2019年中考物理试题专题训练 - 焦耳定律专题（word版含答案）

2019年中考物理试题专题训练

——焦耳定律专题

1.(2019宁夏,11)2018年，中国的青年博士曹原实现石墨烯在室温下超导的重大突破。如果用这种常温下的超导材料制成输电线，由于没有电流的________效应而产生的能量损失，能极大提高输电效率。

2.（2019哈尔滨，42）在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是 .如图所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，电源电压3V，则通电10s电流通过R1、R2产生热量之比为 .

3.（2019吉林，11）电炉丝通过导线接在电路里，通过电炉丝和导线的电流大小 ，由于电炉丝的电阻比导线的电阻大，导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量 。 4.（2019威海，20）图甲是某新型电饭锅的简化电路图。R0为15Ω的定值电阻，其阻值不受温度影响。RT是热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如图乙所示。由图象可知，当RT的温度从30℃升高到130℃的过程中，电路总功率的变化规律是： ；当RT的温度达到100℃时，RT的功率为 W。

5.（2019德州，18）从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω．则小风扇正常工作1min消耗的电能为 J；电动机线圈1min产生的热量为 J。

6.（2019贵港，19）家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是_____Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是_____J。

7.（2019安徽，9）图示电路中，U=12V，R1 = 6 Ω，R2 = 3 Ω，R3 = 4 Ω。当S2断开，S1闭合时，电阻R1消耗的电功率为 ______ W；当S1、S2都闭合时，6 s内电流通过R2产生的热量是_____J。

8.（2019岳阳，12）如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（ ）

A．电源电压为7V B．R1的阻值为20Ω

C．电路消耗的最小功率为1.2W

D．滑片P在b端时，10秒内R1产生的热量为12J

9.（2019 青岛，12）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中 R1 和 R2 是阻值不变的发热电阻；图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是

A.只闭合开关 S，加热器的功率为 990W

B.开关 S 闭合，S1 由断开到闭合，电路中电流变大，R2 的功率变大 C.加热器在保温状态下工作 5min，产生3.3×104J 的热量 D.电阻 R1 与 R2 的阻值之比为 1∶8

10.（2019潍坊，20）如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。

（1）甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系，通电一段时间， ______（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多；

（2）通过观察乙图中的实验现象，可知______（选填“c”或“d”）容器中电阻丝的阻值大。 11.（2019昆明，16）如图是一个家用电热水龙头。打开龙头开关，几秒就可以流出热水，这种加热水的过程很短，俗称“过水热”。某品牌电热水龙头的额定功率是3000W，额定电压是220V，则该电热水龙头正常工作时的电阻是________Ω（计算结果精确到0．1）。某次使用该龙头加热水时，测得实际电压为235V，水的初温为21℃，加热14s，得到0．5L、末温42℃的热水，则加热水的功率是________W。[c水=4．2×103J/（kg·℃）]

12.（2019昆明，21）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中R1＞R2。

实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系： （1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；

（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制_____；电阻丝放出热量的多少，通过_____来进行判断：

（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1_____△t2（选填“大于”，“等于”或“小于”） 实验二：探宂电流产生的热量与电流的关系

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高t1?（或t2?）_____2 t1?（或2△t2）（选填“大于“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流的_____正比例关系。

（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是_____．

13.（2019包头，12）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0~80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表

所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。

（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？

（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2=50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。 14.（2019杭州，15）如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏，电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培。（g取10牛/千克）

（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。 （2）求电动机线圈阻值。

（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏?

15.（2019天津，20）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把1kg水从20℃加热到100℃用时7min，已知c水=4.2×103J/（kg?℃），求：

（1）水吸收的热量； （2）电热水壶的热效率。

16.（2019岳阳，23）一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。

额定电压 电炖锅档位 低温 200V 中温 高温 额定功率/W 200 400 600 （1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；

（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW?h）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压；

（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。

17.（2019枣庄，32）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：

（1）养生壶正常工作的电阻。

（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要多长时间？（c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]

（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW?h）”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，求电养容量生壶的实际功率。

18.（2019泰安，26）某电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图甲所示。其中控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，R为热敏电阻，热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA，其电阻R随温度变化的规律图像如图乙所示，电源电压U1恒为6V。当电磁铁线圈中的电流

