第十八章电功率专题：电功率的计算2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第十八章 电功率 专题：电功率的计算 1．现有两只分别标有“6V，3W”、“6V，6W”的小灯泡L1和L2。（假设灯丝电阻不变）求： （1）将两灯并联接入6V的电源两端，电路中消耗的总功率； （2）将两灯串联接入电路，允许的最大电源电压。 2．小华家买了一个三挡位的电烤炉，电烤炉加热板的部分简化电路如图甲所示，定值电阻、阻值分别为60.5Ω、49.5Ω，可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换，已知家庭电路电压为220V，求： （1）电烤炉在低温挡正常工作时的电流； （2）电烤炉中温挡的功率； （3）若在用电高峰期，电烤炉在中温挡工作30min能使图乙中的电能表表盘转动972圈，家庭电路的实际电压为多少？ 3．如图所示，电源电压为12V恒定不变，R0的阻值为20Ω，滑动变阻器的最大阻值是40Ω。求： （1）当滑动变阻器滑片移至中点时，电压表的示数； （2）当滑动变阻器消耗的电功率为1.6W时，滑动变阻器接入电路的阻值。 4．图甲为雯雯家新买的电煲锅，它有加热和保温两种功能，图乙是其简化电路。已知:电源电压为220V，R1=80Ω，R=120Ω， [c米饭=4×103J/ （kg·C） ]求： （1）若电煲锅内装有1.lkg米饭，从12℃加热到100C，米饭吸收多少热量? （2）保温时的功率多大? （3）若电煲锅处于加热档时的加热效率为80%，加热这些米饭需要多长时间? 5．如表所示，这是家用电热水器的铭牌，其电热丝、的阻值不变。当电源开关、控制开关均闭合时，电热丝单独工作，电热水器处于加热状态；当电源开关闭合、控制开关断开时，电热水器处于保温状态。 贮水式电热水器 型号 额定容量 加热效率 额定电压 额定加热功率 设定温度 额定保温功率 （1）请根据题意画出电热水器的简化电路图； （2）该电热水器正常加热时通过的电流是多少？电热丝R1的阻值是少？ （3）该电热水器中装满温度为20℃的水加热到设定温度，热水器需要正常加热的时间是多少？ 6．在图所示的电路中，电源电压为6伏恒定不变闭合电键S，电流表、电压表的示数分别为0.4安和2伏。 (1)求电阻R1的阻值； (2)求电阻R2消耗的电功率P2； (3)选用下列五个定值电阻（R3=10欧、R4=15欧、R5=20欧、R6=30欧、R7=50欧）中的一个替换图中的电阻R2，是否存在替换上的电阻所消耗的电功率与电阻R2消耗的电功率P2相等的可能？若存在这种可能，请通过计算指出它的阻值，并求出此时通过它的电流I′和加在它两端的电压U′；若不存在这种可能，请说明理由。 7．如图，L是“12V 12W”的小灯泡，R1是定值电阻，R2是最大阻值为36Ω的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变。求： （1）求小灯泡的阻值； （2）闭合开关S、S1，滑片P在a端时小灯泡恰能正常发光，电流表示数为1.3A，求R1的阻值； （3）闭合开关S，断开开关S1，求在滑片P移动过程中，灯泡消耗的最小功率。 8．在图甲所示电路中，电阻的阻值为15Ω，小灯泡L的图像如图乙所示．只闭合开关，将滑动变阻器滑片移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，再闭合开关，电流表示数变化了0.4A，求： （1）电源电压U及小灯泡的额定功率； （2）断开，闭合，调节滑动变阻器滑片位置使电流表示数为0.3A．再断开，闭合，求此时灯泡的实际功率P。 9．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑片从端移动到端的过程中，电压表示数与电流表示数的关系图像如图乙所示.求： （1）电源电压及的电阻； （2）当滑片在端时，工作1min消耗的电能； （3）滑动变阻器消耗的最大电功率。 10．如图所示的电路中，小灯泡上标有“3V 1.5W”字样，电流表的量程为0~0.6A。若将滑片移动到最右端，只闭合开关S2，断开S1与S3时，小灯泡正常发光；再将滑片向左移到中点位置时，电压表示数为6V。始终保持滑片在中点位置不变，当闭合开关S1、S3，断开S2时，定值电阻R0消耗的功率为P1；当只闭合开关S1，断开S2与S3时，定值电阻R0消耗的功率为P2，P1∶P2=9∶4，求： （1）小灯泡正常发光时灯丝的电阻； （2）电源电压； （3）电路安全工作时，通过调节开关和移动滑片，电路的最大功率与最小功率之比是多少。 11．如图所示，R1=6Ω，R2=9Ω，小灯泡L的规格为“6V，3W”，电源电压保持不变。（不考虑灯丝电阻变化） （1）求小灯泡正常发光时的电流； （2）S1、S2都断开时，小灯泡刚好正常发光，求电源电压； （3）S1、S2都闭合时，求电路的总功率。    