内容正文:
2025年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算
一、计算题
1.2022年5月,天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小字通过查阅资料了解到,科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路,电源电压保持不变,R0为100Ω的定值电阻,R为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示,将R置于舱体中,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为200V,舱体内气压为1.0×105Pa。求:
(1)舱体不漏气时,通过R0的电流?
(2)舱体不漏气时,工作10min,电路消耗的总电能?
(3)若舱内的气压值为0.4×105Pa,则此时电压表示数为多少V?
2.如图是一个温度可调的育苗箱电路,电源电压为36V,且保持不变。发热电阻R1的阻值为40Ω,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端时,R1的功率最大;将滑片P移到b端时,电路中的电流是0.4A。试求:
(1)R1的最大功率是多少?
(2)滑动变阻器R2的最大阻值是多少?
3.小明家的电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),从它的说明书上收集到如下数据及如图所示的简化电路原理图。
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
(1)求一箱水的质量;(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)求保温时的电流;
(3)将一箱水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(4)若加热效率为90%,需要加热多长时间?
4.如图所示,电路中两只灯泡的规格分别为红灯“6V ,3W”、绿灯“6V ,6W”,滑动变阻器的规格是“18Ω ,1.5A”,电源电压、灯泡电阻均不变。闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯都正常发光。
(1)两灯正常发光时电流表的示数为多少?
(2)开关S、S2闭合,S1断开,电流表的示数为0.25A时,滑动变阻器接进电路的电阻为多少?
(3)电路的最小电功率是多少?
5.小林用一个电流表和一个阻值为 20Ω的电阻 R0来测某未知电阻 Rx的阻值,设计了如图所示的电路,在只闭合 S 的情况下,电流表的示数为 0.6A;再同时闭合 S、S1时, 电流表的示数为 1.4A,电源电压不变,求:
(1)电源电压;
(2)电阻 Rx 的阻值。
(3)开关 S 和 S1均闭合后,Rx 消耗的功率。
6.小明学了家庭电路知识后,利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。他的做法是:关掉家里的其他用电器,只打开标有“220V,2420W”的热水器,测得电能表[标有“1800r/(kW·h)”]的铝盘在200s内转过200转。假设热水器电热丝的阻值不变,请解答以下问题:
(1)求热水器电热丝的电阻;
(2)求热水器的实际功率和实际电压;
(3)图中是小明家的供电线路,已知此时供电站输电功率一定,输出的电压是220V,则供电站距他家多远?(已知每千米导线的电阻为0.2Ω)
(4)请说出一种输送电能时减小能量损失的方法。
7.如图甲是家用电暖器,利用电热给煤油加热取暖。如图乙为其简化的电路原理图,已知电阻R1>R2,铭牌见下表。在电暖器跌倒时,跌倒开关S自动断开,切断电源保证安全。电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位,解答下列问题:(已知c煤油=2.1×103J/(kg•℃),ρ煤油=0.8×103kg/m3)
额定电压
220V
煤油体积
25L
功率选择
1500W/1100W/400W三挡可调
操作方式
手动
(1)煤油的质量是多少?
(2)电暖器在“低温”挡时,正常工作的电流为多少?(小数点后保留两位有效数字)
(3)电暖器的“高温”挡正常工作20分钟,放出的热量是多少?
(4)结合题意分析“低温”、“中温”挡时R1和R2的连接使用情况,求出R1和R2阻值;
(5)若用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联,制成一个新的电热器,将它接在家庭电路中工作11min,产生的热量是多少?
