焦耳定律
计算题专项练习
一、计算题
1、如图11所示，电源电压为9V恒定不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R1标有“20Ω2A”字样，定值电阻R2=10Ω。
(1)只闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，求此时电流表的示数和滑动变阻器接入电路
的电阻值。
(2)把滑动变阻器的滑片P移至b端，只闭合开关S2、S3，求R1两端的电压和10s电流通过定值电阻R2产生的热量。
2、家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）．则（1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW?h？
（2）R0的电阻为多少Ω？
（3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因．
3、CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝．当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变．整壶水的质量2kg
额定电压220V
加热时的总功率1000W
保温时的功率44W
（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？
（2）电热丝R0、R的阻值多大？
（3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏?℃）
4、小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示．通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态．图乙是电饭锅的电路图，R2=60.5Ω，保温时总功率为100W．
（1）自动开关S接通时，电饭锅处于哪种状态？此时电功率多大？
（2）R1的阻值多大？
（3）用电饭锅将5kg水加热升温20℃（整个过程不计能量损失），需要多长时间？
5、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“20Ω0.5A”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；
（2）开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s产生的热量；
（3）只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化围．
6、如图所示的电路中，电源电压恒为6V，小灯泡L上标有“6V，3W”的字样，电阻R1的阻值为8Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω，2A”的字样．求：
（1）小灯泡L正常工作时的电阻；
（2）开关S1与S2都断开，S闭合时，R1在10min产生的热量；
（3）当开关S1、S2、S都闭合，电流表的示数为1．5A时，R2消耗的电功率．
7、某型号家用电饭锅有加热和保温两个档位，加热档功率大于保温档功率．其原理如图所示，R1和R2为两个加热电阻．电饭锅在保温档正常工作时的功率P保=22W．已知电阻R2=44Ω，求：
（1）电饭锅在加热档正常工作时的功率是P加；
（2）加热电阻R1的阻值；
（3）电饭锅正常工作时，用加热档给食物加热20min后，换用保温档给食物加热10min．此过程中，电饭锅产生的热量Q．
8、某型号家用电饭锅有加热和保温两个档位，加热档功率大于保温档功率．其原理如图所示，R1和R2为两个加热电阻．电饭锅在保温档正常工作时的功率P保=22W．已知电阻R2=44Ω，求：
（1）电饭锅在加热档正常工作时的功率是P加；
（2）加热电阻R1的阻值；
（3）电饭锅正常工作时，用加热档给食物加热20min后，换用保温档给食物加热10min．此过程中，电饭锅产生的热量Q．
9、新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示．R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关．煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示．求：
（1）瓷电路有高低两档加热状态．当电路处于高温工作状态时：请说明此时开关S和S1都闭合或断开情况；此时电饭锅的电功率是多少？
（2）电热丝R2的阻值．
（3）这30min电饭锅产生的热量是多少？
10、养生壶是一种用于养生保健的可以烹饪的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热膜电子浆料（金属化合物）喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶的水加热．小明家买了一把养生壶（图甲），其铭牌如表所示．
型号HX﹣201504
额定电压220V
频率50Hz
额定功率1210W
小明关闭了家中的其它所有用电器，并在壶中加入质量为1kg，初温为25℃的水，6min将水烧开（标准大气压下），求：
（1）在加热过程中家用电能表（图乙）的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能是多少？
（2）养生壶的热效率是多少？
（3）请通过计算分析，该养生壶烧开水的过程中是否正常工作？
11、某电水壶铭牌上的一些数据如表格所示：
容量 1.5L
额定电压220V
加热功率1000W
频率50Hz
（1）电水壶正常工作电流是多大？（结果保留1为小数）
（2）如果将电水壶装满后，把20℃的水烧开，水吸收热量是多少？（1标准大气压）[c水=4.2×103J/（kg?℃）] （3）该电水壶正常工作时，烧开一壶水需要10min，电水壶的加热效率是多少？
12、如图所示为某电烤箱的铭牌，图2虚线所示是电烤箱部的简化电路图。R1和R2均为电热丝，电烤箱开关接1时是低温档，接2时是高温档。求：
（1）电路中R1和R2的阻值。
（2）如果实际电压只有200V，则电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能是多少。（最后结果保留整数）13、有一个电热水壶，其铭牌数据如表所示．在1个标准大气压下，它在额定电压下加热7min刚好把质量为1kg、初温为20℃的水烧开．[c水=4.2×103J/（kg?℃），电热丝的阻值保持不变]求：
额定电压220V
额定功率1000W
频率50Hz
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电热水壶在7min所消耗的电能是多少？
（3）由于现在是用电高峰，电网中的实际电压为198V，要把同样一壶水烧开，若电热水壶的热效率不变，则需要加热多少秒？（计算结果保留到整数）
14、如图20甲是某品牌电压力锅，图20乙所示是它的简化电路图．R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1=1000W，通过R1的电流为I1，当锅的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，S1仍闭合．电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2．图21是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系，已知I1=5I2．求：
（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流．
（2）电压力锅处于保压状态时的功率P2．
（3）用电高峰期，电路的实际电压为210V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间．（不考虑能量损失）
15、CFXR型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝，当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W．
（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？
（2）电热丝R0的阻值多大？
（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量为多少？
16、如图是家用电热壶及铭牌.假设电热壶电阻丝电阻不变，水的比热容c水=4.2×103 J/（kg·℃）.求: （1）电热壶正常工作时的电阻.
（2）电热壶正常工作3 min，放出的热量是多少？
（3）如果电热壶正常工作3 min放出的热量全部被水吸收能否把1 kg水从20 ℃加热到100 ℃.
17、（2015?）把一个标有“1OV 3W”小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作．通过计算回答：
（1）通过小灯泡的电流是多少？
（2）串联在电路中的定值电阻的阻值多大？
（3）该电路工作10s，定值电阻产生的热量是多少？
18、在如图14所示的电路中，电源电压不变，R1=3Ω，R2=6Ω。(1)当S l、S3断开，S2闭合时，电流表示数为1A，求电源电压。当S l、S3闭合，S2断开时，求：(2)电路中的总功率；(3)通电1min，电阻R1产生的热量。
19、如图所示，标有“6V 2W”字样的灯泡L与电阻R串联后接在电源上，开关S闭合后，灯泡L恰能正常发光，电路消耗的总功率为10W。
求：通电1分钟，电流通过电阻R产生的热量。
20、如图为一台两挡式电热水器的部简化电路。S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5 A；当S接b时电路消耗的电功率为22 W，求：
（1）R 1 的电阻；
（2）高温挡时电路消耗的电功率；
（3）在低温挡工作l0 min，电流通过R 2 产生的热量。
21、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关s，的示数为0.4A, 的示数为0.6A，求：(l）通过R2的电流；
(2)Rl两端的电压；
(3）在60SRl产生的热量。
22、新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关．煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。.求：
（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）这30min电饭锅产生的热量。
23、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关s，的示数为0.4A, 的示数为0.6A，求：(l）通过R2的电流；
(2)Rl两端的电压；
(3）在60SRl产生的热量。
24、图22甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200W．R1是加热电阻，额定功率是1100W．图中乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息．小梦妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，求：
（1）豆浆机的加热电阻是多少？
（2）从第6min至第9min，豆浆吸收的热量是多少？加热效率是多少？[c豆浆=4.0×103J/（kg·℃）] （3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
25、如图所示，电源电压为12V，且保持不变，己知滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω，定值电阻R1 = 10Ω，R2= 15Ω，电流表的量程为0.6A。
(l)S、S1闭合，S2断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到何处?此时电压表的示数为多少? 10min电流通过R1产生的热量是多少?
