寒假复习季《电功率》计算题分层专训集-2024-2025学年人教版九年级上学期物理

2024-2025学年人教版九年级上学期物理寒假复习季 《电功率》计算题分层专训集 姓名：___________班级：___________ 第一板块：基础达标 1．如图所示的电路中，电源电压为9V，且保持不变，电阻，。当开关闭合后，求： （1）通过的电流是多少A？ （2）2min电流对电阻所做的功是多少J？ 2．小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S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，电路中的电流为5.0A；当温度升到130℃时，S切换到位置“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”。 （1）求R1的阻值。 （2）求挂烫机待机状态的功率。 （3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0~150s消耗的电能。 （4）请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。 3．电辅热式平板太阳能热水器是我市目前广泛使用的一种太阳能热水器，具有不管阴天晴天，冬天夏天均有热水供应的优点。如图甲为我市某小区安装的电辅热式平板太阳能热水器，其电加热的额定功率为2000W（直接接家庭电路220V）。图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表（由量程为电流表改成），R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙。 （1）热水器正常加热时，电热丝电阻为多大？ （2）阴雨天，将储水箱中50kg、的水加热到，正常通电要多长时间？[设电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，] （3）当水位指示表指示储水箱深为0.4m时，探测电路中的电流多大？ 4．某饮水机的电路原理图如图所示，饮水机的铭牌上的部分内容如表： （1）饮水机加热时，开关S应该断开还是闭合? （2）R1的阻值为多大？ （3）该饮水机正常工作时，加热效率为84%，则1kg的水从10℃加热到98℃需要多少秒？[C水=4.2×103J/（kg·℃）] 额定电压 220V 加热功率 1100W 保温功率 44W 最大容积 2L 5．如图所示是坐位体前屈成绩测试仪，为了加强自我训练，物理爱好者小刘同学利用家中器材自制了一个测试仪，原理图如图所示，其中电阻丝AB粗细均匀，总长度为30cm电阻值为30Ω，电流表的量程为“0.6A”。调试过程中发现，不推挡板时P在B；推动挡板P到A时，电流表示数为0.6A；推动挡板P到AB中点时电流表示数为0.15A。则： （1）电阻R1的阻值为多少？ （2）在电流表的表盘0.2A刻度处就标上成绩为多少cm？ （3）不断改变P的位置，并把推动长度标在电流表相应刻度上，发现测试仪表盘刻度不均匀。于是找来一个电压表接入电路并适当改变电路连线，终于使改进后的测试仪表盘刻度均匀，而且“成绩”越好，读数也越大。请在图中画出改进后的电路（不需要的导线上打“×”） 6．图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两挡加热功能，低温挡功率为5500W，内部等效电路如图乙所示，R1和R2是两个电热丝。某次小明用高温挡淋浴时，水的初温是20℃，淋浴头的出水温度为40℃，淋浴20min共用水100L，假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收【】，求： （1）电热丝R1的阻值； （2）水吸收的热量； （3）该热水器高温挡功率。 7．在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个档位，工作电路简化为图乙所示，其中为档位开关，、为定值电阻，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火档时，红灯亮；处于文火档时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火档的额定功率为2420W，。 （1）判断A灯是红灯还是绿灯； （2）求电中药壶文火档的额定功率； （3）暑假的一天晚上，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，先用猛火档加热6min至沸腾后，再用文火档慢熬30min，共消耗电能0.3KW·h，由此计算电中药壶的实际电压。 8．实验桌上有一个电学器件，该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成，a、b两点接电源，如图所示。两电阻的额定电压均为12V，电阻R1的阻值为100Ω，当该电学器件正常工作时，电流表示数为0.36A，求： （1）此时通过电阻R1的电流； （2）电阻R1的电功率； （3）电阻 R2的阻值。 9．