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专题14 电功、电热的计算
电功率与电热的计算也是每年必考项目，难度情况各有不同，单独考察会相对简单一些，综合问题情况下会有较大难度，做好此类问题的关键还是要牢记欧姆定律公式，串并联电路特点，电功率焦耳定律公式等，会分析电路且画出等效电路帮助解题。2024年中考在第19.30题对电功率进行了考察，2025年有第28.29进行了考察，2026年会大概率会继续考察，需要重点复习！
★重难点01：电功和电功率计算
1.电功的计算
（1）计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
（2）两个重要的推导公式
结合欧姆定律可导出电功的计算公式：；
结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。
2.电功率的计算
（1）定义式：。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。
（2）计算式：将W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。
（3）导出式：、。
对于纯电阻电路，由P=UI及可推导出上述导出式。
1．（2025·浙江）近年，共享充电宝(如图)的使用越来越普遍。为研究共享充电宝是否存在微生物污染，科学小组选取多个区域的共享充电宝进行研究，发现其上存在多种细菌。请回答：
（1）从传染病流行的基本环节分析，若某充电宝被传染性致病菌污染，则该充电宝属于 　(填“传染源”或“传播途径”)。
（2）针对共享充电宝可能存在微生物污染的情况，提出下列消毒方案：
①使用充电宝前，用体积分数为75%的酒精溶液进行消毒。在配制75%酒精溶液时，将75mL 无水酒精和25mL水混合，发现总体积小于 100mL、原因是　 　。
②安装紫外灯对充电宝进行消毒。若用某款紫外灯消毒时，正常工作30min消耗的电能为9000J，则该款紫外灯额定功率为　 　W。
【答案】（1）传播途径
（2）分子之间存在空隙；5
【知识点】传染病及其传播；分子之间存在空隙；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）传染病流行的三个基本环节是：
1. 传染源（携带病原体的个体或物体，如患者、携带者）；
2. 传播途径（病原体从传染源传播到易感人群的途径，如空气、接触、物品等）；
3. 易感人群（对病原体缺乏免疫力的人群）。
（2）电功率指的是电流单位时间内所做的功，计算公式为。
【解答】（1）共享充电宝若被致病菌污染，其本身并非病原体的来源（传染源），而是充当了病原体传播的媒介，因此属于传播途径。
（2）①酒精和水混合后总体积小于100 mL，是因为两种液体的分子结构不同，混合时分子间间隙减小，导致体积收缩，这是分子间存在间隙的直接证据。
②该款紫外灯额定功率为。
2．（2024·浙江）自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。
请回答：
（1）向水里加入氯化钠，目的是　 　（填“增大”或“减小”）电阻R2。
（2）求电鱼放电时电压U的大小。
（3）当R2=1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。
【答案】（1）减小
（2）当电流为0.05A时，UAB=1.5V
U=5×10-5A×R1+1.5V①
当电流为0.20A时，UAB=0.5V
U=1.5×10-4A×R1+0.5V②
由①②得U=2V R1=10000Ω
（3）P2=I2R2=（10-4A）2×1.0×104Ω=10-4W
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】 （1）向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子，进而分析向水里加入氯化钠的目的。
（2）由图1可知，两电阻串联，根据图2利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压，解方程求出R1的阻值和电源电压。
（3）根据欧姆定律求出通过的电流，根据P=I2R求出电鱼放电时R2的电功率P2。
【解答】 （1）向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子，因此向水里加入氯化钠，目的是减小电阻R2。
★重难点02： 电热计算
1.电流的热效应
由于导体有电阻，所以当有电流通过导体时，导体总会发热，将电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.焦耳定律公式的理论推导
焦耳定律可通过理论推导得出。假设当电流通过导体时，电能全部转化为内能，则有电流产生的热量（Q）=电流做的功（W），结合欧姆定律可得：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt。
可见，当消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出来的电流发热规律与焦耳定律实验得出的焦耳定律是一致的。
3.理解和应用焦耳定律时应注意的几个问题
（1）焦耳定律Q=I2Rt是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，就可以用它来计算导体所产生的热量。
（2）公式中各物理量都是对同一导体或同一段电路而言的。
（3）运用公式时，各物理量要转换成国际单位中的单位后再代入公式进行计算。
1．（2026九下·杭州模拟）用如图所示的装置可以探究电流通过用电器产生的热量与　 　(选填“电流”或“电阻”)的关系；若通过R1的电流为2A，则通电2分钟，R2的产生的热量为　 　J；若将R3更换为10Ω的电阻，　 　(选填“仍能”或“不能”)完成该实验探究。
【答案】电流；600J；仍能
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据图片确定影响电流产生热量的哪个因素不同即可；
（2）根据并联电路的电流规律和欧姆定律计算通过R2的电流，再根据焦耳定律Q2=I22R2t2计算电阻R2产生的热量；
（3）根据原电路中R3的作用分析。
【解答】 （1）根据图片可知，R2与R3并联后与R1串联。R1在干路上，R2在支路上，
根据并联电路电流的规律可知，通过R1的电流大于通过R2的电流，所以该装置可以探究电流产生的热量与电流大小的关系；
故填：电流。
（2）根据题意可知，R1和R2电阻相同，根据可知，通过它们的电流大小相等。
根据I总=I2+I3可知，通过R2电流等于通过R1的电流的一半，
即I2=I1=×2A=1A；
则电流通过电阻R2产生的热量为：Q2=I22R2t2=（1A）2×5Ω×120s=600J；
故填：600。
（3）若将R3更换为10Ω的电阻，此时通过R1与R2的电流仍然不同，故仍能完成该实验探究。
故填：仍能。
2．（2022·杭州）密闭的房间里有一台规格为“220V 800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟。
（1）该取暖器消耗的电能为多少焦耳？
（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则房间里空气温度升高了多少摄氏度？[空气的比热为1000J/(kg·℃)]
【答案】（1）解：30分钟取暖器消耗的电能：W=Pt=800W×1800s=1.44×106J
（2）解：取暖器放出热量的15%被空气吸收．Q放×15%=Q吸
取暖器放出的热量：Q放=W=Pt；空气吸收的热量：Q吸=cm△t
Pt×15%=cm△t
△t= =4.8℃
【知识点】电功计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据W=Pt计算取暖器消耗的电能。