(2)S、S2闭合，S1断开时，求电路允许消耗最大功率情况下，R3的阻值为多大?
26、（5届复赛）如图电路，R1为定值电阻，阻值为10欧，电源电压为7伏，且恒定不变，电阻R的阻值要随两端所加电压的变化而变化，变化规律为R=4欧+。电路周围环境温度保持25℃不变，R散热跟它环境温度的关系是温度每差1℃放热4.5×10-2焦/（秒·℃），求
（1）调节R2，使R1与R消耗的电功率相等，这时R的温度是多少？
（2）R2=0时，R上的电压和电阻各为多少？
27、某电热水壶的铭牌如下表所示。小菲研究有关资料后得知，在正常情况下用9min可烧开一壶20℃的水（在1标准大气压下）。一天她用这个热水壶，烧开同样的一壶水却用了10min。问：
（1）烧开这壶水需要吸收多少热量？
（2）当时的电压是多少？（计算结果保留一位小数）
（3）烧开同样一壶水所用的时间不同的主要原因？
28、小王家电能表上标有“220V I0A”字样，他家原有电器的总功率是1500W。最近新买了一个电热水器，铭牌上部分数据如下表所示。(计算结果保留小数点后两位数)
额定容积(L) 60
额定功率(KW) 1.2
额定电压(V) 220
净重(Kg) 25
水温调节围(℃) 10 ―70
⑴电热水器的额定电流是多少A?
⑵电热水器正常工作时的电阻是多少Ω?
⑶将电热水器接入家庭电路后，通过计算回答他家的用电器能否同时使用？
29、如图是一种测电阻的实验电路，R1是电阻箱，电源电压保持9V不变。
（1）当开关掷向1时，电压表示数为3V，此时电阻箱的电阻为6Ω，求R2上电流在1min产生的热量是多少？（2）当开关掷向2时，灯泡恰好正常发光，电压表读数为原来的2倍，求灯泡的额定电压和额定功率。
30、（10·天津）某校师生自制了一台电烘箱．电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J 的热量．求，
(1)此时电阻丝的电功率；
(2)此时电阻丝的电阻；
(3)此时电阻丝的工作电压。
31、如图所示的电路中，R1=400欧，R3=20欧，电源电压U=12伏，且保持不变，当S1、S2断开时，电流表的示数为0.1安，求：
①R2的阻值
②S1、S2闭合时电流表的示数
③S1、S2闭合时，能电10秒钟电路产生的热量。
32、如下图所示，标有“6V、3W”字样的小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电路中。当变阻器连入电路中的电阻为6Ω时灯正常发光。（不考虑灯泡电阻受温度影响，电源电压不变）求：
（1）灯泡电阻、电源电压；
（2）灯泡正常发光1min，变阻器产生的热量。
参考答案
一、计算题
1、(1)只闭合S1，R1和灯L串联，灯L正常发光，UL=U额=6V
I= I1 =I额=P额/U额=3W/6V=0.5A
U1=U-U L=9V-6V=3V
由I=U/R得R1=U1/I1= 3V/0.5A=6Ω
(2)P在b端，只闭合S2、S3，R1和R2并联
U1'=U2'=U =9V
Q2=I2'2R2t= U2'2/R2×t=(9V)2/10Ω×10s =81J
2、【分析】（1）已知加热时的功率和工作时间，根据W=Pt计算消耗的电能；
（2）当温控开关S闭合时，R被短路，电路中只有R0，已知额定加热功率和额定电压，可利用公式R=求得加热电阻的电阻；
（3）电源电压U不变，由P=可知，电阻越大电功率越小，电饭煲处于保温状态，电阻越小电功率越大，电饭煲处于加热状态．
【解答】解：（1）t=0.1h，P=1100W=1.1kW
由公式P=得，消耗的电能为：
W=Pt=1.1kW×0.1h=0.11kW?h；
（2）U=220V，P=1100W
由公式P=得，R0的电阻为：
R0===44Ω；
（3）当温控开关S断开时，电阻R0与电阻R串联，根据欧姆定律，两种情况相比，当S断开时电饭煲的工作电流较小，根据P=UI可知，此时电饭煲消耗的电功率也较小．故当S断开时电饭煲处于保温状态．
答：（1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为0.11kW?h；
（2）R0的电阻为44Ω；
（3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将变小，因为当S断开时，电阻R0与电阻R 串联，由欧姆定律可知，电饭煲的工作电流较小；根据P=UI可知，此时电饭煲消耗的电功率也较小．
3、【考点】电功与热量的综合计算．
【分析】（1）由表格数据，根据P=UI计算在保温档正常工作时，电路中的电流；
（2）由电路图知S接1时两电阻串联，为保温状态；S接2时只有R0接入电路，为加热状态，根据电路特点
和P=计算两电阻的阻值；
（3）利用吸热公式Q吸=cm△t来计算热量；消耗的电能可利用公式W=Pt来计算，热水壶的效率则是吸收的热量与消耗的总电能的比．
【解答】解：
（1）由表格数据可知，保温时的功率为44W，
由P=UI可得保温档正常工作时，电路中的电流：
I保温===0.2A；
（2）由图知S接2时只有R0接入电路，为加热状态，
由P=可得R0的电阻：
R0===48.4Ω，
S接1时两电阻串联，为保温状态，
总电阻：R总=R0+R===1100Ω，
所以R=R总﹣R0=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω；
（3）水吸收的热量：Q吸=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg?℃）×2kg×=5.88×105J；
热水壶消耗的电能：W=Pt=1100W×14×60s=9.24×105J，
热水壶的效率：η=×100%=×100%≈63.6%．
答：（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是0.2A；
（2）电热丝R0、R的阻值分别是48.4Ω和1051.6Ω；
（3）热水壶的效率是63.6%．
4、【考点】电功与热量的综合计算；电功率的计算．
【分析】（1）自动开关S接通时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P=UI=可知电路
的总功率最大，据此判断电饭锅的状态，根据P=UI=求出此时电功率；
（2）自动开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，根据P=UI=可知电路的总功率最小，电
饭锅处于保温状态，根据P=UI=求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R1的阻值；
（3）根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量，整个过程不计能量损失，根据Q=W=Pt求出需要的加热时间．【解答】解：（1）自动开关S接通时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小，
由P=UI=可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热状态，
此时电功率：
P加热===800W；
（2）自动开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，
由P=UI=可知，电路的总功率最小，电饭锅处于保温状态，
此时电路中的总电阻：
R===484Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R1的阻值：
R1=R﹣R2=484Ω﹣60.5Ω=423.5Ω；
（3）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×5kg×20℃=4.2×105 J，
整个过程不计能量损失，由Q=W=Pt可得需要的加热时间：
t====525s．
答：（1）自动开关S接通时，电饭锅处于加热状态，此时电功率为800W；
（2）R1的阻值为423.5Ω；
（3）用电饭锅将5kg水加热升温20℃，需要525s．
5、【考点】焦耳定律的计算公式及其应用；欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】（1）只闭合开关S1时，只有R1连入电路，由欧姆定律计算电源电压；
（2）开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，根据电路特点可得通过R2的电流，再由Q=W=UIt计算在10sR2产生的热量；
（3）只闭合开关S3，R1、R3串联，分别计算滑片在两端时R1的电功率，从而得到功率变化围．
【解答】解：
（1）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=IAR1=0.9A×10Ω=9V；
（2）由电路图知，开关S1、S2、S3都闭合时，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，
则R2通过的电流：
I2=IA′﹣I1=1.5A﹣0.9A=0.6A，
且U=U1=U2=9V，
在10sR2产生的热量：
Q2=W2=UI2t=9V×0.6A×10s=54J；
（3）由图可知，只闭合开关S3，R1、R3串联，
当滑片在右端时，只有R1连入电路，此时其功率最大，此时电路中电流0.9A，由变阻器规格知允许通过最大电流0.5A，
串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流为0.5A，：
P1=I最大2R1=（0.5A）2×10Ω=2.5W
滑片在左端时，变阻器连入阻值最大，此时R1的功率最小，
此时电路中电流：
I1=I===0.3A，
所以P1′=I12R1=（0.3A）2×10Ω=0.9W，
所以R1电功率变化围为：0.9W～2.5W．
答：（1）电源电压为9V；
（2）开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s产生的热量为54J；