8.在如图所示的电路中,灯泡L标有“6V,3W”字样,电源电压及灯泡电阻均保持不变,滑动变阻器最大阻值为48Ω。求:
(1)灯泡的电阻。
(2)当S、S1都闭合,滑片P移动到最左端时,灯泡L正常发光,电流表示数为1.1A,求R0的阻值。
(3)当S闭合、S1断开,且滑片P移动到中点时,通电1min电路产生的总热量。
9.如图,灯泡L1、L2的铭牌可能是“1.5V×”、“2.5V×”、“3.8V×”。当闭合开关S1和S2后,调节滑动变阻器的滑片P至某点时,滑动变阻器的电阻为Ra,电压表的示数Ua=6.5V,灯泡L1正常发光,功率为P1;当闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片P至另一点时,滑动变阻器的电阻为Rb,灯泡L1的功率为0.25W,且为0.25P1,灯泡L2正常发光,电压表的示数Ub=6.25V。若电源两端电压保持不变,灯丝电阻不随温度改变。
(1)求灯泡L2的额定电压;
(2)求电源两端的电压;
(3)将这两个灯泡的铭牌补充完整。
10.如图甲,小灯泡额定电压为9V,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P从a端到b端的过程中,小灯泡的U-I关系图像如图乙(滑动变阻器阻值不受温度影响)求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)小灯泡的额定功率为;
(3)当滑动变阻器滑片在a端时,滑动变阻器R工作2min消耗的电能;
(4)当滑动变阻器接入电路的阻值R=8Ω时,小灯泡消耗的功率为2.25W,此时小灯泡的阻值为多大。
11.如图所示为某用电器的内部简化电路,R1和R2为定值电阻,R1=44Ω。现将该用电器接入电压为220V的电路,当S1断开、S2接b时用电器消耗的电功率为220W。求:
(1)只闭合S1时,流过R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)该用电器的最大电功率。
12.图甲是多功能暖菜板,为防止桌面被烫坏,内置了风扇,其简化电路图如图乙,R1、R2为电热丝,R1=24.2Ω。闭合开关S1,只有内置风扇工作时,功率为176W;当板上食品降温到50℃时,S2可自动切换让菜板进行保温,保温时电热丝的总功率为500W;当板上食品降温到20℃时,S2会再次切换让菜板进行加热。求:
(1)只有内置风扇工作时,电路中的电流;
(2)R2的阻值;
(3)科学文摘有一种“吸热电阻”能将吸收的热转化为化学能存储,且其阻值在100℃以内保持不变。小澜设想用“吸热电阻”替换风扇帮助桌面降温,闭合开关S1,“吸热电阻”在220V电压下消耗的功率为140W。当放上的食品温度为80℃时,标有“600r/(kW·h)”电能表在90min内转盘转了600r,食品温度随时间变化情况如图丙所示,求此时电路的实际电压。
13.如图所示是某款电热水壶,额定功率为1000W,自重为5N,与水平桌面的接触面积为0.02m2。现在该水壶内装入体积为10-3m3、初温为20℃的水,放置在水平桌面上。接通电源使其正常工作6min,将水加热到95℃。求:[,ρ水=1.0×103kg/m3]
(1)装入水后水壶对桌面的压强;
(2)水吸收的热量;
(3)此电热水壶的加热效率。
14.如图,电路中电源电压恒定,定值电阻R1=10Ω,变阻器R标有“20Ω 2A”字样,电压表量程为0~15V。当只闭合S1,变阻器R的滑片P移至中点时,电压表示数为6V;当S1和S2都闭合,变阻器R的滑片P移至最左端时,电流表的示数变为1.6A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)整个电路消耗的最小功率。
15.五一假期间,江华家新买了一台电热淋浴器,如图甲所示。待工人师傅安装后,他妈妈急忙充满水就要插到电路中使用,江华发现后说:“别慌!”接着他先看了家中的电能表(如图乙所示)和电热淋浴器的铭牌(如下表),然后又观察家中此时正在工作的用电器有:60W灯五只、150W电冰箱一台、1000W空调一台,【已知水的比热容为,水的密度为】
额定电压
220V
额定功率
2500W
水箱容积
50L
求:(1)此时电热淋浴器还能接入电路中同时使用吗?请你帮他计算说明;
(2)当给电热淋浴器装满水后,让其正常工作半小时,观察到淋浴器上温度计示数由25℃上升到了45℃,求水吸收了多少热量?
(3)请计算此电热淋浴器正常工作时的热效率(百分号前保留一位小数)?
16.如图所示,电源电压保持4.5V不变,滑动变阻器的最大阻值20Ω,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样.求:
(1)灯泡正常发光时的电阻值;
(2)闭合开关后,要使小灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路的阻值应为多大;
(3)若小灯泡的电阻不变,小灯泡的最小功率为多大.
