第十八章 电功率（计算题30道）-【刷好题】2024-2025学年九年级物理上册热点题型专练（2024人教版）

第18章 电功率（计算题30道） 1．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S后，电流表的示数为0.45A，通过电阻R2的电流为0.3A。求： (1)电源电压； (2)电阻R1的阻值； (3)电阻R1在1min内产生的热量。 2．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，和均为发热电阻，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=4.2×103 J/（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。 3．为了解家中用电情况并提出安全用电、节约用电的建议，某同学对家庭电器用电情况调查如下，家庭电路电压为220V。 (1)求客厅空调正常工作时的电流。 (2)求电水壶正常工作时的电阻。 (3)表中的厨房电器在调查时段内总共消耗的电能为多少kW·h？ (4)该同学利用掌握的电学知识，积极参与街道安全用电、节约用电宣传工作，请帮他完成宣传栏中①或②的提示语。 4．室内空气干燥时，可用加湿器给空气加湿，如图甲所示是某型号电热加湿器，简化电路图如图乙，部分技术参数如下表，加湿器的发热电阻（虚线框内的部分）浸没在水中，水箱中的水沸腾后，即可喷出蒸气，增加空气湿度，移动R的滑片P可调节气雾量大小。求： 额定电压 22V 最大气雾功率 110W 最小气雾功率 22W 水箱容积 30L 适用面积 20~40m2 (1)当加湿器以最大气雾功率正常工作时，电路中的电流； (2)滑动变阻器R的最大阻值。 5．如图所示电路，电源电压保持不变，小灯泡上标有“9V 0.9A”字样，小灯泡电阻不变。电阻箱处于某一阻值，闭合开关，电路的总功率为7.2W；将电阻箱阻值调为原来的3倍，电路的总功率变为4.8W。求： (1)小灯泡的电阻； (2)电源电压。 6．如图所示的电路中，电源两端电压并保持不变，电阻的阻值为10Ω。闭合开关S后，电流表示数是0.5A。求： (1)通过电阻的电流。 (2)电阻的阻值。 (3)10s内整个电路消耗的电能。 7．重庆新增的小悲公交车让市民出行更加便捷，如图所示是某线路的纯电动小巷公交车，若其电池储存的最大电能为，行驶过程整车的平均电功率为，公交车的平均速度为。求： (1)公交车以平均速度行驶的路程； (2)充满电的情况下连续行驶多少时间耗尽电能。 8．如图所示，R1=30Ω，R2=10Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.2A。求： (1)电源电压； (2)R2的电流； (3)通电10s，整个电路电流所做的功为多少焦。 9．如图甲所示，是某跨学科学习小组设计的装置结构图，它可以根据水量多少自动控制受控电路，控制电路由电源、电磁铁、保护开关S、敏感电阻、T形绝缘硬杆、圆柱形浮体A、保护电阻等组成；受控电路由电源、加热电阻等组成。当通过电磁铁的电流达到0.15A，衔铁恰好被吸下，动、静触点接触，受控电路接通；当电流达到0.3A，保护开关S自动断开，衔铁在弹簧弹力作用下与电磁铁分离，动、静触点脱开，受控电路断开。由特殊材料制成，其阻值与所受压力关系如图乙所示；浮体A的密度比水小，在容器中注水至一定深度后浮体A就会竖直上浮，通过T形杆对产生向上压力。已知浮体A质量为50g、T形杆质量不计，，，，，其余部分电阻忽略不计，g取10N/kg，。求： (1)受控电路工作时，的电功率。 (2)当电流等于0.15A，衔铁恰好被吸下时，受到T形杆的压力。 (3)要让受控电路工作，浮体A浸入水中体积的范围。 10．物理兴趣小组为教室设计了一款湿度计，湿度计的表盘由电压表改装而成，其原理如图甲所示。电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，为定值电阻，把该湿度计放在湿度为的环境下，电压表示数为。 (1)求在湿度为的环境下，两端的电压； (2)求在湿度为60%的环境下，电路中的电功率； (3)在不改变电压表量程的情况下，若要提高该装置所能测量的最大空气湿度值，请写出一种简单可行的方法，并用文字说明。 11．如图甲为某款嵌入式蒸烤一体机，它集蒸汽、烘烤于一体，简化电路如图乙所示。R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时蒸汽挡工作，S1、S2都闭合时烘烤挡工作。已知烘烤档功率为1500W，R2＝44Ω。求： (1)蒸烤一体机处于烘烤档时电路的总电流；（保留一位小数） (2)蒸烤一体机处于烘烤挡时，工作1min产生的热量； (3)蒸烤一体机处于蒸汽挡时的功率。 12．如图是一款利用电磁继电器设定不同出水温度的电热饮水机原理示意图。工作电路与控制电路中，电源电压均恒定，R是加热电阻丝。