（2）首先根据 Q放×15%=Q吸 计算出取暖器放出的热量，再根据 Q放=W=Pt 列出方程计算即可。
1．（2026·浙江模拟）图甲是一种多档位加热杯垫，图乙是其内部简化电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合开关S1和S2时，下列说法正确的是（　　）
A．此时电路处于保温档
B．R1两端的电压小于 R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过 R2的电流
D．加热杯垫的工作原理是电流的磁效应
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电压特点；欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】A.并联电路的特点和可知加热杯垫各挡的电路连接；
B.根据并联电路的特点可知R1、R2两端的电压关系；
C.根据并联电路的特点和欧姆定律可知流过R1和R2的电流关系；
D.电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应。
【解答】A.根据图乙可知，R1、R2并联时，电路的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，加热杯处于高温挡，故A错误；
B.根据并联电路总电压等于各支路两端电压可知，R1、R2两端的电压相等，故B错误；
C.根据题意可知，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻，而R1、R2两端的电压相等，由欧姆定律可知，通过流过R1的电流大于流过R2的电流，故C正确；
D. 加热杯垫的工作原理是电流的热效应 ，故D错误。
故选C。
2．（2026·舟山模拟）我市鼓励家庭使用峰谷电，具体收费方案如表所示。小舟家使用的电子式电能表的铭牌上标有，即每消耗电能，指示灯闪烁1200次。
时段 时间范围 电价（元）
峰电 8：00-22：00 0.568
谷电 22：00-次日8：00 0.288
（1）小舟使用电热水器将50千克的水温度升高，此过程中水至少吸收的热量为　 　焦；
（2）小舟家调整用电时段，每天将原本峰电时段的用电调整到谷电时段，每月（以30天计）可省　 　元；
（3）小舟观察电能表在5分钟内闪烁200次，这段时间内小科家消耗的电能是　 　焦。
【答案】（1）
（2）16.8
（3）
【知识点】热量的计算；电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】 （1）根据公式Q=cmΔt计算此过程中水至少吸收的热量；
（2）电费=单价×电能，分别求得峰电时段和谷电时段所交电费，二者相减即可；
（3）根据计算电热水壶消耗的电能。
【解答】 （1）根据题意可知， 小舟使用电热水器将50千克的水温度升高，
则此过程中水至少吸收的热量：Q=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×20℃=4.2×106J。
故填：。
（2）根据表格数据可知，峰电电价为0.568元/kW h，
则每月峰电时段应交电费为：2kW h×30×0.568元/kW h=34.08元，
谷电电价为0.288元/kW h，
则每月谷电时段应交电费为：2kW h×30×0.288元/kW h=17.28元，
那么每月（以30天计）可省：34.08元-17.28元=16.8元；
故填：16.8。
（3）根据电能表的铭牌信息“ ”可知，
该电能表指示灯闪烁200次时，
电水壶消耗的电能：。
故填：。
3．（2026·嘉兴模拟）2026年 2 月，我国10兆瓦风电机组正式并网发电，标志着我国大容量风力发电机组应用实现新突破。
（1）风力发电机是根据　 　原理制成的。
（2）若风力发电机组的功率为10000千瓦，则每天最多能发　 　千瓦时的电能。(一天按24 小时计算)
（3）叶片设计是风力发电机研制的核心技术之一，叶片截面制成图甲形状。当风以图乙所示角度流经叶片时，　 　(选填“前”或“后”)侧气压大，叶片顺时针转动。
【答案】（1）电磁感应
（2）2.4×105
（3）后
【知识点】流体压强与流速的关系；发电机的构造和原理；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据发电机的工作原理解答；
（2）根据W=Pt计算每天发电量；
（3）根据流体压强和流速的关系分析解答。
【解答】（1） 风力推动叶片旋转，叶片带动发电机内部的转子转动，转子在磁场中运动时切割磁感线，从而产生感应电流，则风力发电机的工作原理是基于电磁感应。故填：电磁感应。
（2） 若风力发电机组的功率为10000千瓦，则每天最多能发电：W=Pt=10000kW×24h=2.4×105kW·h。故填：2.4×105。
（3） 叶片的设计利用了空气动力学原理。当风以图乙所示角度流经叶片时，叶片的前侧（迎风面）风速较快，气压较低；后侧（背风面）风速较慢，气压较高。气压差产生升力，推动叶片顺时针转动。 故填：后。
4．（2026·舟山模拟） 小科在运动时不慎脚踝扭伤，刚扭伤时疼痛难忍，第二天伤处出现淤青和水肿现象，医生建议用“扶他林”涂在患处以缓解疼痛，后续结合理疗进行治疗。请回答：
（1）小科疼痛难忍的感觉形成于　 　(填“脊髓”或“大脑皮层”)。
（2）“扶他林”辅料之一是丙二醇，化学式为C3H8O2，丙二醇中碳元素与氢元素的质量比为　 　。
（3）后期用超声波治疗仪对患处进行理疗，医生每次选择 30瓦档对患处理疗 10分钟，治疗仪完成一次理疗需消耗　 　焦的电能。
【答案】（1）大脑皮层
（2）9：2
（3）18000
【知识点】人的感觉；电功计算公式的应用；有关化学式的计算和推断
【解析】【分析】（1）人体的感觉中枢位于大脑皮层，脊髓主要负责反射和传导神经冲动；
（2）元素的质量之比等于相对原子质量与个数的乘积之比；
（3）根据W=Pt计算治疗仪完成一次理疗需消耗电能。
【解答】（1） 疼痛是一种感觉，感觉的形成需要经过神经系统的传递和处理。人体的感觉中枢位于大脑皮层，脊髓主要负责反射和传导神经冲动，因此疼痛的感觉最终是在大脑皮层形成的。故填：大脑皮层。
（2）根据化学式 C3H8O2 可知， 丙二醇中碳元素与氢元素的质量比为：（12×3）：（1×8）=9：2。故填：9：2。
（3）根据题意可知， 治疗仪完成一次理疗需消耗电能：W=Pt=30W×600s=18000J。故填：18000。
5．（2026·嘉兴模拟）如图甲是全磁悬浮“人工心脏”的示意图，主要用于心脏病患者的治疗。
锂电池参数
输出电压 12 伏
容量 2000毫安时 (表示以2000毫安工作时，电池能用1小时)
丙
（1）“人工心脏”可以用钛合金等材料制作，钛合金属于　 　(选填“混合物”、“化合物”或“单质”)。
（2）“人工心脏”的核心部件是血泵，其主要功能是辅助人体心脏中的　 　心室，从而带动全身血液流动。
（3）“人工心脏”植入体内后，与体外控制器(内含锂电池)、导线等组成工作电路(如图乙)。若某“人工心脏”工作的额定电压为 12 伏，额定电流为 0.5安，使用的锂电池参数如表丙，则该锂电池最多可供“人工心脏”连续正常工作多少小时
【答案】（1）混合物
（2）左
（3）解： 根据表格可知，锂电池输出电压为12V，容量为2000mAh，
则锂电池储存的电能：W=UIt=12V×2A×1h=24Wh；
“人工心脏”工作的额定功率P'=U'I'=12V×0.5A=6W，
则可供心脏连续工作：。
【知识点】心脏和血管；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；纯净物和混合物的区别
【解析】【分析】（1） 单质：由同一种元素组成的纯净物； 化合物：由两种或两种以上元素按固定比例组成的纯净物； 混合物：由两种或两种以上物质混合而成。
（2） 人体心脏分为左心房、左心室、右心房、右心室。左心室负责将含氧血液泵入全身，右心室负责将缺氧血液泵入肺部。