17.如图所示电路中R1、R2串联,电源电压为4V,R2=12Ω.S闭合时,电流表的读数为0.25A.求:
(1)R1、R2串联的总电阻 ;
(2)R1的阻值 ;
(3)R1两端电压 ;
(4)R1消耗的电功率 .
18.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的量程为0~3A,R2为滑动变阻器,R1为定值电阻,其阻值为6Ω.当开关S1闭合,S2、S3断开时,R1消耗的功率为6W.求:
(1)电源电压为多少;
(2)若再闭合开关S2时,电流表的示数为1.5A,电路消耗的总功率为9W,则变阻器连入电路的电阻是多少?
(3)为了使整个电路消耗的功率尽可能大,应闭合和断开哪些开关?此时对滑动变阻器连入电路的阻值有何要求?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)2A;(2)2.64×105J;(3)152
【详解】解:由图甲可知,定值电阻R0与压敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压。
(1)通过R0的电流
(2)由图乙可知,舱体内气压为1.0×105Pa时,压敏电阻R的阻值R=10Ω,由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
由串联电路的电流特点可知,此时电路中的电流
由欧姆定律可知,电源电压
则工作10min,电路消耗的总电能
(3)由图乙可知,舱内的气压值为0.4×105Pa时,压敏电阻的阻值R'=45Ω,此时电路中的电流
由欧姆定律可知,此时电压表示数
答:(1)舱体不漏气时,通过R0的电流为2A;
(2)舱体不漏气时,工作10min,电路消耗的总电能为2.64×105J;
(3)若舱内的气压值为0.4×105Pa,则此时电压表示数为152V。
2.(1)32.4W;(2)50Ω
【详解】解:(1)当滑片P在a端时,电路中只有R1,所以R1两端电压就是电源电压;则
(2)当滑片位于b端时,滑动变阻器全部连入电路,且与R1串联,根据可得此时电路中的总电阻
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知:滑动变阻器的最大阻值
R滑=R总−R1=90Ω−40Ω=50Ω
答:(1)R1的最大功率是32.4W;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值是50Ω。
3.(1)1kg;(2)0.2A;(3)2.52×105J;(4)280s
【详解】解:(1)由可知,一箱水的质量
(2)根据表格数据,由可知,保温时的电流
(3)由可知,水吸收的热量为
(4)由可知,消耗的电能
由可知,加热时间
答:(1)一箱水的质量为1kg;
(2)保温时的电流为0.2A;
(3)将一箱水从20℃加热到80℃需要2.52×105J热量;
(4)若加热效率为90%,需要加热280s时间。
4.(1)1.5A;(2)18Ω;(3)1.2W
【详解】解:(1)三个开关都闭合时,滑动变阻器的滑片P移至b端时,电路中只有两灯泡并联,由于两灯都正常发光,故电源电压为6V,由红灯“6V ,3W”可知,红灯正常发光的电流为
由绿灯“6V ,6W”可知,绿灯正常发光的电流为
电流表测干路电流,则干路的电流为
I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A
(2)开关S、S2闭合,S1断开时,绿灯与滑动变阻器串联,则此时电路中的总电阻为
绿灯的电阻为
滑动变阻器接进电路的电阻为
(3)红灯的电阻为
当电路中电阻最大时,电功率最小,即S和S1闭合,此时电路的最小电功率为
答:(1)两灯正常发光时电流表的示数为1.5A;
(2)滑动变阻器接进电路的电阻为18Ω;
(3)电路的最小电功率为1.2W。
5.(1)12V;(2)15Ω;(3)9.6W
【详解】
解:(1)当只闭合S时,电路为R0的简单电路,电流表测的是电路电流,根据欧姆定律可得,电源电压为
(2)当同时闭合S、S1时,R0 和 Rx并联,根据并联电路的电压规律可知,R0 和 Rx的两端电压都等于电源电压,又根据并联电路的电流规律可知,通过电阻 Rx 的电流为
根据欧姆定律可得,电阻 Rx 的阻值为
(3)开关 S 和 S1 均闭合后,Rx 消耗的功率为
