专题20 串并联电路中涉及电功率电能电热等的简单计算 专项练习--2024-2025学年度人教版物理九年级上学期

2024-2025学年度人教版9年级全册期末考试必考的四种题型专练专题20 串并联电路中涉及电功率电能电热等的简单计算（共16题） 1. 如图所示的是某款两档电热器的简化电路，、为阻值一定的电热丝，，。该电热器接入电压为220V的电路中。求： （1）低温档时电路中的电流； （2）高温档时电热器的电功率。 2. （2024福建）小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为，电动机标有“12V 24W”字样。闭合开关S、，电动机正常工作。求： （1）电源电压。 （2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能。 （3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量。 3. （2024广东省）某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示。发热电阻，紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和，消毒柜正常工作，求： （1）通过R的电流； （2）R的电功率； （3）L工作100s消耗的电能。 4. （2024贵州省）如图所示电路，电源电压恒定，定值电阻R阻值为，灯泡L标有“6V 3W”字样。当闭合开关S、，L正常发光，滑片P在a端时，干路电流为I；当闭合开关S、断开，滑动变阻器接入的阻值为时，电路中电流为。则______。 5. （2024贵州省）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻，闭合开关S，电压表示数为2V。求： （1）定值电阻两端的电压为多少伏。 （2）通过定值电阻的电流为多少安。 （3）通电10s，整个电路电流所做的功W为多少焦。 6. （2024河南）图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为______V，干路电流为______A，此时灯泡L的电功率为______W。 7. （2024黑龙江哈尔滨）如图所示的电路中，电源电压恒为9V，灯泡L标有“6V 6W”，滑动变阻器标有“30Ω 2A”，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡正常发光时的电阻为6Ω B. 电路中的电流不超过2A时，电路一定是安全的 C. 当灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率为9W D. 当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变暗 8. （2024齐齐哈尔市）如图所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡的额定电压为6V，滑动变阻器铭牌标有“50Ω 1A”字样，电流表选用0~3A量程。先闭合开关、断开开关，此时小灯泡正常发光；保持开关闭合，再闭合开关，当滑动变阻器连入电路的阻值为30Ω时，电流表的示数为0.8A。则保持开关、都闭合，忽略温度对灯丝电阻的影响，使用过程中元件完好，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A. 将滑动变阻器的滑片向右移动，小灯泡实际功率不变 B. 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是2.5~50Ω C. 通过电流表的电流最小值为0.72A D. 电路的总功率最大值为9.6W 9. （2024黑龙江绥化）一款电热水龙头的简化电路如图甲所示，表格是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变，和为发热电阻，当开关S、均闭合时，通电20s电热水龙头产生的热量是__________J。电阻和的阻值之比是__________。 额定电压 220V 额定功率 高温挡 2200W 低温挡 440W 10. （2024湖南长沙）小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4Ω。 （1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是多大？ （2）只闭合开关S1时，R1的电功率是多少？ （3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少？ 11. （2024湖南）小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型，如图所示。电源电压恒为6V，地灯L1标有“6V 3W”字样，床灯L2标有“6V 6W”字样。 （1）闭合开关S1，断开开关S2，灯________发光； （2）求L2正常工作时的电阻R2； （3）闭合开关S1、S2，求整个电路工作1min消耗的电能。 12. 小明同学设计了车载加热垫，其简化电路图如图所示，电源电压恒为12V，为阻值一定的电热丝。闭合开关，通过的电流分别为0.6A、0.4A。求： （1）电热丝的电阻； （2）此时电路的总电功率。 13. （2023山东泰安）如图所示的电路中，电源电压U恒定，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），定值电阻阻值为15Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关，断开开关、，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A；闭合开关、、，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，定值电阻在10s内产生的热量为Q。下列说法中（　　） ① ② ③ ④ A. 只有①④正确 B. 只有①③正确 C. 只有②③正确 D. 只有②③④正确 14. （2024江苏连云港）小明家的电水壶的内部电路如图甲所示，其中为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求： （1）当开关S闭合，断开时，电路中的电流。 （2）当开关S和均闭合时，的电功率。 （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。 15. （2024四川遂宁）在甲图所示的电路中，闭合开关，再闭合开关，电流表的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过的电流为_________A，_________，在相同时间内两电阻产生的热量之比_________。 16. 在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，R1阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.9A，问： （1）通过R1的电流是多少？ （2）R2阻值是多少？ （3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2，要求：替换后，电源的最大电功率不小于15W，则电源的最小电功率是多少？ ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度人教版9年级全册期末考试必考的四种题型专练专题20 串并联电路中涉及电功率电能电热等的简单计算（共16题） 1. 如图所示的是某款两档电热器的简化电路，、为阻值一定的电热丝，，。该电热器接入电压为220V的电路中。求： （1）低温档时电路中的电流； （2）高温档时电热器的电功率。 【答案】（1）0.4A （2）1188W 【解析】（1）根据可知，当总电阻越小，总功率越大，当两个电阻并联时，为高温档，当闭合S1时，为低温档时，只有R1工作，故电路中的电流 （2）当两个电阻并联时，为高温档，通过电阻R2的电流为 则干路电流为 高温档时电热器的电功率 2. （2024福建）小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为，电动机标有“12V 24W”字样。闭合开关S、，电动机正常工作。求： （1）电源电压。 （2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能。 （3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量。 【答案】（1）12V；（2）1440J；（3）3600J 【解析】（1）闭合S、时，电路中只有电动机正常工作，则电源电压 （2）根据可知，电动机消耗的电能 （3）闭合S、，电路中只有电热丝R工作，通过电热丝R的电流 电热丝R产生的热量 答：（1）电源电压是12V； （2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能1440J； （3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量3600J。 3. （2024广东省）某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示。发热电阻，紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和，消毒柜正常工作，求： （1）通过R的电流； （2）R的电功率； （3）L工作100s消耗的电能。 【答案】（1）2A；（2）440W；（3）5000J 【解析】（1）由题意可得，灯泡L和电阻R并联在电路中，消毒柜正常工作，所以电路中的电源电压为220V，通过R的电流 （2）R的电功率为 （3）紫外灯L两端的电压为220V，正好处于额定电压工作状态，工作100s消耗的电能 答：（1）通过R的电流为2A； （2）R的电功率为440W； （3）灯泡L工作100s消耗的电能5000J。 4. （2024贵州省）如图所示电路，电源电压恒定，定值电阻R阻值为，灯泡L标有“6V 3W”字样。当闭合开关S、，L正常发光，滑片P在a端时，干路电流为I；当闭合开关S、断开，滑动变阻器接入的阻值为时，电路中电流为。则______。 【答案】4∶1 【解析】当闭合开关S、，滑片P在a端时，定值电阻R与灯泡L并联，L正常发光，则电源电压为6V，通过灯泡电流 通过定值电阻R电流 干路电流为 当闭合开关S、断开，定值电阻R与滑动变阻器串联，滑动变阻器接入的阻值为时，电路中电流 则 5. （2024贵州省）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻，闭合开关S，电压表示数为2V。求： （1）定值电阻两端的电压为多少伏。 （2）通过定值电阻的电流为多少安。 （3）通电10s，整个电路电流所做的功W为多少焦。 【答案】（1）1V；（2）0.4A；（3）12J 【解析】（1）由图可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，根据串联分压特点可得：定值电阻R2两端的电压U2为 （2）由欧姆定律可得，通过R1的电流I1为 （3）根据串联电路电流特点可知整个电路的电流为 I=I1=0.4A 则整个电路电流做的功为 答：（1）定值电阻两端的电压为1V； （2）通过定值电阻的电流为0.4A； （3）通电10s，整个电路电流所做的功W为12J。 6. （2024河南）图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为______V，干路电流为______A，此时灯泡L的电功率为______W。 【答案】 2 0.45 0.5 【解析】定值电阻R与灯泡L并联，根据并联电路电压规律 电流表接在定值电阻R支路上，且示数为0.2A 故电源电压为2V。 由甲图可知，当灯泡电压为2V时，电流为0.25A，故干路电流为 此时灯泡L的电功率 7. （2024黑龙江哈尔滨）如图所示的电路中，电源电压恒为9V，灯泡L标有“6V 6W”，滑动变阻器标有“30Ω 2A”，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡正常发光时的电阻为6Ω B. 电路中的电流不超过2A时，电路一定是安全的 C. 当灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率为9W D. 当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变暗 【答案】AD 【解析】A．灯泡正常发光时的电阻为 故A正确； BC．