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5. (2024·安徽中考)如图所示，电源两端电压为6 V，电阻$R_2=20\ \Omega$。闭合开关S，电压表示数为4 V，则通电100 s整个电路产生的热量为
120
J。答案
5. 120
解析
【分析】首先明确电路连接：R₁与R₂串联，电压表测量R₂两端的电压。解题思路：①利用串联电路电流处处相等的特点，结合欧姆定律，通过R₂的电压和电阻计算电路中的电流；②纯电阻电路中，电路产生的热量等于电流做的功，根据电功公式Q=W=UIt，代入电源电压、已求电流和时间，计算总热量。
【解析】解：由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端的电压。
串联电路中各处电流相等，根据欧姆定律可得电路中的电流：
$I = I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A}$
纯电阻电路中，电路产生的热量等于电流做的功，因此通电100 s整个电路产生的热量：
$Q = W = UIt = 6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} × 100\ \mathrm{s} = 120\ \mathrm{J}$
【答案】120
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题是基础电学计算题，关键是明确电路连接方式和电压表的测量对象，利用串联电路规律和相关公式即可求解，难度不大。
【难度系数】0.3
【解析】解：由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端的电压。
串联电路中各处电流相等，根据欧姆定律可得电路中的电流：
$I = I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A}$
纯电阻电路中，电路产生的热量等于电流做的功，因此通电100 s整个电路产生的热量：
$Q = W = UIt = 6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} × 100\ \mathrm{s} = 120\ \mathrm{J}$
【答案】120
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题是基础电学计算题，关键是明确电路连接方式和电压表的测量对象，利用串联电路规律和相关公式即可求解，难度不大。
【难度系数】0.3
6.(2024·福建中考)小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图所示。电热丝的阻值R为4 Ω,电动机标有“12 V 24 W”字样。闭合开关S、S₁,电动机正常工作。
(1)求电源电压。
(2)闭合开关S、S₁,求电动机1 min内消耗的电能。
(3)闭合开关S、S₂,通电100 s,求电热丝产生的热量。
(1)求电源电压。
(2)闭合开关S、S₁,求电动机1 min内消耗的电能。
(3)闭合开关S、S₂,通电100 s,求电热丝产生的热量。
答案
(1) 12 V (2) 1 440 J (3) 3 600 J
解析
【分析】首先明确电路中电动机M与电热丝R为并联关系，并联电路各支路电压等于电源电压。解题时，先根据开关状态确定电路连接情况，再利用并联电路电压规律、电功和电热的计算公式分别求解三个问题：（1）电动机正常工作时两端电压等于额定电压，等于电源电压；（2）电动机正常工作时功率为额定功率，利用W=Pt计算消耗的电能；（3）电热丝为纯电阻，利用Q=U²t/R计算产生的热量。
【解析】
解：由电路图可知，电动机M与电热丝R并联，并联电路各支路电压等于电源电压。
(1) 闭合开关S、S₁时，电动机正常工作，此时电动机两端电压等于其额定电压，即U=U额=12V，因此电源电压为12V。
(2) 闭合开关S、S₁时，电动机正常工作，功率P=P额=24W，时间t₁=1min=60s，根据W=Pt，电动机1min内消耗的电能：W=Pt₁=24W×60s=1440J。
(3) 闭合开关S、S₂时，电热丝R两端电压等于电源电压U=12V，R=4Ω，时间t₂=100s，电热丝为纯电阻，产生的热量Q=W=U²t₂/R，代入数据得：Q=(12V)²×100s /4Ω=3600J。
【答案】
(1) 12 V；(2) 1440 J；(3) 3600 J
【知识点】
并联电路电压规律、电功计算、电热计算
【点评】
本题考查并联电路特点及电功、电热的计算，关键是明确开关对应的电路状态，纯电阻电路电热计算方法需掌握，属于中考常规题型。
【难度系数】
0.5
【解析】
解：由电路图可知，电动机M与电热丝R并联，并联电路各支路电压等于电源电压。
(1) 闭合开关S、S₁时，电动机正常工作，此时电动机两端电压等于其额定电压，即U=U额=12V，因此电源电压为12V。
(2) 闭合开关S、S₁时，电动机正常工作，功率P=P额=24W，时间t₁=1min=60s，根据W=Pt，电动机1min内消耗的电能：W=Pt₁=24W×60s=1440J。
(3) 闭合开关S、S₂时，电热丝R两端电压等于电源电压U=12V，R=4Ω，时间t₂=100s，电热丝为纯电阻，产生的热量Q=W=U²t₂/R，代入数据得：Q=(12V)²×100s /4Ω=3600J。
【答案】
