专题10 电功率 2023年和2024年广东省深圳市中考物理模拟试题汇编

专题10 电功率 2023年和2024年广东省深圳市中考物理模拟试题汇编一．选择题（共14小题） 1．（2024•龙岗区三模）测定值电阻R0和小灯泡L的电功率时，如图甲所示，开关先后接到1、2位置，移动滑片P，多次记录两电表示数，并绘成I﹣U图像，如图乙所示。下列分析错误的是（　　） A．R0的图像是b B．电源电压为4V C．U1＝1V时，R1＝5Ω D．I＝0.6A时，P0＝1.8W 2．（2024•宝安区三模）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多挡位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如表所示。下列说法正确的是（　　） 额定电压 220V 磨豆功率 110W 加热功率 1210W 保温功率 88W 产品规格 295*280*410mm A．仅闭合S2时咖啡机的工作状态处于加热阶段 B．磨一次咖啡豆需要9秒，消耗的电能约为一千焦，即约为1度电 C．R2的电阻为40欧 D．此咖啡机在加热第一杯咖啡时，可以同时磨第二杯咖啡的咖啡豆，此时，通过插头的电流为6A 3．（2023秋•市中区期末）如图所示，小林设计了一个加热装置电路。已知电源电压为220V，电阻丝R1＝110Ω（电阻丝阻值不改变）。当开关S1断开、S2接b时，整个电路的发热功率为550W。下列有关说法中错误的是（　　） A．电阻丝R2的阻值为88Ω B．利用该加热装置能够实现高温、中温和低温三挡加热 C．当开关S1断开、S2接a时，加热装置处于低温挡 D．当电路接高温挡时，整个电路的发热功率为550W 4．（2024•深圳校级模拟）深圳已进入龙舟水季节，降雨量大，导致河流水位上涨。某科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置（最大阻值40Ω），浮子可带动金属滑杆AP滑片竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值（25cm），R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法中正确的是（　　） A．当水位升高时，电压表的示数增大 B．定值电阻R0为40Ω C．达警戒水位时，电压表的示数为4V D．水位变化过程中，R0最大功率为1.8W 5．（2024•深圳模拟）“坐位体前屈”是用于反映人体柔韧性的测试项目。在一次综合实践活动中，小林自制了一个坐位体前屈成绩测量仪，原理如图所示，其中电源电压恒为6V，R1＝20Ω，电阻丝R2粗细均匀，总长度为20cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0cm，电流表示数为0.1A；挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为20cm。下列分析正确的是（　　） A．挡板在A端时，电流表的示数最小 B．挡板在A端时，电压表的示数为4V C．坐位体前屈的成绩越好，电压表的示数越小 D．坐位体前屈的成绩越好，电路的总功率越大 6．（2024•深圳模拟）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”，闭合开关S，调节滑动变阻器R'的滑片，使其从最右端向左滑动到a点时，小灯泡恰好正常发光，绘制出电流表与两电压表示数关系的图象如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．曲线乙是R'的I﹣U图象 B．该电路的电源电压为15V C．电路消耗的最大功率为4.8W D．R'允许接入的最小阻值为12.5Ω 7．（2024•南山区模拟）将一个标有“220V 500W”的冰箱单独接在家庭电路，正常工作1min后，电能表示数如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．这段时间内冰箱消耗了1123.4J的电能 B．这段时间内电能表转盘共转了10转 C．此冰箱正常工作时的电流小于3A D．此时打开家中2200W的中央空调，电能表将立刻损坏 8．（2023•福田区校级三模）如图甲所示电路中，电源电压可调，灯L1、L2的额定电压均为6V，L1、L2的I﹣U图象如图乙所示，闭合开关S，逐步调大电源电压至电路允许的最大值，此时（　　） A．L1正常发光 B．电源电压为12V C．电路总电阻为30Ω D．电路总功率为2.4W 9．（2024•龙华区校级模拟）把L1“220V，60W”和L2“220V，40W”的两盏灯串联在220V电路中，两盏灯都比正常发光暗，这是因为每盏灯的（　　） A．额定电压变小 B．实际功率小于额定功率 C．额定功率变小 D．额定电压小于实际电压 10．（2024•深圳一模）母亲节时，小明买了一个如图甲所示的电热杯垫送给妈妈，电热杯垫通过USB接口供电，杯垫的简化电路如图乙所示。电热杯垫有加热和保温两挡功能，R1、R2为加热电阻，USB接口的输出电压为5V，R1电阻10Ω，加热挡的功率为7.5W。下列说法正确的是（　　） A．同时闭合S1、S2时为保温挡 B．保温挡功率为5W C．R2电阻为5Ω D．用加热挡工作10min，产生的热量是75J 11．（2024•南山区校级二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，不考虑温度对灯泡阻值的影响，闭合开关S，当滑动变阻器R1的滑片P向右移动时，下列说法中（　　） ①电流表A的示数变小 ②灯泡的亮度不变 ③电压表V的示数变大 ④电压表V与电流表A的比值变大 ⑤滑动变阻器R消耗的电功率变大 ⑥电路中的总电阻变大 A．只有①②④⑥正确 B．只有①②③⑥正确 C．只有②③④⑥正确 D．只有②④⑤⑥正确 12．（2024•南山区模拟）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和53圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝粗。将R1、R2并联在电路中工作一段相同时间，下列说法正确的是（　　） A．通过R1的电流等于通过R2的电流 B．R1两端的电压大于R2两端的电压 C．R1的电功率大于R2的电功率 D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能 13．（2024•坪山区模拟）某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变。R0为定值电阻，R滑的最大阻值为40Ω，浮子可带动金属滑杆AP竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时，提醒小组成员水位达到警戒值25cm。R滑接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法不正确的是（　　） A．当水位降低时，电压表的示数减小 B．该电路工作时总功率最小值为0.6W C．水位为20cm时，滑动变阻器功率为0.45W D．当水位达到警戒水位时，电压表的示数为2V 14．（2023•龙岗区校级三模）如图为一款电火锅的内部简化电路，开关S闭合后，通过挡位开关S1可以实现高、中、低三挡加热的转换。已知电阻R1＝60.5Ω，高温挡功率为2400W，下列说法正确的是（　　） A．当S闭合、S1转到位置2时，只有R2工作，为低温挡 B．当S闭合、S1转到位置1时，R2、R3串联，为高温挡 C．中温挡加热的功率为1600W D．当S闭合、S1由位置2转到位置3时，总电阻变大，总功率减小 二．填空题（共5小题） 15．（2024•深圳模拟）许多同学喜欢吃烧烤食物，烧烤常用木炭作燃料，已知木炭的热值是3×107J/kg。如果完全燃烧84g的木炭，放出 　 　J热量，若这些热量由家庭电路提供，则至少需消耗电能 　 　度，能够使图中的电能表指示灯闪烁 　 　次。 16． （2024•南山区校级三模）（1）如图甲电路，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如图甲（a）（b）所示，通过L2的电流应为 　 　A；若通电一段时间后灯L1灯丝断了，则灯L2的亮度将 　 　（选填“变亮”“变暗”或“无变化”） （2）如图乙所示为小明家里的电能表，转盘转动300转，表示电路中消耗 　 　kW•h的电能。 17．（2024•龙华区校级模拟）如图甲所示是亮亮家的电能表，电能表上的一个数据看不清楚。亮亮将一个电饭煲单独接在清零的计量插座上工作2h，屏幕显示如图乙所示。知电费单价为0.5元（kW•h），2h后该电能表的读数应为 　 　kW•h，该电饭煲的实际功率为 　 　W。若电路中只有这个电饭煲工作，在此过程中，观察到电能表的指示灯闪烁了1600次，则这个电能表看不清的数据应该标的是 　 　imp/（kW•h）。 18．（2024•坪山区模拟）电火锅是一种新型的家用电器，较传统的铜锅而言，集安全与环保于一身，受到越来越多家庭的青睐。如图甲是某款电火锅内部电路图，加热装置由电热丝R1和R2组成，通过控制两开关的闭合方式实现高、中、低温三挡的调节，图乙是电火锅正常工作一次高、中、低温挡变化的P﹣t图像。根据图乙可以分析出电热丝R1和R2得阻值大小关系是R1　 　R2（填“＞”“＝”“＜”），其中电热丝在中温挡工作时连入电路的电阻值为 　 　Ω；当开关S1断开，开关S2接a，电火锅正常工作时的电功率为 　 　W。 19．（2023•宝安区校级模拟）如图图甲所示的电路中，电源电压为3V，灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象如图乙所示，定值电阻R的电阻为 　 　Ω，闭合开关S，灯泡L和R消耗的功率之比P1：P2＝　 　，通电10s，灯泡L消耗的电能为 　 　J。 三．实验探究题（共8小题） 20．（2024•宝安区校级三模）在一次测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源由两节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样（小灯泡额定功率约为0.6W）。聪明而粗心的小覃连接了如图甲所示的电路。 （1）同组的小明发现电路连接有错，如果闭合图甲所示电路的开关，电压表的示数约为 　 　V，小灯泡的发光情况为 　 　（选填“正常发光”“亮度较暗”或“不发光”）。 （2）小明主张拆了以后重新连接，可是时间来不及了，小覃眼珠一转，在图甲电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。请在图甲中画出小覃改动后的导线。 （3）待改接好电路后，在实验时，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。 （4）小明继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U关系图象，根据图象可知：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 21．（2024•深圳模拟）小华和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中，灯泡的额定电压为2.5V，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。 （1）按如图甲正确连线后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是小灯泡 　 　（选填“短路”或“断路”）； （2）滑片P移到某处时，电压表示数为2V时，要使小灯泡正常发光，应 　 　（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值； （3）将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图象。由图可知：小灯泡的电阻是变化的，主要是因为小灯泡灯丝的 　 　发生了变化，此小灯泡的额定功率是 　 　W； （4）小华通过实验数据比较出“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小关系，则P1　 　（选填“＞”＜”或“＝”）P2； （5）邻组的晓静同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处；①　 　；②　 　。 22．（2024•南山区二模）在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。 （1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。 （2）连接完电路后将滑动变阻器阻值调至最大，闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。发生故障的原因可能是小灯泡 　 　（选填“短路”或“断路”）。 （3）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用 　 　。 A.“10Ω，0.5A”的滑动变阻器 B.“50Ω，0.5A”的滑动变阻器 （4）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙所示），分析图象可知： ①小灯泡的额定功率为 　 　W。 ②实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是 　 　。 （5）若将这只小灯泡与阻值为15Ω的定值电阻串联在电压为4.5V的电源两端，则通过分析图丙可知这只小灯泡的实际功率为 　 　W。 （6）完成上述实验后，小明进行了反思，如果只有一个电表，能不能利用其他的实验器材来完成实验呢？经过思考，小明打算增加一个电阻R0，只利用一只电流表，通过如图丁的方案测量小灯泡的额定功率，闭合开关S、S2，断开S1时的电流为I1，闭合开关S、S1，断开S2时的电流为I2。则小灯泡的额定功率表达式为 　 　（用I1、I2、R0表示）。 23．（2024•龙岗区一模）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小潘选用的小灯泡L的额定电压为2.5V。 （1）小潘设计了如图甲所示的电路图，连接好电路后，闭合开关S，发现电流表的指针向左偏转，如图乙所示，其原因是 　 　； （2）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时，电压表示数如图丙所示，读数为 　 　V，要测量小灯泡L的额定功率，滑片P应向 　 　（选填“左”或“右”）移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表示数为0.24A，则小灯泡L的额定功率为 　 　W； （3）实验结束后，小潘认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源（电压恒为8V）、一个额定电压为6V的小灯泡L1和一个阻值为20Ω的定值电阻R0等器材，设计了如图丁所示的电路，并完成了实验。实验过程如下： ①断开开关S1，闭合开关S、S2，移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的示数为 　 　V，小灯泡L1正常发光； ②断开开关S2，闭合开关S、S1，滑动变阻器R的滑片P 　 　（选填“向左移”“向右移”或“位置保持不变”），读出电压表的示数为1.6V； ③小灯泡L1的额定功率为 　 　W。 24．（2024•罗湖区校级模拟）小惠在“测定小灯泡的功率”的实验如图甲、恒压电源为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 （1）连接电路时，开关保持断开，电流表应选择 　 　（选填“0～0.6A”或“0～3A”）量程； （2）此时，电压表示数如图乙所示，小惠需要再将滑片P向 　 　（填“左”或“右”）调节。才能使小灯泡正常发光；继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组数据，并绘制成I﹣U图象（丙）。根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是 　 　W。 （3）进一步分析图丙可知，随着灯泡两端电压的增大、灯丝电阻逐渐 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”），灯丝电阻变化的主要原因是 　 　。 （4）小城同学设计了另一种方案：不用电流表，但增加了一只阻值已知的定值电阻R0，用图丁所示的电路进行实验，也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下： ①闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额； ②保持滑片位置不变，将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处、电压表示数为U； ③利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式P额＝　 　用已知和所测量的物理量符号表示）。 25．（2023•南山区校级三模）小刚利用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）。 （1）小刚在实验过程中，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是 　 　； （2）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 　 　； A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路 （3）闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，经多次测量，小刚画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像（如图丙），则小灯泡的额定功率为 　 　W。在多次测量中，小刚还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是 　 　； （4）灯泡的功率测量完毕，小刚用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像，则小刚应选用滑动变阻器 　 　（选填“R1”、“R2”或“R3”）。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为 　 　Ω。 四．解答题 26．（2024•福田区三模）图甲是一电茶壶，有高温和低温两个挡位，其工作电路简化为图乙所示，其中S′为挡位开关，R2为定值电阻，A、B为阻值忽略不计的指示灯。已知电茶壶额定电压为220V，高温挡功率为1210W，低温挡功率为100W。求： （1）高温挡工作时单刀双掷开关S′应接在M与N的哪端； （2）R2的阻值； （3）若电茶壶内装有0.44L的水用来煮茶，现用高温挡使水从23℃升高到100℃，加热效率为84%，则需要加热多少秒（c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3） 27．（2024•光明区二模）如表所示为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1、R2为阻值一定的电热丝。通过控制开关S1、S2可以让电火锅在不同挡位工作。求： ××牌电火锅 额定电压 220V 额定功率 一挡 550W 二挡 1100W （1）电火锅在一挡正常工作10min消耗的电能； （2）R2的阻值； （3）若家庭电路中某插座的额定电流是10A，用该插座仅给电火锅供电使其正常工作，从安全用电的角度考虑，选择二挡是否合适？请进行计算并说明理由。 28．（2024•福田区模拟）图甲是某款电梯工作原理的简化模型，轿厢质量600kg，压力传感器置于轿厢内部地面，检测压力大小。图乙是压力传感器电路，电源电压恒定，电阻R0＝80Ω，电磁铁线圈电阻不计，压敏电阻R阻值随压力F压的变化情况如图丙所示。当压力为2×103N时，电路中电流为0.06A：当电路中的电流大于0.1A时启动警报系统，电梯停止运行。求： （1）空厢匀速竖直上升时，拉力F的大小。 （2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率。 （3）电梯正常运行，压力传感器能承受的最大压力。 29．（2024•龙岗区三模）项目化小组设计了一个汽车落水应急装置的模型，如图甲所示，在车外部的四周隐藏安装有气囊，打开气囊的应急电路如图乙所示，电源电压恒为4.5V，压敏电阻R1水平安装在车底部A点，R1的阻值随所受压强的变化如图丙所示，定值电阻R2为3Ω。闭合开关S，将车缓慢放入水中，当流过R1的电流达到0.9A时，气囊开始充气，最终车漂浮在水面上，求气囊刚开始充气时： （1）该电路的电功率； （2）R1的阻值以及车底A点所处的深度。 30．（2024•南山区校级三模）范围内恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门，图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关，通过控制温控开关S1可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压U＝220V，R1、R2是电热丝，R1＝440Ω，“加热”时恒温箱的电功率P加热＝550W。 （1）“保温”时恒温箱的电功率； （2）“加热”时电热丝R2的电流； （3）电热丝R2的阻值。 31．（2024•南山区校级二模）如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为242Ω，加热挡功率为1300W。求： （1）电蒸锅正常工作时保温挡的功率； （2）电蒸锅正常工作时R2的阻值； （3）某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.3kg的水温度升高84℃需要加热多长的时间？ 32．（2023秋•深圳期末）如图甲所示的电路中，定值电阻R1的阻值为10Ω，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”字样。在滑动变阻器的滑片P滑动过程中，滑动变阻器R2消耗的电功率与其电阻大小变化关系的部分图象如图乙所示，求： （1）电源电压为多少？ （2）在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R2连入电路中的最小阻值为多少？ （3）当滑动变阻器R2的阻值为14Ω时，电路通电10s，电路消耗的总电能为多少？ 33．（2024•深圳三模）如图为某卫生间电路图，保险丝的熔断电流为10A，照明灯的规格为220V 40W（灯丝电阻不变），暖风机的规格为220V 400W。电热水器的规格为220V 880W。求： （1）照明灯的电阻为多少？ （2）卫生间干路的最大工作电流为多大？以最大电流工作2h，消耗电能多少千瓦时？ （3）某吹风机的规格为220V 1100W，能否在上述用电器同时工作时使用此吹风机？ 34．（2024•宝安区三模）为了应对连日的阴雨，家里新买了一台干衣机（如图甲），其额定电压是220V，额定功率是660W。干衣机某次正常工作，通电50min刚好完成烘干，且衣服总质量减少0.5kg。此过程水的温度和状态变化情况可简化成图乙所示模型，求：【】 （1）烘衣机正常工作时通过的电流； （2）此次烘干消耗的电能； （3）若1g的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.4×103J的热量，求本次烘衣过程水总共吸收的热量。 35．（2024•宝安区三模）在综合实践活动课上，小郡设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V，3W”字样，将滑动变阻器R的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.4A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为2V和0.5A，此时灯泡正常发光。问： （1）灯泡L正常工作时的电流是多少？ （2）滑动变阻器R的总电阻是多少？ （3）电源电压为多少？ 36．（2024•南山区校级三模）如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、R1、R2均为加热电阻。该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围为40W～100W，开关接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装有1kg水。[]求： （1）电热毯在恒温挡时的电流； （2）可变电阻R的最大阻值； （3）若用最大功率加热，不计热损失，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间。 37．（2024•南山区校级四模）某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态。S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W，加热功率为1000W，R3＝130Ω，电磁泵正常工作时电压为12V。 （1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？ （2）求电磁泵的额定功率。 （3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间，S1才会断开？已知发热盘质量为0.5kg，比热容为0.5×103J/（kg•℃）。设水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，不计热损失。 38．（2024•深圳校级模拟）如图所示，甲是某型号电热水壶内部电路原理图（具有加热和保温功能），乙则是其正常工作时电功率与时间的关系图像，丙是家用电能表的铭牌参数。 （1）电水壶加热水后，求正常保温10min消耗的电能； （2）求电阻R2的阻值； （3）某次用电高峰时，使用电水壶加热5min电能表转162转，求此时电热水壶的实际功率。 39．（2024•南山区校级三模）如图所示，R是一个推力传感器，其电阻大小随推力F变化而变化，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R0为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0∼0.6A。 （1）图乙中，当R受到的推力为0N时，求电阻R两端的电压； （2）图乙中，若用300N的力推电阻，求R0的电功率； （3）图丙中，为保证电路安全，推力F的最大值。 40．（2024•龙华区校级模拟）图甲所示装置为亮亮小组设计的大气压测量装置（后称气压计）的电路图，并欲将量程为“0～0.6A”的电流表表盘改装成“气压计”的表盘，对弹簧未施加拉力时金属滑片P刚好位于电阻丝R的最右端，弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示。电源电压恒为3V，R0的阻值为5Ω，电阻丝R的长度为12cm，规格为5Ω/cm，金属滑片P分别与电阻丝R和弹簧连接。测量前将注射器活塞推至底端排尽空气，并用橡皮帽将注射孔密封住。 （1）当拉力为0时，电路的电功率； （2）当电流表为0.15A时，弹簧所受拉力大小； （3）此“气压计”可测量的最大拉力为多少？ 41．（2024•福田区二模）电梯超载时，报警器（电阻忽略不计）通过的电流超过20mA时就会自动报警，其工作原理如图甲所示、电源电压U＝12V，R1＝300Ω，R2为力敏电阻，其阻值随压力F大小的变化如图乙所示。求： （1）电梯正常工作时，力敏电阻的最大承受压力； （2）电梯升级改造后承载能力增大，力敏电阻的安全承受压力提高到1×104N，当电梯正常工作时，需要调整电源电压U′为多少？改造后整个电路的最大电功率为多少？ 42．（2024•深圳一模）小明受家里体重计的启发，设计了一种简易体重计，其原理如图甲所示，电路中电源电压恒为9V，定值电阻R0的阻值为5Ω，电流表的量程为0～0.6A，轻质绝缘的压力检测板Y与压敏电阻R相连。R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后，求： （1）当检测板不受压力时，电路中的电流； （2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率； （3）此体重计所能测量的最大体重。 43．（2024•罗湖区校级模拟）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”的字样；滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～24Ω；定值电阻R2的阻值为10Ω，最大允许通过的电流为1.5A；当S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片滑到中点时，小灯泡L刚好正常发光，（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： （1）小灯泡L的电阻； （2）电源的电压； （3）当S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端，电路1min内消耗的总电能。 44．（2024•南山区模拟）如图甲为某款电热桌垫，查看说明书发现：该电热桌垫由24V电源供电，发热部分由R1、R2两根电热丝组成，通过调温开关控制不同的挡位，其原理电路如图乙所示，已知电热桌垫处于高温挡时功率为60W，R1阻值为48Ω，不考虑温度对电阻的影响。求： （1）当电热桌垫处于高温挡时，通过R1的电流； （2）R2的电阻； （3）若电热桌垫的原理电路图如图丙所示，电路元件及电源电压不变，当桌垫处于低温挡时消耗的电功率。 45．（2024•深圳模拟）如图甲是定值电阻R1和标有“6V 3W”灯泡L的I﹣U关系图像。如图乙所示电路，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。当开关S、S1闭合、S2断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，电流表的示数为0.3A。求： （1）灯泡L正常发光时的电阻； （2）电源电压； （3）当闭合开关S、S2，断开S1，电压表示数为6V时，灯泡消耗的实际功率； （4）若电源的电压可调，闭合开关S、S2，断开S1时，保证电路安全的情况下，电源电压的最大值。 46．（2024•坪山区模拟）图甲是利用热敏电阻制作的电子温度计，由电压表的示数来显示温度，其电路原理如图乙所示，R1是热敏电阻，其阻值与温度的关系如图丙所示，电源电压恒定不变，R0阻值为20Ω，电压表量程为0～3V，闭合开关S后，当环境温度为30℃时，电压表示数为1.8V，求： （1）电源电压； （2）当环境温度为30℃时，电路的功率； （3）为了保证电路安全，该电子温度计可以测量的最高温度。 47．（2023•龙岗区校级三模）小明根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压9V保持不变，小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I﹣U图象如图乙所示。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）小灯泡正常发光时，电路的总功率； （3）如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，电阻R在10min消耗的电能。 48．（2023•宝安区校级三模）柴油发电机是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。某柴油发电机说明书的部分内容如下表所示，现用一台该型号的柴油发电机给一处停电区临时供电，如图所示。发电机到停电区的导线总长度为800m，输电导线单位长度的电阻为2.5×10﹣4Ω/m，停电区用电器的总功率为44kW，当这些用电器都正常工作时： （1）输电线路中的电流是多少？ （2）线路损失功率是多大？ （3）该柴油发电机工作过程每小时消耗特制柴油18kg，特制柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少？已知柴油的热值是2.6×107J/kg 型号 AED6500S 输出电压 220V 每米单股铜导线电阻 2.5×10﹣4Ω 燃料 柴油 燃料热值 2.6×107J/kg 49．（2023•南山区模拟）有一个电水壶的铭牌如表所示。如图是电水壶的电路图，R为加热电阻，若加热器电阻阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压。