2024年中考物理大一轮复习：真题解析10 电热的综合计算da

这是一份2024年中考物理大一轮复习：真题解析10 电热的综合计算da，共18页。试卷主要包含了焦耳定律，热效率，关于用电器档位问题，25A；432J，9×104J，2×103J/]等内容，欢迎下载使用。
回归教材重难点10 电热的综合计算

电热的综合计算是第十八章第四节焦耳定律的重点内容，通过对电热的综合计算的讲解，要求考生理解电流的热效应和焦耳定律；能够利用焦耳定律公式进行电热的计算；能够结合电功率和热效率进行综合计算。通过对该知识点的学习能提升学生理论结合实际的能力。
本考点是中考五星高频考点，难度中等，在全国各地中考试卷中多次考查，主要考查题型为计算题。


1.焦耳定律
（1）电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
（2）焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
（3）焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
（4）当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。
2.热效率
（1）常考利用电能来给水加热，在加热过程中能量转化存在效率问题
（2）通常电能用W=Pt计算，水吸收的热量用Q吸=cm△t=cm(t-t0)，电能是总能量，水吸收的热量是有用的那部分能量则热效率为
3.关于用电器档位问题
（1）由于电路的变化导致电阻发生变化，不同电路总功率不同，即档位不同
（2）求不同档位电功率，因为不同电路电源电压是相等的，一般根据P=U2R可以快速求出电功率
（3）根据P=U2R可知，电压一定时，电阻越大电功率越小。一般串联电路电功率最小为低挡，并联电路电功率最大为高档

一、计算题
1．（2022·四川遂宁·统考中考真题）小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置（如图甲），该装置电路如图乙所示：L为照明装饰小彩灯（标有“6V  3W”），为总开关，为温控开关（温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开），R是阻值为的电热丝。某次换水后，鱼缸内有10kg初温为19℃的水，闭合开关，L正常发光，R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[]：
（1）电源电压是多少？
（2）R开始发热到停止工作水吸收了多少热量？
（3）R开始发热到停止工作的时间是多少秒？（不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收。）

【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）由题意可知，当闭合、时，此时照明装饰小彩灯L正常发光，所以照明装饰小彩灯L两端实际电压等于它的额定电压，然后根据并联电路的电压规律可知，电源电压与照明装饰小彩灯L的实际电压相等，即

（2）由题意可知，水吸收的热量为

（3）因为不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收，所以可得电热丝R开始发热到停止，放出的热量为

因为该电路是纯电阻电路，所以可以使用焦耳定律的变形公式可得，R开始发热到停止工作的时间是

答：（1）电源电压是6V。
（2）R开始发热到停止工作水吸收了的热量。
（3）R开始发热到停止工作的时间是秒。
2．（2022·重庆·中考真题）如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12V 18W”字样（R1和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1A。求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量。

【答案】（1）12V；（2）0.25A；（3）432J
【详解】解：（1）当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，只有灯泡的简单电路，灯泡正常发光，此时灯泡两端的电压是12V，电源电压是12V。
（2）灯泡的电阻

当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，变阻器连入电路的电阻最大，变阻器和灯泡串联，通过灯泡的电流

（3）当所有开关都闭合，P位于最右端时，灯泡和电阻R1并联，此时通过灯泡的电流

由并联电路电流的规律可知通过电阻R1的电流

电阻R1的阻值

当只闭合开关S和S1，电阻R1和变阻器R串联，要使电阻丝R1在1min产生的热量最大，则应使电路中的电流最大，即将P滑至最右端，此时整个电路只有R1。故电阻丝R1在1min产生的热量最大为

答：（1）电源电压是12V；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流是0.25A；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量是432J。
3．（2021·辽宁鞍山·统考中考真题）某品牌电饭煲有加热和保温两个挡位，其简化电路如图所示，其中和均为发热电阻，额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热；当锅内温度达到一定温度时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接触，使电饭煲处于保温状态。若将一锅质量为3kg、初温为40℃的粥加热至100℃，需要加热15min，消耗0.25kW·h的电能。求：[粥的比热容]
（1）保温状态下，通过的电流是多少？（结果保留两位小数）
（2）的电阻是多少？
（3）在此次加热过程中粥吸收了多少热量？该电饭煲在加热过程中的效率是多少？

【答案】（1）0.55A；（2）56Ω；（3）7.2×105J； 80%
【详解】（1）由图知道，该电饭煲的保温时，为R2的简单电路，由于额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W，由知道，此时通过的电流是

由知道，R2的电阻

（2）开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，由于加热15min，消耗0.25kW·h的电能，由 知道，干路电流是

