2023年中考物理二轮复习 焦耳定律计算题专练（含解析）

2023年中考物理二轮复习 焦耳定律计算题专练（含解析）
1．如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两档功率，档位可自动调节，其工作过程是：按下开关，自动选择1000W档将汤煮至100℃，然后自动跳至400W档进行保温慢炖，设汤的初温为20℃，质量为3kg，汤的比热容为4.0×103J/（kg ℃）．求：
①若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min，在此过程中汤吸收的热量是多少？电炖锅的效率是多少？
②R1的阻值是多少？
③电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理由．
2．某品牌电热水壶的铭牌内容如下，根据提供的信息计算：
（1）电热水壶正常工作时的电阻和电流是多少？
（2）当电热水壶装满水时，将水从 20℃烧开需要吸收多少热量？
[C水=4.2×103J/（kg ℃），1L=10﹣3m3，气压为一标准大气压，电热水壶吸收的热量忽略不计]
（3）若售货员宣传该电热水壶烧开一壶水仅需要5分钟，可信吗？请通过计算说明理由．
X牌电热水壶
额定电压 220V
额定功率 1100W
容积 3L
超温保护器 熔断温度110℃
3．多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎，图乙是某养生壶简化电路图。
丙
（1）求R1的阻值；
（2）在标准大气压下，使用高温档将初温是20℃的一壶廾水烧开，求水吸收的热量；
（3）若养生壶高温档加热效率为80%，求烧开一壶水需要的时间。
4．一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示。它由控制电路和工作电路两部分组成。其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小。开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热。当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，电热水器处于保温状态。已知：R1=44Ω，R2=2156Ω。求：
（1）将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量。（水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)）
（2）电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
（3）将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为多少？
（4）当温度达到50℃后，通电1min，R2产生的热量。
5．如图甲是电热饮水机的简化示意图，图乙是饮水机的铭牌参数．请你求出：
（1）初温为20℃的一满箱水，用此饮水机将水升高70℃需要吸收的热量是多少？
（2）电阻丝R2的阻值多大？
（3）在正常加热状态工作下，加热5min需要消耗的电能是多少J？
6．如图甲所示的某品牌豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题：
型号 额定电压 打浆装置 电热装置
JYP-p115 220V 电机功率 加热功率 保温功率
180W 1000W 242W
（1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1kg，打浆完成后浆的初温为 40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量？[设该浆的比热容为 ]
（2）电阻R1和R2的阻值分别为多大？
（3）该豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作 1min 所消耗电能为多大？
7．如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换到加热和保温
两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。热水器正常加热35min，可使满箱水的温度从25℃升高到55℃．求：
额定电压 220V 容积 30L
加热功率 2000W 保温功率 800W
（1）热水器处于保温状态时，电路中的电流；（结果保留一位小数）
（2）R1的阻值；
（3）在上述加热任务中，水吸收的热量；
（4）在上述加热任务中，热水器的加热效率。
8．图甲是某家用电熨斗。电路原理如图乙，R1、R2为发热体，R1的阻值为110Ω，通过S1、S2实现温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220V，电熨斗消耗的最大功率为660W。
（1）只闭合S1，求通过R1的电流；
（2）只闭合S2，求R2在60s内产生的热量；
（3）为适应更多衣料，小明对电路做了改造（如图丙）。当电熨斗控制开关S1、S2处于原低温工作状态不变时，移动滑片P，相应发热体的功率可在原功率的25%~100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少？
