2019中考物理 知識點(diǎn)全突破系列 專題113 焦耳定律的應(yīng)用（含解析）.doc

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焦耳定律的應(yīng)用 一、計(jì)算題 1. 在如圖所示電路中，定值電阻 R0的阻值為 20Ω，電動機(jī)線圈電阻為 2Ω，閉合開關(guān)，電流表 A1、A2的示數(shù)分別為 0．8A，0．3A，求: （1）該電路電源電壓 （2）1min 內(nèi)電路消耗的電能 （3）1min 內(nèi)電流通過電動機(jī)產(chǎn)生的熱量 2. 如圖所示的電路圖中，電阻R1的阻值為10Ω．閉合開關(guān)S，A1的示數(shù)為0.4A，A的示數(shù)為0.6A，求： （1）通過R2的電流； （2）R1兩端的電壓； （3）在60s內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量． 3. 第41屆世界博覽會于xx年5月1日至10月31日在我國上海舉行，世博會的主題是“城市，讓生活更美好”．在場館和樓房建設(shè)工地上，“塔吊”是常見的一種起重設(shè)備，如圖所示是“塔吊”的示意圖．假設(shè)某塔吊配置的電動機(jī)銘牌上標(biāo)有：額定電壓380V，額定功率38kW，線圈電阻0.4Ω．在一次吊起重物時(shí)，電動機(jī)正常工作20s，把重物吊起20m． 求： （1）該電動機(jī)在這次吊起重物的過程中消耗的電能． （2）電動機(jī)工作過程中，線圈產(chǎn)生的熱量． （3）在該起重設(shè)備中，如果這次吊起重物的機(jī)械效率為80%，則被吊重物的質(zhì)量為多少t？ 4.如圖所示，電源電壓恒定為6V，電阻R3=10Ω．當(dāng)斷開開關(guān)S2閉合開關(guān)S1時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V，電路中電流為0.2A．求： （1）電阻R3在1min產(chǎn)生的熱量． （2）電阻R1的阻值． （3）閉合開關(guān)S1和S2 ， 電路消耗的總功率． 5. 熱熔膠是生產(chǎn)中常用的粘合劑，它在常溫下是固體，熔化后再冷卻就能將物體牢牢地粘合在﹣起．圖甲是熱熔膠槍（簡稱“膠槍”）的外形，其內(nèi)部有兩只相同的PTC加熱元件，電路如圖乙所示，單只PTC加熱元件的電阻與溫度的變化關(guān)系如圖丙所示．膠槍扳機(jī)松開時(shí)，開關(guān)Sl斷開，開關(guān)S2的觸片與b觸點(diǎn)接通，若此時(shí)接通電源，膠槍就進(jìn)入預(yù)熱狀態(tài)，約60s后熱熔膠熔化成的膠液溫度達(dá)到正常工作溫度（170℃～210℃）．此后，若扣動扳機(jī)，膠槍就進(jìn)入正常工作狀態(tài)：固體膠條向前擠壓，開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2的觸片與a觸點(diǎn)接通，槍口冒出溫度為170℃～210℃的膠液．在近似計(jì)算時(shí)，可以認(rèn)為膠液的溫度與PTC加熱元件的溫度相同．接通電源120s后，問： （1）膠槍在預(yù)熱過程中消耗的最大功率是多大？ （2）假設(shè)膠槍在溫度為170℃的條件下工作200s，它產(chǎn)生熱量的80%被膠條吸收，在這過程中膠條吸收了多少熱量？ （3）膠槍正常工作時(shí)的最小電流是多少？ 6.如圖所示是某型號的電熱水壺及銘牌，請根據(jù)銘牌所提供的信息，求： （1）電熱水壺正常工作時(shí)電熱絲的電阻是多大？ （2）電熱水壺正常工作5min產(chǎn)生的熱量是多少焦？ （3）若夏天用電高峰時(shí)電熱水壺的實(shí)際工作電壓只有200V，不考慮電熱絲電阻隨溫度的變化，則電熱水壺的實(shí)際功率為多少瓦？（結(jié)果保留一位小數(shù)） 7. 如圖甲是定值電阻 和標(biāo)有“6V 6W”燈泡L的信息圖像。將它們接入圖22乙所示的電路，其中電源電壓不變,滑動變阻器R最大阻值為8Ω，當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1,滑片P位于R最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率為1W.求: （1）的阻值； （2）燈泡正常發(fā)光100s,電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量; （3）電源電壓； （4）電路消耗的最大電功率。 8. 小華家買了一個家用電吹風(fēng)，其簡化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如下表。電吹風(fēng)在額定電壓下工作，請解答如下問題： （1）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動機(jī)的電流是多大？ （2）電熱絲工作時(shí)的電阻是多大？ （3）電吹風(fēng)內(nèi)電動機(jī)的電阻是1Ω，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)5min產(chǎn)生的熱量是多少？ 9. 