猜想06 电学压轴题【考题猜想】【8大题型】-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（北师大版·北京）

猜想02 电学压轴题 【题型1 动态电路中的电功和电功率计算】 1 【题型2 最值问题】 3 【题型3 取值范围问题】 5 【题型4 开关引起电路的结构变化】 7 【题型5 图像问题】 9 【题型6 电热器的加热保温问题】 12 【题型7 电磁继电器在电路中的应用】 14 【题型8 传感器在电路中的应用】 16 【题型1 动态电路中的电功和电功率计算】 1．（23-24九年级上·江苏泰州·期末）在综合实践活动课上，小明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8V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为4V和0.5A．求 （1）灯泡L正常发光时，灯泡的电 （2）滑动变阻器的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大； （3）为使灯泡安全工作，A的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请具体说明。 2．（23-24九年级下·江苏镇江·阶段练习）如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求： （1）滑动变阻器的最大阻值； （2）R0的阻值和电源电压； （3）整个电路消耗的最大电功率。 3．（23-24九年级上·四川成都·期末）如图所示电源电压U保持不变，滑动变阻器最大阻值为R3。当只闭合开关S，滑片P在最左端时，电压表示数为U1，R1的电功率为P1；当闭合开关S和S1，滑片P移至最右端，电压表示数变为U2；当闭合开关S2、S3，滑片P仍在最右端时，R1的电功率为P2，电流表A与A1示数之差为1.2A，已知：U=12V，P1︰P2=1︰9，R3=30Ω。求： （1）R1的阻值； （2）U1与U2的比值； （3）电路的最小总功率。 【题型2 最值问题】 4．（23-24九年级上·四川广元·期末）小华和小英在实验室设计并连接了如图甲所示的电路，图中电源电压U保持不变。她们进行了如下实验：当开关S1闭合、S2断开，使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，读取电压表与电流表示数；闭合开关S2，断开S1，滑动变阻器的滑片在最右端时，电路的消耗的功率为1.2W。求： (1)定值电阻R1的阻值和R的最大阻值； (2)定值电阻R2的阻值； (3)通过调节滑动变阻器的滑片或改变开关S1、S2的通断，能够得到的整个电路的最大功率是多少？ 5．（23-24九年级上·山东聊城·期末）如图所示的电路，电源电压不变，灯泡L标有“12V 18W”（不考虑温度对灯泡电阻的影响）。当开关都闭合时，灯泡正常发光，电流表的示数为2.1A；当只闭合开关，且滑动变阻器的滑片在中点时，定值电阻R两端电压为4V。 （1）定值电阻R的阻值是多少？ （2）滑动变阻器的最大阻值是多少？ （3）调整开关的开闭状态，调节滑片的位置，使整个电路的总功率最小，最小值是多少？ 6．（23-24九年级上·四川南充·期末）如图甲，开关S、闭合，将滑动变阻器的滑片从最左端滑至灯泡正常发光的位置，电流表及两个电压表的示数变化如图乙所示.已知定值电阻，电源电压恒定不变。求： （1）电源电压； （2）小灯泡的额定功率； （3）通过控制开关的通断和滑动变阻器滑片的位置，整个电路消耗的最小功率。 【题型3 取值范围问题】 7．（23-24九年级上·四川眉山·期末）如图所示电路，滑动变阻器上标有“50Ω  lA”，电源电压恒定为6V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V，求： (1)电阻R1的阻值； (2)此时滑动变阻器消耗的功率； (3)为保证电路安全，求滑动变阻器接入阻值的范围。 8．（23-24九年级上·河北石家庄·期末）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R0的阻值为20Ω，小灯泡L标有“4V，1.6W”R1标有“40Ω，1A”，电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到距R1最右端时，小灯泡正常发光。求： (1)小灯泡的电阻RL； (2)通电10s电路消耗的电能； (3)在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S1、S2的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，求电路消耗总功率的最小值和最大值。 9．（23-24九年级上·江苏连云港·期末）如图所示，电源电压恒为12V，，滑动变阻器R的规格为“50Ω  2A”，电流表的量程为“0~0.6A”，小灯泡上标有“6V  3W”字样。求： （1）小灯泡正常工作时，通过它的电流； （2）当S、、都闭合，滑片P滑至最右端时，通电1min，定值电阻产生的热量； （3）当开关S闭合，、断开时，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围。 【题型4 开关引起电路的结构变化】 10．（22-23九年级上·四川德阳·期末）如图所示，电源电压保持12V不变，电阻R1=50Ω小灯泡L标有“12Vㅤ4W”的字样，只闭合开S3，将滑动变阻器R2的滑片P移到中点时，电流表示数为0.25A；电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求 （1）当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是多少？ （2）只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是多少？滑动变阻器的最大阻值是多少？ （3）只闭合开关S1时，在保证电路安全的条件下，求电路消耗的最小电功率是多少？ 11．（22-23九年级上·四川宜宾·期末）如图所示电路，电源电压6V，小灯泡上标有“6V，3W”当开关S1、S2、S3都闭合，且滑动变阻器R1的滑片P在中点时，电流表示数为0.9A，此时灯泡的功率为P1，若保持滑动变阻器R1的滑片P位置不变，开关S1、S3都断开，灯泡消耗的功率为P2，且P2︰P1＝1︰4（电源电压保持不变，不考虑温度对灯泡电阻的影响，电表为理想电表）。求： （1）灯泡正常发光时，电阻是多少？ （2）滑动变阻器R1的最大阻值是多少？ （3）当开关S1、S3都断开时，定值电阻R2的电功率是多少？ （4）请分析，整个电路的最小电功率是多少？（保留2位小数） 12．（23-24九年级上·江西鹰潭·期末）如图所示的电路中，电源电压恒为9V，灯标有“9V；9W”字样，灯标有“3V；3W”字样，滑动变阻器R上标有“2A；24Ω”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。 （1）闭合开关S、，断开开关，调节滑动变阻器的滑片P至最左端，求此时电压表和电流表的示数； （2）闭合开关S、，断开开关，调节滑动变阻器的滑片P至最右端，求此时灯的实际功率。 13．（23-24九年级上·四川成都·期末）如图甲所示，电源电压U保持不变，小灯泡规格为“5V，1.25W”。