电磁铁线圈电阻为，是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为（其中的单位是Ω，t的单位是℃），是用来设定不同出水温度的滑动变阻器。当电磁铁线圈中的电流小于或等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，饮水器停止加热。相关参数如下表所示： 工作电路电源电压 加热电阻丝R 控制电路电源电压U 电磁铁线圈电阻 水的密度 水的比热容 220V 48.4Ω 3V 5Ω (1)若将滑动变阻器的阻值调为235Ω时，在1标准大气压下该饮水机能将水加热到的最高温度是多少？ (2)饮水机内装有1L，初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时7min则水吸收的热量是多少？ (3)在（2）加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是多少？ 13．“五一”假期，小明随家人驾驶电动汽车前往营地露营。该车可对外供电。输出电压220V，最大输出功率3300W。家人将标有“220V 1000W”的电热水壶接入电动汽车供电电路，把1kg水从20℃加热至100℃用时6min。该车平均速度和每100km平均随耗的对应关系如下表。已知（c水=4.2×103J/(kg·℃)），求： 平均速度（km/h） 30 60 90 120 每100km平均能耗/（kW·h） 100 120 132 150 (1)电动汽车对外供电时的最大输出电流； (2)加热过程电热水壶消耗的电能； (3)加热过程电热水壶的效率； (4)烧水消耗的电能可供电动汽车以30km/h的速度匀速行驶的路程。 14．家用电煮锅具有不同的烹饪模式，它有低温挡和高温挡，烹饪时可以根据不同的食材进行选择。电煮锅内部由两根电阻丝R1、R2组成，R1=88Ω，电煮锅低、高温挡的额定功率见下表。求解下列问题： 额定电压 220V 低温挡 440W 高温挡 2200W (1)根据题干与表格内的信息，请你在虚线框内画出电煮锅内部的电路图； (2)某次电煮锅正常工作5min将1kg的水和食材从25℃加热到95℃。在这个过程中，消耗的电能； (3)电煮锅在低温挡正常工作时的电流。 15．如图所示是一种速热式恒温电热水器，使用时热水器直接对流动的水加热，即开即用，若该热水器流量为4L/min，流入水的温度为10℃，流出水的温度为40℃，淋浴的时间为5min，热水器加热的效率为84%。[c水=4.2×103J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]求： (1)淋浴时用水多少kg？水吸收热量为多少J？ (2)淋浴时需要消耗多少J的电能？ (3)若家庭电路中允许通过的最大电流为40A，请通过计算说明该热水器是否适合家庭使用？ 16．小明家购买了一台额定电压是220V的电压力锅，它有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻，加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2=1210Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求： (1)压力锅的保温功率； (2)已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容c水＝4.2×103/（kg·℃）。将1.5kg水从20℃加热到60℃，水吸收的热量是多少？若压力锅的效率为84%。额定电压下，加热这些水需要多长时间？ (3)用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作10min，图乙中的电能表转盘转了300转，请算出此时压力锅的实际加热功率。 17．小明同学设计了具有保温和速热两挡的车载加热垫，其简化电路图如图所示，电源电压恒为12V，电热丝、的阻值恒定，。只闭合开关时为保温挡；同时闭合开关、时为速热挡，此时干路中的电流为1.2A。求： (1)只闭合开关时，通过电热丝的电流； (2)电热丝的阻值； (3)速热挡工作100s产生的热量。 18．如图所示，图甲为电热毛巾架，额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为其内部电路原理图，R1和R2都为发热电阻丝；图丙为该毛巾架在正常工作30min内电流随时间变化的图象。求： (1)高温挡的功率； (2)发热电阻丝R2的电阻； (3)图丙中正常工作30min产生的热量。 19．某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为1100Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中。 (1)旋转开关转至bc时，电热败腰带通电10min消耗的电能 (2)旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率； (3)旋转开关转至de时，电热敷腰带的总功率为132W，求R3的阻值。 20．某品牌养生壶的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻，养生壶工作时，通过开关S1和S2，实现低温和高温的挡位控制，已知高温挡功率为1540W，R1=44Ω。求： (1)当养生壶内水的质量为2kg，水温从20℃升高到70℃吸收的热量；[c水=4.2×103J/（kg·℃）] (2)养生壶工作时通过R1的电流； (3)养生壶处于低温挡时，工作2min产生的热量； (4)R2的阻值。 21．如图甲是一款可调温果汁加热器、图乙是其简化电路图，R1、R2均为加热电阻。当开关接1时，加热器处于保温挡，保温功率为220W；当开关接2时，加热器处于可调温挡，当滑片在最右端时，加热器最大功率为1600W。[果汁比热容取3.9×103J/(kg·℃)]求： (1)加热器处于保温挡时电路中的电流； (2)加热电阻R2的阻值； (3)若加热器用最大功率对2kg果汁加热3min，果汁的温度升高30℃，求该加热器的效率。 22．实践小组为学校设计了智能花卉温室，图为温室智能补光系统电路。光敏电阻RE与照度E（描述光照强度的物理量）成反比关系，部分数据如下表所示，lx是照度的单位。当室外自然光照强度低于某数值时，磁性开关S′自动闭合，补光灯L发光，模拟自然光照为花卉补光。已知U1＝220 V，U控保持不变，补光灯L规格为“220 V 100 W”，电磁铁线圈电阻忽略不计。 (1)若灯L在一段时间内正常发光消耗电能1.2 kW•h，求该灯发光的时间为多少小时； (2)当照度下降为E1=0.1×103 lx时，调节滑动变阻器滑片P至a点，磁性开关闭合，补光灯L正常发光，电流表示数为50 mA，求此时光敏电阻消耗的功率； (3)保持滑片P在a点不动，提高照度至E2时，电流表示数变化了10 mA，此时E1∶E2＝5∶8，求U控的大小。 照度E/×103 lx 0.15 0.3 0.6 1.2 2 3 RE/Ω 32 16 8 4 2.4 1.6 23．小渝家有一台旧式两挡位电炖锅，高温挡额定功率为550W，低温挡额定功率模糊不清，图甲是该电炖锅简化电路图，和是加热电阻丝，开关S2只能接触或，不计温度对电阻的影响。 (1)高温挡正常工作时的电流是多少安？ (2)小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为，电炖锅高温挡正常工作0.8h、低温挡正常工作，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，则的阻值是多少欧？ (3)为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关S3，利用原电路元件，导线足够，请你在答图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。 24．一根40Ω的电热丝接在电路中工作时的电流为5A，在10s内共产生热量? 25．某普通家用电热水器的测温电路可以简化为如图所示的电路图｡R1为4Ω定值电阻，R2为热敏电阻，其阻值R随温度t的变化满足函数关系：，求：[c水=4.2×103J/（kg·℃）] (1)若水箱内装有水的质量为50kg，水温升高40℃需要吸收的热量； (2)关闭其他家用电器，让热水器在额定电压下单独工作1min，观察到标有“3 600r/（kW·h）”字样的电能表转动了150转，则该电热水器的额定功率； (3)当电压表示数为4V时，水箱中水的温度｡ 26．图甲是兴趣小组设计的储水箱模型，空水箱内有一个柱形浮子，浮子与储水箱底面不密合，浮子上端通过轻质弹簧与控制电路中力敏电阻R下方的绝缘片接触，此时力敏电阻受到的压力为零。已知浮子的质量为0．5kg、高为20cm、底面积为，弹簧每压缩1cm，产生的弹力为0.5N，且弹簧长度的变化均在弹性限度内。控制电路中，电源电压恒为12V，定值电阻为100Ω，力敏电阻R与所受压力F的关系如图乙，当力敏电阻受到的压力达到最大值时，自动关闭进水口。g取，。求： (1)浮子的重力； (2)当电流表示数为时，力敏电阻R消耗的电功率； (3)当浮子静止在底部距储水箱底面20cm时，水对浮子的浮力； (4)自动关闭进水口时，控制电路中电流表的示数。 27．在图（a）所示的电路中，电流表A1、A的表盘均如图（b）所示，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为5欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω；1A”字样。 (1)求开关S闭合后电流表A1的示数； (2)在不损坏电路元件的情况下，调整滑片位置，求R2消耗的最大功率及此时R2连入电路的阻值。 28．如图甲所示电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻。闭合开关后，滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，电压表的示数U随滑动变阻器接入电路的电阻R变化的关系图像如图乙所示。求： (1)电阻R0的阻值和电源电压； (2)滑动变阻器接入电路的电阻为15Ω时，其消耗的电功率。 29．电动机已广泛应用于我们的生产和生活中，它实现了电能向其它形式能的转化，如：电风扇消耗的电能转化为内能和机械能。下表是某品牌电风扇的铭牌参数，若此电风扇正常工作1h， 品牌 某品牌 型号 **﹣35X67Bh7 额定电压 220V 额定功率 55W 送风模式 普通/睡眠/智能 控制方式 遥控/触摸按键 毛重 6.40kg 净重 5.46kg 求： (1)电风扇消耗的电能； (2)电风扇的额定电流； (3)电风扇线圈中电流产生的热量（已知该品牌电风扇线圈电阻为32Ω）。 30．如图所示是一款用于物流搬转运的电动机器人，它能够代替人工进行货物装卸，自动化程度高，节省人力成本。该机器人在某次作业时叉起质量为900kg的货物，沿水平仓库地面匀速前进40m，用时20s，然后在10s内将货物沿竖直方向匀速提升2m。货物底面积为1m2，与两个叉臂的总接触面积为0.1m2，g 取10 N/ kg。 (1)货物对叉臂的压强是多少? (2)机器人沿水平地面匀速前进的速度为多大?匀速前进过程中叉臂对货物的支持力做了多少功? (3)机器人竖直提升货物的功率是多少? (4)若竖直提升货物的过程中消耗了0.008kW·h的电能，则该过程中机器人做功的效率是多少? 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第18章 电功率（计算题30道） 1．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S后，电流表的示数为0.45A，通过电阻R2的电流为0.3A。求： (1)电源电压； (2)电阻R1的阻值； (3)电阻R1在1min内产生的热量。 【答案】(1)3V； (2)20Ω； (3)27J 【详解】（1）由图可知，闭合开关S，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流 已知电阻R2的阻值为10Ω，通过电阻R2的电流为I2=0.3A 并联电路各支路两端的电压相等，且等于电源电压 结合I可得，电源电压U=U1=U2=I2R2=0.3A×10Ω=3V （2）已知电流表的示数，即干路电流为I=0.45A 根据并联电路的电流可得，通过R1的电流I1=I﹣I2=0.45A﹣0.3A=0.15A 根据I可得，电阻R1的阻值 （3）电阻R1在1min内产生的热量 2．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，和均为发热电阻，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=4.2×103 J/（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。 【答案】(1)3.36×105 J (2)484Ω (3)77.8% 【详解】（1）标准大气压下水的沸点为，加热过程水吸收的热量 （2）由电路图可知，闭合开关、时，电阻与并联，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； 只闭合开关时，电路为的简单电路，此时电路中的总电阻较大，总功率最小，煮茶器处于保温状态；由可知，的电阻： （3）消耗的电能 加热效率 3．为了解家中用电情况并提出安全用电、节约用电的建议，某同学对家庭电器用电情况调查如下，家庭电路电压为220V。 (1)求客厅空调正常工作时的电流。 (2)求电水壶正常工作时的电阻。 (3)表中的厨房电器在调查时段内总共消耗的电能为多少kW·h？ (4)该同学利用掌握的电学知识，积极参与街道安全用电、节约用电宣传工作，请帮他完成宣传栏中①或②的提示语。 【答案】(1)12.5A (2) (3) (4)①不同时使用多个大功率用电器；②不用湿手触摸开关和正在工作的用电器 【详解】（1）由可得空调正常工作时的电流 （2）由可得 （3）电饭煲消耗的电能 灯消耗的电能 抽油烟机消耗的电能 厨房电器在调查时段内总共消耗的电能 （4）由图可知，①提示语旁为同时使用多个大功率用电器，容易造成电流过大，引发火灾，所以①的提示语为不同时使用多个大功率用电器；②提示语旁为湿手触摸开关和正在工作的用电器，容易触电，所以②的提示语为不用湿手触摸开关和正在工作的用电器。 4．室内空气干燥时，可用加湿器给空气加湿，如图甲所示是某型号电热加湿器，简化电路图如图乙，部分技术参数如下表，加湿器的发热电阻（虚线框内的部分）浸没在水中，水箱中的水沸腾后，即可喷出蒸气，增加空气湿度，移动R的滑片P可调节气雾量大小。