（3）只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化围0.9W～2.5W．
6、（1）12Ω；（2）432J；（3）6W
7、【考点】电功率的计算；电热．
【分析】（1）根据电路图可知，当开关S在位置1时，电路为R2的基本电路；当开关S在位置2时，电阻
R1、R2串联；
由P=可知，开关在位置1时，为加热档；开关在位置2时，为保温档；根据P=可求出电饭锅在加热档正常工作时的功率；
（2）根据P=的变形公式求出保温时R1、R2的总电阻；然后根据串联电路电阻的规律求出R1的阻值；（3）根据Q=W=Pt即可求出电饭锅产生的热量．
【解答】解：（1）根据电路图可知，当开关S在位置1时，电路为R2的基本电路；当开关S在位置2时，电阻R1、R2串联；
由P=可知，开关在位置1时，为加热档；开关在位置2时，为保温档；
加热功率：P热===1100W；
（2）由P=可知，保温时，电路中的总电阻：R===2200Ω；
因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以R1=R﹣R2=2200Ω﹣44Ω=2156Ω；
（3）电饭锅产生的热量：Q=P热t热+P保温t保温=1100W×20×60s+22W×10×60s=1.3332×106J．答：（1）电饭锅在加热档正常工作时的功率是1100W；
（2）加热电阻R1的阻值为2156Ω；
（3）电饭锅产生的热量为1.3332×106J．
8、【考点】电功率的计算；电热．
【分析】（1）根据电路图可知，当开关S在位置1时，电路为R2的基本电路；当开关S在位置2时，电阻
R1、R2串联；
由P=可知，开关在位置1时，为加热档；开关在位置2时，为保温档；根据P=可求出电饭锅在加热档正常工作时的功率；
（2）根据P=的变形公式求出保温时R1、R2的总电阻；然后根据串联电路电阻的规律求出R1的阻值；（3）根据Q=W=Pt即可求出电饭锅产生的热量．
【解答】解：（1）根据电路图可知，当开关S在位置1时，电路为R2的基本电路；当开关S在位置2时，电阻R1、R2串联；
由P=可知，开关在位置1时，为加热档；开关在位置2时，为保温档；
加热功率：P热===1100W；
（2）由P=可知，保温时，电路中的总电阻：R===2200Ω；
因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以R1=R﹣R2=2200Ω﹣44Ω=2156Ω；
（3）电饭锅产生的热量：Q=P热t热+P保温t保温=1100W×20×60s+22W×10×60s=1.3332×106J．答：（1）电饭锅在加热档正常工作时的功率是1100W；
（2）加热电阻R1的阻值为2156Ω；
（3）电饭锅产生的热量为1.3332×106J．
9、【考点】电功率的计算；焦耳定律的计算公式及其应用．
【分析】（1）只有S闭合时，R1有电流通过，R2断路；S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中电流最大，由乙图可知高温状态下的电流值，利用P=UI求出功率；
（2）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值，根据并联电路的电流特点可知通过R2工作时的电流值，然后根据欧姆定律即可求出R2的阻值．
（3）利用P=UI求出只有R1工作时功率；由乙图可知：30min两种情况下各自的工作时间，利用Q=W=Pt分别求出两种情况下各自产生的热量，最后求其和即可．
【解答】解：
（1）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值I1=2A，
则功率P低=UI1=220V×2A=440W；
S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，由乙图可知此时电流值I=3A，
则功率P高=UI=220V×3A=660W；
（2）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值I1=2A，
则根据并联电路的电流特点可知：电阻R1与R2并联时；I2=I﹣I1=3A﹣2A=1A，
根据欧姆定律得：R2===220Ω．
（3）只有R1工作时功率P低=UI1=220V×2A=440W；
由乙图可知：t′=10min+（20min﹣15min）=15min=900s，
t″=（15min﹣10min）+（30min﹣20min）=15min=900s，
则Q′=W′=P高t′=660W×900s=5.94×105J，
Q″=W″=P1t″=440W×900s=3.96×105J，
Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J．
答：
（1）S和S1都闭合时处于高温状态，电饭锅的电功率为660W；
（2）电热丝R2的阻值为220Ω；
（3）这30min电饭锅产生的热量为9.9×105J．
10、【考点】电功与热量的综合计算．
【分析】（1）3000r/kW?h表示的是电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求出转盘转了300转消耗的电能；
（2）由Q吸=cm△t计算水吸收热量，η=×100%计算养生壶的热效率；
（3）由P=计算养生壶烧开水的电功率与其额定功率比较可知它是否正常工作．
【解答】解：
（1）养生壶消耗的电能为：
W=kW?h=0.1 kW?h=3.6×105J；
（2）水吸收的热量为：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣25℃）=3.15×105J，
所以养生壶的效率为：
η=×100%=×100%=87.5%；
（3）加热时间t=6min=360s，
养生壶的实际功率为：
P实===1000W，
由养生壶铭牌知其额定功率P额=1210W＞P实，所以养生壶没有正常工作．
答：（1）养生壶消耗的电能为3.6×105J；
（2）养生壶的效率为87.5%；
（3）养生壶没有正常工作．
【点评】本题以养生壶为例考查了电能表参数的理解、电功率公式、吸热公式和效率公式的应用，要注意标准大气压下水的沸点是100℃．
11、（1）4.5A；（2）5.04×105J；（3）84%
【解析】
试题分析：（1）根据公式P=UI可得，电水壶正常工作电流：I=P/U=1000W/220VW≈4.5A；（2）将电水壶装满后，水的体积：V=1.5L=1.5dm3=1.5×10﹣3m3，根据ρ=m/V可得，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg，在一个标准大气压下水的沸点是100℃，则水所需吸收热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）=5.04×105J；（3）该电水壶正常工作10min消耗的电能：W=Pt′=1000W×10×60s=6×105J，
电水壶的加热效率：η=Q吸/W=5.04×105J/6×105J=84%。
【考点定位】电功率；电热的计算；效率
12、
13、解：（1）在1个标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J；
（2）由P=可得，电热水壶在7min所消耗的电能：
W=Pt′=1000W×7×60s=4.2×105J；
（3）要把同样一壶水烧开，水吸收的热量不变，若电热水壶的热效率不变，则消耗的电能相同，
由P=可得，电热水壶的电阻：
R===48.4Ω，
由W=t可得，实际电压为198V时需要的加热时间：
t″==≈519s．
答：（1）水吸收的热量是3.36×105J；
（2）电热水壶在7min所消耗的电能是4.2×105J；
（3）由于现在是用电高峰，电网中的实际电压为198V，要把同样一壶水烧开，若电热水壶的热效率不变，则需要加热519s．
14、解：
（1）由题，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，R1接入电路，电压力锅处于加热状态，
根据P=UI，
通过电阻R1的电流：I1==≈4.5A；
（2）闭合开关S1，开关S2与触点a接通，R2接入电路，电压力锅处于保压状态，
根据P=UI得：U=，
所以=，
已知I1=5I2．
即：=，解得：P2=200W；
（3）根据Q=W=t，
电路的实际电压为210V，加热状态下需要热量相同，Q1=Q1′，
则：t1=t1′，
即：×10min=×t1′，解得：t1′≈10.98min．
答：（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流为4.5A；
（2）电压力锅处于保压状态时的功率P2为200W；
（3）用电高峰期，电路的实际电压为210V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间为10.98min．
15、解：（1）由于两端电压一定，由P=UI=U=知，R小时功率大．因此，S应接2触点时，电饭煲在高温烧煮．
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．以下原理与应用上下对应正确的是（） A．B． C． D． 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A．原理为电磁感应原理；扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用，故A错误；