小華家買了一個家用電吹風(fēng)，其簡化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如下表。電吹風(fēng)在額定電壓下工作，請解答如下問題： （1）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動機(jī)的電流是多大？ （2）電熱絲工作時(shí)的電阻是多大？ （3）電吹風(fēng)內(nèi)電動機(jī)的電阻是1Ω，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)30min產(chǎn)生的熱量是多少？ 10.如圖所示，電源電壓和小燈泡L電阻不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 6W”字樣，滑動變阻器阻值變化范圍為0～18Ω．當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為1.5A．求： （1）小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻； （2）通電5min電流通過R1產(chǎn)生的熱量； （3）當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開，小燈泡功率的變化范圍． 11.如圖甲所示的滑動變阻器是賀州市初中物理實(shí)驗(yàn)操作考查中要用到的儀器之一，小露將一個標(biāo)有“20Ω 1A”字樣的滑動變阻器的A、B、C接線柱，分別與圖乙中部分電路圖的A′B′C′導(dǎo)線對應(yīng)連接．已知滑動變阻器的滑片P恰好移到中點(diǎn)，定值電阻R=10Ω，電源電壓為6V． ①連接好甲、乙兩圖中對應(yīng)AA′、BB′、CC′后，閉合開關(guān)S，求電路中通過電阻R的電流是多少A，此時(shí)電壓表的計(jì)數(shù)是多少V？ ②求電阻R的電功率是多少W？ ③通電1min后電阻R產(chǎn)生的熱量是多少J？ 12.如圖電路，已知R1=10Ω，R2=20Ω．閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為4V．求： （1）通過R2的電流； （2）電阻R1消耗的電功率； （3）1min內(nèi)通過R2的電流產(chǎn)生的熱量． 13.某同學(xué)組裝了一臺直流電動機(jī)模型，他將電動機(jī)模型接入如圖所示的電路中，已知電源電壓U=3V，并保持不變，接通電路后，電動機(jī)沒轉(zhuǎn)動時(shí)，電流表讀數(shù)為2A；電動機(jī)正常轉(zhuǎn)動時(shí)，電流表讀數(shù)為0.8A．當(dāng)該電動機(jī)正常轉(zhuǎn)動10min時(shí)，求： （1）消耗的電能； （2）線圈產(chǎn)生的熱量． 二、填空題 14. 如圖所示電路，已知R1為40Ω，在閉合開關(guān)S的情況下，斷開開關(guān)S1時(shí)電壓表的讀數(shù)是2.0V；閉合開關(guān)S1時(shí)電壓表的讀數(shù)是8.0V，通過R1的電流為________A，通電1分鐘，R1上產(chǎn)生的熱量為________J；電阻R2為________Ω． 15.兩定值電阻RA和RB中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示，若將兩電阻串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端，電路的總功率為________W，通電一段時(shí)間后，RA和RB產(chǎn)生的熱量之比是________。 16. 如圖，是小明家電能表的銘牌，在斷開其它用電器的情況下，標(biāo)有“220V 1000W”的電熱水器和標(biāo)有“220V 1500W”的空調(diào)________（選填“能”或“不能”）同時(shí)使用．電熱水器是利用電流的________效應(yīng)工作的．小明只將“220V 1000W”的電熱水器接入電路工作，2min電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過81轉(zhuǎn)，則電熱水器的實(shí)際電功率為________W，這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量________J． 17. 如圖是電飯鍋內(nèi)部簡化電路圖，已知R0=55Ω，R1=1045Ω，當(dāng)S接“1”時(shí)，電飯鍋正常工作電路中電流是　________A；當(dāng)S接“2”時(shí)，通電1min產(chǎn)生的熱量是　________　J． 三、綜合題 18.在如圖所示的電路中，電源電壓不變，R1=3Ω，R2=6Ω． （1）當(dāng)S1、S3斷開，S2閉合時(shí)，電流表示數(shù)為1A，求電源電壓． （2）當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，求電路中的總功率； （3）通電1min，電阻R1產(chǎn)生的熱量． 19.