由知道，电路总电阻

由知道，解得。
（3）由知道，此次加热过程中粥吸收的热量

由知道，该电饭煲在加热过程中的效率是

答：（1）保温状态下，通过的电流是0.55A；
（2）的电阻是56Ω；
（3）在此次加热过程中粥吸收的热量是7.2×105J；该电饭煲在加热过程中的效率是80%。
4．（2021·辽宁大连·统考中考真题）如图是某家用电炖锅的简化电路图。电源电压为，和均为加热电阻。当开关接1时为加热状态，功率为；开关接2时为保温状态，功率为。试求：
（1）电炖锅保温状态下电路中的电流是多少？
（2）电阻的阻值是多少？
（3）电炖锅保温状态下工作，电阻产生热量是多少？

【答案】（1）1A；（2）55Ω；（3）9.9×104J
【详解】解：（1）由 得，电炖锅保温状态下电路中的电流是

（2）当开关接1时为加热状态，此时电路中只有电阻工作，电阻的阻值是

（3）开关接2时为保温状态，此时电阻与电阻串联。由欧姆定律得，电路总电阻

电阻阻值

电炖锅保温状态下工作，电阻产生热量是

答：（1）电炖锅保温状态下电路中的电流是多1A；
（2）电阻的阻值是55Ω；
（3）电炖锅保温状态下工作，电阻产生热量是9.9×104J。
5．（2021·湖南张家界·统考中考真题）百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。
（1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？
（2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？
（3）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

【答案】（1）；（2）；（3），80%
【详解】解（1）电动机线圈产生的热量是

（2）加热电阻正常工作时的电阻是

（3）水吸收的热量为

电加热效率为

答：（1）电动机线圈产生的热量是；
（2）加热电阻正常工作时的电阻是；
（3）水吸收的热量为，电加热效率为80%。
6．（2023·辽宁大连·统考模拟预测）如图是某实验小组设计的两挡位电加热器的简化电路图。R1、R2均是发热电阻，R2阻值是16Ω，电源电压为12V。开关S1、S2都闭合时是高温挡，高温挡的电功率为18W；开关S1闭合，S2断开时是低温挡。试求：
（1）高温挡时，电路中的电流为多少？
（2）电阻R1的阻值为多少？
（3）电热器低温挡工作5min产生的热量为多少？

【答案】（1）1.5A；（2）8Ω；（3）1800J
【详解】解：（1）（2）开关S1、S2都闭合时是高温挡，此时电路是只有R1的简单电路，由P=UI可知电路中电流为

电阻R1的阻值为

（3）由题可知，开关S1闭合，S2断开时是低温挡，电热器低温挡工作5min产生的热量为

答：（1）高温挡时，电路中的电流为1.5A；
（2）电阻R1的阻值为8Ω；
（3）电热器低温挡工作5min产生的热量为1800J。
7．（2023·重庆·校联考模拟预测）打造成渝地区双城经济圈，新建智慧公园中的智能座椅有供暖、提供5G等功能，如图甲所示。其中供暖部分主要由坐垫和靠背组成，其发热电路如图乙所示，供电电压恒为30V。坐垫内的电热丝R1、R2、R3的阻值分别为5Ω、20Ω、10Ω，靠背内的电热丝R4的阻值为40Ω。闭合开关S1，调节开关S2，可使坐垫分别处于“低暖”“中暖”“高暖”三挡。求：
（1）开关S2接c时，电路中的电流；
（2）10秒内智能座椅能够产生的最大电热；
（3）调节开关S2，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率。

【答案】（1）0.6A；（2）200J；（3）5W
【详解】解：（1）开关S2接c时，电热丝R4和R3串联，此时电路中的电流

（2）开关S2接a时，电热丝R4和R1串联，电路的总电阻减小，由可知此时智能座椅的电功率最大，10秒内智能座椅能够产生的最大电热

（3）由题，闭合开关S1，调节开关S2，可使坐垫分别处于“低暖”“中暖”“高暖”三挡。设P1、P2、P3分别为开关S2 接a、b、c时坐垫的电功率，则有






有P2＞P3＞P1，故坐垫的暖挡是开关S2接b时，此时坐垫的最大电功率为

答：（1）开关S2接c时，电路中的电流是0.6A；
（2）10秒内智能座椅能够产生的最大电热是200J；
（3）调节开关S2，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率是5W。
8．（2023·安徽·校联考模拟预测）养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，其类似于电热水壶。如图是某款养生壶加热部分电路原理图。已知电源电压为220V保持不变，加热电阻丝R1、R2的阻值均为88Ω。通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三档的切换。
（1）通过分析推理判断：当开关S1、S2分别位于什么状态，养生壶处于中温档；
（2）当养生壶处于低温档工作时，通电2min该养生壶消耗的电能为多少焦耳？
（3）请计算出该养生壶处于低温、中温、高温三档工作时的电功率大小之比。