I＞8mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点a、b接触，加热电路接通；当电磁铁线

圈中的电流I≤8mA时，继电器上方触点和触点c接触，保温电路接通。热敏电阻R和工作电路中的三只电阻丝R1、R2、R3均置于储水箱中，U2＝220V，加热时的功率P加热＝2200W，保温时的功率P保温＝110W，加热效率η＝90%，R2＝2R1，水箱内最低温度为0℃，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）。

（1）为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，试求热水器刚开始保温时水的温度。

（2）电阻丝R1、R2、R3的阻值分别为多少欧姆？

（3）该热水器在加热状态下，将44 kg、20℃的水加热到50℃需要多少时间？

19.(2019怀化，35)如图甲是定值电阻的和标有“8 V 8 W\灯泡L的I-U关系图象如图 乙所示.电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为12 Ω。当开关S、S2闭合, 开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W .求： （1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量； （2）电源电压；

（3）当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P,求电路消耗的最大功率。

20.（2019烟台，27）某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。

（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？

（2）工作时，若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？ （3）R1工作时的电阻是多大？

（4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器

的效率是多少？[c水?4.2?10J/?kg?℃?。计算结果保留一位小数]

3

21.（2019威海，27）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温档功率为高温档功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω．（忽略温度对电阻的影响）

（1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温档？

（2）R3的阻值是多少欧姆？电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？

（3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温档加热汤液2分钟，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？[电能表的铭牌上标有3000r/（kW?h）]

22.（2019昆明，25）如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R′的最大阻值为30Ω，小灯泡L上标有“2.5W”字样（忽略温度对灯泡电阻的影响）。

（1）滑片移至最右端，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，小灯泡的功率为0.9W，求电源电压。

（2）将滑片移至某一位罝时，电压表的示数为7V，此时小灯泡正常发光，求小灯泡正常发光时的电流和电路的总功率。

（3）若把小灯泡换成一个定值电阻R，假设电流流过电阻R产生的热量为Q、转化的电能为E、做的功为W，请写出这三个物理量的大小关系。

23.（2019江西，22）如图所示，是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌，暖奶器具有加热、保温双重功能，当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态，连接触点2和3时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态(温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃)

(1)求电阻R2的阻值；

(2)把400g牛奶从20℃加热到40℃，求牛奶所吸收的热量【c牛奶=4.0×103J/(kg·℃)】 (3)如图所示，是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图象，求暖奶器在加过程中的热效率.(结果保留到小数点后一位)

24.（2019重庆A卷，19）如图所示，电源电压恒定，电阻R1为20，R2为10Ω，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为0.9A和0.6A。求：

（1）通过R1的电流；

（2）通电10秒电阻R2产生的电热。

25.（2019重庆B卷，20）如图所示，定值电阻R1的阻值为10?，R2的阻值为30?，闭合开关后电流表的示数为0.1 A。求：

（1）电源电压；

（2）电限R1在1分钟内产生的热量。

26.（2019重庆B卷，22）特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为1.1×105 kW ，输电电压为1100 kV，经变压器降至220V供家庭用户使用。小明家中有一个标有“220 V 2200 w\的即热式水龙头，其电阻为R0，他发现冬天使用时水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计）改装了电路，如图所示.开关S1，可以同时与a .b相连或只与c相连.使其有高温和低温两档。求：

（1）通过特高压输电线电流；

（2）改装前，若水龙头的热效率为90%，正常加热1分钟提供的热量；

（3）改装后,水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为4：1，请计算出高温档时的电功率。

2019年中考物理试题专题训练

——焦耳定律专题答案

1.(2019宁夏,11)2018年，中国的青年博士曹原实现石墨烯在室温下超导的重大突破。如果用这种常温下的超导材料制成输电线，由于没有电流的________效应而产生的能量损失，能极大提高输电效率。 【答案】热效应

2.（2019哈尔滨，42）在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是 .如图所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，电源电压3V，则通电10s电流通过R1、R2产生热量之比为 .