如图甲所示是小媛家新买的新型电热水壶，该电热水壶有加热、保温和干烧断电功能，其简化电路如图乙所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘温度达到120℃自动断开，S2是壶壁温控开关，闭合时对水加热，断开时对水保温。已知电热水壶加热功率为1100W，保温功率为55W。求： （1）电热水壶处于加热状态时，电路中的电流； （2）电阻的阻值； （3）若水烧开后，S2没有自动断开，当壶里的水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，已知发热盘质量为0.44kg，比热容为，若水壶的加热效率为80%，则经过多长时间S1才会断开？ 10．某电热水壶的铭牌如图所示，电热水壶正常工作时，将一满壶20℃的水烧开（在标准大气压下）用时250s，求： 产品型号 KS-12 最大容积 1.0L 额定电压 220V 额定频率 50Hz 额定功率 1500W (1)水吸收的热量； (2)电热水壶的效率。 第二板块：能力提升 11．电热直饮机非常普遍，它利用内部的电热丝将水烧开，打开水龙头即可有开水饮用，同时还有保温功能。下图是某学校新安装的电热直饮机，图乙是它的简化电路图（、均为电热丝），各项参数如下表所示。 (1)该电热水器处于正常加热状态时的工作电流是多少？ (2)电阻丝的阻值是多少？ 电热直饮机参数 热水温度∶100℃ 保温功率∶110W 热胆容积∶11L 额定电压∶220V 加热功率∶1210W 频率∶50Hz (3)电能表的表盘上标有“”的字样，只让该电热水器使用加热挡单独工作6min，这段时间内电能表的指示灯闪烁了160次，则该电热水器在上述时间内实际消耗的电能为多少，实际功率为多少，该电路的实际电压为多少？ 12．如图甲为某型号电饭锅的简化电路。和均为电热丝，和为温控开关。当只闭合时，处于保温挡；当都闭合时，处于加热挡。已知，加热挡功率为880W，。求： (1)电饭锅在保温挡工作时的电流； (2)保温挡的功率； (3)电饭锅在加热挡工作时通过的电流； (4)如图乙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。 13．如图所示的电路，电源电压保持6V不变，小灯泡L标有“6V  3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~3V，电阻，滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。求： (1)小灯泡的电阻； (2)只闭合开关、，接入电路中的电阻为8Ω时，通电100s电路消耗的电能； (3)当所有开关都闭合时，电流表的示数； (4)在保证电路安全的情况下，此电路的最小功率。 14．现在开始流行一种发热围巾，其电路简化原理图如图所示，开关可以同时与a、b相连，或只与c相连，使其有高温和低温两档。已知电源电压为5V，，R为两个相同的发热电阻且，两个指示灯的电阻可以忽略不计，正常工作时高温档与低温档电功率之比为。计算： (1)R的阻值； (2)低温档的功率； (3)电路工作的最大电流； 15．如图所示是恒温变频电热水龙头，某次洗手时，水流量为，水的初温为，设定的末温为，水龙头打开，求： (1)水的质量； (2)水吸收的热量； (3)假设电热水龙头的加热效率为90%，此次消耗的电能和电热水龙头电功率是多少。 16．小鑫同学学了电功率后，想测量家中电热水壶的实际功率是不是和额定功率一样。小鑫同学做了以下的操作：①观察电能表和电热水壶的铭牌，如图。②将其它的用电器断开，给电热水壶中装满水，接通电源，闭合开关，开始计时，同时观察电能表指示灯闪烁。③小鑫计时2分钟，观察电能表指示灯闪烁了150次。求： (1)电热水壶正常工作时的电流； (2)电热水壶的实际功率； (3)若消耗的电能有84%被水吸收，则水壶中的水的温度升高了多少?（） 17．一个标有“”字样的小灯泡，其电流随电压变化的图像如图甲所示，将它连入如图乙所示的电路中，电源电压为且保持不变。求： (1)小灯泡的额定功率； (2)小灯泡正常发光时的电阻； (3)当电流表的示数为时，滑动变阻器在内产生的热量。 18．近年来热销的3D打印笔，是一款具有立体绘画功能的画笔，如图甲所示，通电后笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化，打印笔工作时有高温挡和低温挡两个挡位，加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为5V，，，忽略电阻丝阻值随温度变化。求： (1)处于低温挡时，电路中的电流大小。 (2)低温档的功率大小。 (3)处于高温挡时，通电1min，打印笔产生的热量。 19．电动汽车因具有零排放、低噪音、节能等优点，得到了快速发展，但仍然存在一些制约其发展的因素，目前主要应用于城市内部交通。某智能出行平台出租的电动汽车部分参数如下表。 电池容量 8kW·h 百公里耗电量 12kW·h/100km (1)如果用120kW的“快充”充电桩给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间？ (2)电池容量是决定电动汽车续航里程的主要因素，若此电动汽车的能量利用率是75%，计算该车的续航里程；（按汽车电池电量不得低于电池容量的20%来计算） (3)同样条件下，电动汽车比燃油汽车能耗小很多。