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(含解析)

中考物理专题4.5 初中力热电综合计算题知识回顾解决力热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、电功公式、电功率公式、物体吸热放热公式、热值公式、热效率公式等；涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律、热平衡方程等。

典例突破【例题1】（2019苏州）某款电热水壶的相关信息如表所示现在该水壶内装入质量为1kg、初温为20℃的水放置在水平桌面上接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开（不计热量损失），（c水=4.2×103J/（kg•℃），g=10N/kg）求：（1）装入水后水壶对桌面的压强p；（2）水吸收的热量Q；（3）将水烧开所需时间t。

【答案】（1）装入水后水壶对桌面的压强为750Pa；（2）水吸收的热量是3.36105J；（3）电热水壶把这壶水烧开需要336s。

【解析】（1）壶内装入质量为1kg的水，重力为：G水=mg=1kg×10N/kg=10N，装入水后水壶对桌面的压力：F=10N+5N=15N；第 1 页共 16 页装入水后水壶对桌面的压强：p=FS =15N200×10−4m2=750Pa；（2）水壶装了质量为1kg，初温为20℃的水，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；（3）不计热损失，W=Q吸，由P=WP额定可得电热水壶工作时间：t=WP额定=Q吸P额定=3.36×105J1000W=336s。

【例题2】图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两档加热功能，低温档功率为5500W，内部等效电路如图乙所示，R1和R2是两个电热丝。

某次小眀用高温档淋浴时，水的初温是20℃，淋浴头的出水温度为40°C，淋浴20min共用水100L．假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收【c水=4.2×103J/（kg•°C）】求：（1）电热丝R1的阻值。

焦耳定律计算题解题技巧焦耳定律，也称为热的机械等价定律，是物理学中的一个基本定律，描述了热与机械功之间的关系。

根据焦耳定律，当一定量的热能传递到物体上时，物体所获得的机械功等于传递给物体的热能减去物体所产生的热量损失。

焦耳定律可以用以下公式表示：W = Q - Q_loss其中，W表示物体所获得的机械功，单位为焦耳（J）；Q表示传递给物体的热能，单位也为焦耳（J）；Q_loss表示物体所产生的热量损失，单位为焦耳（J）。

在解决焦耳定律计算题时，我们需要注意以下几点技巧：1. 确定已知量和所求量：在开始解题前，先明确已知的热能传递量和热量损失量，以及所求的机械功。

2. 转换单位：根据题目给出的单位，对热能、机械功和热量损失进行单位转换，确保计算时单位一致。

3. 使用正负号判断：热能传递给物体时，机械功为正；物体产生的热量损失时，机械功为负。

根据题目描述的情况，确定所求机械功的符号。

4. 注意热量损失：热量损失通常是通过传导、对流和辐射等方式发生的。

在计算热量损失时，需要考虑到对应的损失因素，并使用相应的计算公式。

5. 多步计算：有些题目可能需要进行多步计算，先计算热能传递量，再计算热量损失量，最后求得机械功。

在计算过程中，保留适当的小数位数或使用科学计数法，以确保计算结果的精确性和合理性。

下面通过一个具体的例子来说明焦耳定律计算题的解题方法：假设一个物体获得了2000焦耳的热能，但由于热量损失，只有1500焦耳的热能转化为机械功。

求物体的机械功。

根据焦耳定律公式：W = Q - Q_loss已知：Q = 2000焦耳Q_loss = 2000焦耳 - 1500焦耳 = 500焦耳代入公式得：W = 2000焦耳 - 500焦耳 = 1500焦耳所以，物体的机械功为1500焦耳。

在求解这个例题时，我们遵循了焦耳定律的基本原理，注意了单位转换和正负号判断。

这些技巧可以帮助我们更好地理解和应用焦耳定律。

专题3.1 与欧姆定律有关的计算题解题规律与思维方法1.理解欧姆定律公式（1）解欧姆定律数学表达式U I R =（2）变形公式U=IR（3）U R I= 2..两个电阻串或者并联电路电流、电压规律（1）串联电路特点：I ＝I 1＝I 2 U ＝U 1＋U 2 R ＝R 1＋R 2（2）并联电路特点：I ＝I 1＝I 2 U ＝U 1＝U 2 12111R R R =+ 3.初中物理电学计算题的解题基本策略应用欧姆定律解决问题，从以下几个方面来思维，并关注应注意的几点：（1）对于单个导体在电路中工作的问题，只要把精力放在找这个导体的两端电压U ，流经电流I ，导体电阻R 。

各量均用国际单位，根据欧姆定律列出方程：I=U/R ，所求量在该方程中解出即可。

（2）对于两个导体串联时，分别找出每个导体对应的电流、电压和电阻。

如：对于导体A ，电阻R 1，两端电压U 1，流经电流I 1，这三个量满足欧姆定律：111U I R =；对于导体B ，电阻R 2，两端电压U 2，流经电流I 2，这三个量满足欧姆定律：222U I R =。

