2025年中考物理高频考点专题训练：电功率计算题、实验题

2025年中考物理高频考点专题训练：电功率计算题、实验题 一、实验题 1．小明想测量小灯泡正常发光时的电功率。器材如图：其中被测灯泡的额定电压为3.6V，估计它的额定功率为0.8W；电源电压恒为6V；电流表量程0~0.6A和0~3A；电压表量程为0~3V和0~15V；开关、滑动变阻器；导线若干。 (1)根据图中所给的实物连接实验电路 。 (2)小明连好电路，在闭合开关之前，应该将滑动变阻器的滑片移至最 端（填“左”或“右”）。 (3)闭合开关后，小明发现电流表无示数，电压表无示数，电路故障可能是 。 (4)解决了上述问题后，小明调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表的读数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 W。 (5)在实验过程中，小明发现电压表“0~15V”量程损坏，小明认为只要将电压表并联在滑动变阻器两端就可以了。实验室里有四种规格的滑动变阻器：“10Ω　1A”、“15Ω　1.5A”、“20Ω　2A”、“50Ω　2A”。则无论是正常实验还是后来重新设计的实验，都是选用 规格的滑动变阻器为宜。 (6)小明认为如果不用电压表，若能添加定值电阻（阻值已知）和一个开关，也可以准确测量小灯泡正常发光时的功率，请你将你的设计方案，画在丙图的方框内 。 2．实验小组同学研究“小灯泡的电功率”。 （1）首先，他们测量- -只额定电压为2.5V小灯泡的额定功率: ①如图甲，小明连接完电路，经检查发现只有一根导线连接错误，请在这根导线上打“X”，并正确连接; ( ) ②正确连接后，闭合开关，发现灯泡不亮，电压表有示数，取下灯泡后，电压表示数不变，则电路的故障可能是 。 ③排除电路故障后，闭合开关发现电压表的示数为1.3V，为了测出小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片P应向 （选填 “C”或“D”）端滑动，当灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W: ④测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率不等于其额定功率的四分之一，这是由于 。 （2）小灯泡的电功率与哪些因素有关呢?小组同学猜想，小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图。 ①图 电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是 ； ②小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论，支持该结论的实验现象是 。 3．在测定小灯泡的电功率实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，电压表、电流表均符合实验要求。可供选择的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为5Ω、50Ω。 (1)为完成实验，应该选用的滑动变阻器是 （选填R1或R2）。 (2)图甲是某同学所连接的实验电路，其中存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打错，并用笔画线代替导线画出正确的接法。 ( ) (3)某同学记录了小灯泡的电压、电流数据，并绘制了如图乙所示图线，图中阴影部分面积表示的物理量是 。 (4)若小灯泡的实际电流为I1，且与小灯泡额定电流的关系为I额＝2I1，以下关于灯泡额定功率P额与实际功率P1的数值关系，你认为最有可能的是 。 A．P额＝2P1 B．P额＝3P1 C．P额＝4P1 D．P额＝5P1 (5)另一小组的王瑞同学，在没有电流表的情况下，设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压未知但恒定不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0请你帮他完成实验步骤： ①只闭合开关 ，调节R2，使电压表的示数为U额。 ②只闭合开关 ，调节 使电压表的示数仍为U额。 ③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1，再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2．则小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用U额、R0、U1、U2表示）。 4．学习“焦耳定律”后，小明想到两个问题：如果用两种液体来做实验会怎样？如果将两个电阻并联又会怎样？