如圖甲所示，電源電壓恒定不變，滑動變阻器R1的最大阻值是40Ω，小燈泡的額定電壓為6V，它的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示． （1）當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，將滑動變阻器R1的滑片調(diào)到中點(diǎn)，此時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光．求電源電壓和小燈泡的額定功率； （2）當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí)，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A，求電阻R2的阻值，小燈泡的實(shí)際功率； （3）當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí)，通電1min，求電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量． 20.如圖所示的電路中，定值電阻R1=150Ω、R2=300Ω．閉合開關(guān)S后，電流表A2的示數(shù)為5mA．求： （1）電阻R1兩端的電壓為多少 （2）電流表A1的示數(shù)為多少 （3）電路工作5min，R1產(chǎn)生的焦耳熱是多少．  答案解析部分 一、計(jì)算題 1.【答案】（1）解：U2=I2R0=0.3A20Ω=6V U= U2=6V 答：該電路電源電壓6V； （2）解：W總=UIt=6V0.8A60s=288J 答：1min 內(nèi)電路消耗的電能288J； （3）解：I1=I-I2=0.8A-0.3A=0.5A Q= I12Rt=(0.5A)22Ω60s=30J。 答：1min 內(nèi)電流通過電動機(jī)產(chǎn)生的熱量30J。 【解析】【分析】（1）歐姆定律的應(yīng)用； （2）、（3）此電路不是純電阻電路，求電流做功的多少要用W=UIt，求電流通過電動機(jī)產(chǎn)生的熱量要用Q=I2Rt。 2.【答案】（1）∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和， ∴通過R2的電流I2=I﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A 答：通過R2的電流為0.2A （2）根據(jù)歐姆定律可得，R1兩端的電壓： U1=I1R1=0.4A10Ω=4V 答：R1兩端的電壓為4V （3）在60s內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量： Q1=I12R1t=（0.4A）210Ω60s=96J 答：在60s內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量為96J 【解析】【分析】由電路圖可知，兩電阻并聯(lián)，電流表A測干路電流，電流表A1測R1支路的電流．（1）根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R2的電流；（2）根據(jù)歐姆定律求出R1兩端的電壓；（3）根據(jù)Q=I2Rt求出在60s內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量． 3.【答案】（1）解：由于電動機(jī)正常工作，消耗的功率等于額定功率，即P=38kw=3.8104W，工作時(shí)間t=20s， 由P= 可得，電動機(jī)消耗的電能為： W=Pt=3.8104W20s=7.6105J． （2）解：由P=UI可得，電動機(jī)正常工作時(shí)的電流： I= = =100A， 線圈產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=（100A）20.4Ω20s=8104J． （3）解：電流產(chǎn)生熱量消耗的電能W1=Q=8104J， 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的總量為 W總=W﹣W1=7.6105J﹣8104J=6.8105J， 因?yàn)棣? = ， 即80%= ， 解得G=2.72104N， 所以，重物的質(zhì)量為： m= = =2.72103kg=2.72t． 【解析】【分析】（1）已知電動機(jī)的額定功率和工作的時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能．（2）已知電動機(jī)的額定功率和額定電壓，根據(jù)公式I= 可求電動機(jī)正常工作時(shí)的電流，線圈產(chǎn)生的熱量根據(jù)公式Q=I2Rt可求．（3）已知電動機(jī)消耗的電能和產(chǎn)生的熱量，二者之差就是對電能轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能，已知機(jī)械效率，可求克服物體重力做的有用功，最后利用公式W=Gh求出物體的重力，進(jìn)一步得出物體的質(zhì)量． 4.