然后再根据串联电路电流、电压、电阻的特点将上面两方程联系起来。

比如： ①串联电路两导体流经电流相等，也就是I 1=I 2=I （I 是串联电路总电流），这样得到 U 1/R 1=U 2/R 2=U/R （U 是串联电路总电压，R 为总电阻），题中待求的物理量就在这个方程中，解方程即可！②串联电路两导体电压之和等于电路总电压，也就是U 1+U 2=U ，这样将U 1=I 1R 1，U 2=I 2R 2代入得I 1R 1+I 2R 2=U ，解这个方程可得所要求的量。

（3）对于两个导体并联时，分别找到两个支路导体的电流、电压、电阻，再看看电路的总电流、总电压、总电阻。

知识回顾如：对于第一个支路，流经电流I 1，电阻R 1，两端电压U 1，用欧姆定律联系起来建方程：111U I R =；对于第二个支路，流经电流I 2，电阻R 2，两端电压U 2，也用欧姆定律联系起来建方程：222U I R =。

专题4.2 初中热电综合计算题知识回顾解决热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式、电功公式、电功率公式等；涉及到的物理规律有热平衡思想、串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律等。

典例突破【例题1】（2019齐齐哈尔）如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为110Ω，M是电动机。

开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风；当S2接2、3时吹温风；当S2接3、4时吹热风，此时空调扇的总功率为1100W．已知：电源电压为220V，c冰＝2.1×103J/（kg•℃）。

求：（1）吹冷风时，在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低，若冰袋内冰的质量为lkg，温度从﹣16℃升高到一6℃时，冰从周围吸收的热量是多少？（2）吹冷风时，电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h，此时通过电动机的电流是多少？（3）吹热风时，R2的电阻是多少？【答案】（1）吹冷风时，冰从周围吸收的热量是2.1×104J；（2）吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；（3）吹热风时，R2的电阻是88Ω。

【解析】（1）冰吸收的热量为：Q吸＝c冰m冰△t＝2.1×103J/（kg•℃）×1kg×[﹣6℃﹣（﹣16℃）]＝2.1×104J；（2）开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风，此时只有电动机工作，由W＝UIt可得，通过电动机的电流为：I冷＝＝＝0.5A；（3）电动机的功率为：P电动机＝＝＝0.11kW＝110W，当S2接3、4时吹热风，此时电动机、R1、R2并联，因并联电路各支路两端的电压相等，则R1消耗的功率：P1＝＝＝440W，已知此时空调扇的总功率为1100W，则消耗R2的功率为：P2＝P﹣P电动机﹣P1＝1100W﹣110W﹣440W＝550W，由P＝可得，R2的阻值为：R2＝＝＝88Ω。

三、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=I2Rt2.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）3.例题及其解析【例题1】如图所示的电路中，定值电阻R1=150Ω、R2=300Ω．闭合开关S后，电流表A2的示数为5mA．求：（1）电阻R1两端的电压为多少（2）电流表A1的示数为多少（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热是多少．答案：（1）电阻R1两端的电压为1.5V；（2）电流表A1的示数为15mA；（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热是4.5J．解析：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流．（1）根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电阻R1两端的电压；（2）根据欧姆定律求出通过R1的电流，再根据并联电路的电流特点求出电流表A1的示数；（3）电路工作5min，根据Q=I2Rt求出R1产生的焦耳热．由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流．（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I=可得，电阻R1两端的电压：U1=U2=I2R2=5×10﹣3A×300Ω=1.5V；（2）通过R1的电流：I1===0.01A=10mA，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表A1的示数：I=I1+I2=10mA+5mA=15mA；（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热：Q1=I12R1t=（0.01A）2×150Ω×5×60s=4.5J．【例题2】保温箱的简化电路如图所示，A为温度传感器，它的作用相当于开关，达到设定温度时自动断开电路；低于设定温度时，自动接通电路。

