2024年中考物理復(fù)習(xí)提分題型專訓(xùn)（五）焦耳定律

中考提分題型專訓(xùn)（五）專項(xiàng)一初識(shí)焦耳定律1．[2023·福建中考]下列用電器中利用電流熱效應(yīng)工作的是()A．電視機(jī)B．電風(fēng)扇C．電腦D．電爐2．標(biāo)有“220V40W”字樣的電風(fēng)扇、電視機(jī)、電烙鐵、節(jié)能燈正常工作相同時(shí)間，產(chǎn)生熱量最多的是()A．電風(fēng)扇B．電視機(jī)C．電烙鐵D．節(jié)能燈3．一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電壓為220V，線圈電阻R＝0.5Ω，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為4A，電動(dòng)機(jī)正常工作1min產(chǎn)生的熱量為()A．5.28×104JB．480JC．2.42×104WD．880W4．下列事例中屬于防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害的是()A．電熱孵化器孵小雞B．電熱水壺?zé)瓹．電熨斗熨衣服D．電腦防熱風(fēng)扇5．[2023·運(yùn)城期末]甲、乙兩個(gè)電熱器的電阻之比為3:2，通電相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量之比為8:3，則通過甲、乙的電流之比為()A．3:2 B．2:3C．3:4 D．4:36．如圖所示，甲、乙、丙、丁四個(gè)相同容器里裝有質(zhì)量和初溫相同的水，每個(gè)容器放入同種材料繞成的導(dǎo)電線圈，其電阻R1＝R3，R2＝R4，R2＝1.5R1，若同時(shí)通電，經(jīng)過一段時(shí)間后容器中水溫從高到低的順序是()A．甲、乙、丙、丁B．丁、丙、乙、甲C．丙、丁、乙、甲D．甲、乙、丁、丙7. [教材改編題]如圖所示的是探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的實(shí)驗(yàn)裝置，甲、乙兩套裝置中各有兩個(gè)相同的透明容器，其中密封著等量的空氣和一段電阻絲(阻值在圖中已標(biāo)出)，“U”形管中裝有等量的液體，接通電源，觀察現(xiàn)象。

(1)請(qǐng)將甲、乙兩套裝置對(duì)應(yīng)的電路圖畫在下面方框中。(2)實(shí)驗(yàn)中通過觀察_________________________的變化來比較導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少。(3)在使用甲裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的________的關(guān)系，這樣設(shè)計(jì)的目的是控制_____________________。(4)小明在利用甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，左側(cè)“U”形管液面的高度差沒有發(fā)生改變，右側(cè)“U”形管液面的高度差發(fā)生改變，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是______________。(5)用甲裝置正確完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到左側(cè)“U”形管左、右液面高度差小于右側(cè)“U”形管左、右液面高度差，則得出結(jié)論：在________和通電時(shí)間一定時(shí)，__________________________________________越多。(6)在使用乙裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過導(dǎo)體的__________的關(guān)系，在右側(cè)容器外部并聯(lián)5Ω的電阻，作用是___________________________________。(7)在使用乙裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)可得到的結(jié)論是_______________________________________。8．[2023·太原杏花嶺區(qū)階段測(cè)評(píng)]如圖所示的是小明同學(xué)剛買的干鞋器，其電阻為2200Ω，正常工作時(shí)的電流為0.1A，把它放入鞋內(nèi)，通電后可以起到干燥、殺菌、除臭的作用，干鞋器正常工作10min產(chǎn)生的熱量是____________J。9．