B．原理为通电导体在磁场中受力的作用；麦克风是利用电磁感应原理，故B错误；C．原理为电流的磁效应即电流周围存在磁场；电铃是利用电流的磁效应，使电磁铁吸引衔铁击打铃盖发出声音，故C正确； D．原理为电流的热效应，电流做功将电能转化为内能；电风扇是利用电流做功将电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 2．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V，3W字样，当开关s闭合时.灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=____Ω．.通电10s. R产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S时，灯L正常发光，说明电源电压为U=6V，电流表测的是总电流，则 I=0．8A， 由P=UI可知，灯泡中的电流： I L =P额/U额=3W/6V=0.5A， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R=I-I L =0.8A-0.5A=0.3A， 由I=U/R得,电阻: R=U/I R=6V/0．3A=20Ω； 通电1min电阻R产生的热量： Q=W=UI R t=6V×0．3A×10s=18J。 3．两个发热电阻R1:R2=1:4,当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1:U2=_____；已知R1=10Ω,那它们并联在4V电路中,两个电阻在100s内产生的热量是_______J． 【答案】1：4 200 【解析】 【分析】 【详解】 两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据U IR =得，R1、R2两端的电压之比： 111 2221 4 U IR R U IR R ===；
2020届中考物理计算题解题攻略专题3.3 用焦耳定律解决电学计算题解题策略 1.电流通过导体产生的热量求解公式 （1）焦耳定律：Q＝I2Rt （2）纯电阻电路中，Q＝W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt 2.在利用焦耳定律求解计算题注意 （1）涉及的四个物理量要一一对应，简单来说就是导体的电阻为R，通过这个导体的电流为I，通电时间为t，则电流通过导体产生的热量为Q＝I2Rt （2）公式中各个物理量的单位必须都得是国际单位，即电流I的单位是安培（A）、电阻R的单位是欧姆（Ω）、时间t的单位是秒（s），则热量的单位是焦耳（J） 类型1.利用焦耳定律直接求解 【例题1】（2019北京）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S 闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求： （1）通电10s电阻丝R1产生的热量； （2）电源两端的电压。 【答案】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量为16J； （2）电源两端的电压为6V。 【解析】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量： Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。 （2）由I＝得，R1两端的电压： 知识回顾 类型与典例突破
U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V， 根据串联电路电压规律可知，电源电压： U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。 类型2.结合图像获取信息，利用焦耳定律求解 【例题2】（2017?淄博）如图甲所示。电源电压保持不变，R0为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求： （1）电源电压、R0的阻值、滑动变阻器的最大阻值。 （2）当滑片在a端时，通电1min电阻R0产生的热量。 【答案】（1）电源电压为12V，R0的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω； （2）当滑片在a端时，通电1min电阻R0产生的热量为96J。 【解析】（1）当滑片位于b端时，电路为R0的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，由图乙可知，电源的电压U=12V，电路中的最大电流I大=1.2A， 由I=可得，R0的阻值： R0===10Ω； 当滑片位于a端时，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压，此时电路中的电流最小， 由图乙可知，电路中的电流I小=0.4A，U0=4V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： U滑=U﹣U0=12V﹣4V=8V， 则滑动变阻器的最大阻值： R===20Ω；
电功率和热功率 1．一台电动机，额定电压为100 V ，电阻为1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A ，则电动机因发热损失的功率为( ) A ．500 W B ．25 W C ．1 000 W D ．475 W 答案 B 解析 电动机的热功率P ＝I 2r ＝52×1 W ＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误． 电功和电热 2．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I 2，则在时间t 内产生的热量为( ) A ．4Q B ．2Q C.Q 2 D.Q 4 答案 C 解析 根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的1 2，时间不变，则热量变为原来 的1 2 .C 正确． 非纯电阻电路的特点及有关计算 图263 3．如图263所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω，直流电压U ＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率． 答案 (1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R ＝U －U V ＝(160－110) V ＝50 V 通过电阻R 的电流I R ＝ U R R ＝50 10 A ＝5 A 即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5 A. (2)电动机的分压U M ＝U V ＝110 V
输入电动机的功率P 入＝I M ·U M ＝550 W. (3)电动机的发热功率P 热＝I 2M r ＝20 W 电动机输出的机械功率P 出＝P 入－P 热＝530 W (时间：60分钟) 题组一 电功和电功率 1．关于电功，下列说法中正确的有( ) A ．电功的实质是静电力所做的功 B ．电功是电能转化为其他形式能的量度 C ．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大 D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 答案 AB 2．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2 R ；③P ＝U 2R ；④P ＝W t ，下列叙述正确的是( ) A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算 C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算 D ．以上均不正确 答案 AB 解析 P ＝UI 、P ＝W t 适用于任何电路的电功率的计算，而P ＝I 2 R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路 的电功率的计算，故A 正确，C 错误．P ＝I 2 R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝ U 2 R 只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确． 3．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 Ω，10 W ”和“20 Ω，40 W ”，则它们的额定电流之比为( ) A.5∶5 B.10∶20 C.5∶10 D ．1∶2 000 答案 C 解析 由公式P ＝I 2R 得：I ＝ P R ，所以I 1∶I 2＝5∶10. 4．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( ) A ．电风扇最多 B ．电烙铁最多 C ．日光灯最多 D ．一样多 答案 B 解析 在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故B 选项正确．
电功率和热功率 1.一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 Q .正常工作时，通过的电流为5 A，则电动 机因发热损失的功率为（） A. 500W B. 25W C . 1 000 W D . 475 W 答案B 解析电动机的热功率P= I2r = 52X 1 W = 25 W , B正确，A、C、D错误. 电功和电热 I 2 ?通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流为，则在时间t内产 生的热量为（） Q Q A. 4Q B. 2Q C. D.- 2 4 答案C 2 1 解析根据Q = I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的-，时间不变，则热量变为 1 原来的^.C正确. 非纯电阻电路的特点及有关计算
