《焦耳定律的应用》同步练习-2025-2026学年苏科版九年级物理下册

15.3.2焦耳定律的应用

1.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Q,线圈中的电流为10A,若这台电动机

正常工作Is,则

A产生的热量为3800J

B消耗的电能为2（X）J

C.电动机的效率约为94.7%

D获得的机械能为4000J

2.如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路，U不变,“、R2为电阻丝且.必〉色,，电热器功率最大时开关

的状态为（）

A.Si闭合,S2接aB.Si闭合,S2接b

c.S［断开$接aD.St断开3接b

3.有三个用电器,一个是“220V69W”的电风扇,一个是"220V40W”的电热毯，另T是“220V45W”的LE

D节能灯，都正常工作相同的时间，产生热量最多的用电器是________若该用电器工作时的实际电压只有额定电

压的80%,则它在10（）s内产生的热量为J（不考虑温度对其电阻的影响）.

4.（2025•安徽中考）图示电路中,电源电压保持不变，Ri、R2均为定值电阻，其中Ri=10Q.闭合开关S,电

流表的示数为0.20A,通电10s整个电路共产生6J的热量，则电阻R2产生的热量为J.

5.（2025.泰州靖江市二模）如图是某电热水壶的电路简图,它有••加热"和"呆温"两挡.电源电压为220V,电阻R}

=44d保温挡的功率为200W.当开关&、S2闭合时，电热水壶处在挡工作，电阻R,=Q.电热水

壶在加热挡工作Imin放出的热量是J.

6.（2025・淮安涟水县三模）为满足人们对健康饮食的追求，某品牌推出了一款新型电热饭盒如匿甲，图乙虚线内

是电热板盒内部的简化电路图，Ri和R2均为电热丝，R=374C（阻值不随温度变化，部分参数如表所示）.求：

甲

额定电压220V

低温挡

额定功率

金：日挡

同皿石440W

⑴电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流；

⑵电阻R2的阻值及低温挡的功率；

⑶高温挡工作5分钟，低温挡工作3分钟放出的总热量是多少。

7.如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线

圈，其电阻2M盘2=L5R],若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（

甲乙丙丁

A.甲、乙、丙、丁B.丁、丙、乙、甲

C.丙、丁、乙、甲D.甲、乙、丁、丙

8.具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换如图所示

是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Q,防雾、除露、化霜所需加热功率依

次增大下列说法不正确的是（）

A.开关旋至，3'挡，开启化霜功能_

B.开启化霜功能，电路总电阻为5C

C.化霜与防雾电路的总功率之差为15W

D.从防雾到除露，电路总电流变化1A

9.（2025.无锡锡山高级中学一模）某科学小组设计的豆浆机简化电路如图所示，J亮表示正在加热或打浆，L2

亮表示正在保温.经测试，加热时L能正常发光，打浆时电动机能正常工作.已知电源电压不变，R】是电热丝，

R2是限流电阻、电动机标有“24V12W”,L1、L2均标有“4V4W”且电阻不变，加热时电路中电流是保温时电路

中电流的2倍.下列说法正确的是（）

A.加热时电热丝%的功率为22W

B.限流电阻R2的阻值为24C

C.加热时J的功率与打浆时Li的功率之比为1:4

D.保温Imin,电热丝R2产生的热量为330J

10远距离输电采取高压输电的方式可减少电能在线路上的损失，如图所示.假设核电站发电的输出电功率恒为2

xlO7W,若输电电压为200kV,输电线的总电阻为22Q,则输电线路上每秒产生的热量为J.

11如图所示，是一款家用电热水器的工作原理图,且已知R=R2=24.2Q若开关旋到位置①时,电热器处于—

（填,•高温挡”或“低温挡”），此情况下通电Imin产生的热量是J；小丽一次采用①挡位洗澡约用水20kg,

用时约20min,需要把水从20℃加热到40C,这个过程中水吸收的热量为J；则该电热器在①挡位工作时的

效率为.[水的比热容为4.2xl0WgO[C)]

绝缘圆盘

金属板

S

金属滑片

E

D火线

地线

12图甲是由10条导电墨线并列压在绝缘薄膜制成的电热膜，已知每根导电墨线的电阻为550Q电热膜正常工

作Imin产生热量为J,这个过程是将电能转化为能为了调节该电热膜的发热功率，现在电路中再接

入一个滑动变阻器如图乙，为了使电热膜的功率在原功率的25%~100%之间变化,R的最大阻值为。(假设电

热膜电阻不受温度影响).