当开关S1、S3、S4闭合，S2和S5断开，滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端，有一只电表的示数变为原来的；将开关S3、S4、S5闭合，S1、S2断开，将电压表V1从原位置取下，并联到L两端，电压表V2改接到电路另一未知位置处（V1V2新位置图中均未画出），将滑动变阻器滑片从某点向左移动直至灯泡正常发光，此过程中电流表A示数随电压表V1、V2示数变化关系如图乙所示；保持开关S3、S4、S5闭合，S1、S2.断开，将滑片移到滑动变阻器某位置，电路的总功率为P1，此时灯泡的功率为PL；当开关S1、S3、S4、S5闭合，S2断开，将滑片移到滑动变阻器的中点时，电路的总功率为P2；已知P1:P2=1:2，求: （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）电源电压； （3）P1。 【题型5 图像问题】 14．如图甲所示的电路中，为定值电阻，为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，求： (1)的阻值为多少；电源电压为多少； (2)电路的最大功率为多少？ 15．（23-24九年级上·广西钦州·期末）小周妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机。下表是这台豆浆机的主要技术参数。豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸。如图所示，是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的“P-t”图象。请解答下列问题： （1）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？ （2）豆浆机加热一次可以将1kg的豆浆温度升高40℃，豆浆比热容按4.2×103J/(kg·℃)计算，该豆浆机加热时的效率是多少？ （3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？ 型号 SYL624 额定电压 220V 频率 50Hz 电动机功率 120W 加热功率 1210W 容量 1000mL 16．（23-24九年级上·福建漳州·期末）小明家新购买了一台电火锅，如图甲所示，其部分技术参数如表，内部电路的工作原理简图如图乙所示，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、S1、S2的通断可实现三个挡位功能的切换，其中S2是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。小明测得电火锅正常工作时，锅内4kg的水的温度随时间变化的图像如图丙所示。 额定电压 220V 高温挡 1100W 低温挡 880W 保温挡 ×××W （1）用高温档加热时，6min消耗的电能； （2）请通过计算说明电火锅是高温挡还是低温挡加热更节约电能； （3）求电火锅正常工作时，保温挡的电功率。 【题型6 电热器的加热保温问题】 17．（23-24九年级上·河南郑州·期末）空气能热泵热水器是一种新型热水器，其工作原理示意图如图所示。工作物质在蒸发器中吸收空气的热迅速汽化，之后被压缩机压缩成高温高压的气体，并对冷水加热使水温升高。如表是某型号热泵热水器的部分参数，其中65L/h表示此热水器进水温度为15℃，每小时可出热水65L。，请完成下列问题： 额定制热水量 65L/h 额定电压/频率 220V/50Hz 额定输入功率 800W 水箱型号 100L (1)65L水从15℃升高到55℃时吸收的热量是多少？若这些热量由热值为的燃气提供，至少需要多少燃气？ (2)“能效比”是衡量热泵性能的重要指标，它是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值。该热水器的能效比是多少？（计算结果保留两位小数） (3)请从能量的角度思考，该热水器与纯电加热的热水器相比是否节能？并结合工作原理说明节能的原因。 18．如图甲所示是一款三挡可调的家用电砂锅用于文火慢烧法炖粥和汤。图乙是它的简化电路图，和均为发热电热丝的阻值为，的阻值为。通过开关、的通断电砂锅实现“高、中、低”三挡温度。[已知求： (1)当闭合开关，断开开关时，电砂锅处于 挡位；当同时闭合开关、时，电砂锅处于 挡位；当闭合开关，断开开关时，电砂锅处于 挡位； (2)用低温挡加热时将3kg的汤温度从升高到，用了3小时，该电砂锅加热的效率。 19．（23-24九年级上·云南·期末）中国的中医已有两千多年的历史，中医是祖国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火候，某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶，它有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如乙所示，当开关接在2上时是加热挡，其功率为2420W，当开关接在1上时是保温挡，其功率为242W，求： (1)当煎药壶在保温挡正常工作时，通过煎药壶的电流； (2)当煎药壶在加热挡正常工作5min，消耗的电能； (3)的阻值； (4)小华购买了该品牌的煎药壶，某天用电高峰时，小华用该煎药壶熬药，为了计算家里电路的实际电压，他关了家里的其他用电器，只将煎药壶调到加热挡上工作2min，电能表的表盘转了200转，如图丙所示，则小华家里此时的实际电压。 【题型7 电磁继电器在电路中的应用】 20．（23-24九年级上·河南郑州·期末）智能物联给我们的生活提供了诸多便利，如图甲是一个智能照明灯的工作原理图。工作电路中灯泡L的规格均为“220V 44W”；控制电路中的电源电压大小可调，已知R0为10Ω，R是光敏电阻，其阻值随光照强度变化（光照强度的单位为1x，光越强光照强度越大），光敏电阻R上的光照强度小于或等于0.31x时，工作电路启动。 (1)当天色逐渐变暗时，控制电路中的电流将 （选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)将控制电路中的电源电压设置为6V，当工作电路中的电灯L正常发光时，工作电路中的总电流是多少？控制电路中的电流是多大？ (3)若设置光照强度小于或等于0.41x时，工作电路恰好启动，控制电路中的电源电压应设置为多少？ 21．（22-23九年级上·福建莆田·期末）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=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围为0~80Ω）和热敏电阻R1组成，R1阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合而切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放而接通工作电路。 温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35 34 R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130 150 （1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是多少？ （2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则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？ 22．