图263 3 ?如图263所示是一直流电动机工作时的电路图?电动机内阻阻R = r = 0.8 Q,电路中另一电10 Q,直流电压U = 160 V，电压表示数U V = 110 V .试求： (1) 通过电动机的电流； (2) 输入电动机的电功率； (3) 电动机输出的机械功率. 答案(1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析⑴由电路中的电压关系可得电阻R的分压U R = U —U V = (160 —110) V = 50 V U R 50 通过电阻R的电流I R = = ~~ A = 5 A R 10 即通过电动机的电流I M = I R= 5 A. ⑵电动机的分压U M = U V = 110 V 输入电动机的功率P入=I M? U M = 550 W. ⑶电动机的发热功率P热=i M r = 20 W 电动机输出的机械功率P出=P入一P热=530 W (时间：60分钟) 题组一电功和电功率 1 .关于电功，下列说法中正确的有() A. 电功的实质是静电力所做的功 B. 电功是电能转化为其他形式能的量度
焦耳定律计算题 姓名：_____________班级：_____________ 1、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关s，的示数为0.4A, 的示数为0.6A，求： (l）通过R2的电流； (2)Rl两端的电压； (3）在60S内Rl产生的热量。 2、如图所示，标有“6V 2W”字样的灯泡L与电阻R串联后接在电源上，开关S闭合后，灯泡L恰能正常发光，电路消耗的总功率为10W。 求：通电1分钟，电流通过电阻R产生的热量。 3、在如图14所示的电路中，电源电压不变，R1=3Ω，R2=6Ω。(1)当S l、S3断开，S2闭合时，电流表示数为1A，求电源电压。当S l、S3闭合，S2断开时，求：(2)电路中的总功率；(3)通电1min，电阻R1产生的热量。 4、如图为一台两挡式电热水器的内部简化电路。S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5 A；当S接b时电路消耗的电功率为22 W，求： （1）R 1 的电阻； （2）高温挡时电路消耗的电功率； （3）在低温挡工作l0 min，电流通过R 2 产生的热量。
5、电饭锅工作时有两种状态：一种是加热状态，另一种是保温状态。如图所示为电饭锅的电路图，R1、R2为电热丝，S为温控开关，A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时，电饭锅处于加热状态，加热功率为1000W；当S断开时，电饭锅处于保温状态，保温功率为100W．求： （1）电饭锅加热30s，电热丝产生的总热量是多少？ （2）电热丝R1、R2的阻值之比是多少？ （3）电饭锅保温30min，电热丝产生的R2产生的热量是多少？ 6、小明学了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。他的做法是：打开标有“220V 1210W”的热水器，关掉家里的其他用电器，测得电能表（标有“1800r/kW·h”）的铝盘转过200转所用的时间是400s。（热水器电热丝的阻值不变） 求：（1）热水器消耗的电能（2）热水器的实际功率。（3）通过热水器的电流。 7、有一海尔电热水器铭牌如右表： ⑴防电墙技术就是在电热器内部形成永久性电阻，从而降低在异常情况下经过人体的电流值，经过防电墙处理后，人体承受的电压不高于12V，如图19所示，这就保证人体的安全，人体的最大电阻约为20MΩ，求防电墙的电阻大约是多少？ ⑵如图该热水器在10min内产生的热量为7.8×105J，求热水器的实际功率和电路的实际电压？ 8、有两根阻值分别为R1=30Ω和R2=60Ω的电热丝，以串联和并联两种方式接在36 V的电源两端，不考虑温度对电热丝电阻的影响。求：
计算题 1．如图所示电路中，一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联接在电源上。电源电动势E=20Ｖ、内阻r=1Ω，用理想电压表测出电动机两端的电压U=10Ｖ。已知电动机线圈电阻R M=1Ω，求： （1）电路中的电流为多少？ （2）电动机输出的功率为多少？ （3）电动机的效率？ 2．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计．水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L。在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量 为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间．(重力加速度用 g表示)则： (1)若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？ (2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？ 3．如图所示，电路两端电压U恒为28V，电灯上标有“6V，12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω.若电灯恰能正常发光， 求：(1)流过电灯的电流是多大？ (2)电动机两端的电压是多大？ (3)电动机输出的机械功率是多少。 4．如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组电阻R0＝2Ω，当电键K断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，电动机刚好正常工作。若电源的电动势为6V。求： （1）电源内阻r； （2）当电键K闭合时，电动机正常工作的电压和功率； （2）电动机正常工作时输出的机械功率。
5．如右图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d=40 cm.电路电压恒为U=24V ，电阻R=16Ω。闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射 入板间。若小球带电荷量为q=1×10-2 C ，质量为m=2×10-2 kg ，不考虑空气阻力。 求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A 板？ （2）此时滑动变阻器消耗功率是多大？(取g=10 m/s 2) 6． 如图所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω， C ＝30 μF. （1）闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流； （2）然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和断开开关后流过 R 1的总电量； （3）如果把R 2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R 2消耗的最大电功率． 7．如图所示电路中，电阻R 1=R 2=R 3=12Ω，当电键S 断开时，电压表的 示数为6V ；电键S 接在b 点时，电压表的示数是7.8V 。求：(电压表 的内阻非常大，流过电压表的电流可忽略不计) (1)电键S 接a 点时电压表的示数 (2)电源的电动势和内阻 (3)电键S 接在b 点时，电源总功率和电阻R 3的功率 R S P E A B v 0
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为 A ．导线的电阻远小于电熨斗的电阻，导线消耗的电能很少 B ．通过导线的电流小于电熨斗的电流 C ．导线散热比电熨斗快 D ．导线的绝缘皮隔热 【答案】A 【解析】 【详解】 电熨斗跟导线串联，通过它们的电流I 和通电时间t 相等；因为2 Q I Rt ， R R 电熨斗导线＞＞， 所以产生的热量： Q Q 电熨斗导线＞＞， 即相同时间内导线产生的热量远小于电熨斗产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故A 正确，BCD 错误。 2．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V ，3W 字样，当开关s 闭合时.灯泡L 正常发光，电流表的示数为0.8A ，则电阻R =____Ω．.通电10s. R 产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S 时，灯L 正常发光，说明电源电压为U =6V ，电流表测的是总电流，则I =0．8A ， 由P =UI 可知，灯泡中的电流： I L =P 额/U 额=3W/6V=0.5A ， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R =I-I L =0.8A-0.5A=0.3A ， 由I =U/R 得,电阻: R =U /I R =6V/0．3A=20Ω； 通电1min 电阻R 产生的热量： Q =W =UI R t =6V×0．3A×10s=18J 。
