1.2 专项提思维3 生活中应用型电路的综合计算-【一战成名新中考】2025广西中考物理·一轮复习·分层作业本（练册）

专项提思维3生活中应用型电路的综合计算 (广西2024.29、2023.29：北部湾6年3考) 一、多挡位用电器的相关判断与计算（北部湾2022.29） ©方法指导 (1)技巧点拨 因家庭电路电压是220V不变，由公式P 高温挡→总功率大→总电阻小 是可知，接入电路的总电但越小，电路 的总功率越大 低温挡→总功率小→总电阻大 电 (2)常见的三种挡位电路图 、电磁 R R 电路图 R (短路式) (并联式) (多触点开关类) S闭合，S,断开，R1、R2串联 S闭合，S1断开，只有R2接 S接a端，R1与R2串联 低温挡 Rs=Rj+R2.P= R+R 入电路，R=R,PR Rs=R+R2.P= +R2 S、S,都闭合，只有R1接入 S、S,都闭合，R,与R2并联 S接b端，只有R2接入电路 高温挡 电路，R影=RPR R R2 、2 RR+R2 Rs-R:.Pa-R 。典例透析 (5)某次该电火锅以大火工作5min,再以小火 例1如图所示是一款电火锅 工作20min,消耗的电能为 kW·h; R 的简化电路图，额定电压为 (6)为测量在用电高峰期电火锅工作时的实 o220V0 220V,当开关S闭合后，锅 R 际功率，小明将家中其他用电器全部关闭，让 内温控开关S,自动控制小 火和大火两种加热状态，已 例1题图 电火锅在“小火”加热状态下工作，观察到标 有“3000r/(kW·h)”字样的电能表在6min 知R2的电阻为48.42，小火加热功率为 内转了240转，则电火锅此时的实际功率是 1000W. W. (1)当开关S与S,均闭合时，电路处于 变式1兴趣小组设计了一 状态； (2)R1的阻值为 Q; 款具有加热、保温功能的 0) (3)电火锅大火加热的功率为 W; 镜子，原理电路如图所 (4)若在标准大气压下，将质量为1kg、初温 示，电源电压保持不变， 变式1题图 为40℃的水用大火烧开需要6min,这些水 忽略温度对电阻的影响. 吸收的热量为 J;则电火锅的加热 R1、R2均为发热电阻，R2阻值为18D,两种工 效率是 [c*=4.2x103J/(kg·℃)]； 作状态下的功率之比为7：1，R2在保温状态 20 分层作业本·广而物理 下的功率为2W.则R,的阻值为 n;电 数据可知电路中R,的阻值为 源电压为 V:保温状态下，该镜子10min P/W 160 消耗的电能为 J. 120 80 。实战演练 40 0 1.[电路设计](2024宜宾)中医在我国具有悠久的 234挡位 乙 历史.一款电热中药壶有急火和文火两种工 第3题图 作状态，由开关S,控制，在如图的简化电路中 4.(2024湖北改编)小红用手持挂烫机帮家人熨烫 不能实现要求的是 ( 模块 衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出.图甲 220V R 为挂烫机的等效电路，R,为加热电阻，R2为限 电 流电阻，$为自动温控开关.将挂烫机接入电 路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中 220V 的电流为5.0A:当温度升到130℃时，S切换 磁 B 旋钮开关S 到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的 电流为0.02A,当温度降到100℃时，S又回 到位置“1” R:R 220V。 220Ve (1)求R1的阻值； C (2)求挂烫机待机状态的功率； 2.(2023广西21题2分)如图是 ① (3)熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图 简易榨汁杯的电路原理图， 乙，求挂烫机0-~150s消耗的电能： 工作时有榨汁、加热、保温 R (4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机 三挡.当闭合开关 的标签设计一条提示语。 时，榨汁杯处于榨汁挡：只 第2题图 I/A 闭合开关S2时，榨汁杯处于 挡. 5.0 ©补充设问 该榨汁杯的部分参数如表所示，则仅榨汁时 0.02 3050 12015017 的正常工作电流为 A,R2的阻值为 t 2. 第4题图 额定电压 220V 加热功率 300W 保温功率 80W 榨汁功率 66W 3.图甲所示为教室内电风扇的内部电路，电源电 压0=220V,旋转开关S可旋至图中的4个触 点，4个触点分别对应风扇的四个不同风速挡 位.