初中物理焦耳定律在实际中的应用计算题

如图所示，小灯泡标有"6V 3W"字样（设灯丝电阻不受温度影响），R ₁为定值电阻，R ₂为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻。

（2）当开关S、S ₁、S ₂都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R ₁的阻值和电流通过R ₁产生的热量。

如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为 $220V$的电源和阻值 $R=88\Omega$的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻 $R_0=20\Omega )$、开关、滑动变阻器 $R_2$（取值范围 $0~80\Omega )$和热敏电阻 $R_1$组成； $R_1$阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流 $I⩾50\mathit{mA}$时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流 $I⩽40\mathit{mA}$时，衔铁被释放接通工作电路。

温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	80	66	60	50	46	40	36	35	34
$R_1/\Omega$	10	20	40	50	70	80	100	120	130	150

（1）工作电路正常工作时， $R$在 $1\mathit{min}$内产生的热量是多少？

（2）当温度为 ${60}^{°}\text{C}$，滑动变阻器 $R_2=50\Omega$时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变 $R_2$的阻值。

如图甲所示，滑动变阻器 $R_2$标有“ $50\Omega 1A$”字样，电源电压为 $8V$且保持不变。当开关 $S$闭合时，电流表 $A_1$和 $A_2$的指针偏转情况如图乙所示。求：

（1）电阻 $R_1$的阻值

（2）通电 $100s$，电流通过电阻 $R_1$产生的热量；

（3）再次移动滑动变阻器 $R_2$的滑片 $P$，使两电流表指针偏离零刻度的角度相同，此时滑动变阻器 $R_2$消耗的电功率 $P_2$。

电子秤因精准和便于携带已普遍取代杆秤。某科技兴趣小组根据理想电压表的内部电阻无穷大、并联在电路两端时通过它的电流几乎为零和表盘刻度均匀的特点，用电压为 $3V$的电源 $U$、阻值为 $10\Omega$的电阻 $R$、理想电压表及其它元件制作了如图所示的简易电子秤。其中轻质托盘和弹簧的质量不计，当托盘中所称质量变化时，与电阻 $R$相连的滑片 $P$平行地上下无摩擦滑动，电压表示数与被测物体的质量成正比。当电子秤处于待称状态时滑片 $P$停在最上端 $a$点，电压表示数为0，当被测物体最大称量 $m=30\mathit{kg}$时，滑片 $P$刚好处于最下端 $b$点。问：

（1）当电子秤处于待称状态时，电路中的电流强度为多少？此状态下通电 $1\mathit{min}$在电阻 $R$上产生的热量为多少？

（2）当电压表示数为 $U\text{'}=1.2V$时，被称量物体的质量 $m\text{'}$为多少？

小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中电能表 $[3000r/(\mathit{kW}·h\left)\right]$．如图所示。电水壶的规格为“ $220V1210W$”，电水龙头的规格为“ $220V2420W$”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动 $110r$，用时 $120s$。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了 $180s$。

导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求：

（1）电水壶和电水龙头的电阻；

（2）导线的电阻；

（3）在洗漱时，导线上产生的热量。

如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为 $48.4\Omega$，电动机线圈电阻为 $2\Omega$，电源电压 $220V$稳定不变。求：

（1）加热电阻正常工作时的电功率是多少？

（2）在足浴盆中加入体积为 $4L$、初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水，加热电阻正常工作 $420s$，它的电加热效率为 $80\%$，则水的温度会升高到多少摄氏度？ $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为 $0.1A$，按摩 $10\mathit{min}$，电动机线圈产生的热量是多少？

一根 $100\Omega$的电阻丝接入电路后，通过它的电流是 $0.2A$．求：

（1）电阻丝两端的电压。

（2）通电 $10s$电阻丝产生的热量。

小王同学自制了一只“热得快”，这只“热得快”是用一根电阻为 $48.4\Omega$的电阻丝制成，将它接在 $220V$的家庭电路里使用。求：

（1）该“热得快” $5\mathit{min}$内产生的热量；

（2）为了安全。小王同学将一只工作指示灯与电阻串联使用，经测量电阻丝消耗的功率为原来功率的 $81\%$，求指示灯的电阻。

如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有"6V 3W"的字样（灯丝的电阻不随温度变化而变化）。当只闭合开关S ₁时，小灯泡恰好正常发光；当同时闭合S ₁和S ₂时，电流表的示数为0.8A。

求：

（1）只闭合S ₁时，电流表的示数；

（2）R ₀的阻值；

（3）同时闭合S ₁和S ₂时，通电1min电路产生的总热量。

如图所示，电源电压12V，R₁＝10Ω，R₃＝50Ω。

（1）只闭合开关S₂，1min内R₃产生的热量是多少？

（2）只闭合开关S₃，R₁的功率是1.6W，R₂的阻值是多少？

（3）同时闭合开关S₁、S₂、S₃，电流表的示数是多少？

有一电热丝的电阻为40Ω，接入某电源通电1min产生的热量为2400J。求：
(1)通过它的电流为多少？
(2)若把该电热丝剪去一半后接入同一电源，通电1min产生的热量是多少？

如图所示，标有“6V  2W”字样的灯泡L与电阻R串联后接在电源上，开关S闭合后，灯泡L恰能正常发光，电路消耗的总功率为10W。
求：通电1分钟，电流通过电阻R产生的热量。

在图所示的电路中，设电源电压不变，灯泡L上标有“6V，3W”字样，当K₁闭合，单刀双掷开关K₂接a时，灯泡L正常发光；当K₁断开，单刀双掷开关K₂接b时，电压表示数为3V．（设灯丝的电阻不变）

求：（1）电源电压是多少伏？
（2）电阻R的阻值是多少欧？
（3）K₁断开，K₂接b时，该灯泡L在1分钟内消耗的电能为多少焦耳？

据统计：有许多重大火灾都是因输电线老化，绝缘性能降低出现短路所造成的，教训十分深刻．请你用所学物理知识分析因电线短路而产生火灾的原因．

图甲为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其电路原理如图乙所示，R₁、R₂为电热丝，其额定电压均为220V。电路的工作原理是：当S，闭合，S₂断开时，电熨斗处于低温档；当S₁、S₂都闭合时，电熨斗处于高温档。正常工作时高温挡的电功率为1980W。(电源电压保持不变，不计电热丝电阻随温度的变化)

甲                        乙
(1)电熨斗正常工作时，在高温档状态下电路中的总电流是多大?
(2)若电热丝R₂的电阻为44Ω，则电热丝R₁的电阻为多少?
(3)若电热丝R₂烧毁了，要使电路恢复正常工作，小楠设计了这样一个方案：
小楠方案：用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R₂。 请你通过计算和分析，对小楠的方案作出评价。