3．家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。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】55 2.64×105 【解析】 【详解】 (1)[1]由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W ，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率： 1000W 120W 880W M P P P =-=-=电热丝热； 并联电路中各支路两端的电压相等，由2 U P R =可得电热丝的电阻： ()2 2 220V 55880W U R P ===Ω电热丝 电热丝 ； [2]电吹风正常工作且吹热风时，5分钟内电流通过电热丝产生的热量： 5880W 560 2.6410J R Q W P t s ===??=?。 4．将阻值为R 甲=40Ω和R 乙=10Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是 _____。若将两电阻并联后接在4 V 的电源上，1 min 内两电阻产生的总热量为_____J 。 【答案】R 甲 120 【解析】 【分析】 【详解】 [1]已知R 甲＞R 乙，根据焦耳定律Q =2I Rt ，两个电阻串联后，通过的电流相等，相同时间内，电阻R 甲产生热量较多。 [2]两电阻并联，由Q =2I Rt ,I = U R 得， Q 甲=2U t R 甲=()24V 60s 40Ω?=24J ，Q 乙=2U t R 乙 =()24V 60s 10Ω?=96J 共产生的热量 Q =Q 甲+Q 乙=24J+96J=120J
焦耳定律练习题 一、填空题 1、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。 2、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关S 1接b ，S 2断开时，它是处于 状态，此时电路功率为P 1；当开关S 1接a ，S 2闭合时，电路功率为P 2，则P 1∶P 2＝ 。 3、小刚用如图甲所示电路来探究电流和电压的关系，闭合开关S ，将滑动变阻器的滑片P 从a 端移至b 端，电流表和电压表 的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R 1的阻值是 ?．实验时，电源电压保持5V 不变，当滑片P 位于a 端时，滑动变阻器消耗的电功率是＿＿＿ W ，此时，电阻R 1在10min 内产生的热量为 ______J 二、选择题 4、一只“220V 45W ”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的 热量是( ) A 、45J B 、220J C 、2700J D 、9900J 4、如图1所示，额定功率为2W 的小灯泡Ｌ和一个阻值为4Ω的电阻 Ｒ串联后接到电压为6V 的电源上，小灯泡恰能正常发光。则通电1分钟，小灯泡产生的热量是（ ） Ａ．80J Ｂ．120J Ｃ．540J Ｄ．无法判断 5、家用电吹风由电动机和电热丝等组成，为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝发热和不发热时，电动机都能正常工作。如下图所示电路中符合要求的是（ ） 6、电流通过导体时导体会发热，根据这个道理可制成 （ ） A ．电风扇 B ．电铃 C ．电炉 D ．发 电机 7、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V ，线圈电阻为2 ，线圈中电流为10A 。 这台电动机正常工作1S 消耗的电能为W ，产生的热量为Q ，则（ ）
焦耳定律 计算题专项练习 一、计算题 1、如图11所示，电源电压为9V恒定不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样，定值电阻R2=10Ω。 (1)只闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，求此时电流表的示数和滑动变阻器接入电路 的电阻值。 (2)把滑动变阻器的滑片P移至b端，只闭合开关S2、S3，求R1两端的电压和10s内电流通过定值电阻R2产生的热量。 2、家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）．则 （1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW?h？ （2）R0的电阻为多少Ω？ （3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因． 3、CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝．当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变．
（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？ （2）电热丝R0、R的阻值多大？ （3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏?℃） 4、小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示．通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态．图乙是电饭锅的电路图，R2=60.5Ω，保温时总功率为100W． （1）自动开关S接通时，电饭锅处于哪种状态？此时电功率多大？ （2）R1的阻值多大？ （3）用电饭锅将5kg水加热升温20℃（整个过程不计能量损失），需要多长时间？ 5、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； （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． 6、如图所示的电路中，电源电压恒为6V，小灯泡L上标有“6V，3W”的字样，电阻R1的阻值为8Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω，2A”的字样．求： （1）小灯泡L正常工作时的电阻； （2）开关S1与S2都断开，S闭合时，R1在10min内产生的热量； （3）当开关S1、S2、S都闭合，电流表的示数为1．5A时，R2消耗的电功率．
焦耳定律 夯基提能作业 A组基础巩固 一、选择题 1.(2017山东潍坊,5,2分)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是() 2.假设导体没有电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是() A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动 C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨衣服 3.(2018北京,21,2分)(多选)小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25 ℃的煤油,阻值为5 Ω和10 Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。根据上述实验,下列说法中正确的是() A.此实验探究的是热量与电阻的关系 B.此实验探究的是热量与电流的关系 C.此实验探究的是热量与时间的关系 D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少 4.(多选)如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是()
A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法 B.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多 C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D.乙实验通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 二、填空题 5.(2017湖南邵阳,24,2分)一根电阻丝的电阻是10 Ω,通过2 A的电流时,1 min内产生的热量是J。 6.(2018吉林,15,2分)一只标有“8 V0.4 A”的小灯泡,接在电源电压为12 V的电路中,为使其正常发光,应串联一个Ω的电阻;该电阻通电10 s所产生的热量是J。 三、实验探究题 7.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。实验中,乙瓶中的温度计示数升高得快,由此得出的实验结论是 。 8.[2018甘肃兰州,28(3),3分]某兴趣小组的同学,做了以下探究实验: 探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”。他们选用了以下实验器材:两个完全相同的烧瓶,烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油,相同的温度计
