(教参)上册 第6章 微素养 专题突破 九 电功、电功率综合计算(二)-【精彩练习】2023-2024学年九年级全一册科学同步评价作业教师用书word+课件PPT（华东师大版，浙江专用）

微素养 专题突破 九　电功、电功率综合计算(二) 类型1　电热器挡位问题的分析　　　　　　　　　　　　　　 【例1】　某保温电热水壶电路如图所示，S是温控开关，R1为加热器。当开关S接a时，电热水壶处于加热状态，此时通过电热水壶的电流是5 A；当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时电热水壶的电功率为165 W(不考虑温度对电阻阻值的影响)。求： (1)加热电阻R1的阻值。 (2)在保温状态下，通过电阻R2的电流。 (3)电阻R2的阻值。 解：(1)当开关S接a时，电路为R1的简单电路，电热水壶处于加热状态，根据欧姆定律可得，加热电阻R1的阻值：R1＝＝＝44 Ω。 (2)开关S自动切换到b时，电热水壶处于保温状态，此时R1与R2串联，根据P＝UI可得，通过电阻R2的电流：I保温＝＝＝0.75 A。 (3)保温时，电路的总电阻： R＝＝≈293.3 Ω， 因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电阻R2的阻值：R2＝R－R1＝293.3 Ω－44 Ω＝249.3 Ω。 【变式】 某学校教学楼有一额定电压为220 V的电热水器，它的工作电路如图所示，已知电阻R2＝217.8 Ω，电源电压保持220 V不变，当S1、S2均闭合时，电热水器处于加热状态，消耗的功率为2 kW。只闭合S1时，电热水器处于保温状态。求： (1)电阻R1的阻值。 (2)电热水器处于保温状态时消耗的功率。 解：(1)当S1、S2均闭合时，电路中只有R1工作，电热水器处于加热状态。由P＝UI＝可得电阻R1 的阻值：R1＝＝＝24.2 Ω。 (2)当S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电热水器处于保温状态。电热水器处于保温状态时消耗的功率：P保温＝＝＝200 W。 类型　　2　焦耳定律的理解和应用 【例2】　如图所示，电源电压为12 V且保持不变，小灯泡L的规格为“6 V　3 W”，滑动变阻器的最大阻值为12 Ω，电流表的量程为0～3 A。 (1)当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值多大？在10 min内电流通过R1所产生的热量是多少？ (2)当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？R2消耗的最大电功率是多少？ 解：(1)当开关S1、S2都断开时，R1与小灯泡L串联；小灯泡L恰能正常发光，说明灯泡两端电压为额定电压6 V， 电路中电流I＝＝＝0.5 A， R1两端电压U1＝U－UL＝12 V－6 V＝6 V， R1的阻值R1＝＝＝12 Ω。 在10 min内电流通过R1所产生的热量Q1＝I2R1t＝(0.5 A)2×12 Ω×10×60 s＝1 800 J。 (2)当开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，L被短路，电流表测干路电流，电流表的量程为0～3 A，要使电流表安全使用，即干路电流最大为3 A。 通过R1的电流I1＝＝＝1 A， 通过R2的最大电流I2＝I－I1＝3 A－1 A＝2 A， R2的最小值R2＝＝＝6 Ω， R2消耗的最大电功率P2＝UI2＝12 V×2 A＝24 W。 【变式】 图甲是电加热恒温箱电路图，由控制电路和加热电路两部分构成，其中控制电路由U1＝6 V的电源、电磁继电器(线圈电阻忽略不计)、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串接而成。加热电路由U2＝220 V的电源和R0＝48.4 Ω的电热丝串接而成。恒温箱内包含了图中虚线框内的电热丝R0和热敏电阻R1，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图像。当控制电路中的电流达到0.05 A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作；当控制电路中的电流小于0.05 A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作。根据以上信息回答下列问题。 (1)当恒温箱中温度保持在60 ℃时，在图乙中读出对应的热敏电阻的阻值为__70__Ω。 (2)加热电路正常工作1 min，电流通过电热丝R0做的功是多少？ (3)通过调节控制电路中滑动变阻器R2接入电路的电阻，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度。如果滑动变阻器R2的最大电阻为90 Ω，该恒温箱能够设定的温度范围是多少？ 解：(2)电流通过电热丝R0做的功W＝t＝×1×60 s＝6×104 J。 (3)由题意可知，当I＝0.05 A时，控制电路中的电阻R＝＝＝120 Ω，当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，热敏电阻的阻值R1＝120 Ω，由图乙可知，此时对应的温度为30 ℃；当滑动变阻器接入电路的电阻为90 Ω时，热敏电阻的阻值R1＝R－R2＝120 Ω－90 Ω＝30 Ω，此时对应的温度为130 ℃。所以该恒温箱能够设定的温度范围是30～130 ℃。 类型　　3　电功率的计算 【例3】　在下图所示电路中，设电源电压不变，当只闭合开关S1时，电流表的示数是I1；当只闭合开关