由电路可知，当S由触点1旋至触点2时， R两端电压将 (选填“变大”“不变”或 “变小”).图乙为电路的总功率与挡位关系图，由 分层作业本·广西物理 21 二、涉及敏感电阻的应用型电路计算（广西2024.29、2023.29：北部湾2021.29） ⊙方法指导 这类题大部分是串联电路，常见的两种设问如下： ①已知外界环境（如具体的温度）求电流、电压、电功率等→先读图像找出对应电阻值再求出相 关物理量； ②已知电流、电压求外界环境（如具体的温度）→先根据已知求出对应电阻值，再读图得到外界 环境（如具体的温度）. 。典例透析 。实战演练 例2【一题多设问·图像类]如图甲所示是小明设 1.(2023广西29题8分)实践基地芒果获丰收，为 学 计的一个监测环境温度的电路原理图，电源 筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检 电 电压为18V不变，定值电阻R。标有“12V 测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V,电 学 6W”.热敏电阻R,的阻值随环境温度变化关 阻R。为202，R为压敏电阻，其阻值随压力 系如图乙.求： 变化关系如图丙.当电路电流小于0.15A时， R/O 不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续 144 120 被传送到指定位置，实现自动筛选.求： 96 72 (1)若R与R。阻值相等，R消耗的电功率； 48 24 (2)此装置能筛选出重力至少为多大的芒果： 01020304050T/℃ (3)若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同 乙 学建议：仅适当增加R。的阻值即可.你认为他 例2题图 的建议可行吗？请通过计算做出判断。 (1)定值电阻R。正常工作时，电流表的示数 R/O 1004 为 A; 80日 606 (2)定值电阻R。的阻值为 Q; 40士 (3)环境温度为25℃时，电流表的示数为 20 A,通电100s,整个电路消耗的电能 检测装置 01234F/N 甲 为 J; (4)若电流表量程为0~0.6A,电压表量程为 第1题图 0~15V,该电路能安全测量的最高环境温度 为℃ 变式2【表达式类]扫地机器 人前行时如遇阻力过大， 就会自动调整方向.原理 如图所示，电源电压为 12V,R。为定值电阻，R为 变式2题图 压敏电阻，阻值与所受压力F的大小关系为 R=10-0.4F(2).当F=0时，电路电流1= 0.75A,当I≥1.2A时触发控制电机而改变 前行方向，则R。= Ω，改变方向时压敏电 阻受到的压力至少为 N. 22 分层作业本·广而物理 2.(2024广西29慰8分)公路部门往往通过地磅3.(2024柳州鱼峰区5月模拟)如图甲为小明设计 检测汽车载重情况.图甲是跨学科学习团队 的简易雨水报警器电路，降水量传感器由两个 设计的可视化地磅的电路原理图，主要由踏 E字金属丝组成（如图乙所示）.当传感器上 板（重力不计）、压力传感器R、显示承重的仪表 没有雨滴时，传感器相当于断路：当传感器有 (实质为电流表，量程0~0.6A)等组成，R的阻 雨滴后，两个E字金属丝部分会接通.现测定传 值与所受压力F大小关系如图乙所示.电源电压 感器电阻R与降水量p的关系如图丙所示.若电 为12V,定值电阻R,的阻值为5.求： 源电压为18V,小灯泡规格为“6V3W”,当小 (1)当R的阻值为35Ω时，电路的电流； 灯泡两端电压在3.6~6V范围内时会发光报 模块 (2)当通过电路的电流为0.4A时，地磅的测 警（灯丝电阻不变）.求： 量值； (1)小灯泡灯丝电阻； 电 (3)为了增加地磅的最大测量值，请你写出一 (2)降水量在什么范围内时，小灯泡能发光报 种可行的方案，并列出关系式进行说明」 警： 电 tR/N (3)若小明需要让灯泡在更高的降水量时才 F踏板 50 4 报警，但备用器材里仅有各种型号的电阻可 30 20H 用，请对该装置提出合理的改进方案， 104 R/ 01234F/×10N 144 20 96 降水量 第2题图 雨 48 传感器 24 0 ■ 102030405060p/mm 丙 第3题图 分层作业本·广西物理 23 4.物理兴趣小组设计的温度检测仪电路图如图 5.(2021北部湾经济区)学校利用过氧乙酸对教室 所示，其中R,为热敏电阻，其阻值随温度的变 内的空气进行熏蒸消毒.某学习小组为了测量 化如下表所示：已知电源电压U=12V,当检 教室空气中过氧乙酸气体的浓度，设计了如图 测温度T,为50℃时，电压表的示数为2V. 