【答案】（1）解 :當(dāng)斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1時(shí),R1、R2、R3串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流， 電阻R3在1min產(chǎn)生的熱量：Q3＝I2R3t＝(0.2A)210Ω60s＝24J （2）解 :根據(jù)歐姆定律可得,電路中的總電阻和R2的電阻分別為：R＝ ＝30Ω,R2＝ ＝10Ω， ∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， ∴電阻R1的阻值：R1＝R?R2?R3＝30Ω?10Ω?10Ω＝10Ω （3）解 :閉合開關(guān)S1、S2時(shí),R1被短路,R2、R3串聯(lián)，電路消耗的總功率：P＝ ＝1.8W 【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律可以計(jì)算用電器產(chǎn)生的熱的多少，利用電壓和電流可以計(jì)算電阻，根據(jù)電壓和電阻計(jì)算電功率。 5.【答案】（1）開關(guān)Sl斷開，開關(guān)S2的觸片與b觸點(diǎn)接通，R1與R2串聯(lián)，膠槍進(jìn)入預(yù)熱狀態(tài)， 由丙圖可知，預(yù)熱階段PTC的最小電阻為1000Ω， ∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， ∴此過程消耗的最大功率： P= = =24.2W 答：膠槍在預(yù)熱過程中消耗的最大功率是24.2W （2）開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2的觸片與a觸點(diǎn)接通，R1與R2并聯(lián)， 由丙圖可知，170℃時(shí)PTC的電阻為1600Ω， ∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等， ∴此過程中電路消耗的電能： W= t+ t= 200s+ 200s=12100J， 在這過程中膠條吸收的熱量： Q吸=Wη=12100J80%=9680J 答：在這過程中膠條吸收了9680J的熱量 （3）膠槍正常工作時(shí)，R1與R2并聯(lián)，由丙圖可知PTC的最大電阻為2200Ω， ∵并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和， ∴電路中的總電阻： R并= =1100Ω， 電路中的最小電流： Imin= = =0.2A 答：膠槍正常工作時(shí)的最小電流是0.2A 【解析】【分析】（1）開關(guān)Sl斷開，開關(guān)S2的觸片與b觸點(diǎn)接通，R1與R2串聯(lián)，膠槍進(jìn)入預(yù)熱狀態(tài)；由丙圖可知，預(yù)熱階段PTC的最小電阻為1000Ω，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P= 求出此過程消耗的最大功率；（2）開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2的觸片與a觸點(diǎn)接通，R1與R2并聯(lián)，由丙圖可知170℃時(shí)PTC的電阻，再根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和W=Pt= t求出兩電阻消耗的電能，兩者之和即為電路消耗的電能，再根據(jù)效率公式求出在這過程中膠條吸收的熱量；（3）膠槍正常工作時(shí)，R1與R2并聯(lián)，由丙圖可知PTC的最大電阻，根據(jù)電阻的并聯(lián)求出電路中的總電阻，再根據(jù)歐姆定律求出電路中的最小電流． 6.【答案】（1）電熱水壺正常工作時(shí)電熱絲的電阻R= = =22Ω， 答：電熱水壺正常工作時(shí)電熱絲的電阻是22Ω （2）電熱水壺正常工作t=5min=300s產(chǎn)生的熱量 Q=Pt=2200W300s=6.6105J， 答：電熱水壺正常工作5min產(chǎn)生的熱量是6.6105J （3）實(shí)際工作電壓為200V時(shí)，電熱水壺的實(shí)際功率 P實(shí)際= = ≈1818.2W， 答：電熱水壺的實(shí)際功率是1818.2W 【解析】【分析】（1）由電熱水壺銘牌求出電熱水壺的額定功率及額定電壓，然后由功率的變形公式求出電熱絲的電阻；（2）已知電熱水壺的功率及工作時(shí)間，由W=Pt可求出電熱水壺產(chǎn)生的熱量；（3）已知電阻絲的電阻、電熱水壺的實(shí)際電壓，由P= 可求出電熱水壺的實(shí)際功率． 7.【答案】（1）由甲圖可得 的阻值： （2）燈泡正常發(fā)光100s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量： （3）由題意知電源電壓不變，而當(dāng)S、 開關(guān)閉合時(shí)，滑片P位于最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率為1W; 由甲圖可知此時(shí)經(jīng)過燈泡的電流為0.5A，電壓為2V，則： （4）電路消耗的最大電功率：由 得當(dāng)電路中總電阻最小時(shí)有最大電功率，即開關(guān)全閉合，滑片P位于最左端時(shí)，則： . 