12．在物理小组课外活动中，慧龙小组同学利用两段阻值不同的电热丝R1和R2，设计成高中低三档位的电热器，电路图如图所示，其中R1=2R2。在安全情况下，用三档分别给同一容器中质量相同的水加热（水均未沸腾）。 电热器挡位 额定电压 额定功率 水升高的温度 加热时间 高温 220V 10℃ 6min 中温 8℃ 8min 低温 100W 4℃ 9min (1)求R1的阻值是多少； (2)电热器用中温档工作时，水温升高8℃消耗的电能是多少； (3)结合表中信息，通过计算分析比较用高温档还是低温档更节能？ 13．小张家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器。平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热。热水器名牌如下： ××牌热水器 型号HM-20 集热管数28支 额定频率50Hz 水箱容积200L 集热管管长180cm 额定电压220V 防水等级A 系统承压3.0MPa 额定功率4400W （l）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少？ （2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量？ （3）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到30℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为内能） 14．图甲为某同学设计的调光灯电路，S为选择开关，当S接触a点时，小灯泡L正常发光但不能调光；当S接触b点时，电路断开；当S接触c点时，滑片P调至最右端时，灯泡的实际功率为额定功率的一半。已知变阻器的铭牌上标有“1A”，小灯泡额定电压为6V，灯泡L的电流与电压关系如图乙所示，电源电压恒为9V。求： （1）当S接触a点时，小灯泡100s内消耗的电能； （2）定值电阻的阻值； （3）S接触c点，为保证电路元件安全，求滑动变阻器能接入电路的阻值范围（结果保留一位小数）。 15．如图所示，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω 1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0-3A，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响。求： （1）灯泡正常工作时电阻为多大； （2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大； （3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的电功率的取值范围。 16．小明家新购置了一台即热式电热水器，小明感觉非常好奇，这样一台热水器在短时间内就能把水加热，那么它的功率一定很大。于是小明想探究一下这台即热式电热水器的实际功率。他让家中其他用电器都停止工作，只接通电热水器，观察到家中电子式电能表的指示灯在2min内闪烁了640次，该电能表表盘如图所示。问： (1)这台电热水器在2min内消耗的电能； (2)这台电热水器的实际功率。 17．电动自行车给我们的出行带来了极大的方便，如图是小岗家新购买的电动自行车，整车质量为40kg，小岗爸爸把电池充满电后，以18km/h的速度匀速骑行9km，此过程中电动机两端的电压恒为48V，通过的电流是6.25A。车轮与地面的总接触面积为，小岗爸爸的质量是60kg。（不考虑能量损失） 求本次骑行过程中： （1）车对地面的压强是多少？ （2）这段时间内电动机的电功率是多少？ （3）骑行9km后，屏幕显示电池剩余电量为80%，则它的电池充满电时储存的电能是多少？ 18．如图所示，小明设计了一个调光灯的电路．灯泡标有“ ”，为滑动变阻器，电源电。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使灯泡正常发光。求： (1)电路中的电流； (2)滑动变阻器接入电路的阻值。 19．在如图所示的电路中，电阻R1为5Ω。当开关S断开时，电流表的示数为2A，当开关S闭合时，电流表的示数为2.5A，此时灯泡L正常发光（电源电压保持不变）求： （1）电源电压U； （2）灯泡正常发光时的电阻R2； （3）灯泡正常发光时整个电路的总电阻和总功率。 20．如图甲，是一款智能型电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，通电时就产生热量，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合开关S1、S2，实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，该电饭锅的有关参数如表所示，忽略温度对电热丝阻值的影响，电饭锅正常工作。