甲所示的检测仪.已知电源电压为6V,定值 求：（该热敏电阻阻值与温度的关系式为R, 电阻R。标有“2.5D0.4A”字样，过氧乙酸 身w 气体传感器R,的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ 攙 的变化关系如图乙所示.电压表的量程为0 (1)定值电阻R。的阻值： 3V,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸 (2)当电压表的示数为4.8V时，所检测的温 气体浓度，请通过计算说明： 电学、电磁 度T2; (1)按要求，P>0.1g/m3才能达到消毒要求 (3)请你试着推导出电压表示数与温度的关 当电压表的示数为0.75V时，教室内过氧乙 系式 酸气体的浓度是否达到消毒要求： (2)若该检测仪处在所能测量的最大p值状 R R。 温度值 20 50 100200 400 T/℃ 态下工作了500s,电路消耗的电功率及R,消 热敏电 耗的电能； 110 50 30 20 15 第4题图 阻R,/2 (3)若检测仪所能测量的最大p值调整为 0.45g/m3,此时电压表指针刚好偏转到最大 刻度，则需重新选用哪种规格的定值电阻， 空气中的 R/O 60 过氧乙酸 50 40 5-P/(g/m'） 0 0.10.2 0.30.40.45 第5题图 24 分层作业本·广而物理 三、类滑变和电磁继电器型电路计算（北部湾2019.30） 1.综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流2.(2024盐城)如图甲是科技小组设计的“智能温 表示数显示拉力大小的测力计模型，模型电路 控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变 如图甲所示，ab为长10cm、阻值25n的电阻 化关系如图乙所示.当室温上升至28℃时冷 丝，其阻值与长度成正比.滑片P左端固定在 却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工 拉杆上，弹簧处于原长时滑片P位于a端，虚 作.R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减 线框内接线柱“1”与“3”连接.用力向下缓慢 小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚 拉扯绝缘拉环，滑片P沿着电阻丝从α端向b 好被吸下，控制电路电源电压恒为3V.定值 模块 端移动.电源电压恒为6V,R。为52，其余部 电阻R。为100Ω，线圈电阻忽略不计.求： 分电阻不计，电流表量程为0~0.6A.忽略弹 (1)受控电路30min内消耗的电能； 簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩 (2)受控电路工作时，通过电阻R。的电流： 电学 擦，滑片P始终与电阻丝ab接触良好. (3)热敏电阻R的变化范围. (1)闭合开关，弹簧处于原长状态时，求R,消 受控电路 、电磁 P/W 2204 耗的功率P。; 冷却 1200 衔铁 (2)弹簧的伸长量△L与所受拉力F之间的关 系统 系如图乙所示，求电流表示数最大时拉力F 的大小： 控制电路 01020304050/min (3)从电路的安全性考虑，同学们对甲图的方 乙 案进行了改进.其他条件不变，定值电阻R。的 第2题图 阻值应满足什么条件？ 4△L/cm 10 金属 拉杆 绝缘 拉环 100200300400500F/N 甲 t 第1题图 更多电学综合应用题见题型培优册P24 分层作业本·广西物理 25参考答案与重难题解析·广西物理　 由 P= I2R 得 I = 　 P R = 　 6. 4 W 10 Ω = 0. 8 A,同理,当 R2 ′ = 20 Ω 时,P2 ′= 7. 2 W,由 P = I2R 得 I′ = 　 P R = 　 7. 2 W 20 Ω = 0. 6 A,根 据电源电压不变建立等式有 0. 8 A×(R1 +10 Ω)= 0. 6 A×(R1 + 20 Ω),解得 R1 = 20 Ω,将 R1 = 20 Ω 代入上式左边或者右边即 得,U总 = 24 V;当滑动变阻器接入电路阻值最小时,电路总功 率最大,最大功率为 P总max = U2 R1 = (24 V) 2 20 Ω = 28. 8 W. 3. 0. 