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P 额1 额2 所以额定功率大的小灯泡是L。 1 61 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！27．（2021·广西贺州市）在如图所示的电路中，电源电压 ，小灯泡L标有“4V、 16W”的字样（电源电压和小灯泡的阻值均保持不变）， 为定值电阻，滑动变阻器标有 “20Ω 、1A”的字样，电流表A的量程为0~0.6A。求： （1）小灯泡L的电阻 ； （2）当开关 闭合 断开时，电压表的示数为4V， 工作5分钟消耗的电能； （3）当开关 断开 闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。 【答案】（1）10Ω；（2）240J；（3） 。 【解析】（1）小灯泡的电阻为 （2）当开关 闭合 断开时，电阻 与小灯泡L串联，电压表V测量的是小灯泡两端的电压 ，电阻 两端的电压 流过 的电流 工作5分钟消耗的电能 （3）当开关 断开 闭合时，小灯泡L与滑动变阻器串联。小灯泡的额定电流 62 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，灯泡允许通过的 最大电流0.4A，此时电路允许通过的最大电流 ，小灯泡的最大功率 当滑动变阻器阻值最大时，整个电路的电阻 此时通过小灯泡的最小电流 小灯泡的最小功率 答：（1）小灯泡L的电阻 为10Ω；（2） 工作5分钟消耗的电能为240J；（3）小灯泡 电功率的变化范围为 。 28．（2021·内蒙古包头市）图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”字 样，R为光敏电阻。其阻值随光照强度的变化如图乙所示。滑动变阻器R最大阻值为30Ω。当光照 1 2 强度为E、R连入电路的则值为12Ω时。灯正常发光（不计温度对灯丝电阻的影响）。求： 1 2 （1）灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能； （2）电源电压； （3）光照强度在E~E之间，通过调节R，灯泡实际功率的变化范围。（灯泡两端的电压不能 1 2 2 超过额定电压） 【答案】（1）3600J；（2）36V；（3）4.32W~12W。 【解析】（1）灯泡的电阻为 灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能为 63 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！（2）电路中的电流为 电源电压为 （3）光照强度在E~E之间，电路中的总电阻为 1 2 电路中的最小电流为 灯泡的最小功率为 灯泡的最大功率为 实际功率的取值范围为4.32W~12W。 答：（1）灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能为3600J；（2）电源电压为36V； （3）光照强度在E~E之间，通过调节R，灯泡实际功率的变化范围为4.32W~12W。 1 2 2 29．（2021·内蒙古中考真题）中国的厨艺最讲究“火候”二字，图甲所示的智能蛋糕机就是 采用智能化技术控制制作过程不同时间段的温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的 部分参数如下表所示。 蛋糕机部分参数表 U =220V 额 额定功率/W 中温440 高温880 （1）求该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比； （2）求该蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻； （3）小明课下查得其实际工作的简化电路图如图乙所示，S 为单刀开关，S 为单刀多掷开关， 1 2 R、R为电加热丝。请判断蛋糕机处于高温、中温、低温挡时开关S、S 所处的状态；并计算该蛋 1 2 1 2 糕机低温挡的额定功率。 64 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】（1）1:2；（2）110Ω；（3）高温挡，S 闭合，S 连接触点2；中温挡，S 闭合，S 1 2 1 2 连接触点1；低温挡，S 断开，S 连接触点3； 220W。 1 2 【解析】（1）由P=UI可得，蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比 = = = = 即该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比1:2。 （2）由P=UI= 可得蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻 R = = =110Ω 中 即中温档时电路的总电阻为110Ω。 （3）由P=UI= 可知，电压一定，电路中电阻越大，电功率越小。当S 闭合，S 连接触点2 1 2 时，R和R并联，并联总电阻最小，为高温挡；当S 断开，S 连接触点3时，电阻R和R串联，串 1 2 1 2 1 2 联总电阻最大，处于低温挡；当S 闭合，S 连接触点1时，电路中只有R，为中温挡。 1 2 1 高温挡的额定功率为880W，则R和R并联的总电阻R = = =55Ω 1 2 并 中温挡时，电路中只有R，中温档时电路的总电阻为110Ω，即R=110Ω，则 1 1 + = + =55Ω 65 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！解得R=110Ω 2 低温挡时，电阻R和R串联，R和R串联的总电阻 1 2 1 2 R = R+R=110Ω+110Ω=220Ω 串 1 2 则低温挡的额定功率为P = = =220W 低 即该蛋糕机低温挡的额定功率为220W。 答：（1）该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比为1:2；（2）该蛋糕机正常工作处 于中温档时电路的总电阻为110Ω；（3）高温挡，S 闭合，S 连接触点2；中温挡，S 闭合，S 连 1 2 1 2 接触点1；低温挡，S 断开，S 连接触点3；该蛋糕机低温挡的额定功率为220W。 1 2 30．（2021·黑龙江中考真题）如图甲所示为某高、低温两挡位电烤箱的内部简化电路，S为 手动开关，S 为自动控制开关，R和R均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图 1 1 2 像。求: （1）高温挡工作时的功率； （2）电热丝R的阻值； 2 （3）15min内R消耗的电能。 1 【答案】（1） ；（2） ；（3） 。 【解析】（1）高温挡工作时的功率 （2）当 S、S 闭合，两电阻并联，总电阻最小，根据 可知，此时电功率最大， 1 为高温档，那么当S闭合时，为低温档，低温档的功率为 那么电热丝R的功率为 2 66 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！则电热丝R的阻值为 2 （3）15min内R消耗的电能 。 1 答：（1）高温挡工作时的功率 ；（2）电热丝R的阻值为 ；（3）15min内R消 2 1 耗的电能 。 31．（2021·湖北十堰市）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为 10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中，电流表示数与两电压表示 数的关系图像如图乙所示。求： （1）小灯泡的额定功率和定值电阻R的阻值； 0 （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）电路总功率的最大值和最小值。 【答案】（1）1.6W，10Ω；（2）25Ω；（3）3.2W，1.6W。 【解析】（1）当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在a端时，滑动变阻器阻值最大，此时滑动 变阻器、R和灯泡串联接入电路中，此时电路中电流最小，电压表V 测量L的电压，示数为1V，电 0 1 压表V 测量R和L的总电压，示数为3V，串联电路电流处处相等，所以此时电路中的电流为 2 0 I=0.2A，L的电压为U=1V，R的电压为U=2V，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动 L 0 0 变阻器接入电路阻值为0，此时R和灯泡串联接入电路，根据欧姆定律可知，此时电路中电流最大， 0 根据乙图可知此时电流为0.4A，电压表V 测量L的电压，示数为4V，电压表V 测量R和L的总电 1 2 0 压，示数为8V；所以此时电路中的电流为I'=0.4A，L的电压为U'=4V，R的电压为U'=4V，当闭 L 0 0 合开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时，根据欧姆定律可知此时灯泡L的电阻为 根据题意，此时灯泡正常发光，所以灯泡的额定功率为 67 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！P =U'I'=4V×0.4A=1.6W 额 L 定值电阻R的阻值为 0 （2）当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时，此时滑动变阻器接入阻值为0，此时R和 0 灯泡串联接入电路中，电源电压U =U'+U'=4V+4V=8V 电 L 0 滑片在a时，变阻器分压U =U -U-U=8V-2V-1V=5V 滑 电 0 L 滑动变阻器的最大阻值 （3）电路总功率的最大值为P =U I'=8V×0.4A=3.2W 大 电 电路总功率的最小值为P =U I=8V×0.2A=1.6W 小 电 答：1）小灯泡的额定功率为1.6W，定值电阻R的阻值为10Ω；（2）滑动变阻器的最大阻值 0 为25Ω；（3）电路总功率的最大值为3.2W，电路总功率的最小值为1.6W。 二、2020年中考真题 32.（2020·武汉）如图甲所示 的电路中，电源电压保持不变，灯泡L的I-U图象如图乙所示。 当只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数是2V，电流表的示数是I；当只 1 1 闭合开关S、S，滑片P在最左端时，电流表的示数是I；当只闭合开关S、S，滑片P在中点时， 1 3 2 2 3 电压表的示数是3V，电流表的示数是I。已知I:I=2:9，I:I=3:1。当滑片P在最左端时，通过 3 1 2 2 3 开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是（ ）。 A. 7.2W B. 8.1W C. 9.0W D. 9.9W 【答案】B。 【解析】当滑片P在最左端时，通过开关通断，要使电路消耗的功率最大，根据公式 可得，整个电路电阻应最小，当闭合开关S、S、S时，电阻 、 并联后与电灯泡再并联，此 1 2 3 68 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！时电路总电阻最小； 当只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电路为 、 串联的简单电路，电压表 1 测 电压，电流表的示数是I，此时有： 1 当只闭合开关S、S，滑片P在中点时，电路为 、灯泡串联的简单电路，电压表测灯泡电压， 2 3 电压表的示数是3V，电流表的示数是I，根据乙图可知，I=0.3A，此时有： 3 3 已知I:I=2:9，I:I=3:1，则： 1 2 2 3 联立上面方程可求出U=6V 当只闭合开关S、S，滑片P在最左端时，此时电路为 、 并联的电路，电流表的示数是 1 3 I，则有： 2 整个电路电阻应最小，当闭合开关S、S、S时，电阻 、 并联后与电灯泡再并联，由乙 1 2 3 图，此时灯泡电压为6V，可算出灯泡电阻为： 电路总电阻 ： 为 此时电路消耗的最小功率为： 故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 33.（2020·四川南充）如图甲所示滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电流表和电 69 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！压表示数变化的规律如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）。 