某燃油汽车百公里消耗汽油10L，则电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是多少焦耳？ （汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油的热值q=4.6×107J/ kg） 20．小芳同学最近注意到家中的灯泡较暗，他猜测可能是电压低于220V。为了证实猜想，他做了如下的实验，关闭家中其它电器，只开一只“220V  100W”的电灯，观察家中的电能表在20min显示灯闪烁81次。 (1)这只电灯的电阻多大？ (2)在20min内这只电灯消耗的电能是多少J？ (3)此时灯泡实际功率是多少W？ 第三板块：智力挑战 21．在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程均为0～15V，定值电阻R2=10，滑动变阻器标有“100 1A”字样。闭合开关S、S2，移动滑动变阻器的滑片至某一位置A（图中未画出），此时电流表的示数为I=0.6A，R2的功率为P2；闭合开关S、S1，保持滑动变阻器的滑片仍位于位置A，此时电流表的示数为I′，R2的功率为P2′，再次移动滑动变阻器的滑片至另一位置，电压表V1的示数变化为∆U1，电压表V2的示数变化为∆U2。已知P2∶P2′=9∶4，∆U1∶∆U2=3∶5，求： (1)P2； (2)I与I′之比； (3)闭合开关S、S1，保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片，则该电路总功率的最大值与最小值的差值为多少W。 22．如图为泽彬家菜板内部电路简化图。电源电压保持不变（注：家庭电路），绝缘体AB将定值电阻R0平分为两部分，滑片P控制电路档位，L为黑科技导体（电阻忽略不计），当通过L的电流大于等于55/3A时，L会断开，反之则自动闭合。（数据配置如核弹，有亿点不合理，但不影响计算） 已知：定值电阻R0=80Ω，R1=12Ω，AB=10cm。问：    (1)电路有 个档位，这几个档位的滑片分别在距A点的什么范围（直接写出）？ (2)泽彬奶奶用该菜板给米线保温，此时，电路的功率为何值？ 23．小明家买了一辆增程式电动汽车。 (1)如图是车的结构简图，当电池电量耗尽时，可以通过燃烧汽油使发动机转动，从而带动发电机发电，驱动电机使汽车继续行驶。该车满电的最大行驶里程为200km，满油满电的最大行驶里程为1000km，油箱最多装汽油60kg。 ①60kg汽油完全燃烧放出的热量是 J；（） ②最大行驶里程是汽车在水平公路上以一定的速度匀速行驶测得的数据。若该车在测量满油满电的最大行驶里程的过程中，所受阻力恒为1000N，则全过程中汽车动力做功为 J；若该过程中，发动机效率为40%，电机效率为90%，则汽车发电机的发电效率为 %；（保留整数） (2)小明为该车安装了电加热椅垫（如图甲），座椅垫有“高温”“低温”两个挡位，其电路简化原理图如图乙所示，其中电源电压为12V，熔断器（电阻忽略不计）的熔断电流为5.0A，高温功率为36W，低温功率为16W，、为加热电阻（阻值不随温度变化）。 ①加热电阻的阻值是 ； ②小明要把电路原理图改为丙图，也设有两个挡位。试通过计算判断丙图电路是否合理 ? 24．如图甲所示电路，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V　0.5A”字样，灯泡L的电流与电压的关系如图乙所示。现将滑动变阻器R1的滑片P1置于最右端，滑动变阻器R2的滑片P2置于中间位置，闭合所有开关，灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.9A；保持滑片P1、P2位置不变，当断开开关S1、S3，闭合S2时，电流表示数变化了0.7A。已知滑动变阻器R1上标有“？　2A”，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V。 (1)求小灯泡L正常工作时的电阻； (2)当只闭合S3时，为保证电路安全，求滑动变阻器R2的取值范围； (3)所有开关可以任意闭合或断开，滑片均可以任意移动，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求电路消耗的总功率的最大值和最小值。 25．小明家中安装了一台电辅式太阳能热水器，如图甲所示，该热水器最大储水量100kg，接收太阳能的有效面积为。其工作原理如下：光照充足时，直接利用太阳能加热；在光照条件不好时，利用电加热器加热。电加热器部分的工作原理如图乙所示，电源电压，和是阻值恒定的发热电阻，其中；温度达到预设温度时，自动切换到保温状态，保温功率为200W；为防止触电，热水器向外供水过程中目动切断电路。已知水的比热容。（电加热过程的能量损失不计） （1）当选择开关置于C、D间时，电加热器处于___________（选填“保温”或“加热”）状态。 （2）求发热电阻的阻值及电加热器加热挡的电功率。 （3）某日光照条件不好，有效日照时间为5h，太阳辐射功率（单位时间内、单位面积上辐射的能量）为，太阳能加热时能量转化效率为50%。需要将满箱初温为20℃的水加热到80℃，求还需要电加热的时间。 26．如图甲所示，电源电压不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片从左向右滑动的过程中，V1、V2的示数随着电流表变化情况如图乙所示。