电热膜

13某自制电加热器有局温、中温和低温三挡，简化电路如图所示・电热丝R】(xQ2A)、R2(8C1.5A),不考虑

其电阻变化.通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电加热器在不同挡位工作.已知该电加热器电压为10

V,中温挡电功率P中为10W,电流表的量程为0~3A.求：

(I)中温挡的电流大小.

⑵电热丝”的阻值.

(3使用高温挡时，电加热器在linin内产生的热量.

(4诺电源电压可调，为保证电路安全，此电加热器消耗的最大电功率.

14小刚同学用电动机等物品制作升降机模型进行实验，电动机线圈的电阻『1。，电动机允许通过的最大电流

为2.5A.如图所示，把这只电动机接在电压U=6V不变的电源上,匀速提升重物时,2s内电动机做的机械功为16

J.则电动机提升重物时消耗的电能是______J,线圈的电阻消耗的电能是______J.

电动机

15某款多功能家用涮烤电火锅，可使烧烤、火锅同时进行,也可单独控制，烧烤锅分为左右两盘,其简化电路

如图所示.汤锅内温控开关在温度达到100℃时，自动由加热切换到保温.已知该锅加热效率为80%.电火锅部分参数

如下表，求：

额定电压额定功率

汤锅烧烤盘

220V加热保温左盘右盘

1000W484W440W880W

(1)定值电阻区2的值.

(2在露营时将其接在户外移动电源上，闭合烧烤左、右盘开关,且将汤锅调至加热挡，移动电源数显屏显示输

出功率为1879.2W,则移动电源的实际输出电压为多少V?

(3席仅使用汤锅且汤锅正常工作，内装有3kg、初温为20℃的汤汁(沸点100℃),初始调到口热挡位，不考虑汤

汁质量变化，假设加热过程中电阻产生的热量全部被汤汁吸收，加热和保温汤汁共30min所消耗的电能为多少J?

[C汤汁=4xlO3J/(A^U[C)]

1.C2.A

3.电热毯25604.2

5加热1986.6x104

解析：由图可知，当开关S］、S2都闭合时，电路是只有Ri的简单电路，电路中的总电阻最小，由4R可知，

电路的总功率最大，处于加热挡.当开关Si闭合、S2断开时，R】、R2串联，电路中的总电阻最大，由后最可知，

总功率最小，电热水壶处于保温挡，保温挡的功率为200W,则保温挡的电阻人一汇一行市一242a电阻R44C,,

则电阻R2的阻值&=R-%=242Q-44Q=198Q.当开关S］、S2都闭合时,电路处于加树当，电阻为=44。,则加热

挡的功率0加啖=写察=110。叱电热水壶在加热挡工作Imin放出的热量昨P»=l100Wxlx60$=6.6x10」.

6.(1)2A(2)110010()W(3)1.5xlO5J

解析：(1)电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流1=鲁=翳=24

(2)当开关接触点I时，RI与R2串联，根据串联电路的电阻规律可知，此时总电阻较大，由P=S可知，电路

中的电功率较小，电热饭盒处千氐温挡；由图乙可知，开关接触点2时，只有R2工作，此时电阻较小，由P工可

K

知，电功率较大，电热饭盒处于高温挡；K2的阻值的=£=卷罂=110。：根据串联电路的电阻特点可知，Ri、R

S5

2的串联总电阻R=%+&2=110C+374c=484Q,

则低温挡的功率。底=挤=喘=10。阴

⑶高温挡工作5min消耗的电能的=尸,产440仍<5x60.9=1.32xlO5J,

低温挡工作3min消耗的电能/=尸，2=10。的3x60s=1.8xl04j,

J氏

放出的总热量Q=w=^+^2=132x1o5J+1.8x104>1.5x1o5J.

7.C

8.D解析：由题知，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大.A.当开关旋至“1、挡时，两条电阻丝串联接入电

路；当旋钮旋到“2"时，只有一条电阻丝接入电路；当旋钮旋到“3"时，两条电阻丝并联接入电路；由电阻串联和并

联的特点可知，开关旋至、”挡时总电阻最大，开关旋至“3”挡时总电阻最小；根据可知，电钻中总电阻最大

A

时，则总功率最小，所以，当开关旋至r挡时，开启防雾功能，开关旋至3雪，开启化霜功能，故A正确；BC.