则： 额定电压 220V 壶中水最大深度 10cm 额定加热功率 1000W 频率 50Hz 壶中水最大质量 2kg （1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？ （2）装水最大深度时，壶底压强是多大？[g取10N/kg] （3）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将20℃的一壶水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）] （4）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，此时电阻R0的电功率是多少？ 50．（2023•龙华区二模）某电压力锅，额定电压220V，有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻。加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为1000W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2＝2420Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求： （1）压力锅的保温功率； （2）将3kg水从25℃加热到65℃，若压力锅的加热效率为84%，额定电压下，加热这些水，需要多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3] （3）若电路只让压力锅单独工作200s，图乙中的电能表转盘转了110转，请算出它的实际加热功率。 51．（2024•龙岗区一模）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻R0为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求： （1）若R与R0阻值相等，R消耗的电功率； （2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果； （3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加R0的阻值即可。你认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 电功率 2023年和2024年广东省深圳市中考物理模拟试题汇编 参考答案与试题解析 一．选择题（共14小题） 1．（2024•龙岗区三模）测定值电阻R0和小灯泡L的电功率时，如图甲所示，开关先后接到1、2位置，移动滑片P，多次记录两电表示数，并绘成I﹣U图像，如图乙所示。下列分析错误的是（　　） A．R0的图像是b B．电源电压为4V C．U1＝1V时，R1＝5Ω D．I＝0.6A时，P0＝1.8W 【答案】A 【解答】解：A.R0为定值电阻，由R＝，电流与电压成正比，故图像应为a，图像b为小灯泡，故A错误； B.当开关接1时，R0和R串联，由图像a，当R两端的电压为UR＝1V时，电路中的电流I1＝0.6A，则R0两端的电压为U1＝I1R0＝0.6A×R0，由串联电路电压规律电源电压U＝UR+U1＝1V+0.6A×R0①，同理当R两端的电压为UR＝3V时，电路中的电流I2＝0.2A，则R0两端的电压为U2＝I2R0＝0.2A×R0，由串联电路电压规律电源电压U＝UR+U2＝3V+0.2A×R0②，由①②得：R0＝5Ω，U＝4V，故B正确； C.由图像b，当UL＝1V时，电源电压为4V，根据串联电路电压规律可知R两端的电压为3V，由图像知此时电路中的电流为I＝0.2A，则RL＝＝＝5Ω，故C正确； D.当电路中电流I＝0.6A，由图a可知R两端电压为1V，电源电压为4V，根据串联电路电压规律可知R0两端的电压为3V，则电功率P0＝U0I＝3V×0.6A＝1.8W，故D正确； 故选：A。 3．（2024•宝安区三模）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多挡位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如表所示。下列说法正确的是（　　） 额定电压 220V 磨豆功率 110W 加热功率 1210W 保温功率 88W 产品规格 295*280*410mm A．仅闭合S2时咖啡机的工作状态处于加热阶段 B．磨一次咖啡豆需要9秒，消耗的电能约为一千焦，即约为1度电 C．R2的电阻为40欧 D．此咖啡机在加热第一杯咖啡时，可以同时磨第二杯咖啡的咖啡豆，此时，通过插头的电流为6A 【答案】D 【解答】解：A．仅闭合S2时，R1、R2串联，加热支路中电阻较大，由P＝知，在电源电压不变时，加热支路电功率较小，咖啡机处于保温阶段； 当S2、S3闭合，R2被短路，R1独自工作，加热支路电阻较小，由P＝知，在电源电压不变时，电路电功率较大，咖啡机处于加热泡咖啡阶段； 当S1闭合，电动机工作，咖啡机处于磨咖啡豆阶段，故A错误； B．磨一次咖啡需要9s，由得，消耗的电能约为：，故B错误； C．由得，R1和R2的总阻值为：， R1的阻值为：， R2的电阻为：R2＝R总﹣R1＝550Ω﹣40Ω＝510Ω，故C错误； D．此咖啡机在加热第一杯咖啡时，可以同时磨第二杯咖啡的咖啡豆， 此时咖啡机的功率为：P＝P加热+P磨豆＝1210W+110W＝1320W， 由P＝UI得，通过插头的电流为： ，故D正确。 故选：D。 2．（2023秋•市中区期末）如图所示，小林设计了一个加热装置电路。已知电源电压为220V，电阻丝R1＝110Ω（电阻丝阻值不改变）。当开关S1断开、S2接b时，整个电路的发热功率为550W。下列有关说法中错误的是（　　） A．电阻丝R2的阻值为88Ω B．利用该加热装置能够实现高温、中温和低温三挡加热 C．当开关S1断开、S2接a时，加热装置处于低温挡 D．当电路接高温挡时，整个电路的发热功率为550W 【答案】D 【解答】解：ABC、由电路图可知，当开关S1断开、S2接b时电路为R2的简单电路，当开关S1闭合、S2接b时R1与R2并联，当开关S1断开、S2接a时R1与R2串联， 因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻， 所以，当开关S1闭合、S2接b时电路的总电阻最小，当开关S1断开、S2接a时电路的总电阻最大， 电源的电压一定时，由P＝UI＝可知，当开关S1闭合、S2接b时，电路的总功率最大，加热装置处于高温挡； 同理可知，当开关S1断开、S2接a时，加热装置处于低温挡，故C正确； 则当开关S1断开，S2接b时，加热装置处于中温挡；所以该加热装置能实现高温、中温、低温三挡加热故B正确； 当开关S1断开、S2接b时，电路发热功率为550W， 则R2的阻值：R2＝R＝＝88Ω，故A正确； D、当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，加热装置处于高温挡， 因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且各支路两端的电压相等， 所以，发热功率：P高＝P1+P2＝P1+P中＝+P中＝+550W＝990W，故D 错误。 故选：D。 4．（2024•深圳校级模拟）深圳已进入龙舟水季节，降雨量大，导致河流水位上涨。某科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置（最大阻值40Ω），浮子可带动金属滑杆AP滑片竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值（25cm），R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法中正确的是（　　） A．当水位升高时，电压表的示数增大 B．定值电阻R0为40Ω C．达警戒水位时，电压表的示数为4V D．水位变化过程中，R0最大功率为1.8W 【答案】D 【解答】解：A、闭合开关，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图甲可知当水位升高时，R接入电路的电阻变小，根据串联电路的分压原理可知，R两端的电压变小，即电压表示数变小，故A错误； B、当R接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，电源电压U＝IR0＝0.3A×R0； 由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A，电压表的示数为4V，则电源电压U＝4V+I'R0＝4V+0.1A×R0； 解得R0＝20Ω，U＝6V，故B错误； C、设R＝kh+b，由图乙有：40Ω＝k×10cm+b……① 0Ω＝k×30cm+b……②， 由①②解得：k＝﹣2Ω/cm，b＝60Ω， 则接入电路的阻值随水位的变化关系为R＝﹣2Ω/cm×h+60Ω， 当水位达到警戒水位25cm时，R接入电路的电阻为R＝﹣2Ω/cm×25cm+60Ω＝10Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得， 通过电路的电流：I″＝＝0.2A， 串联电路的电流相等，R两端的电压，即电压表示数：U′＝I″R＝0.2A×10Ω＝2V，故C错误。 D、水位变化过程中，电路中的电流最大为0.3A，此时R0消耗的功率最大， R0消耗的最大功率：P0＝I2R0＝（0.3A）2×20Ω＝1.8W，故D正确。 故选：D。 5．（2024•深圳模拟）“坐位体前屈”是用于反映人体柔韧性的测试项目。在一次综合实践活动中，小林自制了一个坐位体前屈成绩测量仪，原理如图所示，其中电源电压恒为6V，R1＝20Ω，电阻丝R2粗细均匀，总长度为20cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0cm，电流表示数为0.1A；挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为20cm。下列分析正确的是（　　） A．挡板在A端时，电流表的示数最小 B．挡板在A端时，电压表的示数为4V C．坐位体前屈的成绩越好，电压表的示数越小 D．坐位体前屈的成绩越好，电路的总功率越大 【答案】B 【解答】解：由电路图可知，闭合开关，R1和R2串联，电压表测量PB段电阻丝两端的电压，电流表测量电路电流； A、由图可知，R2全部接入电路中，移动推挡板P无法改变电阻丝R2接入的阻值，根据欧姆定律可知，电路中的电流也不变，故A错误； B、因为电压表相当于断路，所以电阻丝全部接入电路， 由I＝可知，电路中的总电阻为：R＝＝＝60Ω， 由串联电路的电阻规律可知，电阻丝R2的最大阻值：R2＝R﹣R1＝60Ω﹣20Ω＝40Ω； 当挡板P在A端时电压表测整个电阻丝R2两端的电压，其示数为：U2＝IR2＝0.1A×40Ω＝4V，故B正确； CD、坐位体前屈的成绩越好，PB段越长，电阻越大，分得的电压越大，电压表的示数越大，故C错误； 由于电路中的电流不变，根据P＝UI知电路的总功率不变，故D错误。 故选：B。 6．（2024•深圳模拟）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”，闭合开关S，调节滑动变阻器R'的滑片，使其从最右端向左滑动到a点时，小灯泡恰好正常发光，绘制出电流表与两电压表示数关系的图象如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．曲线乙是R'的I﹣U图象 B．该电路的电源电压为15V C．电路消耗的最大功率为4.8W D．R'允许接入的最小阻值为12.5Ω 【答案】C 【解答】解：由电路图可知，变阻器R与灯泡L串联，电压表V1测R两端的电压，电压表V2测L两端的电压，电流表测电路中的电流。 B、当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小， 由图乙可知，电路中的最小电流I＝0.3A，此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等，即：UL＝UR， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，由欧姆定律可得电源的电压U＝UL+UR＝2UR＝2IR＝2×0.3A×20Ω＝12V；故B错误； ACD、当滑片从最右端向左滑动到a点时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大， 由串联电路的分压特点可知，变阻器R两端的电压变小，灯泡两端的电压变大，则图乙中甲曲线是变阻器R的I﹣U图象，乙曲线是灯泡的I﹣U图象；故A错误； 当小灯泡恰好正常发光时，电路中的电流最大， 由图乙可知，灯泡正常发光时的电流I′＝0.4A，灯泡两端的电压UL′＝10V， 根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压UR′＝U﹣UL′＝12V﹣10V＝2V， 由欧姆定律可得滑片在a点时变阻器的电阻为： Ra＝＝＝5Ω，故D错误。 电路消耗的最大功率P＝UI＝12V×0.4A＝4.8W，故C正确。 故选：C。 7．（2024•南山区模拟）将一个标有“220V 500W”的冰箱单独接在家庭电路，正常工作1min后，电能表示数如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．这段时间内冰箱消耗了1123.4J的电能 B．这段时间内电能表转盘共转了10转 C．此冰箱正常工作时的电流小于3A D．此时打开家中2200W的中央空调，电能表将立刻损坏 【答案】C 【解答】解：A、电能表的最后一位数是小数，单位是kW•h，图示电能表的示数为1123.4kW•h，故A错误； B、冰箱正常工作1min＝60s时消耗的电能：W＝Pt＝500W×60s＝30000J＝kW•h， 3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转动3000r，这段时间内电能表的转盘转数n＝3000r/（kW•h）×kW•h＝25r，故B错误； C、此冰箱正常工作时的电流I＝＝≈2.3A＜3A，故C正确； D、“220V 10（20）A”中，220V是指电能表的工作电压，20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流，电路允许使用的用电器的最大电功率： P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W， 冰箱和空调的总电功率500W+2200W＝2700W， 因为P总＜P最大，所以电能表不会损坏，故D错误。 故选：C。 8．（2023•福田区校级三模）如图甲所示电路中，电源电压可调，灯L1、L2的额定电压均为6V，L1、L2的I﹣U图象如图乙所示，闭合开关S，逐步调大电源电压至电路允许的最大值，此时（　　） A．L1正常发光 B．电源电压为12V C．电路总电阻为30Ω D．电路总功率为2.4W 【答案】D 【解答】解：由图乙可知，两灯泡两端的电压为6V时，通过两灯泡的电流I1＝0.6A、I2＝0.3A， 由电路图可知，两灯泡串联，电流表测电路中的电流， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中允许通过的最大电流I＝I2＝0.3A，则L2正常发光，故A错误； 由图乙可知，L1两端的电压U1′＝2V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源的电压： U＝U1′+U2＝2V+6V＝8V，故B错误； 由I＝可得，电路总电阻： R＝＝≈26.7Ω，故C错误； 电路的总功率： P＝UI＝8V×0.3A＝2.4W，故D正确。 故选：D。 9．（2024•龙华区校级模拟）把L1“220V，60W”和L2“220V，40W”的两盏灯串联在220V电路中，两盏灯都比正常发光暗，这是因为每盏灯的（　　） A．额定电压变小 B．实际功率小于额定功率 C．额定功率变小 D．额定电压小于实际电压 【答案】B 【解答】解：A、额定电压是指灯泡正常工作时的电压，额定电压是不会变小的，故A错误； B、由于串联电阻具有分压作用，两灯均达不到额定电压，故实际功率达不到额定功率，实际功率小，所以灯变暗，故B正确； C、额定功率是指灯泡正常工作时的功率，是不会变小的，故C错误； D、由于串联电阻具有分压作用，故实际电压都小于它的额定电压，而不是额定电压小于实际电压，故D错误。 故选：B。 10．（2024•深圳一模）母亲节时，小明买了一个如图甲所示的电热杯垫送给妈妈，电热杯垫通过USB接口供电，杯垫的简化电路如图乙所示。