专题13 电功率综合（福建专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）中考1年模拟物理真题分类汇编

专题13 电功率综合【四大题型】 1．（2025•福建中考）【实际应用】某电水壶的部分参数如下表所示。该电水壶正常工作时，可将质量为1kg的水从20℃加热到100℃，用时420s。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： 额定电压 220V 额定功率 1000W （1）水吸收的热量。 （2）电水壶消耗的电能。 （3）电水壶的热效率。 2．（2023•福建中考）下列利用电流热效应工作的用电器是（　　） A．电视机 B．电风扇 C．电脑 D．电炉 3．（2021•福建中考）如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 3.6W”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是（　　） A．1：4 B．1：8 C．2：7 D．3：20 4．（2021•福建中考）某手机电池容量为4200mAh，电池电压为3.7V。用一个标有“输出5V 4A”的快速充电器，将手机电池从零电量充满，充电效率为84%，需要 　 　 min。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，这是因为正常工作时，通过快充充电线的 　 　 较大。 5．（2024•福建中考）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求： （1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。 （2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。 （3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。 6．（2023•福建中考）如图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω。闭合开关S，电路的总电流为1A。求： （1）通过R1的电流。 （2）电阻R2的阻值。 （3）电路消耗的总电功率。 考点01 电功率的综合分析与计算 7．（2025•漳州模拟）如图E为电压可调的电源，R为定值电阻，电子元件D有稳压作用使UD保持不变。U总为电源电压（U总≥UD），I为电路电流，P为定值电阻R的电功率，下列图像合理的（　　） A． B． C． D． 8．（2025•莆田•涵江区模拟）小叶设计了一个如图所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列说法正确的是（　　） A．显示仪表是由电流表改装的 B．温度降低时，电路总功率变小 C．温度升高时，R1的电功率变大 D．温度降低时，R2的电功率变大 9．（2025•泉州模拟）如图所示，电源电压恒为12V，灯泡L灯丝的阻值不随温度变化。闭合开关S后，灯泡L正常发光，当滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω时，电流表A2的示数为2.5A。当滑动变阻器接入电路的阻值变为12Ω时，则（　　） A．电压表V的示数变为6V B．电流表A2的示数变为1A C．电路的总功率变为18W D．灯泡L的功率变为12W 10．（2025•泉州•南安市模拟）如图甲，电源电压恒定，将滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯泡正常发光为止；根据电流表和电压表的示数绘制I﹣U关系图像如图乙。则（　　） A．曲线b是灯泡的I﹣U图像 B．电源电压为12V C．灯泡的额定电压为3V D．灯泡的额定功率为4.8W 11．（2025•泉州模拟）如图所示电路，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器（a、b为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P位于某一位置时，电压表V示数为9V，电流表示数为0.3A；当滑片P移至某一端点时，电压表V示数减小了1V，电流表示数变化了0.1A，此时R2的功率为P2，此过程中R1的功率变化了ΔP1。下列选项正确的是（　　） A．R3的最大阻值为10Ω B．电源电压为10V C．ΔP1为0.7W D．P2为3.0W 12．（2025•厦门•海沧区二模）如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由b端移动到a端的过程中，滑动变阻器的电功率P和电流I的关系如图乙所示。以下说法正确的是（　　） A．R0的阻值为20Ω B．电源电压为12V C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω D．整个电路的最大电功率为15W 13．（2025•泉州模拟）图甲是某款能自动记录跳绳次数的计数器的简化电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为光敏电阻。当绳子挡住R2的光线时，R2的阻值会变大，AB间的电压发生变化，自动计数器计数一次。已知AB间的电压随时间变化关系如图乙所示，则当绳子挡住R2的光线时，AB间的电压为　 　V；计数器计数时与不计数时，R1的电功率之比为　 　。 14．（2025•泉州•永春县模拟）如图甲所示电路，电源电压U＝12V且保持不变，灯L标有“8V 4W”字样，滑动变阻器的铭牌R2标有“60Ω 1A”。当闭合S，S1时，滑片P移至某处，灯L正常发光，则此时灯泡的电阻为　 　Ω；当只闭合S和S2时，调节R2滑片在某点和最右端移动过程中，电压表示数与R2消耗的电功率的关系图像如图乙所示，P1：P2＝3：4，则可算出R1的阻值为　 　Ω。 15．（2025•厦门模拟）家中的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 R＝100Ω，紫外灯L规格为“220V 66W”。闭合开关S1和S2，消毒柜正常工作，求： （1）通过发热电阻R的电流； （2）消毒柜正常工作时R的电功率； （3）紫外灯L工作1min消耗的电能。 16．（2025•厦门模拟）同学们对学校的自动大门很感兴趣，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开。科技小组利用电磁继电器、红外传感器、电动机等元件制作了模拟电路，部分电路如图甲所示。其中电动机上标有“220V 40W”的字样，控制电路的电源电压U为24V，R1为定值电阻，红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图乙所示，当通过电磁铁线圈的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻） （1）开门一次用时5s，则开门一次电动机消耗多少电能？ （2）经测试，当L＝3m时，刚好触发电动机工作，则R1的阻值为多少？ （3）若门前6m内没有人，则控制电路的电功率是多大？ 考点02 极值、范围类电路安全问题 17．（2025•福州模拟）如图所示电路，电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电子元件（）上标有“2.5V 1.25W”字样。闭合开关，在保证电路安全的情况下，不考虑电子元件电阻的变化，滑片P左移的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．电压表示数变小 B．电流表示数变大 C．电子元件正常工作时的电流为2A D．电路的最大功率是2.25W 18．（2025•厦门模拟）图甲中，电源电压12V、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、滑动变阻器标有“？Ω，1A”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡（灯泡规格：6V，0.5A），闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻器的I﹣U图像如图乙。则下列结论正确的是（　　） A．虚线框内是小灯泡 B．电路的最大功率为6W C．虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10Ω D．滑动变阻器最大阻值为25Ω 19．（2025•泉州•石狮市模拟）科学小组设计了测量拉力大小的仪器，其原理如图甲所示。