答:(1)电源电压为12V;
(2)电阻 Rx 的阻值为15Ω;
(3)开关 S 和 S1 均闭合后,Rx 消耗的功率为9.6W。
6.(1)20Ω;(2)2000W,200V;(3)5000m;(4)减小输电线路的电阻
【详解】解:(1)由式子
h
可知,热水器电热丝的电阻值为
(2)热水器消耗的电能
热水器的实际功率
由式子
得,实际电压为
(3)通过热水器的电流
根据欧姆定律得,电路的总电阻为
输电线的电阻为
R线=R总﹣R=22Ω﹣20Ω=2Ω
供电站到小明家的距离
(4)输电线上损失的电能主要转化为内能,输电线上损失的功率P损=I2R,跟输电线上的电流及输电线上的电阻有关,输电线上的电流;在输电功率一定时,通过提高输电电压或减小输电线路的电阻减小能量损失。
答:(1)热水器电热丝的电阻是20Ω;
(2)热水器的实际功率是2000W,实际电压200V;
(3)供电站距他家5000m;
(4)输送电能时减小能量损失的方法:减小输电线路的电阻。
7.(1)20kg;(2)1.82A;(3)1.8×106J;(4)121Ω,44Ω;(5)193600J
【详解】解:(1)由可得,煤油的质量
(2)根据知,电暖器在“低温”挡时,正常工作的电流为
(3)电暖器的“高温”挡正常工作20分钟,放出的热量为
(4)已知R1大于R2,电源电压一定,由可知,电路电阻越大,功率越小,当S、S1都闭合时,只有R1工作,电路中的电阻最大(大于R2,也大于并联时的总电阻),电功率最小,为低温挡,且
R1的阻值
当S、S2都闭合时,只有R2工作,此时电功率较大,为中温挡,且
则R2的阻值
(5)某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联,制成一个新的电热器,则此时的总电阻
接在家庭电路中工作11min,产生的热量
答:(1)煤油的质量是20kg;
(2)电暖器在“低温”挡时,正常工作的电流为1.82A;
(3)电暖器的“高温”挡正常工作20分钟,放出的热量是1.8×106J;
(4)R1的电阻为121Ω,R2阻值为44Ω;
(5)若用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联,制成一个新的电热器,将它接在家庭电路中工作1min,产生的热量是193600J。
8.(1)12Ω
(2)10Ω
(3)63.5J
【详解】(1)由可知,灯泡的电阻
(2)由图可知,当S、S1都都闭合,滑片P移动到最左端时,电阻R0与灯泡L并联,由于灯泡L正常发光,所以灯泡两端的电压为6V,根据并联电路的电压特点可知,电源电压
由可知,通过灯泡的电流
根据并联电路的特点可知,通过R0的电流
根据欧姆定律可知,R0的阻值
(3)当S闭合、S1断开,且滑片P移动到中点时,R0与滑动变阻器串联,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
通电1min电路产生的总热量
9.(1)1.5V;(2)9V;(3)“1.5V 0.3W”,“2.5V 1W”
【详解】解:(1)设电源两端电压为U;当闭合开关S1和S2时,L1与Ra串联;由串联电路电压关系可得
U=Ua+UL1①
当闭合开关S1,断开开关S2时,L1、L2与Rb串联,已知P1′=0.25P1,灯泡电阻不变,则由得
由串联电路电压关系可得
②
①-②可得
即
2UL2-UL1=0.5V
由于灯泡L1、L2的铭牌可能是“1.5V×”、“2.5V×”、“3.8V×”,则能符合
2UL2-UL1=0.5V
的数据应是:灯L1的额定电压是2.5V,灯L2的额定电压是1.5V。
(2)当闭合开关S1和S2时,L1与Ra串联;由串联电路电压关系可得
U=Ua+UL1=6.5V+2.5V=9V
(3)当闭合开关S1,断开开关S2时,L1、L2与Rb串联,已知P1′=0.25W,且P1′=0.25P1,则
P1=4P1′=4×0.25W=1W
由于
由P=UI得
由于灯泡L2正常发光,则
P2=UL2I=1.5V×0.2A=0.3W
答:(1)灯泡L2的额定电压为1.5V;
(2)电源两端的电压为9V;
(3)这两个灯泡的铭牌为“1.5V 0.3W”、“2.5V 1W”。
10.(1)9Ω;(2)9W;(3)201.6J;(4)4Ω
【详解】解:(1)由图乙可知,小灯泡正常发光时,通过的电流为1.0A,由可得小灯泡正常发光的电阻
