電能、電功、電功率和焦耳定律-（2019-2023）中考模擬物理分項匯編解析

PAGE1專題20電能、電功、電功率和焦耳定律（解析版）1．（2023·安徽·統(tǒng)考中考真題）為估測一個電熱水壺燒水時的電功率，小林在壺中裝入質(zhì)量為1kg的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為。（1）求該過程中水吸收的熱量；（2）若電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；（3）用上述方案估測出的電功率與實際功率相比、偏大還是偏??？簡要說明原因?！敬鸢浮浚?）2.1×105J；（2）1000W；（3）偏??；在加熱的實際過程中是有熱量損失的【解析】（1）水吸收的熱量為Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J（2）若電熱水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收W=Q吸=2.1×105J熱水壺的加熱功率為（3）因為在加熱的實際過程中是有熱量損失的，例如：容器吸熱、周圍空氣吸熱等，所以第（2）問所得的功率比實際功率偏小。答：（1）這壺水在加熱過程中吸收2.1×105J的熱量；（2）若電熱水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，則熱水壺的加熱功率是1000W；（3）第（2）問所得的功率比實際功率偏?。辉诩訜岬膶嶋H過程中是有熱量損失的。2．（2023·安徽·統(tǒng)考中考真題）在某汽車尾部的擋風玻璃上，有一種電加熱除霧裝置，它由5條阻值均為的電阻絲并聯(lián)而成，簡化結(jié)構(gòu)如圖所示。該裝置與12V的汽車電池接通工作1min，產(chǎn)生的總熱量為________J。

【答案】3600【解析】由于5條電阻絲并聯(lián)，所以每根電阻絲兩端的電壓都為12V，每根電阻絲流過的電流是電路中總電流是電加熱除霧裝置的加熱功率1min產(chǎn)生的熱量為W＝Pt＝60W×1×60s＝3600J3．（2022·安徽·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，電源電壓保持不變，電阻、。閉合開關(guān)，則通電，電阻產(chǎn)生的熱量為______?！敬鸢浮?0【解析】因為串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以電路中總電阻為根據(jù)歐姆定律可得，電路中電流為根據(jù)焦耳定律可得，通電，電阻產(chǎn)生的熱量為4．（2021·安徽·統(tǒng)考中考真題）圖示電路中，電源電壓不變，電阻R1=30Ω，R2=60Ω，閉合開關(guān)S，電流表A的示數(shù)為0.3A，則通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量為______J?！敬鸢浮?2【解析】由圖可知，兩個電阻并聯(lián)，電流表測量干路中的電流，電路的總電阻電源電壓U=IR=0.3A×20Ω=6V通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量5．（2020·安徽·統(tǒng)考中考真題）如圖所示的電路中，電源電壓U=9V，電阻R1=200Ω，R2=100Ω，則通電1min該電路產(chǎn)生的熱量為________J?！敬鸢浮?6.2【解析】由電路圖可知，兩個電阻串聯(lián)，故電路的電流為則通電1min該電路產(chǎn)生的熱量為6．（2019·安徽·中考真題）圖示電路中，U=12V，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω.當S2斷開，S1閉合時，電阻R1消耗的電功率為__________W；當S1、S2都閉合時，6s內(nèi)電流通過R2產(chǎn)生的熱量是_____J?！敬鸢浮?.6432【解析】當S2斷開，S1閉合時，電阻R1和R3串聯(lián)，電路的電流電阻R1消耗的電功率=（1.2A）2×6Ω=8.64W當S1、S2都閉合時，電阻R1和R2先并聯(lián)，再和R3串聯(lián)，R1和R2并聯(lián)的總電阻干路中的電流則電阻R2兩端的電壓U2=I′R=2A×2Ω=4V6s內(nèi)電流通過R2產(chǎn)生的熱量1．（2023·安徽蕪湖·統(tǒng)考一模）如圖所示，將定值電阻R1、R2按甲、乙兩圖接在電壓不同的電路中，已知兩圖中R1兩端的電壓相等，乙圖中流過R1、R2的電流之比為2：1。下列說法中正確的是（）A．兩電阻的阻值之比為R1：R2=2：1B．