体的电流越大，产生的热量越多。
故选：C。
二．填空题（共2小题）
2．（2025•长沙二模）请同学们观察实验并完成填空：如图甲，抽掉两瓶间的玻璃板后，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变均匀，这属于 扩散 现象；如图乙，是为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”实验，两个相同的透明容器中密封着等量的空气，将1、2导线接到电源两端，观察图中的实验现象，可知 A （选填“A”或“B”）容器中电阻丝的阻值小。
【答案】扩散；A。
【解答】解：同学们观察实验并完成填空：如图甲，抽掉两瓶间的玻璃板后，NO2气体的密度大，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变均匀，这属于扩散现象；
如图乙，是为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”实验，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，因左侧U形管两管液面高度度差小，由转换法可知，可知 A容器中电阻丝产生R热量少，阻值小。
故答案为：扩散；A。
3．（2025•天津模拟）如图是智能加热杯垫的简化电路图，R1和R2均为电阻丝，杯垫有加热和保温两个挡位，加热功率为40W，保温功率为10W。则开关S1和S2均闭合时，智能加热杯垫处于 加热 挡，保温挡通电2min产生的热量是 1200 J。
【答案】加热；1200
【解答】解：由图可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路的总电阻较大，由P=U2R可知，电路的总功率较小，恒温杯垫处于保温挡；当开关S1、S2均闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻较小，总功率较大，恒温杯垫处于加热挡；
保温挡功率为10W，通电2min产生的热量：
Q＝W＝Pt＝10W×2min＝10W×2×60s＝1200J。
故答案为：加热；1200。
三．解答题（共2小题）
4．（2025•和平区一模）如图是小明家新装的厨宝，它的特点是即开即有热水，无需提前预热，而且可以通过调节水流大小调节水温，不需要调节加热电阻大小，其部分参数如下表所示（忽略温度对电阻的影响），其中S2是温控开关。
（1）在加热状态下，厨宝的开关状态是S1 闭合 ，S2 闭合 （均选填“断开”或“闭合”）。
（2）自来水管中水温为20℃，该水龙头正常工作时在2min内放出1.5×103mL温度为50℃的温水，求加热这些水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（3）加热第（2）问的自来水时，厨宝的加热效率是多少？
【答案】（1）闭合；闭合；
（2）加热这些水吸收的热量是1.89×105J；
（3）厨宝的加热效率是71.6%。
【解答】解：（1）由电路图可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，由P=U2R可知，电路的总功率最小，厨宝处于保温状态；
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路的总电阻最小，总功率最大，厨宝处于加热状态；
（2）由ρ=mV可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×103×10﹣6m3＝1.5kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（50℃﹣20℃）＝1.89×105J；
（3）由P=Wt可得，正常工作2分钟消耗的电能：W＝Pt＝2200W×2×60s＝2.64×105J，
厨宝的加热效率：η=Q吸W×100%=1.89×105J2.64×105J×100%≈71.6%。
答：（1）闭合；闭合；
（2）加热这些水吸收的热量是1.89×105J；
（3）厨宝的加热效率是71.6%。
5．（2025•南开区一模）图甲为某款多功能电饭煲，图乙为该电饭煲的工作原理图。R1和R2均为阻值不变的电热丝，S为手动开关，S1为自动控制开关。多功能电饭煲的主要参数如下表所示。求：
（1）请画出该电饭煲在保温时的等效电路图；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）某次煮饭过程加热时间0.5h，煮饭过程中消耗的电能。
【答案】（1）如上图所示；
（2）电热丝R2的阻值是396Ω；
（3）某次煮饭过程加热时间0.5h，煮饭过程中消耗的电能为1.98×106J。
【解答】解：（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1的简单电路，当闭合开关S，断开S1时，电路为R1与R2串联；根P＝UI=U2R可知，当开关S和S1都闭合时，电路中总电阻最小，电饭煲的功率最大，此时为加热挡，当只闭合开关S，断开S1时，电路中的电阻最大，电饭煲的功率最小，此时为保温挡，则该电饭煲在保温挡时的等效电路图为：
；
（2）当开关S和S1都闭合时，电路为R1的简单电路，此时电路为加热状态，则R1的阻值为：
R1=U2P加热=(220V)21000W=44Ω，
当闭合开关S，断开S1时，电路为R1与R2串联，为保温挡，电路的总电阻为：R=U2P保温=(220V)2110W=440Ω，
根据串联电路的电阻规律可知，电热丝R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝440Ω﹣44Ω＝396Ω；
（3）煮饭过程中加热0.5h消耗的电能为：W＝P加热t＝1100W×0.5×3600s＝1.98×106J。
答：（1）如上图所示；
（2）电热丝R2的阻值是396Ω；
（3）某次煮饭过程加热时间0.5h，煮饭过程中消耗的电能为1.98×106J。
四．计算题（共3小题）
6．（2025•红桥区一模）某校师生自制了一台电热水器。将它接在220V家庭电路中，电阻通过5A的电流时通电6min，使2kg的水从20℃升高到60℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热水器的热效率。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）水吸收热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（60℃﹣20℃）＝3.36×105J；
（2）电热水器消耗的电能：W＝UIt＝220V×5A×6×60s＝3.96×105J；
电热水器的热效率：η=Q吸W×100%=3.36×105J3.96×105J×100%≈85%。
答：（1）水吸收的热量为3.36×105J。
（2）电热水器的热效率为85%。
7．（2025•天津模拟）小明完成学习任务后准备去洗澡，想到今天学过的物理知识，思考如何能够计算出电热水器的热效率。于是他想到将家中其他用电器与电源断开，仅让加热50kg水的热水器工作。他观察了电热水器显示屏显示此时水箱内水的温度为20℃，让其加热到50℃时停止工作，并记录了加热前后电能表的示数，如图所示。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）电热水器的热效率。
【答案】（1）此过程中水吸收的热量为6.3×106J；
（2）电热水器的热效率为87.5%。
【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣20℃）＝6.3×106J；
（2）由图可知，电能表在热水器加热前的示数W1＝862.5kW•h，加热后的示数W2＝864.5kW•h，
则电热水器加热消耗的电能：W＝W2﹣W1＝864.5kW•h﹣862.5kW•h＝2kW•h＝7.2×106J，
电热水器的热效率：η=Q吸W×100%=6.3×106J7.2×106J×100%＝87.5%。
答：（1）此过程中水吸收的热量为6.3×106J；
（2）电热水器的热效率为87.5%。
8．（2025•红桥区二模）某电热水器的铭牌如下表所示，现将水箱装满水，电热水器正常工作时，把水从20℃加热到60℃．已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），不计热量损失，求：
（1）水吸收的热量
（2）加热所需要的时间。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）使水温由20℃升高到60℃，水需要吸收热量为：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×106J。
（2）不计热量损失，电热丝所产生热量的全部被水吸收，
由Q放＝Q吸＝W＝Pt得：
t=WP=Q吸P=8.4×106J2000W=4200s。
答：（1）使水温由20℃升高到60℃，水需要吸收8.4×106J的热量；
（2）电热水器正常工作时电热丝的加热需4200s。额定电压
220V
加热功率
2200W
保温功率
44W
品名
多功能电饭煲
额定电压
220V
频率
50Hz
加热挡功率
1100W
保温挡功率
110W
型号
×××
额定电压
220V
加热功率
2000W
频率
50Hz
水箱容量
50kg