电源电压为9V，定值电阻R1为10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样，其接入电路的阻值随拉力大小的变化如图乙所示。初始状态下弹簧处于自然长度，滑动变阻器的滑片置于a端，在向右缓慢拉动拉环的过程中，下列分析正确的是（　　） A．R1的电功率变小 B．电压表、电流表的示数均变大 C．当电流表示数为0.5A时，所测拉力为60N D．在保证电路各元件安全的情况下，所测拉力的最大值为100N 20．（2025•莆田模拟）如图所示，电源电压恒为12V，R0＝20Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω，1A”，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡上标有“4V，2W”的字样，灯丝电阻保持不变，为保证电路各元件正常安全使用，则（　　） A．当闭合S，断开S1、S2时，滑动变阻器接入电路的最小值是12Ω B．当闭合S，断开S1、S2时，滑动变阻器的电功率最大值为4.5W C．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最大值为19.2W D．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器的阻值取值范围是16Ω～20Ω 21．（2025•福州二模）现有“6V，3W”的L1和“3V，6W”的L2两只小灯泡串联后接在电路中，为了使电路安全使用，电路两端允许加的最大电压为　 V，若并联则干路最大电流为　 A。（不计温度对灯丝电阻的影响） 22．（2025•泉州模拟）如图1电路所示，R0＝10Ω，滑动变阻器R的最大阻值为40Ω；电压表量程为0﹣3V、电流表量程为0﹣0.6A，灯L的I﹣U图像如图2所示。 ①闭合S和S1，断开S2时，调节R其接入电路的阻值为10Ω，此时电流表示数为0.25A。电源电压为 　 　V； ②闭合S、S2，断开S1，调节R，使电压表示数为2.5V，R消耗的功率为　 　W； ③在保证电路安全的前提下，当开关S、S1闭合时电路消耗的最小功率为P1，当开关S、S2关闭时电路消耗的最小功率为P2，则P1：P2＝　 　 。 23．（2025•厦门•翔安区模拟）李老师桌上有一张老式加热鼠标垫（内有一根加热电阻丝），如图所示，鼠标垫质量为300g，规格为“5V，5W”。忽略温度对电阻的影响。 （1）求鼠标垫的电阻； （2）鼠标垫正常工作10min，温度升高5℃，若此过程中不计热量损失，则算鼠标垫的比热容是多少； （3）月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围，现有12V的电源、规格为“5Ω，2A”“20Ω，1A”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，请你帮她选择合适的滑动变阻器接入电路，并计算改装后电路消耗的最大功率与最小功率。 24．（2025•厦门•同安区二模）小刚将“6V 3.6W”的灯泡L接到10V的学生电源上，为了使灯泡正常发光，电路中串联接入最大阻值为10Ω的滑动变阻器R，电路如图所示。请通过计算回答： （1）灯泡的额定电流是多少？ （2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？ （3）不考虑温度对灯丝电阻的影响，灯泡两端的最大电压不能高于额定电压的1.2倍，通过滑动变阻器的电流不超过0.8A。要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器可调节的电阻的最小值是多少？ 考点03 电流的热效应 25．（2025•泉州模拟）小峰同学购买了一个电热水壶，烧水时发现电源线很热，甚至能闻到橡胶的焦味，他决定向消费者协会投诉，投诉的理由应该是（　　） A．电源线太短 B．电源线太粗 C．电源线太细 D．电压太高 26．（2025•厦门模拟）如图所示，是小江吃火锅所用的厨具，有甲、乙两相同的锅，放入食材前，甲中放入牛油和清水，乙中只有清水，甲、乙汤底的总质量分别为m1和m2（m1＞m2），初温相同；用额定电压相同的两个电加热器分别同时加热，控制加热功率P甲＜P乙。细心小江发现，甲中汤底更快沸腾，甲汤底沸腾时，显示甲温度大于乙。不考虑热量损失，下列说法正确的是（　　） A．相同时间内，两锅汤底吸收的热量相同 B．甲中汤底更快沸腾，是因为相同时间内吸收了更多的热量 C．甲中汤底更快沸腾，是因为甲中汤底比热容更大 D．为了能使乙与甲同时沸腾，可以减小乙中清水的质量 27．（2025•厦门•海沧区二模）氮化镓（GaN）是一种新型半导体材料，将氮化镓应用于手机充电器中，可以实现“超级快充”。与传统充电器相比，氮化镓充电器的主要优势是（　　） A．电流更大，功率更大 B．电阻更小，发热更多 C．电压更高，充电更慢 D．电流更小，充电更快 28．（2025•厦门•思明区模拟）如图所示是电工师傅常用的导线连接方式，对该连接方式的作用分析错误的是（　　） A．防止导线松动脱落 B．增大连接处导线电阻 C．减小连接处导线两端电压 D．减少连接处导线产生的热量 29．（2025•厦门模拟）如图是“3•15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻　 　（选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量　 　（选填“较多”或“较少”）。 30．（2025•泉州模拟）如图，芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的　 　效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过　 　的方式改变芯片内能。 31．（2025•泉州•鲤城区模拟）如图所示的电路，电源电压不变，电阻R1的阻值为10Ω，当开关S闭合时，电压表的示数为3V，电流表的示数为0.2A。求： （1）电阻R2的阻值； （2）电源的电压； （3）通电5min，电阻R1产生的热量。 32．（2025•福州模拟）如图甲所示，是一款便携式热封口机，工作时发热电阻快速升温，熔化塑料实现封口。图乙是其原理电路图，其中电源电压U＝3V，R0＝5Ω。 （1）20s内电阻R0产生的热量是多少？ （2）人们在使用中发现电阻丝温度太高容易将塑料袋烫破，于是在电路中串联了大小为10Ω的电阻R1，如图丙所示，求此时电阻R0的电功率。 考点04 电热器的档位问题 33．（2025•福州模拟）如图所示是某电热水器的简化电路，电源电压不变，定值电阻R1＝R2，它加热时有高温、中温和低温挡。则（　　） A．开关S1闭合、S2接a，是中温挡 B．开关S1闭合、S2接b，是高温挡 C．中温与低温挡的功率之比为4：1 D．高温与低温挡的功率之比为4：1 34．（2025•厦门模拟）如图为某恒温箱的工作原理图，通过控制温控开关S1可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。R1、R2是电热丝，R1：R2＝4：1。恒温箱工作时，将箱体两气孔封闭，闭合开关S，S1置于“加热”挡，当箱内温度升高至设定的恒温温度后、S1置于“保温”挡。下列说法正确的是（　　） A．S1置于触点1时为“加热”挡 B．箱体气孔封闭会增大电功率 C．保温挡与加热挡功率之比为1：5 D．适当减小R2可以提高恒温温度 35．（2025•福州模拟）如图所示，某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡，已知定值电阻R1与R2阻值相等，“低温挡”正常工作时的功率为484W，在标准大气压下，用“高温挡”加热初温为15℃、质量为1kg的水7min，该过程消耗的电能为　 　J，若产生的热量全部被水吸收，则水的温度升高了　 　℃。【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 36．（2025•厦门模拟）小明家新买一个电蒸锅，如图甲所示。图乙为其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为2000W。则此电蒸锅保温挡的功率为　 　W；若不计热量损失，用电蒸锅加热挡将2.5kg水从20℃加热到100℃，需要　 　s。 37．（2025•漳州模拟）如图甲是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器正常工作的电压为220V，保温功率为100W，加热功率为1200W。在1个标准大气压下，煮茶器将初温20℃、质量1kg的水加热到沸腾。