兩圖中電源的電壓之比為U1：U2=3：2C．兩圖中流過R2的電流之比為I2甲：I2乙=3：2D．兩圖電路消耗的總功率之比為P甲：P乙=2：1【答案】D【解析】A．由圖乙可知，R1和R2并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的分流性故A錯誤；B．由圖甲可知，R1與R2串聯(lián)，則電路的總電阻為根據(jù)串聯(lián)電路的分壓性可得兩圖中R1兩端的電壓相等，又由圖乙知，R1和R2并聯(lián)，則所以故B錯誤；C．由圖甲可知，R1與R2串聯(lián)，串聯(lián)電路中各處的電流相等，通過R2的電流為由圖乙可知，R1和R2并聯(lián)，關(guān)聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等且與電源電壓相等，則通過R2的電流為所以故C錯誤；D．由圖乙可知，R1和R2并聯(lián)，電路的總電阻為由及歐姆定律可得則圖甲電路消耗的總功率為圖乙電路消耗的總功率為所以故D正確。故選D。2．（2023·安徽·模擬預測）圖是探究“影響電流熱效應因素”的實驗裝置，將R1、R2兩電阻絲密封在兩只完全相同的燒瓶內(nèi)，且R1＞R2，瓶內(nèi)裝入等質(zhì)量的煤油，下列說法錯誤的是（）A．燒瓶內(nèi)選用比熱容較小的液體，可以使實驗現(xiàn)象更明顯B．該裝置可以探究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系C．實驗中通過溫度計示數(shù)的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少D．若要比較水和煤油的比熱容大小，只需將一個燒瓶內(nèi)的煤油換成等質(zhì)量的水即可【答案】D【解析】A．在液體質(zhì)量相同、吸收熱量相同的情況下，比熱容小的物質(zhì)溫度要升高的多，所以用比熱容小的液體可以使實驗現(xiàn)象更明顯，故A正確，不符合題意；B．由圖可知，該電路為串聯(lián)電路，通過兩個電阻的電流和通電時間是相同的，電阻不同，所以該裝置可以探究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，故B正確，不符合題意；C．通電后電流通過電阻絲做功，產(chǎn)生熱量使煤油的溫度升高，通過觀察溫度計的示數(shù)大小來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少，這個研究方法為轉(zhuǎn)換法，故C正確，不符合題意；D．比較水和煤油的比熱容大小時，需要用相同的加熱器加熱質(zhì)量相同的不同液體，使它們在相同的時間內(nèi)吸收相同的熱量，所以需要控制兩個電阻的裝置相同，故D錯誤，符合題意。故選D。3．（2023·安徽·模擬預測）兩個定值電阻，甲標有“10Ω1A”，乙標有“15Ω0.6A”，現(xiàn)把它們連入由一個開關(guān)和電源組成的電路，以下說法正確的是（

）A．甲、乙并聯(lián)時允許干路最大電流為1.6AB．甲、乙并聯(lián)時允許乙的最大功率為9WC．甲、乙串聯(lián)時允許電源最大電壓為19VD．甲、乙串聯(lián)時允許甲的最大功率為3.6W【答案】D【解析】AB．由可得，兩電阻兩端允許加的最大電壓分別為，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，甲、乙并聯(lián)時，電源的最大電壓此時通過甲電阻的電流通過乙電阻的電流因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，干路中允許通過的最大電流允許乙的最大功率故AB錯誤；CD．因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且甲乙允許的最大電流分別為1A、0.6A，所以，甲、乙串聯(lián)時電路的最大電流因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，允許電源最大電壓允許甲的最大功率故C錯誤，D正確。故選D。4．（2023·安徽·模擬預測）如圖所示電路中，將開關(guān)S閉合，完全相同的燈L1和燈L2均發(fā)光。下列說法正確的是（）A．燈L1比燈L2亮B．通過A點的電流大于通過B點的電流C．燈L1的實際電功率比燈L2的實際電功率小D．電路中AB兩點間的電壓等于BC兩點間的電壓【答案】D【解析】ABC．由圖可知，兩個燈泡串聯(lián)，兩個燈泡完全相同，兩個燈泡的電阻相同，串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以通過A點的電流等于通過B點的電流，由P=I2R可知兩個燈泡的實際功率相同，兩個燈泡亮度相同，故ABC錯誤；D．