【答案】（1）开关S1闭合，S2拨到A，养生壶处于中温档；（2）；（3）
【详解】解：（1）当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到A时，电阻R1单独接入电路。根据公式可知：电功率越大，单位时间内产生的热量越多，温度越高。由于并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，因此，当R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，养生壶为高温挡；当R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，养生壶为低温挡；当电阻R1单独接入电路时，养生壶处于中温挡。因此当开关S1闭合，S2拨到A时，养生壶处于中温挡。
（2）当养生壶低温档时，S1断开，S2拨到A，电阻R1、R2串联，此时2min内养生壶消耗的电能

（3）当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联，养生壶处于低温档，此时功率

当S1闭合，S2拨到A时，电阻R1单独接入电路，养生壶处于中温档，此时功率

当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联，养生壶处于高温档，并联的总电阻

此时功率

则该养生壶低温、中温、高温三档的电功率大小之比为
P低∶P中∶P高=275W∶550W∶1100W=1∶2∶4
答：（1）当开关S1闭合，S2拨到A时，养生壶处于中温挡；
（2）当养生壶处于低温档工作时，通电2min该养生壶消耗的电能为；
（3）该养生壶处于低温、中温、高温三档工作时的电功率大小之比是。
9．（2023·河南新乡·校联考模拟预测）如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S2可根据水温自动切换“加热”和“保温”两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
额定电压
加热功率
保温功率
容积
220V
1100W
220W
5L
（1）当开关S1闭合，S2___________时，热水器进入保温状态。在额定电压下，通过保险丝中的电流为 ___________A。
（2）由题中的数据可知发热电阻R1和R2的阻值之比是：___________。
（3）水箱中装满初温为15℃的水，加热了7min，温度升高到35℃，水吸收了多少热量___________？若电热水器放出的热量全部被水吸收，则电热水器实际加热功率是多大___________？
（4）小明通过计算，发现实际加热功率和标定的加热功率不相等，他认为可能是当时的电压低于额定电压，但经过测量发现电压就是220V，则该电热水器的加热效率是多少___________？

【答案】 断开 1 4：1 4.2×105J 1000W 90.9%
【详解】（1）由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，R1、R2并联，电路的总电阻最小，根据可知，电路消耗的功率最大，热水器进入加热状态；当开关S1闭合，S2断开时，电路为R1的简单电路，电路消耗的功率较小，热水器进入保温状态；在额定电压下，通过保险丝中的电流为

（2）根据并联电路电功率的特点知，加热状态下，R2的电功率为
P2=P加热﹣P保温=1100W﹣220W=880W
发热电阻R1和R2的阻值之比是

（3）由密度公式知水的质量为
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg
水吸收的热量为
Q吸=c水m（t﹣t0)=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（35℃﹣15℃)=4.2×105J
若电热器放出的热量全部被水吸收，则实际加热功率是

（4）由可得加热状态下，热水器正常工作15min需消耗电能
W′=P加热t=1100W×7×60s=4.62×105J
加热效率为

答：（1）当开关S1闭合，S2断开时，热水器进入保温状态。在额定电压下，通过保险丝中的电流为1A；
（2）由题中的数据可知发热电阻R1和R2的阻值之比是4：1；
（3）水箱中装满初温为15℃的水，加热了7min，温度升高到35℃，水吸收的热量为4.2×105J；若电热器放出的热量全部被水吸收，则实际加热功率是1000W；
（4）该电热器的加热效率是90.9%。
10．（2023·江苏宿迁·校考模拟预测）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”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为18W。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为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。通过计算回答：
（1）当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝R2的阻值是多少欧？
（2）当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝R2的电功率是多少？
（3）当座椅垫处于“低温”挡加热时，座椅垫工作5分钟R1产生的热量是多少焦？

【答案】（1）16Ω；（2）9W；（3）2700J
【详解】解：（1）根据图乙可知，低温时R1、R2串联，高温时只有电阻R1工作，根据知电热丝R1的电阻为

电热丝R1、R2串联的总电阻为

由串联电路电阻的规律知电热丝R2的阻值为
R2=R﹣R1=32Ω﹣16Ω=16Ω
（2）根据公式P=UI知座椅垫处于“低温”挡加热时的电流为

电热丝R2的电功率为
P2=I2R2=(0.75A)2×16Ω=9W
（3）当座椅垫处于“低温”挡加热时，座椅垫工作5分钟R1产生的热量为
Q1=I2R1t=(0.75A)2×16Ω×5×60s=2700J
答：（1）当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝R2的阻值是16Ω；
（2）当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝R2的电功率是9W；
（3）当座椅垫处于“低温”挡加热时，座椅垫工作5分钟R1产生的热量是2700J。
11．（2023·陕西咸阳·统考一模）如图甲为某款双控温多功能家用涮烤两用分体电火锅。该锅可实现汤锅、烧烤同时进行，也可以分开控制。其部分简化电路图如图乙：开关S1控制对中央区域汤锅进行加热的电路，R1、R2均为加热电阻，R2与温控开关并联，可以实现汤锅的保温和加热功能；两烧烤盘区域S左、S右可分别控制左右两盘的加热电阻R左、R右。该涮烤锅部分参数如表所示。求：
额定电压
额定功率
220V
汤锅
烧烤盘
加热
保温
左盘
右盘
1100W