（23-24九年级上·重庆·期末）如图甲是一款家用电取暖器简化电路图，取暖器的额定电压为220V。它由加热电路和温度控制电路组成。加热电路中：当开关S1掷向左边时，能同时接通A、B两个触点；当开关S1掷向右边时，能接通C触点；当开关S1掷向中间时，电路断开。R1、R2均为加热电阻丝，R1的阻值为50Ω。它有加热和自动保温两个档位，加热档功率为3388W（指示灯的功率忽略不计）。求： （1）R1正常工作时，R1的功率； （2）R2的阻值； （3）在温度控制电路中：Rt为热敏电阻，其阻值随温度升高而减少；当电压鉴别器测出a、b两点间的电压小于等于5V时，开关S2闭合；当a、b两点间的电压大于等于6V时，开关S2断开。在保温的10min里，电压鉴别器测出a、b两点间电压随时间的变化如图乙所示。这段时间里，家里只有取暖器工作，标有2000r/kw∙h的电能表转盘转了160转。则取暖器工作的实际电压是多少？ 【题型8 传感器在电路中的应用】 23．（23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期末）科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0∼0.6A，当体重计空载时，电路中的电流为，踏板重力不计。求 (1)电源电压U； (2)当体重计示数为时，消耗的电功率； (3)此体重计所能测量的最大体重G。 24．（23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末）“电子秤”的原理如图所示：A 为托盘，P 为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时，P位于 R的最上端。已知 R0=5Ω， R的最大阻值为25Ω， 电源电压恒为3V。问： （1）图中的质量表是用 表改装的； （2）当开关S闭合，不称量物体时，电路中的电流为多少？ （3）当称量物体质量达到最大值时（滑片 P 刚好滑到R的最下端），R0的电功率是多少？ 25．（23-24九年级上·辽宁铁岭·期末）如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图（俯视图），立方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度匀速运动，产品的质量。计数器由电流表和电路计数元件组成（电流表和电路计数元件的电阻不计），通过电路中电流的变化计数产品，为激光源，为光敏电阻，为保护电阻。当激光射向时，的阻值变小，每当产品运动通过与之间时，射向的光线会被产品挡住，阻值变大。闭合开关，电路中计数器中电流的示数随时间的变化图像如图乙所示。（取） （1）不计空气阻力，求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向； （2）求这种产品的密度； （3）已知电源电压，，求传送带匀速运输产品过程中内光敏电阻消耗的电能。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 猜想02 电学压轴题 【题型1 动态电路中的电功和电功率计算】 1 【题型2 最值问题】 4 【题型3 取值范围问题】 7 【题型4 开关引起电路的结构变化】 10 【题型5 图像问题】 14 【题型6 电热器的加热保温问题】 17 【题型7 电磁继电器在电路中的应用】 19 【题型8 传感器在电路中的应用】 22 【题型1 动态电路中的电功和电功率计算】 1．（23-24九年级上·江苏泰州·期末）在综合实践活动课上，小明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8V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为4V和0.5A．求 （1）灯泡L正常发光时，灯泡的电 （2）滑动变阻器的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大； （3）为使灯泡安全工作，A的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请具体说明。 【答案】（1）；（2）；；（3）在电路中串联1个的定值电阻 【详解】解：（1）由电路图可知，灯泡、R串联连接，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；灯泡正常发光时的电阻 （2）由可得，灯泡正常发光时的电流 移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为4V和0.5A，此时灯泡正常发光，则电源电压 滑动变阻器的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为8V和0.3A；此时灯泡两端的电压 灯泡L的实际功率 （3）根据题意可知，滑片P在最左端时，灯泡正常发光，此时电路中的总电阻: 所以需要在电路中串联定值电阻的阻值 答：（1）灯泡L正常发光时的电阻是12Ω； （2）滑动变阻器R的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率为0.6W； （3）为使灯泡安全工作，A的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，需在电路中串联一个阻值为8Ω的电阻。 2．（23-24九年级下·江苏镇江·阶段练习）如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求： （1）滑动变阻器的最大阻值； （2）R0的阻值和电源电压； （3）整个电路消耗的最大电功率。 【答案】（1）50；（2）10，12V；（3）14.4W 【详解】解：（1）由图甲可知，定值电阻及与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，由乙图可知，当滑片P在b端时，电路中的电流最小，此时电路中的电流为0.2A，滑动变阻器两端的功率为2W，滑动变阻器的最大阻 （2）由乙图可知，当滑片P在某点c处时，电路中的电流，，所以滑动变阻器接入电路的阻值 当滑片P在b端时，电源电压     ① 当滑片P在某点c处时，电源电压    ② 由①②解得， （3）当滑片P在a端时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大，电路消耗的电功率最大，最大电功率 答：（1）滑动变阻器的最大阻值为50Ω； （2）R0的阻值为10Ω，电源电压为12V； （3）整个电路消耗的最大电功率为14.4W。 3．（23-24九年级上·四川成都·期末）如图所示电源电压U保持不变，滑动变阻器最大阻值为R3。当只闭合开关S，滑片P在最左端时，电压表示数为U1，R1的电功率为P1；当闭合开关S和S1，滑片P移至最右端，电压表示数变为U2；当闭合开关S2、S3，滑片P仍在最右端时，R1的电功率为P2，电流表A与A1示数之差为1.2A，已知：U=12V，P1︰P2=1︰9，R3=30Ω。求： （1）R1的阻值； （2）U1与U2的比值； （3）电路的最小总功率。 