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）水吸收的热量； （2）电阻R1的阻值； （3）若用加热挡煮沸这壶水需要6min，则煮茶器的加热效率。 38．（2025•莆田•荔城区模拟）某款汽车的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示，该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为阻值相等的电热丝。求： （1）当座椅垫处于“高温”挡加热时，电路中的电流； （2）电热丝R1的阻值； （3）低温挡加热10min产生的热量。 39．（2025•泉州模拟）某款具有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，电路图如图。电源电压恒为220V，R1、R2是电热丝，R1＝242Ω，R2＝121Ω，S为选择开关，可选择不同挡位进行加热。求： （1）电加热器处于低温挡位时的工作电流。 （2）选择开关S接触“3”“4”两个触点时，通电1min，电流产生的热量。 （3）电加热器处于高温挡位时的功率。 40．（2025•厦门•集美区二模）如图（a）是一款额定电压为220V的艾灸理疗毯，它的工作电路如图（b）所示。R1和R2为发热电阻丝（不考虑温度对电阻的影响），旋钮开关S置于“2和3”接线柱时处于低温挡，功率为22W，置于“3和4”接线柱时处于高温挡，功率为110W。艾灸理疗毯正常工作时，求： （1）低温挡工作时的电流； （2）发热电阻丝R2的阻值； （3）高温挡工作10min，整个电路产生的热量。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题13 电功率综合【四大题型】 1．（2025•福建中考）【实际应用】某电水壶的部分参数如下表所示。该电水壶正常工作时，可将质量为1kg的水从20℃加热到100℃，用时420s。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： 额定电压 220V 额定功率 1000W （1）水吸收的热量。 （2）电水壶消耗的电能。 （3）电水壶的热效率。 解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J； （2）由表可知电水壶的额定功率为1000W，该电水壶正常工作时，其实际功率等于额定功率， 故用时420s，电水壶消耗的电能：W＝Pt＝1000W×420s＝4.2×105J； （3）电水壶的热效率：。 答：（1）水吸收的热量为3.36×105J。 （2）电水壶消耗的电能为4.2×105J。 （3）电水壶的热效率为80%。 2．（2023•福建中考）下列利用电流热效应工作的用电器是（　　） A．电视机 B．电风扇 C．电脑 D．电炉 解：A．电视机主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意； B．电风扇工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意； C．电脑工作时主要把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意。 D．电炉工作时把电能转化为内能，利用电流的热效应工作，故D符合题意。 答案：D。 3．（2021•福建中考）如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 3.6W”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是（　　） A．1：4 B．1：8 C．2：7 D．3：20 解：当S闭合，S1、S2断开，灯L和滑动变阻器串联，小灯泡恰好正常发光，则此时的电流 ；小灯泡的电阻为 滑片P移到R的中点时，滑动变阻器接入的有效电阻R′＝15Ω；则滑动变阻器两端的电压 U′＝IR′＝0.6A×15Ω＝9V； 根据串联电路电压的特点，电压电源U总＝UL+U′＝6V+9V＝15V； 要保证电路安全，分析电路可得当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；则此时通过R0的电流为；干路电流即为最大电流Imax＝1A+1.5A＝2.5A；最大功率Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W； 最小电流即为滑动变阻器接入最大阻值并且与灯L串联时，电流最小， 即根据； 最小功率Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W； 故Pmin：Pmax＝5.625W：37.5W＝3：20。 答案：D。 4．（2021•福建中考）某手机电池容量为4200mAh，电池电压为3.7V。用一个标有“输出5V 4A”的快速充电器，将手机电池从零电量充满，充电效率为84%，需要 　55.5　 min。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，这是因为正常工作时，通过快充充电线的 　电流　 较大。 解：（1）电池充满电储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×4.2A×3600s＝55944J， 充电器的有效功率为：P有＝ηP充＝ηU充I充＝84%×5V×4A＝16.8W， 充满电所需时间为：； （2）由焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，快充充电时电流大，在相同条件下，产生的热量多。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，是通过增大导线的横截面积来减小导线电阻方法来减少充电时导线产生的热量。 答案：55.5；电流。 5．（2024•福建中考）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求： （1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。 （2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。 （3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。 解：（1）由图可知，烧制炉处于加热状态时，加热电路为R1的简单电路， 通过R1的电流：； （2）烧制炉处于保温状态时，加热电路中R1与R2串联， 电路的总电阻：， R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝242Ω﹣44Ω＝198Ω； （3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即有：U温差＝k（t﹣t0）， 由图可知，控制电路中，R与R0串联，则有：U温差＝I（R+R0）， 故有：k（t﹣t0）＝I（R+R0）……① 第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃， 第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃， 且t0＝20℃，I＝0.01A， 把数据代入①式可得： k×（400℃﹣20℃）＝I×（1Ω+R0）……② k×（1000℃﹣20℃）＝I×（4Ω+R0）……③ 联立②③解得：R0＝0.9Ω，k＝5×10﹣5V/℃， 则R与t的关系式为：R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。 答：（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流为5A。 （2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值为198Ω。 （3）R与t关系的表达式为R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。 6．（2023•福建中考）如图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω。闭合开关S，电路的总电流为1A。求： （1）通过R1的电流。 （2）电阻R2的阻值。 （3）电路消耗的总电功率。 解：（1）由电路图知，闭合开关S，两个电阻并联， 根据并联电压规律知，R1和R2并联U1＝U2＝U＝6V； R1的电流； （2）根据并联电流特点知，R2的电流I2＝I﹣I1＝1A﹣0.6A＝0.4A， 由知，R2的电阻； （3）电路消耗的总电功率P＝UI＝6V×1A＝6W。 