【答案】电阻和通电时间；1:2

3.（2019吉林，11）电炉丝通过导线接在电路里，通过电炉丝和导线的电流大小 ，由于电炉丝的电阻比导线的电阻大，导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量 。 【答案】相等、多 4.（2019威海，20）图甲是某新型电饭锅的简化电路图。R0为15Ω的定值电阻，其阻值不受温度影响。RT是热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如图乙所示。由图象可知，当RT的温度从30℃升高到130℃的过程中，电路总功率的变化规律是： ；当RT的温度达到100℃时，RT的功率为 W。

【答案】先增大后减小；640。

5.（2019德州，18）从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值

为0.1Ω．则小风扇正常工作1min消耗的电能为 J；电动机线圈1min产生的热量为 J。

【答案】180；1.5。

6.（2019贵港，19）家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是_____Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是_____J。

【答案】 （1). 55 （2). 3×105

7.（2019安徽，9）图示电路中，U=12V，R1 = 6 Ω，R2 = 3 Ω，R3 = 4 Ω。当S2断开，S1闭合时，电阻R1消耗的电功率为 ______ W；当S1、S2都闭合时，6 s内电流通过R2产生的热量是_____J。

【答案】8.64；32

8.（2019岳阳，12）如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（ ）

A．电源电压为7V B．R1的阻值为20Ω

C．电路消耗的最小功率为1.2W

D．滑片P在b端时，10秒内R1产生的热量为12J 【答案】C

9.（2019 青岛，12）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中 R1 和 R2 是阻值不变的发热电阻；图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是

A.只闭合开关 S，加热器的功率为 990W

B.开关 S 闭合，S1 由断开到闭合，电路中电流变大，R2 的功率变大 C.加热器在保温状态下工作 5min，产生3.3×104J 的热量 D.电阻 R1 与 R2 的阻值之比为 1∶8 【答案】BC

10.（2019潍坊，20）如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。

（1）甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系，通电一段时间， ______（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多；

（2）通过观察乙图中的实验现象，可知______（选填“c”或“d”）容器中电阻丝的阻值大。 【答案】（1）电流；a；（2）d。

11.（2019昆明，16）如图是一个家用电热水龙头。打开龙头开关，几秒就可以流出热水，这种加热水的过程很短，俗称“过水热”。某品牌电热水龙头的额定功率是3000W，额定电

压是220V，则该电热水龙头正常工作时的电阻是________Ω（计算结果精确到0．1）。某次使用该龙头加热水时，测得实际电压为235V，水的初温为21℃，加热14s，得到0．5L、末温42℃的热水，则加热水的功率是________W。[c水=4．2×103J/（kg·℃）]

【答案】(1). 16.1(2). 3150

12.（2019昆明，21）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中R1＞R2。

实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系： （1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；

（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制_____；电阻丝放出热量的多少，通过_____来进行判断：

（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1_____△t2（选填“大于”，“等于”或“小于”） 实验二：探宂电流产生的热量与电流的关系

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高t1?（或t2?）_____2 t1?（或2△t2）（选填“大于“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流的_____正比例关系。

（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是_____． 【答案】

(1). 见上图(2). 电流相等(3). 温度计的示数(4). 大于(5). 大于(6). 大小不成(7). 两瓶煤油的质量大小是否相等

13.（2019包头，12）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0~80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。

（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？

（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2=50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。 【答案】（1）3.3×104J（2）6V（3）35℃~80℃（4）减小R2的最大阻值

14.（2019杭州，15）如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏，电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培。（g取10牛/千克）

（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。 （2）求电动机线圈阻值。

（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏?

解：（1）Q＝W总－W机＝UIt－mgh

＝120伏×5安×1秒－50千克×10牛/千克×0.9米＝150焦 （2）Q＝I2Rt

R?Q150J??6?I2t(5A)2?1s

（3）卡住时通过电动机的电流过大（或回答电能全部转化为内能），使电动机温度过高，所以容易烧坏。

15.（2019天津，20）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把1kg水从20℃加热到100℃用时7min，已知c水=4.2×103J/（kg?℃），求：

（1）水吸收的热量； （2）电热水壶的热效率。

解：（1）水吸收的热量：

Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J。

（2）工作时间t=7min=420s， 电热水壶正常工作7min消耗的电能：

W=Pt=1000W×420s=4.2×105J，

则电热水壶的热效率：

η=×100%=×100%=80%。

答：（1）水吸收的热量为3.36×105J； （2）电热水壶的热效率为80%。

16.（2019岳阳，23）一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。

额定电压 电炖锅档位 低温 200V 中温 高温 额定功率/W 200 400 600 （2）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；