【答案】（1）10Ω；（2）；（3）2.4W 【详解】解：（1）当闭合S2、S3，滑片P仍在最右端时，R1、R3并联，电压相等，电压表被短路，电流表A测干路电流，电流表A1测R3的电流，电流表A与A1示数之差为通过R1的电流，即I1=1.2A，R1的电功率为P2，简化电路如图： 则R1的电阻为 （2）由图可知，当只闭合开关S，滑片P在最左端时，R1、R2串联，电流表A测量电路中的电流I2，电压表V测量R1两端电压U1，R1的电功率为P1，整理电路如图所示： R1两端的电压 电路中电流 R2两端的电压 R2的电阻 当闭合开关S和S1，滑片P移至最右端，R3最大阻值接入电路，R2、R3串联，R1被短路，电流表A测电路中电流I3，电压表测R3两端电压U2，简化电路如图： 此时电路中的电流 电压表示数 所以 （3）要使电路中总功率最小，电源电压不变，则电路中电流最小，电阻最大，由图可知，只闭合S，滑片移到最右端时，三个电阻串联，总电阻最大，总功率最小，最小功率 答：（1）R1的阻值是10Ω； （2）U1与U2的比值为； （3）电路的最小总功率为2.4W。 【题型2 最值问题】 4．（23-24九年级上·四川广元·期末）小华和小英在实验室设计并连接了如图甲所示的电路，图中电源电压U保持不变。她们进行了如下实验：当开关S1闭合、S2断开，使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，读取电压表与电流表示数；闭合开关S2，断开S1，滑动变阻器的滑片在最右端时，电路的消耗的功率为1.2W。求： (1)定值电阻R1的阻值和R的最大阻值； (2)定值电阻R2的阻值； (3)通过调节滑动变阻器的滑片或改变开关S1、S2的通断，能够得到的整个电路的最大功率是多少？ 【答案】(1)10Ω，6Ω； (2)7.3Ω； (3)3.8W 【详解】（1）当开关S1闭合、S2断开时，定值电阻R1的阻值和R串联，电流表测电路中电流，电压表测R1电压。由乙图可知，电流为0.25A时，电压表示数为2.5V，根据得定值电阻R1的阻值为 当滑片在最左端时，变阻器阻值为0，电路中只有R1，此时电压表示数为4V，则电源电压为4V。当电流最小为0.25A时，变阻器阻值最大，根据得总电阻为 由串联电路电阻的规律得变阻器R的最大阻值为 （2）闭合开关S2，断开S1，滑动变阻器的滑片在最右端时，R2和变阻器R的最大阻值串联，电路的消耗的功率为1.2W，则总电阻为 由串联电路电阻的规律得定值电阻R2的阻值为 （3）S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，此时R1、R2并联，电路总电阻最小，根据得总功率最大，此时R1的功率为 R2功率为 由并联电路电功率的规律知整个电路的最大功率为 5．（23-24九年级上·山东聊城·期末）如图所示的电路，电源电压不变，灯泡L标有“12V 18W”（不考虑温度对灯泡电阻的影响）。当开关都闭合时，灯泡正常发光，电流表的示数为2.1A；当只闭合开关，且滑动变阻器的滑片在中点时，定值电阻R两端电压为4V。 （1）定值电阻R的阻值是多少？ （2）滑动变阻器的最大阻值是多少？ （3）调整开关的开闭状态，调节滑片的位置，使整个电路的总功率最小，最小值是多少？ 【答案】（1）20Ω；（2）80Ω；（3）1.44W 【详解】 解：（1）当开关都闭合时，R与灯泡L并联,滑动变阻器被短路，电流表测干路电流，因为灯正常发光，所以通过灯的电流 通过定值电阻的电流 因为并联，所以电压相等 定值电阻R的阻值为 （2）当只闭合开关时，滑动变阻器与R串联，电路中的电流 此时滑动变阻器的电阻 滑动变阻器的最大阻值 （3）要使电功率最小，由可知，应使电流最小，电阻最大，这时R与串联，即只闭合开关，滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处，总电阻   电路最小功率 答：（1）定值电阻R的阻值是20Ω； （2）滑动变阻器的最大阻值是80Ω； （3）总功率最小值是1.44W。 6．（23-24九年级上·四川南充·期末）如图甲，开关S、闭合，将滑动变阻器的滑片从最左端滑至灯泡正常发光的位置，电流表及两个电压表的示数变化如图乙所示.已知定值电阻，电源电压恒定不变。求： （1）电源电压； （2）小灯泡的额定功率； （3）通过控制开关的通断和滑动变阻器滑片的位置，整个电路消耗的最小功率。 【答案】（1）9V；（2）4.2W；（3） 【详解】解：（1）开关S、闭合时，灯与变阻器串联，电压表、分别测量灯与变阻器的电压，由图乙知，电源电压 （2）由题意可知当电流为0.6A时，灯泡正常发光，此时变阻器的电压为2V，则灯的额定电压为 灯的额定功率为 （3）开关S、闭合，滑片处于左端时，与变阻器串联，电路总功率最小，当电流为0.2A时，变阻器接入电路阻值最大 电路最小总功率为 答：（1）电源电压为9V； （2）小灯泡的额定功率为4.2W； （3）通过控制开关的通断和滑动变阻器滑片的位置，整个电路消耗的最小功率为。 【题型3 取值范围问题】 7．（23-24九年级上·四川眉山·期末）如图所示电路，滑动变阻器上标有“50Ω  lA”，电源电压恒定为6V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V，求： (1)电阻R1的阻值； (2)此时滑动变阻器消耗的功率； (3)为保证电路安全，求滑动变阻器接入阻值的范围。 【答案】(1)10Ω (2)0.8W (3)10Ω~50Ω 【详解】（1）如图，R1和R2串联，电压表测量R1两端的电压，电阻R1的阻值为 （2）由串联电路中电压的规律知，此时滑动变阻器两端的电压为U2＝U－U1＝6V－2V＝4V 所以此时滑动变阻器消耗的功率为P2＝U2I＝4V×0.2A＝0.8W （3）当滑动变阻器阻值越大，电流表和电压表示数均越小，故滑动变阻器阻值可以取最大值50Ω；当电压表示数为3V时，电路中的电流为 滑动变阻器的阻值越小，电压表和电流表示数均越大，所以，当电压表示数为3V时，滑动变阻器的阻值最小，此时滑动变阻器两端的电压为U2'＝U－U1'＝6V－3V＝3V 滑动变阻器的最小阻值为 故为保证电路安全，滑动变阻器接入阻值的范围为10Ω~50Ω。 8．（23-24九年级上·河北石家庄·期末）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R0的阻值为20Ω，小灯泡L标有“4V，1.6W”R1标有“40Ω，1A”，电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到距R1最右端时，小灯泡正常发光。求： (1)小灯泡的电阻RL； (2)通电10s电路消耗的电能； (3)在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S1、S2的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，求电路消耗总功率的最小值和最大值。 【答案】(1)10Ω (2)48J (3)2.88W，19.2W 【详解】（1）小灯泡正常发光时的电阻 （2）当S闭合，S1、S2断开，R1和L串联，滑片P移到距R1最右端时，接入电路的电阻 小灯泡正常发光，根据串联分压的特点，故U滑=2UL=8V 所以，电源电压 串联电路的电流 则10s消耗的电能 （3）要保证电路安全，分析电路知道，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大，因并联电路中各支路两端电压相等，所以此时通过R0的电流 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的最大电流 电路消耗的最大功率 S闭合，S1、S2都断开，R与L串联，当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路最小电流 电路消耗的最小功率 9．（23-24九年级上·江苏连云港·期末）如图所示，电源电压恒为12V，，滑动变阻器R的规格为“50Ω  2A”，电流表的量程为“0~0.6A”，小灯泡上标有“6V  3W”字样。