则： 额定电压 220V 电功率 低温挡 440W 中温挡 高温挡 1320W （1）用高温挡加热时，电路中电流的大小为多少A？ （2）电热丝R2的阻值为多少Ω？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．（1）9W；（2）9V。 【详解】解：（1）由题知，小灯泡L1、L2的额定电压都等于6V，将两灯并联接入6V的电源两端，小灯泡L1、L2都恰好正常发光，消耗的功率等于额定功率即 P1=P额1=3W，P2=P额2=6W 根据并联电路工作特点可得电路中消耗的总功率等于各支路消耗的功率之和 P=P1+P2=3W+6W=9W （2）根据P=UI可得小灯泡正常工作时允许通过的电流为 ， 将两灯串联接入电路，根据串联电路特点可知通过两灯的电流相同，为了用电器的安全，电流不能超过最大允许通过的电流，所以电路中最大电流为I=0.5A，则此时小灯泡L1两端电压 U1′=U额1=6V 因通过灯L2的电流是其额定电流的，假设灯丝电阻不变，根据当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比，所以灯L2两端的电压 U2′=U额2=×6V=3V 根据串联电路电压特点可得将两灯串联接入电路，允许的最大电源电压 U= U1′+ U2′=6V+3V=9V 答：（1）将两灯并联接入6V的电源两端，电路中消耗的总功率为9W； （2）将两灯串联接入电路，允许的最大电源电压为9V。 2．（1）2A；（2）800W；（3）198V 【详解】解：（1）根据，由图甲知，旋转开关连接1时，电阻、串联总电阻最大，为低温挡；旋转开关连接3时，电阻、并联总电阻最小，为高温挡；旋转开关连接2时，电路只连接电阻，为中温挡；根据欧姆定律可知，电烤炉在低温挡正常工作时的电流 （2）根据可知，电烤炉中温挡的功率 （3）消耗的电能 实际功率 家庭电路的实际电压 答：（1）电烤炉在低温挡正常工作时的电流2A； （2）电烤炉中温挡的功率800W； （3）若在用电高峰期，电烤炉在中温挡工作30min能使图乙中的电能表表盘转动972圈，家庭电路的实际电压为198V。 3．（1）6V；（2）10Ω或40Ω 【详解】解：（1）由图可知，R和R0串联，电压表测R两端的电压；已知滑动变阻器的最大阻值是，当滑动变阻器滑片移至中点时，接入电路的阻值为 电路中的电流为 滑动变阻器两端的电压为 即电压表的示数为6V。 （2）当滑动变阻器消耗的电功率为1.6W时，设电路中的电流为I，滑动变阻器的功率 代入数据 解得 ， 当I1=0.4A时，电路中的总电阻为 由串联电路的电阻特点可知滑动变阻器接入电路的阻值为 当时，电路中的总电阻为 由串联电路的电阻特点可知滑动变阻器接入电路的阻值为 由上述分析可知滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω或40Ω。 答：（1）当滑动变阻器滑片移至中点时，电压表的示数是6V； （2）当滑动变阻器消耗的电功率为1.6W时，滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω或40Ω。 4．(1) 3.872×105J；(2) 242W；(3) 800s 【详解】(1)米饭吸收的热量： Q吸=cm(t−t0)=4×103J/(kg⋅℃)×1.1kg×(100℃−12℃)=3.872×105J， (2) 由题知，R1R，据P=可知，电压一定时，阻值越大，电功率越小，因此当S接b时，R和R1串联，此时电煲锅保温，电煲锅的保温功率为： P加热==242W； (3)当S接a时，电路为R1的简单电路，此时电煲锅加热，电煲锅的加热功率为： P加热===605W； 由η=可得，电煲锅消耗的电能： W===4.84×105J， 由P=可得，电煲锅需要的加热时间： t===800s。 答：(1)若电煲锅内装有1.1kg米饭，从12℃加热到100℃，米饭吸收的热量为3.872×105J； (2) 保温时的功率为242W； (3)若电煲锅加热效率为80%，加热这些米饭需要的时间为800s。 5．（1）；（2）10A， 22Ω；（3）6000s 【详解】解：（1）当电源开关、控制开关均闭合时，电热丝单独工作，电阻较小，电热水器处于加热状态；当电源开关闭合、控制开关断开时，定值电阻和串联，电阻较大，电热水器处于保温状态，如下图所示 （2）根据得该电热水器正常加热时通过的电流为 电热丝的阻值为 （3）电热水器内水的体积为 由可知水的质量 水吸收的热量为 根据得电热水器正常加热时需要消耗的电能为 由可得电热水器正常加热的时间为 答：见解答图； 该电热水器正常加热时通过的电流是，电热丝的阻值是； 该电热水器中装满温度为的水加热到设定温度，热水器需要正常加热的时间是。 