电热杯垫有加热和保温两挡功能，R1、R2为加热电阻，USB接口的输出电压为5V，R1电阻10Ω，加热挡的功率为7.5W。下列说法正确的是（　　） A．同时闭合S1、S2时为保温挡 B．保温挡功率为5W C．R2电阻为5Ω D．用加热挡工作10min，产生的热量是75J 【答案】C 【解答】解：A、由图乙可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联的电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电热杯垫处于加热挡， 当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电热杯垫处于保温挡，故A错误； B、保温挡的电功率：P保温＝＝＝2.5W，故B错误； C、R2的电功率：P2＝P加热﹣P保温＝7.5W﹣2.5W＝5W， 由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝5Ω，故C正确； D、加热挡工作10min，产生的热量：Q＝W＝P加热t＝7.5W×10×60s＝4500J，故D错误。 故选：C。 11．（2024•南山区校级二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，不考虑温度对灯泡阻值的影响，闭合开关S，当滑动变阻器R1的滑片P向右移动时，下列说法中（　　） ①电流表A的示数变小 ②灯泡的亮度不变 ③电压表V的示数变大 ④电压表V与电流表A的比值变大 ⑤滑动变阻器R消耗的电功率变大 ⑥电路中的总电阻变大 A．只有①②④⑥正确 B．只有①②③⑥正确 C．只有②③④⑥正确 D．只有②④⑤⑥正确 【答案】A 【解答】解： （1）由图可知，该电路为并联电路，电流表A1测量通过L的电流，电流表A测量干路的电流；电压表测量电源的电压，因为电源电压不变，所以电压表示数保持不变；故③错误； （2）当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，故⑥正确； 根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流减小； 并联电路各支路互不影响，通过L的电流不变，电流表A1示数不变，由P＝UI知小灯泡的实际功率不变，小灯泡的亮度不变，故②正确； 根据并联电路电流特点可知，干路中的电流减小，即A示数减小，故①正确； （3）电压表V的示数不变，电流表A的示数变小，电压表V与电流表A的比值变大，故④正确； （4）滑动变阻器两端的电压不变、通过的电流减小，根据P＝UI可知滑动变阻器R2消耗的电功率变小，故⑤错误。 故选：A。 12．（2024•南山区模拟）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和53圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝粗。将R1、R2并联在电路中工作一段相同时间，下列说法正确的是（　　） A．通过R1的电流等于通过R2的电流 B．R1两端的电压大于R2两端的电压 C．R1的电功率大于R2的电功率 D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能 【答案】C 【解答】解：R1、R2所用电阻丝材料相同，R1的长度短且横截面积大，故R1的电阻小， AB、并联电路各支路两端电压相同，由欧姆定律知，R1的电阻小，通过R1的电流大，故AB错误； C、由P＝UI知，在电压相同时，通过R1的电流大，R1的电功率大，故C正确； D、由W＝Pt知，在时间相同时，R1的电功率大，它消耗的电能大，故D错误。 故选：C。 13．（2024•坪山区模拟）某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变。R0为定值电阻，R滑的最大阻值为40Ω，浮子可带动金属滑杆AP竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时，提醒小组成员水位达到警戒值25cm。R滑接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法不正确的是（　　） A．当水位降低时，电压表的示数减小 B．该电路工作时总功率最小值为0.6W C．水位为20cm时，滑动变阻器功率为0.45W D．当水位达到警戒水位时，电压表的示数为2V 【答案】D 【解答】解：A、闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测R0两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图甲可知当水位降低时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，滑动变阻器分得的电压变大，根据串联分压原理，Uv＝U﹣U滑可知电压表示数变小，故A正确； B、当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，电压表示数为就为电源电压U＝6V；此时R0＝＝＝20Ω，由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A，该电路工作时的最小总功率：P＝UI′＝6V×0.1A＝0.6W，故B正确； C、由图乙知，接入电路的阻值随水位的变化关系R＝﹣2Ω/cm×h+60Ω，当水位为20cm时，滑动变阻器接入电路的阻值R＝20Ω，此时滑动变阻器功率P＝I2R＝（）R＝（）2×20Ω＝0.45W，故C正确； D、串联电路总电阻等于各部分电阻之和，接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，由乙图可知10cm×k+b＝40Ω，30cm×k+b＝0Ω， 两式联立可得：k＝﹣2Ω/cm，b＝60Ω，则R＝﹣2Ω/cm×h+60Ω，当水位达到警戒水位25cm时，滑动变阻器接入电路的电阻为R＝﹣2Ω/cm×25cm+60Ω＝10Ω，电路的总电阻为R'＝10Ω+20Ω＝30Ω； 根据欧姆定律可得通过电路的电流：I″＝＝＝0.2A，串联电路的电流相等，电压表示数就为U′＝0.2A×20Ω＝4V；故D错误。 故答案选：D。 14．（2023•龙岗区校级三模）如图为一款电火锅的内部简化电路，开关S闭合后，通过挡位开关S1可以实现高、中、低三挡加热的转换。已知电阻R1＝60.5Ω，高温挡功率为2400W，下列说法正确的是（　　） A．当S闭合、S1转到位置2时，只有R2工作，为低温挡 B．当S闭合、S1转到位置1时，R2、R3串联，为高温挡 C．中温挡加热的功率为1600W D．当S闭合、S1由位置2转到位置3时，总电阻变大，总功率减小 【答案】C 【解答】解：A、当S闭合、S1转到位置2时，只有R2接入电路，此时为中温挡，故A错误； B、当S闭合、S1转到位置1时，R2和R3串联，此时电路中的总电阻最大，此时电路中的总功率最小，为低温挡，故B错误； C、当S闭合、S1转到位置3时，R1和R2并联，此时电火锅为高温挡，此时R1的功率为：，高温挡的功率为2400W，所以中温挡的功率为：P中温＝P高温﹣P1＝2400W﹣800W＝1600W，故C正确； D、当S闭合、S1由位置2转到位置3时，总电阻变小，总功率增大，电火锅由中温挡转为高温挡，故D错误。 故选：C。 二．填空题（共5小题） 15．（2024•深圳模拟）许多同学喜欢吃烧烤食物，烧烤常用木炭作燃料，已知木炭的热值是3×107J/kg。如果完全燃烧84g的木炭，放出 　2.52×106　J热量，若这些热量由家庭电路提供，则至少需消耗电能 　0.7　度，能够使图中的电能表指示灯闪烁 　2240　次。 【答案】2.52×106；0.7；2240。 【解答】解：木炭的质量m＝84g＝0.084kg， 木炭完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.084kg×3×107J/kg＝2.52×106J； 若这些热量由家庭电路提供，则至少需消耗电能W＝Q放＝2.52×106J＝0.7kW•h＝0.7度； 电能表指示灯闪烁的次数n＝0.7kW•h×3200imp/（kW•h）＝2240imp。 故答案为：2.52×106；0.7；2240。 16．（2024•南山区校级三模）（1）如图甲电路，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如图甲（a）（b）所示，通过L2的电流应为 　0.4　A；若通电一段时间后灯L1灯丝断了，则灯L2的亮度将 　无变化　（选填“变亮”“变暗”或“无变化”）。 （2）如图乙所示为小明家里的电能表，转盘转动300转，表示电路中消耗 　0.1　kW•h的电能。 【答案】（1）0.4；无变化；（2）0.1。 【解答】解：（1）由电路图可知，两灯泡并联，电流表a测L1支路的电流，电流表b测干路电流， 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且b电流表指针的偏转角小于a电流表指针的偏转角， 所以a电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A； b电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，示数为0.7A， 则通过L2的电流：I2＝Ib﹣Ia＝0.7A﹣0.3A＝0.4A； 由于并联电路中各支路上的用电器互不影响，所以灯L1灯丝断后，灯L2的亮度将无变化； （2）3000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表表盘转动3000圈， 电能表转盘转动300圈时，消耗的电能： W＝kW•h＝0.1kW•h。 故答案为：（1）0.4；无变化；（2）0.1。 17．（2024•龙华区校级模拟）如图甲所示是亮亮家的电能表，电能表上的一个数据看不清楚。亮亮将一个电饭煲单独接在清零的计量插座上工作2h，屏幕显示如图乙所示。知电费单价为0.5元（kW•h），2h后该电能表的读数应为 　8634.5　kW•h，该电饭煲的实际功率为 　500　W。若电路中只有这个电饭煲工作，在此过程中，观察到电能表的指示灯闪烁了1600次，则这个电能表看不清的数据应该标的是 　1600　imp/（kW•h）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）2h电饭煲消耗电能为：＝1kW•h， 图示电能表的示数为8633.5kW•h， 2h后该电能表的读数：8633.5kW•h+1kW•h＝8634.5kW•h； 电饭煲的实际功率： P＝＝＝0.5kW＝500W； （2）知道2h消耗的电能为1kW•h，该过程电能表的指示灯闪烁的次数为1600imp，电能表的该参数为1600imp/kW•h。 故答案为：8634.5；500；1600。 18．（2024•坪山区模拟）电火锅是一种新型的家用电器，较传统的铜锅而言，集安全与环保于一身，受到越来越多家庭的青睐。如图甲是某款电火锅内部电路图，加热装置由电热丝R1和R2组成，通过控制两开关的闭合方式实现高、中、低温三挡的调节，图乙是电火锅正常工作一次高、中、低温挡变化的P﹣t图像。根据图乙可以分析出电热丝R1和R2得阻值大小关系是R1　等于　R2（填“＞”“＝”“＜”），其中电热丝在中温挡工作时连入电路的电阻值为 　110　Ω；当开关S1断开，开关S2接a，电火锅正常工作时的电功率为 　220　W。 【答案】等于；110；220。 【解答】解：（1）由图甲知，当S1断开，S2接a时，两电阻串联，总电阻最大，根据P＝知总功率最小，电火锅处于低温挡； （2）当S1闭合，S2接b时，两电阻并联电路，总电阻最小，根据P＝知总功率最大，电火锅为高温挡，功率为880W； 当S1断开，S2接b时，电路为只有R2工作，电火锅为中温挡，功率为440W； 由P＝得，电阻丝R2的阻值： R2＝＝＝110Ω； 电热丝R1和R2得阻值大小 由图乙知低温挡的功率为220W， R1+R2＝，即：R1+110Ω＝， 所以R1＝110Ω，所以电阻丝R1、R2的阻值相等； 由图知，当开关S1断开，开关S2接a，处于低温挡，电火锅正常工作时的电功率为220W。 故答案为：等于；110；220。 19．（2023•宝安区校级模拟）如图图甲所示的电路中，电源电压为3V，灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象如图乙所示，定值电阻R的电阻为 　15　Ω，闭合开关S，灯泡L和R消耗的功率之比P1：P2＝　2：1　，通电10s，灯泡L消耗的电能为 　12　J。 【答案】15；2：1；12。 【解答】解：（1）由图乙可知，当定值电阻两端的电压UR＝3V时，通过R的电流为IR＝0.2A， 根据I＝可知，定值电阻R的阻值：R＝＝＝15Ω； （2）由图甲可知，灯泡L与定值电阻R并联，根据并联电路特点可知，灯泡L与定值电阻R两端的电压相等，即UL＝UR＝U＝3V， 由图乙可知，当灯泡两端UL＝3V时，通过灯泡L的电流IL＝0.4A， 闭合开关S，灯泡L和R消耗的功率之比：P1：P2＝ULIL：URIR＝IL：IR＝0.4A：0.2A＝2：1； （3）通电10s，灯泡L消耗的电能：W＝ULILt＝3V×0.4A×10s＝12J。 故答案为：15；2：1；12。 三．实验探究题（共8小题） 20．（2024•宝安区校级三模）在一次测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源由两节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样（小灯泡额定功率约为0.6W）。聪明而粗心的小覃连接了如图甲所示的电路。 （1）同组的小明发现电路连接有错，如果闭合图甲所示电路的开关，电压表的示数约为 　3.0　V，小灯泡的发光情况为 　不发光　（选填“正常发光”“亮度较暗”或“不发光”）。 （2）小明主张拆了以后重新连接，可是时间来不及了，小覃眼珠一转，在图甲电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。请在图甲中画出小覃改动后的导线。 （3）待改接好电路后，在实验时，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　0.5　W。 （4）小明继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U关系图象，根据图象可知：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）3.0；不发光；（2）如下图所示； （3）0.5；（4）增大。 【解答】解：（1）图中电流表与灯并联，电流表将灯短路，灯不亮；电压表与变阻器、电流表串联在电路中，因电压表内阻很大，根据欧姆定律，电路中电流几乎为0，即电流表示数为0，根据分压原理，电压表示数接近电源电压为2×1.5V＝3V； （2）连接灯的右接线柱与变阻器金属杆左端的连线错误，所以将连接变阻器金属杆左端的线改接在电压表的左接线柱即可实现电压表与灯并联，电流表串联在电路中的目的； （3）由图丙知，灯额定电压2.5V对应的电流为0.2A，灯的额定功率P额＝U额I＝2.5V×0.2A＝0.5W； （4）由图丙知，通过灯的电流随灯两端的电压的增大而增大，根据P＝UI，灯的电功率也随电压的增大而增大。 故答案为：（1）3.0；不发光； （2）如下图所示； （3）0.5； （4）增大。 21．（2024•深圳模拟）小华和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中，灯泡的额定电压为2.5V，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。 （1）按如图甲正确连线后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是小灯泡 　断路　（选填“短路”或“断路”）； （2）滑片P移到某处时，电压表示数为2V时，要使小灯泡正常发光，应 　减小　（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值； （3）将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图象。由图可知：小灯泡的电阻是变化的，主要是因为小灯泡灯丝的 　温度　发生了变化，此小灯泡的额定功率是 　0.75　W； （4）小华通过实验数据比较出“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小关系，则P1　＞　（选填“＞”＜”或“＝”）P2； （5）邻组的晓静同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处；①　连接电路时开关未断开　；②　滑动变阻器滑片未调到阻值最大处　。 