答：（1）通过R1的电流0.6A。 （2）电阻R2的阻值15Ω。 （3）电路消耗的总电功率6W。 考点01 电功率的综合分析与计算 7．（2025•漳州模拟）如图E为电压可调的电源，R为定值电阻，电子元件D有稳压作用使UD保持不变。U总为电源电压（U总≥UD），I为电路电流，P为定值电阻R的电功率，下列图像合理的（　　） A． B． C． D． 解：AB、闭合开关，两电阻串联接入电路，根据串联电压规律结合欧姆定律可得通过电路的电流 ，分析函数关系可知I与U总是一次函数，故A错误，B正确； CD、定值电阻R的电功率，分析函数关系可知P与U总是二次函数，故CD错误。 答案：B。 8．（2025•莆田•涵江区模拟）小叶设计了一个如图所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列说法正确的是（　　） A．显示仪表是由电流表改装的 B．温度降低时，电路总功率变小 C．温度升高时，R1的电功率变大 D．温度降低时，R2的电功率变大 解：A、由图可知，该电路为串联电路，由于电表并联在热敏电阻R1的两端，该电表为电压表，故A错误； B、热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，温度降低时，热敏电阻的阻值变小，串联电路的总电阻变小，电路中的电流变大，电源电压不变，根据P＝UI可知，电路消耗的总功率变大，故B错误； C、R1的功率表达式为： 由上式可知，当R1＞R2时，随温度降低，R1变小，R1﹣R2的值变小，P1变大，当R1＜R2时，随温度降低，R1变小，（R1﹣R2）2的值变大，P1变小，故C错误； D、热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，温度降低时，热敏电阻的阻值变小，串联电路的总电阻变小，电源电压一定，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P＝I2R可知，R2的电功率变大，故D正确。 答案：D。 9．（2025•泉州模拟）如图所示，电源电压恒为12V，灯泡L灯丝的阻值不随温度变化。闭合开关S后，灯泡L正常发光，当滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω时，电流表A2的示数为2.5A。当滑动变阻器接入电路的阻值变为12Ω时，则（　　） A．电压表V的示数变为6V B．电流表A2的示数变为1A C．电路的总功率变为18W D．灯泡L的功率变为12W 解：A、由图可知，开关S闭合时，灯L与变阻器R并联，电压表测量电源电压，电流表A1测量通过L的电流，电流表A2测量干路电流；所以电压表的示数始终为12V，故A错误； B、当滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω时，根据欧姆定律可得，通过变阻器的电流：， 由并联电路电流规律可得，灯泡中的电流：IL＝I﹣IR＝2.5A﹣2A＝0.5A； 当滑动变阻器接入电路的阻值变为12Ω时，根据欧姆定律计算变阻器中通过的电流， 由并联电路电流规律可得，干路的电流：I′＝IL+I′R＝0.5A+1A＝1.5A，即电流表A2的示数变为1.5A，故B错误； C、当滑动变阻器接入电路的阻值变为12Ω时，电路的总功率：P＝UI′＝12V×1.5A＝18W，故C正确； D、灯泡的电功率：PL＝UIL＝12V×0.5A＝6W，故D错误。 答案：C。 10．（2025•泉州•南安市模拟）如图甲，电源电压恒定，将滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯泡正常发光为止；根据电流表和电压表的示数绘制I﹣U关系图像如图乙。则（　　） A．曲线b是灯泡的I﹣U图像 B．电源电压为12V C．灯泡的额定电压为3V D．灯泡的额定功率为4.8W 解：A.由图甲可知，电压表V2测的是滑动变阻器的电压，V1测的是灯泡的电压。当滑片从滑动变阻器最右端向左移动时，滑动变阻器的电阻减小，分得的电压减小，故V2的示数减小，根据串联电路的电压规律知，V1的示数增大。根据欧姆定律，此时电路中的电流变大，由图乙可以判断，曲线a表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图象，曲线b表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图象，故A错误。 B.由图乙可知，滑片在最右端时，电流为0.2A，此时V1的示数为2V，V2的示数为9V，所以电源电压U＝U1+U2＝2V+9V＝11V，故B错误； C.由题意知，滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯泡正常发光为止，可知当电流值为0.6A时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时滑动变阻器两端的电压为3V，所以灯泡的额定电压为： U额＝11V﹣3V＝8V，故C错误， D.灯泡正常发光时的电流为0.6A，由C知，额定电压为8V，所以额定功率P额＝U额I额＝8V×0.6A＝4.8W，故D正确。 答案：D。 11．（2025•泉州模拟）如图所示电路，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器（a、b为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P位于某一位置时，电压表V示数为9V，电流表示数为0.3A；当滑片P移至某一端点时，电压表V示数减小了1V，电流表示数变化了0.1A，此时R2的功率为P2，此过程中R1的功率变化了ΔP1。下列选项正确的是（　　） A．R3的最大阻值为10Ω B．电源电压为10V C．ΔP1为0.7W D．P2为3.0W 解：BD、闭合开关S，R1、R2、R3串联，电压表测R2、R3两端的总电压， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1+U23＝I1R1+U23＝0.3A×R1+9V……① 当滑片P移至某一端点时，电压表V示数减小了1V，由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，因此滑动变阻器的滑片在a端，滑动变阻器接入电路的电阻为零，此时R1、R2串联，电压表测R2两端的电压， 此时电压表示数U2'＝9V﹣1V＝8V，电流表示数Ia＝0.3A+0.1A＝0.4A， 由欧姆定律可知，R2的阻值：， 此时R2的功率：，故D错误； 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1'+U2'＝IaR1+U2＝0.4A×R1+8V……② 由①②解得：R1＝10Ω，U＝12V，故B错误； A、滑片P位于某一位置时，由欧姆定律可知，R2两端的电压：U2＝I1R2＝0.3A×20Ω＝6V， 由串联电路的电压特点可知，此时R3两端的电压：U3＝U23﹣U2＝9V﹣6V＝3V， 由欧姆定律可知，R3接入电路的阻值：，由于题目没有明确说明此时滑片在端点，因此不能滑动变阻器的最大阻值不一定是10Ω，故A错误； C、由P＝UI＝I2R可知，此过程中R1的功率变化量： Δ，故C正确。 答案：C。 12．（2025•厦门•海沧区二模）如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由b端移动到a端的过程中，滑动变阻器的电功率P和电流I的关系如图乙所示。以下说法正确的是（　　） A．R0的阻值为20Ω B．电源电压为12V C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω D．整个电路的最大电功率为15W 解：AB、滑片在b端电阻最大，电流中电流最小，根据串联电路电压规律得电源电压为： ……①， 滑片在ab之间某点时，由图乙可知此时电流为0.4A，滑动变阻器的功率为3.2W，根据串联电路电压规律得电源电压为：……②， 解①②得，R0＝10Ω，则电源电压为：，故A错误，B正确； C、滑片在b端电阻最大，电流中电流最小，由图乙可知最小电流为0.2A，滑动变阻器功率为2W，根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值为：，故C错误； D、当滑片P在a端时，电路中的电流最大，电路消耗的电功率最大，最大电功率： ，故D错误。 答案：B。 13．（2025•泉州模拟）图甲是某款能自动记录跳绳次数的计数器的简化电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为光敏电阻。