于是他用一个电压恒定的电源，两个电加热器等相关器材进行探究，其中两个电加热器的电阻分别为R1、R2 (R1< R2，不计热量损失)。 (1)请你帮小明完成这两个问题的探究： ①他在两个烧杯中分别放入质量和初温均相等的纯水和煤油，如图是他组成电路的一部分。通电一段时间后，电阻 (选填“R1”或“R2”)应放出的热量多。但小明却发现甲杯中温度升高得快。你认为产生这种现象的原因是 ； ②待两个电加热器冷却后，小明用刚才的实验器材组成了并联电路，他在两个烧杯中都更换成 和 相等的煤油，同时工作一段时间后，发现R1所在烧杯中的煤油温度升高得快，这说明当 相同时，电阻越 ，产生的热量越多； (2)小明想到，生活中的一些大功率用电器。如电炉、空调等，在使用插座时，有时会烧坏插座，有经验的电工只需将原来的钢质插头更换成铜质插头，这样就可以解决问题。这是因为 。 5．采用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使形管中的液面发生变化。 （1）实验中通过 观察比较出瓶内电阻丝的发热多少； （2）如图所示的是探究电流产生的热量跟 的关系，通电一段时间 （选填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多； （3）让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少，此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系。 6．在测量小灯泡的电功率时，电源电压为 3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。 （1）在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现：小灯泡 （选填“亮”或“不亮”）；电压表 （选填有或无）示数。 （2）经分析有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路 。 （3）某小组连好电路后，闭合开关，电流表电压表均有示数，但发现小灯泡还是不亮。接下来应进行的操作是 。 A．断开开关，更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光 （4）电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的 I-U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。在本实验中，滑动变阻器规格选择的是 。 A．10Ω 1A    B．15Ω 1A    C．25Ω 1A    D．30Ω 1A （5）实验过程中，当电压表示数为1V时，滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω（保留1 位小数）。 7．小康设计实验测量小灯泡的额定功率。他使用的器材有：额定电压为3.8V的小灯泡、符合实验要求的学生电源（输出电压未知且不变）、阻值为R的定值电阻、滑动变阻器、电压表各一只，三个开关S1、S2、S3和导线若干。 （1）如图所示是小康根据自己的实验方案连接的部分实验电路，请你利用笔画线添加一根导线将电路连接完整 。 （2）请你将小康所写的部分实验步骤补充完整： ①闭合开关S1、S3，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U1= V并记录； ②保证 ，断开 ，闭合开关S1、 ，记录电压表的示数U2。 （3）小康所测小灯泡的额定功率的表达式P额= （用R、U1、U2表示）。 8．实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。某同学从实验桌上选择适当器材，探究“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。该同学设计的电路如图所示，主要的实验步骤和数据记录结果如下： ①断开开关S，按照电路图连接电路，把滑动变阻器的滑片P调到接入电路阻值最大的位置。 ②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I，把数据R、U、I记录在表格中，断开开关S。 ③更换接入电路中的电阻R，闭合开关S，用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I，把数据R、U、I记录在表格中，断开开关S。 ④仿照步骤③，再进行四次实验，将各次实验数据R、U、I记录在表格中。 ⑤利用公式P=UI分别计算出各电阻R消耗的功率P，把数据记录在表格中。 数据记录结果 R/Ω 2 4 7 10 15 20 U/V 1.0 1.6 2.4 2.9 3.5 4.0 I/A 0.50 0.40 0.34 0.30 0.24 0.20 P/W 0.50 0.64 0.82 0.87 0.84 0.80 根据以上实验过程，回答下列问题： （1）该同学的探究过程中存在的问题是 。 （2）请你针对该同学探究过程中存在的问题，写出改正措施： 。 二、计算题 9．小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，当它接入家庭电路中正常工作时： （1）低温挡加热时的电流多大？ （2）中温挡加热3min，消耗多少J的电能？ （3）高温挡加热的额定功率是多少W？ 10．如图所示电路中，电源电压恒定，灯泡L标有“4V，2W”字样，定值电阻R0为60Ω，滑动变阻器R标有“30Ω，0.5A”字样，两个电流表的量程均为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，不考虑温度对灯丝电阻的影响。 （1）当S闭合，S1、S2断开，将滑片P移到滑动变阻器某一位置时，灯泡L恰好正常发光，电压表示数为5V，求电路消耗的总功率。 （2）当S、S1、S2都闭合，为保证电路安全，求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围。    11．如图所示，灯L上标有“3V 1.8W”的字样，不考虑温度对灯泡电阻的影响，电阻R1=10Ω，当只闭合开关S1时，灯L正常发光；当开关S1、S2、S3都闭合，且滑片P在b端时，电流表的示数为1.08A，求： （1）灯泡的电阻； （2）电源电压； （3）只闭合开关S2，滑动变阻器R2滑片位于中点时，灯L的电功率。 12．如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，定值电阻阻值为，滑动变阻器标有“”的字样，电压表量程为“”，电流表量程为“”，灯泡L的额定电压为12V，灯泡的关系图象如乙所示。 （1）只闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的时，电压表示数为3V。此时电流表的示数是多少？ （2）电源电压多大？ （3）灯泡L的额定功率是多少？ （4）闭合、、，保证各元件安全的情况下，电路在内消耗的最大电能是多少？    13．如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S后，滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，发现R1消耗的电功率变化范围为0.1W~3.6W，电流表示数相应的变化范围为0.1A~0.6A。求： （1）当R2接入电路的阻值为5Ω，电压表的示数为2V时，滑动变阻器R2在1min内消耗的电能； （2）定值电阻R1的阻值； （3）滑动变阻器R2的最大阻值。 14．表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求： XX牌 额定电压 220V 额定功率 高温档 1100W 低温档 440W 电源频率 50HZ （1）电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能； （2）电烤箱在低温档正常工作时，R2的阻值是多少； （3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200V，电烤箱在高温档的实际功率是多少（实际功率计算结果保留到小数点后1位）？ 15．如图所示，如表为某烧水壶的铭牌，图甲为简化电路图，R1和R2为发热丝，S1为总开关，S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，乙图为某次将满壶水加热、保温过程的总功率与时间的关系图象，已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）；求 型号 SDS﹣15X05 容量 1L 额定电压 220V 额定频率 50Hz 加热功率 1210W 保温功率 40W （1）这满壶水从20℃加热至100℃所吸收的热量； （2）加热、保温过程中各消耗的电能； （3）R1和R2的阻值。    16．图甲是小雯家空气加湿器电路的示意图。加湿装置上标有“220V 22W”字样，R1是探测空气湿度的湿敏电阻置于加湿器表面，其阻值随空气湿度变化的图像如图乙所示，R0是电磁铁线圈的电阻。当控制电路中的电流增大到某一数值时，衔铁被吸引下来，加湿装置电路断开；当控制电路中的电流减小到某一数值时，衔铁被拉回，加湿装置电路闭合并开始工作。已知控制电路电源的电压为6V且保持不变，当空气湿度为40%时，控制电路中的电流为0.04A，现在小雯让加湿器工作时，使卧室内空气湿度控制在40%～50%。求： （1）加湿装置正常工作时的电流及电磁铁线圈R0的阻值； （2）湿度控制在40%～50%之间，电磁铁线圈消耗的最小功率； （3）电流范围不变时，若小雯用阻值为75Ω的线圈替换原电磁铁线圈，加湿器工作时卧室内的空气湿度最大值是多少？    