2　 20　 【解析】由图可知,电阻 R1 、R2 串联,电流表测电路 中的电流;由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电路中的 电流:I= U R总 = U R1 +R2 = 3 V 10 Ω+20 Ω = 0. 1 A,由串联电路的电流 特点可知,通过 R2 的电流:I2 = I= 0. 1 A,则 R2 消耗的电功率: P2 = I2 2R2 = (0. 1 A) 2 ×20 Ω = 0. 2 W;若用 R0 替换电阻 R1 ,R0 与 R2 串联,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路中的电 流最大,则最大电流为 I最大 = U R2 = 3 V 20 Ω = 0. 15 A< 0. 2 A,即电 流表示数的最大变化量达不到 0. 2 A,不符合题意;若用 R0 替 换电阻 R2 ,R0 与 R1 串联,当滑动变阻器接入电路的电阻为零 时,电路中的电流最大,则最大电流为 I最大 ′= U R1 = 3 V 10 Ω = 0. 3 A >0. 2 A,符合题意,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电 路中的电流最小,由题意可知,此时电路中的最小电流:I最小 ′= I最大 ′-ΔI= 0. 3 A-0. 2 A = 0. 1 A,由欧姆定律可知,此时电路中 的电阻:R总最大 = U I最小 ′ = 3 V 0. 1 A = 30 Ω,由串联电路的电阻特点可 知,滑动变阻器 R0 的最大阻值:R0最大 =R总最大 -R1 = 30 Ω-10 Ω = 20 Ω. 命题点 4　 焦耳定律的理解及相关计算 1. A　 2. C　 3. D　 4. A　 5. 电阻　 热　 热传递 6. 1　 3 600　 7. 180　 12　 8. 电阻　 右　 9. AB 专项提思维 1　 动态电路分析 例 1　 AEG　 变式 1　 B 例 2　 C　 变式 2　 AC 例 3　 EF　 变式 3　 A 1. AD　 2. ABC　 3. D　 4. 变大　 不变 专项提思维 2　 动态电路综合计算 例 1　 (1)3　 (2)0. 5~ 3　 (3)0. 1~ 0. 6　 (4)5　 (5)0~ 25 (6)0. 3~ 1. 8　 (7)3 变式 1　 6　 5　 0. 8 ~ 7. 2　 3. 6　 【解析】由图甲可知,R1 、R2 串 联,电压表测量 R2 两端的电压,电流表测量电路中的电流;当 滑片 P 处于 a 端时,滑动变阻器 R2 接入电路中的电阻为零,电 压表被短路,电路中只有电阻 R1 工作,根据图乙知,此时电路 中的电流:I1 = 1. 2 A,由 I= U R 可知,电源电压:U= I1R1 = 1. 2 A× R1 …①,当滑片 P 处于 b 端时,滑动变阻器 R2 接入电路中的电 阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,此时电路中的电流:I2 = 0. 4 A,滑动变阻器 R2 两端电压 U2 = 4 V,由 I = U R 可知,电源 电压 U= I2R1 +U2 …②,联立①②式解得,U = 6 V,R1 = 5 Ω;当滑 片 P 从 a 端移动到 b 端时,根据图乙知,电路中电流值的变化 范围为 0. 4 ~ 1. 2 A,则 R1 的电功率的最小值:Pmin = I2 2R1 = (0. 4 A) 2 ×5 Ω = 0. 8 W,R1 的电功率的最大值:Pmax = I1 2R1 = (1. 2 A) 2 ×5 Ω = 7. 2 W,所以,电路中 R1 的电功率的变化范围 为 0. 8 ~ 7. 2 W;由图乙可知,当滑动变阻器接入电路中的阻值 最大时,两端的电压为 4 V 时,通过电路中的电流为 0. 4 A,滑 动变阻器的最大阻值:R2大 = U2 I2 = 4 V 0. 4 A = 10 Ω,当滑动变阻器滑 片在中点时,滑动变阻器接入电路中的阻值 R2 ′ = 5 Ω,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 ′ = 5 Ω+5 Ω = 10 Ω,此时电路中的电流:I= U R = 6 V 10 Ω = 0. 6 A,电路 的总功率 P=UI= 6 V×0. 6 A = 3. 6 W. 1. V2 　 10　 50　 3. 6 2. BD　 【解析】由图甲可知,小灯泡 L 与滑动变阻器串联,电压表 测量小灯泡两端的电压,电流表测串联电路中的电流. 