（3）根据W=UIt计算锂电池储存的电能，根据P=UI计算人工心脏的功率，根据计算人工心脏连续工作的时间。
【解答】（1） 钛合金是钛与其他元素的混合物，因此属于混合物。 故填：混合物。
（2） 人工心脏的血泵主要用于替代或辅助心脏泵血功能，通常辅助的是左心室，因为左心室需要更大的力量将血液泵至全身。 故填：左心室。
6．（2026·舟山模拟）油汀取暖器是一种常见的家庭取暖设备（如图1），其工作原理是通过电热管对导热油加热，再利用散热片将热量散发到空气中。某型号油汀取暖器额定电压为220V，共有三挡功率：低温档800W、中温档1600W、高温档2400W，其简化电路如图2（）
（1）房间温度升高时，人体皮肤血管　 　（填“舒张”或“收缩”），以维持体温稳定；
（2）求电热丝的阻值？
（3）小舟关闭家中其他家用电器，仅让该取暖器以高温档持续工作。此取暖器接入家庭电路使用前后，电能表的示数分别如图3和图4所示。请通过计算说明，该取暖器单独工作的时间是多少小时？
（4）如果家中油汀取暖器不慎起火，可采取的自救措施是　 　（写出一点即可）。
【答案】（1）舒张
（2）解：根据图2可知，只闭合S2时，油汀电热管R2工作，总电阻为R2；
只闭合S1时，油汀电热管R1工作，总电阻为R1；
S1和S2都闭合时，R1和R2并联，总电阻为R并；
根据电阻并联的知识可知，R2>R1>R并；
由可知，P2那么三者分别对应低温档、中温档和高温档，
已知低温档功率为800W，则电热丝的阻值。
（3）解：根据图片可知，电能表的最后一位为小数部分，
则取暖器单独工作消耗电能；
该取暖器单独工作的时间是。
（4）用电引起的火灾，为防止短路及触电事故发生，火灾发生时应立即切断电源或用灭火毯覆盖灭火或使用干粉灭火器。
【知识点】体温的控制；电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用；燃烧与灭火
【解析】【分析】 （1）皮肤血管舒张血可以增强散热，皮肤血管收缩可以减小散热；
（2）根据比较开关在不同闭合情况下总功率大小，进而确定对应的工作状态，然后根据计算电阻丝R2的阻值。
（3）首先将两个电能表的示数相见得到取暖器消耗的电能，然后根据计算它的电功率。
（4）根据油汀取暖器不慎起火后正确的灭火方法来分析。
【解答】 （1） 房间温度升高时， 人体体温升高，则此时需要加强散热能力，即皮肤血管舒张，血流量增加，维持体温稳定。故填：舒张。
（4） 如果家中油汀取暖器不慎起火，要避免救火时发生触电事故，则可采取的自救措施：切断电源后，用干粉灭火器灭火（或用湿棉被覆盖灭火，严禁用水浇灭）。
故填：用电引起的火灾，为防止短路及触电事故发生，火灾发生时应立即切断电源或用灭火毯覆盖灭火或使用干粉灭火器。
7．（2026·余杭模拟）如图1是一种手持的立体绘画工具3D打印笔，通电后，电阻丝发热使笔内打印材料变为熔融物，笔内电机驱动，挤出熔融物，利用打印材料快速固化特性，可以在空中“画”出3D实物。如图2为打印笔内部加热电路，R1和 R2是规格相同的 PTC 发热电阻，电阻大小为 880 Ω。当使用熔点 120℃的镓基合金作为打印材料时，要使用低温档进行加热。
请回答：
（1）3D打印笔的工作原理是利用电流的　 　。
（2）使用低温档时通过 R1的电流是多少。
（3）打印笔在低温档下打印10分钟需要消耗电能多少焦耳。
【答案】（1）热效应
（2）由图2可知，只闭合，电路为只有的简单电路，此时电路中电阻较大，由可知，电功率较小，为低温挡，经过R1的电流为
（3）打印笔在低温档下打印10分钟需要消耗电能。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）电流具有热效应，电流过功，将电能转化为内能，使合金温度升高而熔化。
（2）并联电路总电阻小于电路中任何一个电阻，由可知，为高温档，只有时为低温挡，由欧姆定律计算电流。
（3）由计算消耗的电能。
【解答】（1）由“通电后，电阻丝发热”可知，3D打印笔是通过电流通过电阻时产生的热量（即电流的热效应）来加热打印材料的。
8．（2026·舟山模拟）市面上有一款"降糖神器"——低糖电饭煲，可以煮出低糖米饭，颇受控糖人群的欢迎，其步骤原理如下图所示。
（1）加热器处于最大功率时，开关S1、S2所处的状态为　 　。
（2）电饭煲加热电路简化如图甲所示，整个加热过程功率变化如图乙所示，试求在加热溶解淀粉过程中流过S2的电流。
（3）用该低糖电饭煲烹饪米饭，加入100克生米和150克水，测得可溶性淀粉溶解了10g，此时所得溶液总质量为160g，试求此溶液中可溶性淀粉的质量分数。
（4）央视新闻针对低糖电饭煲的“降糖功效”设计对照实验：实验组与对照组分别食用150g低糖电饭煲与普通电饭煲烹煮的同品牌大米(米水比相同)，通过静脉采血测量两组志愿者餐后固定时间点的血糖值变化，数据结果如丙图所示。
结合数据分析，给商家或消费者提出一条合理建议
【答案】（1）S1 和 S2 均闭合
（2）答： 在加热溶解淀粉过程中 流过 S2 的电流为 3A。
（3）已知溶解的可溶性淀粉质量（溶质质量）为 10g，所得溶液总质量为 160g，
根据溶质质量分数公式：
因此溶液中可溶性淀粉的质量分数为 6.25%；
（4）分析：起点的血糖浓度和最后的血糖浓度差不多，并未有明显的降糖效果；低糖电饭煲煮熟的米饭升血糖速度较慢，但降血糖的速度也较慢；不论是低糖电饭煲还是普通电饭煲，最高点的值并未有很明显的差别。
建议：消费者：理性看待“低糖”宣传；商家：科学宣传，避免误导：广告中需明确实验条件(如米水比、米种、样本量)，避免夸大降糖效果
【知识点】胰岛素与血糖含量；电路的动态分析；电功率计算公式的应用；溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】（1）电源电压不变时，电路的总功率与总电阻成反比；并联电路的总电阻小于任一分电阻，因此并联的电阻越多，总功率越大。
（2）已知电源电压和电路功率，可根据公式 计算电路电流。
（3）溶质质量分数的计算公式为：。
（4）通过对比血糖变化曲线，分析低糖电饭煲的实际效果，并结合实验局限性给出合理建议。
【解答】（1）电源电压 U=220V 不变，根据 ，电路总电阻越小，功率越大。
当开关 S1、S2 均闭合时，R1与R2 并联，总电阻最小，功率最大，因此加热器处于最大功率时，开关
S1、S2均闭合；
（4）由血糖变化曲线可知，食用两种电饭煲煮的米饭，血糖的峰值和最终浓度差异不大，低糖电饭煲的米饭仅升糖速度稍慢，无明显降糖效果。因此给消费者的建议是：理性看待 “低糖” 宣传，不可盲目依赖低糖电饭煲控制血糖；给商家的建议是：科学宣传产品效果，避免夸大降糖功效，广告中需明确实验条件。
9．（2026九下·杭州模拟）2024年4月25 日，神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到，飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路，电源电压12V保持不变， 为50Ω的定值电阻，R 为压敏电阻，其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内，舱体位于真空室中 舱体不漏气时 舱体内气压为 求：
（1）舱体不漏气时，R0两端的电压；
（2）舱体不漏气时，电路工作 10min消耗的电能；
（3）电压表示数为8V时，舱体内的气压值。
【答案】（1）解：根据甲图可知，定值电阻R0与R串联，电压表测R0两端的电压，
根据乙图可知，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa时，R的电阻为10Ω，
故电路中的电流为：，
故R0两端的电压为：U0=IR0=0.2A×50Ω=10V；
答：舱体不漏气时，R0两端的电压为10V。
（2）解：综上所述，舱体不漏气时，电流为0.2A，
则电路工作10min消耗的电能：
Q=I2Rt=（0.2A）2×（50Ω+10Ω）×10×60s=1440J。
答：舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能为1440J。