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) (2)左 (3)滑动变阻器断路 (4)1.152 (5)10Ω　1A (6) 【详解】（1）测量小灯泡正常发光时的电功率，电压表并联在小灯泡两端，灯泡的额定电压为3.6V，故电压表要选择0~15V量程，如图所示： （2）在闭合开关之前，为保护电路，需将滑动变阻器阻值调至最大，故应该将滑动变阻器的滑片移至最左端。 （3）当电流表没有示数时，说明电路中没有电流通过，即电路出现了断路故障。而电压表没有示数，则说明电压表与电源两极之间是断开的，因此，故障的原因最有可能是滑动变阻器断路，导致电流无法通过，同时电压表也无法测量到电压。 （4）由图乙可知，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.32A。灯泡的额定电流为0.32A，则灯泡的额定功率为 （5）小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为 电压表0~15V量程损坏时，将电压表并联在滑动变阻器两端，选用0~3V量程，当电压表的示数为2.4V时，灯泡两端电压为3.6V，灯泡正常发光。灯泡的额定电流为0.32A，四种规格的滑动变阻器允许通过的最大电流均大于0.32A。正常发光时，灯丝的电阻为 根据串联电路的分压特点可知，无论是正常实验还是后来重新设计的实验中，滑动变阻器的最大阻值均不得小于 四种规格的滑动变阻器从理论上讲均适用，但考虑到本实验的目的和滑动变阻器的构造，选用其中最大阻值最小的“10Ω　1A”的滑动变阻器最有利于实验时的调节和提高测量的准确性。 （6）实验时，先闭合开关S1，断开开关S2，此时，灯泡和定值电阻R并联，电流表测灯泡支路的电流，调节滑动变阻器，使电流表示数为0.32A，此时，灯泡正常发光；再闭合开关S2，断开开关S1，滑动变阻器滑片位置保持不变，此时，灯泡和定值电阻R并联，电流表测干路电流，读出此时电流表示数I干，则此时定值电阻支路的电流为 此时，灯泡两端的电压与定值电阻两端的电压相等，大小为 小灯泡正常发光时的电功率为 如图所示： 2． 灯泡断路 D 0.8 灯泡的电阻随温度的变化而变化 乙 图乙中串联， 能控制电路中的电流相同 电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮 【详解】(1)①[1]原电路中，会导致电路短路，把开关与灯泡之间的导线去掉即可，如下所示： ②[2]经分析，发现灯泡不亮，电压表有示数，说明电压表与电源的两端相连，电路可能出现的故障是灯断路； ③[3][4]灯在额定电压下正常发光，示数为1.3V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯两端的电压，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，故滑片向右移动，即向D移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；小灯泡正常发光时，电流表的示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，电流为0.32A，则小灯泡的额定功率为： ； ④[5]灯的电流随电压的降低而减小，根据P=UI可知，灯的功率变小，灯的温度降低，灯的电阻变小。 (2)①[6][7]研究小灯泡的电功率与电压的关系，要控制电流相等，因串联电路各处的电流相等，故图乙电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系； ②[8]灯的亮度由灯的实际功率决定，电压表示数大的灯泡更亮一些，说明其功率比甲灯大，故支持该结论的实验现象是串联电路中，电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮。 3． R2 电功率 D S、S1 S、S2 R1 【详解】(1)[1]电源电压U＝6V，灯泡正常工作时，灯泡额定电压U灯＝2.5V，与灯串联的滑动变阻器分压 灯泡电阻约R灯＝10Ω，电路电流为 滑动变阻器电阻为 所以滑动变阻器应选R2。 (2)[2]测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率的实验中，应把电压表并联到灯泡的两端，图中的电压表串联在电路中，滑动变阻器并联在灯泡的两端，改正如图所示 ； (3)[3]由图可知：横坐标表示通过电阻的电压，纵坐标表示该电阻的电流，由P＝UI得阴影部分面积表示的物理量为电流和电压的乘积，应该为定值电阻的电功率。 (4)[4]若小灯泡的额定电流为I额＝2I1，假设灯泡的阻值不变，则 由于灯泡的阻值不是定值，会随温度的升高而变大，所以，当灯泡在正常工作时，灯泡的阻值变大，则额定功率P额＞4P1，所以最有可能的额定功率值P额＝5P1。 