求： （1）定值电阻的阻值； （2）电源电压和的阻值； （3）实际电源也有电阻、电源和可以看作是一个内部电阻为的电源。电源的总功率分为两大部分，一部分被自己的内电阻消耗掉了，另外一部分输出到了外界对外做功，称之为输出功率，输出功率占电源总功率的比值叫做输出效率。求图甲中电源的最大输出效率。（结果保留一位小数） 27．如图，电路中电源电压可调，定值电阻，和为额定功率不同、额定电流均为0.4A的小灯泡（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R的铭牌上标有“”字样，电流表量程0~0.6A。 （1）只闭合开关，电源电压时，电流表的示数为0.3A，求此时滑动变阻器接入电路的阻值； （2）保持（1）中开关状态和电源电压不变，在电路安全的情况下，调节滑动变阻器，求定值电阻的功率变化范围； （3）调节电源电压为，只闭合开关，调节滑动变阻器，灯的功率为1.6W时正常发光，最小功率为0.4W；再调节电源电压为，只闭合开关，调节滑动变阻器，灯的最大功率为1.6W，最小功率为0.4W。（调节滑动变阻器时电路安全）求：、。 28．如图甲所示，小明在电动机的转动轴上固定一个“山字型”挡光板，利用槽型光耦传感器来测量电动机的转速，槽型光耦传感器两侧分别装有红外发光二极管L以及光敏电阻R，当R接收到二极管L发出的红外线时，电阻为零，未接收到红外线时，电阻很大相当于断路，图乙为测量电路，电源电压为5V，R2阻值为100。 （1）闭合开关S后，二极管L正常发光，其两端电压为1.2V、电流为50mA，则电阻R1的阻值为多少？ （2）图丙是电动机转动过程中，电压检测装置记录下的ab间电压U随时间的变化图像，则此时电动机的转速为多少r/min？通电1min整个电路消耗电能为多少J？ 29．如图甲所示的电路中，电源电压可调，滑动变阻器R上标有“1A”字样，电压表的量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A。将电源电压调为某一定值时，滑片从一个端点向另一个端点开始移动，移动过程中电压表和电流表示数变化如图乙所示。求： （1）当I=0.6A时，滑动变阻器的电功率 （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）将电源电压调为6V，电压表改接0~3V量程，为保证电路安全，求总功率的变化量； （4）若使滑动变阻器可任意调节（从0调到最大阻值），且使电流表指针示数不低于满刻度的。（电压表接0~3V量程），则电源电压的可变范围。 30．小红发现学校的饮水机储水量小，且加热时间过长，于是便想利用所学的物理知识对饮水机进行改进。改进后的电路图如图甲所示，它有“加热”和“保温”两挡，其中为发热电阻，为定值电阻。饮水机在保温和加热时，发热电阻的电功率之比为1：121.图乙是改进后饮水机的参数，储水罐的容积从以前的0.8L扩大到8L。图丙是小红在进行实验测试时所用的电能表。[已知，，不考虑温度对电阻的影响]求： （1）饮水机的储水罐里只剩一半的水量时，要使水温度升高20℃，需要吸收多少热量？ （2）饮水机保温时的发热功率和的电阻。 （3）在对改进的饮水机进行测试时，只将饮水机接入电路，电能表记录饮水机消耗的电能，饮水机在加热时，发现电能表的指示灯在6min闪烁了162次，饮水机的实际电压是多少？（取7） （4）通过简单的计算，你对小红的饮水机改进方案，有什么评价？（写一条即可） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．（1）1.5A；（2）810J 解：闭合开关，两电阻并联； （1）根据欧姆定律可知通过的电流 （2）2min电流对电阻所做的功是 答：（1）通过的电流是1.5A； （2）2min电流对电阻所做的功是810J。 2．（1）44Ω；（2）4.4W；（3）110220J；（4）避免与其他大功率电器共用同一插座 解：（1）当S在位置“1”时，R1接入电路，由，可得 （2）当S在位置“2”时，挂烫机处于待机状态，R2接入电路，由可得 （3）挂烫机加热状态时的功率 挂烫机消耗的电能 （4）避免与其他大功率电器共用同一插座。 答：（1）R1的阻值为44Ω； （2）挂烫机待机状态的功率为4.4W； （3）熨烫过程中，挂烫机0~150s消耗的电能为110220J； （4）避免与其他大功率电器共用同一插座。 3．（1）24.2Ω；（2）4200s；（3）0.24A 解：（1）由可知，热水器正常加热时，电热丝电阻 （2）水吸收的热量 不计热量损失，消耗的电能 由可知，正常通电时间 （3）由图丙可知，当水位指示表指示储水箱水深为0.4m时，压敏电阻Rx的阻值 由图乙可知，R0、Rx串联，根据串联电路电阻特点可知，串联的总电阻 探测电路中的电流 答：（1）热水器正常加热时，电热丝电阻为24.2Ω； （2）阴雨天，将储水箱中50kg、的水加热到，正常通电要4200s； （3）当水位指示表指示储水箱深为0.4m时，探测电路中的电流为0.24A。 4．（1）饮水机加热时，开关S应该是闭合的；（2）44Ω；（3）400s。 