由U=IR可知兩個燈泡兩端的電壓相等，所以AB兩點間的電壓等于BC兩點間的電壓，故D正確。故選D。5．（2023·安徽合肥·合肥市第四十八中學?？家荒＃┤鐖D所示為探究“焦耳定律”的實驗裝置．兩個透明容器中密封著等量的空氣，U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化．將容器中的電阻絲R1、R2串聯(lián)在電路中，且R1<R2。下列說法正確的是（）A．該實驗裝置用于探究“電壓和通電時間一定時，電熱與電阻的關(guān)系”B．閉合開關(guān)后，通過R1的電流大于R2的電流C．閉合開關(guān)后，甲管中液面上升比乙慢D．閉合開關(guān)后，要使電流增大，應將滑動變阻器滑片P向左移動【答案】C【解析】由于圖中兩電阻串聯(lián)，所以，通過的電流和通電時間相等，而電阻不同，故可研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，AB錯誤；由于R1＜R2，由Q=I2Rt知道，右邊容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量多，所以，由轉(zhuǎn)換法知道，甲管中液面上升比乙慢，故C正確；閉合開關(guān)后，由歐姆定律知道，要使電流增大，需要減小電路的電阻，即應將滑動變阻器滑片P向右移動，故D錯誤。故選C。6．（2023·安徽·模擬預測）把一個標有“10V3W”的小燈泡和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為12V的電源上（如圖所示），小燈泡恰能正常工作．該電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量是A．60J B．36J C．30J D．6J【答案】D【解析】燈泡正常發(fā)光時的電流IL==0.3A因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且小燈泡正常發(fā)光，R兩端的電壓UR=U-UL=12V-10V=2V因串聯(lián)電路中各處的電流相等，該電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量Q=W=URIt=2V×0.3A×10s=6J7．（2023·安徽合肥·合肥市第四十五中學?？家荒＃┤鐖D所示電路，電源電壓為8V保持不變，閉合開關(guān)S，當滑片P在a端時，電流表示數(shù)為0.1A，R2消耗的電功率為0.6W；當滑片P在b端時，R1消耗的電功率為______W?！敬鸢浮?.2【解析】由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。當滑片P在a端時，電流表示數(shù)為0.1A，由串聯(lián)電路的電流特點可知，通過R1、R2的電流I1＝I2＝0.1A由P＝UI可知，此時R2兩端電壓由串聯(lián)電路的電壓特點可知，R1兩端的電壓U1＝U﹣U2＝8V﹣6V＝2V由歐姆定律可知，R1的電阻滑片P在另一端b點時，即變阻器連入電路中的電阻為0，電路中只有R1，此時R1消耗的電功率為8．（2023·安徽合肥·合肥壽春中學?？寄M預測）將定值電阻R1＝6Ω、R2＝10Ω連在如圖所示的電路中，電源電壓恒定不變，只閉合開關(guān)S時，電流表的示數(shù)為0.3A，則開關(guān)S、S1，都閉合時，電流表示數(shù)為_____A，10s內(nèi)整個電路消耗的電能為_____J?！敬鸢浮?.824【解析】[1]如圖所示，只閉合開關(guān)S時，電路為R2的簡單電路，電流表測通過R2的電流I2＝0.3A，由歐姆定律可得，電源電壓為開關(guān)S、S1都閉合時，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點有則通過R1的電流為因S1閉合前后，通過R2的電流不變，故干路電流為[2]10秒鐘內(nèi)整個電路消耗的電能為9．（2023·安徽·校聯(lián)考二模）短路時，電路中的電流很大，電源和導線會因發(fā)熱過多而燒壞。現(xiàn)將根導線直接接到一節(jié)干電池的兩極，電池的電壓為1.5V，已知電源和導線的總電阻為0.5Ω，則在1min內(nèi)電路中電流產(chǎn)生的熱量是______J?！敬鸢浮?70【解析】在1min內(nèi)電路中電流產(chǎn)生的熱量10．（2023·安徽·模擬預測）某品牌手機鋰電池上面標明電壓為4.2V，容量為3600mA·h，充滿電后存儲的電能可供手機待機72h，則手機的待機功率為______W?！