当绳子挡住R2的光线时，R2的阻值会变大，AB间的电压发生变化，自动计数器计数一次。已知AB间的电压随时间变化关系如图乙所示，则当绳子挡住R2的光线时，AB间的电压为 　1　 V；计数器计数时与不计数时，R1的电功率之比为 　1：9　 。 解：由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R1两端的电压。 当绳子挡住 R2 的光线时，R2阻值变大，根据串联电路的分压原理，R1分得电压减小，R2 分得电压增大。 由图乙可知，AB间电压较低时计数器会计数，所以当绳子挡住R2的光线时，AB间的电压为1V， AB间电压较高时计数器不计数，所以当绳子没挡住R2的光线时，AB间的电压为3V， 则电路计数与不计数时，R1的功率之比为：； 答案：1；1：9。 14．（2025•泉州•永春县模拟）如图甲所示电路，电源电压U＝12V且保持不变，灯L标有“8V 4W”字样，滑动变阻器的铭牌R2标有“60Ω 1A”。当闭合S，S1时，滑片P移至某处，灯L正常发光，则此时灯泡的电阻为 　16　 Ω；当只闭合S和S2时，调节R2滑片在某点和最右端移动过程中，电压表示数与R2消耗的电功率的关系图像如图乙所示，P1：P2＝3：4，则可算出R1的阻值为 　60　 Ω。 解：当闭合S、S1时，灯泡和变阻器串联，滑片P移至某处，灯L正常发光，此时灯泡的电阻 ； 电路中的电流， 当只闭合S和S2时，电阻R1和变阻器R2串联，电压表测量R1两端的电压，由题意可知 ； 解得U1＝3V，滑片在R2上最右端时，R2电功率， 所以 解得R1＝60Ω。 答案：16；60。 15．（2025•厦门模拟）家中的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R＝100Ω，紫外灯L规格为“220V 66W”。闭合开关S1和S2，消毒柜正常工作，求： （1）通过发热电阻R的电流； （2）消毒柜正常工作时R的电功率； （3）紫外灯L工作1min消耗的电能。 解：（1）消毒柜正常工作时U＝220V，通过发热电阻R的电流：； （2）消毒柜正常工作时U＝220V，R的电功率：P＝UIR＝220V×2.2A＝484W； （3）消毒柜正常工作时U＝220V，紫外灯L的功率P＝P额＝66W， 工作1min消耗的电能：W＝Pt＝66W×60s＝3960J。 答：（1）通过发热电阻R的电流为2.2A； （2）消毒柜正常工作时R的电功率为484W； （3）紫外灯L工作1min消耗的电能为3960J。 16．（2025•厦门模拟）同学们对学校的自动大门很感兴趣，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开。科技小组利用电磁继电器、红外传感器、电动机等元件制作了模拟电路，部分电路如图甲所示。其中电动机上标有“220V 40W”的字样，控制电路的电源电压U为24V，R1为定值电阻，红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图乙所示，当通过电磁铁线圈的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻） （1）开门一次用时5s，则开门一次电动机消耗多少电能？ （2）经测试，当L＝3m时，刚好触发电动机工作，则R1的阻值为多少？ （3）若门前6m内没有人，则控制电路的电功率是多大？ 解：（1）开门一次用时5s，则开门一次电动机消耗的电能为：W＝PMt＝40W×5s＝200J； （2）当电磁铁线圈的电流为100mA 时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开， 此时控制电路的总电阻为：， 由乙图可知，当L＝3m时，R的阻值为120Ω， 不计电磁铁线圈的电阻，在控制电路中R1和R串联， 则R1的阻值为：R1＝R总﹣R＝240Ω﹣120Ω＝120Ω； （3）若门前6m内没有人，相当于人在大门6m之外，根据图乙可知此时R的阻值为180Ω， 则此时控制电路的电功率为：。 答：（1）开门一次用时5s，则开门一次电动机消耗200J的电能； （2）经测试，当L＝3m时，刚好触发电动机工作，则R1的阻值为120Ω； （3）若门前6m内没有人，则控制电路的电功率是1.92W。 考点02 极值、范围类电路安全问题 17．（2025•福州模拟）如图所示电路，电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电子元件（）上标有“2.5V 1.25W”字样。闭合开关，在保证电路安全的情况下，不考虑电子元件电阻的变化，滑片P左移的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．电压表示数变小 B．电流表示数变大 C．电子元件正常工作时的电流为2A D．电路的最大功率是2.25W 解：A、由图可知，电子元件与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路总电流， 当滑片P左移，变阻器接入电路的电阻变大，根据串联分压规律，变阻器电压变大，电压表示数变大，故A错误； B、当滑片P左移，变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，根据欧姆定律，电路总电流变小，电流表示数变小，故B错误； C、电子元件的规格为“2.5V 1.25W”，正常工作时的电流为：，故C错误； D、电子元件的额定电流为I＝0.5A，电流表的量程为0～0.6A，变阻器规格为“20Ω 1A”， 故电路中最大电流为Imax＝0.5A，此时电路的功率最大， 已知电源电压为U＝4.5V，则电路的最大功率为：Pmax＝UImax＝4.5V×0.5A＝2.25W，故D正确； 答案：D。 18．（2025•厦门模拟）图甲中，电源电压12V、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、滑动变阻器标有“？Ω，1A”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡（灯泡规格：6V，0.5A），闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻器的I﹣U图像如图乙。则下列结论正确的是（　　） A．虚线框内是小灯泡 B．电路的最大功率为6W C．虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10Ω D．滑动变阻器最大阻值为25Ω 解：分析电路可知，虚线框内元件和变阻器串联，电压表测变阻器电压，电流表测电路电流。 A、由图乙可知，变阻器的电流和电压成一次函数线性关系，根据串联分压规律可知虚线框内元件的电流和电压也成一次函数线性关系，而灯泡的电阻是变化的，所以虚线框内是定值电阻，故A错误； B、定值电阻的电阻为：， 由图乙可知，电流最大时，变阻器电压为6V，则此时虚线框内定值电阻的电压： U定＝U﹣U滑＝12V﹣6V＝6V； 电路中的最大电流为：， 则电路的最大功率为：Pmax＝UImax＝12V×0.6A＝7.2W，故B错误； C、根据P＝I2R可知变阻器和定值电阻串联，电流相等，所以虚线框内定值电阻和滑动变阻器的功率相等时，二者电阻相等，即此时滑动变阻器的阻值为10Ω，故C正确； D、由于电压表最大量程大于电源电压，故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处， 由图乙可知，滑动变阻器两端的电压最大为Umax＝8V，通过电路的最小电流为Imin＝0.4A， 此时滑动变阻器阻值最大为：，故D错误； 答案：C。 19．（2025•泉州•石狮市模拟）科学小组设计了测量拉力大小的仪器，其原理如图甲所示。电源电压为9V，定值电阻R1为10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样，其接入电路的阻值随拉力大小的变化如图乙所示。初始状态下弹簧处于自然长度，滑动变阻器的滑片置于a端，在向右缓慢拉动拉环的过程中，下列分析正确的是（　　） A．R1的电功率变小 B．电压表、电流表的示数均变大 C．当电流表示数为0.5A时，所测拉力为60N D．在保证电路各元件安全的情况下，所测拉力的最大值为100N 解：分析电路可知，R1、R2串联，电压表测R2电压，电流表测电路电流。 AB．在向右缓慢拉动拉环的过程中，R2阻值变小，则总电阻变小，根据，电流表的示数变大，由U＝IR可知：R1电压变大，根据串联分电压规律U2＝U总﹣U1，则电压表示数减小，根据由P＝I2R可，R1的电功率变大，故AB错误； C．