（3）解：当电压表示数为8V时，此时电路中的电流：；
此时R的电压：UR=U总-U0=12V-8V=4V；
则R的阻值：，
根据乙图可知，此时舱体内的气压值为0.6×105Pa。
答：电压表示数为8V时，舱体内的气压值为0.6×105Pa。
【知识点】串、并联电路的电压特点；欧姆定律及其应用；焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】 （1）根据计算通过电路的电流，再根据U0=IR0计算R0两端的电压；
（2）根据Q=I2Rt计算消耗的电能；
（3）根据串联电路的特点UR=U总-U0计算R的电压，根据计算通过电路的电流，然后再根据计算R的阻值，最后根据乙图确定舱内的气压值。
10．（2025·镇海区模拟）若全球持续变暖，可能面临大量物种消失、能源危机及海平面上升等问题。科学家设计了一种“水上漂浮房”来应对这种变化，“水上漂浮房”是由可回收的木材、金属、塑料、布和其他材料做成，总质量 1000t，这种浮房设有立体农业园，内有肥沃土壤，种有蔬菜，养有家禽等，所需电能由太阳能电池板和风力发电机提供。
（1）太阳能电池中不可缺少的材料之一是硅，利用石英砂(主要成分二氧化硅)在无水、无氧的环境中，生产高纯硅的流程示意图如图1，下列说法中。正确的有____；提示：
A．M的化学式是
B．流程图中最后一步硅元素化合价升高
C．为达到绿色化学和节约资源的目的，可重复利用的物质有H2和HCl
D．制备过程要求无水、无氧，可能是防止制备过程中某些物质与水、或氧气反应
（2）根据发电机工作的原理，推测风力发电机内部必备的组成是电磁体和　 　；
（3）静止在水面上的“水上漂浮房”排开水的体积是多少
（4）“漂浮房”上某太阳能路灯，白天总面积太阳能电池板经光照给蓄电池充电，夜晚供一盏“12V，20W”LED灯照明，若该地太阳光照射地面的功率为太阳能电池的效率为15%，则太阳能电池板光照8小时，可供一盏“12V，20W”LED灯照明几小时
【答案】（1）C
（2）线圈
（3）解：水上漂浮房处于漂浮状态，所以受到的浮力：F浮=G=mg=1000×103kg×10N/kg=107N，
排开水的体积：。
（4）解：0.25m2范围内太阳能电池板8h所接受太阳辐射的太阳能：W=Pt=800J/（m2 s）×0.25m2×8×3600s×15%=8.64×105J；
可供一盏“12V，20W”LED灯照明的时间：。
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用；电功率计算公式的应用；质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】（1）A.根据化学反应前后元素的种类不变进行分析；
B.根据化合物中化合价代数和为零进行分析；
C.根据生产高纯硅的流程示意图可知，盐酸既是反应物，又是生成物进行分析；
D.根据氢气遇到氧气加热可能会爆炸，制备过程无水，可能是防止制备过程中某些物质与水反应进行分析；
（2）根据发电机的基本结构：电磁铁、线圈进行分析；
（3）根据物体漂浮的条件和G=mg求出受到的浮力，根据阿基米德原理求出排开水的体积；
（4）根据太阳能转换效率15%即：15%P太=P电，由此计算0.25m2范围内太阳能电池板8h所接受太阳辐射的太阳能转化成的电能，根据W=Pt算出照明时间。
【解答】
（1）A.SiHCl3和氢气在1084℃的条件下反应生成硅和氯化氢，物质M的化学式为HCl。故A错误；
B.流程图中最后一步的化学方程式为：，反应物中SiHCl3中氢元素显+1，氯元素显-1，所以硅元素的化合价为+2，生成物为硅单质，硅元素的化合价为0，硅的化合价降低，故B错误；
C.既是反应物，也是生成物的物质可以循环使用，所以可重复使用的物质是H2和HCl，故C正确；
D.氢气遇到氧气加热可能会爆炸，所以制备过程无氧气，制备过程无水，可能是防止制备过程中某些物质与水反应，故D错误。
故选C；
（2）发电机的基本结构：定子（电磁铁）、转子（线圈），故风力发电机内部必备的组成是电磁体和线圈。
11．（2025·德清模拟）变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图1所示，其中控制电路的电源电压 伏，Rs为调控电阻，可通过遥控调节其阻值大小，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图2所示，L为磁控开关，当热敏电阻 Rt的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于 0.02安时，L 的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。电压 伏，R0为保护电阻，磁控开关L 的线圈电阻不计。问：
（1）当S接通，电流大于或等于0.02安时，L的两个磁性弹片的前端为　 　(选填“同名”或“异名”)磁极；
（2）由图2可知，热敏电阻R1的阻值随着温度t的升高而　 　(选填“增大”或“减小”)；
（3）用遥控将R5的阻值调小时，设定变频压缩机开始工作的温度将　 　(选填“变低”或“变高”)；家用空调最高设定温度通常为30℃，则调控电阻R3的阻值不能超过　 　欧；
（4）由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图3所示，已知保护电阻) 欧，则前4分钟内R0消耗的电能是多少焦耳
【答案】（1）异名
（2）减小
（3）变低；550
（4）解：当P=1100W时， 工作电路电流；
则R0消耗电能 .
【知识点】欧姆定律及其应用；磁极间的相互作用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
（2）根据图2确定热敏电阻R1的阻值随温度的变化规律；
（3）①电磁铁吸合时电流大小不变，即电路总电阻不变。根据R总=R1+R2分析热敏电阻的阻值变化，根据图2确定温度变化即可。
②首先根据计算此时的总电阻，然后根据图2确定30℃时热敏电阻的阻值，最后根据R总=R1+R2计算此时R3的阻值即可。
（4）根据图片确定此时电功率，根据计算此时的工作电流，根据计算R0消耗的电能即可。
【解答】（1） 当S接通，电流大于或等于0.02安时，L的两个磁性弹片相互吸引，则二者为异名磁极；
（2） 由图2可知，热敏电阻R1的阻值随着温度t的升高而减小。
（3）①电磁铁吸合时电流大小不变，即电路总电阻不变。根据R总=R1+R2可知，当 Rs的阻值减小时，此时热敏电阻的阻值Rt的阻值增大，那么设定变频压缩机开始工作的温度将降低；
② 家用空调最高设定温度通常为30℃， 此时热敏电阻的阻值为Rt=50Ω；
此时的总电阻为：；
那么此时调控电阻R3的阻值不能超过R3=R总-Rt=600Ω-50Ω=550Ω。
12．（2025·浙江三模） 如图是一个太阳能黑光灯灭虫装置，上方的薄膜太阳能电池组将太阳能转化成电能，为诱虫的黑光灯及高压金属触杀网供电。
（1）长期使用农药会使害虫产生抗药性，这是　 　的结果，而用黑光灯诱杀害虫，对虫害的防治更具有可持续性，并减少对环境的污染。
（2）已知黑光灯的功率为30W，若每晚工作时间为10小时，则每晚消耗多少电能
（3）含镉(Cd)化合物是生产薄膜太阳能电池的重要原料，所以生产过程中会产生大量含镉的固体废弃物。长期露天堆放会造成土壤污染，溶解在土壤中的镉会被植物吸收，并通过　 　进入人体，对人体造成多种危害。
（4）为保护环境，对含镉固体废弃物必须及时处理。下面是处理过程中某一重要反应： 通过该反应把可溶性的( ；转化为不溶性的CdS，以减轻污染。该反应的基本反应类型是　 　。
【答案】（1）自然选择
（2）根据题意，由，得：
（3）食物链
（4）复分解反应
【知识点】生物之间的食物联系（食物链、食物网）；生物进化的理论；电功计算公式的应用；复分解反应及其应用
【解析】【分析】（1）自然选择：适者生存，不适者被淘汰，可知选择是有方向性的。
（2）根据W=Pt计算消耗的电能，注意单位换算。
（3）有毒物质随食物链逐渐累积，对人体造成伤害。