闭合开 关 S,由图乙可知,当滑动变阻器接入的阻值为 3 Ω 时,电路中 的电流为 0. 5 A,此时灯泡正常发光,小灯泡的额定电压为 6 V,则此时小灯泡的电阻:RL = UL IL = 6 V 0. 5 A = 12 Ω,根据串联电 路电压的特点,电源电压:U=U滑 +UL = IR滑小 +UL = 0. 5 A×3 Ω+ 6 V = 7. 5 V,当滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时,滑动变阻器阻 值最大,此时电路中电流最小,为 0. 25 A,此时滑动变阻器的 阻值为 20 Ω,根据欧姆定律和串联电路电阻的特点,此时灯泡 的阻值:RL ′= U I小 -R滑大 = 7. 5 V 0. 25 A -20 Ω = 10 Ω,因此灯泡的电阻 是变化的,故 A 错误;灯泡的额定电压为 6 V,额定电流为 0. 5 A,则灯泡的额定功率:PL = UL IL = 6 V× 0. 5 A = 3 W,故 B 正确;当滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时,滑动变阻器接入电路 的电阻最大,电路中的总电阻最大,根据欧姆定律可知电路中 的电流最小,由图乙可知最小电流为 0. 25 A,电路消耗的最小 电功率为:P小 =UI小 = 7. 5 V×0. 25 A = 1. 875 W,故 C 错误;由 上述可知,当滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时,滑动变阻器接入 电路的阻值最大,则此时 L 与 R 阻值之比为 RL ′ R = 10 Ω 20 Ω = 1 2 ,故 D 正确. 故选 BD. 例 2　 (1)0. 15~ 0. 3　 (2)6~ 7. 5　 (3)20~ 50　 (4)1. 35~ 2. 7 1. 6　 2 ∶1　 减小定值电阻 R1 的阻值 　 【解析】只闭合开关 S2 ,R2 的滑片 P 移至最左端,滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路 为灯泡 L 的简单电路,电流表测电路中的电流,由 P=UI 可得, 灯泡 L 的额定电流:I额 = P额 U额 = 3 W 6 V = 0. 5 A,因此时电路中的电 流为 0. 5 A,即通过灯泡 L 的实际电流等于额定电流,所以灯 泡 L 两端的实际电压也等于灯泡 L 的额定电压,因此电源电 压:U=UL = 6 V;闭合开关 S1 、S2 和 S,滑动变阻器 R2 、电阻 R1 并联,电流表测干路电流,因为电流表的量程为 0~ 0. 6 A,所以 干路的最大电流为 0. 6 A,此时通过 R1 的电流:I1 = U R1 = 6 V 30 Ω = 0. 2 A,由并联电路的电流特点可知,通过滑动变阻器的最大电 流:I2大 = I大 -I1 = 0. 6 A-0. 2 A = 0. 4 A,由 P =UI 可知,R2 的电 功率与 R1 的电功率的最大比值: P2 P1 = UI2大 UI1 = I2大 I1 = 0. 4 A 0. 2 A = 2 1 ; 由前面分析可知,若要使 R2 能够调节的阻值范围缩小,最大阻 值符合要求,应增大滑动变阻器接入电路的最小电阻从而缩小 R2 能够调节的阻值范围,减小电路中通过滑动变阻器的最大 电流,即增大通过 R1 的电流,可采取的措施是减小定值电阻 R1 的阻值. 2. 4. 5　 40　 【解析】当闭合开关 S,S1 接 1,灯泡和变阻器串联, 电压表测量变阻器两端电压,根据串联分压知识可知,变阻器 阻值越大,分压越多,电压表量程为 0~ 3 V,则变阻器最大分压 为 3 V,故变阻器两端电压为 3 V,通过变阻器的电流 I1 = U1 R1 = 3 V 15 Ω = 0. 2 A,由图乙可知,当通过灯泡的电流为 0. 2 A 时,其 两端的电压为 1. 5 V. 则电源电压 U = U1 +U2 = 3 V+ 1. 5 V = 4. 5 V;若闭合开关 S,S1 接 2,定值电阻和变阻器串联,电流表 接“0~ 0. 6 A”量程,由滑动变阻器的规格可知,通过电路的最 大电流为 0. 6 A,或最大电流为 4. 5 V R1 <0. 6 A,当滑动变阻器接 入电路电阻最大时, 通过电路的电流最小, 最小电流为 4. 5 V 20 Ω+R1 ,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电 流恰好是最小电流的 1. 