求： （1）小灯泡正常工作时，通过它的电流； （2）当S、、都闭合，滑片P滑至最右端时，通电1min，定值电阻产生的热量； （3）当开关S闭合，、断开时，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围。 【答案】（1）0.5A；（2）144J；（3）12Ω~50Ω 【详解】解：（1）小灯泡正常工作时，通过的电流 （2）当开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联在电路中，通电1min，定值电阻R0产生的热量 （3）当S闭合，S1、S2断开时，变阻器R与小灯泡串联在电路中，当电路中的电流为小灯泡正常工作的电流0.5A时最大，此时变阻器接入电路的阻值最小，其两端的电压U1=U-UL=12V-6V=6V 变阻器接入电路的最小阻值 变阻器接入电路的阻值比最小值大时，各元件能安全工作，所以变阻器允许接入电路的阻值范围为12Ω~50Ω。 答：（1）小灯泡正常工作时，通过它的电流为0.5A； （2）通电1min，定值电阻R0产生的热量为144J； （3）滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围为12Ω~50Ω。 【题型4 开关引起电路的结构变化】 10．（22-23九年级上·四川德阳·期末）如图所示，电源电压保持12V不变，电阻R1=50Ω小灯泡L标有“12Vㅤ4W”的字样，只闭合开S3，将滑动变阻器R2的滑片P移到中点时，电流表示数为0.25A；电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求 （1）当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是多少？ （2）只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是多少？滑动变阻器的最大阻值是多少？ （3）只闭合开关S1时，在保证电路安全的条件下，求电路消耗的最小电功率是多少？ 【答案】（1）0.24A；（2）3V； 24Ω；（3）2.16W。 【详解】解：（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器被短路，R1和L并联，通过R1的电流为 （2）小灯泡L标有“12Vㅤ4W”的字样，由 可得，小灯泡的阻值为 只闭合开关S3，滑片P在中点时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表示数为0.25A，灯的电压为 根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为 即电压表示数为3V；变阻器的最大阻值为 （3）电源电压不变，只闭合开关S1时，R1和R2串联，电路中的总电阻最大时，根据 电路消耗的功率最小，为了保护电路安全，电压表示数不能超过3V，此时R1两端的最小电压为 电路中的最小电流为 电路消耗的最小功率为 答：（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是0.24A； （2）只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3V；滑动变阻器的最大阻值是24Ω； （3）只闭合开关S1时，在保证电路安全的条件下，求电路消耗的最小电功率是2.16W。 11．（22-23九年级上·四川宜宾·期末）如图所示电路，电源电压6V，小灯泡上标有“6V，3W”当开关S1、S2、S3都闭合，且滑动变阻器R1的滑片P在中点时，电流表示数为0.9A，此时灯泡的功率为P1，若保持滑动变阻器R1的滑片P位置不变，开关S1、S3都断开，灯泡消耗的功率为P2，且P2︰P1＝1︰4（电源电压保持不变，不考虑温度对灯泡电阻的影响，电表为理想电表）。求： （1）灯泡正常发光时，电阻是多少？ （2）滑动变阻器R1的最大阻值是多少？ （3）当开关S1、S3都断开时，定值电阻R2的电功率是多少？ （4）请分析，整个电路的最小电功率是多少？（保留2位小数） 【答案】（1）12Ω；（2）30Ω；（3）0.75W；（4）0.86W 【详解】解：（1）由可得 （2）当开关S1、S2、S3都闭合，且滑动变阻器R1的滑片P在中点时，R1与L并联，R2被短路，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，则U＝UL＝6V 所以，此时灯泡正常发光PL＝3W，由P＝UI可得，通过灯泡的电流 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过滑动变阻器的电流I1＝I﹣IL＝0.9A﹣0.5A＝0.4A 由欧姆定律可得 则滑动变阻器R1的最大阻值：R1＝30Ω （3）（4）当开关S1、S3都断开时，R2与L串联，由灯泡的功率之比P2︰P1＝1︰4可得，此时灯泡的实际功率 因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝I2R可得，电路中的电流 电路的总功率P总＝UI′＝6V×0.25A＝1.5W 因串联电路中总功率等于各用电器功率之和，所以，定值电阻R2的电功率P2＝P总﹣P2＝1.5W﹣0.75W＝0.75W （4）当开关S1、S3都断开时，R2与L串联，此时电路的总电阻为 由串联电路电阻的规律得定值电阻R2的电阻为R2＝R总﹣R1＝24Ω﹣12Ω＝12Ω 由可知，小灯泡的电阻小于滑动变阻器的最大电阻，所以只闭合开关S1时，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联，总电阻最大，整个电路的电功率最小 答：（1）灯泡正常发光时，电阻是12Ω； （2）滑动变阻器R1的最大阻值是30Ω； （3）当开关S1、S3都断开时，定值电阻R2的电功率是0.75W； （4）整个电路的最小电功率是0.86W。 12．（23-24九年级上·江西鹰潭·期末）如图所示的电路中，电源电压恒为9V，灯标有“9V；9W”字样，灯标有“3V；3W”字样，滑动变阻器R上标有“2A；24Ω”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。 （1）闭合开关S、，断开开关，调节滑动变阻器的滑片P至最左端，求此时电压表和电流表的示数； （2）闭合开关S、，断开开关，调节滑动变阻器的滑片P至最右端，求此时灯的实际功率。 【答案】（1），1A；（2） 【详解】 解：（1）闭合开关，断开开关，滑动变阻器滑片至最左端，灯与并联接在电源上，灯正常发光，灯被烧坏，所以电压表示数 电流表示数为的电流 （2）闭合开关，断开开关，滑动变阻器滑片至最右端，灯和R串联接在电源上，灯的电阻为 灯的电阻为 电路中的电流为 此时灯L1 的实际功率 答：（1）电压表的示数为9V，电流表的示数为1A； （2）此时灯L1 的实际功率为0.5625W。 13．（23-24九年级上·四川成都·期末）如图甲所示，电源电压U保持不变，小灯泡规格为“5V，1.25W”。当开关S1、S3、S4闭合，S2和S5断开，滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端，有一只电表的示数变为原来的；将开关S3、S4、S5闭合，S1、S2断开，将电压表V1从原位置取下，并联到L两端，电压表V2改接到电路另一未知位置处（V1V2新位置图中均未画出），将滑动变阻器滑片从某点向左移动直至灯泡正常发光，此过程中电流表A示数随电压表V1、V2示数变化关系如图乙所示；保持开关S3、S4、S5闭合，S1、S2.