[2023·揚(yáng)州中考]學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，小芳把裸銅線分別在兩個(gè)削尖的鉛筆芯上繞幾圈，使筆尖剛好接觸，如圖所示，接上9V的電源，接觸點(diǎn)出現(xiàn)了明亮的電火花，是因?yàn)殂U筆尖接觸處的__________；若讓電火花更亮些，方法是__________________，原理是__________。10．某電熱水壺有加熱和保溫兩擋，簡化電路如圖所示。其中R1、R2為電熱絲(不考慮其電阻變化)。已知該壺的額定電壓為220V，只閉合開關(guān)S1時(shí)，電路中的電流為0.5A。(1)求電熱絲R1的阻值。(2)只閉合開關(guān)S1時(shí)，求電熱水壺的電功率。(3)R2＝44Ω，求使用加熱擋時(shí)電熱水壺在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。11．[2022·山西中考]生活中導(dǎo)線與插座連接時(shí)，有人會(huì)將直導(dǎo)線的裸露端直接插入接線孔，但更好的接法是先將導(dǎo)線裸露端折成“U”形再插入，如圖所示。這種“U”形接法可以增大連接處的接觸面積，會(huì)更安全。請(qǐng)你用學(xué)過的物理知識(shí)解釋其中的道理。專項(xiàng)二焦耳定律的相關(guān)計(jì)算12.一臺(tái)電熱飲水機(jī)的內(nèi)部簡化電路如圖所示，飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，R1和R2均為電熱絲，R1＝44Ω，R2＝396Ω，可在電流通過時(shí)產(chǎn)生熱量，且阻值保持不變。(1)當(dāng)閉合開關(guān)S1和S2時(shí)，飲水機(jī)電路連接情況為_______________，此時(shí)電路中的電阻為________Ω，電路中的電流為________A，整個(gè)電路的電功率為________W，飲水機(jī)處于________(填“加熱”或“保溫”)狀態(tài)。(2)當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，飲水機(jī)電路連接情況為____________，此時(shí)電路中的電阻為________Ω，電路中的電流為________A，整個(gè)電路的電功率為________W，飲水機(jī)處于________(填“加熱”或“保溫”)狀態(tài)。13．[2023·山西中考]如圖所示的是某多功能電飯鍋，具有加熱和保溫兩擋功能(S1為總開關(guān)，S2為溫控開關(guān))，其內(nèi)部有兩個(gè)加熱電阻絲R1和R2(R1的電阻是198Ω，R2的電阻是44Ω)。某次用該電飯鍋將2kg初溫為20℃的米和水加熱到100℃，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。下表是電飯鍋銘牌上的部分參數(shù)，求：[米和水混合物的比熱容為4.0×103J/(kg·℃)]容量/kg3.0額定電壓/V220加熱功率/W1100保溫功率/W200(1)加熱過程中，米和水吸收的熱量。(2)正常加熱時(shí)，通過電路的電流。(3)請(qǐng)你在實(shí)線框內(nèi)畫出電飯鍋的電路圖，并結(jié)合所畫的電路圖說明開關(guān)是何種狀態(tài)時(shí)電飯鍋處于加熱狀態(tài)。14．[2023·山西百校聯(lián)考四]小陽家的電熱水壺內(nèi)部有兩根電熱絲，可實(shí)現(xiàn)加熱、保溫兩擋自動(dòng)切換，由于電熱水壺內(nèi)部一根電熱絲燒斷，只有加熱擋能正常工作。如表是電熱水壺銘牌上的部分參數(shù)。小陽對(duì)該電熱水壺進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)電熱水壺正常加熱5min可將滿壺20℃的水加熱至沸騰(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)。求：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](1)請(qǐng)根據(jù)以上信息，在實(shí)線框內(nèi)畫出電熱水壺內(nèi)部的電路圖。額定電壓220V額定功率加熱擋2kW保溫?fù)?00W滿壺水的質(zhì)量1.5kg(2)電熱水壺的加熱效率。(3)加熱擋工作時(shí)，電熱絲的阻值。15.一款“充電式”暖手寶加熱部分的簡化電路如圖所示，該充電式暖手寶可以通過S1、S2兩個(gè)開關(guān)的斷開與閉合實(shí)現(xiàn)低溫、高溫兩個(gè)擋位的變化。電源電壓為12V，R1和R2均為電熱絲，且R1＝12Ω，R2＝6Ω。(1)當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，暖手寶電路連接情況為__________________，此時(shí)電路中的電阻為________Ω，電路中的電流為________A，整個(gè)電路的電功率為________W，暖手寶處于________(填“低溫”或“高溫”)擋。