6．(1)10欧 (2)0.8瓦 (3)存在，0.2A，4V 【详解】（1）闭合电键，R1与R2串联，电压表测的是R2的两端电压，根据串联电路的电压特点可得，R1的两端电压为 根据欧姆定律可得，电阻R1的阻值为 （2）电阻R2消耗的电功率为 （3）假设R1的两端电压为，则替换的电阻所消耗的电功率为 已知 即 所以 解得：（即为原电压值）或；所以，当时，有 此时 由欧姆定律可得，替换的电阻阻值为 故选择R5替换R2，R2消耗的电功率与原先R2消耗的电功率相等。 7．（1）12Ω；（2）40Ω；（3）0.75W 【详解】解：（1）由可得，小灯泡的阻值 （2）闭合开关S、S1，滑片P在a端时，R1与L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，且小灯泡恰能正常发光，所以，电源的电压 U＝UL＝12V 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R1的电流 I1＝I﹣IL＝1.3A﹣1A＝0.3A 则R1的阻值 （3）闭合开关S，断开开关S1，灯泡L与R2串联，当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡消耗的功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流 灯泡消耗的最小功率 PL′＝（I′）2RL＝（0.25A）2×12Ω＝0.75W 答：（1）小灯泡的阻值为12Ω； （2）R1的阻值为40Ω； （3）闭合开关S，断开开关S1，在滑片P移动过程中，灯泡消耗的最小功率为0.75W。 8．（１）6V，2.7W；（２）1.6W 【详解】解：（1）只闭合开关，将滑动变阻器滑片移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时灯泡单独工作，再闭合开关，灯泡与R０并联工作，灯泡两端的电压及通过的电流不变，电流表此时测量并联电路中总电流，电流表示数变化了0.4A，此时通过R０的电流为0.4A。则电源电压为 由题意可知，灯泡的额定电压为6V，再根据小灯泡L的图像可知小灯泡正常发光时的电流为0.45A，小灯泡的额定功率为 （2）当断开，闭合时，R0与滑动变阻器串联在电路中，调节滑动变阻器滑片位置使电流表示数为0.3A时，电路中的总电阻为 滑动变阻器接入电路中的电阻为 再断开，闭合时小灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路中的电阻值仍为5Ω，设此时通过灯泡的实际电流为，灯泡的实际电压为、电源电压与灯泡两端电压，滑动变阻器两端电压的关系为 将电源电压，此时滑动变阻器接入电路中的阻值代入得 结合图乙，当灯泡两端的电压为4V时，通过灯泡的电流为0.4A，等式成立。所以灯泡的实际功率为 答：（1）电源电压为6V，小灯泡的额定功率为2.7W； （2）灯泡的实际功率为1.6W。 9．（1）6V，；（2）48J；（3）0.9W。 【分析】结合数学方法的相关计算。 【详解】(1)当滑片在端时，由图像乙可知： ；① 当滑片在端时，由图像乙可知： ；② 由①、②可得，； (2)当滑片在端时，滑动变阻器全部接入电路中，由图乙可知，此时电路中的电流，两端的电压，工作1min消耗的电能： ； (3)设电路中的电流为，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压： ； 滑动变阻器消耗的电功率： ； 故当时，滑动变阻器消耗的电功率最大为0.9W。 答：(1)电源电压，的电阻； (2) 当滑片在端时，工作1min消耗的电能； (3) 滑动变阻器消耗的最大电功率0.9W。 【点睛】难题.失分原因：（1）无法将曲线图中的拐点对应在电路图中，无法从曲线图中梳理出有用信息；（2）不会利用串联电路电压规律结合欧姆定律列出滑动变阻器两端电压的表达式；（3）列出电功率的表达式后不会利用数学配方公式进行化简。 10．（1）6Ω；（2）15V；（3）36∶25 【详解】解：（1）由 可得，灯泡正常发光时灯丝的电阻 （2）小灯泡正常发光时的电流 当滑片移动到最右端，只闭合开关S2，断开S1与S3时，灯泡与滑动变阻器最大阻值R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，此时小灯泡正常发光，则小灯泡两端电压为3V，再将滑片向左移到中点位置时，电压表示数为6V，由于滑片上串联电压表，滑片移动时不改变电路中的电流，仅改变电压表测量的位置，则灯泡仍正常发光，滑动变阻器一半阻值两端的电压为6V，则最大阻值时两端的电压为12V，由串联电路电压规律可知，电源电压 U=UR+UL=12V+3V=15V （3）滑动变阻器的最大阻值 始终保持滑片在中点位置不变，当闭合开关S1、S3，断开S2时，定值电阻R0与滑动变阻器的一半阻值串联，则 ① 当只闭合开关S1，断开S2与S3时，定值电阻R0与滑动变阻器的最大阻值串联，则 ② 由题意可知 P1∶P2=9∶4③ 由①②③解得R0=12Ω；根据可知，电路中总电阻最大时，总功率最小；总电阻最小时，总功率最大。