中考命题各类题型的解题策略其中力学与电学约占70分，声、热、光约占30分。

一、选择题：物理选择题的特点是概念性强、针对性强，具有一定的多样性、迷惑性。

选择题能考查学生在学习活动中的记忆与理解、判断与推理、分析与比较、鉴别与评估等多种能力，所以它是考查学生学习掌握知识和运用知识能力的常用方法。

•选择题的题型一般有：概念辨析类、规律理解类、联系实际类、求比值类、图像分析类、电路故障类、对物理方法的理解类、估值类等。

1、概念辨析•所谓的概念辨析法是指用物理概念作为标准去分析题目所给的条件和提出的问题，辨别正误，从而判断获取正确结果的解题方法。

•解答这类题主要对物理概念要准确记忆和正确理解，对相关的不同概念的区分及对某些重要概念的内涵要分析到位。

例：下列说法中正确的是A.机械效率越高的机械做功越快B.机械效率越高的机械做功越多C.功率越大的机械做功越快D.功率越大的机械做功越多正确辨别功率与机械效率这两个易混概念练习：(1)由欧姆定律公式可导出R=U/I,关于此式的物理意义，下列说法中正确的是A、导体两端的电压为零时，导体的电阻为零B、导体两端的电压越大，导体的电阻越大C、通过导体的电流越大，导体的电阻越小D、导体电阻值的大小，可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示(2)，物体运动状态没有改变的是()朋飞吴的E臓回主討孩匀達从泪懈下C■核外电祸核转动D刚刚起飞的火箭(3)下列说法中正确的是()A.手提水桶感觉很累，原因是水桶的重力作用在手上了B.鸡蛋砸石头，鸡蛋碎了，原因是鸡蛋受到的力大C.推出去的铅球，可以在空中飞行，原因是铅球始终受到推力的作用D.在草地上滚动的足球，最终会停下来，原因是足球受到了摩擦力2、规律理解主要考查对物理过程中物理规律的辨别能力。

解答的关键是对题干中描述的物理过程做出正确的判断与分析，然后找准其对应的物理规律，再利用物理规律对选项的内容逐一进行分析，最后做出选择。

例：关于运动和力，说法中正确的是()A.物体只有做匀速直线运动或静止时，才有惯性B.物体受平衡力作用时，运动状态一定不变C.物体受非平衡力作用时，运动方向一定改变-脚觀轮子的平檢车装解铁丝的切蛋宽丈的滑魏ABC （）•A.R1:R2=1:5 B.R1:R2=5:1•例：如图，R1=2Q,R2=3Q ，求当开关S 断开和闭合时，电流表先后示数之 D. 物体不受力作用时，一定保持静止状态3、联系实际这类题主要考查物理规律、原理在生产、生活中的应用。

专题4.4 初中电与磁综合计算题1.欧姆定律及其应用（1）导体中的电流，与导体两端的电压成 正比，与导体的电阻成反比。

（2）公式：I=U/R ，式中单位：I→A ；U→V ；R→Ω。

1安=1伏/欧。

（3）对公式的理解：①公式中的I 、U 和R 必须是在同一段电路中；②I 、U 和R 中已知任意的两个量就可求另一个量；③计算时单位要统一。

（4）欧姆定律的应用① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大。

②当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。

③当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。

2．电磁继电器：实质上是一个利用电磁铁来控制电路的开关。

它的作用可实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流。

还可实现自动控制。

【例题1】（2019河南）智能自动化管理是未来社会的发展趋势，如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图，其中光敏电阻R 的阻值随照度变化的关系如图乙所示（照度表示物体被照明的程度，单位是Ix ）。

请你回答下列问题：（1）电磁继电器是利用电流 效应工作的，当光照强度增强时，光敏电阻将 ，控制电路中的知识回顾 类型与典例突破电流将（选填“变大”“变小”或“不变”）。

长时间使用后，控制电路中的电流将降低，若相同的情况下接通电路，则光照强度。

（选填“增强”“减弱”或“不变”）。

（2）当开关S闭合时，光敏电阻上的照度大于或等于0.41x时，警示灯L亮，已知控制电路的电源电压为22V，电磁继电器的线圈电阻为10Ω，此时控制电路中的电流是多大？（3）若使电流达到0.2A时，光敏电阻上的照度大于或等于0.41x时警示灯L亮，试通过计算说明怎样改装控制电路。

（注：可以添加必要的元件）【答案】（1）磁；变小；变大；增强；（2）此时控制电路中的电流是0.44A；（3）可以在控制电路中串联接入一个60Ω的电阻。

【解析】（1）电磁继电器是利用电流磁效应工作的，当光照强度增强时，由图乙知，光敏电阻将变小，根据电阻的串联，总电阻变小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流将变大；长时间使用后，控制电路中的电流将降低，若在相同的情况下接通电路，需要增大电流，由欧姆定律可知，要减小光敏电阻的阻值，由图乙知，则光照强度增强；（2）当照度等于0.4Lx 时，由图知，光敏电阻的阻值R＝40Ω，根据欧姆定律和电阻的串联可得，此时控制电路中的电流为：I＝＝═0.44A；（3）当电流达到0.2A 时，由欧姆定律可得控制电路中的总电阻：R总＝＝＝110Ω，由于此时的总电阻大于原来的总电阻，所以应在控制电路中串联一个电阻；当照度等于0.4Lx 时，警示灯L亮，光敏电阻的阻值仍然为R＝40Ω，根据电阻的串联，串联电阻的阻值：R串＝R总﹣R光﹣R线＝110Ω﹣40Ω﹣10Ω＝60Ω，即可以在控制电路中串联接入一个60Ω的电阻。