当电流表示数为0.5A时，总电阻为 则此时R2阻值为R2＝R总﹣R1＝18Ω﹣10Ω＝8Ω 由乙图可知，当R2阻值为8Ω时，拉力为60N，故C正确； D．电流表量程为0～0.6A，则电流最大为0.6A时，拉力最大。此时总电阻为 此时R2阻值为R2'＝R总'﹣R1＝15Ω﹣10Ω＝5Ω 由乙图可知，当R2阻值为5Ω时，拉力在70N到80N之间，所以所测拉力的最大值不为100N，故D错误。 答案：C。 20．（2025•莆田模拟）如图所示，电源电压恒为12V，R0＝20Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω，1A”，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡上标有“4V，2W”的字样，灯丝电阻保持不变，为保证电路各元件正常安全使用，则（　　） A．当闭合S，断开S1、S2时，滑动变阻器接入电路的最小值是12Ω B．当闭合S，断开S1、S2时，滑动变阻器的电功率最大值为4.5W C．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最大值为19.2W D．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器的阻值取值范围是16Ω～20Ω 解：AB、当S闭合，S1、S2都断开时，小灯泡与滑动变阻器串联接入电路；由电功率公式可知：小灯泡正常发光时电流， 为保证电路安全，该串联电路最大电流Imax＝I额＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路阻值最小； 由串联电路电压规律可知：滑动变阻器两端电压UP＝U﹣U额＝12V﹣4V＝8V； 由欧姆定律可知：滑动变阻器接入电路最小阻值； 小灯泡的电阻：， 滑动变阻器的功率： ， 若R滑＝RL＝8Ω时，P滑最大，最大值为， 但此时小灯泡和滑动变阻器平分电源电压，UL′＝6V＞4V，小灯泡会烧坏，所以滑动变阻器的最大功率不是4.5W，故AB错误；C、当S、S1、S2都闭合时，小灯泡被短路，定值电阻R0与滑动变阻器并联接入电路，电流表测量干路电流， 通过定值电阻的电流为， 因为电流表量程为0～3A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以干路中的最大电流 I并＝0.6A+1A ＝ 1.6A， 电路消耗的总功率最大值P并＝UI并＝12V×1.6A＝19.2W，故C正确。 D、当S、S1、S2都闭合时，小灯泡被短路，定值电阻R0与滑动变阻器并联接入电路，电流表测量干路电流； 滑动变阻器的规格为“20Ω，1A”，所以通过滑动变阻器的最大电流为1A， 滑动变阻器接入并联电路的最小阻值； 滑动变阻器接入电路的阻值越大，电路中的总电流越小，所以滑动变阻器的阻值取值范围是12Ω～20Ω，故D错误。 答案：C。 21．（2025•福州二模）现有“6V，3W”的L1和“3V，6W”的L2两只小灯泡串联后接在电路中，为了使电路安全使用，电路两端允许加的最大电压为 　6.75　 V，若并联则干路最大电流为 　2.25　 A。（不计温度对灯丝电阻的影响） 解：由P＝UI可得，灯泡L1的额定电流：， 灯泡L2的额定电流：， 由欧姆定律可得，灯泡L1的电阻：， 灯泡L2的电阻：； （1）将两只小灯泡串联后接在电路中使用时，为了使电路安全使用，电路中的最大电流： I＝I2＝0.5A， 由串联电路特点和欧姆定律可得，电路两端允许加的最大电压： U＝U1+U2＝IR1+IR2＝0.5A×12Ω+0.5A×1.5Ω＝6.75V； （2）将两只小灯泡并联后接在电路中使用时，为了使电路安全使用，电路中的最大电压： U′＝U2＝3V， 由并联电路特点和欧姆定律可得，干路最大电流为：。 答案：6.75；2.25。 22．（2025•泉州模拟）如图1电路所示，R0＝10Ω，滑动变阻器R的最大阻值为40Ω；电压表量程为0﹣3V、电流表量程为0﹣0.6A，灯L的I﹣U图像如图2所示。 ①闭合S和S1，断开S2时，调节R其接入电路的阻值为10Ω，此时电流表示数为0.25A。电源电压为4.5V； ②闭合S、S2，断开S1，调节R，使电压表示数为2.5V，R消耗的功率为 　0.5　 W； ③在保证电路安全的前提下，当开关S、S1闭合时电路消耗的最小功率为P1，当开关S、S2关闭时电路消耗的最小功率为P2，则P1：P2＝　4：3　 。 解：①闭合S和S1，断开S2时，L和R串联，电流表测量电路电流，电压表测量R两端的电压，调节R，使其接入电路的阻值为10Ω，此时电流表示数为0.25A， 从图中可知此时灯泡L两端的电压为2V，根据欧姆定律可知R两端的电压UR＝IR＝0.25A×10Ω＝2.5V，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联电路的电压特点可知电源电压U＝2V+2.5V＝4.5V； ②闭合S、S2，断开S1，R0和R串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路电流，调节R，使电压表示数为2.5V，根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压为：4.5V﹣2.5V＝2V，根据欧姆定律可知，则R消耗的功率为PR＝UR′I′＝2.5V×0.2A＝0.5W； ③在保证电路安全的前提下，当开关S、S1闭合时，L和R串联，电源电压不变，根据P＝UI可知，电路中电流最小时，总功率最小，根据串联分压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压最大为3V，灯泡两端的电压为：4.5V﹣3V＝1.5V，从图中可知此时电路中电流为0.2A，电路消耗的最小功率为P1＝UI″＝4.5V×0.2A＝0.9W； 当开关S、S2闭合时，R0和R串联，同理可知此时R0两端的电压为1.5V，根据欧姆定律可知此时电路中的电， 电路消耗的最小功率为P2＝UI″′＝4.5V×0.15A＝0.675W， 则。 答案：①4.5；②0.5；③4：3。 23．（2025•厦门•翔安区模拟）李老师桌上有一张老式加热鼠标垫（内有一根加热电阻丝），如图所示，鼠标垫质量为300g，规格为“5V，5W”。忽略温度对电阻的影响。 （1）求鼠标垫的电阻； （2）鼠标垫正常工作10min，温度升高5℃，若此过程中不计热量损失，则算鼠标垫的比热容是多少； （3）月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围，现有12V的电源、规格为“5Ω，2A”“20Ω，1A”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，请你帮她选择合适的滑动变阻器接入电路，并计算改装后电路消耗的最大功率与最小功率。 解：（1）鼠标垫规格为“5V，5W”，忽略温度对电阻的影响时，由公式可知：鼠标垫电阻； （2）由电功率公式可知：鼠标垫正常工作10min时，电阻丝产生的热量Q放＝W＝P额t＝5W×10×60s＝3000J；若此过程中不计热量损失，鼠标垫吸收的热量Q吸＝Q放＝3000J； 由比热容公式可知：鼠标垫的比热容是； （3）鼠标垫正常工作时额定电流为； 若选用规格为“5Ω，2A”的滑动变阻器，则由欧姆定律可知：串联电路电流 ，此时鼠标垫不能正常工作，即应选择规格为“20Ω，1A”的滑动变阻器接入电路； 因电源电压为12V不变，当滑动变阻器阻值最大时，改装后电路的总电阻最大，电路电流最小，改装后电路消耗的功率最小；此时改装后电路总电阻R总＝R+RP＝5Ω+20Ω＝25Ω； 由公式可知：改装后电路消耗的最小功率为； 在保证电路元件安全的情况下，改装后的电路电流最大值不应超过鼠标垫即滑动变阻器的最大允许通过电流，即改装后的电路电流最大值Imax＝1A，由电功率公式P＝UI可知：改装后电路消耗的最大功率为Pmax＝UImax＝12V×1A＝12W。 答：（1）鼠标垫的电阻为5Ω；（2）鼠标垫的比热容是2×103J/（kg•℃）；（3）应选择规格为“20Ω，1A”的滑动变阻器接入电路；改装后电路消耗的最大功率为12W，消耗的最小功率为5.76W。 24．（2025•厦门•同安区二模）小刚将“6V 3.6W”的灯泡L接到10V的学生电源上，为了使灯泡正常发光，电路中串联接入最大阻值为10Ω的滑动变阻器R，电路如图所示。请通过计算回答： （1）灯泡的额定电流是多少？ （2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？ （3）不考虑温度对灯丝电阻的影响，灯泡两端的最大电压不能高于额定电压的1.2倍，通过滑动变阻器的电流不超过0.8A。要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器可调节的电阻的最小值是多少？ 