解：（1）由图可知，当开关S闭合时，只有R1工作，当开关断开时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，所以当开关S闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，根据可知，电功率最大，饮水机处于加热状态； （2）由铭牌数据可知，饮水机的加热功率是，由可知，R1的阻值 （3）水吸收的热量 由可知，饮水机消耗的电能 由可知，饮水机正常工作时的加热时间 答：（1）饮水机加热时，开关S应该是闭合的； （2）R1的阻值为44Ω； （3）该饮水机正常工作时，加热效率为84%，则1kg的水从10℃加热到98℃需要400s。 5．1）5Ω；（2）20cm；（3） 解：（1）推动挡板P到A时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电流，由可得，电源的电压 推动挡板P到AB中点时，，此时电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压 由①②可得：， （2）当电路中的电流时，电路的总电阻 此时电阻丝接入电路中的电阻 因AB粗细均匀电阻丝的总长度为30cm，电阻值为30Ω，所以，在电流表的表盘0.2A刻度处就标上成绩为 （3）根据题意可知，要使测试仪表盘刻度均匀，应让电压表的示数与推动挡板P移动的距离成正比，则挡板P移动时接入电路中的电阻不变，故电压表应接入滑片P上，如下图所示： 答：（1）电阻R1的阻值为5Ω； （2）在电流表的表盘0.2A刻度处就标上成绩为20cm； （3）改进后的电路如上图所示。 6．（1）8.8Ω；（2）8.4×106J；（3）7000W 解：（1）由图知，两开关同时闭合时，两电阻并联，只闭合S1时，为R1的简单电路；因为并联的总电阻小于其中任一电阻，根据可知，只闭合S1时，电阻较大，功率较小，为低温挡，电热丝R1的阻值 （2）用高温挡淋浴时，淋浴20min共用水100L，水的质量 水从初温20℃升高到40℃吸收的热量 （3）由题知，假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收，则消耗的电能 该热水器高温挡功率 答：（1）电热丝R1的阻值为8.8Ω； （2）水吸收的热量为8.4×106J； （3）该热水器高温挡功率为7000W。 7．（1）红灯；（2）242W；（3）200V （1）由可知，在电压一定时，电路中的电阻越小，电功率越大。由电路图可知，接N时，电路中只有R1连入电路中，电阻小，电功率越大，处于猛火档，A灯亮，由题意可知，A灯是红灯，接M时，R1、R2串联，电阻大，电功率小，处于文火档。 （2）R1的电阻 电中药壶文火档时电路中的电阻 电中药壶文火档的额定功率 （3）由题意可知，电中药壶消耗的电能 解得 答：（1）A灯是红灯； （2）电中药壶文火档的额定功率是242W； （3）电中药壶的实际电压是200V。 8．（1）0.12A；（2）1.44W；（3）50Ω 解：（1）通过R1的电流 （2）R1的电功率 P1= UI=12V×0.12A =1.44W （3）根据并联分流可知，通过R2的电流 I2= I-I1=0.36A-0.12A =0.24A 电阻 R2的阻值 答：（1）此时通过电阻R1的电流0.12A； （2）电阻R1的电功率1.44W； （3）电阻 R2的阻值50Ω。 9．（1）5A；（2）；（3）2.5s （1）闭合S1、S2时对水加热，处于加热状态，只有R1连入电路中。电路中的电流 （2）R1的电阻 断开S2时对水保温，处于保温状态，R1、R2串联，电路的总电阻 电阻的阻值 （3）由题意可知，当壶底发热盘温度达到120℃时，S2自动断开，发热盘吸收的热量 热水壶消耗的电能 经过的时间 答：（1）电热水壶处于加热状态时，电路中的电流是5A； （2）电阻的阻值是； （3）则经过2.5s时，S1才会断开。 10．(1)3.36×105J；(2)89.6% 解：（1）水的体积1.0L=1.0,水的质量 m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3＝1.0kg 水吸收的热量 Q吸＝c水m水（t﹣t0水）＝4.2×103J/（kg·℃）×1.0kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J （2）电流做的功 W＝Pt＝1500W×250s＝3.75×105J 电热水壶的效率 ＝＝89.6% 答：(1)水吸收的热量为3.36×105J； (2)电热水壶的效率为89.6%。 11．(1)5.5A (2)400Ω (3)，1000W，200V （1）由P=UI可得该电热水器处于正常加热时的电流 （2）当S1、S2都闭合时，R1短路，只有R2接入电路电路消耗的总功率为 当S1断开，S2闭合时，两只电阻串联，此时电路消耗的总功率为 因为 所以 由可得电阻丝R2的阻值为 总电阻为 所以 （3）1600imp/kW·h表示电能表指示灯每闪烁1600次，电路消耗的电能为1kW·h，电能表的指示灯闪烁160次消耗的电能为 电热水器的实际功率 因为电热水器的额定电压和额定功率分别为U额=220V，P额=1210W，由可得电热水器的电阻为 由可得 解得实际电压 12．(1)0.5A (2)110W (3)3.5A (4) （1）当只闭合时，处于保温挡，此时单独工作，则电饭锅在保温挡工作时的电流为 （2）保温挡的功率为 （3）当都闭合时，处于加热挡，此时和并联。