【解析】【分析】（1）由圖甲可求R0的電阻；（2）根據(jù)Q= I2Rt=Pt可求燈泡正常發(fā)光100s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量；（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1 ， 滑片P位于最右端時(shí)，燈泡L與R最大值串聯(lián)，燈泡L的實(shí)際功率為1W，由圖甲可得此時(shí)燈泡的電壓UL和電流IL ， 電源電壓等于燈泡L的電壓與R兩端的電壓之和；（4）當(dāng)電路中總電阻最小時(shí)有最大電功率，即開關(guān)全閉合，滑片P位于最左端時(shí)，電路消耗的最大電功率，燈泡L與R0并聯(lián)，求出并聯(lián)電路的總電阻，根據(jù)P=求出電路消耗的最大電功率。 8.【答案】（1）解：當(dāng)吹冷風(fēng)時(shí)，只有電動機(jī)工作， ， 由 可得，通過電動機(jī)的電流： （2）解：當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動機(jī)和電熱絲并聯(lián)工作， 電熱絲的電功率： ， 由 可得，電熱絲的電阻值： （3）解：電動機(jī)的電阻是1Ω，5min內(nèi)電流通過電動機(jī)產(chǎn)生的熱量： 【解析】【分析】根據(jù)用電器的電壓和電功率計(jì)算電流的大小，根據(jù)電壓和電功率可以計(jì)算電阻，結(jié)合焦耳定律計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量。 9.【答案】（1）解：當(dāng)開關(guān)置于BC時(shí)，只有電動機(jī)工作，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)。根據(jù)P=UI可得，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動機(jī)的電流 答：電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動機(jī)的電流是0.5A （2）解：當(dāng)開關(guān)置于AB時(shí)，電動機(jī)與電熱絲并聯(lián)，電動機(jī)和電熱絲同時(shí)工作，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，電熱絲的電功率 P=990W-110W=880W， 由 可得，電熱絲R2的電阻值： 答：電熱絲工作時(shí)的電阻是55Ω （3）解：由焦耳定律可得，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)電流通過電動機(jī)產(chǎn)生的熱量 答：電吹風(fēng)吹冷風(fēng)30min產(chǎn)生的熱量是450J 【解析】【分析】根據(jù)P=UI可得通過電動機(jī)的電流，當(dāng)開關(guān)置于AB時(shí)，電動機(jī)與電熱絲并聯(lián)，電動機(jī)和電熱絲同時(shí)工作，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，根據(jù)P = U 2 /R可求出電熱絲的阻值，根據(jù)Q=I2Rt求出電動機(jī)產(chǎn)生的熱量. 10.【答案】（1）根據(jù)P= 可知：小燈泡的電阻RL= = =6Ω 答：小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為6Ω （2）當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，燈泡與R1的并聯(lián)， 由于燈L正常發(fā)光，則電源電壓為U=UL額=6V； 此時(shí)通過燈泡的電流IL= = =1A； 由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，通過R1的電流I1=I﹣IL=1.5A﹣1A=0.5A； 通電5min電流通過R1產(chǎn)生的熱量：W1=UI1t=6V0.5A560s=900J 答：通電5min電流通過R1產(chǎn)生的熱量為900J （3）當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路為燈泡的簡單電路，此時(shí)燈泡實(shí)際功率最大，最大為6W． 當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡實(shí)際功率最小， 由歐姆定律可得，電路中的最小電流：Imin= = =0.25A， 則燈泡的最小實(shí)際功率：PLmin=（Imin）2RL=（0.25A）26Ω=0.375W， 即小燈泡功率的變化范圍為0.375W～6W 答：當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開，小燈泡功率的變化范圍為0.375W～6W 【解析】【分析】（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R= 求出燈泡的電阻；（2）當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合，燈泡與R1并聯(lián)，滑動變阻器被短路，小燈泡L正常發(fā)光，所以電源電壓為6V，已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式P=UI可求正常工作時(shí)的電流，電流表測量干路電流，通過R1的電流等于總電流減去通過燈泡的電流，根據(jù)公式W=UIt可求通電5min電流通過R1產(chǎn)生的熱量．