A．R 的阻值为10Ω； 0 B．滑动变阻器的最大阻值为60Ω； C．电源电压为8V ； D．滑片在滑动的过程中，滑动变阻器的最大功率为0.9W 【答案】AD。 【解析】如图甲所示，R 与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压； 0 （1）当滑片位于b端时，R 与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压，此时 0 电路中的电流最小， 由图乙可知，电路中的电流I ＝0.1A，U＝5V， 小 R 由I＝ 可得，滑动变阻器的最大阻值：R＝ ＝ ＝50Ω，故B错误； （2）R 与R串联，则根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和，结合欧姆定律可得： 0 电源的电压：U＝I （R+R）＝0.1A×（R+50Ω）， 小 0 0 当滑片位于a端时，电路为R 的简单电路，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电 0 流I ＝0.6A， 大 则根据欧姆定律可得：电源的电压： U＝I R＝0.6A×R，因电源的电压不变， 大 0 0 所以，0.1A×（R+50Ω）＝0.6A×R，解得：R＝10Ω，故A正确； 0 0 0 电源的电压U＝I R＝0.6A×10Ω＝6V，故C错误； 大 0 （3）电路中的电流：I＝ ， 滑动变阻器R的电功率： P ＝ I2R ＝ （ ） 2R ＝ ＝ ＝ ＝ 70 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！， 所以，当R＝R ＝10Ω时，滑动变阻器R的功率最大，则P ＝ ＝ ＝0.9W，故D 1 大 正确。故选：AD。 34.（2020·自贡）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V3W”字样，当开关S、S 都断 1 2 开，滑片P从b端滑到某一位置c时（图中未标出），滑动变阻器R的电阻减小了6Ω，电流表示 数变化了0.1A，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S，电流表示数又 1 2 变化了1.5A，设灯丝电阻不变，则下列说法正确的是（ ）。 A. 灯泡的电阻为2Ω； B. 电源电压为9V； C. 滑动变阻器的最大电阻为12Ω； D. 当S、S 都闭合时，调节滑片P，电路消耗总功率的最小值为20W 1 2 【答案】D。 【解析】A．灯泡正常发光时的电流：I= =0.5A L 灯泡的电阻：R= =12Ω；故A错误； L BC．当开关S、S 都断开，滑片P在b端，变阻器连入电路的阻值最大，与灯泡串联，滑片P 1 2 从b端滑到某一位置c时，电变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由I= 可知通过 电路的电流变大，通过电路的电流是0.5A，滑片P在b端的电流为：I=0.5A-0.1A=0.4A b 因为电源的电压不变，由串联电路特点和欧姆定律得到： 71 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！U=I(R+R )=I(R+R ) b L ab b L ac 0.4A×(12Ω+R )=0.5A×(12Ω+R -6Ω) ab ab 解得：R =18Ω，R =12Ω ab ac 电源电压：U=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V；故BC错误； D．当开关S、S 都闭合，变阻器和电阻R 并联，电流表测量干路中的电流，由并联电路电阻 1 2 0 的规律可知总电阻变小，总电流变大，所以干路电流：I=0.4A+0.1A+1.5A=2A 并联电路中各支路两端的电压相等，所以通过滑动变阻器的电流：I = =1A 滑 R 的阻值：R= 0 0 当S、S 都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小，则电路的最小功 1 2 率：P = ；故D正确。故选D。 min 35.（2020·黑龙江龙东）电源电压为3V，分别将标有“6V 6W”和“3V 3W”的甲乙两只灯 泡串联接在该电源两端， 灯实际功率大：若并联在该电源两端，两灯消耗的功率之比P 甲 P = 。（忽略温度对灯丝电阻的影响) 乙 【答案】甲；1:2。 【解析】由公式R=可知R >R ，甲乙两只灯泡串联接时，电流相等，由P=I2R可知甲灯的电阻 甲 乙 大实际功率大；若两灯并联时，P :P = R :R =3:6=1:2。 甲 乙 乙 甲 36．（2020·哈尔滨）有一只标有“3.8V 0.3A”的小灯泡。其中“3.8V”是指小灯泡的 。将小灯泡接在3.0V的电路中，实际的电功率是 W．（灯丝电阻不变，结果保留两位小 数） 【答案】额定电压；0.71。 【解析】（1）“3.8V 0.3A”是指小灯泡的额定电压U ＝3.8V、额定电流I ＝0.3A； 额 额 （2）由欧姆定律可得小灯泡灯丝的电阻：R＝ ＝ ＝ Ω； 将小灯泡接在 3.0V 的电路中，灯丝电阻不变，其实际的电功率：P ＝ ＝ 实 72 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！≈0.71W。 故答案为：额定电压；0.71。 37.（2020·黑龙江龙东）如图所示，灯L标有“4V 2W”，R=20Ω，闭合开关灯L正常发光 （灯丝的电阻不受温度影响)，电流表示数为 A，通电1min电路产生的热量为 J。 【答案】0.7；168 。 【解析】通过灯泡的电流：I===0.5A，因为灯泡正常发光，故R两端的电压为4V，通过电阻 L 的电流 I===0.2A，故电流表的示数 I= I +I=0.5A+0.2A=0.7A；通电 1min 电路产生的热量 R L R Q=W=IUt=0.7A×4V×60s=168J。 38.（2020·重庆）图8中电源电压为6 V并保持不变，定值电限R为10Ω。滑动变阳器R标 有“20Ω、0.5A”字样，电流表量程为“0-0.6A”。电压表量程为-0-3V"。闭合开关，移动滑片p 的过程中，为保证电路元件安全滑动变阻器R'接人电路的最小阻值为 Ω 定值电阻R的最大 功率为 W。 【答案】10Ω；0.9W。 【解析】当电流最大为0.5A或定值电阻电压最大为3V时滑到变阻器电阻最小，定值电阻的电 功率最大； 当U =3V时； ,小于0.5A 定 所以当电流等于0.3A时，滑动变阻器电阻最小，定值电阻的电功率最大： 73 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！。 39．（2020·四川南充）将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为 12V，通过的电流为 3A，则该电阻丝电阻为 Ω；若将该电阻丝两端电压由 12V降至6V，则电功率变化了 W。 【答案】4；27。 【解析】由I＝ 得：该电阻丝电阻为：R＝ ＝ ＝4Ω； 该电阻R所消耗电功率的变化：P′﹣P＝ ﹣ ＝ ﹣ ＝27W。 R R 故答案为：4；27。 40.（2020·四川南充）将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12V，通过的电流为 3A，则该电阻丝电阻为________Ω；若将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化了 ________W。 【答案】（1）4；（2）27。 【解析】电阻丝的电阻：R= =4Ω 将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化：ΔP= 。 41.（2020·四川雅安）如图所示，电源电压7V保持不变，灯L 的规格为“6V 3.6W" ，当开 2 关S闭合，两灯发光，使用一段时间后L 突然熄灭，L 更亮，则故障是L______，此时灯 L 的实 1 2 1 2 际电功率为____W。（假设灯丝电阻不变） 【答案】（1）短路；（2）4.9。 【解析】由图可知，两灯泡串联，若两灯中只有一灯发光，则电路故障一定不是断路，而是另 一个灯泡短路，因为是L 突然熄灭，L 更亮，则故障是L 短路。 1 2 1 74 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！由 可得，灯L 的电阻： 2 当L 短路时，此电路为L 的简单电路，灯L 的实际电功率： 1 2 2 。 42.（2019·天津）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从 a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。则电阻R的 1 阻值为______Ω；当变阻器滑片P处于a端时，电阻R消耗的电功率为______W。 1 【答案】10；0.1。 【解析】由电路图可知，定值电阻R 与滑动变阻器R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表 1 2 1 测电路中的电流。 （1）当滑片位于b端时，电路为R 的简单电路，电压表测电源电压，此时电路中的电流最大， 1 由图象可知，电源电压U=3V，此时R 两端的电压U=U=3V，电路中的电流I=0.3A， 1 1 由欧姆定律可得：R= = =10Ω； 1 （2）当滑片位于a端时，R、R 串联，电压表测R 两端的电压，由图象可知，此时电路中的电 1 2 1 流I′=0.1A时，R 两端的电压U′=1V，电阻R 消耗的电功率P′=U′I′=1V×0.1A=0.1W。 1 1 1 1 1 故答案为：10；0.1。 43.（2020·四川乐山）如图所示，已知电源电压保持不变，灯泡L标有“6V 6W”字样（不 计温度对灯丝电阻的影响）。当断开S，闭合S、S，此时灯泡刚好正常发光，电流表示数为 1 2 3 2.5A．求： (1)电源电压； (2)电阻R的阻值； 1 75 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(3)只闭合开关S，灯泡L的电功率。 1 【答案】(1)6V；(2)4Ω；(3)2.16W。 【解析】(1)根据题意知道，当断开S ，闭合S 、S ，灯泡L与R并联，此时小灯泡刚好正常 1 2 3 1 发光，由并联电路 的特点知道，电源电压是：U=U =6V； L额 (2)小灯泡正常发光时，此时通过灯泡的电流是： 因为并联电路的干路电流等于各支路电流之和，所以通过R的电流是： 1 I=I–I=2.5A–1A=1.5A 1 L 所以，R的阻值是： 1 (3)小灯泡正常发光时，由 知小灯泡的电阻是： 只闭合开关S，小灯泡L与R串联：R =R+R=4Ω+6Ω=10Ω 1 1 总 1 L 所以通过小灯泡L的电流是： 由 得， 。 答：(1)电源电压为6V；(2)电阻R的阻值为4Ω；(3)灯泡L的电功率为2.16。 1 44.（2020·江苏连云港）连云港兴起的“厕所革命”极大地提升了市民的生活品质。为解决 冬天如厕时马桶座冰冷的问题，某兴趣小组为一公厕设计了简易电热马桶座，其电路如图所示，定 值电阻R和R为两电热丝，单刀双掷开关S 可接a或b。已知电阻R =550Ω，所加电源电压为 1 2 2 2 220V。当S 闭合，S 接a时，电路发热的功率为22W。 1 2 76 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(1)求R的阻值； 1 (2)分别求出①S 断开、S 接a；②S 闭合、S 接b两种情况下电路的发热功率。 1 2 1 2 (3)小明同学对此电路设计进行评估，发现该电路一直处于工作状态，不利于节能环保，建议 在电路中增加定时开关。老师认为该电路设计还有不足，请你指出所存在的不足。 【答案】(1)2200Ω；(2)17.6W，110W；(3)见解析。 【解析】(1)当S 闭合，S 接a时，只有R接入电路，R的阻值： 1 2 1 1 R= =2200Ω 1 (2)①S 断开、S 接a时，两个电阻串联，电路的发热功率： 1 2 ②S闭合，S 接b时，两个电阻并联，R的发热功率： 2 1 R的发热功率： 2 电路的发热功率：P =P+P=88W+22W=110W 总 1 2 (3)当S 断开、S 接a时，电路消耗的功率为17.6W，该挡位电路消耗的功率与另一挡位22W相 1 2 差不大，没有实际意义。建议根据需要改变R和R的阻值，使三个挡位电路的功率适当拉开差距。 1 2 45.