故选：D。 (5)[5]①闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2，使灯泡两端电压为额定电压U额； [6][7]②闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1，使R1两端电压为小灯泡的额定电压U额； [8]③根据等效替代法，此时R1＝RL；将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，将 R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有 解得 小灯泡额定功率的表达式 由以上两式可得 4． R2 煤油的比热容比水的比热容小 质量 初温 电压 小 见详解 【详解】(1)①[1][2]从实验装置中可以获悉，小明将两个电阻串联在电路中，通过两个电阻的电流相等，在相同的时间内，电阻大的产生的热量多，故电阻R2产生的热量多，当煤油和水的初温、质量和吸收的热量相同时，煤油的比热容小，温度上升的快，水的比热容大，温度上升的慢一些。 ②[3][4][5][6]将这两个电阻改为并联后，根据控制变量的思想，他在两个烧杯中都更换成质量和初温相等的煤油，通电时间相同，煤油的温度上升的快，说明煤油吸收的热量多，原因是两个电阻并联后，它们两端的电压相同，电阻小的产生的热量多。 (2)[7]将钢质材料的插头更换成铜质材料的插头后，铜质材料的电阻小，导致在相同时间内产生的热量小。 5． 形管液面高度差 电流 左瓶 电阻 【详解】（1）[1]瓶内电阻丝通电产生的热量加热瓶内气体，气体受热膨胀，使U形管液面出现高度差，故实验中通过形管液面高度差观察比较出瓶内电阻丝的发热多少。 （2）[2][3]如图所示，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系；通电一段时间，根据转换法，左边U形管液面高度差比右边大，所以左瓶内的电阻丝产生的热量多。 （3）[4]让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，根据并联电阻的规律，这两根电阻丝并联的（等效）电阻小于5欧姆，与左侧容器中电阻值不相等，而电流和通电时间相同，故此时该装置是探究电流产生的热量跟电阻的关系。 6． 不亮 有 C 0.625 C 13.3 【详解】(1)[1]由图甲可知，闭合开关，小灯泡与滑动变阻器并联，可将小灯泡和滑动变阻器看作一个整体，总电阻为R并，这个整体与电压表和电流表串联在电路中，电流表内阻较小，相当于导线，而电压表内阻很大，根据串联电路分压规律，电压表阻值大，分压大，电源电压恒定，则小灯泡实际分压较小，小灯泡实际功率较小，远小于额定功率，看上去感觉小灯泡不发光。虽然移动滑片，这个整体的总电阻R并会有变化，由于电压表内阻远大于R并，所以分压关系几乎没有改变。 [2]由图甲可知，闭合开关，电压表此时串联在电路中，能够构成闭合电路，所以电压表有示数。 (2)[3]由图甲可知，灯与变阻器并联，电压表串联在电路中是错误的，在该实验中灯与变阻器应串联，电压表应与灯并联，所以在滑动变阻器右上接线柱和小灯泡右接线柱的连接导线上打“×”，正确实物图连接如下所示 (3)[4]闭合开关后，两电表都有示数，说明电路是通路，不是断路，灯泡没损坏，可能是变阻器连入电路中的电阻太大，电路中电流太小所致，则下一步操作应为：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作。 故选C。 (4)[5]根据小灯泡的I-U图象知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率 [6]由实物图可知，两节干电池，电源电压为3V，由乙图象可知，灯的电流随电压的变大而增大，根据可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大；当电压表示数最小为0.5V时，电路的最小电流为0.1A，此时变阻器接入电路的阻值最大，由串联电路的规律及欧姆定律可得，滑动变阻器的最大电阻为 故选C。 (5)[7]实验过程中，当电压表示数为1V时，由乙图像可知此时电路电流为0.15A，根据串联电路的规律及欧姆定律，滑动变阻器连入电路的阻值为 7． 3.8 滑动变阻器滑片P的位置不变 S3 S2 【详解】（1）[1]S1、S3闭合时，电压表要测灯泡两端电压，S1、S2闭合时，测R和灯泡两端电压之和，可求得R两端电压，且电流不变，如图所示： （2）①[2]额定电压为3.8V的小灯泡，闭合开关S1、S3，断开S2，电压表测灯泡两端电压，应调滑片，使电压表示数为3.8V。 ②[3][4][5]保证滑动变阻器滑片P的位置不变，使电路中电流不变，断开S3，闭合S1、S2此时电压表测R和灯泡两端电压之和。 （3）[6]灯泡两端电压U1，R和灯泡两端电压之和为U2，电路中电流为 灯泡的额定功率为 8． 