【答案】（1）断路；（2）减小；（3）温度；0.75；（4）＞；（5）①连接电路时开关未断开；②滑动变阻器滑片未调到阻值最大处。 【解答】解：（1）闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即电路故障可能是小灯泡断路； （2）滑片P移到某处时，电压表示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，要使小灯泡正常发光，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值； （3）由图乙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，即小灯泡的电阻变化，主要是因为温度发生了变化； 由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W； （4）由图乙可知，当灯泡实际电压是额定电压一半时通过灯泡的电流约为0.225A，此时灯泡实际功率为： P1＝U1I1＝1.25V×0.225A＝0.28125W； 当灯泡实际电流是额定电流一半时灯泡两端的电压约为0.6V，此时灯泡实际功率为： P2＝U2I2＝0.6V×0.15A＝0.09W， 故P1＞P2； （5）①连接好最后一根导线，灯泡立即发光，说明电路闭合，即连接电路时开关未断开；②灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明电路电流太大，电路电阻太小，即滑动变阻器滑片未调到阻值最大处。 故答案为：（1）断路；（2）减小；（3）温度；0.75；（4）＞；（5）①连接电路时开关未断开；②滑动变阻器滑片未调到阻值最大处。 22．（2024•南山区二模）在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。 （1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。 （2）连接完电路后将滑动变阻器阻值调至最大，闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。发生故障的原因可能是小灯泡 　短路　（选填“短路”或“断路”）。 （3）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用 　B　。 A.“10Ω，0.5A”的滑动变阻器 B.“50Ω，0.5A”的滑动变阻器 （4）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙所示），分析图象可知： ①小灯泡的额定功率为 　0.625　W。 ②实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是 　小灯泡实际功率太小，不足以使灯发光　。 （5）若将这只小灯泡与阻值为15Ω的定值电阻串联在电压为4.5V的电源两端，则通过分析图丙可知这只小灯泡的实际功率为 　0.3　W。 （6）完成上述实验后，小明进行了反思，如果只有一个电表，能不能利用其他的实验器材来完成实验呢？经过思考，小明打算增加一个电阻R0，只利用一只电流表，通过如图丁的方案测量小灯泡的额定功率，闭合开关S、S2，断开S1时的电流为I1，闭合开关S、S1，断开S2时的电流为I2。则小灯泡的额定功率表达式为 　I1R0（I﹣I1）　（用I1、I2、R0表示）。 【答案】（1）；（2）短路；（3）B；（4）①0.625；②小灯泡实际功率太小，不足以使灯发光；（5）0.3； （6）I1R0（I2﹣I1）。 【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律可知电流表选小量程，如图所示： ； （2）闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表有示数，则故障可能是短路；电压表无示数，则并联部分短路，即小灯泡短路； （3）由串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V；串联电路中电压与电阻成正比，故滑动变阻器阻值一定大于灯泡正常发光电阻，灯丝电阻约为10Ω，故变阻器最大阻值一定大于10Ω，故选“50Ω，0.5A”的滑动变阻器，即选B； （4）①由图丙可知，当灯两端电压为U额＝2.5V时，通过的电流I额＝0.25A，小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W； ②灯两端电压低于0.5V时，电流也很小，故P＝UI实际功率也很小，不足以使灯发光； （5）灯和定值电阻串联，电源电压为4.5V，由串联电路电压规律和图丙可知，电路中电流为0.2A，此时灯两端电压为1.5V， 小灯泡的实际功率为P实＝U实I实＝1.5V×0.2A＝0.3W； （6）闭合开关S、S2，断开S1时，电流表测R0的电流为I1，则灯两端电压UL＝U0＝I1R0； 闭合开关S、S1，断开S2时，电流表测干路电流为I2，则灯的电流为IL＝I2﹣I1； 则小灯泡的功率表达式为PL＝ULIL＝I1R0（I2﹣I1）。 故答案为：（1）；（2）短路；（3）B；（4）①0.625；②小灯泡实际功率太小，不足以使灯发光；（5）0.3； （6）I1R0（I2﹣I1）。 23．（2024•龙岗区一模）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小潘选用的小灯泡L的额定电压为2.5V。 （1）小潘设计了如图甲所示的电路图，连接好电路后，闭合开关S，发现电流表的指针向左偏转，如图乙所示，其原因是 　电流表正、负接线柱接反了　； （2）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时，电压表示数如图丙所示，读数为 　1.8　V，要测量小灯泡L的额定功率，滑片P应向 　左　（选填“左”或“右”）移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表示数为0.24A，则小灯泡L的额定功率为 　0.6　W； （3）实验结束后，小潘认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源（电压恒为8V）、一个额定电压为6V的小灯泡L1和一个阻值为20Ω的定值电阻R0等器材，设计了如图丁所示的电路，并完成了实验。实验过程如下： ①断开开关S1，闭合开关S、S2，移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的示数为 　2　V，小灯泡L1正常发光； ②断开开关S2，闭合开关S、S1，滑动变阻器R的滑片P 　位置保持不变　（选填“向左移”“向右移”或“位置保持不变”），读出电压表的示数为1.6V； ③小灯泡L1的额定功率为 　2.4　W。 【答案】（1）电流表正、负接线柱接反了；（2）1.8；左；0.6；（3）①2；②位置保持不变；③2.4。 【解答】解：（1）乙中电流表指针反偏，说明电流表正、负接线柱接反了； （2）由乙图可知，电压表所选量程为0～3V，分度值为0.1V，读出其示数为1.8V；示数小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压；灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.24A＝0.6W； （3）①断开开关S1，闭合开关S、S2，滑动变阻器与小灯泡L1串联，电压表测滑动变阻器的电压，根据串联分压原理，移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的示数为：U＝U电源﹣UL＝8V﹣6V＝2V，小灯泡L1正常发光； ②断开开关S2，闭合开关S、S1，滑动变阻器与R0串联，电压表测滑动变阻器的电压；保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，读出电压表的示数为1.6V； 根据串联分压原理可得， 则滑动变阻器的电阻为：＝5Ω， ③在步骤①中，电路中的电流（即小灯泡L1的额定电流）：I＝＝0.4A； 小灯泡L1的额定功率为：P额′＝ULI＝6V×0.4A＝2.4W。 故答案为：（1）电流表正、负接线柱接反了；（2）1.8；左；0.6；（3）①2；②位置保持不变；③2.4。 24．（2024•罗湖区校级模拟）小惠在“测定小灯泡的功率”的实验如图甲、恒压电源为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 （1）连接电路时，开关保持断开，电流表应选择 　0～0.6A　（选填“0～0.6A”或“0～3A”）量程； （2）此时，电压表示数如图乙所示，小惠需要再将滑片P向 　左　（填“左”或“右”）调节。才能使小灯泡正常发光；继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组数据，并绘制成I﹣U图象（丙）。根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是 　0.5　W。 （3）进一步分析图丙可知，随着灯泡两端电压的增大、灯丝电阻逐渐 　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”），灯丝电阻变化的主要原因是 　灯丝电阻随温度的升高而增大　。 （4）小城同学设计了另一种方案：不用电流表，但增加了一只阻值已知的定值电阻R0，用图丁所示的电路进行实验，也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下： ①闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额； ②保持滑片位置不变，将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处、电压表示数为U； ③利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式P额＝　　用已知和所测量的物理量符号表示）。 【答案】（1）0～0.6A；（2）左；0.5；（3）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大；（4）。 【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω，灯泡的额定电流大约为： I'＝＝0.25A，则电流表的量程选0～0.6A； （2）此时，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故小惠需要再将滑片P向左调节，才能使小灯泡正常发光； 由图丙知，小灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，则灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W； （3）进一步分析图象可知，随着灯泡两端电压的增大，通过灯的电流增大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝电阻随温度的升高而增大，故灯丝电阻逐渐增大； （4）①闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额，此时电压表测灯的电压，灯正常发光； ②然后保持滑片位置不变，将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处，读出电压表示数U，此时电压表测灯与R0两端的总电压， 因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压：U0＝U﹣U额； 由欧姆定律和串联电路的电流特点可知，通过小灯泡的电流： I额＝I0＝， 则小灯泡的额定功率： P额＝U额I额＝。 故答案为：（1）0～0.6A；（2）左；0.5；（3）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大；（4）。 25．（2023•南山区校级三模）小刚利用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）。 （1）小刚在实验过程中，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是 　断开开关，将电流表换接小量程　； （2）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 　B　； A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路 （3）闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，经多次测量，小刚画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像（如图丙），则小灯泡的额定功率为 　0.625　W。在多次测量中，小刚还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是 　小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大　； （4）灯泡的功率测量完毕，小刚用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像，则小刚应选用滑动变阻器 　R2　（选填“R1”、“R2”或“R3”）。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为 　10　Ω。 【答案】（1）断开开关，将电流表换接小量程；（2）B；（3）0.625；变大；小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大；（4）R2；10Ω。 【解答】解：（1）电流表指针偏转过小，应断开开关，将电流表换接小量程； （2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡总不亮，且电流表无示数，但电压表示数接近6V，则故障原因可能是灯泡断路，故选B； （3）由图象知，在额定电压下，通过灯泡的电流为I＝0.25A，所以灯泡的额定功率为P额＝U额I＝2.5V×0.25A＝0.625W； 由图象知，当电压为0.5V时，对应的电流为0.1A，电压与电流比值大小为5Ω；当电压为2.5V时，对应的电流为0.25A，电压与电流的比值为10Ω，所以，当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大，原因是小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大； （4）电源电压为6V；由图象知，电阻两端的电压为U＝IR＝0.5A×5Ω＝2.5V保持不变；则变阻器两端的电压始终为U滑＝6V﹣2.5V＝3.5V； 当电流值为0.5A时，变阻器的阻值最小R小＝＝7Ω，；当电流为值为0.1A时，变阻器连入电路中的阻值最大R大＝＝35Ω，所以变阻器应选用R2（电路中的最大电流不超过变阻器的0.5A）； 若某次实验中，滑动变阻器连入的阻值为14Ω，根据分压原理，，则所选定值电阻的阻值R＝×R′滑＝×14Ω＝10Ω。 故答案为：（1）断开开关，将电流表换接小量程；（2）B；（3）0.625；变大；小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大；（4）R2；10Ω。 四．解答题（共3小题） 26．（2024•福田区三模）图甲是一电茶壶，有高温和低温两个挡位，其工作电路简化为图乙所示，其中S′为挡位开关，R2为定值电阻，A、B为阻值忽略不计的指示灯。已知电茶壶额定电压为220V，高温挡功率为1210W，低温挡功率为100W。求： （1）高温挡工作时单刀双掷开关S′应接在M与N的哪端； （2）R2的阻值； （3）若电茶壶内装有0.44L的水用来煮茶，现用高温挡使水从23℃升高到100℃，加热效率为84%，则需要加热多少秒（c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3） 【答案】（1）高温挡工作时单刀双掷开关S′应接在N端； （2）R2的阻值为444Ω； （3）加热需要的时间为140s。 