9．下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息。经分折得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态，为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水从20℃升高到100℃所用时间为7.5min，而同时查到家中标有“1200r/kW h”字样的电能表转盘转过120转，以根据以上信息，求：（水的比热容是4.2×103J/kg ℃）
（1）饮水机正常工作时的电流和电阻；
（2）饮水机加热时的实际功率和实际电压；（电阻不变）
（3）饮水机加热过程中的热效率。
10．如图甲是一种电热加湿器，其内部简化电路如图乙所示，仅有电热丝R1为加热电阻，置于装有水的加热仓中，R1将水加热到沸后变成“白气”喷出，R2为分压电阻，通过旋转开关S可以实现高、低档加热功率之间的转换，部分铭牌信息如表所示，现利用高档功率将加热仓中质量为30g、温度为20℃的水加热到100℃，求：
额定电压 220V
高档功率 40W
低档功率 12.1W
（1）水吸收的热量；
（2）若加热效率为84%，加热时间为多少秒；
（3）R2的阻值大小。【已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）】
11．如图甲是家用电暖器，利用电热给煤油加热取暖。图乙为其简化的电路原理图，已知电阻R1＞R2，铭牌见下表。在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源保证安全。电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位，解答下列问题：
（已知c煤油=2.1×103J/（kg ℃），ρ煤油=0.8×103kg/m3）
额定电压 220V
煤油体积 25L
功率选择 1500W/1100W/400W三挡可调
操作方式 手动
（1）煤油温度升高20℃时，吸收了多少焦耳的热量？
（2）R1的阻值是多少？（写出必要的文字说明）
（3）某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，将它接在家庭电路中工作l1min，产生的热量是多少？
12．我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，华为“Mate 20 pro”不仅采用4200mAh超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。
电池名称 锂离子电池
电压 3.7V
容量 4200mAh
（1）表格中的电池“容量”，是哪几个物理量进行了怎样运算的结果？
（2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 4A”，其中有一个是快速充电器。假设充电效率为90%，选用快速充电器将电池从零充满需要多少分钟？
（3）有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，请你从线路安全的角度来分析为什么有这样的区别。
13．如图是小明同学设计的调光台灯电路图，电源电压保持不变，小灯泡标有“12V 2A”字样闭合开关S，滑动变阻器的滑片在a端时通过灯泡的电流为1A，从a端滑到b端的过程中，小灯泡两端的电压变化范围是3～12V。求：
（1）电源的电压是多少？
（2）滑动变阻器的最大电阻是多少？
（3）当滑动变阻器的电阻为5Ω时，电路的总功率是14.4W，此时滑动变阻器1min产生的热量？
14．多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）
项目 参数
电源电压（V） 220
低温档功率（W） 275
中温档功率（W） 550
高温档功率（W） 1100
容积（L） 1
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；
（2）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；
（3）在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壸水烧开。若养生壶高温档加热效率为80%，求烧开一壶水需要的时间。
15．小明寒假到农村的爷爷家探亲，他发现原来爷爷家冬天用煤球炉取暖，而现在改用电暖器取暖。设备如图甲所示，上下各一根中空的金属管，在管道中充满绝缘、导热性良好的导热油。如图乙是其工作原理图，有“低温”“中温”“高温”三档，其中发热电阻R1＞R2．已知该电暖器额定电压为220V，低温档电功率为550W，中温档电功率为1100W，导热油质量为6kg，导热油的比热容c油＝1.8×103J/（kg ℃）。
（1）求R1的阻值。
（2）求电暖器在高温档正常工作时，5min内产生的热量。
（3）不考虑电暖器的热散失，（2）中产生的热量最多可使6kg导热油温度升高多少摄氏度。（保留一位小数）
（4）假如（2）中产生的热量由原来效率为30%的煤球炉提供，需要烧煤多少千克？请你谈一谈使用电暖器取暖比使用煤球炉好的理由。（q煤＝3×107J/kg）
16．小刚家电能表表盘如图所示，表格中列出了他家主要用电器的相关参数，请根据图表信息解答下列问题：
用电器 电视机 电水壶