（2020·贵州黔东南）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部加热系统和 按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W，问： 77 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg 初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作 16min将水加热到40°C，此加热过程中吸收的热量是多少？（c =4.2×103J/(kg·°C)） 水 (2)加热系统加热时 的热效率是多少？ （结果精确到 0.1%） (3)当小明家 的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温度 变化而变化） (4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流 为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？ 【答案】(1)5.04×105J；(2)86.8%；(3)500W；(4)8W。 【解析】(1)加热过程中水吸收的热量： (2)加热系统加热时消耗的电能： 则热效率： (3)由 可得加热电阻的阻值： 当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率： (4)电动机工作过程中要发热，损失功率： ； 答：(1)加热过程中水吸收的热量是5.04×105J；(2)加热系统加热时的热效率是86.8%；(3)当 的 小明家 实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率是500W；(4)电动机工作中因发热损失的功率 是8W。 46.（2020·贵州黔南）如图甲所示电路中，电源电压为9V不变，R是定值电阻，R 由三段材 1 2 料不同、横截面积相同的均匀导体EF、FG、GH制作而成，其中一段是铜丝，其电阻可忽略不计， 另两段是电阻丝，其阻值与自身长度成正比，P是与R良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S 2 1 断开S，将P从H端移到E端时，电流表示数I与P向左移动的距离x之间的关系如图乙所示。问： 2 78 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(1)电阻R的阻值是多少？电阻R的总电阻是多少？ 1 2 (2)当x的值为30 cm时，电流表的示数是多少？ (3)当电压表的示数为4 V时，在20 s内电流通过R产生的热量是多少？ 2 (4)当P移动到最左端E处时，闭合开关S 和S 电阻R消耗的电功率与电路消耗的总电功率之 1 2. 2 比是多少？ 【答案】(1) 10Ω；20Ω；(2) 0.64A；(3) 40J；(4) 1∶3。 【解析】(1)当P移到E端时，均匀导体没有接入电路，只有电阻R工作，电路电阻最小，电 1 流最大，由图可知，此时通过电阻电流为0.9A，则电阻R的阻值是： 1 当P移到H端时，均匀导体全部接入电路，电路电阻最大，电流最小，由图可知，此时通过电 路电流为0.3A，则R电压为： 1 根据串联电路的分压规律，R电压为： 2 R的阻值为： 2 (2)由图可知，当x在15cm~25cm，电流不变，即FG为铜导线，当x的值为30 cm时，P在EF 中点，因为导线阻值与自身长度成正比，所以起到作用的长度为： 整段导体起作用的总长为：L=15cm+(35cm-25cm)=25cm 则当x的值为30 cm时，该段电阻为： 79 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！电流表示数为： (3)电压表的示数为4 V时，即R电压为4V，则R电压为： 1 2 根据串联电路的电流规律： 则在20 s内电流通过R产生的热量是： 2 (4)当P移动到最左端E处时，R和R并联，则： 1 2 电阻R消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是： 。 2 答：(1)电阻R的阻值是10Ω。电阻R的总电阻是20Ω。(2)当x的值为30 cm时，电流表的 1 2 示数是0.72A。(3)当电压表的示数为4 V时，在20 s内电流通过R产生的热量是40J。(4)当P移 2 动到最左端E处时，闭合开关S 和S 电阻R消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是1∶3。 1 2. 2 47.（2020·湖南常德）如图所示电路图中，已知定值电阻R=R=5Ω，滑动变阻器Rg的最大阻 1 2 值为10Ω，电源电压为12V，电路中a处可能是电压表也可能是电流表。 (1)若只闭合开关S，将滑动变阻器的触片滑至最左端，则电流表A 的示数为多大？ 1 2 (2)若同时闭合开关S、S，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为 1 2 多大？ 【答案】(1)电流表A 的示数为0.6A或1.2A；(2)若同时闭合开关S 、S ，将滑动变阻器触片 2 1 2 80 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为28.8W或0。 【解析】(1)只闭合开关S，滑动变阻器的触片滑至最左端，则变阻器接入电路的阻值最大。 1 若a处接的是电压表，则定值电阻R、R和变阻器串联，电流表A 测电路的电流，那么此时电 1 2 2 路的电流： 若a处接的是电流表，则电路是滑动变阻器单独工作的简单电路，此时电路中的电流： (2)同时闭合开关S、S，滑动变阻器的触片滑至其中点，则变阻器接入电路的阻值为5Ω。 1 2 若a处接的是电压表，则电路是电阻R单独工作的简单电路，此时变阻器消耗的电功率为0； 1 若a处接的是电流表，则电路中定值电阻R和变阻器R并联，电阻R被短路，此时变阻器消耗 1 g 2 的电功率： 答：(1)若只闭合开关S，将滑动变阻器的触片滑至最左端，则电流表A 的示数为0.6A或 1 2 1.2A；若同时闭合开关S、S，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为0 1 2 或28.8W。 48.（2020·江西）如图所示，电源电压恒定不变，已知定值电阻的阻值为R，不考虑温度对 0 灯丝电阻的影响｡ (1)当S 和S 都闭合时，电流表的示数分别为I､I，且I>I，小灯泡L 恰好正常发光，求电 1 2 1 2 1 2 1 源电压及小灯泡L 的电阻值； 1 (2)当开关S 和S 都断开时，某一电表示数为I（I≠0），求电路的总功率｡ 1 2 3 3 81 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】(1)IR， ；(2)IIR. 2 0 2 3 0 【解析】(1)当开关S 、S 都闭合时，定值电阻R和灯泡L 并联，一个电流表测量干路中的电 1 2 0 1 流，另一个电流表测量通过R的电流，由于I>I 0 1 2 干路电流为I，通过R的电流为I，则电源电压：U=U=IR 1 0 2 0 2 0 由并联电路电流的规律可知通过灯泡的电流：I=I-I L 1 2 小灯泡的电阻：R= L (2)当开关S、S 都断开，灯泡L 和L 串联，电路中的电流为I，电路的总功率： 1 2 1 2 3 P=UI=IRI=IIR 2 0 3 2 3 0 答：(1)电源电压是IR，小灯泡L 的电阻值是 ；(2)电路的总功率是IIR。 2 0 1 2 3 0 三、2019年中考真题 49.（2019·苏州）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I-U图线如图所示。下列说法正确的是（ ）。 A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小； B.甲、乙两灯的额定功率之比为4：1； C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2； D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3 【答案】D。 【解析】A．由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大。故A错误； B．由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I =0.6A，I =0.3A， 甲额 乙额 则： = = = = ，故B错误； C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I =0.3A，I =0.2A，根据I= 可得电 甲 乙 82 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！阻之比； = = = = ，故C错误； D．把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两 端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为 6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P ：P =U I：U I=2V：6V=1：3，故D正确。故选 甲 乙 甲 乙 D。 50.（2019·达州）如图所示，电源电压保持不变，R 、R 、R 为定值电阻，且R ＝R ＝20Ω． 1 2 3 2 3 闭合开关S，电压表V 和V 的示数之比为4：3，此时电路消耗的总功率为P ；若把电压表V 和V 1 2 1 1 2 分别换成电流表A 和A，闭合开关S后电流表A 的示数为I，电流表A 的示数为I，此时电路消耗 1 2 1 1 2 2 的总功率为P。则下列结果正确的是（ ）。 2 A．R＝10Ω I：I＝3：2 P：P＝1：10 1 1 2 1 2 B．R＝5Ω I：I＝2：3 P：P＝1：10 1 1 2 1 2 C．R＝10Ω I：I＝3：2 P：P＝10：1 1 1 2 1 2 D．R＝5Ω I：I＝2：3 P：P＝10：1 1 1 2 1 2 【答案】A。 【解析】R＝10Ω，故BD错误； 1 此时电路消耗的总功率：P＝ ＝ ＝ ； 1 若把电压表V 和V 分别换成电流表A 和A 时，R、R、R 并联，电流表A 测R 和R 支路电流之 1 2 1 2 1 2 3 1 1 2 和，电流表A 测R 和R 支路的电流之和， 2 2 3 因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和， 所以，两电流表的示数之比： I ：I ＝（ + ）：（ + ）＝（ + ）：（ + ）＝ ： 1 2 ＝3：2， 83 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！此时电路消耗的总功率：P＝ + + ＝ + + ＝ ， 2 则P：P＝ ： ＝1：10，故A正确、C错误。故选A。 1 2 51.（2019·天津）现有一个电压不变的电源，两个定值电R、R．先将这两个电阻以某种形 1 2 式连接到电源上，R消耗功率为P；再将它们以另一种形式连接到该电源上，R消耗功率为9P． 1 0 1 0 两种连接形式中均有电流通过R，则先后两种连接形式中（ ）。 2 A. 两端的电压比为1：2 B. 两端的电压比为1：3 C. 消耗的功率比为1：9 D. 消耗的功率比为2：9 【答案】B。 【解析】（1）将这两个电阻以某种形式连接到电源上，R 消耗功率为：P= -----------① 1 0 另一种形式连接到该电源上R 消耗功率为：9P= --------------② 1 0 由①②可得： =9× ， 解得R 两端的电压比为：U：U′=1：3，故A错误、B正确； 1 1 1 （2）因为R 、R 接到同一电源上，且第2次R 两端的电压更大，所以，第一种以串联方式连 1 2 1 接；第2次以并联方式连接，如下图： 则由并联电路的特点和前面的解答可得，电源电压U=U′=3U； 1 1 因为串联电路两端电压等于各部分电压之和， 所以，串联时，R 两端的电压U=U-U=3U-U=2U， 2 2 1 1 1 1 并联时，R 两端的电压U′=U=3U； 2 2 1 则第一种连接时，R 消耗的功率：P= ； 2 2 84 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第二种连接时，R 消耗的功率：P′= ； 2 2 则 = =（ ）2=（ ）2= ，故C、D错误。故选B。 52.（2019·河北）如图所示，电源电压不变，R、R 为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电 1 2 流表或电压表。