解：（1）。 （2）灯泡正常发光时，I额＝0.6A，U额＝6V， 因为灯泡和滑动变阻器串联，IR＝I额， 滑动变阻器两端的电压为UR＝U﹣U额＝10V﹣6V＝4V； 滑动变阻器接入电路的阻值是。 （3）灯泡的电阻为； UL大＝1.2×6V＝7.2V； 电路中的电流为； IR'＝IL＝0.72A＜0.8A，不超过滑动变阻器的最大电流，所以电路中最大电流为0.72A； UR′＝U﹣UL大＝10V﹣7.2V＝2.8V； 则滑动变阻器的最小值。 答：（1）灯泡的额定电流是0.6A。 （2）滑动变阻器接入电路的阻值为6.67Ω。 （3）滑动变阻器可调节的电阻的最小值是3.89Ω。 考点03 电流的热效应 25．（2025•泉州模拟）小峰同学购买了一个电热水壶，烧水时发现电源线很热，甚至能闻到橡胶的焦味，他决定向消费者协会投诉，投诉的理由应该是（　　） A．电源线太短 B．电源线太粗 C．电源线太细 D．电压太高 解：根据焦耳定律Q＝I2Rt，当导线中的电流一定、通电时间一定时，引起电热过多的原因是电阻太大； 材料、长度、横截面积、温度都影响电阻，由生活经验可知，商家不能通过材料、长度、温度作弊的，只能从横截面积方面，所以应该是导线太细导致电阻过大的原因。 答案：C。 26．（2025•厦门模拟）如图所示，是小江吃火锅所用的厨具，有甲、乙两相同的锅，放入食材前，甲中放入牛油和清水，乙中只有清水，甲、乙汤底的总质量分别为m1和m2（m1＞m2），初温相同；用额定电压相同的两个电加热器分别同时加热，控制加热功率P甲＜P乙。细心小江发现，甲中汤底更快沸腾，甲汤底沸腾时，显示甲温度大于乙。不考虑热量损失，下列说法正确的是（　　） A．相同时间内，两锅汤底吸收的热量相同 B．甲中汤底更快沸腾，是因为相同时间内吸收了更多的热量 C．甲中汤底更快沸腾，是因为甲中汤底比热容更大 D．为了能使乙与甲同时沸腾，可以减小乙中清水的质量 解：AB、不考虑热量损失，汤底吸收的热量等于加热器放出的热量，且加热功率P甲＜P乙，根据Q＝W＝Pt可知，在相同时间内，甲加热器放出的热量更少，即甲中汤底吸收的热量更少，故AB错误； C、甲中汤底为牛油和水的混合物，比热容比乙中水的比热容小。由于甲中放入牛油和清水，而油的密度小于水的密度，所以牛油会漂浮在水面上，阻碍了水的汽化吸热，减少了热量散失，相对于乙中的清水，温度升得快，所以甲中汤底更快沸腾，故C错误； D、为了能使乙与甲同时沸腾，应使乙中清水升温加快，即在吸收热量一定时水升高的温度更大，根据Δt＝可知，可以减小乙中清水的质量，故D正确。 答案：D。 27．（2025•厦门•海沧区二模）氮化镓（GaN）是一种新型半导体材料，将氮化镓应用于手机充电器中，可以实现“超级快充”。与传统充电器相比，氮化镓充电器的主要优势是（　　） A．电流更大，功率更大 B．电阻更小，发热更多 C．电压更高，充电更慢 D．电流更小，充电更快 解：氮化镓（GaN）是一种新型半导体材料，将氮化镓应用于手机充电器中，可以实现“超级快充”，主要优势是电流更大，功率更大，充电更快，故A正确、CD错误； 氮化镓（GaN）是半导体材料，电阻小，根据Q＝I2Rt可知，发热更少，故B错误。 答案：A。 28．（2025•厦门•思明区模拟）如图所示是电工师傅常用的导线连接方式，对该连接方式的作用分析错误的是（　　） A．防止导线松动脱落 B．增大连接处导线电阻 C．减小连接处导线两端电压 D．减少连接处导线产生的热量 解：AB、由图可知，该连接方式比较牢固，可以防止导线松动脱落，连接处横截面积较大，可以减小连接处导线电阻，故A正确、B错误； C、由U＝IR可知，在电流相同时，可以减小连接处导线两端电压，故C正确； D、由焦耳定律Q＝I2Rt可知，该方式减小了连接处的电阻，可以减少连接处导线产生的热量，故D正确。 答案：B。 29．（2025•厦门模拟）如图是“3•15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻 　较大　 （选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 　较多　 （选填“较多”或“较少”）。 解：不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小，在长度、材料不变的情况下，横截面积越小，电阻越大，所以劣质导线的电阻较大； 根据焦耳定律公式Q＝I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻较大，产生的热量较多，温度较高，安全隐患较大。 答案：较大；较多。 30．（2025•泉州模拟）如图，芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的 　热　 效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 　热传递　 的方式改变芯片内能。 解：由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的热效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过热传递的方式改变芯片内能。 答案：热；热传递。 31．（2025•泉州•鲤城区模拟）如图所示的电路，电源电压不变，电阻R1的阻值为10Ω，当开关S闭合时，电压表的示数为3V，电流表的示数为0.2A。求： （1）电阻R2的阻值； （2）电源的电压； （3）通电5min，电阻R1产生的热量。 解：由图可知，闭合开关，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； （1）由欧姆定律可知，电阻R2的阻值：； （2）由欧姆定律可知，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.2A×10Ω＝2V， 根据串联电路的特点可知，电源电压：U＝U1+U2＝2V+3V＝5V； （3）通电5min，电阻R1产生的热量：Q1＝I2R1t＝（0.2A）2×10Ω×5×60s＝1200J。 答：（1）电阻R2的阻值为15Ω； （2）电源的电压为5V； （3）通电5min，电阻R1产生的热量为1200J。 32．（2025•福州模拟）如图甲所示，是一款便携式热封口机，工作时发热电阻快速升温，熔化塑料实现封口。图乙是其原理电路图，其中电源电压U＝3V，R0＝5Ω。 （1）20s内电阻R0产生的热量是多少？ （2）人们在使用中发现电阻丝温度太高容易将塑料袋烫破，于是在电路中串联了大小为10Ω的电阻R1，如图丙所示，求此时电阻R0的电功率。 解：（1）在图乙中，20s内电阻R0产生的热量：； （2）在图丙中，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得， 通过R0的电流：， 此时电阻R0的电功率：P0＝I2R0＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W。 答：（1）20s内电阻R0产生的热量是36J； （2）此时电阻R0的电功率为0.2W。 考点04 电热器的档位问题 33．（2025•福州模拟）如图所示是某电热水器的简化电路，电源电压不变，定值电阻R1＝R2，它加热时有高温、中温和低温挡。则（　　） A．开关S1闭合、S2接a，是中温挡 B．开关S1闭合、S2接b，是高温挡 C．中温与低温挡的功率之比为4：1 D．高温与低温挡的功率之比为4：1 解：AB、由图可知，当开关S1闭合、S2接a时，R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，电热水器处于高温挡； 当开关S1断开、S2接b时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，总功率最小，电热水器处于低温挡； 当开关S1闭合、S2接b时，只有R1工作，电热水器处于中温挡，故AB错误； C、假设R1＝R2＝R，根据串联电路的特点可知，低温挡工作时电路的总电阻：R低＝R1+R2＝R+R＝2R， 中温挡和低温挡的功率之比：，故C错误； D、根据并联电路特点可知，高温挡工作时电路的总电阻：， 则电热水器高温与低温挡的功率之比：，故D正确。 答案：D。 34．（2025•厦门模拟）如图为某恒温箱的工作原理图，通过控制温控开关S1可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。R1、R2是电热丝，R1：R2＝4：1。恒温箱工作时，将箱体两气孔封闭，闭合开关S，S1置于“加热”挡，当箱内温度升高至设定的恒温温度后、S1置于“保温”挡。下列说法正确的是（　　） A．S1置于触点1时为“加热”挡 B．箱体气孔封闭会增大电功率 C．