额定电压 220V 220V
额定功率 150W 1000W
（1）小刚家的电视机的待机功率为0.5W，若某次看完电视后使其待机10h，则这次待机电视机消耗了多少电能？
（2）电水壶正常工作时，若有16%的能量损失，则将1kg的水从20℃加热到100℃需要多少时间？
（3）在用电高峰期，如果将其他用电器关闭，只让电水壶工作，小刚发现电能表转盘在100s内转了27转，那么这时电水壶的实际功率是多少？
17．如图是一个电热器的工作原理图，电热器内有三个阻值分别为R1=R2=120Ω，R3=60Ω的发热电阻。它用一个旋转开关可以实现电热器多档位工作的要求，转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。
（1）为安全起见，需在电路中安装一总开关，该开关最好应安装在图中A、B中的　 　点处；旋钮开关旋到位置C、D、E中的　 　时电功率最大。
（2）该电热器正常工作，旋钮开关旋到位置C时，电功率为多少（结果保留两位小数）？
（3）该电热器正常工作，旋钮开关旋到位置E时，通电8min产生的热量是多少？
18．如图甲所示的某品牌电热水壶的额定电压为220V，额定功率为1000W。在标准大气压下，该电热水壶正常工作时将1L、初温为20℃的水烧开。
（1）电热水壶是利用电流的　 　效应工作的。烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热，这是因为导线的电阻比发热体的电阻　 　；
（2）电热水壶正常工作时的发热体的电阻是多大
（3）若电热水壶的加热效率为80%，烧开这壶水需要多长时间 （c水=4.2×103J/（kg·℃），ρ水=1.0×103kg/m3）
（4）在用电高峰期，某同学关掉家里的其他用电器，只让电热水壶工作，观察到家中规格为如图乙所示的电能表指示灯在1.5min内闪烁了72次，求此时电热水壶的实际功率。
19．电压力锅结合了压力锅和电饭锅的特点，能快速、安全、自动实现多种烹调方式。如图甲是一种电压力锅的简易原理图，A为密闭锅体，R1为工作时的加热电阻，L为指示灯，其电阻为20Ω，R2为保温电阻，S1为电源开关，S2为压力开关，闭合S1后，电路通过R1对电压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关S2与触点a断开，并与b点接通，起到控压控温的目的，此时保温电路的总功率为20W。求：
表一：水的沸点T与气体压强p的关系
T/℃ 100 105 110 112 114 116 118 120
p/kPa 101 121 143 154 163 175 187 199
表二：电压力锅的铭牌
额定电压 加热功率 压强设定值
220V 1000W 175kPa
（1）保温电阻R2的阻值；
（2）晓红家的电能表如图乙所示，当晓红家只有电压力锅工作并且处于加热状态10分钟，则电能表的转盘转的圈数；
（3）已知锅内水的质量为1kg，初温为16℃，测出闭合开关S1到电路中指示灯L亮用了500s，则该电压力锅从开始加热至锅内气压达到设定时的电热效率。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。
答案
1、①汤吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.0×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃﹣20℃）
=9.6×105J．
加热功率P加热=1000W，加热时间t=20min=1200s，
由P= 得，电炖锅消耗的电能：
W=P加热t=1000W×1200s=1.2×106J，
则电炖锅的效率：
η= ×100%
= ×100%
=80%．
②当开关S接“a”位置时，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，
根据P= 可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大，此时电炖锅处于加热状态，
由P= 得，电阻R1的阻值：
R1= = =48.4Ω．
③电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“b”位置；
理由是：当开关S跳至“b”位置时，电阻R1、R2串联接入电路，电路电阻较大，
根据P= 可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，此时电炖锅处于保温慢炖状态．
答：①在此过程中汤吸收的热量是9.6×105J；电炖锅的效率是80%；
②R1的阻值是48.4Ω；
③电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“b”位置；
当开关S跳至“b”位置时，电阻R1、R2串联接入电路，电路电阻较大，
根据P= 可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，此时电炖锅处于保温慢炖状态．
2、（1）解：根据P=UI可得电热水壶额定电流为： I= = =5A，由I= 可得：R= ==44Ω；
答：电热水壶正常工作时的电阻44Ω；电流是5A；
（2）解：由ρ= 得水的质量为：
m=ρV=1000kg/m3×3×10﹣3 m3=3kg，