求： 额定电压 22V 最大气雾功率 110W 最小气雾功率 22W 水箱容积 30L 适用面积 20~40m2 (1)当加湿器以最大气雾功率正常工作时，电路中的电流； (2)滑动变阻器R的最大阻值。 【答案】(1)0.5A (2)1760Ω 【详解】（1）由表格信息可知，最大气雾功率P最大=110W，根据P=UI可得，电路中的电流 （2）由图知，R的滑片P在最左端时，只有R0接入电路中，加湿器以最大气雾功率正常工作， 由可得，R0的阻值 由图知，当R的滑片P在最右端时，R连入的阻值为最大值，R0与R串联，加湿器以最小气雾功率正常工作， 由表格可知最小气雾功率P最小=22W，根据P=UI可得，此时电路中总电阻 所以R的最大阻值R=R总-R0=2200Ω-440Ω=1760Ω 5．如图所示电路，电源电压保持不变，小灯泡上标有“9V 0.9A”字样，小灯泡电阻不变。电阻箱处于某一阻值，闭合开关，电路的总功率为7.2W；将电阻箱阻值调为原来的3倍，电路的总功率变为4.8W。求： (1)小灯泡的电阻； (2)电源电压。 【答案】(1) 10 Ω (2) 9.8 V 【详解】（1）小灯泡上标有“9 V 0.9 A”字样，且灯丝电阻不变，可得小灯泡的电阻 （2）设小灯泡电阻为Rₗ(Ω)，电阻箱在第一次调节时的阻值为R(Ω)，第二次调节为3R，电源电压为U(V)。由题意可得电路总功率分别为P₁=7.2 W和P₂=4.8 W。则有： 联立解得U= 6V。 6．如图所示的电路中，电源两端电压并保持不变，电阻的阻值为10Ω。闭合开关S后，电流表示数是0.5A。求： (1)通过电阻的电流。 (2)电阻的阻值。 (3)10s内整个电路消耗的电能。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图可知，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路电压的特点和欧姆定律可知 （2）因为两电阻并联，所以根据并联电路电流的特点可得 电阻的电阻 （3）根据电功公式可得10s内整个电路消耗的电能 7．重庆新增的小悲公交车让市民出行更加便捷，如图所示是某线路的纯电动小巷公交车，若其电池储存的最大电能为，行驶过程整车的平均电功率为，公交车的平均速度为。求： (1)公交车以平均速度行驶的路程； (2)充满电的情况下连续行驶多少时间耗尽电能。 【答案】(1)15km (2)6h 【详解】（1）公交车的平均速度为30km/h，根据可得，公交车以平均速度行驶0.5h的路程为 （2）最大电能为，行驶过程整车的平均电功率为12kW，根据可得，充满电的情况下耗尽电能连续行驶的时间为 8．如图所示，R1=30Ω，R2=10Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.2A。求： (1)电源电压； (2)R2的电流； (3)通电10s，整个电路电流所做的功为多少焦。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图可知，电流表与串联，通过的电流，根据欧姆定律可得，两端电压 此电路为并联电路，和并联，根据并联电路的电压规律可知，两端电压和两端电压与电源电压相等，所以电源电压 （2）根据欧姆定律可得，通过的电流 （3）根据并联电路的电流规律可知，干路电流等于各支路电流之和，即干路电流 已知通电时间，根据电功计算公式可得整个电路电流所做的功 9．如图甲所示，是某跨学科学习小组设计的装置结构图，它可以根据水量多少自动控制受控电路，控制电路由电源、电磁铁、保护开关S、敏感电阻、T形绝缘硬杆、圆柱形浮体A、保护电阻等组成；受控电路由电源、加热电阻等组成。当通过电磁铁的电流达到0.15A，衔铁恰好被吸下，动、静触点接触，受控电路接通；当电流达到0.3A，保护开关S自动断开，衔铁在弹簧弹力作用下与电磁铁分离，动、静触点脱开，受控电路断开。由特殊材料制成，其阻值与所受压力关系如图乙所示；浮体A的密度比水小，在容器中注水至一定深度后浮体A就会竖直上浮，通过T形杆对产生向上压力。已知浮体A质量为50g、T形杆质量不计，，，，，其余部分电阻忽略不计，g取10N/kg，。求： (1)受控电路工作时，的电功率。 (2)当电流等于0.15A，衔铁恰好被吸下时，受到T形杆的压力。 (3)要让受控电路工作，浮体A浸入水中体积的范围。 【答案】(1) 2200 W (2) 1 N (3) 浸入水中体积应在范围内 【详解】（1）受控电路接通后，加热电阻R2 单独接在电压为  的电源上， 的电功率 （2）当衔铁恰好被吸下时，控制电路中电流为0.15 A，由欧姆定律可得 ，即 解得 ，由图乙知，此时所对应的压力为1 N。 （3）当受控电路接通时，控制电路电流，由第（2）问可知此时受到的压力。浮体A的重力 根据力的平衡，浮体A受到的浮力 浮体A浸入水中的最小体积 当受控电路断开时，控制电路电流，此时电路总电阻 所以 由图乙可知，此时受到T形杆的压力。浮体A受到的浮力 浮体A浸入水中的最大体积 因此要让受控电路工作，浸入水中体积应在范围内。 10．物理兴趣小组为教室设计了一款湿度计，湿度计的表盘由电压表改装而成，其原理如图甲所示。