图中灯泡和变阻器串联，灯泡正常发光时的电流 通过变阻器的最大电流是2A，由串联电路电流的规律可知通过电路的最大电流是1A，当灯泡正常发光时，通过电路的电流是1A，变阻器两端的电压 U滑=U-UL=9V-6V=3V 滑动变阻器的电功率为 P滑=U滑I滑=3V×1A=3W 故BC错误； D．当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知电路中的电流变小，小灯泡变暗，故D正确。 故选AD。 8. （2024齐齐哈尔市）如图所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡的额定电压为6V，滑动变阻器铭牌标有“50Ω 1A”字样，电流表选用0~3A量程。先闭合开关、断开开关，此时小灯泡正常发光；保持开关闭合，再闭合开关，当滑动变阻器连入电路的阻值为30Ω时，电流表的示数为0.8A。则保持开关、都闭合，忽略温度对灯丝电阻的影响，使用过程中元件完好，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A. 将滑动变阻器的滑片向右移动，小灯泡实际功率不变 B. 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是2.5~50Ω C. 通过电流表的电流最小值为0.72A D. 电路的总功率最大值为9.6W 【答案】ACD 【解析】A．先闭合开关S1​、断开开关S2​，此时小灯泡正常发光，说明灯泡两端的电压为6V，电源电压等于灯泡的额定电压；保持开关S1​闭合，再闭合开关S2​，灯泡与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，当滑动变阻器连入电路的阻值为30Ω时，电流表的示数为0.8A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过滑动变阻器的电流 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过灯泡的电流 由​可得，灯泡的电阻 将滑动变阻器的滑片向右移动，接入电路中的电阻变大，由可知，通过滑动变阻器的电流变小，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，灯泡两端的电压和通过的电流不变，实际功率不变，故A正确； B．滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值 滑动变阻器的最大阻值为50Ω，所以，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是6Ω～50Ω，故B错误； C．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，所以，通过滑动变阻器的最小电流为 通过电流表的电流最小值为 I总小​=I小+I=0.12A+0.6A=0.72A 即电流表的示数最小为0.72A，故C正确； D．当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，此时通过电路的总电流为 电路的总功率最大，则电路的最大总功率 故D正确。 故选ACD。 9. （2024黑龙江绥化）一款电热水龙头的简化电路如图甲所示，表格是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变，和为发热电阻，当开关S、均闭合时，通电20s电热水龙头产生的热量是__________J。电阻和的阻值之比是__________。 额定电压 220V 额定功率 高温挡 2200W 低温挡 440W 【答案】 44000 1∶4 【解析】由图甲知，两个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路的总电阻较小，据知，电路的总功率较大，是高温挡；开关S闭合，S1断开时，电路中只有R2工作，电路的电阻较大，据知，电路的总功率较小，是低温挡。两个开关都闭合时，通电20s，电热水龙头产生的热量 R2的阻值 高温挡时，R1消耗的电功率 P1=P高温-P低温=2200W-440W=1760W R1的阻值 所以R1和R2的阻值之比 10. （2024湖南长沙）小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4Ω。 （1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是多大？ （2）只闭合开关S1时，R1的电功率是多少？ （3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少？ 【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）250J 【解析】（1）只闭合开关S1时，通过R1的电流为 （2）只闭合开关S1时，R1的电功率为 （3）电源两端电压为6V时，干路电流为 通过R2的电流为 R2的阻值为 电源两端电压为5V时，干路电流为 使用“速热”挡通电10s产生的热量为 答：（1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是1.5A； （2）只闭合开关S1时，R1的电功率是9W； （3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是250J。 11. （2024湖南）小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型，如图所示。电源电压恒为6V，地灯L1标有“6V 3W”字样，床灯L2标有“6V 6W”字样。 （1）闭合开关S1，断开开关S2，灯________发光； （2）求L2正常工作时的电阻R2； （3）闭合开关S1、S2，求整个电路工作1min消耗的电能。 【答案】 （1） L1 （2） 6Ω （3）540J 【解析】（1）由图可知，闭合开关S1，断开开关S2，灯L1接通电路，所以L1发光。 （2）由题意知，床灯L2标有“6V 6W”字样，根据可知，R2的阻值为 （3）闭合开关S1、S2，两个灯泡并联，根据并联电路电压的特点可知，两个灯泡两端的电压均为6V，因此均正常发光，因此整个电路工作1min消耗的电能 W=P总t=(P1+P2)t=(3W+6W)×60s=540J 答：（1）闭合开关S1，断开开关S2，灯L1发光； （2）L2正常工作时的电阻为6Ω； （3）闭合开关S1、S2，整个电路工作1min消耗的电能为540J。 12. 