专题19 电学体系内的综合计算问题-2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题练习

2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练 【编写说明】 根据内蒙古中考物理命题最新动态，2025年内蒙古实施统一中考命题。新的政策规定：物理学科总分60分，考试时间60分钟。主要由选择题（8道小题，共24分）和非选择题（6道小题，共36分）组成，共有14道小题。预测2025年内蒙古中考真题试卷应该具有如下特点： （1）全面考查物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任核心素养。 （2）打破以往传统命题方式，一定会出现新考法。对新情境问题、跨学科实践问题更加重视，有利于培养学生创造性思维。 （3）重视科学技术在生产生活中的实际应用。 （4）关注2025年5月份前国内各种体育赛事及大型活动中的物理问题。 （5）光热力电实验、光热力电简答、力学知识体系内（或者力电）综合计算、含有传感器类的电学（或者电力光及热）综合计算会出现6道小题。 结合以上分析，为了内蒙古初中生中考需求，特编制《2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练》专辑。共下载使用，祝你一臂之力。 专题19 电学体系内的综合计算问题 1. （常规考法）小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为，电动机标有“12V 24W”字样。闭合开关S、，电动机正常工作。求： （1）电源电压。 （2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能。 （3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量。 2. （常规考法）某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示。发热电阻，紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和，消毒柜正常工作，求： （1）通过R的电流； （2）R的电功率； （3）L工作100s消耗的电能。 3. （常规考法）小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4Ω。 （1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是多大？ （2）只闭合开关S1时，R1的电功率是多少？ （3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少？ 4. （信息题）下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3L 额定电压 220V 额定功率 1500W （1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ （2）该电热水壶正常工作5min，求电流所做的功； （3）在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板（插座）上使用，请通过计算判断是否安全？ 5. （新考法）小明家的电水壶的内部电路如图甲所示，其中为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求： （1）当开关S闭合，断开时，电路中的电流。 （2）当开关S和均闭合时，的电功率。 （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。 6. （新考法）如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R0为100Ω，线圈电阻忽略不计。求： （1）受控电路30min内消耗的电能； （2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流； （3）热敏电阻Rt的变化范围。 7. （新考法）某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。控制电路中电源电压恒为12V，为定值电阻，为热敏电阻，其阻值随水温的变化关系如图乙所示，电流鉴别器相当于电流表；加热电路中电源电压为220V，加热电阻阻值为48.4Ω。当热水器中水温降到40℃时，鉴别器中电流减小到30mA，开关S2闭合，加热电路开始加热；当水温升至某温度时，鉴别器中电流增大到40mA，开关S2断开，加热电路停止加热。 （1）开关S2闭合，求加热电路的电功率； （2）求定值电阻R0的阻值； （3）求加热电路停止加热时水的温度。 8. （常规考法）如图所示的电路中，电源两端电压为U=9V，R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2=45Ω，R3=30Ω。 （1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时，求R3两端的电压U3； （2）当开关S、S1和S2均闭合时，求电流表的示数I； （3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，求R1消耗的电功率P。 9. （常规考法）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求： （1）的阻值； （2）电饭锅高温挡的功率； （3）保温16min，分压电阻产生的热量。 10. （新考法）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如下表所示。 （1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少？思考乐芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少？ 额定电压 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W 11. （常规考法）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1=20Ω，R2=10Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。 （1）求滑片置于A时，电路中的电流； （2）求电源电压； （3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。 12. （创新题）如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为，电流表量程为，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻。当闭合开关S、，断开，滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡正常发光。图乙为小灯泡两端电压与电流的关系图像。 （1）求电源电压； （2）当闭合开关S、，断开，调节滑动变阻器，求此时小灯泡的功率； （3）当闭合开关S、，断开，求的最大功率和此时的阻值。 13. （常规考法）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：、。 14. （创新题）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。 15. （综合创新题）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。R1为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示。求： （1）电源电压和定值电阻R1的阻值； （2）滑动变阻器R2的最大值和它消耗的最大功率。 16. （考法新）小华家有一个标有“220V 2200W”的即热式水龙头，在使用时发现不能满足家人对冬夏两季水温的需求，于是他增加了两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计），设计了如图甲所示的电路进行改进，其中为改进前水龙头的发热电阻，开关可以同时与a、b相连或只与c相连，使其具有两档工作状态（忽略发热电阻阻值的变化）。 （1）请求出的阻值； （2）改进前，小华关闭家中其他电器，只让该水龙头工作，发下家中电能表（如图乙所示）1min转20r，请求出此时该水龙头的实际功率； （3）改进后，水龙头正常工作时两档电功率之比为4∶1，请求出正常工作时高温档的电功率。 17. （新考法） 图甲为汽车倒车雷达中的距离报警器简化电路图。电源电压为12V，R0为定值电阻，Rs为距离传感器的核心部件，其阻值随传感器到障碍物距离变化关系如图乙所示。当传感器到障碍物距离为1.5m时，报警器开始报警，此时电路中报警电流为0.2A。 （1）由图乙可知开始报警时，Rs的阻值为_______Ω；传感器到障碍物距离越近，Rs的阻值越_____； （2）求R0的阻值； （3）当传感器到障碍物距离为1m时，求Rs的电功率； （4）保持起始报警电流不变，若要增大起始报警距离，请写出可行的做法（写出一条即可）。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练 【编写说明】 根据内蒙古中考物理命题最新动态，2025年内蒙古实施统一中考命题。新的政策规定：物理学科总分60分，考试时间60分钟。主要由选择题（8道小题，共24分）和非选择题（6道小题，共36分）组成，共有14道小题。预测2025年内蒙古中考真题试卷应该具有如下特点： （1）全面考查物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任核心素养。 （2）打破以往传统命题方式，一定会出现新考法。对新情境问题、跨学科实践问题更加重视，有利于培养学生创造性思维。 （3）重视科学技术在生产生活中的实际应用。 （4）关注2025年5月份前国内各种体育赛事及大型活动中的物理问题。 （5）光热力电实验、光热力电简答、力学知识体系内（或者力电）综合计算、含有传感器类的电学（或者电力光及热）综合计算会出现6道小题。 结合以上分析，为了内蒙古初中生中考需求，特编制《2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练》专辑。共下载使用，祝你一臂之力。 专题19 电学体系内的综合计算问题 1. （常规考法）小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为，电动机标有“12V 24W”字样。闭合开关S、，电动机正常工作。求： （1）电源电压。 （2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能。 （3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量。 【答案】（1）12V；（2）1440J；（3）3600J 【解析】（1）闭合S、时，电路中只有电动机正常工作，则电源电压 （2）根据可知，电动机消耗的电能 （3）闭合S、，电路中只有电热丝R工作，通过电热丝R的电流 电热丝R产生的热量 答：（1）电源电压是12V； （2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能1440J； （3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量3600J。 2. （常规考法）某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示。发热电阻，紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和，消毒柜正常工作，求： （1）通过R的电流； （2）R的电功率； （3）L工作100s消耗的电能。 【答案】（1）2A；（2）440W；（3）5000J 【解析】（1）由题意可得，灯泡L和电阻R并联在电路中，消毒柜正常工作，所以电路中的电源电压为220V，通过R的电流 （2）R的电功率为 （3）紫外灯L两端的电压为220V，正好处于额定电压工作状态，工作100s消耗的电能 答：（1）通过R的电流为2A； （2）R的电功率为440W； （3）灯泡L工作100s消耗的电能5000J。 3. （常规考法）小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4Ω。 （1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是多大？ （2）只闭合开关S1时，R1的电功率是多少？ （3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少？ 