电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，为定值电阻，把该湿度计放在湿度为的环境下，电压表示数为。 (1)求在湿度为的环境下，两端的电压； (2)求在湿度为60%的环境下，电路中的电功率； (3)在不改变电压表量程的情况下，若要提高该装置所能测量的最大空气湿度值，请写出一种简单可行的方法，并用文字说明。 【答案】(1)3V (2)1.2W (3)见解析 【详解】（1）由图甲可知，湿敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测量R0两端的电压，把该湿度计放在湿度为的环境下，电压表示数为，两端的电压UR=U-U0=6V-3V=3V （2）由图乙可知，在湿度为的环境下，R=15Ω，电路中的电路 电路中的电功率P=UI=6V×0.2A=1.2W （3）提高该装置所能测量的最大空气湿度值，湿敏电阻接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，由可知，电路中电流变大，由U=IR可知，R0两端的电压变大，电压表示数变大；为了不改变电压表量程，需要使电压表示数减小，所以将定值电阻换为阻值较小的电阻，或减小电源电压。 11．如图甲为某款嵌入式蒸烤一体机，它集蒸汽、烘烤于一体，简化电路如图乙所示。R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时蒸汽挡工作，S1、S2都闭合时烘烤挡工作。已知烘烤档功率为1500W，R2＝44Ω。求： (1)蒸烤一体机处于烘烤档时电路的总电流；（保留一位小数） (2)蒸烤一体机处于烘烤挡时，工作1min产生的热量； (3)蒸烤一体机处于蒸汽挡时的功率。 【答案】(1)6.8A (2) (3) 【详解】（1）由得， （2）烘烤挡工作1min产生的热量 （3）只闭合S1时蒸汽挡工作，此时电流只通过R2，蒸汽挡时的功率 12．如图是一款利用电磁继电器设定不同出水温度的电热饮水机原理示意图。工作电路与控制电路中，电源电压均恒定，R是加热电阻丝。电磁铁线圈电阻为，是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为（其中的单位是Ω，t的单位是℃），是用来设定不同出水温度的滑动变阻器。当电磁铁线圈中的电流小于或等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，饮水器停止加热。相关参数如下表所示： 工作电路电源电压 加热电阻丝R 控制电路电源电压U 电磁铁线圈电阻 水的密度 水的比热容 220V 48.4Ω 3V 5Ω (1)若将滑动变阻器的阻值调为235Ω时，在1标准大气压下该饮水机能将水加热到的最高温度是多少？ (2)饮水机内装有1L，初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时7min则水吸收的热量是多少？ (3)在（2）加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是多少？ 【答案】(1)100℃ (2) (3) 【详解】（1）由题意可知，控制电路的电源电压U=3V，停止加热时控制电路的电流，由可得控制电路的总电阻 则此时热敏电阻的阻值 已知，代入数据可得 解得电热饮水机所能加热的最高温度，1标准大气压下水的沸点为100℃，故饮水机加热最高温度为100℃。 （2）饮水机内水的体积，由可得水的质量 水吸收热量 （3）该饮水机正常工作的时间 消耗的电能 该饮水机正常工作时加热效率 13．“五一”假期，小明随家人驾驶电动汽车前往营地露营。该车可对外供电。输出电压220V，最大输出功率3300W。家人将标有“220V 1000W”的电热水壶接入电动汽车供电电路，把1kg水从20℃加热至100℃用时6min。该车平均速度和每100km平均随耗的对应关系如下表。已知（c水=4.2×103J/(kg·℃)），求： 平均速度（km/h） 30 60 90 120 每100km平均能耗/（kW·h） 100 120 132 150 (1)电动汽车对外供电时的最大输出电流； (2)加热过程电热水壶消耗的电能； (3)加热过程电热水壶的效率； (4)烧水消耗的电能可供电动汽车以30km/h的速度匀速行驶的路程。 【答案】(1)15A (2)0.1kW·h (3)93.3% (4)0.1km 【详解】（1）已知输出电压220V，最大输出功率3300W，则最大输出电流 （2）电热水壶功率 ，时间 加热过程电热水壶消耗的电能 （3）水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J 加热过程电热水壶的效率 （4）表格显示，车速30km/h时，每100km消耗电能100 kW·h，即每公里能耗1kW·h。可行驶路程 14．家用电煮锅具有不同的烹饪模式，它有低温挡和高温挡，烹饪时可以根据不同的食材进行选择。