断开，将滑片移到滑动变阻器某位置，电路的总功率为P1，此时灯泡的功率为PL；当开关S1、S3、S4、S5闭合，S2断开，将滑片移到滑动变阻器的中点时，电路的总功率为P2；已知P1:P2=1:2，求: （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）电源电压； （3）P1。 【答案】（1）20Ω；（2）9V；（3）0.9W。 【详解】解：（1）小灯泡规格为“5V，1.25W”，小灯泡正常发光时的电阻 （2）当开关S1、S3、S4闭合，S2和S5断开，电阻R1与R2串联，电压表V1测电阻R1两端的电压，当滑动变阻器的滑片在最右端时，电压表V2测电源两端的电压，当滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表V2测电阻R1两端的电压，示数与V1相同，所以，两电阻R1与R2之比为 将开关S3、S4、S5闭合，S1、S2断开，小灯泡、电阻R1、R2（为滑动变阻器）串联，电压表V1测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，电压表V2改接到电路另一未知位置处，将滑动变阻器滑片从某点向左移动直至灯泡正常发光，此过程中电流表A示数随电压表V1、V2示数变化关系如图乙所示，分析可知，①为灯丝的电阻，因为，所以②为滑动变阻器R2的电阻，即电压表V2测变阻器R2两端的电压，当电路中的电流分别为0.2A和0.1A时，根据欧姆定律可得 解②③得，，由①得 （3）保持开关S3、S4、S5闭合，S1、S2.断开，将滑片移到滑动变阻器某位置，电路的总功率为P1，当开关S1、S3、S4、S5闭合，S2断开，灯被短路，电阻R1、R2（为滑动变阻器）串联，将滑片移到滑动变阻器的中点时，电路的总功率为P2，则有 又因为，所以 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为20Ω； （2）电源电压为9V； （3）P1为0.9W。 【题型5 图像问题】 14．如图甲所示的电路中，为定值电阻，为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，求： (1)的阻值为多少；电源电压为多少； (2)电路的最大功率为多少？ 【答案】(1)6V (2) 【详解】（1）由左图可知，两电阻串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知，根据欧姆定律可得，电源的电压 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由右图可知，，，串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压 电源的电压不变，经整理可知，解得 电源的电压 （2）电路的最大功率为 15．（23-24九年级上·广西钦州·期末）小周妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机。下表是这台豆浆机的主要技术参数。豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸。如图所示，是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的“P-t”图象。请解答下列问题： （1）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？ （2）豆浆机加热一次可以将1kg的豆浆温度升高40℃，豆浆比热容按4.2×103J/(kg·℃)计算，该豆浆机加热时的效率是多少？ （3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？ 型号 SYL624 额定电压 220V 频率 50Hz 电动机功率 120W 加热功率 1210W 容量 1000mL 【答案】（1）40Ω；（2）77.1%；（3）667800J 【详解】解：（1）由可得，豆浆机正常加热时电热管的电阻 （2）豆浆吸收的热量 由图可知，豆浆机加热一次时间 t=3min=180s 加热一次豆浆机消耗电能W=P1t=1210W×180s=2.178×105J 豆浆机加热时的效率 （3）由图可知，豆浆机正常工作做一次豆浆，加热时间t1=9min=540s 电动机工作时间t2=2min=120s 加热消耗的电能W1=P1t1=1210W×540s=653400J 电动机工作消耗的电能W2=P2t2=120W×120s=14400J 豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能W=W1+W2=653400J+14400J=667800J 答：（1）豆浆机正常加热时电热管的电阻是40Ω； （2）该豆浆机加热时的效率约为77.1%； （3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是667800J。 16．（23-24九年级上·福建漳州·期末）小明家新购买了一台电火锅，如图甲所示，其部分技术参数如表，内部电路的工作原理简图如图乙所示，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、S1、S2的通断可实现三个挡位功能的切换，其中S2是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。小明测得电火锅正常工作时，锅内4kg的水的温度随时间变化的图像如图丙所示。 额定电压 220V 高温挡 1100W 低温挡 880W 保温挡 ×××W （1）用高温档加热时，6min消耗的电能； （2）请通过计算说明电火锅是高温挡还是低温挡加热更节约电能； （3）求电火锅正常工作时，保温挡的电功率。 【答案】（1）3.96×105J； （2）高温挡更节能；（3）176W。 【详解】解：（1）由图乙可知，用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到70℃，所用时间为t1=6min=360s 消耗的电能为W1=P高t1=1100W×360s=3.96×105J （2）由图丙可知，若改用低温挡，所用时间为t2=10min=600s 消耗的电能为W2=P低t2=880W×600s=5.28×105J 显然W1＜W2，故使用高温挡更节能。 （3）由可知，在电压不变时，电阻越小，电功率越大；在图甲中，当闭合S、S1时，只有电阻R1工作，为低温挡，R1的电阻为 当闭合S、S1，S2接a，电阻R1和R2并联，为高温挡，则电阻R2的电功率为P2=P高﹣P低=1100W﹣880W=220W 所以R2的电阻为 当S闭合，S1断开，S2接b，电阻R1和R2串联，电火锅处于保温挡；因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电火锅正常工作时保温挡的电功率为 答：（1）用高温档加热时，6min消耗的电能为3.96×105J； （2）高温挡更节约电能； （3）保温挡的电功率为176W。 【题型6 电热器的加热保温问题】 17．（23-24九年级上·河南郑州·期末）空气能热泵热水器是一种新型热水器，其工作原理示意图如图所示。工作物质在蒸发器中吸收空气的热迅速汽化，之后被压缩机压缩成高温高压的气体，并对冷水加热使水温升高。如表是某型号热泵热水器的部分参数，其中65L/h表示此热水器进水温度为15℃，每小时可出热水65L。