水吸收的热量为：Q=cm△t=4.2×103∕（kg ℃）×3kg×（100℃﹣20℃）=1.008×106J；答：当电热水壶装满水时，将水从 20℃烧开需要吸收1.008×106J热量；
（3）解：由P= 得电热水壶在额定功率下提供的热量为：
Q=W=Pt=1100W×5×60s=3.3×105J
因为W＜Q，所以5min中烧开一壶水不可信．答：若售货员宣传该电热水壶烧开一壶水仅需要5分钟，不可信，因为提供的热量小于水吸收的热量．
3、（1）解：由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝ 可知，总功率最小，此时为低温档；
当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档。
由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流为：I1＝ ＝ ＝2.5A，
由I＝ 得，R1的阻值：R1＝ ＝ ＝88Ω
答：R1的阻值为88Ω
（2）解：由ρ＝ 可得，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J
答：水吸收的热量为3.36×105J
（3）解：由η＝ 和W＝Pt得，烧开一壶水需要的时间为：
t＝ ＝ ＝ ＝420s
答：烧开一壶水需要的时间为420s。
4、（1）解：水吸收的热量
答：水吸收的热量2.772×105J；
（2）由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，电热水器处于加热状态，只有R1接入电路，则电热水器处于加热状态时工作电路的功率
答：电热水器处于加热状态时工作电路的功率1100W；
（3）通电5min内消耗的电能W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×105J
电热水器的加热效率
答：电热水器的加热效率84%；
（4）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，工作电路的电流
则通电1min内R2产生的热量
答：当温度达到50℃后，通电1min，R2产生的热量1293.6J。
5、（1） 水吸收的热量为；
（2）饮水机保温时，R2工作，则R2的电阻为
（3）加热5min消耗的电能为
6、（1）解：加热该浆需要吸收的热量
答：加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收2.4×105J的热量；
（2）解：由图知，当S接a时，电路中只有R1，电阻较小，由 可知，此时电功率较大，为加热档；当S接b时，电路中R1、R2串联，电阻较大，由 可知，此时电功率较小，为保温档；由 可得R1的阻值
由 可得串联时的总电阻
则R2的阻值
答：电阻R1和R2的阻值分别为48.4Ω、151.6Ω；
（3）解：该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，总功率
正常工作1min所消耗电能
答：该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作lmin所消耗电能为7.08×104J。
7、（1）解：根据P＝UI可得，保温状态时的电流：
I保温＝ ＝ ≈3.6A
答：热水器处于保温状态时，电路中的电流为3.6A
（2）解：开关S与a触点连接时，电路为R1的简单电路，此时电路的电阻最小，由P＝ 可知，电路的总功率最大，处于加热状态，
由P＝ 可得，R1的阻值：
R1＝ ＝ ＝24.2Ω
答：R1的阻值24.2Ω
（3）解：满箱水中水的体积：
V＝30L＝30dm3＝0.03m3，
由ρ＝ 可知，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.03m3＝30kg，
则水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×30kg×（55℃﹣25℃）＝3.78×106J
答：在上述加热任务中，水吸收的热量为3.78×106J
（4）解：由P＝ 可得，加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能：
W＝P加热t′＝2000W×35×60s＝4.2×106J，
热水器的加热效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝90%
答：在上述加热任务中，热水器的加热效率为90%
8、（1）解：由图乙知道，只闭合S1 时，为R1 的简单电路，由I=U/R知道，此时通过R1 的电流是：I1 =U/R1=220V/110Ω=2A；
（2）解：由图乙知道，当只闭合S1 时，为R2的简单电路；当闭合S1、S2 时，R1与R2 并联，电路的总电阻最小，电路的总电流最大，且电路的最大总电流是：I=P/U=660W/220V=3A，由P=UI=U2R知道，此时电熨斗消耗的功率最大，由于并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，此时通过R1 的电流仍是：I1 =2A，所以，当只闭合S2 时通过R2 的电流是：I2 =I-I1 =3A-2A=1A，所以，R2 在60s内产生的热量：Q2 =W2 =UI2 t=220V×1A×60s=1.32×104 J。