(2)當(dāng)閉合開關(guān)S1和S2時(shí)，暖手寶電路連接情況為____________，此時(shí)電路的總電流為________A，整個(gè)電路的電功率為________W，暖手寶處于________(填“低溫”或“高溫”)擋。16．多功能養(yǎng)生壺具有精細(xì)烹飪、營養(yǎng)量化的功能，深受用戶好評(píng)。如圖所示的是某養(yǎng)生壺的簡化電路，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。電源電壓/V220低溫功率/W275中溫功率/W550高溫功率/W1100容積/L1(1)說明當(dāng)養(yǎng)生壺功率為550W時(shí)開關(guān)S1、S2所處狀態(tài)。(2)試計(jì)算R1的阻值。(3)試計(jì)算R2的阻值。17．[2023·山西百校聯(lián)考三]創(chuàng)新小組對(duì)如圖甲所示的電煮鍋的相關(guān)問題進(jìn)行了研究，他們通過說明書了解到，電煮鍋內(nèi)有兩根阻值相同的電熱絲R1、R2，并且可以通過控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)高、低兩擋加熱，他們將電煮鍋單獨(dú)接入家庭電路中，觀察到電煮鍋將1.5kg食物從20℃加熱到100℃時(shí)，如圖乙所示的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了500r。則：[食物的比熱容取4.0×103J/(kg·℃)](1)食物吸收的熱量是多少？(2)電煮鍋的加熱效率是多少？(3)同學(xué)們認(rèn)為該電煮鍋雖有兩個(gè)擋位，但不能連續(xù)調(diào)溫，他們添加了合適的器材，利用電熱絲R1重新設(shè)計(jì)了可連續(xù)調(diào)溫的電路圖，請(qǐng)?jiān)趯?shí)線框內(nèi)畫出該電路圖。18．[2021·山西中考]小偉家的電熱飲水機(jī)通過旋鈕開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)加熱和保溫兩個(gè)擋位的切換。小偉查閱資料得到飲水機(jī)的部分信息，如下表所示。飲水機(jī)正常加熱7min，可將質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到沸騰(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，然后轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。請(qǐng)你結(jié)合小偉的調(diào)查研究，回答下列問題：額定電壓U/V220加熱功率P1/W1000保溫功率P2/W100電阻R1/Ω435.6電阻R2/Ω48.4(1)在圖中虛線框內(nèi)畫出導(dǎo)線、電阻R1和電阻R2三個(gè)元件的符號(hào)，將飲水機(jī)的電路圖連接完整。(旋鈕開關(guān)位于a、a點(diǎn)，表示a與a接通)(2)加熱過程中，飲水機(jī)的加熱效率。[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)]19．[2022·山西中考]善于動(dòng)手動(dòng)腦的小明研究了汽車座椅加熱原理后，計(jì)劃自制具有加熱和保溫兩擋功能且方便攜帶的加熱坐墊送給爺爺。他在網(wǎng)上購買了電壓為5V的電源，兩個(gè)阻值為2.5Ω的加熱電阻片，若干導(dǎo)線和開關(guān)。(1)請(qǐng)你幫助小明設(shè)計(jì)電路，并畫在實(shí)線框內(nèi)。(2)求自制加熱坐墊的加熱和保溫功率。參考答案1．D2．C3．B4．D5．D6．C7．解：(1)如圖所示。(2)“U”形管中液面的高度差(3)電阻；電流和通電時(shí)間相等(4)左側(cè)裝置漏氣(5)電流；導(dǎo)體電阻越大，電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量(6)電流；改變通過右側(cè)容器中的電阻的電流大小(7)其他條件相同時(shí)，通過導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多8．1.32×1049．電阻較大；增大電源的電壓；Q＝I2Rt10．解：(1)只閉合開關(guān)S1時(shí)，此電路是只有R1的簡單電路，電路中的電流為0.5A，根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)可得R1＝eq\f(U,I1)＝eq\f(220V,0.5A)＝440Ω。(2)根據(jù)電功率的計(jì)算公式P＝UI，可得只閉合開關(guān)S1時(shí)電熱水壺的電功率P＝UI1＝220V×0.5A＝110W。