(1) 12 V；(2) 1440 J；(3) 3600 J
【知识点】
并联电路电压规律、电功计算、电热计算
【点评】
本题考查并联电路特点及电功、电热的计算，关键是明确开关对应的电路状态，纯电阻电路电热计算方法需掌握，属于中考常规题型。
【难度系数】
0.5
7.某型号的电热毯有高温和低温两挡，其内部电路原理如图所示，额定电压为220 V，高温挡、低温挡的额定发热功率分别为100 W、44 W。A、B为加热电阻且阻值不变，下列说法不正确的是(
A.开关S闭合、S₁断开时，电热毯处于低温挡
B.电阻A的阻值为1 100 Ω
C.该型号电热毯高温挡正常工作1 min产生的热量为6 000 J
D.该型号电热毯用高温挡加热，当实际电压为200 V时，其实际发热功率为90 W
D
)A.开关S闭合、S₁断开时，电热毯处于低温挡
B.电阻A的阻值为1 100 Ω
C.该型号电热毯高温挡正常工作1 min产生的热量为6 000 J
D.该型号电热毯用高温挡加热，当实际电压为200 V时，其实际发热功率为90 W
答案
7. D
解析
【分析】
要解决本题，需先明确不同开关状态下的电路结构：开关S闭合、S₁断开时，只有电阻A接入电路，总电阻较大，功率较小，为低温挡；S和S₁都闭合时，A、B并联，总电阻较小，功率较大，为高温挡。再结合电功率公式、电热公式逐一分析各选项，判断正误。
【解析】
1. 分析选项A：开关S闭合、S₁断开时，电路中仅接入电阻A，总电阻较大，根据$P=\frac{U^2}{R}$，电压一定时，电阻越大功率越小，因此电热毯处于低温挡，A说法正确。
2. 分析选项B：低温挡额定功率$P_低=44W$，额定电压$U=220V$，低温挡只有A工作，由$P=\frac{U^2}{R}$得，电阻A的阻值$R_A=\frac{U^2}{P_低}=\frac{(220V)^2}{44W}=1100Ω$，B说法正确。
3. 分析选项C：高温挡额定功率$P_高=100W$，正常工作时间$t=1min=60s$，电热毯产生的热量$Q=W=P_高t=100W×60s=6000J$，C说法正确。
4. 分析选项D：高温挡时A、B并联，总电阻$R_总=\frac{U^2}{P_高}=\frac{(220V)^2}{100W}=484Ω$。当实际电压$U_实=200V$时，实际总功率$P_实=\frac{U_实^2}{R_总}=\frac{(200V)^2}{484Ω}≈82.6W≠90W$，D说法错误。
综上，不正确的选项为D。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、电路分析、电热计算
【点评】
本题考查电热毯高低温挡的判断及相关电功率、电热的计算，关键是明确开关控制的电路连接方式，结合公式分析各选项，需注意实际功率不能直接按电压比例简单计算，要结合总电阻求解。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先明确不同开关状态下的电路结构：开关S闭合、S₁断开时，只有电阻A接入电路，总电阻较大，功率较小，为低温挡；S和S₁都闭合时，A、B并联，总电阻较小，功率较大，为高温挡。再结合电功率公式、电热公式逐一分析各选项，判断正误。
【解析】
1. 分析选项A：开关S闭合、S₁断开时，电路中仅接入电阻A，总电阻较大，根据$P=\frac{U^2}{R}$，电压一定时，电阻越大功率越小，因此电热毯处于低温挡，A说法正确。
2. 分析选项B：低温挡额定功率$P_低=44W$，额定电压$U=220V$，低温挡只有A工作，由$P=\frac{U^2}{R}$得，电阻A的阻值$R_A=\frac{U^2}{P_低}=\frac{(220V)^2}{44W}=1100Ω$，B说法正确。
3. 分析选项C：高温挡额定功率$P_高=100W$，正常工作时间$t=1min=60s$，电热毯产生的热量$Q=W=P_高t=100W×60s=6000J$，C说法正确。
4. 分析选项D：高温挡时A、B并联，总电阻$R_总=\frac{U^2}{P_高}=\frac{(220V)^2}{100W}=484Ω$。当实际电压$U_实=200V$时，实际总功率$P_实=\frac{U_实^2}{R_总}=\frac{(200V)^2}{484Ω}≈82.6W≠90W$，D说法错误。
综上，不正确的选项为D。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、电路分析、电热计算
【点评】
本题考查电热毯高低温挡的判断及相关电功率、电热的计算，关键是明确开关控制的电路连接方式，结合公式分析各选项，需注意实际功率不能直接按电压比例简单计算，要结合总电阻求解。
【难度系数】
0.5
8. (2025·宁夏中考)右图是某款汽车后挡风玻璃的除雾除霜装置示意图。图中较宽的线条表示导电条(电阻不计)，较窄的线条表示电阻丝。导电条A、B两端与汽车供电电路相连，供电电压为12 V，电阻丝的总电阻是$1\ \Omega$。正常工作时，通过导电条A处的电流为
12
A，电阻丝工作5 min产生的热量为$4.32×10^4$
J。若图中P处电阻丝断裂，其他电阻丝还能工作，则这些电阻丝是并联
(选填“串联”或“并联”)的。答案
8. 12 $4.32×10^4$ 并联
解析
【分析】首先根据“P处电阻丝断裂，其他电阻丝仍能工作”判断电阻丝的连接方式；再结合供电电压和电阻丝总电阻，利用欧姆定律计算导电条A处的电流；最后根据焦耳定律计算电阻丝工作5min产生的热量。
【解析】