为确保电路安全，当三个开关都闭合，此时灯泡、R0并联后再与R串联，当灯泡正常工作时电路中电流最大，此时电路中的电流为 此时电路中的电流超过电流表的量程，因此电路中最大电流为I大=0.6A，电路的最大功率为 当只闭合S1时，R0与滑动变阻器的最大阻值串联，电路中电阻最大，此时电路中最小功率为 电路总功率的最大值与最小值之比是 P大∶P小=9W∶6.25W=36∶25 答：（1）小灯泡正常发光时灯丝的电阻为6Ω； （2）电源电压为15V； （3）电路安全工作时，通过调节开关和移动滑片，电路的最大功率与最小功率之比是36∶25。 11．（1）0.5A；（2）9V；（3）22.5W 【详解】解：（1）由可知，小灯泡正常发光时的电流 （2）S1、S2都断开时，电阻R1和小灯泡L串联，此时小灯泡刚好正常发光，电路电流为0.5A，由可知，电阻R1两端的电压 由串联电路的电压规律可知，电源电压 （3）S1、S2都闭合时，小灯泡L短路，R1和R2并联，则电路总电阻 由可知，此时电路的总功率 答：（1）小灯泡正常发光时的电流为0.5A； （2）S1、S2都断开时，小灯泡刚好正常发光，电源电压为9V； （3）S1、S2都闭合时，电路的总功率为22.5W。 12．（1）484Ω；（2）9.6×104J；（3）高温档 【详解】解：（1）根据可知，电阻越大，功率最小，故S1闭合，S2断开，只有R1工作，为低温档， 则R1的阻值是 （2）S2闭合，S1断开，为中温档，只有R2工作，R2的阻值是 中温档的功率为 电热器用中温档工作时，水温升高8℃消耗的电能是 （3）S1、S2都闭合，R1、R2并联，为高温档，高温档的功率为 高温档工作6min消耗电能为 则水升高1℃消耗电能 低温档消耗电能为 则水升高1℃消耗电能 因为 且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。 答：（1）R1的阻值是为484Ω； （2）电热器用中温档工作时，水温升高8℃消耗的电能是为； （3）使用高温档更节能。 13．（1）11Ω，20A；（2）2.52×107J；（3）3818s 【详解】解：（1）电热水器正常工作时，电热丝电流 热水器电热丝的电阻 （2）太阳能热水器贮满水时水的质量 m=ρ水V=1×103kg/m3×200×10-3m3=200kg 水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0) =4.2×103J/( kg·℃)×200kg× (50℃-20℃) =2.52×107J （3）水从30℃加热到50℃吸收的热量 Q吸′=cm(t-t0′) =4.2×103J/( kg·℃)×200kg×(50℃-30℃) =1.68×107J 由题知，加热器需要消耗的电能 W电=Q吸′=1.68×107J 则需电加热器正常工作时间 答：（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻为11Ω，电流为20A； （2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了2.52×107J的热量； （3）现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作3818s。 14．（1）；（2）；（3）5Ω-11.1Ω 【详解】解：（1）如图甲所示，当S接触a点时，小灯泡和定值电阻R0串联，小灯泡正常发光，小灯泡额定电压为6V，由图乙可知此时通过小灯泡的电流为0.6A，则小灯泡100s内消耗的电能为 （2）电源电压恒为9V，当S接触a点时，小灯泡和定值电阻R0串联，小灯泡两端的电压为6V，则定值电阻R0两端的电压为 当S接触a点时，小灯泡和定值电阻R0串联，由图乙可知此时通过小灯泡的电流为0.6A，根据串联电路电流处处相等可知，通过定值电阻的电流为0.6A，则定值电阻的阻值为 （3）当小灯泡正常发光时，小灯泡两端的电压为6V，通过小灯泡的电流为0.6A，则小灯泡的额定功率为 当S接触c点时，小灯泡与滑动变阻器串联，滑片P调至最右端时，灯泡的实际功率为额定功率的一半，则灯泡的实际功率为 由图乙可知，当小灯泡两端的电压为4V时，通过的电流为0.45A，此时小灯泡的实际功率刚好为1.8W，则当滑动变阻器滑片P调至最右端时即是电阻最大时，通过的电流为0.45A，两端的电压为 则滑动变阻器滑片P调至最右端时接入电路的电阻为 由题可知，为保证电路元件安全，允许通过的最大电流为0.6A，此时小灯泡两端的电压为6V，则变阻器两端的电压为3V，则变阻器接入电路的最小阻值为 所以滑动变阻器能接入电路的阻值范围是5Ω-11.1Ω。 