(3)閉合開關(guān)S1、S2，電熱水壺處于加熱擋，R1、R2并聯(lián)，通過R2的電流為I2＝eq\f(U,R2)＝eq\f(220V,44Ω)＝5A，通過R1的電流為0.5A，則并聯(lián)電路的總電流為I總＝I1＋I(xiàn)2＝0.5A＋5A＝5.5A，并聯(lián)電路的總電阻為R總＝eq\f(U,I總)＝eq\f(220V,5.5A)＝40Ω，根據(jù)焦耳定律可得Q＝eq\f(U2,R總)t＝eq\f(（220V）2,40Ω)×10s＝12100J。11.解：“U”形接入法可以增大連接處的接觸面積，在長度、材料不變時(shí)，減小連接處的電阻，根據(jù)Q＝I2Rt可得，當(dāng)電流、通電時(shí)間一定時(shí)，連接處的電阻越小，連接處產(chǎn)生的熱量越少，更安全。12．(1)只有R1連入電路；44；5；1100；加熱(2)R1、R2串聯(lián)；440；0.5；110；保溫13．解：(1)加熱過程中，米和水吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)＝4.0×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－20℃)＝6.4×105J；(2)由P＝UI得，正常加熱時(shí)，通過電路的電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(1100W,220V)＝5A；(3)由題意知，S1是總開關(guān)，同時(shí)控制兩個(gè)電阻，S2是溫控開關(guān)，閉合時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，據(jù)P＝eq\f(U2,R)知，此時(shí)電路中的電阻較小，所以此時(shí)只有R2工作，斷開時(shí)，處于保溫狀態(tài)，電路中的電阻較大，兩個(gè)電阻同時(shí)工作。作圖如圖所示：由圖示知，當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電路中只有R2工作，電飯鍋處于加熱狀態(tài)。(解題過程僅供參考)14．解：(1)如圖所示。s(2)由P＝eq\f(W,t)得，電熱水壺加熱5min消耗的電能W＝P加t＝2000W×5×60s＝6×105J，壺內(nèi)水吸收的熱量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃－20℃)＝5.04×105J，電熱水壺的加熱效率η＝eq\f(Q吸,W)＝eq\f(5.04×105J,6×105J)＝0.84＝84%。(3)由P＝eq\f(U2,R)得，電熱絲的阻值R加＝eq\f(U2,P加)＝eq\f(（220V）2,2000W)＝24.2Ω。15．(1)只有R1連入電路；12；1；12；低溫(2)R1、R2并聯(lián)；3；36；高溫16．解：(1)當(dāng)S1閉合、S2置于A點(diǎn)時(shí)，R2被短路，R1單獨(dú)接入電路中，此時(shí)養(yǎng)生壺為中溫?fù)酰β蕿?50W。(2)當(dāng)S1閉合、S2置于A點(diǎn)時(shí)，養(yǎng)生壺處于中溫?fù)?，R1的功率P1等于中溫功率，即P1＝P中＝550W，由P＝eq\f(U2,R)得R1＝eq\f(U2,P1)＝eq\f(（220V）2,550W)＝88Ω。(3)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接B時(shí)，電阻R1、R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，電路的總功率最大，此時(shí)養(yǎng)生壺為高溫?fù)?。根?jù)P高＝P1＋P2可得P2＝P高－P1＝1100W－550W＝550W。由P＝eq\f(U2,R)可得R2的阻值R2＝eq\f(U2,P2)＝eq\f(（220V）2,550W)＝88Ω。17．解：(1)食物吸收的熱量Q吸＝cmΔt＝4.0×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃－20℃)＝4.8×105J。(2)3000r/(kW·h)表示電路中每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000r，則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了500r電煮鍋消耗的電能W＝eq\f(500r,3000r/（kW·h）)＝eq\f(1,6)kW·h＝6×105J，電煮鍋的加熱效率η＝eq\f(Q吸,W)×100%＝eq\f(4.8×105J,6×105J)×100%＝80%。(3)如圖所示。18．解：(1)飲水機(jī)只有加熱和保溫兩個(gè)擋位，由P＝UI＝eq\f(U2,R)得R加＝eq\f(U2,P1)＝eq\f(（220V）2,1000W)＝48.4Ω＝R2，R保＝eq\f(U2,P2)＝eq\f(（220V）2,100W)＝484Ω＝R1＋R2。如圖所示。上圖：aa為斷開；bb為加熱；cc為保溫。下圖：aa為斷開，bb為保溫，cc為加