敬鸢浮?.21【解析】根據(jù)題意知道，鋰電池的電壓是4.2V，容量是3600mA?h，由W=UIt知道，手機鋰電池儲存的電能是W=UIt=4.2V×3600×10-3A×3600s=54432J又因為充滿電后存儲的電能可供手機待機72h，所以，手機的待機功率是【點睛】本題考查的是電功和電功率的計算，解題的關(guān)鍵是明確手機電池容量的含義，難度不大。11．（2023·安徽·校聯(lián)考模擬預測）圖中電源電壓保持不變，燈泡標有"6V，3W字樣，當開關(guān)s閉合時.燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為0.8A，則電阻R=____Ω．.通電10s.R產(chǎn)生的熱量為______J.【答案】20Ω18J【解析】當閉合開關(guān)S時，燈L正常發(fā)光，說明電源電壓為U=6V，電流表測的是總電流，則I=0．8A，由P=UI可知，燈泡中的電流：IL=P額/U額=3W/6V=0.5A，根據(jù)并聯(lián)電路的干路電流等于各支路電流之和可知：電阻中的電流:IR=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A，由I=U/R得，電阻:R=U/IR=6V/0．3A=20Ω；通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量：Q=W=UIRt=6V×0．3A×10s=18J。12．（2023·安徽池州·校聯(lián)考二模）如圖甲所示電路，電源電壓不變，燈泡L上標有“5V2.5W”字樣，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A。閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P由b端滑到中點的過程中，燈泡L的電功率與電流的P－I關(guān)系圖像如圖乙所示，忽略溫度對燈絲電阻的影響。求：（1）燈泡L正常發(fā)光時的電阻；（2）滑片P在b端時，lmin內(nèi)燈泡L消耗的電能；（3）電源電壓；（4）在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器允許連入電路的最小阻值。【答案】（1）10Ω；（2）54J；（3）6V；（4）2Ω【解析】解：（1）燈泡的型號規(guī)格為“5V，2.5W”，即燈泡的額定功率P額=2.5WU額=5V根據(jù)公式P=UI變形得（2）當滑動變阻器完全接入電路時，即滑片P位于b端，此時電路中接入的電阻最大，電路中的電流最小，燈泡兩端的電壓最小，消耗的電功率最小，由乙圖可知，P位于b端時，此時燈泡消耗的電功率為P燈=0.9W根據(jù)電能公式W=Pt得，滑片P在b端時，lmin內(nèi)燈泡L消耗的電能W燈=P燈t=0.9W×1×60s=54J電源電壓為①（3）當滑動變阻器的滑片P滑到中點時，電路中的電流為0.4A，此時電源電壓為③由①③式得代入①式得（4）燈泡電流最大為最大電流小于電流表的量程，所以電路中最大電流只能為0.5A，且滑動變阻器必須接入，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律可知，當電路中的電流最大為0.5A時，滑動變阻器接入電路的阻值最小，此時燈泡兩端電壓為5V，滑動變阻器兩端電壓為1V，且不超過電壓表量程的最大值，所以此時接入電路的阻值為最小值答：（1）燈泡L正常發(fā)光時的電阻為10Ω；（2）滑片P在b端時，lmin內(nèi)燈泡L消耗的電能為54J；（3）電源電壓為6V；（4）在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器允許連入電路的最小阻值為2Ω。13．（2023·安徽·模擬預測）如圖甲是小紅家的電烤箱的簡化電路圖，R1和R2均為電烤箱中的發(fā)熱電阻（不考慮溫度對電阻的影響），已知R2的阻值為70Ω，當只閉合S1時為低溫擋，低溫擋電烤箱的電功率為440W。求：（1）電烤箱在低溫擋正常工作5min消耗的電能；（2）發(fā)熱電阻R1的阻值；（3）小紅關(guān)閉家中其他用電器，只讓電烤箱在高溫擋工作，發(fā)現(xiàn)在1min內(nèi)，圖乙所示的電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，求此時的實際電壓?！敬鸢浮浚?）1.32×105J；（2）40Ω；（3）200V【解析】解：（1）電烤箱在低溫擋正常工作5min消耗的電能（2）低溫擋電烤箱的電功率為440W，根據(jù)得低溫擋工作時電路中的電流：當只閉合S1時，兩電阻串聯(lián)，為低溫擋，低溫擋的電流為2A，由歐姆定律得電路的總電阻故（3）電能表盤中