干路电流为 根据并联电路的电流规律，电饭锅在加热挡工作时通过的电流为 （4）由图乙可知，加热挡工作时间为10min，保温挡工作时间为20min，则本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能为 13．(1) (2)180J (3)0.8A (4)0.9W （1）小灯泡的额定电流为 则小灯泡的电阻为 （2）只闭合开关、，L和串联，接入电路中的电阻为8Ω时，电路中的电流为 通电100s电路消耗的电能为 （3）当所有开关都闭合时，和L并联，电流表测干路电流。电源电压保持6V不变，则灯泡正常发光，灯泡电流为 通过的电流为 根据并联电流规律，电流表的示数为 （4）只闭合开关、，和串联，电压表测电压。电压表的量程为0~3V，为保证电路安全，电压表示数为3V时，此时电路中的电阻最大，功率最小。当电压表示数为3V时，两端的电压为 电路中的电流最小为 电路的最小电功率为 14．(1)40Ω (2)0.5W (3)0.625A （1）开关可以同时与a、b相接，接通电源，红灯与R串联后与R0并联，总电阻小于R0，由可知，此时为高温档；开关只与c相连，接通电源，绿灯与R、R0串联，由可知，此时为低温档；低温档工作时绿灯亮，正常工作时高温档与低温档电功率之比为25∶4，则有 解得R=40Ω。 （2）低温档的功率为 （3）当电路工作最大电流为开关可以同时与a、b相接，接通电源，红灯与R串联后与R0并联，此时总电阻最小，电路中电流最大，为 15．(1) (2) (3)， （1）水的体积 水的质量 （2）水吸收的热量 （3）此次消耗的电能 电热水龙头电功率 16．(1)5A (2)1500W (3)21℃ （1）由左图电热水壶的铭牌知道， 额定电压是220V额定功率是1100W，由知道，电热水壶正常工作时的电流 （2）电能表闪烁150次，电水壶工作时消耗的电能为 电水壶工作时的实际电功率为 （3）壶中水的质量 若消耗的电能有84%被水吸收，则水壶中的水的吸收的热量 故水壶中的水的温度升高 17．(1) (2) (3) （1）由图甲知道，当时， （2）由欧姆定律知道，小灯泡正常发光时的电阻 （3）由图乙知道，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。由图甲知道，当电流表的示数为I=0.15A时，小灯泡两端的电压为UL=1.5V，根据串联电路的电压规律知道，滑动变阻器两端的电压 滑动变阻器在2min内产生的热量 18．(1)1A； (2)5W； (3)1800J （1）由电路图可知，只闭合开关时，电路为的简单电路，此时电路的电阻较大，电流较小，根据 可知，此时功率较小，为低温挡，则处于低温挡时，电路中的电流大小为 （2）低温挡功率为 （3）开关、均闭合时，、并联，此时总电阻较小，为高温挡，通过的电流 总电流 高温度挡电功率 通电1min，打印笔产生的热量 19．(1)3.2min (2)40km (3)4.32×107J，3.22×108J （1）需要充入的电能为 则充电时间为 （2）汽车行驶时消耗的电能为 百公里耗电量为12kW·h/100km，则该车的续航里程为 （3）10L汽油质量为 汽油完全燃烧释放的热量为 即燃油汽车百公里消耗的能量为，电动汽车百公里消耗的能量为 20．(1)484Ω (2)9.72×104J (3)81W （1）电灯的规格是“220V 100W”，电灯的电阻为 （2）根据图示，电能表为，闪烁81次这盏灯消耗的电能 （3）消耗这些电能灯泡用时20min，灯泡实际功率是 21．(1)3.6W (2) (3)7.2W （1）闭合开关S、S2，移动滑动变阻器的滑片至某一位置A，此时滑动变阻器和串联，电压表测电压，电流表测电路电流，此时电流表的示数为I=0.6A，则R2的功率为 （2）闭合开关S、S1，保持滑动变阻器的滑片仍位于位置A，滑动变阻器和、串联，电流表测电路电流，电压表测、总电压，电压表测和总电压，此时电流表的示数为I′，R2的功率为P2′，阻值不变，已知 P2∶P2′=9∶4 根据可知I与I′之比为 （3）已知，则为 根据电源电压不变则有    ① 再次移动滑动变阻器的滑片至另一位置，电压表V1的示数变化为∆U1，电压表V2的示数变化为∆U2。根据串联分压规律可知，的电压变化量也为∆U1，由欧姆定律可知，对于定值电阻满足，因为相同，则和成正比，且 ∆U1∶∆U2=3∶5 则有 即 解得，将代入①解得，则电源电压为 闭合开关S、S1，变阻器阻值为零时，电流为 电流表的量程为0～0.6A，则最大电流为0.6A，则最大总功率为 电压表的量程为0～15V，则当电压表示数最大为15V时，电路中电流最小为 此时阻值为 符合题意，则最小总功率为 则该电路总功率的最大值与最小值的差值为 22．(1)见解析 (2)2200W （1）分析电路可知，绝缘体AB将定值电阻R0平分为两部分，设上部分电阻为R上，下部分电阻为R下，其中R上接入电路的是右半部分，电阻设为RA，R下接入电路的是左半部分，电阻设为RB，则两部分并联，等效电路如图所示：    由题意可得 并且 则R0的等效电阻为 因此电路有3个挡位，分别为： ①当或时，接入的电阻为0Ω，电路总电阻最小，根据可知，总功率最大，为加热挡； ②当时，RA=20Ω，此时的电阻最大，代入得，此时电路总电阻最大，根据可知，总功率最小，为保温挡； ③当或时，接入的电阻在0~10Ω之间变化，为调温挡。 （2）由题意可知，该电路处于保温档，电功率最小，的阻值最大，则保温功率为 23．