（4）复分解反应的特点：反应物中两种化合物交换阴离子。
【解答】（1）长期使用农药会使害虫产生抗药性，这是自然选择的结果，适者生存，不适者被淘汰。
（3）能量和物质通过食物链进行传递，可知长期露天堆放会造成土壤污染，溶解在土壤中的镉会被植物吸收，并通过食物链进入人体，对人体造成多种危害。
（4）由方程式可知，反应物中两种化合物交换阴离子，可知属于复分解反应。
13．（2025·浙江模拟）如图甲为某款电热敷眼罩，它具有高温、中温和低温三个挡位，图乙是其内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。请回答：
（1）电热敷眼罩通过发热元件对眼部加热，有助于扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的氧气和　 　，并带走代谢废物，从而可以缓解眼部疲劳。
（2）旋转开关转至 cd时，该电热敷眼罩的功率为多大
（3）若旋转开关转至 de时，电路中总电流为0.9A，则R3的大小是多少
【答案】（1）营养物质
（2）旋转开关转至 cd时，R2电阻单独工作，此时电热敷眼罩的功率为
（3）若旋转开关转至 de时，电路为 R2、R3两电阻并联，此时R2支路电流为
R3支路电流为
则R3的阻值为
【知识点】细胞呼吸；电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】（1）根据细胞呼吸作用的原理分析；
（2）根据可求出旋转开关转至cd时，电热敷腰带的功率；
（3）由图乙可知，当开关接ab时，电路开路，当开关接bc时，R1、R2串联，当开关接cd时，只有R2工作，当开关接de时，R2、R3并联，根据串并联电路的特点及欧姆定律分析计算。
【解答】（1）细胞呼吸作用时，有机物在氧气的作用下缓慢氧化分解为水和二氧化碳并释放能量，而细胞中的有机物和氧气需要借助与血液循环运输，故血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的氧气和营养物质，并带走了代谢废物；
（2）由图乙可知，当开关接cd时，只有R2工作，故；
（3）若旋转开关转至 de时，电路为 R2、R3两电阻并联，此时R2支路电流为：
R3支路电流为
则R3的阻值为
故答案为：（1）营养物质；（2）；（3）见解答。
14．（2025·西湖二模）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅，图乙是该型号的参数，图丙是其内部电路的简化图，R1，R2为电热丝。
（1）当电压力锅处于保温状态时，开关S处于　 　状态。 (选填“闭合”或“断开”)
（2）加热时电压力锅的电阻大小为多少
（3）图丁表示电压力锅在额定电压下工作时，电功率与时间的关系。图中阴影部分面积表示什么，并列式计算它的大小。
（4）不计热量损失，根据图丁数据，在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高多少 千克/米3， 焦/(千克·℃)]
【答案】（1）断开
（2）解：当开关S闭合时，R1被短路，只有R2单独工作，总电阻为R2；
则加热时电压力锅的电阻；
（3）解： 图中阴影部分面积 表示工作14分钟消耗的电功； 。
（4）解： 5升水的质量为：m=ρV=；
则水升高的温度为：。
【知识点】热量的计算；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）保温状态功率小，加热状态功率大，根据比较开关在不同情况下总功率的大小即可；
（2）根据计算加热时电压力锅的电阻；
（3）根据长方形的面积公式S=ab，结合W=Pt分析计算即可；
（4）根据m=ρV计算出水的质量，根据计算水升高的温度。
【解答】（1）根据丙图可知，当开关S断开时，两个电阻串联，总电阻为R串联；
当开关S闭合时，R1被短路，只有R2单独工作，总电阻为R2；
则R串联>R2；
根据可知，总功率P串联则前者为保温状态，后者为加热状态。
15．（2025·温岭模拟）如图甲是小雨家的家庭电路中的电能表，如图乙是家用插线板。
（1）如图甲是电能表上的一些数值，请选出与科学意义不相符的选项是　 　。
（2）丙图是插线板(图乙)的内部元件连接情况(部分线已连接好)，请将图丙补充完整。
要求：①插线板上的开关可同时控制两个插座的通、断；②开关接通时两个插座都能提供220V电压。
（3）电能表的参数如图甲所示。她想知道电能表是否准确，于是将一只标有“220V 1100W”的电暖器插入插座，在额定电压下单独工作，检测中发现1分钟电能表的转盘转了12转。通过计算判断转盘转速是否正确。
【答案】（1）B
（2）
（3）电暖器工作1分钟做的功 W1= Pt=1100w·60s=66000J
电能表转12 转消耗的电能 W2=3.6×106J·12/600=72000J
∴转盘转速不正确(比较功率大小、比较转速多少均可)
【知识点】家庭电路的组成与连接；电功计算公式的应用；电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】（1）。
（2）为了用电安全，开关接在火线上。
（3）根据电能表参数计算转12圈消耗的电能与电暖器消耗的电能进行对比，若不相等，则转速不正确。
【解答】（1）B中千瓦时是电能的单位，用于显示消耗的电能大小。
故答案为：B。
（2）②开关接通时两个插座都能提供220V电压，说明两个插座并联；①插线板上的开关可同时控制两个插座的通、断，说明开关接在干路上，如图所示
。
16．（2025·绍兴模拟）小米SU7电动汽车采用锂电池作为动力来源，其部分技术参数如下：
电池容量 80kW·h(即80千瓦时)
续航里程 700km(CLTC标准)
快充电压 800V
（1）小米SU7的电动机工作时，将　 　能转化为机械能，车辆使用锂电池，充电时要将外壳与地线保持良好接触，否则充不了电，这是为了防止　 　(选填“断电”或“漏电”)。
（2）若小米SU7百公里耗电量为12.5 kW·h，则电池充满电后理论上可行驶　 　 km。
（3）车主快充30分钟将电量从10%充至80%，求快充时的充电电流为多少。
【答案】（1）电；漏电
（2）640
（3）充电电流
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程；安全用电原则；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电动机将电能转化为机械能，原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
（2）根据表中的电池容量，和百公里能耗计算行驶距离。
（3）。
【解答】（1）电动机消耗电能，将电能转化为机械能。
外壳与地线相连，可以避免漏电导致外壳带电，最终导致触电事故的发生。
（2）电池容量为80kW·h，百公里耗电量为12.5 kW·h，可知电池充满电后理论上可行驶的距离为。
17．（2025·绍兴模拟）为提高行车安全，多款国内汽车的后视镜具有加热功能，可除去附着在上面的水珠。某款电动汽车后视镜加热系统电路由变压电源、定值电阻 欧)和加热电阻R2串联组成，其简化电路如图2所示。技术人员测试时，记录了电源电压改变时，后视镜的温度、定值电阻R1两端电压U1以及加热电阻R2两端电压 如表：
温度 电压 伏 电压 伏
20 1.5 4.5
30 1.6 6.4
40 2.0 10.0
（1）通电后，加热电阻 能够将镜面加热是利用了电流的　 　效应。
（2）由上表可知，加热电阻 的阻值随温度的升高而　 　。
（3）当加热系统电路以 正常工作时，求此时电路的总功率。
【答案】（1）热
（2）增大
（3）12W
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这是电流的热效应；
（2）在串联电路中，电压的分配与电阻成正比；
（3）根据表格数据确定40℃时两个电阻的电压，根据U总=U1+U2计算总电压，根据计算电流，根据P总=U总I总计算此时的总功率。
【解答】（1） 通电后，加热电阻 能够将镜面加热是利用了电流的热效应；