. 电功率和热功率 1．一台电动机，额定电压为100 V ，电阻为 1 Ω.正常工作时，通过的电流为 5 A，则电动机因发热损失的功率为( ) A．500 W B．25 W C．1 000 W D．475 W 答案 B 2 2× 1 W＝25 W ，B 正确，A、C、D 错误．解析 电动机的热功率P＝ I r＝5 电功和电热 2．通过电阻R的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为I ，则在时间t 2 内产生的热量为( ) Q A．4Q B．2Q C. 2 D. Q 4 答案 C 解析根据Q＝I2Rt 得，电阻变为原来的 2 倍，电流变为原来的 1 ，时间不变，则热量变为原来 2 1 的 2.C 正确． 非纯电阻电路的特点及有关计算 图263 3．如图263 所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率． 答案(1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析(1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R＝U－U V＝(160－110) V ＝50 V 通过电阻R 的电流I R＝U R ＝ R 50 10 A ＝5 A 即通过电动机的电流I M＝I R＝5 A. (2)电动机的分压U M ＝U V＝110 V
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输入电动机的功率 P (3)电动机的发热功率 P 电动机输出 (时间： 60 分钟) 题组一 电功和电功率 1．关于电功，下列说法中正确的有 ( ) A ．电功的实质是静电力所做的功 B ．电功是电能转化为其他形式度 C ．静电力做功 使 金 属导体 内的 自由电子运 动 的大 D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 答案 AB 2．关于四个公式① P ＝UI ；② P ＝I 2 U W 2 R ；③ P ＝ ；④ P ＝ ，下列叙述正确的是 ( ) R t A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算 C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算 D ．以上均不正确 答案 AB 解析 P ＝ UI 、 P ＝ W t 适用于任何电路的电功率的计算，而 P ＝I 2R 、P ＝ 2 的电功R 适用于任何电路的热功率的计算， P ＝ UI 、P ＝ 只适用于纯电阻电路的热功率的计B 正确． 3．两个精制阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻标有“ 100 Ω，10 W ”和“ 20 Ω， 40 W ”，则它们的额定比为 ( ) A. 5∶ 5 B. 10∶ 20 C. 5∶ 10 D ．1∶ 2 000 答案 C 解析 由公式 P ＝ I 2R 得： I ＝ P R ，所以 I 1∶ I 2＝ 5∶ 10. 4．额定电压、额定功率均相同的电的时间．比较它们产生 ( ) A ．电风扇最多 B ．电烙铁最多 C ．日光灯最多 D ．一样多 答案 B 解析 在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械 能，日光灯部.
中考物理复习焦耳定律 一．解答题（共12小题） 1．（2010?广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量_________（选填“相等”或“不等”）的_________（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与 _________的关系；实验中通过观察_________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择_________来进行实验． 2．（1999?绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中_________图的电路（填“a”或“b”）． 3．（2012?德州）小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．（1）实验中煤油吸热的多少是通过_________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时 间”）． （2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_________水的比热容．（选填“大于”或“小于”）． （3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是_________．（4）该实验中用到的研究物理问题的法是_________． 4．（2012?肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”． （1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉） （2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图可知：两电阻丝的阻值R a_________ R b（选填“＞”、“＜”或“=”） （3）通电一段时间后，a、b两温度计的示数如图（乙）所示，则b的示数是_________℃．由此可知：在相同的时间内，电流一定时，电阻越_________，它产生的热量越 _________． （4）若将图（甲）的电路改成图（丙）所示，通电一段时间后，_________温度计的示数较大．（选填“a”或“b”） 5．（2013?无锡）如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量_________（选填“相等”或“不相 等”）．当开关闭合后，_________（选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快． 6．（2013?甘孜州）小红和小芳想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中 的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度． （1）上述实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联，这样连接的目的是控制通过金属丝的_________和通电时间相同． （2）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高很快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越_________，产生的热量越多． （3）小红提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若烧瓶B的器材不变，她们除了把烧瓶A的煤油换成食用油外，还需更换烧瓶A中的金属丝．此外，为了能在
新人教版初中物理焦耳 定律练习题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
“焦耳定律”练习题 姓名 一、填空题 1、如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出 电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。充电时的能量转换是电能转化为 ______（化学/内）能。若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需 要______h，小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电 流提高呢这样可以实现快速充电，于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影 响锂电池寿命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因________。 2、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。 3、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关S1接b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1∶P2＝。 4、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑 片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定 值电阻R1的阻值是．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变 阻器消耗的电功率是＿＿＿ W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为 J 5、一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压220 V，额定功率模糊不清，热效率 为90%。正常工作情况下烧开满壶水需要5 min，水吸收的热量为118 800 J，此时热水壶消耗的电能为________J，其额定功率为 ________W，电阻是________Ω。若实际电压为198 V，通过电热水壶 的电流是________A，1 min内电热水壶产生的热量是________J。(假 设电阻不随温度改变) 6、汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而 改变行驶速度。当汽车速度最大时，电压表的示数为180V，电流表的 示数为15A，此时电动机消耗的功率为W。若电动机的内阻为Ω，则电动机内阻的发热功率为 W。 二、选择题 7、如图是某家用电器内部电路结构图,其中R1R2为加热电阻丝,(R1>R2)，下列电阻丝的四种连接方式,可使电热器提供不同的发热功率,关于其大小说法正确的是 A甲的连接方式,发热功率最小 B 乙的连接方式,发热功率最大 C 丙的连接方式,发热功率最小 D 丁的连接方式,发热功率最大 8、一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是( ) A、45J B、220J C、2700J D、9900J 9、关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是 A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据Q=U2t／R可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C．根据Q=UIt可知，相同时间内，相同时间内产生的热量与电阻无关 D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 10、额定功率为2W的小灯泡Ｌ与一个阻值为4Ω的电阻Ｒ串联后接到电压为6V的电源上，小灯泡恰能正常发光。则通电1分钟，小灯泡产生的热量是（） Ａ．80J Ｂ．120J Ｃ．540J Ｄ．无法判断