电煮锅内部由两根电阻丝R1、R2组成，R1=88Ω，电煮锅低、高温挡的额定功率见下表。求解下列问题： 额定电压 220V 低温挡 440W 高温挡 2200W (1)根据题干与表格内的信息，请你在虚线框内画出电煮锅内部的电路图； (2)某次电煮锅正常工作5min将1kg的水和食材从25℃加热到95℃。在这个过程中，消耗的电能； (3)电煮锅在低温挡正常工作时的电流。 【答案】(1) (2)6.6×105J (3)2A 【详解】（1）由得，高温挡时电路电阻为 低温挡时电路电阻为 则高温挡时电路电阻小于R1电阻，低温挡时电路电阻大于R1电阻，则低温档时，两电阻串联，高温挡时，电路可能为为R2的简单电路，此时R2的阻值为22Ω，电路如图所示： （2）由得，电煮锅正常工作5min消耗的电能为 （3）由得，电煮锅在低温挡正常工作时的电流为 15．如图所示是一种速热式恒温电热水器，使用时热水器直接对流动的水加热，即开即用，若该热水器流量为4L/min，流入水的温度为10℃，流出水的温度为40℃，淋浴的时间为5min，热水器加热的效率为84%。[c水=4.2×103J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]求： (1)淋浴时用水多少kg？水吸收热量为多少J？ (2)淋浴时需要消耗多少J的电能？ (3)若家庭电路中允许通过的最大电流为40A，请通过计算说明该热水器是否适合家庭使用？ 【答案】(1)20；2.52×106 (2)3×106 (3)不适合 【详解】（1）一次淋浴所用水的体积 根据可得，一次淋浴所用水的质量 根据可得，水吸收热量为 （2）由可得，淋浴时需要消耗的电能 （3）热水器的功率 由P＝UI可得，热水器工作时，通过热水器的电流 超过了家庭电路中允许通过的最大电流，所以该热水器不适合家庭使用。 16．小明家购买了一台额定电压是220V的电压力锅，它有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻，加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2=1210Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求： (1)压力锅的保温功率； (2)已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容c水＝4.2×103/（kg·℃）。将1.5kg水从20℃加热到60℃，水吸收的热量是多少？若压力锅的效率为84%。额定电压下，加热这些水需要多长时间？ (3)用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作10min，图乙中的电能表转盘转了300转，请算出此时压力锅的实际加热功率。 【答案】(1)40W (2)， (3) 【详解】（1）压力锅的保温功率为 （2）水吸收的热量是 消耗的电能为 额定电压下，加热这些水需要的时间为 （3）若电路中只让压力锅单独工作10min，图乙中的电能表转盘转了300转，消耗的电能为 此时压力锅的实际加热功率为 17．小明同学设计了具有保温和速热两挡的车载加热垫，其简化电路图如图所示，电源电压恒为12V，电热丝、的阻值恒定，。只闭合开关时为保温挡；同时闭合开关、时为速热挡，此时干路中的电流为1.2A。求： (1)只闭合开关时，通过电热丝的电流； (2)电热丝的阻值； (3)速热挡工作100s产生的热量。 【答案】(1)0.4A (2) (3)1440J 【详解】（1）只闭合开关时，为保温挡，电路中只接入电热丝，通过电热丝的电流为 （2）同时闭合开关、时，两电热丝并联，电路处于速热挡，此时干路中的电流为1.2A，则通过电热丝的电流为 电热丝的阻值为 （3）速热挡工作100s产生的热量： 18．如图所示，图甲为电热毛巾架，额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为其内部电路原理图，R1和R2都为发热电阻丝；图丙为该毛巾架在正常工作30min内电流随时间变化的图象。求： (1)高温挡的功率； (2)发热电阻丝R2的电阻； (3)图丙中正常工作30min产生的热量。 【答案】(1)440W (2)330Ω (3)3.96×105J 【详解】（1）根据图丙可知，高温挡工作时电路中的电流为，由可得高温挡的功率为 （2）由图乙可知，当开关S接1时，只有R1工作，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，电热毛巾架处于低温挡。当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，电热毛巾架处于高温挡。由可得，R1的阻值为 R1、R2的串联总电阻为 则R2的电阻为 （3）由图丙可知，工作30min之内，电热毛巾架高温挡工作时间为t1＝10min＝600s 低温挡的工作时间为t2＝30min﹣10min＝20min＝1200s 由可得，图丙中正常工作30min产生的热量为 19．