5 倍,分两情况讨论: ① 最大电流 0. 6 A,最小电流为 4. 5 V 20 Ω+R1 ,则 1. 5× 4. 5 V 20 Ω+R1 = 0. 6 A,解得 R1 = -8. 75 Ω(舍去);②最大电流为 4. 5 V R1 ,最小电流为 4. 5 V 20 Ω+R1 ,则 1. 5× 4. 5 V 20 Ω+R1 = 4. 5 V R1 ,解得 R1 = 40 Ω,故 R1 的阻值为 40 Ω. 专项提思维 3　 生活中应用型电路的综合计算 一、多挡位用电器的相关判断与计算 例 1　 (1)大火　 (2) 48. 4　 (3)2 000　 (4)2. 52×105 　 35% (5)0. 5　 (6)800　 变式 1　 3　 7　 1 400 1. B　 2. S1 　 保温　 【补充设问】0. 3　 220 3. 变大　 605　 【解析】由图甲可知,当 S 旋至触点 1 时,电路中 R1 、R2 、R3 和电动机串联,电路中 R总 = R1 +R2 +R3 +R电;当 S 由 触点 1 旋至触点 2 时,电路中 R2 、R3 和电动机串联,电路中 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 2 参考答案与重难题解析·广西物理　 R总 ′=R2 +R3 +R电,总电阻变小,电流变大,根据 U = IR 可知,电 阻阻值不变,电流变大,电阻两端电压变大;由图乙可知,根据 P= U2 R 可得:1 挡时总功率 P1 = 40 W 时,R1 +R2 +R3 +R电 = U2 P1 = (220 V) 2 40 W = 1 210 Ω,2 挡时总功率 P2 = 80 W 时,R2 +R3 +R电 = U2 P2 = (220 V) 2 80 W = 605 Ω,所以电路中 R1 的阻值:R1 = 1 210 Ω- 605 Ω = 605 Ω. 4. 解:(1)当 S 在位置“1”时,R1 接入电路,由 I = U R 可得,R1 = U I1 = 220 V 5. 0 A = 44 Ω; (2)当 S 在位置“2”时,挂烫机处于待机状态,R2 接入电路,由 P=UI 可得,P待机 =UI2 = 220 V×0. 02 A = 4. 4 W; (3) 挂烫机加热状态时的功率: P加热 = UI1 = 220 V × 5 A = 1 100 W, 挂烫机消耗的电能:W=P加热t加热+P待机t待机 =1 100 W×(30 s+70 s) +4. 4 W×(20 s+30 s)= 110 220 J; (4)避免与其他大功率电器共用同一插座. 二、涉及敏感电阻的应用型电路计算 例 2　 (1)0. 5　 (2)24　 (3)0. 3　 540　 (4)40 变式 2　 6　 15　 【解析】阻值与所受压力 F 的大小关系为 R= 10- 0. 4 F(Ω),当 F= 0 时,R = 10 Ω,由图知定值电阻与压敏电阻 串联,当电路电流 I = 0. 75 A 时,有 U = I(R0 +R),代入数据: 12 V = 0. 75 A×(R0 +10 Ω),解得:R0 = 6 Ω;当 I′ = 1. 2 A 时,有 U= I′(R0 +R′),代入数据:12 V = 1. 2 A×(6 Ω+R′),解得此时压 敏电阻 R′= 4 Ω,阻值与所受压力 F 的大小关系为 R = 10-0. 4F (Ω),代入数据:4 Ω = 10-0. 4F,解得 F= 15 N. 1. 解:(1)电路中的电流: I1 = U R总1 = U R+R0 = 12 V 20 Ω+20 Ω = 0. 3 A, R 消耗的电功率:PR = I1 2R= (0. 3 A) 2 ×20 Ω = 1. 8 W; (2)电路中的最大总电阻:R最大 = U I最小 = 12 V 0. 15 A = 80 Ω, 压敏电阻 R 的阻值:R′=R最大 -R0 = 80 Ω-20 Ω = 60 Ω, 由图丙可知,此装置能筛选出重力至少为 1 N 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 2 N 时,压敏电阻的阻值为 40 Ω,为了筛选出重力至少 为 2 N 的芒果,R0 的阻值为 R0 ′=R最大 -R″= 80 Ω-40 Ω = 40 Ω> 20 Ω, 因此适当增加 R0 的阻值可以筛选出重力至少为 2 N 的芒果. 2. 解:(1)R 与 R0 串联,电路总电阻:R总 = R+R0 = 35 Ω + 5 Ω = 40 Ω, 由欧姆定律得电路的电流:I= U R总 = 12 V 40 Ω = 0. 