（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW?h）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压；

（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。

解：（1）由表中数据可知，高温的功率p高=600w， 由p=ui可得，在高温档工作时，电路

中的电流，

（2）由可得，电炖锅的电阻：r= u2 p = (220v)2 400w =121ω， 电炖锅在高档工作时，

电能表转盘在在121s内转了20r，则电炖锅消耗的电能：

，

由可得，电路的实际电压：

（3）高温档消耗的电能W高=p高t高=600W×6×60s=2.16×105J， 则水升高1℃消耗的电能 2.16×105J20 =1.08×104j， 低温档消耗的电能W低=P低t低=200W×9×60s=1.08×105J， 则水升高1℃消耗的电能为 1.08×105J 8 =1.35×104J， 因为1.08×104J＜1.35×104J，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。

答：（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是2.7A； （2）在用电高峰期，此时的实际电压是200V； （3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，由（3）可知用高温挡更节能。

17.（2019枣庄，32）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：

（1）养生壶正常工作的电阻。

（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要多长时间？（c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]

（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW?h）”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，求电养容量生壶的实际功率。

18.（2019泰安，26）某电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图甲所示。其中控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，R为热敏电阻，热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA，其电阻R随温度变化的规律图像如图乙所示，电源电压U1恒为6V。当电磁铁线圈中的电流

I＞8mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点a、b接触，加热电路接通；当电磁铁线

圈中的电流I≤8mA时，继电器上方触点和触点c接触，保温电路接通。热敏电阻R和工作电路中的三只电阻丝R1、R2、R3均置于储水箱中，U2＝220V，加热时的功率P加热＝2200W，保温时的功率P保温＝110W，加热效率η＝90%，R2＝2R1，水箱内最低温度为0℃，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）。

（1）为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，试求热水器刚开始保温时水的温度。

（2）电阻丝R1、R2、R3的阻值分别为多少欧姆？

（3）该热水器在加热状态下，将44 kg、20℃的水加热到50℃需要多少时间？ 解：（1）热敏电阻中允许通过的最大电流I0 = 15mA，此时控制电路中最小电阻

R总小=

U16V

= = 400Ω I01.5×10－2A

由图象得水箱内最低温度为0℃时热敏电阻阻值最小， R最小=100Ω 保护电阻阻值至少为R0=R总小－R最小=400Ω－100Ω=300Ω… 热水器刚开始保温时，控制电路中的总电阻R总=

U1I控制1

=

6V

= 750Ω

8×10－3A

热敏电阻的阻值R = R总－R0 = 750Ω－300Ω= 450Ω 由图乙图象查得，储水箱中水温是70℃

（2）加热状态时，电阻R1、R2并联在工作电路中

R1R2

R并＝…………………………………………………①

R1＋R2

U22（220V）2

并联电路的总电阻：R并＝＝＝22Ω……………②

P加热2200WR2＝2R1……………………………………………………………③

由①②③式解得：R1＝33Ω、R2＝66Ω 保温状态时，电阻R2、R3串联在工作电路中

U22（220V）2

R串＝＝＝440Ω

P保温110WR3=R串－R2=440Ω－66Ω=374Ω

（3）水吸收的热量：Q吸= cm（t－t0） 电流做的功：W加热＝

Q吸

ηW加热

加热时间：t加热＝＝2800s

P加热

19.(2019怀化，35)如图甲是定值电阻的和标有“8 V 8 W\灯泡L的I-U关系图象如图 乙所示.电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为12 Ω。当开关S、S2闭合, 开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W .求： （1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量； （2）电源电压；

（3）当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P,求电路消耗的最大功率。

解：

（1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量: Q=P额t= 8 W×10s=80J;

（2）开关S、S2闭合, 开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W ，由图甲可知，此时，小灯泡两端的电压UL=2V；电流I=0.5A； 则滑动变阻器两端的电压U2=IR2=0.5A×12 Ω=6V； 电源电压U=UL+U2=2V+6V=8V

（3）当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P到a端时，小灯泡达到额定电压，此时电路消耗的功率最大，灯泡和R1并联，由甲图可计算出R1=U1/I1=2V/0.2A=1 Ω;其电功率P1=U2/R1=(8V)2/1 Ω=64W。

电路消耗的最大功率W=P额+P1=8W+64W=72W.