(2)由图乙可知,小灯泡正常发光时,通过的电流为1.0A,则小灯泡的额定功率
(3)当滑动变阻器滑片在a端时,此时滑动变阻器的最大阻值与小灯泡串联,电路通过的电流最小,由图乙可得此时电路中的电流为0.2A,小灯泡两端电压为0.6V;当滑动变阻器滑片在b端时,电路为灯泡的简单电路,电路通过的电流最大,由图乙可得此时电路中的电流为1.0A,小灯泡两端电压即电源电压为9V;根据串联分压可得滑片在a端时,滑动变阻器R两端的电压
则滑片在a端时,滑动变阻器R工作2min消耗的电能
(4)设当滑动变阻器接入电路的阻值R=8Ω时,灯丝电阻为R1,根据欧姆定律以及有
解得
R1=4Ω或R1=16Ω
但由题意可知,当滑动变阻器滑片在b端时,小灯泡两端的电压最高为9V,此时通过的电流为1A,故小灯泡的最大,电阻为9Ω,因此R1=16Ω不合题意应舍去,所以小灯泡的电阻为
R1=4Ω
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻是9Ω;
(2)小灯泡的额定功率为9W;
(3)当滑动变阻器滑片在a端时,滑动变阻器R工作2min消耗的电能是201.6J;
(4)当滑动变阻器接入电路的阻值R=8Ω时,小灯泡消耗的功率为2.25W,此时小灯泡的阻值为4Ω。
11.(1)5A;(2)176Ω;(3)1375W
【详解】
解:(1)只闭合S1时,无论S2接a或b,R1的两端电压均为电源电压,故流过R1的电流为
(2)当S1断开、S2接b时用,两电阻串联,总电阻为
电阻R2的阻值为
(3)当闭合S1, S2接a,两电阻并联,总电阻最小,总功率最大,故该用电器的最大电功率为
答:(1)只闭合S1时,流过R1的电流为5A;
(2)电阻R2的阻值为176Ω;
(3)该用电器的最大电功率为1375W。
12.(1)0.8A;(2);(3)200V
【详解】解:(1)只有内置风扇工作时,电路中的电流为
(2)分析电路图可知,当开关接在“2”和“3”之间时,、串联,此时总电阻较大,根据可知总功率较小,为保温挡,则总电阻为
则阻值为
(3)消耗的电能为
设实际电压为额定电压的倍,根据可知实际功率为额定功率的倍。原本加热挡时只有工作,则原本加热挡的额定功率为
则根据图丙则有
解得,则实际电压为
答:(1)只有内置风扇工作时,电路中的电流为0.8A;
(2)R2的阻值为;
(3)电路的实际电压为200V。
13.(1)750Pa;(2)3.15×105J;(3)87.5%
【详解】解:(1)水壶内水中质量为
壶内水的重力为
水壶对桌面的压力为
F=G水+G壶=10N+5N=15N
水壶对桌面的压强为
(2)水吸收的热量为
(3)消耗的电能为
电热水壶的加热效率为
答:(1)装入水后水壶对桌面的压强为750Pa;
(2)水吸收的热量为3.15×105J;
(3)此电热水壶的加热效率为87.5%。
14.(1)12V;(2)30Ω;(3)2.88W
【详解】解:(1)当只闭合开关S1,变阻器R的滑片P移至中点时,变阻器R与电阻R1串联,电路中电流
电路的总电阻
R总=R 中+R1=10Ω+10Ω=20Ω
电源电压
U总=I总R总=0.6A×20Ω=12V
(2)当S1和S2都闭合,变阻器R的滑片P移至最左端时,定值电阻R1与R2并联,电路的总电阻
根据可得
定值电阻R2=30Ω;
(3)若要使整个电路消耗的功率最小,则电路中电阻最大,故变阻器R与电阻R2串联,且变阻器R的滑片滑到最右端,电路的总电阻
R'总=R +R2=20Ω+30Ω=50Ω
电路的最小电流
整个电路消耗的最小功率
Pmin=UImin=12V×0.24A=2.88W
答:(1)电源电压为12V;
(2)R2阻值为30Ω;
(3)最小功率为2.88W。
15.(1)可以同时使用;(2);(3)
【详解】解:(1)若将淋浴器接入电路,此时电路的总功率为
电能表允许的电功率
因为
所以电热淋浴器能接入电路中同时使用;
(2)由可知,水的质量
水吸收的热量为
(3)由可知,江华家电热淋浴器正常工作半小时消耗的电能为
江华家电热淋浴器正常工作时的热效率为
答:(1)电热淋浴器能接入电路中同时使用,因为接入后的总功率不超过电能表的最大功率;
(2)水吸收了;
(3)此电热淋浴器正常工作时的热效率是。
16.5Ω 4Ω 0.162W
【分析】由电路图可以知道,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压.