【解答】解：（1）由图乙可知，当单刀双掷开关S′接在M端时，指示灯B、电阻R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中电阻总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电茶壶处于低温挡； 当开关S闭合，S′打至触点N时，指示灯A和电阻R1串联工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电茶壶处于高温挡； （2）高温挡的额定功率为2200W，P＝可知，R1的阻值电阻：， 低温挡功率为100W，R1R2 串联，根据 可知，电路的总电阻：R总＝＝＝484Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝484Ω﹣40Ω＝444Ω； （3）0.44L的水体积为：V＝0.44L＝0.44×10﹣3m3， 由 可知，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×0.44×10﹣3m3＝0.44kg， 从 20℃升高到 100℃，水吸收的热量：Q吸＝水cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.44kg×（100℃﹣23℃）＝142296J， 由 可知，电茶壶消耗的电能：， 高温挡功率为1210W，由 可知，加热需要的时间：。 答：（1）高温挡工作时单刀双掷开关S′应接在N端； （2）R2的阻值为444Ω； （3）加热需要的时间为140s。 27．（2024•光明区二模）如表所示为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1、R2为阻值一定的电热丝。通过控制开关S1、S2可以让电火锅在不同挡位工作。求： ××牌电火锅 额定电压 220V 额定功率 一挡 550W 二挡 1100W （1）电火锅在一挡正常工作10min消耗的电能； （2）R2的阻值； （3）若家庭电路中某插座的额定电流是10A，用该插座仅给电火锅供电使其正常工作，从安全用电的角度考虑，选择二挡是否合适？请进行计算并说明理由。 【答案】（1）电火锅在一挡正常工作10min消耗的电能为3.3×105J； （2）R2的阻值为88Ω； （3）因插座允许接入的用电器的最大功率为2200W，大于二挡功率1100W，因此选择二挡是可以的。 【解答】解：（1）由P＝可知，电火锅在一挡正常工作10min消耗的电能为： W＝Pt＝550W×10×60s＝3.3×105J； （2）当S1闭合，S2断开时，电路为只有R1的简单电路，此时电路中的电阻最大，为一挡；当S1、S2都闭合时，R1和R2并联，此时电路中的电阻最小，为二挡，则R2的功率为： P2＝P二挡﹣P一挡＝1100W﹣550W＝550W， R2的阻值为： R2＝＝＝88Ω； （3）插座允许接入的用电器的最大功率Pmax＝UImax＝220V×10A＝2200W＞1100W， 因此从安全用电的角度考虑，选择二挡是可以的。 答：（1）电火锅在一挡正常工作10min消耗的电能为3.3×105J； （2）R2的阻值为88Ω； （3）因插座允许接入的用电器的最大功率为2200W，大于二挡功率1100W，因此选择二挡是可以的。 五．计算题（共29小题） 28．（2024•福田区模拟）图甲是某款电梯工作原理的简化模型，轿厢质量600kg，压力传感器置于轿厢内部地面，检测压力大小。图乙是压力传感器电路，电源电压恒定，电阻R0＝80Ω，电磁铁线圈电阻不计，压敏电阻R阻值随压力F压的变化情况如图丙所示。当压力为2×103N时，电路中电流为0.06A：当电路中的电流大于0.1A时启动警报系统，电梯停止运行。求： （1）空厢匀速竖直上升时，拉力F的大小。 （2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率。 （3）电梯正常运行，压力传感器能承受的最大压力。 【答案】（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是6000N； （2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是3000W； （3）压力传感器能承受的最大压力4×103N。 【解答】解：（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小：F＝G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N； （2）绳端移动距离s＝3m， 绳拉力F做的功：W＝Fs＝6000N×3m＝18000J， 绳拉力F的功率：P＝＝＝3000W； （3）当压力为2×103N时，R＝120Ω，电路中电流为0.06A； 电源电压U＝I（R+R0）＝0.06A×（120Ω+80Ω）＝12V； 控制电路的最大电流I'＝0.1A时，载重量最大 控制电路最小总电阻：R'＝＝＝120Ω， 力敏电阻的阻值：RF＝R﹣R0＝120Ω﹣80Ω＝40Ω， 当RF＝40Ω，压力F压＝4×103N。 答：（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是6000N； （2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是3000W； （3）压力传感器能承受的最大压力4×103N。 29．（2024•龙岗区三模）项目化小组设计了一个汽车落水应急装置的模型，如图甲所示，在车外部的四周隐藏安装有气囊，打开气囊的应急电路如图乙所示，电源电压恒为4.5V，压敏电阻R1水平安装在车底部A点，R1的阻值随所受压强的变化如图丙所示，定值电阻R2为3Ω。闭合开关S，将车缓慢放入水中，当流过R1的电流达到0.9A时，气囊开始充气，最终车漂浮在水面上，求气囊刚开始充气时： （1）该电路的电功率； （2）R1的阻值以及车底A点所处的深度。 【答案】（1）该电路的电功率为4.05W； （2）R1的阻值为2Ω；车底A点所处的深度为1m。 【解答】解：（1）该电路的电功率：P＝UI＝4.5V×0.9A＝4.05W； （2）由乙图可知两电阻串联接入电路，气囊刚开始充气时电路总电阻：R＝＝＝5Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则R1的阻值：R1＝R﹣R2＝5Ω﹣3Ω＝2Ω， 由图乙可知A受到的压强为10×103Pa，则车底A点所处的深度h＝＝＝1m。 答：（1）该电路的电功率为4.05W； （2）R1的阻值为2Ω；车底A点所处的深度为1m。 30．（2024•南山区校级三模）范围内恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门，图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关，通过控制温控开关S1可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压U＝220V，R1、R2是电热丝，R1＝440Ω，“加热”时恒温箱的电功率P加热＝550W。 （1）“保温”时恒温箱的电功率； （2）“加热”时电热丝R2的电流； （3）电热丝R2的阻值。 【答案】（1）“保温”时恒温箱的电功率为110W； （2）“加热”时电热丝R2的电流为2A； （3）电热丝R2的阻值为110Ω。 【解答】解：（1）当闭合开关S，温控开关S1置于右边两个触点时，R1、R2并联，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，恒温箱处于加热挡；当闭合开关S，温控开关S1置于左边触点时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，恒温箱处于保温挡；“保温”时恒温箱的电功率 （2）并联电路中各用电器的电功率之和等于电路的总功率，则加热挡工作时R2的电功率 P2＝P加﹣P保＝550W﹣110W＝440W “加热”时电热丝R2的电流 （3）由可知，R2的阻值 答：（1）“保温”时恒温箱的电功率为110W； （2）“加热”时电热丝R2的电流为2A； （3）电热丝R2的阻值为110Ω。 31．（2024•南山区校级二模）如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为242Ω，加热挡功率为1300W。求： （1）电蒸锅正常工作时保温挡的功率； （2）电蒸锅正常工作时R2的阻值； （3）某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.3kg的水温度升高84℃需要加热多长的时间？ 【答案】（1）电蒸锅正常工作时保温挡的功率为200W； （2）电蒸锅正常工作时R2的阻值为44Ω； （3）某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.3kg的水温度升高84℃需要加热的时间为420s。 【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电蒸锅处于加热挡； 当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，此时电路中的总电阻最大，总功率最小，电蒸锅处于保温挡； 电蒸锅正常工作时保温挡的功率：P保温＝＝＝200W； （2）R2的电功率：P2＝P加热﹣P保温＝1300W﹣200W＝1100W， 由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝44Ω； （3）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.3kg×84℃＝4.5864×105J， 由η＝可知，电蒸锅消耗的电能：W＝＝＝5.46×105J， 由P＝可知，加热需要的时间：t＝＝＝420s。 答：（1）电蒸锅正常工作时保温挡的功率为200W； （2）电蒸锅正常工作时R2的阻值为44Ω； （3）某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.3kg的水温度升高84℃需要加热的时间为420s。 32．（2023秋•深圳期末）如图甲所示的电路中，定值电阻R1的阻值为10Ω，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”字样。在滑动变阻器的滑片P滑动过程中，滑动变阻器R2消耗的电功率与其电阻大小变化关系的部分图象如图乙所示，求： （1）电源电压为多少？ （2）在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R2连入电路中的最小阻值为多少？ （3）当滑动变阻器R2的阻值为14Ω时，电路通电10s，电路消耗的总电能为多少？ 【答案】（1）电源电压为12V； （2）在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R2连入电路中的最小阻值为10Ω； （3）当滑动变阻器R2的阻值为14Ω时，电路通电10s，电路消耗的总电能为60J。 【解答】解：（1）由图甲可知，R1、R2串联，电流表测量电路中的电流； 当R2＝20Ω时，R2的电功率为3.2W， 由P＝I2R可知，通过R2的电流：I2＝＝＝0.4A， 根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流I＝I2＝0.4A， 根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω， 由I＝可知，电源电压：U＝IR＝0.4A×30Ω＝12V； （2）根据题意可知，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A， 则电路中的最大电流为I大＝0.6A， 由I＝可知，电路中的最小总电阻：R小＝＝＝20Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器R2连入电路中的最小阻值：R2小＝R小﹣R1＝20Ω﹣10Ω＝10Ω； （3）当滑动变阻器R2的阻值为14Ω时，根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻：R总＝R1+R2′＝10Ω+14Ω＝24Ω， 电路通电10s，电路消耗的总电能：W＝t＝×10s＝60J。 答：（1）电源电压为12V； （2）在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R2连入电路中的最小阻值为10Ω； （3）当滑动变阻器R2的阻值为14Ω时，电路通电10s，电路消耗的总电能为60J。 33．（2024•深圳三模）如图为某卫生间电路图，保险丝的熔断电流为10A，照明灯的规格为220V 40W（灯丝电阻不变），暖风机的规格为220V 400W。电热水器的规格为220V 880W。求： （1）照明灯的电阻为多少？ （2）卫生间干路的最大工作电流为多大？以最大电流工作2h，消耗电能多少千瓦时？ （3）某吹风机的规格为220V 1100W，能否在上述用电器同时工作时使用此吹风机？ 【答案】（1）照明灯的电阻为1210Ω； （2）卫生间干路的最大工作电流为6A；最大电流工作2h，消耗电能2.64kW•h； （3）不能在上述用电器同时工作时使用此吹风机。 【解答】解：（1）照明灯的规格为“220V 40W”，由P＝可得，照明灯的电阻为：RL＝＝＝1210Ω； （2）由图知，当所有开关都闭合时，照明灯、暖风机、电热水器并联，卫生间电路的总功率：P＝PL+P暖风机+P热水器＝40W+400W+880W＝1320W＝1.32kW； 由P＝UI可得，卫生间干路的最大工作电流：I＝＝＝6A； 以最大电流工作2h消耗的电能：W＝Pt＝1.32kW×2h＝2.64kW•h； （3）某吹风机的规格为220V 1100W，正常工作时的电流为I吹风机＝＝＝5A； 若在图中用电器同时工作时使用此吹风机，则干路中的总电流为I′＝I+I吹风机＝6A+5A＝11A；超过了保险丝的熔断电流10A，因此不能在上述用电器同时工作时使用此吹风机。 答：（1）照明灯的电阻为1210Ω； （2）卫生间干路的最大工作电流为6A；最大电流工作2h，消耗电能2.64kW•h； （3）不能在上述用电器同时工作时使用此吹风机。 34．（2024•宝安区三模）为了应对连日的阴雨，家里新买了一台干衣机（如图甲），其额定电压是220V，额定功率是660W。干衣机某次正常工作，通电50min刚好完成烘干，且衣服总质量减少0.5kg。此过程水的温度和状态变化情况可简化成图乙所示模型，求：【】 （1）烘衣机正常工作时通过的电流； （2）此次烘干消耗的电能； （3）若1g的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.4×103J的热量，求本次烘衣过程水总共吸收的热量。 【答案】（1）烘衣机正常工作时通过的电流为3A； （2）此次烘干消耗的电能为1.98×106J； （3）本次烘衣过程水总共吸收的热量为1.263×106J。 【解答】解：（1）由P＝UI可知，烘衣机正常工作时通过的电流：； （2）由P＝可知，此次烘干消耗的电能：W＝Pt＝660W×50×60s＝1.98×106J； （3）水升温吸收的热量：Q吸1＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（50℃﹣20℃）＝6.3×104J， 水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量：Q吸2＝2.4×103J/g×0.5×1000g＝1.2×106J， 本次烘衣过程水总共吸收的热量：Q吸＝Q吸1+Q吸2＝6.3×104J+1.2×106J＝1.263×106J。 答：（1）烘衣机正常工作时通过的电流为3A； （2）此次烘干消耗的电能为1.98×106J； （3）本次烘衣过程水总共吸收的热量为1.263×106J。 35．（2024•宝安区三模）在综合实践活动课上，小郡设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V，3W”字样，将滑动变阻器R的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.4A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为2V和0.5A，此时灯泡正常发光。问： （1）灯泡L正常工作时的电流是多少？ （2）滑动变阻器R的总电阻是多少？ （3）电源电压为多少？ 【答案】（1）灯泡L正常工作时的电流是0.5A； （2）滑动变阻器R的总电阻是15Ω； （3）电源电压为8V。 【解答】解：图中灯泡L与变阻器R串联，电压表测量变阻器的电压，电流表测量电路电流。 （1）由P＝UI可得，灯泡L正常工作时的电流是IL＝＝＝0.5A； （2）将滑动变阻器R的滑片P置于最右端，闭合开关，此时滑动变阻器R接入电路中电阻最大，由欧姆定律得，滑动变阻器R的总电阻是RP＝＝＝15Ω； （3）移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为2V和0.5A，此时灯泡正常发光，电源电压为U＝UL+UP′＝6V+2V＝8V。 答：（1）灯泡L正常工作时的电流是0.5A； （2）滑动变阻器R的总电阻是15Ω； （3）电源电压为8V。 36．（2024•南山区校级三模）如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、R1、R2均为加热电阻。该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围为40W～100W，开关接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装有1kg水。[]求： （1）电热毯在恒温挡时的电流； （2）可变电阻R的最大阻值； （3）若用最大功率加热，不计热损失，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间。 【答案】（1）电热毯在恒温挡时的电流为0.15A； （2）可变电阻R的最大阻值为726Ω； （3）所用的时间为1.26×103s。 【解答】解：（1）由P＝UI可得，电热毯在恒温挡时的电流：； （2））开关接1为“调温”挡，由图可知，当开关接1，滑片在最右端，电路中只有R2接入电路，为调温挡最大功率P高＝100W， 由P＝可知，R2的阻值为：； 滑片在最左端，可变电阻R达到最大值，R与R2串联，电路中的电阻最大，电功率最小为P低＝40W， 此时电路中的总电阻：， 根据串联电路的电阻特点可知，可变电阻R的最大阻值：R＝R总﹣R2＝1210Ω﹣484Ω＝726Ω； （3）水吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（50℃﹣20℃）＝1.26×105J， 因为不计热损失，所以消耗的电能等于水吸收的热量， 则加热时间：。 答：（1）电热毯在恒温挡时的电流为0.15A； （2）可变电阻R的最大阻值为726Ω； （3）所用的时间为1.26×103s。 37．（2024•南山区校级四模）某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态。S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W，加热功率为1000W，R3＝130Ω，电磁泵正常工作时电压为12V。 （1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？ （2）求电磁泵的额定功率。 （3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间，S1才会断开？已知发热盘质量为0.5kg，比热容为0.5×103J/（kg•℃）。设水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，不计热损失。 【答案】（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是968Ω； （2）电磁泵的电功率为10.5W； （3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过2.5s时间，S1才会断开。 【解答】解：由图和题意可知，闭合开关S1和S2，电阻R1和R2并联，处于加热状态； 只闭合开关S1时，只有电阻R2工作，处于保温状态； 只闭合开关S1和S3时，电动机和电阻R3串联后与R2并联， （1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，只有电阻R2工作， 根据P＝可得，电路中的电阻： R2＝＝＝968Ω； （2）只闭合开关S1和S3时，电动机和电阻R3串联后与R2并联，根据并联电路电压规律，电动机和电阻R3串联部分电压为U＝220V，已知此时电磁泵两端电压为10V， 则由串联电路电压的规律可得，电阻R3两端的电压： U3＝U﹣U泵＝220V﹣10V＝210V， 这一支路的电流为： I＝＝＝1.05A， 则电磁泵的电功率： P泵＝U泵I＝10V×1.05A＝10.5W； （3）瓶里的水烧干后，发热盘吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝0.5×103J/（kg•℃）×0.5kg×（120℃﹣110℃）＝2500J； 瓶里的水烧干后，S2没有自动断开（仍然是加热状态），不计热损失，电流产生的热量全部被发热盘吸收，即W＝Q放＝Q吸， 由P＝可得，水烧干后到S1断开所需的时间： t＝＝＝＝2.5s。 答：（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是968Ω； （2）电磁泵的电功率为10.5W； （3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过2.5s时间，S1才会断开。 38．（2024•深圳校级模拟）如图所示，甲是某型号电热水壶内部电路原理图（具有加热和保温功能），乙则是其正常工作时电功率与时间的关系图像，丙是家用电能表的铭牌参数。 （1）电水壶加热水后，求正常保温10min消耗的电能； （2）求电阻R2的阻值； （3）某次用电高峰时，使用电水壶加热5min电能表转162转，求此时电热水壶的实际功率。 【答案】（1）电水壶加热水后，求正常保温10min消耗的电能为1.2×105J； （2）电阻R2的阻值为181.5Ω； （3）此时电热水壶的实际功率为648W。 【解答】解：（1）由图乙可知，保温功率P保温＝0.2kW， 由P＝可得电水壶正常保温10min消耗的电能为： W＝P保温t＝0.2×1000W×10×60s＝1.2×105J； （2）由图乙可知，加热功率为P加热＝0.8kW， 开关S接1时，电路为R1的简单电路，总电阻最小，电源电压不变，根据P＝可知总功率最大，电烧水壶处于加热状态，由P＝可得R1的阻值： R1＝＝＝60.5Ω； 开关S接2时，R1、R2串联，总电阻最大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，电烧水壶处于保温状态，根据P＝可得R1、R2串联总电阻： R串＝＝＝242Ω， R2的阻值： R2＝R串﹣R1＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω； （3）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转动3000r， 电能表的转盘转162r时，电热水壶消耗的电能： W＝kW•h＝0.054kW•h， 电热水壶的电功率： P＝＝＝0.648kW＝648W。 答：（1）电水壶加热水后，求正常保温10min消耗的电能为1.2×105J； （2）电阻R2的阻值为181.5Ω； （3）此时电热水壶的实际功率为648W。 39．（2024•南山区校级三模）如图所示，R是一个推力传感器，其电阻大小随推力F变化而变化，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R0为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0∼0.6A。 （1）图乙中，当R受到的推力为0N时，求电阻R两端的电压； （2）图乙中，若用300N的力推电阻，求R0的电功率； （3）图丙中，为保证电路安全，推力F的最大值。 【答案】（1）图乙中，当R受到的推力为0N时，电阻R两端的电压为4V； （2）图乙中，若用300N的力推电阻，R0的电功率为0.8W； （3）图丙中，为保证电路安全，推力F的最大值为200N。 【解答】解：（1）由图甲可知，当F＝0时，电阻R＝40Ω，图乙中，R和R0串联，则总电阻R总＝R+R0＝40Ω+20Ω＝60Ω， 电路中的电流为：， 电阻R两端的电压为：UR＝IR＝0.1A×40Ω＝4V； （2）由图乙可知，电阻R和R0串联，已知F＝300N，由图甲可知此时电阻R＝10Ω， 串联电路的电流为：； 电阻R0的功率为：P＝I′2R＝（0.2A）2×20Ω＝0.8W； （3）图丙中，R和R0并联，通过R0的电流为：； 由于电流表的量程为0～0.6A，干路电流最大为Imax＝0.6A； 根据并联电路电流的特点，通过R的电流为：IR＝0.6A﹣0.3A＝0.3A， 则电阻R的阻值为：， 由图甲可知，此时推力F＝200N。 答：（1）图乙中，当R受到的推力为0N时，电阻R两端的电压为4V； （2）图乙中，若用300N的力推电阻，R0的电功率为0.8W； （3）图丙中，为保证电路安全，推力F的最大值为200N。 40．（2024•龙华区校级模拟）图甲所示装置为亮亮小组设计的大气压测量装置（后称气压计）的电路图，并欲将量程为“0～0.6A”的电流表表盘改装成“气压计”的表盘，对弹簧未施加拉力时金属滑片P刚好位于电阻丝R的最右端，弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示。电源电压恒为3V，R0的阻值为5Ω，电阻丝R的长度为12cm，规格为5Ω/cm，金属滑片P分别与电阻丝R和弹簧连接。测量前将注射器活塞推至底端排尽空气，并用橡皮帽将注射孔密封住。 （1）当拉力为0时，电路的电功率； （2）当电流表为0.15A时，弹簧所受拉力大小； （3）此“气压计”可测量的最大拉力为多少？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）如图所示，当拉力为0时，只有R0工作， 电路的电功率：P＝＝1.8W； （2）由图可知R0和R串联：； 根据串联电路电阻特点，RP＝R总﹣R0＝20Ω﹣5Ω＝15Ω， 弹簧伸长的长度：， 由图乙知，弹簧所受拉力大小为10N； （3）电阻丝R的长度为12cm，则弹簧的最大伸长量为ΔLmax＝12cm， ，解得，Fmax＝40N。 答：（1）当拉力为0时，电路的电功率为1.8W； （2）当电流表为0.15A时，弹簧所受拉力大小为10N； （3）此“气压计”可测量的最大拉力为40N。 41．（2024•福田区二模）电梯超载时，报警器（电阻忽略不计）通过的电流超过20mA时就会自动报警，其工作原理如图甲所示、电源电压U＝12V，R1＝300Ω，R2为力敏电阻，其阻值随压力F大小的变化如图乙所示。求： （1）电梯正常工作时，力敏电阻的最大承受压力； （2）电梯升级改造后承载能力增大，力敏电阻的安全承受压力提高到1×104N，当电梯正常工作时，需要调整电源电压U′为多少？改造后整个电路的最大电功率为多少？ 【答案】（1）电梯正常工作时，力敏电阻的最大承受压力为8×103N； （2）改造后当电梯正常工作时，需要调整电源电压为10V，改造后整个电路的最大电功率为0.2W。 【解答】解：（1）电梯正常工作时，控制电路中的电流为20mA＝0.02A，电路中的总电阻为：R＝＝＝600Ω； 力敏电阻R2和R1串联，所以有：R2＝R﹣R1＝600Ω﹣300Ω＝300Ω； 根据题图乙可知：力敏电阻的最大承受压力8×103N。 （2）电梯升级改造后承载能力增大，力敏电阻的安全承受压力提高到1×104N，此时力敏电阻对应的电阻为200Ω；报警电流不变，此时电源电压为：U'＝IR'＝0.02A×（200Ω+300Ω）＝10V。 改造后整个电路的最大电功率为：P＝U'I＝10V×0.02A＝0.2W。 答：（1）电梯正常工作时，力敏电阻的最大承受压力为8×103N； （2）改造后当电梯正常工作时，需要调整电源电压为10V，改造后整个电路的最大电功率为0.2W。 42．（2024•深圳一模）小明受家里体重计的启发，设计了一种简易体重计，其原理如图甲所示，电路中电源电压恒为9V，定值电阻R0的阻值为5Ω，电流表的量程为0～0.6A，轻质绝缘的压力检测板Y与压敏电阻R相连。R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后，求： （1）当检测板不受压力时，电路中的电流； （2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率； （3）此体重计所能测量的最大体重。 【答案】（1）当检测板不受压力时，电路中的电流为0.2A； （2）当体重计示数为600N时，R0 消耗的电功率0.45W； （3）此体重计所能测量的最大体重为1200N。 【解答】解：（1）R与 R0 串联，不受压力时，R的阻值 R＝40Ω， 电路中电流 ； （2）当压力为600N 时，R的阻值 R＝25Ω， 电路中电流 ； R0 消耗的电功率 ； （3）电路中所允许通过最大电流 Im＝0.6A， ； R的阻值 R2＝R总﹣R0＝15Ω﹣5Ω＝10Ω； 由图像可知体重计所能测量的最大体重为1200N 答：（1）当检测板不受压力时，电路中的电流为0.2A； （2）当体重计示数为600N时，R0 消耗的电功率0.45W； （3）此体重计所能测量的最大体重为1200N。 43．（2024•罗湖区校级模拟）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”的字样；滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～24Ω；定值电阻R2的阻值为10Ω，最大允许通过的电流为1.5A；当S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片滑到中点时，小灯泡L刚好正常发光，（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： （1）小灯泡L的电阻； （2）电源的电压； （3）当S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端，电路1min内消耗的总电能。 【答案】（1）小灯泡L的阻值为12Ω； （2）当S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片滑到中点时，小灯泡L刚好正常发光，电源电压是12V （3）当S、S1，S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端，此时电路1min内消耗的总电能为864J。 【解答】解：（1）由P＝可得，灯泡的电阻： RL＝＝＝12Ω； （2）根据P＝UI得灯泡正常发光时的电流为： I＝＝＝0.5A； 当S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片滑到中点时，小灯泡L刚好正常发光，此时灯泡L与滑动变阻器串联， 电源电压：U＝I（R2+RL）＝0.5A×（×24Ω+12Ω）＝12V； （3）当S、S1和S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，灯泡与电阻R2并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等，此时灯泡两端的电压远大于额定电压，灯泡被烧坏，灯泡的实际功率为0； 此时电路1min内消耗的总电能：W＝＝＝864J。 答：（1）小灯泡L的阻值为12Ω； （2）当S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片滑到中点时，小灯泡L刚好正常发光，电源电压是12V （3）当S、S1，S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端，此时电路1min内消耗的总电能为864J。 44．（2024•南山区模拟）如图甲为某款电热桌垫，查看说明书发现：该电热桌垫由24V电源供电，发热部分由R1、R2两根电热丝组成，通过调温开关控制不同的挡位，其原理电路如图乙所示，已知电热桌垫处于高温挡时功率为60W，R1阻值为48Ω，不考虑温度对电阻的影响。求： （1）当电热桌垫处于高温挡时，通过R1的电流； （2）R2的电阻； （3）若电热桌垫的原理电路图如图丙所示，电路元件及电源电压不变，当桌垫处于低温挡时消耗的电功率。 【答案】（1）当电热桌垫处于高温挡时，通过 R的电流是0.5A： （2）R2的电阻是12Ω； （3）若电热桌垫的原理电路图如图丙所示，电路元件及电源电压不变，当桌垫处于低温挡时消耗的电功率是9.6W。 