（3）解：由于I1＞I2，所以，当只闭合S2时，图乙电路中的电流最小，电熨斗的电功率最小，即处于低温工作状态，且R2 的阻值是：R2 =U/I2=220V/1A=220Ω，
由图丙知道，控制电熨斗原低温工作状态不变时，应只闭合S2 ，电路为R2 与滑动变阻器串联，若发热体的功率为原功率的25%，则滑动变阻器要完全接入电路中，由串联电路的特点知道，此时电路的电流是：I2′=
此时电路的总电阻是：R=U/I2′=220V/0.5A=440Ω，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器最大阻值是：R滑 =R-R2 =440Ω-220Ω=220Ω
9、（1）解：由表中数据可知饮水机的额定功率是880W，额定电压是220V，饮水机正常工作时的电流： ，饮水机正常工作时的电阻：
答：饮水机正常工作时的电流是4A和电阻是55Ω。
（2）解：饮水机加热时消耗的电能： ，饮水机加热时的实际功率： ，
实际电压：
答：饮水机加热时的实际功率是800W和实际电压是209.8V。
（3）解：水的质量为：m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg；
水吸收的热量为：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J，
饮水机加热过程中的热效率：
答：饮水机加热过程中的热效率是93.3%。
10、（1）解：水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×30×10﹣3kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×104J，
答：水吸收的热量为1.008×104J；
（2）解：由η＝ 可得，消耗的电能：
W＝ ＝ ＝1.2×104J，
由P＝ 可得，加热需要时间：
t＝ ＝ ＝300s；
答：若加热效率为84%，加热时间为300秒；
（3）解：开关S放在3、4之间时，只有电阻R1工作，根据P＝ 知，此时电阻小，电功率大，是高温档，功率为40W，
根据P＝ 知，R1的阻值为：
R1＝ ＝ ＝1210Ω；
开关S放在2、3之间时，电阻R1和R2串联，根据P＝ 知，此时电阻大，电功率小，是低温档，
由题知，仅有电热丝R1为加热电阻，置于装有水的加热仓中，所以此时R1的功率为12.1W，
根据P＝I2R知，
此时电路的电流为：I＝ ＝ ＝0.1A，
R1两端的电压为：U1＝IR1＝0.1A×1210Ω＝121V，
R2两端的电压为：U2＝U﹣U1＝220V﹣121V＝99V，
则R2的阻值为：R2＝ ＝ ＝990Ω。
答：R2的阻值大小为990Ω。
11、（1）解：由ρ= 可得，煤油的质量：
m=ρV=0.8×103kg/m3×25×10-3kg=20kg，
煤油温度升高20℃时，吸收的热量：
Q=cm△t=2.1×103J/（kg ℃）×20kg×20℃=8.4×105J
答：吸收了8.4×105J的热量
（2）解：已知R1大于R2，电源电压一定，由P= 可知，电路电阻越大，功率越小，
当S、S1都闭合时，只有R1工作，电路中的电阻最大（大于R2，也大于并联时的总电阻），电功率最小，为低温档，且P低=400W，
R1的阻值：R1= = =121Ω
答：R1的阻值是121Ω
（3）解：已知R1大于R2，当S、S2都闭合时，只有R2工作，此时电功率较大，为中温档，且P中=1100W，
则R2的阻值：R2= = =44Ω；
某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，
则此时的总电阻：R串=R1+R2=121Ω+44Ω=165Ω，
接在家庭电路中工作l1min，产生的热量：
Q=W= t= ×11×60s=1.936×105J
答：产生的热量是1.936×105J
12、（1）解：已知电池的容量是“4200mAh”，mA是电流的常用单位，h是时间的常用单位，所以“容量”是电流与通电时间的乘积
答：表格中的电池“容量”是电流与时间的乘积
（2）解：两个充电器的充电功率分别为：
P1=U1I1=5V×0.6A=3W，P2=U2I2=5V×4A=20W，
所以第二个的充电速度快；
电池充满电储存的电能为：W储=U电池Q=3.7V×4.2A×3600s=55944J，
已知充电效率为η=90%，
则消耗的电能：W充= = =62160J；
由P= 可得，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间：
t= = =3108s=51.8min
答：需要51.8min
（3）解：充电器的充电线有电阻，由焦耳定律知，工作过程中会产生热量；充电线尽可能做得粗一些，目的是减小电阻，使充电过程中产生的热量少一些
答：充电线较粗可以减小电阻，在充电过程中产生的热量较少
13、（1）当滑动变阻器的滑片移动到b端时，只有灯接入电路，此时，电源电压等于灯两端的电源，故电源电压为
答：电源的电压是12V；
（2）当滑动变阻器的滑片移动到a端时，滑动变阻器的电阻最大，此时小灯泡的电压为3V，电路中的电流为1A，滑动变阻器的最大阻值为
答：滑动变阻器的最大电阻是9Ω；
（3）当滑动变阻器的电阻为5Ω时，电路的电流为
滑动变阻器在1min产生的热量为
答：当滑动变阻器的电阻为5Ω时，电路的总功率是14.4W，此时滑动变阻器1min产生的热量为432J。