3 A; (2) 当电路的电流为 0. 4 A 时,电路的总电阻:R总 ′ = U I′ = 12 V 0. 4 A = 30 Ω, R 与 R0 串联,此时 R 的阻值:R′=R总 ′-R0 = 30 Ω-5 Ω = 25 Ω, 对照图乙可知,此时的压力:F = 1× 104 N,即地磅的测量值为 1×104 N; (3)要增加地磅的最大测量值,可行的方案是:适当增大 R0 的 阻值或适当减小电源电压或适当增大电流表的量程(注:写出 以上任意一种方案即可给分) 根据图乙可知,R 越小,F 越大. 由图甲可知,R 越小,电流表示 数越大,地磅测量值越大. 当电流表示数达到最大测量值时, 地磅测量值最大. 设电流表的量程为 0~ Imax ,由 R总 = U Imax ,R总 =R+R0 ,解得 R= U Imax -R0 , 由上式可知,U 越小、Imax 越大、R0 越大,则 R 越小,因此,所选 方案可行. (注:用其他方法求解,酌情给分) 3. 解:(1)小灯泡灯丝电阻:RL = U额 2 P额 = (6 V) 2 3 W = 12 Ω; (2) 当小灯泡两端电压为 3. 6 V 时, 电流 I1 = U1 RL = 3. 6 V 12 Ω = 0. 3 A, 此时传感器电阻:R= U-U1 I1 = 18 V-3. 6 V 0. 3 A = 48 Ω, 由丙图可知,此时降水量为 30 mm, 当小灯泡两端电压为 6 V 时,电流 I2 = U2 RL = 6 V 12 Ω = 0. 5 A, 此时传感器电阻:R′= U-U2 I2 = 18 V-6 V 0. 5 A = 24 Ω, 由丙图可知,此时降水量为 60 mm,所以降水量在 30 ~ 60 mm 范围内时,小灯泡能发光报警; (3)报警的临界电流不变,电源电压不变,根据 R= U I 可知总电 阻不变,让灯泡在更高的降水量时才报警,此时传感器电阻变 小,则应该在电路中串联一个定值电阻. 4. 解:(1)根据串联电路中的电流相等和欧姆定律可知, U1 R1 = U0 R0 = 12 V-2 V 50 Ω = 2 V R0 ,解得 R0 = 10 Ω; (2)当电压表的示数为 4. 8 V 时,U1 ′ =U-U0 ′ = 12 V-4. 8 V = 7. 2 V, 根据串联电路中电流相等可知: U1 ′ R1 ′ = U0 ′ R0 = 7. 2 V R1 ′ = 4. 8 V 10 Ω , 解得 R1 ′ = 15 Ω,由题中表格可知此时检测的温度为 T2 = 400 ℃ ; (3)将表中任意两组数据代入关系式解得 k = 2 000,b = 10,则 热敏电阻阻值与温度的关系式为 R1 = 2 000 T +10, 由于热敏电阻 R1 与定值电阻 R0 串联,根据欧姆定律可知,电 压表 的 示 数 U0 = IR0 = U R1 +R0 R0 = 12 V 2 000 T +10+10 Ω × 10 Ω = 6T 100+T . 5. 解:(1)通过定值电阻 R0 的电流 I0 = U0 R0 = 0. 75 V 2. 5 Ω = 0. 3 A, 则通过 Rt 的电流 It = I0 = 0. 3 A, Rt 两端的电压 Ut =U-U0 = 6 V-0. 75 V = 5. 25 V, 根据欧姆定律得 Rt = Ut It = 5. 25 V 0. 3 A = 17. 5 Ω, 由图像乙知, 当 Rt = 17. 5 Ω 时, 过氧乙酸气体的浓度大 于 0. 1 g / m3 , 所以教室内过氧乙酸气体的浓度可以达到消毒要求; (2)当电路电流为定值电阻允许通过的最大电流 0. 4 A 时, 定值电阻两端的电压 U0 ′= I0 ′R0 = 0. 4 A×2. 5 Ω = 1 V<3 V,所 以电路中最大电流是 0. 4 A, 电路消耗的电功率 P=UI0 ′= 6 V×0. 4 A = 2. 4 W, 定值电阻 R0 消耗的电能 W0 = U0 ′I0 ′t = 1 V × 0. 4 A × 500 s = 200 J; (3)若检测仪所能测量的最大 ρ 值调整为 0. 45 g / m3 ,此时 Rt ′ = 5 Ω,电压表指针刚好偏转到最大刻度,即 3 V, 则 Rt 两端的电压 Ut ′=U-U0 ′= 6 V-3 V = 3 V, 此时电路中的电流 I= Ut ′ Rt ′ = 3 V 5 Ω = 0. 6 A, 则定值电阻的阻值 R0 = U0 ′ I = 3 V 0. 6 A = 5 Ω, 故定值电阻的规格选用“5 Ω　 0. 6 A”. 三、类滑变和电磁继电器型电路计算 1. 