答：（1）当S接触a点时，小灯泡100s内消耗的电能为； （2）定值电阻的阻值为； （3）S接触c点，为保证电路元件安全，变阻器能接入电路的阻值范围是5Ω-11.1Ω。 15．（1）6Ω；（2）3.375W；（3）0.75~0.84W 【详解】解：（1）灯泡正常工作时电阻为 （2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，R1与R2并联，灯泡L被短路，电流表测量干路电流，电压表没有接入电路，通过R1的电流为 当滑动变阻器全部接入时，通过R2的电流最小，总电流最小，故通过R2的最小的电流为 电路中的干路电流为 电路最小总功率为 （3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，灯泡与滑动变阻器串联，在确保电路元件安全的情况下，根据灯泡可知，电路中的最大电流为 此时滑动变阻器两端的电压为 此时滑动变阻器R2的电功率为 当电压表满偏，滑动变阻器接入的阻值最大，滑动变阻器两端的最大电压为3V，那么小灯泡的两端的电压为 此时电路中的电流最小，最小的电流为 此时滑动变阻器R2的电功率为 设滑动变阻器的电阻为R滑，电路中的电流为 则滑动变阻器的功率为 当时，最大，故滑动变阻器的最大功率为 故滑动变阻器R2的电功率的取值范围为0.75~0.84375W。 答：（1）灯泡正常工作时电阻为6Ω； （2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为 （3）滑动变阻器R2的电功率的取值范围为0.75~0.84W。 16．(1)0.2kWh；(2)6000W 【分析】(1)表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次，从而可求闪烁320次消耗的电能； (2)根据公式求出该热水器的电功率。 【详解】解：(1)电能表指示灯闪烁640次消耗电能 (2)该热水器的实际电功率 这台电热水器的实际功率6000W。 答：(1)这台电热水器在2min内消耗的电能是0.2kWh； (2)这台电热水器的实际功率6000W。 17．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）骑行过程中，车对地面的压力为 车对地面的压强为 （2）由P=UI可得，这段时间内电动机的电功率为 （3）以18km/h的速度匀速骑行9km，所用的时间为 骑行过程中消耗的电能为 骑行9km后，屏幕显示电池剩余电量为80%，则它的电池充满电时储存的电能 答：（1）车对地面的压强是； （2）这段时间内电动机的电功率是300W； （3）骑行9km后，屏幕显示电池剩余电量为80%，则它的电池充满电时储存的电能是。 18．(1) (2) 【详解】（1）灯泡正常发光时的电流为 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流 （2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压 由可得，滑动变阻器接入电路中的电阻 19．（1）10V；（2）20Ω；（3）4Ω，25W 【详解】解：（1）由图示电路图可知，开关S断开时，只有电阻接入电路，由欧姆定律可知电源电压 U=U1=I1R1=2A×5Ω=10V （2）开关闭合时，电阻与灯泡并联，电流表测干路的电流。并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过灯泡的电流 IL=I-I1=2.5A﹣2A=0.5A 根据欧姆定律计算灯泡正常发光时的电阻 （3）灯泡正常发光时电路总电阻 灯泡正常发光时电路总功率 P=UI=10V×2.5A=25W 答：（1）电源电压U为10V； （2）灯泡正常发光时的电阻R2为20Ω； （3）灯泡正常发光时整个电路的总电阻为4Ω，电路总功率为25W。 20．（1）6A；（2）55Ω 【详解】解：（1）由P=UI可得，用高温挡加热时，电路中电流的大小 （2）只有电阻R1工作时电路消耗的功率 由电路图可知，同时闭合S1、S2时两电阻并联，此时总电阻最小，根据可知总功率最大，为高温挡。由并联电路各支路可独立工作、互不影响，故高温挡工作时，电热丝R2的电功率 P2=P高﹣P1=1320W﹣440W=880W 可知R2的阻值 答：（1）用高温挡加热时，电路中电流的大小为6A； （2）电热丝R2的阻值为55Ω。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$