（3）當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑片在最左端時(shí)，燈泡正常發(fā)光，實(shí)際功率為額定功率，當(dāng)滑片在最右端時(shí)，滑動變阻器接入電路的電阻為18Ω，根據(jù)公式P=UI求出此時(shí)電路的電流，再利用公式P=I2R求出此時(shí)燈泡的實(shí)際功率．從而求出燈泡電功率的變化范圍． 11.【答案】①由電路圖可知，連接好甲、乙兩圖中對應(yīng)AA′、BB′、CC′后，定值電阻R與滑動變阻器R′串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器中點(diǎn)右邊的一半電阻兩端的電壓． 則總電阻R總=R+R′=10Ω+20Ω=30Ω， 所以，I= = =0.2A， 由I= 可知電壓表示數(shù)為U滑′=I R′=0.2A 20Ω=2V； ②R的電功率P=I2R=（0.2A）210Ω=0.4W； ③R產(chǎn)生的熱量Q=W=Pt=0.4W60s=24J． 答：①通過電阻R的電流是0.2A，此時(shí)電壓表的計(jì)數(shù)是2V；②電阻R的電功率是0.4W； ③通電1min后電阻R產(chǎn)生的熱量是24J． 【解析】【分析】①由電路圖可知，定值電阻R與滑動變阻器R′串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器中點(diǎn)右邊的一半電阻兩端的電壓．由于滑動變阻器靠接入電路中電阻絲的長度不變，所以根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律即可求出電路中的電流；②利用P=I2R求出R的電功率；③利用Q=W=Pt即可求出產(chǎn)生的熱量． 12.【答案】（1）通過R2的電流：I2= = =0.2A 答：通過R2的電流為0.2A （2）因串聯(lián)電路中各處的電流相等， 所以，電阻R1消耗的電功率： P1=I12R1=I22R1=（0.2A）210Ω=0.4W 答：電阻R1消耗的電功率為0.4W （3）1min內(nèi)通過R2的電流產(chǎn)生的熱量： Q2=I22R2t=（0.2A）220Ω60s=48J． 答：1min內(nèi)通過R2的電流產(chǎn)生的熱量為48J 【解析】【分析】由電路圖可知，開關(guān)閉合時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓．（1）根據(jù)歐姆定律求出通過R2的電流；（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電路特點(diǎn)和P=I2R求出電阻R1消耗的電功率；（3）根據(jù)Q=I2Rt求出1min內(nèi)通過R2的電流產(chǎn)生的熱量． 13.【答案】（1）解：工作時(shí)間t=10min=600s，電動機(jī)正常轉(zhuǎn)動時(shí)的電流I=0.8A，電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)消耗的電能：W=UIt=3V0.8A600s=1440J． （2）電動機(jī)沒轉(zhuǎn)動時(shí)，電能會全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)電動機(jī)的線圈為純電阻， 由I= 可得，線圈的電阻： R= = =1.5Ω； 則在電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流通過線圈產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt=（0.8A）21.5Ω600s=576J． 【解析】【分析】（1）題目中告訴我們電壓和電流以及時(shí)間，我們可以直接利用W=UIt求出電功；（2）電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)：由I= 求得電動機(jī)線圈的電阻，再由焦耳定律求產(chǎn)生的熱量． 二、填空題 14.【答案】0.2；96；120 【解析】【解答】解： （1）由圖開關(guān)S、S1閉合時(shí)，R2被短路，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源的電壓為8V， 此時(shí)通過R1的電流： I1===0.2A； 通電1分鐘，R1上產(chǎn)生的熱量為： W1=UI1t=8.0V0.2A60s=96J； （2）閉合開關(guān)S、斷開S1時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，即U1′=2.0V， 所以I2=I1′===0.05A， 所以R2==120Ω． 故答案為：0.2；96；120． 