14、（1）解：由图知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝ 可知，总功率最大，所以此时养生壶为高温档
答：当开关S1闭合，S2接B时，为高温档；因为此时电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大
（2）解：由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝ 可知，总功率最小，此时为低温档；
当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档。
由P＝UI得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为：
I低＝ ＝ ＝1.25A
答：养生壶处于低温档工作时电流为1.25A
（3）解：由ρ＝ 可得，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
由η＝ 可得养生壶消耗的电能：
W＝ ＝ ＝4.62×105J，
由P＝ 得，在高温档下烧开一壶水需要的时间为：
t＝ ＝ ＝420s
答：烧开一壶水需要的时间为420s
15、1）解：由图知，S1、S2都闭合时，两电阻并联，根据并联总电阻小于其中任一电阻，此时总电阻最小，由P＝ 可知此时功率最大，为高温档；
只闭合S1时，为R1的简单电路，只闭合S2时，为R2的简单电路，因发热电阻R1＞R2，则由P＝ 可知只闭合S1时为低温档，只闭合S2时为中温档；
根据P＝ 可得，R1的阻值：
R1＝ ＝ ＝88Ω
答：R1的阻值为88Ω
（2）解：电暖器在高温档正常工作时，两个电阻都工作，
则高温档的总功率：P高＝P1+P2＝P低+P中＝550W+1100W＝1650W；
电暖器在高温档正常工作时，5min内产生的热量：
Q＝P高t＝1650W×5×60s＝4.95×105J
答：电暖器在高温档正常工作时，5min内产生的热量为4.95×105J
（3）解：根据Q＝cm△t可得6kg导热油升高的温度：
△t＝ ＝ ≈45.8℃
答：不考虑电暖器的热散失，（2）中产生的热量最多可使6kg导热油温度升高45.8℃
（4）解：假如（2）中产生的热量由原来效率为30%的煤球炉提供，
根据η＝ 可得，煤球燃烧放出的热量：
Q放＝ ＝ ＝1.65×106J；
根据Q放＝mq可得，需要烧煤的质量：
m′＝ ＝ ＝0.055kg；
使用电暖器的能量利用率高，清洁、无污染，所以使用电暖器取暖比使用煤球炉好
答：假如（2）中产生的热量由原来效率为30%的煤球炉提供，需要烧煤0.055kg；使用电暖器的能量利用率高，清洁、无污染
16、（1）电视机待机10h消耗的电能：
W=Pt=0.5×10﹣3kW×10h=0.005kW h
答：这次待机电视机消耗了0.005kW h的电能
（2）水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）
=3.36×105J，
∵16%的能量损失，
∴热量的利用率：η=1﹣16%=84%，
∵η= ×100%，
∴电水壶消耗的电能：W= = =4×105J，
根据W=Pt可得，加热时间：
t= = =400s
答：将1kg的水从20℃加热到100℃需要400s的时间
（3）消耗1kW h的电能，电能表的表盘转动1200圈，
则电水壶实际消耗的电能：
W′= =0.0225kW h=0.0225×3.6×106J=8.1×104J，
电水壶的实际功率：
P= = =810W
答：这时电水壶的实际功率是810W
17、（1）B；E
（2）解：由图可知，旋钮开关旋到位置C时，R1与 R3串联，
此时的总电阻：R=R1+R3=120Ω+60Ω=180Ω，
电功率：P= = ≈268.89W
答：该电热器正常工作，旋钮开关旋到位置C时，电功率为268.89W
（3）解：旋钮开关旋到位置E时，电路为R1的简单电路，
通电时间：t=8min=480s，
通电8min产生的热量：Q=W= t= ×480s=1.936×105J
答：该电热器正常工作，旋钮开关旋到位置E时，通电8min产生的热量是1.936×105J
18、（1）热；小
（2）解：电热水壶的额定电压为220V，额定功率为1000W，电热水壶正常工作时的电阻为
（3）解：电热水壶中水的体积V=1L=1dm3=1×10-3m3
水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J电热水壶的加热效率
则烧开这壶水需要的时间
（4）解：3200imp/(kW·h)表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次，则指示灯闪烁72次，电热水壶消耗的电能
电热水壶的实际电功率
19、（1）解：当S2解b时，灯L与R2串联，此时为保温状态，此时保温电路的总功率为20W，所以电路的总电阻为
R2的阻值为
答：保温电阻R2的阻值为2400Ω；
（2）解：只有电压力锅工作并且处于加热状态10分钟，消耗的电能为
电能表的转盘转的圈数为
答：只有电压力锅工作并且处于加热状态10分钟，则电能表的转盘转的圈数为100r；
（3）解：气压达到设定为175kPa，由表一可知，设定的温度为116℃，所以水升高的温度为
水吸收的热量为
加热500s消耗的电能为
电热效率为
答：电压力锅的电热效率为84%。

转载请注明出处高中试卷答案网 » 2023年中考物理二轮复习 焦耳定律计算题专练（含解析）