当只闭合开关S、S 时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a 1 的示数不变，b的示数有变化。以下说法正确的是（ ）。 A．b是电流表； B．只闭合S、S，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R+R； 2 1 2 C．若将b换成另一种电表，只闭合S、S，将滑片P向右移动，R 消耗的功率一定变大； 2 2 D．若将a与b的位置互换，只闭合S、S，则a的示数与b的示数的比值可能等于R 2 2 【答案】AD。 【解析】A、只闭合开关S、S 时，电表b与滑动变阻器R串联，且滑片P向左移动，b的示数 1 有变化，则b一定是电流表，故A正确； 若a为电流表，测通过R 的电流，由于R 的阻值和两端的电压均不变，滑片P向左移动，a的 2 2 示数不变； 若a为电压表，测电源电压，其示数也不变，a可能是电流表也可能是电压表； B、为电压表、b为电流表时，只闭合S、S ，此时R 与R串联，电压表a测R两端的电压，电 2 1 流表测电路中的电流，则有：R＝ ，即a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于R； 1 1 a、b均为电流表时，只闭合S、S，R、R 被短路，电路为R 的简单电路，移动滑片P，a、b两 2 2 1 表的示数变化量均为0，故B错误； C、将b换成电压表，a为电压表时，只闭合S、S，R、R 与R串联，滑片P向右移动，电阻变 2 1 2 小，电路总电阻变小，电流变大，根据P＝I2R 可知，R 消耗的功率变大； 2 2 若将b换成电压表，a为电流表时，只闭合S、S ，R被短路，R 、R 串联，滑片P向右移动， 2 1 2 电阻不变，电路总电阻不变，电流不变，根据P＝I2R 可知，R 消耗的功率不变，故C错误； 2 2 D、为电压表、b为电流表时，若将a与b的位置互换，只闭合S、S ，R被短路，R 、R 串联， 2 1 2 电流表测电路中的电路，电压表测R 两端的电压，则a的示数与b的示数的比值为R； 2 2 a、b均为电流表时，若将a与b的位置互换，只闭合S、S ，R、R 被短路，电路为R 的简单电 2 2 1 路，两电流表的示数相等，其比值为1，故D正确。故选AD。 53.（2019·岳阳）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 85 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！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．R 的阻值为20Ω 1 C．电路消耗的最小功率为1.2W D．滑片P在b端时，10秒内R 产生的热量为12J 1 【答案】C。 【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由“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，”可知，R2两端电压为4V，ac两端电压Uac=3V，当滑 动变阻器的滑片P在b端时，电流I=0.2A，当滑片P由b端移到某点c时，电流I=0.3A，设电源电 压为U， 解得R1=10Ω，U=6V，故AB错误； （2）滑动变阻器滑片P在b端时，R1与R2串联，由P=UI可得，电路消耗的最小功率 P=UI=6V×0.2A=1.2W，故C正确； （3）滑片P在b端时，根据串联电路的电压特点可得，R1两端电压U1=U-U2=6V-4V=2V， 10 秒内R1产生的热量Q=W=U1It=2V×0.2A×10S=4J，故D错误。故选C。 54.（2019·泸州）小明家电热水器铭牌标识为“220V、1000W”。由于使用了多年，该电热水 器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中 把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min，发现电能表指示灯闪烁了242次，电能表规 格如图所示。问： 86 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！（1）小明测得该电热水器的实际电功率是多少？ （2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？ （3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段电 热丝的电阻值为多少？ 【解析】（1）3000imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3000次，所以，电能表指 示灯闪烁了242次消耗的电能：W= kW•h= ×3.6×106J=2.904×105J， 该电热水器的实际电功率：P = = =968W； 实 （2）由P=UI= 可得，该电热水器氧化电热丝的实际电阻值：R = = =50Ω； 实 （3）电热水器铭牌标识的功率对应的电阻：R= = =48.4Ω， 为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝R′，因并联电路中总电 阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以， ，解得：R′=1512.5Ω。 答：（1）小明测得该电热水器的实际电功率是968W；（2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻 值是50Ω；（3）并联的这段电热丝的电阻值为1512.5Ω。 考点三：焦耳定律与电热相关计算 一、2021年中考真题 1．（2021·北京中考真题）下列四种用电器中。利用电流热效应工作的是（ ）。 A．电冰箱 B．电视机 C．电脑 D．电热水壶 【答案】D。 【解析】A．电冰箱是将电能转化为电动机的机械能，通过做功发生物态变化工作的，不是利 87 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！用电流的热效应来工作的，故A不符合题意； B．电视机将电能转化为声音与图像，不是利用电流的热效应来工作的，故B不符合题意； C．电将电能转化为声音与图像，不是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意； D．电水壶工作时将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的; 故D符合题意。故选D。 2．（2021·湖北宜昌市）甲、乙两电热丝电阻之比为2:3，通过的电流之比为3:1，则相同时 间内产生的热量之比为（ ）。 A．2:1 B．6:1 C．1:2 D．1:6 【答案】B。 【解析】相同时间内产生的热量之比为 故选B。 3．（2021·辽宁中考真题）如图是焦耳定律的实验装置，其中R=5Ω，R=R=10Ω。只闭合S 1 2 3 1 可以探究电流产生热量与______的关系，若电路中的电流为0.1A，通电10min电阻R产生的热量为 1 ______J。闭合S 和S，通过R的电流是R的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说 1 2 1 2 明______（填“电流”或“电阻”）对产生热量多少影响更大。 【答案】电阻；30；电流。 【解析】[1]只闭合S，电阻R、R串联，通过的电流相等，通电时间相等，根据 ，可 1 1 2 以探究电流产生热量与电阻大小的关系。 [2]若电路中的电流为0.1A，通电10min电阻R产生的热量 1 [3] 闭合S 和S，通过R的电流是R的2倍，即 , 左侧U形管内液柱的高 1 2 1 2 度差比右侧更大，即左侧电阻R产生的热量多，这说明电流对产生热量多少影响更大。 1 88 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4．（2021·贵州中考真题）如图是灯L和定值电阻R的I-U图像，当L和R串联在电压恒定的 电源上时，L功率为0.3W；当L和R并联在同一电源上时，干路电流是0.9A，此时，L阻值为 ______Ω，R工作1min产生的热量是______J。 【答案】8；96。 【解析】[1]当L和R串联在电压恒定的电源上时，L功率为0.3W，由P=UI可知，当U=1V， L I=0.3A时，满足L的功率是0.3W，串联电路中各处的电流相等，所以R两端的电压是3V，电源电 L 压U=U+U=1V+3V=4V L R R的阻值 当L和R并联在同一电源上时，通过R的电流 干路电流是0.9A，通过L的电流 0.9A-0.4A=0.5A L阻值为 [2]R工作1min产生的热量 =96J。 5．（2021·辽宁中考真题）如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路 发热电阻温度升高，利用电流的______实现高温封口。阻值为1Ω的发热电阻10s内产生______J 的热量。封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更______（填“大”或“小”）的。 89 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】热效应；90；大。 【解析】[1]封口机是利用电流的热效应工作的，在电流通过时，电路中的电阻发热温度升高 从而达到工作目的。 [2]10s内，封口机产生的热量 [3]封口时把塑料袋烫坏是因为封口时产生的热量太多，据 知，在电压和时间相同时， 电阻越大，产生的热量越少，所以应将发热电阻换成阻值更大。 6．（2021·吉林中考真题）如图甲所示，小灯泡的额定电压为 ，开关闭合后，小灯泡正 常发光，图乙是通过定值电阻 和小灯泡 的电流与电压关系图像，则小灯泡正常发光时的电流 为___________ ；通电 ，定值电阻 产生的热量为___________ 。 【答案】0.2；2。 【解析】[1]由图，小灯泡正常发光时的电压2.5V，电流0.2A。 [2]因为串联，所以电阻电流0.2A，由图电阻分压1V，通电 ，定值电阻 产生的热量为 。 7．（2021·内蒙古通辽市）如图为探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与______ 90 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！关系的实验装置，若把电路接在3V的电源上，工作 ，则电流通过电阻 产生的热量为 ______J。 【答案】电阻；36。 【解析】[1]两个电阻丝串联，通过它们的电流相同，只有电阻不同，故电阻是变量，探究的 是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 [2]电路中电流为 电流通过电阻 产生的热量为 故电流通过电阻 产生的热量为 。 8．（2021·湖北中考真题）电热壶的发热丝温度很高而跟它串联的导线却不怎么发热，这是 因为通电时它们的电流相同，______不同。电热壶内的热水放在桌面上慢慢变冷，这是通过______ 方式改变了水的内能。 【答案】电阻；热传递。 【解析】[1]根据 可知，电流相同时，电阻越大，产生的热量越多，电热壶的发热丝 温度很高而跟它串联的导线却不怎么发热，这是因为通电时它们的电流相同，电阻不同，电热壶的 发热丝的电阻比导线的电阻大得多，产生的热量多。 [2]电热壶内的热水放在桌面上热水的热量被周围环境吸收，慢慢变冷，这是通过热传递方式 改变了水的内能。 9．（2021·黑龙江齐齐哈尔市）如图所示的电路中，接通电源，通电一段时间后，______侧U 型管液面高度的变化较大（选填“左”或“右”），如果通过甲容器中电阻丝的电流是 ，则乙 容器中电阻丝在 内产生的热量是______ 。 91 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】左；300。 【解析】[1]分析图可知，甲、乙两容器中电阻大小相同，但是甲容器中的电阻接在干路上， 乙容器中的电阻接在支路上，流过甲容器中电阻的电流大于乙容器中电阻的电流，通电相同时间， 甲容器中电阻产生的热量多，与甲容器连接的左侧U型管液面高度的变化较大。 [2]通过甲容器中电阻丝的电流是 ，则流过乙容器中电阻的电流为1A，乙容器中电阻丝在 内产生的热量 。 10．（2021·广东中考真题）如图是探究电流通过导体产生的热量与______关系的实验装置， 实验中用U形管内液面的______反映导体产生热量的多少.