(1) 82 (2) 见解析 （1）①[1]60kg汽油完全燃烧放出的热量 ②[2]该车满油满电的最大行驶里程为1000km，该车在测量满油满电的最大行驶里程的过程中，所受阻力恒为1000N，则全过程中汽车动力做功 W=Fs=1000N×1000km=1000N×106m=109J[3]该车满电的最大行驶里程为200km，满油满电的最大行驶里程为1000km，则燃烧汽油发电行驶里程为800km，汽车动力做功 W1=Fs1=1000N×800km=1000N×8×105m=8×108J电机效率为90%，则消耗电能 发动机效率为40%，则发动机做功 则汽车发电机的发电效率 （2）①[1]由可知，电阻越小，电功率越大；在图乙中，开关接cd时，R1被短路，电路中只有R2，电路中电阻小，电功率大，所以电路为高温挡，则R2的阻值 当开关接bc时，R1与R2串联，电路中电阻大，电功率小，则电路为低温挡，此时电路中的总电阻 加热电阻R1的阻值 ②[2]在图丙中，开关接cd时，两电阻并联，电路中电流 此时电路中电流大于熔断器的熔断电流5.0A，即高温挡工作时，熔断器会熔断，所以设计不合理。 24．(1) (2) (3)15W，1.2W （1）小灯泡正常工作时的电阻为 （2）闭合所有开关时，被短路，和灯泡并联，此时灯泡正常发光，可知电源电压等于灯泡额定电压，即；通过的电流为 可知阻值为 当只闭合时，和串联，电流表示数变化了，此时电路中的电流为 或 当时，电路中的总阻值为 舍去。当时，电路中的总阻值为 ，代入可得，。当只闭合时，灯泡和变阻器串联，电压表测量两端的电压，已知两端的电压最大为，此时灯泡两端电压为，由图乙可知，灯泡的电压是时，通过它的电流为，则此时电路中电流，所以此时接入电路的阻值为 因为电流表的量程为，当的滑片移动到最左端时，只有灯泡接入电路，则灯泡两端的电压等于电源电压，为，此时灯泡的电流是，没有超过电流表量程，所以滑动变阻器的取值范围是。 （3）当断开开关，闭合，的滑片在最左端时，电路消耗的总功率最大，由题可知滑动变阻器可以通过的最大电流为，的最大功率为 灯泡的功率为 则电路消耗的总功率的最大值为 由（1）可知小灯泡正常发光时的电阻是12Ω，灯泡的电阻小于R1的阻值，所以只闭合S2，R1和R2串联，电压表示数为3V时，R2接入电路的电阻最大，此时电路的总电阻最大，电路的总功率最小。此时电路中的电流为 则电路消耗的最小功率为 25．（1）加热；（2）242Ω，2400W；（3）1750s 解：（1）由题意知，开关位于BC点时，电路为R1的简单电路，电路总电阻较大，电源电压不变，根据可知，总功率较小，电加热器处于保温状态；开关位于CD点时，电阻R1和R2并联连入电路，电路总电阻较小，电源电压不变，根据可知，总功率较大，电加热器处于加热状态。 （2）当电加热器处于保温状态时，电路为R1的简单电路，保温功率P保温=200W，由可得，电阻R1的阻值为 电加热器加热挡工作时，电阻R1和R2并联连入电路，由于并联电路互不影响， R1的功率不变，仍为P保温=200W，加热功率为 （3）由参数表知，当日照时间为5h时，该太阳能热水器吸收太阳的能量为 太阳能加热时能量转化效率为50%，水吸收的能量为 由Q吸=cmΔt可得，吸收热量后水的温度变化为 吸收太阳能后水的温度为 由题意知，若要继续升温至80℃，则水升高的温度为 由Q吸=cmΔt可得，水吸收的热量为 由题意知，该部分能量由电加热提供，即 由可得，还需要电加热的时间为 答：（1）当选择开关置于C、D间时，电加热器处于加热状态； （2）发热电阻R1的阻值为242Ω，电加热器加热挡的电功率为2400W； （3）还需要电加热的时间1750s。 26．（1）；（2），；（3）93.3% 解：（1）由图甲可知，测量两端的电压，示数变化如图乙中线段BC所示，测量和两端的总电压，示数变化如图乙中线段AC所示，当滑片在最右端时，此时电路中总电阻最大，电流最小为0.2A，此时两端的电压，根据欧姆定律可知，电阻的阻值为 （2）当滑动变阻器的阻值最大时，电路中的电流为0.2A，电源电压为 当滑动变阻器的阻值最小时，电路中的电流为0.5A，电源电压为 电源电压不变，由以上两式可得：，。 （3）当电流最小时，滑动变阻器的阻值最大，最大阻值为 由题意可知，电源的输出效率 和的阻值不变，当的阻值越大时，其比值越大，的最大阻值为27Ω，电源的最大输出效率 答：（1）定值电阻R1的阻值为15Ω； （2）电源电压为9V，R0的阻值为3Ω； （3）图甲中电源的最大输出效率为93.3%。 27．（1）；（2）1.25~7.2W；（3）， 解：（1）只闭合时，变阻器R与串联，总电阻为 则此时滑动变阻器接入电路的阻值为 （2）只闭合时，仍为R与串联，当变阻器阻值调到最大时，电路中电流最小为 则定值电阻的最小功率为 电流表量程0~0.6A，分析可知该电路最大电流，则定值电阻的最大功率为 所以的功率变化范围1.25~7.2W。 （3）只闭合时，R与串联，额定功率为1.6W，额定电流为0.4A；功率为0.4W时，滑动变阻器接入阻值最大为。电阻为 则最小电流为 则此时电源电压为 只闭合时，R与串联，因L1和L2为额定功率不同、额定电流均为0.4A的小灯泡，因此两个灯泡的电阻不同。当功率为1.6W时，L2不能正常工作，则此时通过的电流应小于0.4A。要使L2的功率最大，则变阻器阻值为0，根据，电源电压为 ①功率为0.4W时，滑动变阻器接入阻值最大为，电源电压为 ② 由①②式，解得：。 