详见解析 详见解析 【详解】(1)[1]实验中，保持通过电阻的电流保持不变，探究电阻消耗的电功率与该电阻的阻值的关系，各次实验更换电阻R时，没有控制电流I保持不变； (2)[2]各次实验更换电阻R时，调节滑动变阻器，使各次电流表的示数I保持不变。 9．（1）0.1A；（2）7920J；（3）88W 【详解】解：（1）由P=UI可得，低温挡加热的电流 （2）由可得，中温挡加热3min消耗的电能 W=P中温t=44W×3×60s=7920J （3）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，马桶盖处于中温挡，由可得，R1的阻值 当开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，马桶盖处于低温挡，则电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R2的阻值 R2=R-R1=2200Ω-1100Ω=1100Ω 当开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联，电热马桶盖处于高温挡，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以电路中的总电阻 高温挡加热的额定功率 答：（1）低温挡加热的电流为0.1A； （2）中温挡加热3min，消耗7920J的电能； （3）高温挡加热的额定功率是88W。 10．（1）4.5W；（2）20Ω～30Ω 【详解】（1）当S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器和灯泡串联，电流表A测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。将滑片P移到滑动变阻器某一位置时，灯泡L恰好正常发光，根据P＝UI可知电路电流 电压表示数为5V，根据串联电路的电压特点可知电源电压 U＝UL+UV＝4V+5V＝9V 电路消耗的总功率 P＝UI＝9V×0.5A＝4.5W （2）当S、S1、S2都闭合，滑动变阻器和定值电阻并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量通过滑动变阻器的电流；通过定值电阻的电流 两个电流表的量程均为0～0.6A，则干路电流的最大值为0.6A，根据并联电路的电流特点可知通过滑动变阻器的电流 I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.15A＝0.45A 滑动变阻器R能接入电路的最小阻值 滑动变阻器R能接入电路的阻值范围为20Ω～30Ω。 答：（1）当S闭合，S1、S2断开，将滑片P移到滑动变阻器某一位置时，灯泡L恰好正常发光，电压表示数为5V，电路消耗的总功率为4.5W； （2）当S、S1、S2都闭合，为保证电路安全，滑动变阻器R能接入电路的阻值范围为20Ω～30Ω。 11．（1）5Ω  （2）9V   （3） 0.45W 【详解】解：（1）根据可得，灯泡的电阻 （2）当只闭合开关S1时，R1与灯L串联，灯L正常发光，电路中的电流 所以，电源电压 U=U1+UL=0.6A×10Ω+3V=9V （3）当开关S1、S2、S3都闭合，且滑片P在b端时，灯L被短路，R1、R2并联，根据并联电路的电流规律，通过R2的电流 I2=I-I1=1.08A-=0.18A 所以R2的最大阻值 只闭合开关S2，滑动变阻器R2滑片位于中点时，电路的总电阻 电路中的电流 灯L的功率 答：（1）灯泡的电阻为5Ω； （2）电源电压为9V； （3）只闭合开关S2，滑动变阻器R2滑片位于中点时，灯L的电功率为0.45W。 12．（1）1A；（2）15V；（3）12W；（4）1800J 【详解】解：（1）只闭合开关时，灯泡与变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，因为此时变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的，所以此时滑动变阻器接入电路的电阻等于 滑动变阻器两端的电压为 此时电路中的电流，即电流表的示数为 （2）由图2可知，当灯泡的电流是1A的时候，此时灯泡两端的电压为 由串联电路的电压特点可知，电源电压 （3）由图2可知，当灯泡两端电压为额定电压12V时，此时灯泡正常发光，通过灯泡的电流为1A，灯泡L的额定功率是 （4）、、都闭合时，定值电阻与变阻器并联，灯泡被短路，滑动变阻器与定值电阻并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，通过定值电阻的电流 因为电流表的量程为，而滑动变阻器允许通过的最大电流是1A，所以干路中允许通过的最大电流 在保证各元件安全的情况下，电路在内消耗的最大电能是 答：（1）只闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的时，电压表示数为3V，此时电流表的示数是1A； （2）电源电压15V； （3）灯泡L的额定功率是12W； （4）闭合、、，保证各元件安全的情况下，电路在内消耗的最大电能是1800J。 