【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）250J 【解析】（1）只闭合开关S1时，通过R1的电流为 （2）只闭合开关S1时，R1的电功率为 （3）电源两端电压为6V时，干路电流为 通过R2的电流为 R2的阻值为 电源两端电压为5V时，干路电流为 使用“速热”挡通电10s产生的热量为 答：（1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是1.5A； （2）只闭合开关S1时，R1的电功率是9W； （3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是250J。 4. （信息题）下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3L 额定电压 220V 额定功率 1500W （1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ （2）该电热水壶正常工作5min，求电流所做的功； （3）在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板（插座）上使用，请通过计算判断是否安全？ 【答案】（1）1500W；（2）；（3）不安全 【解析】（1）根据题意可知，该电热水壶正常工作时的电功率是1500W。 （2）该电热水壶正常工作时的电功率是1500W，电热水壶正常工作5min，电流所做的功为 （3）根据题意可知，该电热水壶的额定电流为 由于该电热水壶的额定电流大于接线板（插座）的额定电流5A，所以该电热水壶接在接线板（插座）上不安全。 答：（1）该电热水壶正常工作时的电功率是1500W； （2）电热水壶正常工作5min，电流所做的功为； （3）不安全。 5. （新考法）小明家的电水壶的内部电路如图甲所示，其中为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求： （1）当开关S闭合，断开时，电路中的电流。 （2）当开关S和均闭合时，的电功率。 （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。 【答案】（1）0.2A；（2）836W；（3） 【解析】（1）当开关S闭合，断开时，电路是由R2组成的简单电路，当开关S和S0均闭合时，电路是由R2和R1组成的并联电路，由于并联电路电阻比并联的任何一个电阻的阻值都小，根据可知，当开关S闭合，S0断开时，电水壶处于保温状态，则 （2）当开关S和均闭合，电路是由R2组成的简单电路，此时电水壶处于加热状态，R1的电功率为 （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能 答：（1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流为0.2A； （2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率为836W； （3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能为4.4×104J。 6. （新考法）如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R0为100Ω，线圈电阻忽略不计。求： （1）受控电路30min内消耗的电能； （2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流； （3）热敏电阻Rt的变化范围。 【答案】（1）1.44×106J；（2）0.03A；（3）20Ω≤Rt≤25Ω 【解析】（1）由图像可知，受控电路30min内工作了20min消耗的电能为 W＝Pt＝1200W×20×60s＝1.44×106J （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，R0两端的电压为 U0＝U＝3V 通过电阻R0的电流为 （3）当室温上升至28℃时冷却系统开始工作前，控制电路只有热敏电阻接入电路，此时断路，此时经过热敏电阻的电流最大为0.15A，电阻最小时恰好衔铁被吸下，因此可以求出Rt的最小值 衔铁被下瞬间，冷却系统开始工作，温度不再上升，而是下降，电阻Rt开始变大，但由于衔铁被吸下后定值电阻被接入电路，与并联，当电路中的总电流小到1.5A时，衔铁才会被弹回，此时经过的电流为 It＝I－I0＝0.15A－0.03A＝0.12A 此时Rt的阻值最大为 因为Rt的阻值随温度的升高而减小，若Rt的阻值继续增大，电路中的电流变小，衔铁被弹回，冷却系统开始工作，温度降低，此时Rt的阻值会减小，故Rt的阻值最大为25Ω，故热敏电阻Rt的变化范围为20Ω≤Rt≤25Ω。 答：（1）受控电路30min内消耗的电能为1.44×106J； （2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流为0.03 A； （3）热敏电阻Rt的变化范围为20Ω≤Rt≤25Ω。 7. （新考法）某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。控制电路中电源电压恒为12V，为定值电阻，为热敏电阻，其阻值随水温的变化关系如图乙所示，电流鉴别器相当于电流表；加热电路中电源电压为220V，加热电阻阻值为48.4Ω。当热水器中水温降到40℃时，鉴别器中电流减小到30mA，开关S2闭合，加热电路开始加热；当水温升至某温度时，鉴别器中电流增大到40mA，开关S2断开，加热电路停止加热。 （1）开关S2闭合，求加热电路的电功率； （2）求定值电阻R0的阻值； （3）求加热电路停止加热时水的温度。 【答案】（1）1000W；（2）250Ω；（3）80℃ 【解析】（1）开关S2闭合，加热电路的电功率 （2）鉴别器中电流为30mA时， 当时，由图乙可知 （3）鉴别器中电流增大到40mA，开关S2断开，加热电路停止加热。此时电路总电阻 此时Rt接入的阻值为 由图乙可知当时， 答：（1）开关S2闭合，求加热电路的电功率1000W； （2）定值电阻R0的阻值250Ω； （3）加热电路停止加热时水的温度为80℃。 8. （常规考法）如图所示的电路中，电源两端电压为U=9V，R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2=45Ω，R3=30Ω。 （1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时，求R3两端的电压U3； （2）当开关S、S1和S2均闭合时，求电流表的示数I； （3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，求R1消耗的电功率P。 【答案】1）9V；（2）0.5A；（3）0.6W 【解析】（1）由电路可知，当闭合开关S和S1，断开开关S2时，电路中只有R3，所以此时R3两端的电压U3等于电源电压，即 U3=U=9V （2）由电路可知，当开关S、S1和S2均闭合时，R1被短路，R2和R3并联，电流表测干路电流，根据并联电路电压的特点可知，R2和R3两端的电压等于电源电压，根据欧姆定律，则通过R2支路的电流为 通过R3支路的电流为 根据并联电路电流的特点，此时干路电流为 I=I2+I3=0.2A+0.3A=0.5A 因此电流表的示数为0.5A。 （3）由电路可知，当闭合开关S，断开开关S1和S2时，R1和R3串联，电压表测R3两端电压，电流表测电路电流，此时电压表示数为6V，则电路电流为 根据串联电路电压的特点可知，R1两端的电压为 U1=U-U3'=9V-6V=3V 则R1消耗电功率为 P=U1I'=3V×0.2A=0.6W 答：（1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时， R3两端的电压U3为9V； （2）当开关S、S1和S2均闭合时，电流表的示数I为0.5A； （3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，则R1消耗的电功率P为0.6W。 9. （常规考法）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求： （1）的阻值； （2）电饭锅高温挡的功率； （3）保温16min，分压电阻产生的热量。 【答案】（1）；（2）880W；（3） 【解析】（1）当S接a时，电路为的简单电路，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A ，根据欧姆定律可得，的阻值为 （2）根据P=UI可得，电饭锅高温挡的功率为 （3）当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，此时两电阻串联，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。根据串联电路特点和欧姆定律可得，分压电阻的阻值为 保温16min，分压电阻产生的热量为 答：（1）的阻值为； （2）电饭锅高温挡功率为880W； （3）保温16min，分压电阻产生的热量为。 10. （新考法）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如下表所示。 （1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少？思考乐芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少？ 额定电压 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W 【答案】（1）0.1A；（2）2200Ω；（3）2.4×104J，90% 【解析】（1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2电流 （2）由图乙可知，闭合开关S，只有R2的简单电路，电路的总电阻较大，由可知电路的总功率较小，处于保温挡，R2的阻值 （3）孵化器消耗的电能 W=P加t=80W×5×60s=2.4×104J 孵化器对水加热的效率 答：（1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是0.1A； （2）R2的阻值是2200Ω； （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是2.4×104J，思考乐芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是90%。 11. （常规考法）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1=20Ω，R2=10Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。 （1）求滑片置于A时，电路中的电流； （2）求电源电压； （3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。 【答案】（1）0.2A；（2）18V；（3）10Ω~20Ω 【解析】（1）求滑片置于A时，变阻器R、R1和R2串联，V2测量R2两端的电压，根据串联电路规律可知，电路中的电流等于通过R2的电流，为 （2）R1两端的电压为 V1测量变阻器R和R2两端的总电压，则电源电压为 （3）根据可知，当R阻值越小时，电路中电流越大，R2两端电压越大，V2的量程为0~3V，则R2两端的最大电压为3V，电路中的最大电流为 R1两端的电压为 则R两端的电压为 则替换前R最小电阻为 当R阻值最大时，R和R2两端电压最大，为15V，则此时R1两端电压为 电路中的电流为 则R2两端的电压为 则此时R两端电压为 R的最大阻值为 即R的范围为30Ω~90Ω，闭合开关，使电路总功率保持最大，根据可知，当电流恒为最大值时，电路的总功率保持最大，由上述可知，电流最大时为 电路中的总电阻为 此时R在阻值最小值时，为30Ω，则R0的最大阻值为 当R阻值最大时，R0两端的阻值最小，R和R2两端电压最大为15V，则R0两端的电压为 则R0的最小阻值为 综上所述，R0的阻值范围为10Ω~20Ω。 答：（1）求滑片置于A时，电路中的电流0.2A； （2）求电源电压18V； （3）R0接入电路的阻值范围为10Ω~20Ω。 12. （创新题）如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为，电流表量程为，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻。当闭合开关S、，断开，滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡正常发光。图乙为小灯泡两端电压与电流的关系图像。 （1）求电源电压； （2）当闭合开关S、，断开，调节滑动变阻器，求此时小灯泡的功率； （3）当闭合开关S、，断开，求的最大功率和此时的阻值。 