(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据求出灯泡正常发光时的电阻;
(2)根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)若小灯泡的电阻不变,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,小灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据求出小灯泡的最小功率.
【详解】由电路图可以知道,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压.
(1)由可得,灯泡正常发光时的电阻:
;
(2)因串联电路中各处的电流相等, 所以,灯泡正常发光时电路中的电流:
,
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:
则滑动变阻器接入电路中的电阻:
;
(3)若小灯泡的电阻不变,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,小灯泡的功率最小,
方法一: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:
,
小灯泡的最小功率:
方法二:因为滑动变阻器最大阻值为20Ω,灯泡阻值不变为5Ω,所以根据串联分压原理可知:;总电压为4.5V,所以UL=0.9V,根据
【点睛】第(3)问有两种不同解法对应两种不同的解题思路,分别从求解电流、电压的不同角度进行解答,在涉及串联电路的一些计算题时,能够掌握好串联电路的分压原理,可以很大程度上提高解题的效率.
17. 16Ω 4Ω 1V 0.25W
【详解】解:由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流.
(1)根据欧姆定律可得,电路中的总电阻:
R总===16Ω;
(2)∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴R1=R总-R2=16Ω-12Ω=4Ω;
(3)∵串联电路中各处的电流相等,
∴U1=IR1=0.25A×4Ω=1V;
(4)R1消耗的电功率:
P1=U1I=1V×0.25A=0.25W.
答:(1)R1、R2串联的总电阻为16Ω;
(2)R1的阻值4Ω;
(3)R1两端电压为1V;
(4)R1消耗的电功率为0.25W.
(1)根据欧姆定律求出串联电路中的总电阻;
(2)根据电阻的串联特点求出R1的阻值;
(3)根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1两端电压;
(4)根据P=UI求出R1消耗的电功率.
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,是一道基础题目.
18.(1)电源电压为6V.
(2)变阻器连入电路的电阻是12Ω.
(3)滑动变阻器接入电路的阻值至少为3Ω.
【详解】试题分析:(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,电路中只有R1,阻值已知,根据消耗的功率,可求电源电压.
(2)若再闭合开关S2时,R2、R1为并联,已知消耗的总功率可求滑动变阻器消耗的功率,电源电压已知,从而求出变阻器连入电路的电阻.
(3)为了使整个电路消耗的功率尽可能大,电阻应并联,电流最大为3A,先求R1电流,再求滑动变阻器电流,从而算出电阻.
解:(1)电源电压.
答:电源电压为6V.
(2)P2=P﹣P1=9W﹣6W=3W.
.
答:变阻器连入电路的电阻是12Ω.
(3)使整个电路消耗的功率尽可能大,电阻应并联,S1,S2闭合,S3断开.
R1电流,
滑动变阻器电流I2=I﹣I1=3A﹣1A=2A.
.
滑动变阻器接入电路的阻值至少为3Ω.
答:滑动变阻器接入电路的阻值至少为3Ω.
【点评】本题考查电源电压的计算,滑动变阻器阻值的计算,电功率的计算,关键是判断闭合与断开开关时,电路的连接情况.
答案第1页,共2页
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