小明同学设计了车载加热垫，其简化电路图如图所示，电源电压恒为12V，为阻值一定的电热丝。闭合开关，通过的电流分别为0.6A、0.4A。求： （1）电热丝的电阻； （2）此时电路的总电功率。 【答案】（1）20Ω；（2）12W 【解析】（1）闭合开关S1​、S2​时，R1​与R2​并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由​可得，电热丝R1​的电阻 （2）此时并联电路的总电功率 P=UI=12V×(0.6A+0.4A)=12W 答：（1）电热丝R1​的电阻为20Ω； （2）此时电路的总电功率为12W。 13. （2023山东泰安）如图所示的电路中，电源电压U恒定，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），定值电阻阻值为15Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关，断开开关、，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A；闭合开关、、，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，定值电阻在10s内产生的热量为Q。下列说法中（　　） ① ② ③ ④ A. 只有①④正确 B. 只有①③正确 C. 只有②③正确 D. 只有②③④正确 【答案】C 【解析】闭合开关S、断开开关S1、S2，变阻器R2与灯泡L串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡两端的电压，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A，即接入电路的电阻为10Ω，由得，此时滑动变阻器两端电压为 由得，灯泡电阻为 由得，此时电压表示数即灯泡两端电压为 根据串联电路电压规律可知，电源电压为各部分电压之和，即 由得，灯泡正常工作电流为 已知电流表量程为0~0.6A为，则为了确保电路各元件安全，电路中最大电流为0.5A，由题意知，此时灯泡电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压为 由得，滑动变阻器接入电路的最小阻值为，即 闭合开关S、S1、S2，小灯泡被短路，R1、R2并联，根据并联电路电压特点可知 由得，通过R1的电流为 由于电流表量程为0～0.6A，则通过滑动变阻器的最大电流为 由可得，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，即 由Q可知，定值电阻在10s内产生的热量为Q，即 故选C。 14. （2024江苏连云港）小明家的电水壶的内部电路如图甲所示，其中为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求： （1）当开关S闭合，断开时，电路中的电流。 （2）当开关S和均闭合时，的电功率。 （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。 【答案】（1）0.2A；（2）836W；（3） 【解析】（1）当开关S闭合，断开时，电路是由R2组成的简单电路，当开关S和S0均闭合时，电路是由R2和R1组成的并联电路，由于并联电路电阻比并联的任何一个电阻的阻值都小，根据可知，当开关S闭合，S0断开时，电水壶处于保温状态，则 （2）当开关S和均闭合，电路是由R2组成的简单电路，此时电水壶处于加热状态，R1的电功率为 （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能 答：（1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流为0.2A； （2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率为836W； （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能为4.4×104J。 15. （2024四川遂宁）在甲图所示的电路中，闭合开关，再闭合开关，电流表的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过的电流为_________A，_________，在相同时间内两电阻产生的热量之比_________。 【答案】 1.2 1∶4 4∶1 【解析】图甲中，闭合开关，则电路R2的简单电路，两个电流表都测通过R2的电流；再闭合开关，则R1、R2并联，A2测通过R2的电流，示数不变，A1测干路电流，由并联电路电流特点可知，A1示数大于A2示数，因此A1使用的大量程，分度值为0.1A，示数为1.5A，即干路电流为 A2使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则通过的电流为 由欧姆定律可知，两电阻的阻值之比 由可得在相同时间内两电阻产生的热量之比 16. 在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，R1阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.9A，问： （1）通过R1的电流是多少？ （2）R2阻值是多少？ （3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2，要求：替换后，电源的最大电功率不小于15W，则电源的最小电功率是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】如图，两个电阻并联，电源电压恒定为6V，电流表测干路电流，通过R1的电流 （2）R2的阻值是 （3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2.，滑动变阻器的最大功率为 替换后，电源的最大电功率不小于15W，则要求剩余的电阻的功率大于3W，电源电压不变，两电阻在电路中的功率不变，R1的功率 R2的功率 因电阻R2的功率小于3W，因此只能被替换，电路中剩余R1与“50Ω 2A”的滑动变阻器并联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，变阻器的电功率最小，最小值 电源的最小电功率是 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$