通电一段时间后，容器______（选填 “甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。 【答案】电流；高度差；甲。 【解析】[1]由本实验装置，甲乙内电阻丝的电阻值相同，通电时间相同，甲内电阻丝在干路， 乙内电阻丝在支路，甲内电阻丝在的电流大于乙内电阻丝在的电流，根据控制变量法，探究产生热 量与电流。 [2]本实验利用转换法，观察U形管内液面高度差，可反映产生热量多少，高度差越大，产生 热量越多。 [3]甲乙内电阻丝的电阻值相同，通电时间相同，甲内电阻丝在干路，乙内电阻丝在支路，甲 92 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！内电阻丝在的电流大于乙内电阻丝在的电流，根据焦耳定律 甲内电阻丝产生热量多。 11．（2021·黑龙江中考真题）小丽在用 的电热水壶烧水，壶里装有质量 、初温 的水，通电 将水烧开，则壶中水吸收的热量是______ ，电热水壶消耗的电能是 ______ （已知当地气压为1标准大气压，水的比热容为 ）。 【答案】3.36 105；3.6 105。 【解析】[1]由题可知Δt=100 -20 =80 所以壶中水吸收的热量Q=cmΔt=4.2 103J/(kg ) 1kg 80 =3.36 105J [2] 的电热水壶烧水3min消耗的电能W=Pt=2000W 3 60s=3.6 105J。 12．（2021·广西南宁市）家庭装修中遇到导线不够长时，有的装修师傅把两根导线连接起来 使用，但连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是因为与别处相比，连接处 接触电阻较______，电能转化为热的功率较______。 【答案】大；大。 【解析】[1]导体的电阻与导体的长度有关，导体越长，导体的电阻越大。把两根导线连接起 来使用，是增大了导体的长度，因此连接处接触电阻较大。 [2]由于导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等，根据P=I2R，连接处的电阻较大， 电能转化为热的功率较大。 13．（2021·江苏连云港市）某电热器接入220V的电路中正常工作时，其电热丝的阻值为 110Ω，则通过该电热丝的电流为_______A，10s内该电热丝会产生________J的热量。 【答案】2；4.4×103。 【解析】[1]通过该电热丝的电流为 [2]10s内该电热丝产生的热量Q=I2Rt=(2A)2×110Ω×10s=4.4×103J。 14．（2021·安徽中考真题）图示电路中，电源电压不变，电阻R =30Ω，R =60Ω，闭合开 1 2 关S，电流表A的示数为0.3A，则通电1min电阻R产生的热量为______J。 1 93 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】72。 【解析】由图可知，两个电阻并联，电流表测量干路中的电流，电路的总电阻 电源电压U=IR=0.3A×20Ω=6V 通电1min电阻R产生的热量 。 1 15．（2021·广西贵港市）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如 图1所示，其中R>R。 1 2 实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系； （1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；_______ （2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制_______；电阻丝放出 94 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！热量的多少，通过_______来进行判断。 （3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入_______相等、 初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为 煤油的比热容_______水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）； 实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系 （4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，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R加热的煤油，在实验一中温度升高Δt，在实验二中温度升高 1 1 Δt′，则Δt′_____2Δt（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热 1 1 1 量与电流大小______正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R加热煤油重复以 2 上实验步骤，也可以得出相同的结论。 （5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值_______的电阻丝（选填 “相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质 量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量 为Δt，若不计热量损失，则a液体的比热容为________（用所给出的物理量写出比热容的表达 式）。 【答案】如图；电流相等；温度计的示数变化；质量；小于；大于；不成；相同； 。 【解析】（1）[1]变阻器一上一下串联接入电路中，如图所示： （2）[2]图1中，两个电阻丝串联，通过它们的电流相等，通电时间相等。 [3]根据转换法知，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的。 （3）[4]为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、 初温相同的同种液体。 [5]因煤油比水具有较小的比热容，故用煤油比用水更容易看出温度的变化。 （4）[6][7]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍， 95 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！且通电时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍；所以用电阻丝R加热的煤油， 1 温度升高Δt′大于2Δt，该实验说明电流产生的热量与电流不是正比例关系。 1 1 （5）[8]在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值相等的电阻丝，可以探究 两种不同液体的吸热性质。 [9]电阻丝产生的热量Q=I2Rt，不计热量损失，液体吸收的热量Q =Q=cmΔt；则c= 吸 。 16．（2021·贵州安顺市）小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验 中，提出了下列猜想： A．与通电时间有关 B．与电阻大小有关 C．与电压大小有关 D．与电流大小有关 实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。 请回答下列问题 （1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝， 闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明： ①电阻丝产生的热量通过______的方式传递给火柴头； ②电阻丝产生的热量与通电时间______（选填“有关”或“无关”）； （2）探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路，把两根相同的火柴头 分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）； ①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产生的热 96 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！量多？______（选填“能”或“不能”）； ②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电压的情 况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可行?______（填字母序号） A．20Ω 30Ω B．15Ω 15Ω C．5Ω 25Ω （3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为：串 联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同，那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可 靠。如果改变两电阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计______？请你说明理由 ______。 【答案】热传递；有关；能；C；不能；两电阻并联时，电压相同，由于电阻不同，电流也不 同，不能控制电流相同，所以不能； 【解析】（1）①[1]火柴头与电阻丝接触，闭合开关一段时间后火柴头燃烧，火柴头获得了能 量，是电阻丝通过热传递的方式传递给火柴头的。 ②[2]火柴头与电阻丝接触，闭合开关过一段时间后火柴头才燃烧，说明电阻丝产生的热量与 通电时间有关。 （2）①[3]相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，说明这根电阻丝在相同时间内产生的 热量较多。 ②[4]闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧，说明两根电阻丝产 生的热量都不够多，可以换用电阻对比更明显些的电阻丝来进行实验对比，故C符合题意。 （3）[5][6]改变两电阻丝的连接方式即将两电阻丝并联，这样虽然控制了两电阻丝两端电压 相同，但是却没有能控制流过电阻丝的电流相同。 17．（2021·广东深圳市）某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R、开关、导线等器材制作了一 个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求： （1）通过R的电流；（______） 1 （2）R消耗的电功率； （______） 1 （3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R进 2 行改装。 ①你认为应按照图______ （选填“乙"或“丙”）进行改装； ②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。（______） 97 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】2.5A；550W；乙；6.6×105J。 【解析】（1）通过R的电流 1 （2）R消耗的电功率 1 （3）①图乙是两电阻并联，总电阻更小，图丙是两电阻串联，总电阻更大，根据 可得乙图功率更大，符合要求。 ②闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量 答：（1）通过R的电流2.5A；（2）R消耗的电功率550W；（3）应按照图乙进行改装，闭合 1 1 开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量6.6×105J。 18．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为 加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水 沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制（设加热器电阻阻值一定）。 [已知:水的比热容c=4.2 103J/（kg·℃），1L=10-3m3]。