解:(1)由图知,当虚线框内接线柱“1”与“3”连接时,两电阻 串联,闭合开关,弹簧处于原长状态时,电阻丝接入电路中的 电阻最大,即 Rab = 25 Ω, 电路中的电流:I= U R总 = U Rab+R0 = 6 V 25 Ω+5 Ω = 0. 2 A, R0 消耗的功率:P0 = I2R0 = (0. 2 A) 2 ×5 Ω = 0. 2 W; (2)由电流表量程为 0 ~ 0. 6 A 可知,电流表的最大示数 I大 = 0. 6 A, 此时电路的总电阻:R总 ′= U I大 = 6 V 0. 6 A = 10 Ω, 此时电阻丝接入电路中的电阻:RPb = R总 ′-R0 = 10 Ω - 5 Ω = 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 3 参考答案与重难题解析·广西物理　 5 Ω, 弹簧的伸长量:ΔL=L- RPb Rab ×L= 10 cm- 5 Ω 25 Ω ×10 cm = 8 cm, 由图乙可知,电流表示数最大时显示的拉力 F= 400 N; (3)从电路的安全性考虑,当滑片位于 b 端时,变阻器接入电 路中的电阻为 0,此时电路中的电流应不大于 0. 6 A,由(2)的 解答可知,当电路中的电流为 0. 6 A 时,电路的总电阻 R总 ′ = 10 Ω,所以,其他条件不变,R0 的阻值应不小于 10 Ω. 2. 解:(1)受控电路 30 min 内消耗的电能: W=Pt = 1 200 W×20× 60 s = 1. 44×106 J; (2)衔铁被吸下时,受控电路工作,此时控制电路中 R0 与 Rt 并联,由并联电路中电压的规律知,R0 两端的电压:U0 = U = 3 V, 通过电阻 R0 的电流:I0 = U0 R0 = 3 V 100 Ω = 0. 03 A; (3)当控制电路中的电流为 0. 15 A 时,衔铁即将被吸下,冷却 系统工作,由图可知此时控制电路为热敏电阻 Rt 的简单电路, 根据题意可知此时室温升至 28 ℃ ,且此时热敏电阻 Rt 的阻值 最小,热敏电阻两端电压为 Ut =U = 3 V,则热敏电阻的最小阻 值为:Rtmin = Ut It = 3 V 0. 15 A = 20 Ω; 由题意和图示可知,冷却系统工作后,控制电路中热敏电阻 Rt 和定值电阻 R0 并联,在降温过程中热敏电阻 Rt 的阻值会增 大,则通过热敏电阻 Rt 的电流会减小,但此过程中衔铁一直被 吸下,说明此过程中控制电路的总电流为 0. 15 A,当室温降至 23 ℃ 时,热敏电阻 Rt 的阻值最大,控制电路的总电流仍为 0. 15 A,则此时通过热敏电阻的电流为 It ′ = I- I0 = 0. 15 A - 0. 03 A = 0. 12 A,热敏电阻两端电压为 Ut =U= 3 V, 所以热敏电阻的最大阻值:Rtmax = Ut It ′ = 3 V 0. 12 A = 25 Ω,故热敏电 阻 Rt 的变化范围为 20 ~ 25 Ω. 大单元 3　 “伏安法”实验 能力点 1　 电路的连接 1. 如答图所示 第 1 题答图 2. 如答图所示 第 2 题答图 3. 如答图所示 第 3 题答图 4. 如答图所示 第 4 题答图 5. 如答图所示 第 5 题答图 6. 如答图所示 第 6 题答图 7. 如答图所示 第 7 题答图 8. 如答图所示 第 8 题答图 能力点 2　 电路故障分析 1. (1)D　 (2) A　 (3)C　 2. D　 3. B　 4. D 5. MN　 R2 断路(或 NQ　 R1 断路)　 6. L1 断路　 1 实验 1　 探究电流与电压、电阻的关系 1. (1)如答图所示　 B　 0. 48　 不能　 (2)不能　 (3)9　 大于 第 1(1)题答图 2. (1)断路　 (2)电流值　 相同　 (3)10　 e　 (4)②小 实验 2　 测量电阻的阻值 1. (1)如答图所示　 (2)Rx 短路　 (3)8　 (4)①电压表并联在滑 动变阻器的两端　 ②电阻 Rx ′的平均值　 (5) ②开关 S1 没有 闭合　 ③电热丝的电阻随温度的升高而增大 　 【拓展设问】 (1)5 000　 (2)①3 750　 小　 ②生肉条的电阻是否与生肉条 的温度有关 第 1(1)题答图 2. (1)如答图所示　 (2)0. 2　 (3)变阻器滑片位置　 (4)如答图 所示　 不能　 由表格数据和图像可知,电流的倒数与电阻箱 阻值不完全成正比,所以不能得到铅笔芯精确的电阻值 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 4