1. 判断连接方式：若某一处电阻丝断裂后其他电阻丝仍能工作，说明各电阻丝工作时互不影响，因此电阻丝是并联的。
2. 计算A处电流：电阻丝并联，两端电压等于供电电压，即$U=12\ \mathrm{V}$，总电阻$R=1\ \Omega$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得总电流（即A处电流）$I=\frac{12\ \mathrm{V}}{1\ \Omega}=12\ \mathrm{A}$。
3. 计算产生的热量：工作时间$t=5\ \mathrm{min}=5×60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{s}$，根据焦耳定律$Q=W=\frac{U^2t}{R}$，代入数据得$Q=\frac{(12\ \mathrm{V})^2×300\ \mathrm{s}}{1\ \Omega}=43200\ \mathrm{J}=4.32×10^4\ \mathrm{J}$。
【答案】12；$4.32×10^4$；并联
【知识点】并联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题结合生活实例考查电路知识，需掌握并联电路的特点，熟练运用欧姆定律和焦耳定律进行计算，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 判断连接方式：若某一处电阻丝断裂后其他电阻丝仍能工作，说明各电阻丝工作时互不影响，因此电阻丝是并联的。
2. 计算A处电流：电阻丝并联，两端电压等于供电电压，即$U=12\ \mathrm{V}$，总电阻$R=1\ \Omega$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得总电流（即A处电流）$I=\frac{12\ \mathrm{V}}{1\ \Omega}=12\ \mathrm{A}$。
3. 计算产生的热量：工作时间$t=5\ \mathrm{min}=5×60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{s}$，根据焦耳定律$Q=W=\frac{U^2t}{R}$，代入数据得$Q=\frac{(12\ \mathrm{V})^2×300\ \mathrm{s}}{1\ \Omega}=43200\ \mathrm{J}=4.32×10^4\ \mathrm{J}$。
【答案】12；$4.32×10^4$；并联
【知识点】并联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题结合生活实例考查电路知识，需掌握并联电路的特点，熟练运用欧姆定律和焦耳定律进行计算，难度适中。
【难度系数】0.6
9.(2024·青海中考)图甲是“飞天”兴趣小组为月球科研基地工作人员设计的一款节能水暖电热毯，其主要特点是A、B两区既可以单独使用，又可以同时使用，从而达到节能高效的目的。简化电路如图乙所示，电源电压$U=220\ \mathrm{V}$，电热丝的电阻分别为$R_A$、
$R_B$，$R_A=R_B=440\ \Omega$。已知水的比热容$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。
(1)单独使用A区时，电热丝将电热毯中质量为$0.5\ \mathrm{kg}$的水从$20\ \mathrm{℃}$加热到$50\ \mathrm{℃}$，用时$600\ \mathrm{s}$。
①求水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}$。
②求消耗的电能$W$。
③求A区正常工作时的加热效率$\eta$(结果保留一位小数)。
(2)同时使用A区和B区时，求电路中的总功率$P$。
$R_B$，$R_A=R_B=440\ \Omega$。已知水的比热容$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。
(1)单独使用A区时，电热丝将电热毯中质量为$0.5\ \mathrm{kg}$的水从$20\ \mathrm{℃}$加热到$50\ \mathrm{℃}$，用时$600\ \mathrm{s}$。
①求水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}$。
②求消耗的电能$W$。
③求A区正常工作时的加热效率$\eta$(结果保留一位小数)。
(2)同时使用A区和B区时，求电路中的总功率$P$。
答案
9. (1)① $6.3×10^4\ \mathrm{J}$ ② $6.6×10^4\ \mathrm{J}$ ③ $95.5\%$ (2) $220\ \mathrm{W}$
解析
【分析】
本题围绕电热毯的电路设计，分两部分计算：第(1)问单独使用A区时，需依次计算水吸收的热量、消耗的电能及加热效率；第(2)问A、B同时使用时，计算并联电路的总功率。
①计算水吸收的热量，利用吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$，$\Delta t$为温度变化量；
②单独使用A区时，电路为$R_A$的纯电阻电路，消耗的电能用$W=\frac{U^2t}{R_A}$计算；
③加热效率为水吸收热量与消耗电能的比值，即$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\%$；