20.（2019烟台，27）某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。

（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？

（2）工作时，若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？ （3）R1工作时的电阻是多大？

（4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少？[c水?4.2?10J/?kg?℃?。计算结果保留一位小数]

3解：（1）绿灯亮时：工作电路中R0和R1串联，根据串联电路的总电阻大于其中任一电阻，由P?U2/R可知，电路消耗的电功率最小，电热水器处于保温状态。 （2）调节保护电阻R2，使滑片P向b端适当移动

2?U/R0得R0?60.5? （3）电热水器处于加热状态时P热?800W由P热电热水器处于保温状态时P温?40W

2R?R1?1210? 由P1?得0温?U/?R0?RR1工作时的电阻：R1?1149.5?

（4）电热水器加热4.2min消耗的电能：W?Pt?2.016?105J 温度升高40℃水吸收的热量：Q?cm?t?1.68?105J 电热水器的效率?=Q/W?83.3%

21.（2019威海，27）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温档功率为高温档功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω．（忽略温度对电阻的影响）

（1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温档？

（2）R3的阻值是多少欧姆？电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？

（3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温档加热汤液2分钟，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？[电能表的铭牌上标有3000r/（kW?h）]

解：（1）当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，R2、R3串联，电路电阻最大，根据P＝知，电功率最小，火锅处于低温档；

当旋钮开关置于“2和3”接线柱时，R3被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较大，根据P＝

可知，电功率较大，火锅处于中温档；

可知，电功

可

当旋钮开关置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，电路电阻最小，根据P＝率最大，火锅处于高温档。

（2）高温档时的电功率：P高＝P1+P2＝

+＝+＝1000W，

由题意知，低温档功率为高温档功率的，即：P低＝P高＝×1000W＝200W， 由P＝R＝

可得，低温档时电路总电阻： ＝

＝242Ω，

因串联电路总电阻等于各分电阻之和，

所以，R3的阻值：R3＝R﹣R2＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω。 电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量： Q＝W＝P低t＝200W×60s＝1.2×104J。

（3）电能表的表盘转了81转，电火锅消耗的电能： W′＝

＝0.027kW?h＝9.72×104J，

＝

＝810W，

则电火锅的功率：P′＝

因为电火锅的实际功率P′＜P高，所以，此时电火锅不正常工作。 答：（1）当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，火锅处于低温档；

（2）R3的阻值是181.5欧姆；电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是1.2×104J焦耳；

（3）此时电火锅不正常工作。

22.（2019昆明，25）如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R′的最大阻值为30Ω，小灯泡L上标有“2.5W”字样（忽略温度对灯泡电阻的影响）。

（1）滑片移至最右端，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，小灯泡的功率为0.9W，求电源电压。

（2）将滑片移至某一位罝时，电压表的示数为7V，此时小灯泡正常发光，求小灯泡正常发

光时的电流和电路的总功率。

（3）若把小灯泡换成一个定值电阻R，假设电流流过电阻R产生的热量为Q、转化的电能为E、做的功为W，请写出这三个物理量的大小关系。

解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）．滑片移至最右端，闭合开关后，滑动变阻器的电阻全部连入电路，根据I?滑动变阻器两端的电压：

U可得RU′=IR′=0.3A×30Ω=9V，

根据P=UI可得灯泡两端的电压：

UL?PL0.9W?=3V I0.3A则电源电压:

U=U′+UL=9V+3V=12V。

（2）．将滑片移至某一位置时，由于小灯泡正常发光，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：灯泡的额定电压:

U额=U-U″=12V-7V=5V；

根据P=UI可得灯泡正常发光时的电流:

IL?P额U额?2.5W=0.5A 5V电路的总功率:

P总=UIL=12V×0.5A=6W

（3）．若把小灯泡换成一个定值电阻R，根据电阻的热效应可知：通过电阻的电流所做的功都用于产生热量。则:

Q=W；

由于通过电阻的电流所做多少功，电阻就需要消耗多少电能，则:

W=E； 所以:

Q=W=E。 23.（2019江西，22）如图所示，是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌，暖奶器具有加热、保温双重功能，当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态，

连接触点2和3时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态(温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃)