【分析】（1）開關(guān)S、S1閉合時(shí)，R2被短路，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源的電壓，據(jù)此可知電源電壓的大小，根據(jù)I=計(jì)算通過R1的電流；根據(jù)W=UIt計(jì)算1分鐘，R1上產(chǎn)生的熱量； （2）閉合開關(guān)S、斷開S1時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算R2的阻值． 15.【答案】0.6；1∶2 【解析】【解答】由圖象知，U=3V時(shí)，IA=0.6A，IB=0.3A，根據(jù)， 電阻， ， 兩電阻串聯(lián)時(shí)，電路總電阻R=RA+RB=5Ω+10Ω=15Ω，電路總功率． A、B兩電阻串聯(lián)流過它們的電流I相等，通電一段時(shí)間產(chǎn)生的熱量之比． 故答案為：0.6；1∶2． 【分析】電功率的計(jì)算；焦耳定律的計(jì)算公式及其應(yīng)用 16.【答案】能；熱；810；9.72104 【解析】【解答】解：（1）這只電能表允許的用電器最大總功率： Pmax=UImax=220V20A=4400W， 電熱水器和空調(diào)正常工作時(shí)的總功率： P=P1+P2=1000W+1500W=2500W＜Pmax ， 故電熱水器和空調(diào)能同時(shí)使用．（2）電熱水器工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)工作的．（3）因3000r/（kW?h）表示電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)，電路消耗1kW?h的電能， 所以，電熱水器在2min內(nèi)消耗的電能： W= =0.027kW?h=9.72104J； 工作時(shí)間t=2min=120s， 則電熱水器的實(shí)際電功率： P實(shí)= = =810W． 電熱水器在這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量： Q=W=9.72104J． 故答案為：能；熱；810；9.72104 ． 【分析】（1）知道電能表銘牌上的標(biāo)定電壓和最大電流，根據(jù)P=UI求出電能表正常工作時(shí)允許消耗的最大功率， 再求出電熱水器和空調(diào)空調(diào)正常工作的總功率，二者進(jìn)行比較即可得出答案；（2）電流流過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象是電流的熱效應(yīng)．發(fā)生電流的熱效應(yīng)時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．（3）該電能表上標(biāo)有3000r/kW?h，表示電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)，電路消耗1kW?h的電能， 據(jù)此求出電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了81轉(zhuǎn)消耗的電能即為電熱器在2min內(nèi)消耗的電能，根據(jù)P= 求出電熱水器的實(shí)際電功率； 電熱水器是利用電流的熱效應(yīng)工作的，其產(chǎn)生熱量與消耗的電能相等． 17.【答案】0.2；5.28104 【解析】【分析】由電路圖可知，當(dāng)S接“1”時(shí)，R0與R1串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流；當(dāng)S接“2”時(shí)，電路為R0的簡單電路，根據(jù)Q=I2Rt=t求出通電1min產(chǎn)生的熱量． 【解答】當(dāng)S接“1”時(shí)，R0與R1串聯(lián)， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以，電路中的電流： I===0.2A； 當(dāng)S接“2”時(shí)，電路為R0的簡單電路，則通電1min產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt=t=60s=5.28104J． 故答案為：0.2；5.28104 ． 三、綜合題 18.【答案】（1）【解答】解：當(dāng)S1、S3斷開，S2閉合時(shí)，Rl、R2串聯(lián)； 則根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和得： 電路中的總電阻R=Rl+R2=3Ω+6Ω=9Ω； 電源電壓：U=IR=1A9Ω=9V． （2）當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，Rl、R2并聯(lián)， 則P1===27W，P2===13.5W， 所以，P=P1+P2=27W+13.5W=40.5W； （3）電阻R1產(chǎn)生的熱量Q=W=P1t=27W60s=1620J． 