【答案】（1）7.5V；（2）0.6W；（3）0.9375W，15Ω 【解析】（1）当闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器与灯泡L串联。滑动变阻器滑片移到中点时，即滑动变阻器阻值为10Ω时，小灯泡正常发光。由图乙可知，当小灯泡正常发光时，电路中的电流为0.5A，因此可以求得滑动变阻器两端电压 串联电路电源电压等于各用电器电压之和，则电源电压为 （2）当闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器与灯泡L串联。调节滑动变阻器R1=15Ω，则在图乙中作出滑动变阻器的电压与电流的关系图像，如图所示： 取电流相等，电压之后等于电源电压7.5V，可知此时电路中的电流为0.4A，小灯泡电压为1.5V，故小灯泡的功率 （3）电源电压U，电路中的电流为I，则R1的最大功率可表示为总功率减R2的功率，即 P1与I的关系式为一个一元二次函数，当 时P1取最大值为 此时R2两端的电压为 则R1两端电压也为3.75V，R1的阻值为15Ω。 答：（1）电源电压7.5V； （2）当闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1=15Ω，求此时小灯泡的功率0.6W； （3）当闭合开关S、S2，断开S1，求R1的最大功率0.9375W，此时R1的阻值15Ω。 13. （常规考法）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：、。 【答案】（1）；（2）1.25~7.2W；（3）， 【解析】（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。 14. （创新题）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。 【答案】（1）44Ω；（2）4.4W；（3）110220J；（4）避免与其他大功率电器共用同一插座 【解析】（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。 15. （综合创新题）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。R1为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示。求： （1）电源电压和定值电阻R1的阻值； （2）滑动变阻器R2的最大值和它消耗的最大功率。 【答案】（1）8V；10Ω；（2）30Ω，1.6W 【解析】（1）由图甲可知，开关闭合，R1和R2串联，电压表V1测R1的两端电压，电压表V2测的是R2的两端电压，电流表测的是电路电流。当滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端的过程中，R2接入电路电阻变小，电路总电阻变小，根据欧姆定律可得，电路的电流变大，R1的两端电压变大，根据串联分压原理可知，R2的两端电压变小，由图乙知，向上的图线反映的是电压表V1示数随电流表示数变化的图像，向下的图线反映的是电压表V2示数随电流表示数变化的图像。由图乙可知，当电路电流为I=0.4A时，两电压表的示数均为4V，即 根据串联电路的电压特点可得，电源电压为 根据欧姆定律可得，定值电阻R1的阻值为 （2）当滑片P在最左端时，R2接入电路的阻值最大，此时电压表V2的示数为6V，即为此时R2的两端电压，根据串联电路电压特点可得，此时R1的两端电压为 根据欧姆定律可得，此时通过R1的电流为 即为此时的电路电流。根据欧姆定律可得，此时R2接入电路的阻值为 即为滑动变阻器R2的最大值。滑动变阻器R2消耗的功率为 当时，P2最大，即 答：（1）电源电压为8V，定值电阻R1的阻值为10Ω； （2）滑动变阻器R2的最大值为30Ω，它消耗的最大功率为1.6W。 16. （考法新）小华家有一个标有“220V 2200W”的即热式水龙头，在使用时发现不能满足家人对冬夏两季水温的需求，于是他增加了两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计），设计了如图甲所示的电路进行改进，其中为改进前水龙头的发热电阻，开关可以同时与a、b相连或只与c相连，使其具有两档工作状态（忽略发热电阻阻值的变化）。 （1）请求出的阻值； （2）改进前，小华关闭家中其他电器，只让该水龙头工作，发下家中电能表（如图乙所示）1min转20r，请求出此时该水龙头的实际功率； （3）改进后，水龙头正常工作时两档电功率之比为4∶1，请求出正常工作时高温档的电功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 （1）根据可得，的阻值为 （2）根据图乙可知，当电能表转600r时，消耗的电能为，当转20r时，消耗的电能为 则此时该水龙头的实际功率为 （3）由电路图可知，将开关S与a、b相连时，电阻R与R0并联，电阻较小，根据 可知，此时电路的总功率最大，水龙头处于高温状态，由电路图可知，将开关S与c相连时，R与R0串联，总电阻较大，总功率较小，水龙头处于低温状态，因为水龙头分别处于高温挡与低温挡时，两档电功率之比为4∶1，则有 由于水龙头分别处于高温挡与低温挡时，两档电功率之比为4:1，可得 解得 则高温挡时的电功率为 答：（1）的阻值为； （2）该水龙头的实际功率为； （3）正常工作时高温档的电功率为 17. （新考法） 图甲为汽车倒车雷达中的距离报警器简化电路图。电源电压为12V，R0为定值电阻，Rs为距离传感器的核心部件，其阻值随传感器到障碍物距离变化关系如图乙所示。当传感器到障碍物距离为1.5m时，报警器开始报警，此时电路中报警电流为0.2A。 （1）由图乙可知开始报警时，Rs的阻值为_______Ω；传感器到障碍物距离越近，Rs的阻值越_____； （2）求R0的阻值； （3）当传感器到障碍物距离为1m时，求Rs的电功率； （4）保持起始报警电流不变，若要增大起始报警距离，请写出可行的做法（写出一条即可）。 【答案】 （1）40 小 （2）20Ω （3） 1.8W （4）减小R0的阻值 【解析】（1）当传感器到障碍物距离为1.5m时，报警器开始报警，由乙图可知，Rs的阻值为40Ω；传感器到障碍物距离越近，Rs的阻值越小。 （2）开始报警时，电路中的总电阻 R0的阻值 （3）当传感器到障碍物距离为1m时，Rs的电阻为20Ω，电路的总电阻 电路中的电流 Rs的电功率 （4）若要增大起始报警距离，Rs的电阻增大，电源电压不变时，根据可知，要保持起始报警电流不变，需减小R0的阻值。（或增大电源电压、或增大电源电压同时减小R0的阻值） 1 学科网（北京）股份有限公司 $$