（2）当温度升高时，R1和R2两端的电压之比依次为3：4：5，即比值增大。根据串联电路电压与电阻成正比可知，二者的电阻之比增大。因为R1的阻值几乎不变，因此R2的阻值随温度的升高而增大。
（3）根据表格可知，40℃时，R1的电压为2V，R2的电压为10V，
则总电压为：U总=U1+U2=2V+10V=12V；
电路电流为：；
则总功率为P总=U总I总=12V×1A=12W。
18．（2025·金华模拟）小科家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同档位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。
（1）电暖器通电后，小科感觉房间暖和了，产生“暖和”这种感觉的神经中枢位于　 　。
（2）电暖器低温档工作时，开关应处于　 　位置(选填“1”“2”或“3”)。
（3）已知中温档额定功率为1000W，求电阻R的阻值。
（4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。
【答案】（1）大脑皮层
（2）1
（3）由（2）可知，中温挡只有一个电阻接入电路，电阻的阻值为。
（4）电功率用电器要接地；人走开时要断电
【知识点】人的感觉；电功率计算公式的应用；常用电热器
【解析】【分析】（1）根据所有的感觉都是在大脑皮层形成的进行分析。
（2）画出等效电路图，通过判断档位，并联电路，总电阻最小。
（3）根据计算电阻。
（4）电暖器功率较大，为了安全，外壳要接地，人离开时要及时断电。
【解答】（1）感觉在大脑皮层形成，可知，产生“暖和”这种感觉的神经中枢位于大脑皮层。
（2）接1时，两个电阻串联；接2时，只有一个电阻连入电路；接3时，两个电阻并联，由可知，接1时总功率最小，为低温档。
（4）建议：电功率用电器要接地；人走开时要断电，防止温度过高导致周围物体的温度达到着火点而引起火灾。
19．（2025·江北模拟）项目化学习小组以“校园直饮水机结构探秘”为主题，开展了项目化实践活动。
（1）【项目一】水的净化
图甲为水的净化过程，得到直饮水需经过①②③三个步骤，步骤②的功能相当于粗盐提纯里的　 　。(填写实验操作)
（2）【项目二】加热原理
现用电热片a、b接入图乙电路模拟电热开水器的电路。已知电热片a、b的阻值为2Ω或18Ω，但因铭牌不清无法确定，项目化小组同学利用图乙确认电热片阻值大小。已知电源电压恒为6V，变温油墨纸片温度升高到一定值时红色会褪去。将红色油墨纸片同时放在a、b上面，闭合开关S，发现b上的油墨纸片红色先褪去，则b的阻值为　 　Ω。
（3）根据上述实验结果，通过分析图乙，计算电路的加热档功率为多少
【答案】（1）过滤
（2）18
（3）解：
【知识点】串、并联电路的电流特点；串、并联电路的电压特点；电功率计算公式的应用；焦耳定律的计算公式及其应用；过滤的原理、方法、操作及其应用
【解析】【分析】（1）过滤：将不互溶的固体和液体分离的操作。
（2）根据焦耳定律判断电阻大小，电阻越大，产生热量越多。
（3）两个开关都闭合时，只有a连接在电路中，此时电路中电阻小，电流大，处于加热档，利用电功率公式计算功率大小。
【解答】（1）超滤膜可将固体和液体分离，属于过滤操作。
（2）只闭合S，电路为串联电路，电流相等，发现b上的油墨纸片红色先褪去，说明b的温度更高，由焦耳定律可知，b的电阻更大，则b的电阻为18欧姆。
20．（2025·温州模拟）项目化学习小组以“校园直饮水机结构探秘”为主题，开展了项目化实践活动。
【项目一】水的净化
（1）图甲为水的净化过程，得到直饮水需经过①②③三个步骤，步骤②相当于　 　实验操作。
（2）【项目二】加热原理
其加热部分的工作原理电路图如图乙所示，其中S是一个温控开关，R1为电加热管(阻值不变)，R2为定值电阻。S接1时，红灯L1亮，表示饮水机处于加热状态；当水被加热到设定温度时，S自动切换到2位置，绿灯L2亮，表示饮水机处于保温状态。饮水机加热时，电路中消耗的电功率为400 W。保温时，电路中消耗的电功率为80 W。不考虑温度对电阻的影响，不计指示灯L1、L2的阻值。求：
①1kg的水被加热，温度升高50℃，水吸收的热量[已知 ②求 R1和R2的阻值。
【答案】（1）过滤
（2）5 J
②当电路处于加热挡时，电路中加热部分只有R1工作，则R1 的阻值：
当电路处于保温挡时，R1和R2串联接入电路，则电路中的总电阻：
则R2的阻值：
【知识点】比热容；电功率计算公式的应用；净化水的常用方法
【解析】【分析】（1）通过图中关键词超滤膜可知该实验步骤为过滤；
（2）水的净化步骤中，过滤可除去不溶性杂质；电功的计算公式为W=Pt；电功率的计算公式为；热量的计算公式为Q=cmΔt。
【解答】（1）由超滤膜可知该步骤是利用超沭膜滤掉水中活性炭等物质，该步骤为过滤；
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专题14 电功、电热的计算
电功率与电热的计算也是每年必考项目，难度情况各有不同，单独考察会相对简单一些，综合问题情况下会有较大难度，做好此类问题的关键还是要牢记欧姆定律公式，串并联电路特点，电功率焦耳定律公式等，会分析电路且画出等效电路帮助解题。2024年中考在第19.30题对电功率进行了考察，2025年有第28.29进行了考察，2026年会大概率会继续考察，需要重点复习！
★重难点01：电功和电功率计算
1.电功的计算
（1）计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
（2）两个重要的推导公式
结合欧姆定律可导出电功的计算公式：；
结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。
2.电功率的计算
（1）定义式：。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。
（2）计算式：将W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。
（3）导出式：、。
对于纯电阻电路，由P=UI及可推导出上述导出式。
1．（2025·浙江）近年，共享充电宝(如图)的使用越来越普遍。为研究共享充电宝是否存在微生物污染，科学小组选取多个区域的共享充电宝进行研究，发现其上存在多种细菌。请回答：
（1）从传染病流行的基本环节分析，若某充电宝被传染性致病菌污染，则该充电宝属于 (填“传染源”或“传播途径”)。
（2）针对共享充电宝可能存在微生物污染的情况，提出下列消毒方案：
①使用充电宝前，用体积分数为75%的酒精溶液进行消毒。在配制75%酒精溶液时，将75mL 无水酒精和25mL水混合，发现总体积小于 100mL、原因是　 　。
②安装紫外灯对充电宝进行消毒。若用某款紫外灯消毒时，正常工作30min消耗的电能为9000J，则该款紫外灯额定功率为　 　W。
2．（2024·浙江）自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。
请回答：
（1）向水里加入氯化钠，目的是　 　（填“增大”或“减小”）电阻R2。
（2）求电鱼放电时电压U的大小。
（3）当R2=1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。
★重难点02： 电热计算
1.电流的热效应
由于导体有电阻，所以当有电流通过导体时，导体总会发热，将电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.焦耳定律公式的理论推导
焦耳定律可通过理论推导得出。假设当电流通过导体时，电能全部转化为内能，则有电流产生的热量（Q）=电流做的功（W），结合欧姆定律可得：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt。
可见，当消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出来的电流发热规律与焦耳定律实验得出的焦耳定律是一致的。