求： （1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？ （2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？ （3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少? （4）用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时。3min电能表中间 的铝质圆盘转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少? 98 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】（1）48.4Ω；（2）10000J；（3）525000J；（4）0.8kW。 【解析】（1）当温度较低时，温控器S处于闭合状态，而R短路，电路为R的简单电路，电 0 路电阻较小，根据P= 可知，电水壶处于加热状态，由表中数据知加热功率为1000W，由P=UI= 得，加热电阻的阻值为R= = ==48.4Ω 即加热器的阻值是48.4Ω。 （2）若正常工作时，对加热器通电10s产生的热量Q=W=P t=1000W×10s=10000J 加热 即加热器通电10s产生的热量是10000J。 （3）一满壶水的质量m= V=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg 水吸收的热量Q =cmΔt=4.2 103J/（kg·℃）×2.5kg×(75℃-25℃)=525000J 吸 即水吸收的热量是525000J。 （4）电热水壶消耗的电能W= kW h=0.04 kW h 电热水壶的实际功率P= = =0.8 kW；即电路消耗的实际功率是0.8 kW。 答：（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是48.4Ω；（2）该电热水壶正常加热 工作时，对加热器通电10s产生的热量是10000J；（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到 75℃，水吸收的热量是525000J；（4）此时电路消耗的实际功率是0.8 kW。 19．（2021·湖南张家界市）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。 99 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！（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 ＝4.2×103J/（kg•℃）] 水 【答案】（1） ；（2） ；（3） ，80%。 【解析】（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%。 20．（2021·辽宁中考真题）如图所示是一款电火锅的简化电路图，额定电压为220V，当开关 S 闭合后，锅内温控开关S自动控制小火和大火两种加热状态，已知R的电阻为48.4Ω，小火加热 0 2 功率为100W。求∶ （1）电火锅大火加热的功率。 （2）用大火将2kg清汤从20℃加热到100℃吸收的热量。[c =4×103J/（kg·℃）] 汤 （3）若忽略热量损失，用大火将2kg清汤从20℃加热到100℃需要的时间。 100 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】（1）2000W；（2） ；（3）320s。 【解析】（1）只闭合开关S， R单独工作，为小火；同时闭合开关S、S， R与R并联，为 0 1 0 1 2 大火，R工作的功率为 2 大火功率为 （2）用大火将2kg清汤从20°C加热到100°C吸收的热量 （3）若忽略热量损失，用大火将2kg清汤从20℃加热到100℃需要的时间 答：（1）电火锅大火加热的功率是2000W；（2）用大火将2kg清汤从20°C加热到100°C吸 收的热量是 ；（3）若忽略热量损失，用大火将2kg清汤从20℃加热到100℃需要320s。 21．（2021·辽宁中考真题）如图甲是一款可调温果汁加热鼎，图乙是其简化电路图。R，R 1 2 均为加热电阻，当开关接1时，加热鼎处于保温挡。保温功率为275W。当开关接2时，加热鼎处于 可调温挡，可调功率范围为275W-1100W。[果汁比热容取4.0×103J/（kg·℃）]求： （1）加热鼎最大功率时电路中的电流。 （2）滑动变阻器R的最大阻值。 1 （3）不计热量损失，加热鼎用最大功率对1kg果汁加热2min，果汁升高的温度。 101 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】（1）5A；（2）132Ω；（3）33℃。 【解析】（1）由P=UI得 （2）由 得 由 得 滑动变阻器R的最大阻值 1 （3）由 得 由于不计热量损失 由 得 答：（1）最大功率时电路中的电流是5A；（2）R的最大电阻是132Ω；（3）果汁升高的温 1 度是33℃。 22．（2021·内蒙古通辽市）某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能，其铭牌如图甲所示， 工作电路图如图乙所示，虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成，定值电阻 ， 是最 大阻值为 的可变电阻（调温开关），人通过调节 可以改变电热水壶的功率。 （1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为多大？ （2）电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示 102 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！（壶内水温跟壶表面温度一致），在额定电压下工作。在温度为20℃的房间使用，要求电热水壶温 度保持70℃，问应将 的阻值调为多大？ （3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，如图丁所示 的电能表指示灯在 内闪烁了多少次？ 【答案】（1）1210W；（2）400Ω；（3）50次。 【解析】（1）由图乙知，两个电阻串联在电阻中，当可变电阻R′接入电路的阻值最小为0时， 此时电路中的电流最大为 据P=UI知，此时电热水壶的功率最大为P=UI=220V×5.5A=1210W 由题意知，电热水壶表面温度与环境温度的温差 ∆t=70℃-20℃=50℃ 由图丙知，此时电热水壶每秒的向外散失的热量Q=110J 即电热水壶每秒放出的热量为110J，那么电热水壶此时的功率 据 知，电路中此时的总电阻 此时可变电阻接入电路的阻值R′=R-R=440Ω-40Ω=400Ω 0 （3）[3]实际电压为200V时，电热水壶的最大功率 加热1min消耗的电能W=P t=1000W×60s=60000J 实 由图丁中电能表的参数知指示灯闪烁的次数 答：（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为1210W；（2）应将R′的阻值调为 103 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！400Ω；（3）电能表指示灯在1min内闪烁了50次。 23．（2021·山东枣庄市）康康家里有一台电火锅，部分技术参数如下表，图甲是其内部电路 的工作原理简图， 、 均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、 、 的通断可实现三个挡位 功能的切换，其中 是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。 额定电压 220V 高温挡 1100W 低温挡 880W 保温挡 ×××W （1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图所示。若用高温挡把质量为4kg、初 温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率； （2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能； （3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。 【答案】（1） ； ；（2）高温挡更节能；（3） 。 【解析】解：（1）水吸收的热量 由图可知，用高温档将水从50℃的水加热到60℃所需要的时间t=3min=180s，这个过程消耗 1 的电能 104 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！电火锅的热效率 （2）由图可知改用低温挡给（1）问中的水从50℃的水加热到60℃所需要的时间 t=5min=300s，这个过程消耗的电能 2 ，所以使用高温档更节能。 （3）分析电路，当闭合开关S、S，开关S 接b，电路中只有R接入电路，电路处于低温档， 1 2 1 则流过R的电流 1 R的电阻 1 当闭合开关S、S、S 接b，电路中R、R并联接入电路，电路处于高温档，此时电路总电流 1 2 1 2 流过R的电流 2 R的电阻 2 当闭合开关S、S 接a时，电路中R、R串联接入电路，电路处于保温档，此时电路总电阻 2 1 2 电路保温功率 答：（1）水吸收的热量为 ；电火锅的热效率为 ；（2）高温挡更节能； 105 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！（3）电火锅正常工作时保温挡的电功率为 。 二、2020年中考真题 24．（2020·绥化）灯泡L的I﹣U图象如图甲所示，电阻R 的阻值是10Ω，电源电压是8V． 1 在图乙所示的电路中，若只闭合S 和S 时，电压表的示数是2V，此时电路中的电流是 A； 1 2 若只闭合S 和S 时，电压表的示数是4V，10s内电流通过电阻R 产生的热量是 J；若将电压 1 3 2 表换成电流表，闭合S、S 和S，时，电流表的示数是 A。 1 2 3 【答案】0.6A；32；2.4。 【解析】（1）若只闭合S 和S 时，定值电阻R 和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电 1 2 1 压表示数是2V，由图象知，灯泡电流是0.6A，即此时电路电流是0.6A。 （2）若只闭合S 和S 时，定值电阻R 和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电压表示数 1 3 2 是4V，由图象知，灯泡电流为0.8A，即此时电路电流是0.8A，电源电压是8V，根据串联电路总电 压等于各串联导体两端电压之和，所以定值电阻R 两端的电压为：U＝U﹣U＝8V﹣4V＝4V， 2 2 L 所以定值电阻R 的阻值为：R＝ ＝ ＝5Ω， 2 2 10s内电流通过电阻R 产生的热量是：Q＝I2Rt＝（0.8A）2×5Ω×10s＝32J。 2 2 （3）若将电压表换成电流表，闭合S 、S 和S ，时，定值电阻R 和R 并联，电流表测量干路 1 2 3 1 2 电流， 电源电压是8V， 所以通过定值电阻R 的电流为：I＝ ＝ ＝0.8A， 1 1 所以通过定值电阻R 的电流为：I＝ ＝ ＝1.6A， 2 2 故电流表示数为：I ＝I+I＝0.8A+1.6A＝2.4A。 总 1 2 故答案为：0.6A；32；2.4。 106 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！25.（2020·宁夏）小朋友在玩电动玩具车时，如果用手将其按住，不让车轮转动，很容易烧 坏电动机，这是因为电动机线圈的电阻_______（选填“很大”或“很小”），此时通过电动机线 圈的电流会_______（选填“很大”或“很小”），根据_______知，短时间内会在线圈中产生大量 的热，从而将线圈烧坏｡ 【答案】（1）很小；（2）很大；（3）焦耳定律Q=I2Rt。 【解析】因为电动机线圈是由铜线绕制而成的，电阻很小。 由欧姆定律可知，此时通过电动机线圈的电流会很大。 根据焦耳定律Q=I2Rt知，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏｡ 26．（2020·衡阳）如图所示电路中，电源电压为6V，电阻R 的阻值为2Ω，滑动变阻器R 上 1 2 标有“10Ω 3A”字样，小灯泡L上标有“12V 6W”字样，电流表所选量程为0～3A。 （1）当开关S、S 和S 都闭合时，R 的滑片置于最右端，电流表的示数为0.9A，小灯泡L在 1 2 2 5min内产生的热量是 J。 （2）当S闭合，S 和S 都断开时，为了确保电流表测量更准确，本实验中要求电流表指针要 1 2 达到满偏刻度的 （即示数不小于最大量程的 ），则R 接入电路的最大阻值是 Ω。 2 【答案】（1）108；（2）4。 【解析】（1）当开关S ，S ，S都闭合时，R 被短路，电路为灯L、R 的并联电路，电流表测 1 2 1 2 量干路中电流， R 的滑片置于最右端，连入电阻R ＝10Ω， 2 2最大 滑动变阻器两端的电压等于电源电压， 通过滑动变阻器的电流：I＝ ＝ ＝0.6A， 2 通过灯的电流：I＝I﹣I＝0.9A﹣0.6A＝0.3A， L 2 灯两端的电压等于电源电压， 小灯泡L在5min内产生的热量：Q＝W＝UIt＝6V×0.3A×60s＝108J； L （2）当开关S、S 都断开，S闭合时，电阻R 与R 串联； 1 2 1 2 107 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！为了确保测量准确，电流表指针要达到满偏刻度的 ，电流表所选量程为0～3A， 所以最小电流I ＝ ×3A＝1A， min 由欧姆定律可得电阻R 两端的电压：U＝I R＝1A×2Ω＝2V； 1 1 min 1 因为串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以滑动变阻器R 两端的电压：U＝U﹣U＝6V﹣2V＝4V， 2 2 1 由欧姆定律可得R 接入电路的最大阻值：R ＝ ＝ ＝4Ω。 2 2max 故答案为：（1）108；（2）4。 27．（2020·四川南充）一灯泡标有“6V 3W”的字样，现仅有8V的电源，要使小灯泡正常发 光，应该给小灯泡 （选填“串”或“并”）联一个 Ω的电阻。（不考虑灯泡电阻受 温度的影响） 【答案】串；4。 【解析】灯泡正常发光时的电压U＝6V，功率P＝3W， L L 要使灯泡接到8V的电源上时正常发光，应串联一个电阻R分压， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，串联电阻两端的电压：U＝U﹣U＝8V﹣6V＝2V， R L 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI可得，灯泡正常工作时电路中的电流：I＝I＝ ＝ ＝0.5A， L 由I＝ 可得，串联电阻的阻值：R＝ ＝ ＝ ＝4Ω。 故答案为：串；4。 28.（2020·四川成都A）小彬用图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”， 电源电压为3V，电阻丝R=10Ω，R=20Ω，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热， 1 2 他观察到________气球先鼓起来。甲气球乙气球通电1min，R产生的热量为______J。 2 108 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】（1）乙；（2）12。 【解析】从图中可以看到，加热时间相同，通过的电流也相同，根据焦耳定律 可知， R的电阻较大，那么R所在的密闭烧瓶产生的热量较大，乙气球先鼓起来。 2 2 甲气球乙气球通电1min，电路中的电流大小： R产生的热量： 2 R产生的热量为12 J。 2 29． （2020·安徽）如图所示的电路中，电源电压 U =9V，电阻 R1 =20Ω，R2 =10Ω，则通 电 1min 该电路产生的热量为________J。 【答案】162。 【解析】 。 30.（2020·四川南充）一灯泡标有“6V、3W”的字样，现仅有8V的电源，要使小灯泡正常发 光，应该给小灯泡________(选填“串”或“并")联一个________Ω的电阻。(不考虑灯泡电阻受温 度的影响) 109 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】（1）串；（2）4。 【解析】根据题意知道，灯泡正常发光时的电压U =6V，功率P =3W，所以，要使灯泡接到8V L L 的电源上时正常发光，应串联一个电阻R分压。 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，串联电阻两端的电压 U =U-U =8V-6V=2V R L 又因为串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI知道，灯泡正常工作时电路中的电流： 由 知道，串联电阻的阻值： 。 31.（2020·四川南充）市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。下图是某电热水壶的电 路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100oC时， 温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态。已知电源电压为220V， 电阻R=50Ω，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，水的比热容c=4.2x103J/ 1 (kg.oC)，R、R电阻不受温度影响。求： 1 2 (1)将1kg初温为35oC的水加热到100oC需要吸收多少热量? (2)电阻R的阻值。 2 (3)在晚上用电高峰期将1kg初温为35oC的水加热到100oC需用时300s，若加热效率为91%，则 晚上用电高峰期的实际电压为多少? 【答案】(1) ；(2)200Ω； (3)200V。 【解析】(1)初温为35oC 的水加热到100oC，温度的变化量为： 110 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！需要吸收的热量为： (2)由题意可知，开关S自动与触点a、b接通时 与 并联，电热水壶处于加热状态，得加 热时电功率为： 开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路变为 的简单电路，电热水壶处于保温状 态，得保温时电功率为： 水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，即 得： 即 根据 得： ， 电阻 ，根据 可算出电阻 为： 即： 得： 。 (3)初温为35oC的水加热到100oC，温度变化量为： 吸收的热量为： 总的消耗的电能为： 111 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！电路总电阻为： 根据公式 得： 。 32．（2020·四川遂宁）图甲是某品牌的电热水壶，其工作电路简图如图乙所示，开关 s可以 控制其加热、保温和停止三个状态，其名牌如图丙所示。在该电热水壶正常工作的情况下，将一壶 25℃的水在1标准大气压下加热到沸腾[假设电热丝产生的热量全部被水吸收，R，R 的阻值不随温 1 2 度变化，c ＝4.2×103J/（kg•℃），1L＝10﹣3m3]。求： 水 （1）水吸收的热量； （2）R、R 的阻值； 1 2 （3）加热这壶水到沸腾所用时间（结果保留一位小数）； （4）实际加热这壶水到沸腾用时10.5min，求实际电压。 【解析】（1）由ρ＝ 可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg， 1标准大气压下，水的沸点为100℃， 水吸收的热量：Q ＝cm（t﹣t ）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝ 吸 0 6.3×105J； （2）由图可知，开关打到2时，只有R 接入电路中，电路的电阻最小，根据P＝ 可知，此 1 时为高温档， 则R 的阻值为：R＝ ＝ ＝40Ω； 1 1 112 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！开关打到 3 时，两个电阻串联，则为低温档；低温档的电阻为：R＝ ＝ ＝ 484Ω； 根据串联电路的电阻关系可知，R 的阻值为：R＝R﹣R＝484Ω﹣40Ω＝444Ω； 2 2 1 （3）电热丝产生的热量全部被水吸收，根据Q＝W＝6.3×105J； 根据P＝ 可知，加热的时间为：t＝ ＝ ＝520.7s； （4）烧开同样一壶水所需的电能是相同的，则电水壶的实际功率为：P'＝ ＝ ＝1000W； 根据P＝ 可知，实际电压为：U'＝ ＝ ＝200V。 答：（1）水吸收的热量为6.3×105J；（2）R 为40Ω，R 的阻值为444Ω；（3）加热这壶水 1 2 到沸腾所用时间为520.7s；（4）实际电压为200V。 33.（2020·山东滨州）如图所示，电源电压 保持不变，电流表的量程为 ，电 压表的量程为 ，灯泡L标有“ ”字样，滑动变阻器R标有“ ”字样。 闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求： (1)灯泡正常工作时的电流和电阻。 (2)灯泡正常工作 所放出的热量。 (3)在保证电路安全 的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。 【答案】(1)0.5A，6Ω；(2)90J；(3)3Ω~12Ω。 【解析】(1)灯泡L正常工作时的电流： 灯泡L的阻值： ； 113 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(2)灯泡 所放出的热量即电流所做的功： (3)闭合开关，灯泡L和滑动变阻器串联，线路中的最大电流等于灯泡正常工作时的电流： 灯泡L正常发光。此时滑动变阻器两端的电压： 滑动变阻器连入电路的电阻为： 当电压表的示数为最大 时，电路中电流： 此时滑动变阻器连入电路的电阻为： 所以滑动变阻器连入电路的电阻变化范围 。 答：(1)灯泡正常工作时的电流是0.5A和电阻是6Ω；(2)灯泡正常工作 所放出的热量是 90J；(3)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围是3Ω~12Ω。 34.（2020·贵州黔西南）如图是一款可以设定不同出水温度的电热饮水器原理示意图，R是加 热电阻丝，阻值为44Ω，R是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为R=5+0.5t（式中R单位是Ω，t t t 的单位是℃），R是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3V。当电磁维电器线圈中的电流 0 小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热．[c=4.2×103J/（kg·℃）] (1)如果将水只加热到80℃，闭合开关，则滑动变阻器 的阻值要调到多大？（电磁铁线圈电阻 忽略不计） 114 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(2)容器内装有700mL、初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时4min，则该饮水器正常工 作时加热效率是多少? 【答案】(1) ；(2) 。 【解析】(1)由题可知，当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为： 设定温度为80℃，即80℃时，电路中的电流为10mA合0.01A，此时控制电路中的总电阻为： 则滑动变阻器的阻值为： 即滑动变阻器的阻值要调到255Ω。 (2)容器内装有700mL合700cm3，则容器内水的质量为： 这些水温度由20℃的水升高到100℃，所吸收的热量为： 饮水机的工作电路4min，所消耗的电功为： 该饮水器正常工作时加热效率为： 答：(1)如果将水只加热到80℃，闭合开关，则滑动变阻器的阻值要调到255Ω；(2)该饮水器 正常工作时加热效率是89%。 35.（2020·江苏泰州）如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡，分别是 高温烧煮和低温焖饭。S 为挡位自动控制开关，R和R为电热丝，R的阻值为80Ω，高温烧煮挡的 1 1 2 1 功率为660W。求： (1)高温烧煮时干路中的电流； (2)电阻丝R的阻值； 2 (3)电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是多少焦耳。 115 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【答案】(1)3A；(2) ；(3) 。 