开启防雾功能时电路中的电流为：/广梃=焉示=0.54此时电路的总功率：%=%=10陛（）.5/1=5%开启化霜功能

KyIU"十IU12

漕

时，开关旋至“3、挡，两条电阻丝并联接入电路，此时电路的总电阻为：〃和=7=£10。=5。,此时电路的总电流为：

和22

〃=梃=甯=24此时电路的总功率为：P3=。/3=10踪24=20W,贝M七霜与防雾电路的总功率之差为："=。3-尸产

R稀5a

20W-5W=I5W,故BC正确:D.当开关旋至"2”挡时，只有一条电热丝单独接入电路用阻较大（大于并联时的总电阻）,

电路消耗的功率较小，此时为除露功能；此时电路中的电流：，2=?=黑=14从防雾到除露，电路总电流变化量为；

KI

△1=12山=1A-0.5A=0.5A,故D错误,符合题意.故选D.

9.A解析：由于两灯标有“4V4W"，所以两灯的电阻为&=^=第=4。,两灯的额定电流为/="=学=1

耕额

A,电动机标有“24V12W”字样，电动机正常工作的电流为几产乒=芸=0.54

A.由电路图可知，当S1接a,S2接d时，L1与电动机串联，L】亮，此时为打浆状态.根据题意可知，打浆时

电动机能正常工作，打浆时电路中的电流为/=/时=0.54根据串联电路电压特点和欧姆定律可得，电源电压为u=U,

+U棱广如+U额M=0.5AX4Q+24V=26V,当Sx接a,S2接c时,L1与Ri串联，L1亮，此时为加热状态根据题意

可知，加热时，L能正常发光，加热时电路中的电流为4=&=1A,由串联电路特点和欧姆定律可得，电热丝R〔的

电阻为RI=£_&=*4c=22C阀的功率为巧=扁%=（1力"22。=22W,故A正确B当%接b.R?、L2与L

串联L亮，为保温状态，由于加热时电路中电流是保温时电路中电流的2倍，所以保温时的电流/额=；/加水=；

xl4=0.54电路的总电阻为R总=:=言=52。,所以限流电阻R2的阻值为&=火总-R「Q=52Q-4Q-22Q=26Q故B

错误；C.加热时L1的功率为外=扁4=（1/1）2x40=4%打浆时L1的功率为尸［=尸&=（0542、4。=1%，则加热时1

（：

1的功率与打浆时L】的功率之比为々百=4加1%41，故错误0.保温Imin,电热丝R2产生的热量为a=

矗&Mo.54）2x26Qx1x605=390/故D错误.故选A.

10.2.2X105

解析：输电线路上的电流/="京霖=1004输电线路上每秒产生的热量2=/2RL"00"2x22315=2.2x105J.

11高温挡1.2x10s1.68X10670%

解析：分析电路可知，若开关旋到位置①时，R2单独工作，此时总电阻较小，根据尸=4,总功率较大，为高

温挡；比情况下通电Imin产生的热量为片眸捻片鬻x60日.2x10%这个过程中水吸收的热量为Q吸=5

△t=4.2x1031/（奴口C）x20A-gx（40C-20C）=L68x10（,/这个过程中电热水器释放的热量为Q放=2＜）Q=20xl.2x105

尸2.4x1()6/则该电热器在①挡位工作时的效率为联x100%=xJ00%=70%.

。Z.4Xlv7

12.5.28X1O4内55

13(1)1A(2)10Q(3)1350J(4)32.4W

解析：根据尸0=：可知:当Sl闭合&接a时R与R2并联接入电路,R总最小，P总最大，为高温挡；当S

1断开，SZ接b时，甩与R2串联接入电路，R总最大，此时P总最小，为低温挡；当Si闭合、SZ接b时，只

有Ri凄入电路，此时P总居中，为中温挡.

_Pf_10W

⑴由P=UI得中温挡的电流1万-何--

(2)由尸=。/=!可得电热丝”的阻值&=；=瞎=10d

KIUn

甲

(3)高温挡时％与R2并联，此时电路的总电功率为嚏=；+1=陪+喏=22.5%电加热器在Imin内产

gA|A2IUS2oS2

生的热量Q=P高t=22.5Wxlx60s=1350J.

(4)当Rt与Rz并联时，相同的电源电压下电加热器消耗的电功率最大.根据电热丝的规格，可知电热丝R：和

R2两端允许接入的最大电压分别为=2心1oc=2OV.%”心&=L54X8C=12匕由于20V>12V,

所以为保证电路安全，应将电源电压调为(U,g=12匕此时并联电路的总电流为/=/产/2=警+$=黑+案=2.7A