，请完成下列问题： 额定制热水量 65L/h 额定电压/频率 220V/50Hz 额定输入功率 800W 水箱型号 100L (1)65L水从15℃升高到55℃时吸收的热量是多少？若这些热量由热值为的燃气提供，至少需要多少燃气？ (2)“能效比”是衡量热泵性能的重要指标，它是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值。该热水器的能效比是多少？（计算结果保留两位小数） (3)请从能量的角度思考，该热水器与纯电加热的热水器相比是否节能？并结合工作原理说明节能的原因。 【答案】(1)；； (2)3.79； (3)该热水器与纯电加热的热水器相比更节能；因为空气能热泵热水器中水吸收的热量大部分来源于空气的内能，然后通过消耗少量电能获得，而空气中的热量是不用消耗电能的。 【详解】（1）水的体积 水的质量 水吸收的热量 根据题意可知，燃气完全燃烧需要放出的热量 由可知，需要燃气的质量 （2）热水器1h消耗的电能 该热水器的能效比： （3）热水器与纯电加热的热水器相比更节能；因为空气能热泵热水器中水吸收的热量大部分来源于空气的内能，然后通过消耗少量电能获得，而空气中的热量是不用消耗电能的。 18．如图甲所示是一款三挡可调的家用电砂锅用于文火慢烧法炖粥和汤。图乙是它的简化电路图，和均为发热电热丝的阻值为，的阻值为。通过开关、的通断电砂锅实现“高、中、低”三挡温度。[已知求： (1)当闭合开关，断开开关时，电砂锅处于 挡位；当同时闭合开关、时，电砂锅处于 挡位；当闭合开关，断开开关时，电砂锅处于 挡位； (2)用低温挡加热时将3kg的汤温度从升高到，用了3小时，该电砂锅加热的效率。 【答案】(1) 中温 高温 低温 (2) 【详解】（1）[1][2][3]当S、S1、S2都闭合时，、并联；当S、S1闭合，S2断开时，电路为的简单电路；当S、S2闭合，S1断开时，电路为的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，由题意可知，，所以由 可知，、并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电砂锅为高温挡；电路为的简单电路时，电路中的电阻最大，电功率最小，电砂锅为低温挡；电路为的简单电路时，电砂锅为中温挡；因此当闭合开关S1，断开开关S2时，电路为的简单电路，电砂锅处于中温挡位；当同时闭合开关S1、S2时，、并联，电砂锅处于高温挡位；当闭合开关S2，断开开关S1时，电路为的简单电路，电砂锅处于低温挡位。 （2）因为低温挡位时，电路为的简单电路，所以低温挡的电功率 由可知，电砂锅低温挡加热消耗的电能 汤吸收的热量 电蒸锅的加热效率为 19．（23-24九年级上·云南·期末）中国的中医已有两千多年的历史，中医是祖国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火候，某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶，它有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如乙所示，当开关接在2上时是加热挡，其功率为2420W，当开关接在1上时是保温挡，其功率为242W，求： (1)当煎药壶在保温挡正常工作时，通过煎药壶的电流； (2)当煎药壶在加热挡正常工作5min，消耗的电能； (3)的阻值； (4)小华购买了该品牌的煎药壶，某天用电高峰时，小华用该煎药壶熬药，为了计算家里电路的实际电压，他关了家里的其他用电器，只将煎药壶调到加热挡上工作2min，电能表的表盘转了200转，如图丙所示，则小华家里此时的实际电压。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）煎药壶在保温挡正常工作时，通过煎药壶的电流为 （2）当煎药壶在加热挡正常工作5min，消耗的电能为 （3）当开关接在2上时，为加热挡，此时只有接入电路，则的阻值为 （4）由电能表可知，此时煎药壶在加热挡工作时的实际功率为 根据，此时小华家的实际电压为 【题型7 电磁继电器在电路中的应用】 20．（23-24九年级上·河南郑州·期末）智能物联给我们的生活提供了诸多便利，如图甲是一个智能照明灯的工作原理图。工作电路中灯泡L的规格均为“220V 44W”；控制电路中的电源电压大小可调，已知R0为10Ω，R是光敏电阻，其阻值随光照强度变化（光照强度的单位为1x，光越强光照强度越大），光敏电阻R上的光照强度小于或等于0.31x时，工作电路启动。 (1)当天色逐渐变暗时，控制电路中的电流将 （选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)将控制电路中的电源电压设置为6V，当工作电路中的电灯L正常发光时，工作电路中的总电流是多少？控制电路中的电流是多大？ (3)若设置光照强度小于或等于0.41x时，工作电路恰好启动，控制电路中的电源电压应设置为多少？ 【答案】(1)减小 (2)0.4A，0.1A (3)5V 【详解】（1）由图甲可知，控制电路中，当天色逐渐变暗时，光照强度变小，由图乙可知光敏电阻的阻值增大，根据欧姆定律可知控制电路中的电流减小。 （2）由图甲可知，工作电路中，当工作电路中的电灯正常发光时，工作电路中的总电流 由题意可知，当天色变暗，工作电路启动，由图乙可知此时光敏电阻的阻值R=50Ω，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得，控制电路中的电流 （3）工作电路恰好启动时，控制电路中的启动电流不变，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得，电源电压 21．（22-23九年级上·福建莆田·期末）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=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围为0~80Ω）和热敏电阻R1组成，R1阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合而切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放而接通工作电路。 温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35 34 R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130 150 （1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是多少？ （2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则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？ 【答案】（1）3.3×104J；（2）6V；（3）35℃~80℃ 【详解】解：（1）由题知，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成，则R在1min内产生的热量为 （2）当温度为60℃时，由表格数据可知，热敏电阻R1=50Ω，且此时滑动变阻器接入电路的阻值R2=50Ω，线圈电阻R0=20Ω，则控制电路的总电阻为R总=R1+R2+R0=50Ω+50Ω+20Ω=120Ω 此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为I=50mA=0.05A 则控制电路的电压为U=IR总=0.05A×120Ω=6V （3）当控制电路电流I=50mA时，控制电路的总电阻最大为 衔铁被吸合切断工作电路，当滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω时，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高），则最小值为R1小=R最大﹣R2﹣R0=120Ω﹣80Ω﹣20Ω=20Ω 由表中数据知可控制的最高温度为80℃。