【解析】(1)由 得，高温烧煮时干路中的电流： (2)当开关S 和S都闭合时，两电阻并联，此时总电阻较小，由 可知，此时为高 1 温烧煮挡；当只闭合开关S时，电路为R的简单电路，此时总电阻较大，由 可知， 2 此时为低温焖饭挡；当开关S 和S都闭合时，由 得，总电阻为： 1 由 得： 解得： (3)低温焖饭挡的功率为： 由 得，电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是： 。 答：(1)高温烧煮时干路中的电流是3A；(2)电阻丝R的阻值是 ；(3)电饭锅低温焖饭 2 0.5h消耗的电能是 。 36．（2020·衡阳）初（17001）班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的 116 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态， 额定电压 220V 加热功率 900W 保温功率 20W 水杯容量 0.6kg R 、R 是加热管的电阻（不考虑阻值受温度变化影响），它的部分技术参数如表所示、试回答下列 1 2 问题： （1）S闭合时，饮水机处于 工作状态。R 的阻值是 Ω。 2 （2）水杯中装满20℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热容为 4.2×103J/（kg•℃），当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失] （3）最近一次使用时，加热管R 损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器（相当于滑动变 1 阻器，以下称为变阻器）设计了如图乙所示的电路来控制加热管R 的发热功率，在老师的指导下进 2 行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗 的电功率P随电流I关系的图象如图丙所示，则： ①求R 的发热功率范围。 2 ②变阻器的最大功率多大？ ③简述：这种设计方案有什么不妥之处（指出一种合理的不妥情况即可）。 【解析】（1）S闭合时，两电阻并联，S断开时，为R 的简单电路，由并联电路小于其中任一 1 电阻，根据P＝ 可知，S闭合时，饮水机处于加热工作状态，功率为900W； S断开时，饮水机处于保温工作状态，功率为20W； 根据并联电路各支路互不影响，故加热时R 的功率为：P＝900W﹣20W＝880W， 2 2 117 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！R＝ ＝ ＝55Ω。 2 （2）一标标准大气压水的沸点为100℃，水杯中装满20℃水加热到沸点吸热： Q ＝cm（t﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.6kg×（100℃﹣20℃）＝2.016×105J， 吸 0 不考虑热损失，消耗的电能W＝Q ＝2.016×105J， 吸 由P＝ 得，将水烧开的时间：t′＝ ＝ ＝224s； （3）①变阻器与R 串联，当变阻器连入电路的电阻为0时， 2 R 的电压为220V，其最大功率为880W； 2 当变阻器最大电阻连入电路中时，由图知电路的最小电流为0.5A，R 的最小功率为： 2 P ＝I 2 R＝（0.5A）2×55Ω＝13.75W； 2小 小 2 R 的发热功率范围为13.75W～880W； 2 ②变阻器的功率：P ＝I2R ＝（ ）2×R ＝ ＝ ， 变 变 变 当R ＝R 时，变阻器的最大功率为： 变 2 变阻器的最大功率：P ＝ ＝ ＝220W； 变大 ③因变阻器与R 串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能工作（或变阻器产生的热量 2 没有被利用）。 答：（1）加热；55；（2）加热224s可将水烧开；（3）①R 的发热功率范围为13.75W～ 2 880W；②变阻器的最大功率为220W；③因变阻器与R 串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电 2 路不能工作（或变阻器产生的热量没有被利用）。 37.（2020·江西）冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用如图所示，是小丽制作的“能加热 的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图，该榨汁杯的部分参数如表所示，求： 118 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！榨汁杯部分参数表 额定电压 220V 加热功率 300W 保温功率 80W 榨汁功率 66W 容量 300mL (1)仅榨汁时的正常工作电流； (2)R的阻值； 2 (3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%，给杯子盛满果汁并加热，使其温度升高 30℃，要加热多长时间｡[ ， ] 【答案】(1)0.3A；(2)220Ω；(3)160s。 【解析】(1)仅榨汁时的正常工作电流：I= =0.3A (2)仅闭合开关S 和S 时，R和R并联，电路的总电阻较小，由P= 可知电功率较大，榨汁 2 3 1 2 杯处于加热挡，仅闭合开关S 时，只有R的简单电路，电路的电阻较大，由P= 可知电功率较 2 1 小，处于保温挡，R的功率：P=P-P=300W-80W=220W 2 2 1 119 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！R的阻值：R= =220Ω 2 2 (3)果汁的质量：m=ρ V=1.2×103kg/m3×300×10-6m3=0.36kg 果汁 果汁吸收的热量：Q =c mΔt=4×103J/(kg·℃)×0.36kg×30℃=4.32×104J 吸 果汁 消耗的电能：W= =4.8×104J 加热时间：t= 答：(1)仅榨汁时的正常工作电流是0.3A；(2)R的阻值是220Ω；(3)要加热时间是160s。 2 三、2019年中考真题 38.（2019·益阳）如图所示电路，电源电压不变，R 为发热电阻，阻值10Ω．R 为定值电阻 1 2 阻值为20Ω．R为滑动变阻器（A、B为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流 表的示数为0.3A，电源电压U=______V．当滑片P移到B点时，发热电阻R 在1分钟内产生的热量 1 为______J。 【答案】故答案为：6；216。 【解析】由图知，闭合开关S，当滑片P移动到A端时，R 和R 并联，电流表测量通过R 的电 1 2 2 流。 因为I= ，所以电源电压为U=IR=0.3A×20Ω=6V； 2 2 滑片P移动过程中，R 两端电压不变，阻值不变， 1 所以1分钟内产生的热量为 。 故答案为：6；216。 39.（2019·湘潭）图是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作1min产生 J的热量，如果这 些热量84%被冷水吸收能使2.0L的水温度升高上 ℃。 120 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！【解析】（1）由图知，电水壶的额定功率为1500W， 所以正常工作1分钟产生的热量：Q＝W＝Pt＝1500W×60s＝9×104J； （2）由ρ＝ 可得水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.0×10﹣3m3＝2kg， 这些热量84%被冷水吸收，即Q ＝84%Q ， 吸 放 由Q＝cm△t得水升高的温度：△t＝ ＝ ＝9℃。 故答案为：9×104；9。 40.（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）， 求： 额定功率 1000W 自重 5N 与桌面接触面积 200cm2 （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。（c =4.2×103J/（kg•℃），g=10N/kg） 水 【解析】（1）壶内装入质量为1kg的水，重力为：G =mg=1kg×10N/kg=10N， 水 装入水后水壶对桌面的压力：F=10N+5N=15N； 装入水后水壶对桌面的压强：p= = =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 =cm（t-t）=4.2×103J∕（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J； 吸 0 （3）不计热损失，W=Q ，由P= 可得电热水壶工作时间：t= = = =336s。 吸 121 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！答：（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。 41.（2019·益阳）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满20℃的水后 加热至70℃，已知水的比热容c =4.2×103J/（kg•℃），干木材的热值q=1.2×107J/kg。 水 （1）水需要吸收多少热量？ （2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？ （3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？ ××型电热水器 额定加热功率 2400W 加热方式 电加热器 额定电压 220V 安全等级 防触电保护一类 20℃ ～ 温度设定范围 净重 20kg 90℃ 整机外形尺 容量 40L 530mm×400mm×400mm 寸 出厂日期 2019年5月15日 【解析】（1）由ρ= 可得水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×40×10-3m3=40kg， 20℃的水加热至70℃，则水吸收的热量： Q =c m（t-t）=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃-20℃）=8.4×106J， 吸 水 0 （2）电热水器正常工作时至少需要消耗的电能：W=Q ， 吸 由P= 可得，电热水器正常工作时至少需要的时间：t= = = =3500s； （3）根据Q =14%Q 可知，干木材完全燃烧放出的热量为： 吸 放 Q = = =6×107J； 放 根据Q =mq可知，需要干木柴的质量为：m′= = =5kg。 放 答：（1）水需要吸收8.4×106J热量；（2）电热水器正常工作时至少需要3500s时间；（3） 如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要5kg干木材。 122 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！42.(2019·岳阳)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 额定功率/W 低温 200 200V 中温 400 高温 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。 【解析】（1）由表中数据可知，高温的功率P =600W，由P=UI可得，在高温档工作时，电路 高 中的电流： ； （2）由 可得，电炖锅的电阻： ， 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： ， 实际功率为： ， 123 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！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 2.16×105J/20=1.08×104J， 低温档消耗的电能W =P t =200W×9×60s=1.08×105J， 低 低 低 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。 124 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！125 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！