电功率和热功率 1．一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为( ) A．500 W B．25 W C．1 000 W D．475 W 答案B 解析电动机的热功率P＝I2r＝52×1 W＝25 W，B正确，A、C、D错误． 电功和电热 2．通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为I 2 ，则在时间t 内产生的热量为( ) A．4Q B．2Q C.Q 2 D. Q 4 答案C 解析根据Q＝I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的1 2 ，时间不变，则热量变为原来 的1 2 .C正确． 非纯电阻电路的特点及有关计算 图263 3．如图263所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数U V＝110 V．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率． 答案(1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压U R＝U－U V＝(160－110) V＝50 V
通过电阻R的电流I R＝U R R＝ 50 10 A＝5 A 即通过电动机的电流I M＝I R＝5 A. (2)电动机的分压U M＝U V＝110 V 输入电动机的功率P入＝I M·U M＝550 W. (3)电动机的发热功率P热＝I2M r＝20 W 电动机输出的机械功率P出＝P入－P热＝530 W (时间：60分钟) 题组一电功和电功率 1．关于电功，下列说法中正确的有( ) A．电功的实质是静电力所做的功 B．电功是电能转化为其他形式能的量度 C．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 答案AB 2．关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝U2 R；④P＝ W t，下列叙述正确的是( ) A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B．公式②适用于任何电路的热功率的计算C．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D．以上均不正确 答案AB 解析P＝UI、P＝W t适用于任何电路的电功率的计算，而P＝I2R、P＝ U2 R只适用于纯电阻电路 的电功率的计算，故A正确，C错误．P＝I2R适用于任何电路的热功率的计算，P＝UI、P＝U2 R 只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B正确． 3．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100Ω，10 W”和“20Ω，40 W”，则它们的额定电流之比为( ) A.5∶5 B.10∶20 C.5∶10D．1∶2 000 答案C
电功率和焦耳定律计算题 1．有两个电路元件A 和B ，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S ，这时电流表的示数为0.2A. (1)求电源电压和元件A 的电阻 （2）元件B 通电10分钟所耗的电能和电功率。 2．如图，当闭合开关后，灯泡刚好正常发光，求： （1）通过灯泡的电流是多少安？（2）电阻R 的阻值是多少？ 3．如图所示，小灯泡L 上标有“6V 3W”字样。闭合开关S ，小灯泡正常发光，电流表示数为2A 。求：（1）小灯泡正常发光时的电流（2）电阻R 消耗的功率。 4、一只“220V 880W”的电热水器，接在家庭电路中，求： （1）电热水器正常工作时的电流；（2）电热水器工作时的电阻；（3）该电热水器工作1h 消耗的电能是多少？ 5．如图电路，已知R 1=10Ω，R 2=20Ω．闭合开关S ，电压表的示数为4V ．求：（1）通过R 2的电流；（2）电阻R 1消耗的电功率；（3）1min 内通过R 2的电流产生的热量． 6．如图所示，电源电压保持不变,灯泡L 标有“6V 6W”字样（灯丝的阻值不变），当S 和S 1都闭合时，电压表示数为10V ；当闭合S ，断开S 1时，灯泡L 正常发光。求： （1）电阻R 的阻值。 （2）当闭合S ，断开S 1时，电路消耗的总功率。 7．微波炉是一种清洁卫生无污染，效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将 体积为275ml 、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min ，取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×103J/(kg ?℃)。求：（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？（2）加热过程中消耗的电能是多少？（3）加热过程中，水吸收的热量是多少？ 8．如图14所示，R 1=20Ω，R 2=40Ω，电源电压保持不变。 （1）当开关S 1、S 2都闭合时，电流表A 1的示数是0.6A ，小灯泡恰好正常发光，求电源电压和小灯泡的额定电压； 防触电保护类型I 类额定容积20L 型号NN-S313WF 电源频率 50Hz 额定电压220V 质量12kg 最大功率1100W
焦耳定律练习题 2、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它 有加热和保温两个工作状态。当开关S 1接b，S 2 断开时，它是处于状 态，此时电路功率为P 1；当开关S 1 接a，S 2 闭合时，电路功率为P 2 ，则P 1 ∶P 2 ＝。 3、小刚用如图 甲所示电路来探究电流与电压的关 系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R 1 的阻值是?．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率是＿＿＿ W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为 ______J 4、一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是( ) A、45J B、220J C、2700J D、9900J 4、如图1所示，额定功率为2W的小灯泡Ｌ与一个阻值为4Ω的电阻Ｒ串联后接到电压为6V的电源上，小灯泡恰能正常发光。则通电1分钟，小灯泡产生的热量是（） Ａ．80J Ｂ．120J Ｃ．540J Ｄ．无法判断 5、家用电吹风由电动机和电热丝等组成，为了保证电吹 风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝发热和不发热时，电动机都能正常工作。如下图所示电路中符合要求的是（） 7、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作1S消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（）A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800J
C．W=72200J，Q=200J D．W=72200J，Q=3800J 8、有两根阻值分别为的电阻丝，分别采用下图所示的四种方法接在同一电源上后，相同时间内产生的热量最大的是（） 9、一个电炉接在220V的电路上时用10min可以烧开一壶水，若该接在110V的电路上（忽略散热等因素影响），烧开这壶水需要的时间为（） A．10min B．20min C ．30min D．40min 10、小洁家购买了一台电饭锅，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，请你用所学的物理知识帮小洁分析一下，发生这一现象的原因是（） A.电压太高 B.导线太粗 C.导线太细 D.导线太短 11、在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，老化更快。原因是连接处（） A．电流比别处小，产生的热量多 B．电流比别处大，产生的热量多 C．电阻比别处小，产生的热量多 D．电阻比别处大，产生的热量多 15、图是某简易电吹风工作原理的电路图(R为电热丝，M为电动机)，表3是该电吹风的铭牌。求： (1)电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流多大。 (2)电热丝R的阻值多大(电热丝的阻值随温度变化不计)。