3.理解和应用焦耳定律时应注意的几个问题
（1）焦耳定律Q=I2Rt是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，就可以用它来计算导体所产生的热量。
（2）公式中各物理量都是对同一导体或同一段电路而言的。
（3）运用公式时，各物理量要转换成国际单位中的单位后再代入公式进行计算。
1．（2026九下·杭州模拟）用如图所示的装置可以探究电流通过用电器产生的热量与　 　(选填“电流”或“电阻”)的关系；若通过R1的电流为2A，则通电2分钟，R2的产生的热量为　 　J；若将R3更换为10Ω的电阻，　 　(选填“仍能”或“不能”)完成该实验探究。
2．（2022·杭州）密闭的房间里有一台规格为“220V 800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟。
（1）该取暖器消耗的电能为多少焦耳？
（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则房间里空气温度升高了多少摄氏度？[空气的比热为1000J/(kg·℃)]
1．（2026·浙江模拟）图甲是一种多档位加热杯垫，图乙是其内部简化电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合开关S1和S2时，下列说法正确的是（　　）
A．此时电路处于保温档
B．R1两端的电压小于 R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过 R2的电流
D．加热杯垫的工作原理是电流的磁效应
2．（2026·舟山模拟）我市鼓励家庭使用峰谷电，具体收费方案如表所示。小舟家使用的电子式电能表的铭牌上标有，即每消耗电能，指示灯闪烁1200次。
时段 时间范围 电价（元）
峰电 8：00-22：00 0.568
谷电 22：00-次日8：00 0.288
（1）小舟使用电热水器将50千克的水温度升高，此过程中水至少吸收的热量为　 　焦；
（2）小舟家调整用电时段，每天将原本峰电时段的用电调整到谷电时段，每月（以30天计）可省　 　元；
（3）小舟观察电能表在5分钟内闪烁200次，这段时间内小科家消耗的电能是　 　焦。
3．（2026·嘉兴模拟）2026年 2 月，我国10兆瓦风电机组正式并网发电，标志着我国大容量风力发电机组应用实现新突破。
（1）风力发电机是根据　 　原理制成的。
（2）若风力发电机组的功率为10000千瓦，则每天最多能发　 　千瓦时的电能。(一天按24 小时计算)
（3）叶片设计是风力发电机研制的核心技术之一，叶片截面制成图甲形状。当风以图乙所示角度流经叶片时，　 　(选填“前”或“后”)侧气压大，叶片顺时针转动。
4．（2026·舟山模拟） 小科在运动时不慎脚踝扭伤，刚扭伤时疼痛难忍，第二天伤处出现淤青和水肿现象，医生建议用“扶他林”涂在患处以缓解疼痛，后续结合理疗进行治疗。请回答：
（1）小科疼痛难忍的感觉形成于　 　(填“脊髓”或“大脑皮层”)。
（2）“扶他林”辅料之一是丙二醇，化学式为C3H8O2，丙二醇中碳元素与氢元素的质量比为　 　。
（3）后期用超声波治疗仪对患处进行理疗，医生每次选择 30瓦档对患处理疗 10分钟，治疗仪完成一次理疗需消耗　 　焦的电能。
5．（2026·嘉兴模拟）如图甲是全磁悬浮“人工心脏”的示意图，主要用于心脏病患者的治疗。
锂电池参数
输出电压 12 伏
容量 2000毫安时 (表示以2000毫安工作时，电池能用1小时)
丙
（1）“人工心脏”可以用钛合金等材料制作，钛合金属于　 　(选填“混合物”、“化合物”或“单质”)。
（2）“人工心脏”的核心部件是血泵，其主要功能是辅助人体心脏中的　 　心室，从而带动全身血液流动。
（3）“人工心脏”植入体内后，与体外控制器(内含锂电池)、导线等组成工作电路(如图乙)。若某“人工心脏”工作的额定电压为 12 伏，额定电流为 0.5安，使用的锂电池参数如表丙，则该锂电池最多可供“人工心脏”连续正常工作多少小时
6．（2026·舟山模拟）油汀取暖器是一种常见的家庭取暖设备（如图1），其工作原理是通过电热管对导热油加热，再利用散热片将热量散发到空气中。某型号油汀取暖器额定电压为220V，共有三挡功率：低温档800W、中温档1600W、高温档2400W，其简化电路如图2（）
（1）房间温度升高时，人体皮肤血管　 　（填“舒张”或“收缩”），以维持体温稳定；
（2）求电热丝的阻值？
（3）小舟关闭家中其他家用电器，仅让该取暖器以高温档持续工作。此取暖器接入家庭电路使用前后，电能表的示数分别如图3和图4所示。请通过计算说明，该取暖器单独工作的时间是多少小时？
（4）如果家中油汀取暖器不慎起火，可采取的自救措施是　 　（写出一点即可）。
7．（2026·余杭模拟）如图1是一种手持的立体绘画工具3D打印笔，通电后，电阻丝发热使笔内打印材料变为熔融物，笔内电机驱动，挤出熔融物，利用打印材料快速固化特性，可以在空中“画”出3D实物。如图2为打印笔内部加热电路，R1和 R2是规格相同的 PTC 发热电阻，电阻大小为 880 Ω。当使用熔点 120℃的镓基合金作为打印材料时，要使用低温档进行加热。
请回答：
（1）3D打印笔的工作原理是利用电流的　 　。
（2）使用低温档时通过 R1的电流是多少。
（3）打印笔在低温档下打印10分钟需要消耗电能多少焦耳。
8．（2026·舟山模拟）市面上有一款"降糖神器"——低糖电饭煲，可以煮出低糖米饭，颇受控糖人群的欢迎，其步骤原理如下图所示。
（1）加热器处于最大功率时，开关S1、S2所处的状态为　 　。
（2）电饭煲加热电路简化如图甲所示，整个加热过程功率变化如图乙所示，试求在加热溶解淀粉过程中流过S2的电流。
（3）用该低糖电饭煲烹饪米饭，加入100克生米和150克水，测得可溶性淀粉溶解了10g，此时所得溶液总质量为160g，试求此溶液中可溶性淀粉的质量分数。
（4）央视新闻针对低糖电饭煲的“降糖功效”设计对照实验：实验组与对照组分别食用150g低糖电饭煲与普通电饭煲烹煮的同品牌大米(米水比相同)，通过静脉采血测量两组志愿者餐后固定时间点的血糖值变化，数据结果如丙图所示。
结合数据分析，给商家或消费者提出一条合理建议
9．（2026九下·杭州模拟）2024年4月25 日，神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到，飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路，电源电压12V保持不变， 为50Ω的定值电阻，R 为压敏电阻，其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内，舱体位于真空室中 舱体不漏气时 舱体内气压为 求：
（1）舱体不漏气时，R0两端的电压；
（2）舱体不漏气时，电路工作 10min消耗的电能；
（3）电压表示数为8V时，舱体内的气压值。
10．（2025·镇海区模拟）若全球持续变暖，可能面临大量物种消失、能源危机及海平面上升等问题。科学家设计了一种“水上漂浮房”来应对这种变化，“水上漂浮房”是由可回收的木材、金属、塑料、布和其他材料做成，总质量 1000t，这种浮房设有立体农业园，内有肥沃土壤，种有蔬菜，养有家禽等，所需电能由太阳能电池板和风力发电机提供。
（1）太阳能电池中不可缺少的材料之一是硅，利用石英砂(主要成分二氧化硅)在无水、无氧的环境中，生产高纯硅的流程示意图如图1，下列说法中。正确的有____；提示：
A．M的化学式是
B．流程图中最后一步硅元素化合价升高
C．为达到绿色化学和节约资源的目的，可重复利用的物质有H2和HCl
D．制备过程要求无水、无氧，可能是防止制备过程中某些物质与水、或氧气反应
（2）根据发电机工作的原理，推测风力发电机内部必备的组成是电磁体和　 　；
（3）静止在水面上的“水上漂浮房”排开水的体积是多少
（4）“漂浮房”上某太阳能路灯，白天总面积太阳能电池板经光照给蓄电池充电，夜晚供一盏“12V，20W”LED灯照明，若该地太阳光照射地面的功率为太阳能电池的效率为15%，则太阳能电池板光照8小时，可供一盏“12V，20W”LED灯照明几小时