保温挡与加热挡功率之比为1：5 D．适当减小R2可以提高恒温温度 解：A、由图可知，当开关S2置于2、3时，R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，恒温箱处于加热挡； 当开关S1置于1时，只有R1工作，电路的总电阻最大，总功率最小，恒温箱处于保温挡，故A错误； B、由可知，恒温箱功率只与电源电压和电路中的电阻有关，箱体气孔封闭不会改变电源电压和电路中的电阻，所以不会使恒温箱的功率发生变化，故B错误； C、假设电热丝R2＝R，则电热丝R1＝4R， 恒温箱的加热挡功率：， 保温挡功率：，则保温挡与加热挡功率之比，故C正确； D、由可知，适当减小R2可以最大恒温箱的功率，但是当箱内温度升高至设定的恒温温度后，S1会置于保温挡，所以不会提高恒温温度，故D错误。 答案：C。 35．（2025•福州模拟）如图所示，某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡，已知定值电阻R1与R2阻值相等，“低温挡”正常工作时的功率为484W，在标准大气压下，用“高温挡”加热初温为15℃、质量为1kg的水7min，该过程消耗的电能为 　4.0656×105　 J，若产生的热量全部被水吸收，则水的温度升高了 　85　 ℃。【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 解：由图可知，当开关S2闭合、S1断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，此时电路总功率最小，电热水壶处于低温挡； 当开关S1、S2都闭合时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于高温挡； 由可知，R1、R2的串联总电阻：， 根据题意和串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：； 电热水壶高温挡的电功率：， 由可知，电热水壶高温挡工作7min消耗的电能：W＝P高t＝968W×7×60s＝4.0656×105J； 根据题意可知，水吸收的热量：Q吸＝W＝4.0656×105J， 由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水理论上的末温：， 一个标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水的实际末温为100℃， 则水升高的温度：Δt＝100℃﹣15℃＝85℃。 答案：4.0656×105；85。 36．（2025•厦门模拟）小明家新买一个电蒸锅，如图甲所示。图乙为其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为2000W。则此电蒸锅保温挡的功率为 　100　 W；若不计热量损失，用电蒸锅加热挡将2.5kg水从20℃加热到100℃，需要 　420　 s。 解：由图乙可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电蒸锅处于加热挡； 当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电蒸锅处于保温挡； 保温挡的功率：； 水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）＝8.4×105J， 不计热量损失，电蒸锅消耗的电能：W＝Q吸＝8.4×105J， 由可知，电蒸锅加热的时间：。 答案：100；420。 37．（2025•漳州模拟）如图甲是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器正常工作的电压为220V，保温功率为100W，加热功率为1200W。在1个标准大气压下，煮茶器将初温20℃、质量1kg的水加热到沸腾。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）水吸收的热量； （2）电阻R1的阻值； （3）若用加热挡煮沸这壶水需要6min，则煮茶器的加热效率。 解：（1）标准大气压下水的沸点为100℃，加热过程水吸收的热量： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J； （2）由电路图可知，闭合开关S1、S2时，电阻R1与R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，电源电压一定，由可知，电路中的总功率最大，煮茶器处于加热状态； 只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻较大，总功率最小，煮茶器处于保温挡； 由可知，R1的电阻：， （3）消耗的电能：W＝P加热t＝1200W×6×60s＝4.32×105J； 加热效率。 答：（1）水吸收的热量是3.36×105J； （2）电阻R1的阻值是484Ω； （3）若用加热挡煮沸这壶水需要6min，煮茶器的加热效率是77.8%。 38．（2025•莆田•荔城区模拟）某款汽车的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示，该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为阻值相等的电热丝。求： （1）当座椅垫处于“高温”挡加热时，电路中的电流； （2）电热丝R1的阻值； （3）低温挡加热10min产生的热量。 解：（1）根据P＝UI可得，当座椅垫处于“高温”挡加热时， 电路中的电流：； （2）由图乙可知，该座椅垫处于高温挡时，电路为电热丝R1的简单电路， 根据欧姆定律可得，电热丝R1的阻值：； （3）该座椅垫处于高温挡时，电热丝R1与R2串联，串联电路的总电阻等于各串联电阻之和， 所以低温挡加热10min产生的热量：； 答：（1）当座椅垫处于“高温”挡加热时，电路中的电流为1.5A； （2）电热丝R1的阻值为16Ω； （3）低温挡加热10min产生的热量为1.08×104J。 39．（2025•泉州模拟）某款具有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，电路图如图。电源电压恒为220V，R1、R2是电热丝，R1＝242Ω，R2＝121Ω，S为选择开关，可选择不同挡位进行加热。求： （1）电加热器处于低温挡位时的工作电流。 （2）选择开关S接触“3”“4”两个触点时，通电1min，电流产生的热量。 （3）电加热器处于高温挡位时的功率。 解：（1）由图可知，当选择开关S接触“2”“3”两个触点时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，电加热器处于高温挡； 根据题意可知，R1＞R2，则当选择开关S接触“1”“2”两个触点时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电加热器处于低温挡； 当选择开关S接触“3”“4”两个触点时，只有R2工作，电加热器处于中温挡； 电加热器处于低温挡位时的工作电流：； （2）选择开关S接触“3”“4”两个触点时，通电1min，电流产生的热量： ； （3）电加热器处于高温挡位时的功率：。 答：（1）电加热器处于低温挡位时的工作电流为0.91A； （2）选择开关S接触“3”“4”两个触点时，通电1min，电流产生的热量为24000J； （3）电加热器处于高温挡位时的功率为600W。 40．（2025•厦门•集美区二模）如图（a）是一款额定电压为220V的艾灸理疗毯，它的工作电路如图（b）所示。R1和R2为发热电阻丝（不考虑温度对电阻的影响），旋钮开关S置于“2和3”接线柱时处于低温挡，功率为22W，置于“3和4”接线柱时处于高温挡，功率为110W。艾灸理疗毯正常工作时，求： （1）低温挡工作时的电流； （2）发热电阻丝R2的阻值； （3）高温挡工作10min，整个电路产生的热量。 解：（1）由电路图知，当S接1和2时，电阻R1连入电路中，电源电压一定，由知，此时为低温挡， 此时电路中的电流 （2）当S接3和4时，电阻R1与R2并联接入电路中，电源电压一定，由知，此时为高温挡， 通过R2的电功率P2＝P高温﹣P低温＝110W﹣22W＝88W， （3）高温挡工作10min，整个电路产生的热量Q＝P高温t＝110W×10×60s＝6.6×104J 答：（1）低温挡工作时的电流为0.1A； （2）发热电阻丝R2的阻值为550Ω； （3）高温挡工作10min，整个电路产生的热量为6.6×104J。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$