(1)求电阻R2的阻值；

(2)把400g牛奶从20℃加热到40℃，求牛奶所吸收的热量【c牛奶=4.0×103J/(kg·℃)】 (3)如图所示，是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图象，求暖奶器在加过程中的热效率.(结果保留到小数点后一位)

解：（1）由题意可知，当S接“2、3”时，电路为R1的简单电路，调奶器处于保温状态； 当接“3、4”时，电路为R1、R2并联，奶器处于加热状态， 因电路中总功率等于各用电器功率之和， 所以，R2的电功率：

P2=P加热-P保温=220W-20W=200W，

U2由P=可得，电阻R2的阻值：

RU2?220V?2R2===242Ω；

P2200W（2）牛奶从20℃加热到40℃吸收的热量：

Q=cm(t-t0)= 4.0×103J/(kg·℃)?0.4kg?(40℃?20℃)= 3.2×104J;

（3）由图像可知，加热时间为t=200s，加热过程消耗的电能：W=Pt=220W?200s=44000J,

43.2?10JQ?100%?72.7％. 则暖奶器在加过程中的热效率：?=?100%=

44000J,W24.（2019重庆A卷，19）如图所示，电源电压恒定，电阻R1为20，R2为10Ω，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为0.9A和0.6A。求：

的

（1）通过R1的电流；

（2）通电10秒电阻R2产生的电热。

解：（1）由电路图知，R1 R2 并联，并且电流表A1 测量干路电流，A2 测量通过R2 的电流，即：

I=0.9A，I2 =0.6A，

又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1 的电流是：

I1 =I-I2 =0.9A-0.6A=0.3A；

（2）通电10秒，电阻R2 产生的电热是：

Q2 =（I2）2 R2 t=（0.6A）2 ×10Ω×10s=36J。

25.（2019重庆B卷，20）如图所示，定值电阻R1的阻值为10?，R2的阻值为30?，闭合开关后电流表的示数为0.1 A。求：

（1）电源电压；

（2）电限R1在1分钟内产生的热量。

解：（1）由电路图知道，两电阻并联，电流表测量R2 支路的电流， 由于闭合开关后电流表的示数为0.1 A，则定值电阻R2 的两端是：

U2 =I2 R2 =0.1A×30Ω=3V；

由并联电路的电压特点知道，电源电压是：

U=U2 =3V；

（2）由于并联电路各支路两端的电压相等，电阻R1 在1分钟内产生的热量是：

?3V??60s =54J。 U2Q1?W1?t?R110?26.（2019重庆B卷，22）特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为1.1×105 kW ，输电电压为1100 kV，经变压器降至220V供家庭用户使用。小明家中有一个标有“220 V 2200 w\的即热式水龙头，其电阻为R0，他发现冬天使用时水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计）改装了电路，如图所示.开关S1，可以同时与a .b相连或只与c相连.使其有高温和低温两档。求：

2

（1）通过特高压输电线电流；

（2）改装前，若水龙头的热效率为90%，正常加热1分钟提供的热量；

（3）改装后,水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为4：1，请计算出高温档时的电功率。

解：（1）根据题意知道，某发电站输送的电功率为1.1×105 kW ，输电电压为1100 kV，

P1.1?105?103W由P=UI知道，通过特高压输电线的电流是：I? =10A； ?3U1100?10V（2）由P?由??W 知道，正常加热1分钟消耗的电能是：W=Pt=2200W×60s=1.32×105 J， tQ 知道，正常加热1分钟提供的热量：Q=Wη=1.32×105 J×90%=1.188×105 J； W2（3）因为即热式水龙头标有“220 V 2200 W\，所以，R0 电阻是：

R0?U额2P额?220V?=2200W?22? ，

由电路图知道，当开关S与a、b相连时，电阻R与R0 并联，电阻较小，

U2U2U2?由P=UI= 知道，此时电路的总功率最大，水龙头处于加热状态，P ； 加热=RR0R的当开关S与c相连时，R与R0 串联，总电阻较大，总功率较小，水龙头处于保温状态，

U2P保温= ，

R?R0P加热又因为水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为4：1，即

P保温由此解得：R=R0 =22Ω，

U2U2?RR04== ，

U21R?R0U2U22U22??220V?所以，高温档时的电功率是：P=4400W。 ?=?加热=RR0R22?

2

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