11．（2025·德清模拟）变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图1所示，其中控制电路的电源电压 伏，Rs为调控电阻，可通过遥控调节其阻值大小，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图2所示，L为磁控开关，当热敏电阻 Rt的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于 0.02安时，L 的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。电压 伏，R0为保护电阻，磁控开关L 的线圈电阻不计。问：
（1）当S接通，电流大于或等于0.02安时，L的两个磁性弹片的前端为　 　(选填“同名”或“异名”)磁极；
（2）由图2可知，热敏电阻R1的阻值随着温度t的升高而　 　(选填“增大”或“减小”)；
（3）用遥控将R5的阻值调小时，设定变频压缩机开始工作的温度将　 　(选填“变低”或“变高”)；家用空调最高设定温度通常为30℃，则调控电阻R3的阻值不能超过　 　欧；
（4）由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图3所示，已知保护电阻) 欧，则前4分钟内R0消耗的电能是多少焦耳
12．（2025·浙江三模） 如图是一个太阳能黑光灯灭虫装置，上方的薄膜太阳能电池组将太阳能转化成电能，为诱虫的黑光灯及高压金属触杀网供电。
（1）长期使用农药会使害虫产生抗药性，这是　 　的结果，而用黑光灯诱杀害虫，对虫害的防治更具有可持续性，并减少对环境的污染。
（2）已知黑光灯的功率为30W，若每晚工作时间为10小时，则每晚消耗多少电能
（3）含镉(Cd)化合物是生产薄膜太阳能电池的重要原料，所以生产过程中会产生大量含镉的固体废弃物。长期露天堆放会造成土壤污染，溶解在土壤中的镉会被植物吸收，并通过　 　进入人体，对人体造成多种危害。
（4）为保护环境，对含镉固体废弃物必须及时处理。下面是处理过程中某一重要反应： 通过该反应把可溶性的( ；转化为不溶性的CdS，以减轻污染。该反应的基本反应类型是　 　。
13．（2025·浙江模拟）如图甲为某款电热敷眼罩，它具有高温、中温和低温三个挡位，图乙是其内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。请回答：
（1）电热敷眼罩通过发热元件对眼部加热，有助于扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的氧气和　 　，并带走代谢废物，从而可以缓解眼部疲劳。
（2）旋转开关转至 cd时，该电热敷眼罩的功率为多大
（3）若旋转开关转至 de时，电路中总电流为0.9A，则R3的大小是多少
14．（2025·西湖二模）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅，图乙是该型号的参数，图丙是其内部电路的简化图，R1，R2为电热丝。
（1）当电压力锅处于保温状态时，开关S处于　 　状态。 (选填“闭合”或“断开”)
（2）加热时电压力锅的电阻大小为多少
（3）图丁表示电压力锅在额定电压下工作时，电功率与时间的关系。图中阴影部分面积表示什么，并列式计算它的大小。
（4）不计热量损失，根据图丁数据，在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高多少 千克/米3， 焦/(千克·℃)]
15．（2025·温岭模拟）如图甲是小雨家的家庭电路中的电能表，如图乙是家用插线板。
（1）如图甲是电能表上的一些数值，请选出与科学意义不相符的选项是　 　。
（2）丙图是插线板(图乙)的内部元件连接情况(部分线已连接好)，请将图丙补充完整。
要求：①插线板上的开关可同时控制两个插座的通、断；②开关接通时两个插座都能提供220V电压。
（3）电能表的参数如图甲所示。她想知道电能表是否准确，于是将一只标有“220V 1100W”的电暖器插入插座，在额定电压下单独工作，检测中发现1分钟电能表的转盘转了12转。通过计算判断转盘转速是否正确。
16．（2025·绍兴模拟）小米SU7电动汽车采用锂电池作为动力来源，其部分技术参数如下：
电池容量 80kW·h(即80千瓦时)
续航里程 700km(CLTC标准)
快充电压 800V
（1）小米SU7的电动机工作时，将　 　能转化为机械能，车辆使用锂电池，充电时要将外壳与地线保持良好接触，否则充不了电，这是为了防止　 　(选填“断电”或“漏电”)。
（2）若小米SU7百公里耗电量为12.5 kW·h，则电池充满电后理论上可行驶　 　 km。
（3）车主快充30分钟将电量从10%充至80%，求快充时的充电电流为多少。
17．（2025·绍兴模拟）为提高行车安全，多款国内汽车的后视镜具有加热功能，可除去附着在上面的水珠。某款电动汽车后视镜加热系统电路由变压电源、定值电阻 欧)和加热电阻R2串联组成，其简化电路如图2所示。技术人员测试时，记录了电源电压改变时，后视镜的温度、定值电阻R1两端电压U1以及加热电阻R2两端电压 如表：
温度 电压 伏 电压 伏
20 1.5 4.5
30 1.6 6.4
40 2.0 10.0
（1）通电后，加热电阻 能够将镜面加热是利用了电流的　 　效应。
（2）由上表可知，加热电阻 的阻值随温度的升高而　 　。
（3）当加热系统电路以 正常工作时，求此时电路的总功率。
18．（2025·金华模拟）小科家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同档位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。
（1）电暖器通电后，小科感觉房间暖和了，产生“暖和”这种感觉的神经中枢位于　 　。
（2）电暖器低温档工作时，开关应处于　 　位置(选填“1”“2”或“3”)。
（3）已知中温档额定功率为1000W，求电阻R的阻值。
（4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。
19．（2025·江北模拟）项目化学习小组以“校园直饮水机结构探秘”为主题，开展了项目化实践活动。
（1）【项目一】水的净化
图甲为水的净化过程，得到直饮水需经过①②③三个步骤，步骤②的功能相当于粗盐提纯里的　 　。(填写实验操作)
（2）【项目二】加热原理
现用电热片a、b接入图乙电路模拟电热开水器的电路。已知电热片a、b的阻值为2Ω或18Ω，但因铭牌不清无法确定，项目化小组同学利用图乙确认电热片阻值大小。已知电源电压恒为6V，变温油墨纸片温度升高到一定值时红色会褪去。将红色油墨纸片同时放在a、b上面，闭合开关S，发现b上的油墨纸片红色先褪去，则b的阻值为　 　Ω。
（3）根据上述实验结果，通过分析图乙，计算电路的加热档功率为多少
20．（2025·温州模拟）项目化学习小组以“校园直饮水机结构探秘”为主题，开展了项目化实践活动。
【项目一】水的净化
（1）图甲为水的净化过程，得到直饮水需经过①②③三个步骤，步骤②相当于　 　实验操作。
（2）【项目二】加热原理
其加热部分的工作原理电路图如图乙所示，其中S是一个温控开关，R1为电加热管(阻值不变)，R2为定值电阻。S接1时，红灯L1亮，表示饮水机处于加热状态；当水被加热到设定温度时，S自动切换到2位置，绿灯L2亮，表示饮水机处于保温状态。饮水机加热时，电路中消耗的电功率为400 W。保温时，电路中消耗的电功率为80 W。不考虑温度对电阻的影响，不计指示灯L1、L2的阻值。求：
①1kg的水被加热，温度升高50℃，水吸收的热量[已知
②求 R1和R2的阻值。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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