【解答】解： （1）高温挡时，开关S与bc接线柱连接。R1与 R2并联，U1＝U＝24V； 通过R1的电流：I1＝＝＝0.5A； （2）根据P＝UI可得，处于高温挡时干路电流为： I＝＝＝2.5A， 根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知： 通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝2.5A﹣0.5A＝2A； 根据I＝可得，R2的电阻；R2＝＝＝12Ω； （3）图丙中，当开关S1闭合、S1断开时，R1、R2串联，总电阻最大，根据P＝可知，此时总功率最小，为低温挡， 则总电阻R＝R1+R2＝48Ω+12Ω＝60Ω， 低温挡时消耗的电功率：P低＝＝＝9.6W。 答：（1）当电热桌垫处于高温挡时，通过 R的电流是0.5A： （2）R2的电阻是12Ω； （3）若电热桌垫的原理电路图如图丙所示，电路元件及电源电压不变，当桌垫处于低温挡时消耗的电功率是9.6W。 45．（2024•深圳模拟）如图甲是定值电阻R1和标有“6V 3W”灯泡L的I﹣U关系图像。如图乙所示电路，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。当开关S、S1闭合、S2断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，电流表的示数为0.3A。求： （1）灯泡L正常发光时的电阻； （2）电源电压； （3）当闭合开关S、S2，断开S1，电压表示数为6V时，灯泡消耗的实际功率； （4）若电源的电压可调，闭合开关S、S2，断开S1时，保证电路安全的情况下，电源电压的最大值。 【答案】（1）灯泡L正常发光时的电阻为12Ω； （2）电源电压为9V； （3）当闭合开关S、S2、断开S1，电压表示数为6V时，灯泡消耗的实际功率为1.2W； （4）若电源的电压可调，闭合开关S、S2、断开S1时，保证电路安全的情况下，电源电压的最大值为16V。 【解答】解：（1）灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝12Ω； （2）当S、S1闭合、S2断开时，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流， 由图像可知，当电流为0.3A时，电阻R1两端的电压为U1＝3V， 根据欧姆定律可得滑动变阻器R2两端的电压U2＝IR2＝0.3A×20Ω＝6V， 串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压U＝U1+U2＝3V+6V＝9V； （3）当开关S、S2闭合、S1断开时，灯泡L和滑动变阻器R2串联，当电压表示数为6V时，即R2两端的电压为6V， 灯泡两端的电压U实＝U﹣U′2＝9V﹣6V＝3V， 由图像可知，灯泡中的电流为0.4A，则灯泡消耗的实际功率为P实＝U实I实＝3V×0.4A＝1.2W； （4）灯泡正常发光时的电流I额＝＝＝0.5A， 串联电路各处电流相等，电流表的量程为0∼0.6A，所以电路允许的最大电流为0.5A， 变阻器R2为最大阻值时，滑动变阻器两端的电压U2最大＝I最大R2＝0.5A×20Ω＝10V＜15V， 灯泡两端电压的最大值U′L＝U额＝6V， 电源电压的最大值U最大＝U2最大+U′L＝10V+6V＝16V。 答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为12Ω； （2）电源电压为9V； （3）当闭合开关S、S2、断开S1，电压表示数为6V时，灯泡消耗的实际功率为1.2W； （4）若电源的电压可调，闭合开关S、S2、断开S1时，保证电路安全的情况下，电源电压的最大值为16V。 46．（2024•坪山区模拟）图甲是利用热敏电阻制作的电子温度计，由电压表的示数来显示温度，其电路原理如图乙所示，R1是热敏电阻，其阻值与温度的关系如图丙所示，电源电压恒定不变，R0阻值为20Ω，电压表量程为0～3V，闭合开关S后，当环境温度为30℃时，电压表示数为1.8V，求： （1）电源电压； （2）当环境温度为30℃时，电路的功率； （3）为了保证电路安全，该电子温度计可以测量的最高温度。 【答案】（1）电源电压为4.5V； （2）当环境温度为30℃时，电路的功率为0.405W； （3）电子温度计能测量的最高温度为50℃。 【解答】解：由图甲可知，该电路为R1和R0的串联电路，电压表测R0两端的电压； （1）根据欧姆定律，由串联电路的电流特点可知通过R1的电流为I1＝I0＝＝0.09A， 由图乙可知，当环境温度为30℃时，R1的阻值为30Ω；由I＝可知R1两端的电压为：U1＝I1R1＝0.09A×30Ω＝2.7V， 由串联电路的电压特点可知电源电压为： U＝U'+U1＝1.8V+2.7V＝4.5V； （2）当环境温度为30℃时，电路的功率：P＝UI1＝4.5V×0.09A＝0.405W； （3）已知电压表量程为0～3V，即R0两端的电压最大为U0大＝3V， 则电路中的最大电流为：I大＝＝0.15A， 由串联电路的电压特点可知此时R1两端的最小电压为： U1小＝U﹣U0大＝4.5V﹣3V＝1.5V， 由图乙知R1的阻值随温度升高而变小， 则R1的最小阻值为：R1小＝＝10Ω， 由图乙可知，此时对应的温度为50℃，即电子温度计能测量的最高温度为50℃。 答：（1）电源电压为4.5V； （2）当环境温度为30℃时，电路的功率为0.405W； （3）电子温度计能测量的最高温度为50℃。 47．（2023•龙岗区校级三模）小明根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压9V保持不变，小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I﹣U图象如图乙所示。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）小灯泡正常发光时，电路的总功率； （3）如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，电阻R在10min消耗的电能。 【答案】（1）小灯泡正常发光时的电阻为6Ω。 （2）小灯泡正常发光时，电路的总功率为9W； （3）如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，电阻R在10min消耗的电能为2520J。 【解答】解：由甲图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡电压； （1）小灯泡的额定电压是6V，由图乙可知，小灯泡正常发光时的电流IL＝1A， 由I＝可得小灯泡正常发光时的电阻： RL＝＝＝6Ω； （2）由图乙可知小灯泡正常发光时电路中的电流为1A，电路的总功率： P＝UI＝9V×1A＝9W； （3）由图乙可知，小灯泡两端电压为3V时，电路的电流为0.7A， 由串联电路电压规律可知电阻R两端的电压：UR＝U﹣UL′＝9V﹣3V＝6V 电阻R在10min消耗的电能：W＝URIt＝6V×0.7A×10×60s＝2520J。 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为6Ω。 （2）小灯泡正常发光时，电路的总功率为9W； （3）如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，电阻R在10min消耗的电能为2520J。 48．（2023•宝安区校级三模）柴油发电机是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。某柴油发电机说明书的部分内容如下表所示，现用一台该型号的柴油发电机给一处停电区临时供电，如图所示。发电机到停电区的导线总长度为800m，输电导线单位长度的电阻为2.5×10﹣4Ω/m，停电区用电器的总功率为44kW，当这些用电器都正常工作时： （1）输电线路中的电流是多少？ （2）线路损失功率是多大？ （3）该柴油发电机工作过程每小时消耗特制柴油18kg，特制柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少？已知柴油的热值是2.6×107J/kg 型号 AED6500S 输出电压 220V 每米单股铜导线电阻 2.5×10﹣4Ω 燃料 柴油 燃料热值 2.6×107J/kg 【答案】（1）输电线路中的电流是200A； （2）线路损失功率是8×103W； （3）该柴油发电机工作过程每小时消耗特制柴油18kg，特制柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是40%。 【解答】解：（1）由电功率的计算公式P＝UI得， 输电线路中的电流为I＝＝200A； （2）导线总长度为800m，输电导线单位长度的电阻为2.5×10﹣4Ω/m，可知输电线的电阻为R线＝2.5×10﹣4Ω/m×800m＝0.2Ω， 由P＝UI、U＝IR得，线路损失功率是P线＝I线2R线＝（200A）2×0.2Ω＝8000W； （3）输出功率为P输＝P+P线＝44kW+8000×10﹣3kW＝52kW， 每小时柴油燃烧释放的热量为Q＝mq＝18kg×2.6×107J/kg＝4.68×108J， 每小时输出的电能为W＝P输t＝52kW×1h＝52kW•h＝1.872×108J， 特制柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率： η＝＝40%。 答：（1）输电线路中的电流是200A； （2）线路损失功率是8×103W； （3）该柴油发电机工作过程每小时消耗特制柴油18kg，特制柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是40%。 49．（2023•南山区模拟）有一个电水壶的铭牌如表所示。如图是电水壶的电路图，R为加热电阻，若加热器电阻阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压。则： 额定电压 220V 额定加热功率 1000W 壶中水最大质量 2kg 壶中水最大深度 10cm 频率 50Hz （1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？ （2）装水最大深度时，壶底压强是多大？[g取10N/kg] （3）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将20℃的一壶水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）] （4）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，此时电阻R0的电功率是多少？ 【答案】（1）加热电阻的阻值是48.4Ω； （2）壶底压强是1000Pa （3）将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要672s； （4）电阻R0的电功率是171.6W。 【解答】解：（1）温控开关闭合时，电路只有R，电路中的电阻最大， 根据可知，此时电路的电功率最小，为加热状态， 加热电阻的阻值：； （2）装水最大深度时，壶底压强是p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1000Pa； （3）在1标准大气压下水的沸点是100℃，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量： ， 因电水壶产生的热量全部被水吸收，所以，消耗的电能： 加热时间：； （4）由电路图可知，当温控开关S断开时R与R0串联，电路中的电阻最大， 根据可知，此时电路的电功率最小，为保温状态，此时I＝1A， 电路中的总电阻：， 由串联电路的电阻规律可知，此时电阻R0的阻值：R0＝R保温﹣R＝220Ω﹣48.4Ω＝171.6Ω， 此时电阻R0电功率：。 答：（1）加热电阻的阻值是48.4Ω； （2）壶底压强是1000Pa （3）将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要672s； （4）电阻R0的电功率是171.6W。 50．（2023•龙华区二模）某电压力锅，额定电压220V，有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻。加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为1000W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2＝2420Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求： （1）压力锅的保温功率； （2）将3kg水从25℃加热到65℃，若压力锅的加热效率为84%，额定电压下，加热这些水，需要多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3] （3）若电路只让压力锅单独工作200s，图乙中的电能表转盘转了110转，请算出它的实际加热功率。 【答案】（1）压力锅的保温功率为20W； （2）将3kg水从25℃加热到65℃，若压力锅的加热效率为84%，额定电压下，加热这些水，需要600s； （3）它的实际加热功率为660W。 【解答】解：（1）根据题意可知，保温挡时只有电阻R2工作， 压力锅的保温功率：P保温＝＝＝20W； （2）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（65℃﹣25℃）＝5.04×105J； 由η＝可知，压力锅消耗的电能：W＝＝＝6×105J， 由P＝可知，压力锅的加热时间：t′＝＝＝600s； （3）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3000转， 则电能表转盘转了110转，压力锅消耗的电能：W′＝＝kW•h＝1.32×105J； 压力锅的实际加热功率：P实＝＝＝660W。 答：（1）压力锅的保温功率为20W； （2）将3kg水从25℃加热到65℃，若压力锅的加热效率为84%，额定电压下，加热这些水，需要600s； （3）它的实际加热功率为660W。 51．（2024•龙岗区一模）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻R0为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求： （1）若R与R0阻值相等，R消耗的电功率； （2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果； （3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加R0的阻值即可。你认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。 【答案】（1）若R与R0阻值相等，R消耗的电功率为1.8W； （2）此装置能筛选出重力至少为1N的芒果； （3）他的建议可行，将R0的阻值增大到40Ω即可。 【解答】解：由图乙可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流； （1）由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流：I1＝＝＝＝0.3A， 则R消耗的电功率：PR＝R＝（0.3A）2×20Ω＝1.8W； （2）由欧姆定律可知，电路中的最大总电阻：R最大＝＝＝80Ω， 由串联电路的电阻特点可知，此时压敏电阻R的阻值：R'＝R最大﹣R0＝80Ω﹣20Ω＝60Ω， 由图丙可知，此时压敏电阻受到的压力为1N，即此装置能筛选出重力至少为1N的芒果； （3）由图丙可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小， 当压力为2N时，压敏电阻的阻值为40Ω， 由串联电路的电阻特点可知，为了筛选出重力至少为2N的芒果，R0的阻值为R0'＝R最大﹣R″＝80Ω﹣40Ω＝40Ω＞20Ω， 因此适当增加R0的阻值可以让重力小于2N的芒果被推离传送带，将重力至少为2N的芒果继续被传送到指定位置。 答：（1）若R与R0阻值相等，R消耗的电功率为1.8W； （2）此装置能筛选出重力至少为1N的芒果； （3）他的建议可行，将R0的阻值增大到40Ω即可。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$