④A、B同时使用时，$R_A$与$R_B$并联，总功率等于各支路功率之和，因$R_A=R_B$，总功率为单个支路功率的2倍。
【解析】
(1)①水升高的温度$\Delta t=50°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=30°\mathrm{C}$，
水吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·°\mathrm{C})}×0.5\ \mathrm{kg}×30°\mathrm{C}=6.3×10^4\ \mathrm{J}$；
②单独使用A区时，电路为$R_A$的简单电路，消耗的电能：
$W=\frac{U^2t}{R_A}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2×600\ \mathrm{s}}{440\ \Omega}=6.6×10^4\ \mathrm{J}$；
③A区的加热效率：
$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\%=\frac{6.3×10^4\ \mathrm{J}}{6.6×10^4\ \mathrm{J}}×100\%\approx95.5\%$；
(2)同时使用A、B区时，$R_A$与$R_B$并联，单个支路的功率：
$P_A=P_B=\frac{U^2}{R}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{440\ \Omega}=110\ \mathrm{W}$，
总功率：
$P=P_A+P_B=110\ \mathrm{W}+110\ \mathrm{W}=220\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1)①$6.3×10^4\ \mathrm{J}$；②$6.6×10^4\ \mathrm{J}$；③$95.5\%$；(2)$220\ \mathrm{W}$
【知识点】
热量计算、电功计算、电功率计算、加热效率
【点评】
本题结合实际电热毯场景，考查纯电阻电路的基础计算，公式应用明确，步骤清晰，属于常规应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕电热毯的电路设计，分两部分计算：第(1)问单独使用A区时，需依次计算水吸收的热量、消耗的电能及加热效率；第(2)问A、B同时使用时，计算并联电路的总功率。
①计算水吸收的热量，利用吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$，$\Delta t$为温度变化量；
②单独使用A区时，电路为$R_A$的纯电阻电路，消耗的电能用$W=\frac{U^2t}{R_A}$计算；
③加热效率为水吸收热量与消耗电能的比值，即$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\%$；
④A、B同时使用时，$R_A$与$R_B$并联，总功率等于各支路功率之和，因$R_A=R_B$，总功率为单个支路功率的2倍。
【解析】
(1)①水升高的温度$\Delta t=50°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=30°\mathrm{C}$，
水吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·°\mathrm{C})}×0.5\ \mathrm{kg}×30°\mathrm{C}=6.3×10^4\ \mathrm{J}$；
②单独使用A区时，电路为$R_A$的简单电路，消耗的电能：
$W=\frac{U^2t}{R_A}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2×600\ \mathrm{s}}{440\ \Omega}=6.6×10^4\ \mathrm{J}$；
③A区的加热效率：
$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W}×100\%=\frac{6.3×10^4\ \mathrm{J}}{6.6×10^4\ \mathrm{J}}×100\%\approx95.5\%$；
(2)同时使用A、B区时，$R_A$与$R_B$并联，单个支路的功率：
$P_A=P_B=\frac{U^2}{R}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{440\ \Omega}=110\ \mathrm{W}$，
总功率：
$P=P_A+P_B=110\ \mathrm{W}+110\ \mathrm{W}=220\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1)①$6.3×10^4\ \mathrm{J}$；②$6.6×10^4\ \mathrm{J}$；③$95.5\%$；(2)$220\ \mathrm{W}$
【知识点】
热量计算、电功计算、电功率计算、加热效率
【点评】
本题结合实际电热毯场景，考查纯电阻电路的基础计算，公式应用明确，步骤清晰，属于常规应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