当控制电路电流为40mA时，衔铁被释放接通工作电路，控制电路的总电阻最小为 当滑动变阻器R2的最小阻值为0时，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低），则最大值为 R1大=R最小﹣R0=150Ω﹣20Ω=130Ω 由表中数据知可控制的最低温度为35℃。所以此装置可控制的温度最大范围是：35℃~80℃。 答：（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是3.3×104J； （2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是6V； （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35℃~80℃。 22．（23-24九年级上·重庆·期末）如图甲是一款家用电取暖器简化电路图，取暖器的额定电压为220V。它由加热电路和温度控制电路组成。加热电路中：当开关S1掷向左边时，能同时接通A、B两个触点；当开关S1掷向右边时，能接通C触点；当开关S1掷向中间时，电路断开。R1、R2均为加热电阻丝，R1的阻值为50Ω。它有加热和自动保温两个档位，加热档功率为3388W（指示灯的功率忽略不计）。求： （1）R1正常工作时，R1的功率； （2）R2的阻值； （3）在温度控制电路中：Rt为热敏电阻，其阻值随温度升高而减少；当电压鉴别器测出a、b两点间的电压小于等于5V时，开关S2闭合；当a、b两点间的电压大于等于6V时，开关S2断开。在保温的10min里，电压鉴别器测出a、b两点间电压随时间的变化如图乙所示。这段时间里，家里只有取暖器工作，标有2000r/kw∙h的电能表转盘转了160转。则取暖器工作的实际电压是多少？ 【答案】（1）968W；（2）20Ω（3）200V 【详解】解：（1）R1正常工作时，R1的功率 （2）当开关S1掷向左边时，能同时接通A、B两个触点,此时R1和R2并联在电路中，电暖器处于加热挡，即R1和R2的总功率为3388W，其中R1的功率为968W，则R2的功率P2 =P加-P1=3388W-968W=2420W 故R2的电阻 （3）在保温的10min里电暖器消耗的电能 从图乙可知，10min的保温时间内，有6min开关S2处于闭合状态，实际做功的时间t=6min=0.1h保温状态电路中的实际功率 保温状态只接入R1，由公式可得，取暖器工作的实际电压 答：（1）R1正常工作时，R1的功率为968W； （2）R2的阻值为20Ω； （3）取暖器工作的实际电压约为200V。 【题型8 传感器在电路中的应用】 23．（23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期末）科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0∼0.6A，当体重计空载时，电路中的电流为，踏板重力不计。求 (1)电源电压U； (2)当体重计示数为时，消耗的电功率； (3)此体重计所能测量的最大体重G。 【答案】(1)6V (2)0.45W (3)1200N 【详解】（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，R=45Ω，I=0.12A，则电源电压为 （2）由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值R'=15Ω，此时电路中电流为 定值电阻R0消耗的功率为 （3）已知电流表量程为0~0.6A，当电路中的电流最大为Imax=0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为 由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N。 24．（23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末）“电子秤”的原理如图所示：A 为托盘，P 为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时，P位于 R的最上端。已知 R0=5Ω， R的最大阻值为25Ω， 电源电压恒为3V。问： （1）图中的质量表是用 表改装的； （2）当开关S闭合，不称量物体时，电路中的电流为多少？ （3）当称量物体质量达到最大值时（滑片 P 刚好滑到R的最下端），R0的电功率是多少？ 【答案】（1）电流表；（2）0.1A；（3）1.8W 【详解】（1）根据电流表和电压表的使用规律可知质量表应用电流表改装的 （2）当开关S闭合，不称量物体时，R0与R串联，电路的总电阻为 R总=R+R0=25Ω+5Ω=30Ω此时电路中的电流为 （3）当滑片P位于R的最下端时，只有电阻R0工作，电路的电流为 R0的电功率为 答：（1）图中的质量表是用电流表改装的； （2）当开关S闭合，不称量物体时，电路中的电流为0.1A； （3）当称量物体质量达到最大值时（滑片 P 刚好滑到R的最下端），R0的电功率是1.8W。 25．（23-24九年级上·辽宁铁岭·期末）如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图（俯视图），立方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度匀速运动，产品的质量。计数器由电流表和电路计数元件组成（电流表和电路计数元件的电阻不计），通过电路中电流的变化计数产品，为激光源，为光敏电阻，为保护电阻。当激光射向时，的阻值变小，每当产品运动通过与之间时，射向的光线会被产品挡住，阻值变大。闭合开关，电路中计数器中电流的示数随时间的变化图像如图乙所示。（取） （1）不计空气阻力，求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向； （2）求这种产品的密度； （3）已知电源电压，，求传送带匀速运输产品过程中内光敏电阻消耗的电能。 【答案】（1），竖直向上；（2）；（3） 【详解】 解：（1）因立方体产品在水平传送带上，所以，传送带对每一个产品的作用力即支持力为 重力和支持力是一对平衡力，重力方向竖直向下，所以支持力方向竖直向上。 （2）因每当产品运动通过与之间时，射向的光线会被产品挡住，阻值变大，所以，由可知，电路中的电流减小，由图乙可知，每个小电流的时间为，由可得，正方体的边长为 则物体的密度为 （3）在内，电路中的电流，则两端的电压为 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，光敏电阻两端的电压为 光敏电阻消耗电能为 在内，电路中的电流，两端的电压为 光敏电阻两端的电压为 光敏电阻消耗电能为 在内，光敏电阻消耗电能为 答：（1）作用力大小为，方向竖直向上； （2）每个产品的密度为； （3）传送带匀速运输产品过程中内光敏电阻消耗的电能为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$