13．（1）48J；（2）10Ω；（3）50Ω 【详解】解：（1）消耗的电能 （2）滑片在最左端，总电阻最大，此时电流最小为0.1A，R1消耗的电功率最小，为0.1W，所以定值电阻R1的阻值 此时定值电阻电压为 （3）滑片P最右端，变阻器电阻为0，为简单电路，此时电流0.6A，则电源电压等于定值电阻电压为 滑片在最左端，变阻器阻值最大，因为串联，变阻器分压为 滑动变阻器R2的最大阻值 答：（1）滑动变阻器R2在1min内消耗的电能48J； （2）定值电阻R1的阻值10Ω； （3）滑动变阻器R2的最大阻值50Ω。 14．（1）9..9×105J  （2）66Ω   （3）909.1W 【详解】(1)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能： W高=P高t=1100W×15×60s=9.9×105J； (2)∵P=，电源电源不变， ∴当开关S断开时R1和R2串联，总电阻较大，功率较小，处于低温档位， 当开关S闭合时，R2被短路，电阻丝R1单独工作，总电阻较小，功率较大，处于高温档位， 据以上分析可知，电烤箱处于高温档时，电阻丝R1单独工作， R1= ==44Ω， 电烤箱处于低温档时，R1和R2串联， R总= ==110Ω， 电烤箱在低温档正常工作时R2的阻值： R2=R总−R1=110Ω−44Ω=66Ω； (3)电烤箱处于高温档时,电阻丝R1单独工作， P= = =909.1W。 答：(1)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能是=9.9×105J； (2)电烤箱在低温档正常工作时R2的阻值是66Ω； (3)家庭电路实际电压为200V，电烤箱在高温档的实际功率是909.1W。 15．（1）3.36×105J；（2）3.63×105J和2.4×104J；（3）1170Ω，40Ω 【详解】解：（1）由 可知，满壶水的质量 水吸收的热量 （2）由图丙可知，加热功率为1210W，加热时间为5min，保温功率为40W，保温时间为10min；由 可知，加热消耗的电能为 保温消耗的电能为 （3）当开关S1闭合时，S2与1连接时，电路为R2的简单电路，此时处于加热状态；根据 可知R2的阻值为 当开关S1闭合时，S2与2连接时，为保温状态，两电阻串联，电路的总电阻 根据电阻的串联可知，R1的阻值为 答：（1）这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量为3.36×105J； （2）加热、保温过程中消耗的电能分别为3.63×105J和2.4×104J； （3）R1和R2的阻值分别为1170Ω和40Ω。 16．（1）0.1A，50Ω；（2）0.08W；（3）60% 【详解】解：（1）由P＝UI可知，加湿装置正常工作时的电流为 控制电路中，电磁铁线圈和湿敏电阻串联，电流表测量电路电流。当空气湿度为40%时，湿敏电阻的阻值为100Ω，根据欧姆定律可知，总电阻为 根据电阻串联的特点可知，电磁铁线圈为 R0＝R﹣R1＝150Ω﹣100Ω＝50Ω （2）由P＝I2R可知，当控制电路中的电流最小时，电磁铁线圈消耗的电功率最小，由欧姆定律可知，当湿敏电阻的阻值最大时，控制电路中的电流最小，由图乙可知，湿敏电阻的阻值随着空气湿度的增大而减小，在加湿器正常工作范围内，当空气湿度为40%时，湿敏电阻的阻值最大，为100Ω，此时电磁铁线圈消耗的最小功率为 P小＝I2R0＝（0.04A）2×50Ω＝0.08W （3）由欧姆定律可知，当湿敏电阻的阻值最小时，控制电路中的电流最大，由图乙可知，在加湿器正常工作范围内，当空气湿度为50%时，湿敏电阻的阻值最小，为75Ω，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，加湿器正常工作时，控制电路中的最大电流为 电流范围不变时，由欧姆定律可知，此时控制电路中的最小电阻 用阻值为75Ω的线圈替换原电磁铁线圈后，则湿敏电阻的阻值为 R1′＝R总小﹣R0′＝125Ω﹣75Ω＝50Ω 由图乙可知，当湿敏电阻的阻值为50Ω时，空气湿度为60%。即用阻值为75Ω的线圈替换原电磁铁线圈，则加湿器正常工作时卧室内的空气湿度最大是60%。 答：（1）加湿装置正常工作时的电流为0.1A，电磁铁线圈R0的阻值50Ω； （2）湿度控制在40%～50%之间，电磁铁线圈消耗的最小功率为0.08W； （3）电流范围不变时，若小雯用阻值为75Ω的线圈替换原电磁铁线圈，加湿器工作时卧室内的空气湿度最大值是60%。 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 $$