答：（1）只闭合开关，电源电压时，电流表的示数为0.3A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为； （2）保持（1）中开关状态和电源电压不变，在电路安全的情况下，调节滑动变阻器，定值电阻的功率变化范围为1.25~7.2W； （3）为10V，为8V。 28．（1）76Ω；（2）5r/s；28.5J 解：（1）电阻R1与L串联，R1两端电压为 R1阻值 （2）由图丙知，挡光板挡光时间0.09s，不挡光时间为0.01s，电动机转动一圈，挡光两次，所以电动机转动一周的时间 转速为 电阻R1支路的电流为50mA，功率 电阻R2工作时的功率 在1min时间内，R1持续工作，R2间歇工作，工作时间为 通电1min整个电路消耗电能为 答：（1）电阻R1的阻值为； （2）此时电动机的转速为5r/s，通电1min整个电路消耗电能为。 29．（1）1.32W；（2）20Ω；（3）2.25W~3.6W；（4）2.8V~4.2V 解：（1）由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；由图乙可知，当滑动变阻器两端的电压为2.2V时，电路中的电流为0.6A，此时滑动变阻器的电功率 （2）由图乙可知，当滑动变阻器两端的电压为5V时，电路中的电流为0.25A，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压为 当滑动变阻器两端的电压为2.2V时，电路中的电流为0.6A，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压为 由①②解得：R0=8Ω，U=7V，由滑片从一个端点开始移动可知，若滑片开始时在最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，此时电路中的最大电流为 因此开始时，滑片不在最左端，而在最右端，此时滑动变阻器接入的电阻最大，由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值为 （3）因为电压表的量程为0～3V，所以滑动变阻器两端的最大电压为3V，由串联电路的电压特点可知，定值电阻两端的电压为 此时电路中的电流为 滑动变阻器接入电路的最大阻值 能保证电路安全符合题意，此时电路中的最小总功率为 由题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，由串联电路的电流特点可知，为保证电路安全，电路中最大电流为0.6A，电路中的最大总功率 此时电路中的总电阻为 能保证电路安全符合题意， 故总功率变化范围为2.25W～3.6W。 （4）由电流表指针示数不低于满刻度的可知，电流表示数变化范围为0.1A～0.6A，由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压的最小值 由欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，电路中的电流最大，由欧姆定律可知，此时电路中的最大电流为 符合题意要求；滑动变阻器从0调到最大阻值，即滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω，电压表能测量的最大电压为3V，即滑动变阻器两端的最大电压为3V，此时电路中的最小电流为 符合题意要求；由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压的最大值为 欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，电路中的电流最大，由欧姆定律可知，此时电路中的最大电流为 符合题意；因此电源电压的可变范围为2.8V～4.2V。 答：（1）当I=0.6A时，滑动变阻器的电功率13.2W； （2）滑动变阻器的最大阻值为20Ω； （3）总功率变化范围为2.25W～3.6W； （4）电源电压的可变范围为2.8V～4.2V。 30．（1）；（2）5W，；（3）210V；（4）见解析 解：（1）饮水机的储水罐里只剩一半的水量时水的体积为 此时水的质量为 要使水温度升高20℃，需要吸收热量 （2）由题可知，保温时发热功率 当S和“1”接触时，电路中只有接入，此时为加热挡，电阻为 当S和“2”接触时，电路中有和接入，此时为保温挡，则的电压为 电路的电流为 所以电阻的阻值为 （3）电能表的指示灯在6min闪烁了162次消耗的电能 实际电功率为 此时实验室电路的实际电压是 （4）由第1问的答案可知，饮水机的储水罐里只剩一半的水量时，要使水温度升20℃，需吸热，需要加热时间 如果根据实际，储水罐装满水，使水温升高80℃，则加热时间为36min，加热时间过长。所以小红的饮水机改进方案只考虑了储水量过小的问题，没有考虑加热时间过长的问题，经分析，需要同时提升加热挡的功率。另外，保温时的加热功率只有5W，在相同时间内，电阻的发热量远小于储水罐的水的散热量，起不到保温作用。 答：（1）饮水机的储水罐里只剩一半的水量时，要使水温度升高20℃，需要吸收热量； （2）饮水机保温时的功率5W和的电阻； （3）饮水机的实际电压是210V； （4）见解析。 学科网（北京）股份有限公司 $$