【解析】【分析】（1）當(dāng)S1、S3斷開，S2閉合時(shí)，Rl、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出總電阻，再根據(jù)公式U=IR即可求出電源電壓； （2）當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，Rl、R2并聯(lián)，由P=分別求出電阻的功率，然后求其和即為總功率； （3）利用W=Pt即可求電阻R1產(chǎn)生的熱量． 19.【答案】（1）解：當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，將滑動變阻器R1的滑片調(diào)到中點(diǎn)，燈泡與滑動變阻器 R1串聯(lián)， 因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且此時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光， 所以，由圖乙可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流I=IL=0.5A， 由I= 可得，R1兩端的電壓： U1=I R1=0.5A 40Ω=10V， 因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以，電源的電壓： U=UL+U1=6V+10V=16V， 燈泡的額定功率： PL=ULIL=6V0.5A=3W 答：電源電壓為16V，小燈泡的額定功率為3W （2）解：當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí)，燈泡與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，即I′=0.4A， 由圖乙可知，此時(shí)燈泡兩端的電壓UL′=4V， 此時(shí)R2兩端的電壓： U2=U﹣UL′=16V﹣4V=12V， 電阻R2的阻值： R2= = =30Ω， 小燈泡的實(shí)際功率： PL′=UL′I′=4V0.4A=1.6W 答：電阻R2的阻值為30Ω，小燈泡的實(shí)際功率為1.6W （3）解：當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí)，通電1min電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量： Q2=（I′）2R2t=（0.4A）230Ω60s=288J 答：電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量為288J 【解析】【分析】（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，將滑動變阻器R1的滑片調(diào)到中點(diǎn)，燈泡與滑動變阻器 R1串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖乙讀出通過燈泡的電流即為電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí)，燈泡與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)圖象讀出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R2兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電阻R2的阻值，根據(jù)P=UI求出小燈泡的實(shí)際功率；（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí)，根據(jù)Q=I2Rt求出通電1min電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量． 20.【答案】（1）解：由電路圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測干路電流，電流表A2測R2支路的電流． 因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等， 所以，由I= 可得，電阻R1兩端的電壓： U1=U2=I2R2=510﹣3A300Ω=1.5V； （2）解：通過R1的電流： I1= = =0.01A=10mA， 因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和， 所以，電流表A1的示數(shù)： I=I1+I2=10mA+5mA=15mA； （3）解：電路工作5min，R1產(chǎn)生的焦耳熱： Q1=I12R1t=（0.01A）2150Ω560s=4.5J． 【解析】【分析】由電路圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測干路電流，電流表A2測R2支路的電流．（1）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出電阻R1兩端的電壓；（2）根據(jù)歐姆定律求出通過R1的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電流表A1的示數(shù)；（3）電路工作5min，根據(jù)Q=I2Rt求出R1產(chǎn)生的焦耳熱．