800W
400W
（1）汤锅加热状态正常工作时，R1的电阻为多少？
（2）若R2的电阻为56Ω，则该汤锅保温挡的额定保温功率为多少？
（3）在一次野外烧烤中通过很长的导线从一电压为220V的农家将电源引到烧烤点，发现烤肉速度比较慢。经分析因为距离远，导线有一定电阻（但远小于加热电阻阻值），所以导线会消耗一些电能；当只让烧烤盘右盘工作时，测得右盘的实际功率只有324W，求此时导线上消耗的电功率。

【答案】（1）44Ω；（2）484W；（3）36W
【详解】解：（1）由图乙可知，温控开关闭合，汤锅电路中只有R1工作；当温控开关断开时，汤锅电路中R1、R2串联，因串联电路中的总电阻大于任一分电阻，所以由可知，汤锅电路中只有R1工作时，电阻最小，电功率最大，汤锅为加热状态；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，汤锅为保温状态；由可知，R1的电阻

（2）由串联电路的电阻特点可知，保温挡时汤锅电路的总电阻
R=R1+R2=44Ω+56Ω=100Ω
该汤锅保温挡时的额定保温功率

（3）由可知，R右的电阻

由题意可知，导线的电阻与R右串联，此时右盘的实际电压

由串联电路的电压特点可知，导线两端的电压
U线=U﹣U实=220V﹣198V=22V
根据串联电路的电流特点和P=UI知

则

答：（1）汤锅加热状态正常工作时，R1的电阻为44Ω；
（2）若R2的电阻为56Ω，则该汤锅保温挡时的额定保温功率为484W；
（3）此时导线上消耗的电功率是36W。
12．（2023·江苏扬州·校联考一模）简易电吹风简化电路如图所示，其主要技术参数如表，在家庭电路中使用：
额定电压
220V
额定功率
热风时：990W
冷风时：110W
（1）若电动机线圈电阻R1为10Ω，当吹冷风时40s内电流通过电动机产生的热量是多少？
（2）当吹热风时，电热丝R2的电功率是多少？
（3）电热丝R2的电阻值是多少？

【答案】（1）100J；（2）880W；（3）55Ω
【详解】解：（1）由P=UI可知，电吹风吹冷风时通过线圈的电流为

吹冷风时40s内电流通过电动机产生的热量为

（2）由图可知，吹冷风时，只有电动机工作，吹热风时，电动机和R2并联；根据并联电路的特点可知，吹热风时电热丝R2的电功率为

（3）由可知，电热丝R2的电阻值为

答：（1）若电动机线圈电阻R1为10Ω，当吹冷风时40s内电流通过电动机产生的热量是100J；
（2）当吹热风时，电热丝R2的电功率是880W；
（3）电热丝R2的电阻值是55Ω。
13．（2023·云南昭通·统考一模）如图所示，这是有加热和保温两挡的电热器工作电路图，电源电压U＝220V。发热体由R1和R2两个电热丝（阻值均不变）构成，其保温功率为220W；开关S1、S2闭合时，通过电热丝R2的电流为5A。求：
（1）处于保温挡时通过电热器的电流；
（2）开关S1、S2闭合时，电热丝R2在5min内产生的热量；
（3）电热器处于加热挡时正常工作0.5h消耗的电能。

【答案】（1）1A；（2）3.3×105J；（3）2.376×106J
【详解】解：（1）根据并联电路的电阻特点可知，只闭合开关S1时，电路的电阻最大，根据可知，电路消耗的电功率最小，因此电热器处于保温挡，根据P=UI可得，通过电热器的电流为

（2）开关S1、S2闭合时，两电阻并联，通过电热丝R2的电流为I2=5A，电热丝R2在5min内产生的热量为

（3）根据并联电路的电阻特点可知，开关S1、S2闭合时，电路的电阻最小，根据可知，电路消耗的电功率最大，因此电热器处于加热挡，此时通过电热丝R2的电流为I2=5A，电热丝R1的电流为I1=1A，电路的总电流为

电热器处于高温挡时电热器的电功率为

电热器处于加热挡正常工作t1=0.5h消耗的电能为

答：（1）处于保温挡时通过电热器的电流为1A；
（2）开关S1、S2闭合时，电热丝R2在5min内产生的热量为3.3×105J；
（3）电热器处于加热挡时正常工作0.5h消耗的电能为2.376×106J。