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2019-2020学年度九年级物理考题精练
——专题二十五：焦耳定律计算归类
【解题指导】
计算电路中的电热，通常有两种方法：
1.直接利用焦耳定律：Q＝I2Rt进行计算，这种方法在任何产生电热的电路中都可以用，包括非纯电阻电路，不过，此时的电热Q＝I2Rt与电功W=Pt=UIt不相等，具体关系为Q2.在纯电阻电路中，Q＝W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt。
【真题演练】
类型一：利用定律求解型
1.（2019齐齐哈尔，23）如图所示是探究电流通过导体产生热量与电阻关系的装置。通电前，两侧U形管中水面相平，深度均为8cm，则8cm深水柱产生的压强为　 　Pa．通电后，当电路中电流为0.8A时，通电时间50s，电阻R2产生的热量为　 　J。
2.（2019宜宾，12）如图甲所示电路中，已知定值电阻R1=20Ω。开关闭合后，两个完全相同的电流表 A1、A2指针均指在同一位置，如图乙所示，则此时通过R1的电流为________A，在10s内R2产生的热量为________J。
3.(2019北京，34)如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：
（1）通电10s电阻丝R1产生的热量；
（2）电源两端的电压。
4.（2019哈尔滨模拟）如图所示的电路中，定值电阻R1=150Ω、R2=300Ω．闭合开关S后，电流表A2的示数为5mA．求：
（1）电阻R1两端的电压为多少
（2）电流表A1的示数为多少
（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热是多少．
类型二：利用电功计算型
5.(2019云南，12)一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中,为使其正常发光,应 (选填“串”或“并”)联一个电阻(小灯泡灯丝电阻不变）,该电阻通电20s产生的热量是 J。
6.（2019年郴州，23）如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω，则R1上每秒钟发热的最小值为　 　J，R3的电功率的最大值为　 　W。
7.（2019湘潭，24）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　 　℃。
8.（2019天津，20）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把1kg水从20℃加热到100℃用时7min，已知c水=4.2×103J/（kg?℃），求：
（1）水吸收的热量；（2）电热水壶的热效率。

类型三：非纯电阻电路型
9.（2019临沂，26）某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A，则警灯两端的电压是______V；2min内电动机线圈产生的热量是______J。
10.（2019玉林，）已知电风扇线圈的电阻为20Ω，若加在该电风扇的电压为220V，此时通过的电流为1A，则电风扇的电功率为 W，电风扇连续工作10min产生的热量为 J.
11.（2019福建，19）一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1Ω，正常丁作1min，产生的热量是　 　Jo工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这属于　 　现象。
12.（2019武汉模拟）有一台电动机，额定电压3V，额定电流1A，电动机线圈电阻0.5Ω．这台电动机正常工作1min，消耗的电能为 J．产生的热量为 J，输出的机械能为 J。
13.（2019杭州，15）如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏，电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培。（g取10牛/千克）
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏?
2019-2020学年度九年级物理考题精练
——专题二十五：焦耳定律计算归类参考答案
【解题指导】
计算电路中的电热，通常有两种方法：
1.直接利用焦耳定律：Q＝I2Rt进行计算，这种方法在任何产生电热的电路中都可以用，包括非纯电阻电路，不过，此时的电热Q＝I2Rt与电功W=Pt=UIt不相等，具体关系为Q2.在纯电阻电路中，Q＝W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt。
【真题演练】
类型一：利用定律求解型
1.（2019齐齐哈尔，23）如图所示是探究电流通过导体产生热量与电阻关系的装置。通电前，两侧U形管中水面相平，深度均为8cm，则8cm深水柱产生的压强为　 　Pa．通电后，当电路中电流为0.8A时，通电时间50s，电阻R2产生的热量为　 　J。
【答案】800；320。
2.（2019宜宾，12）如图甲所示电路中，已知定值电阻R1=20Ω。开关闭合后，两个完全相同的电流表 A1、A2指针均指在同一位置，如图乙所示，则此时通过R1的电流为________A，在10s内R2产生的热量为________J。
【答案】1.2;72
3.(2019北京，34)如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：
（1）通电10s电阻丝R1产生的热量；
（2）电源两端的电压。
解：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量：
Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。
（2）由I＝得，R1两端的电压：
U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，
根据串联电路电压规律可知，电源电压：
U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。
答：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量为16J；
（2）电源两端的电压为6V。
4.（2019哈尔滨模拟）如图所示的电路中，定值电阻R1=150Ω、R2=300Ω．闭合开关S后，电流表A2的示数为5mA．求：
（1）电阻R1两端的电压为多少
（2）电流表A1的示数为多少
（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热是多少．
解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流．
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=可得，电阻R1两端的电压：
U1=U2=I2R2=5×10﹣3A×300Ω=1.5V；
（2）通过R1的电流：
I1===0.01A=10mA，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表A1的示数：
I=I1+I2=10mA+5mA=15mA；
（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热：
Q1=I12R1t=（0.01A）2×150Ω×5×60s=4.5J．
类型二：利用电功计算型
5.(2019云南，12)一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中,为使其正常发光,应 (选填“串”或“并”)联一个电阻(小灯泡灯丝电阻不变）,该电阻通电20s产生的热量是 J。
【答案】串；60
6.（2019年郴州，23）如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω，则R1上每秒钟发热的最小值为　 　J，R3的电功率的最大值为　 　W。
【答案】0.9；6。
7.（2019湘潭，24）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　 　℃。
【答案】9×104；9。
8.（2019天津，20）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把1kg水从20℃加热到100℃用时7min，已知c水=4.2×103J/（kg?℃），求：
（1）水吸收的热量；（2）电热水壶的热效率。
解：（1）水吸收的热量：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J。（2）工作时间t=7min=420s，电热水壶正常工作7min消耗的电能：W=Pt=1000W×420s=4.2×105J，则电热水壶的热效率：η=×100%=×100%=80%。答：（1）水吸收的热量为3.36×105J；（2）电热水壶的热效率为80%。
类型三：非纯电阻电路型
9.（2019临沂，26）某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A，则警灯两端的电压是______V；2min内电动机线圈产生的热量是______J。
【答案】2 ? 6010.（2019玉林，）已知电风扇线圈的电阻为20Ω，若加在该电风扇的电压为220V，此时通过的电流为1A，则电风扇的电功率为 W，电风扇连续工作10min产生的热量为 J.
【答案】220 1.2×104
11.（2019福建，19）一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1Ω，正常丁作1min，产生的热量是　 　Jo工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这属于　 　现象。
【答案】15；静电（摩擦起电）。
12.（2019武汉模拟）有一台电动机，额定电压3V，额定电流1A，电动机线圈电阻0.5Ω．这台电动机正常工作1min，消耗的电能为 J．产生的热量为 J，输出的机械能为 J。
【答案】180；30；150
13.（2019杭州，15）如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏，电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培。（g取10牛/千克）
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏?
解：（1）Q＝W总－W机＝UIt－mgh
＝120伏×5安×1秒－50千克×10牛/千克×0.9米＝150焦
（2）Q＝I2Rt
（3）卡住时通过电动机的电流过大（或回答电能全部转化为内能），使电动机温度过高，所以容易烧坏。

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