某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为1100Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中。 (1)旋转开关转至bc时，电热败腰带通电10min消耗的电能 (2)旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率； (3)旋转开关转至de时，电热敷腰带的总功率为132W，求R3的阻值。 【答案】(1)13200J (2)44W (3)550Ω 【详解】（1）当开关接bc时， R1、R2串联，总电压为220V，故电路电流为 通电10min消耗的电能为 （2）当开关接de时，R2、R3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，总功率最大，电热敷腰带处于高温挡；当开关接cd时，只有R2工作，电热敷腰带处于中温挡，旋转开关转至cd时，电热敷腰带的功率 （3）当开关接de时，R2、R3并联，此时并联电阻总电阻为 解得 20．某品牌养生壶的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻，养生壶工作时，通过开关S1和S2，实现低温和高温的挡位控制，已知高温挡功率为1540W，R1=44Ω。求： (1)当养生壶内水的质量为2kg，水温从20℃升高到70℃吸收的热量；[c水=4.2×103J/（kg·℃）] (2)养生壶工作时通过R1的电流； (3)养生壶处于低温挡时，工作2min产生的热量； (4)R2的阻值。 【答案】(1) (2)5A (3) (4)110Ω 【详解】（1）水吸收的热量 （2）养生壶工作时通过R1的电流 （3）当只闭合S1时，只有R1工作；当闭合S1、S2时，R1、R2并联，由并联电路电阻的特点可知，并联电路的总电阻小于任一支路电阻；电阻最小，电压是一定的，由可知，当闭合S1、S2时，R1、R2并联时，养生壶处于高温挡；所以只闭合S1时，养生壶处于低温挡，工作2min产生的热量 （4）低温挡的额定功率 当闭合S1、S2时，养生壶处于高温挡，R2的电功率 由可知，通过电阻R2的电流 R2的阻值 21．如图甲是一款可调温果汁加热器、图乙是其简化电路图，R1、R2均为加热电阻。当开关接1时，加热器处于保温挡，保温功率为220W；当开关接2时，加热器处于可调温挡，当滑片在最右端时，加热器最大功率为1600W。[果汁比热容取3.9×103J/(kg·℃)]求： (1)加热器处于保温挡时电路中的电流； (2)加热电阻R2的阻值； (3)若加热器用最大功率对2kg果汁加热3min，果汁的温度升高30℃，求该加热器的效率。 【答案】(1)1A (2)30.25Ω (3)81.25% 【详解】（1）根据P=UI得，加热器处于保温挡时电路中的电流为 （2）由于果汁加热器的最大功率是1600W，加热器最大功率工作时，滑片在最右端，只有加热电阻R2接入电路，根据知，加热电阻R2的阻值为 （3）加热器用最大功率对2kg果汁加热3min消耗的电能为 果汁的温度升高30℃吸收的热量为 加热器的效率为 22．实践小组为学校设计了智能花卉温室，图为温室智能补光系统电路。光敏电阻RE与照度E（描述光照强度的物理量）成反比关系，部分数据如下表所示，lx是照度的单位。当室外自然光照强度低于某数值时，磁性开关S′自动闭合，补光灯L发光，模拟自然光照为花卉补光。已知U1＝220 V，U控保持不变，补光灯L规格为“220 V 100 W”，电磁铁线圈电阻忽略不计。 (1)若灯L在一段时间内正常发光消耗电能1.2 kW•h，求该灯发光的时间为多少小时； (2)当照度下降为E1=0.1×103 lx时，调节滑动变阻器滑片P至a点，磁性开关闭合，补光灯L正常发光，电流表示数为50 mA，求此时光敏电阻消耗的功率； (3)保持滑片P在a点不动，提高照度至E2时，电流表示数变化了10 mA，此时E1∶E2＝5∶8，求U控的大小。 照度E/×103 lx 0.15 0.3 0.6 1.2 2 3 RE/Ω 32 16 8 4 2.4 1.6 【答案】(1)12h (2)0.12W (3)5.4V 【详解】（1）根据知，消耗电能1.2kW•h,该灯发光时间为 （2）由表中数据可知，RE和照度E的反比例关系式为 当照度下降为E1＝0.1×103lx时光敏电阻的阻值为 此时电流表示数为50mA=0.05A，则光敏电阻消耗的功率为 （3）当照度为E1时，设滑动变阻器滑至a点连入电路的电阻为Ra，Ra和RE1串联在电路中， 则① 当提高照度至E2时，Ra和RE2串联在电路中 则② 因 则 解得③ 由①②③得U控=5.4V。 23．小渝家有一台旧式两挡位电炖锅，高温挡额定功率为550W，低温挡额定功率模糊不清，图甲是该电炖锅简化电路图，和是加热电阻丝，开关S2只能接触或，不计温度对电阻的影响。 (1)高温挡正常工作时的电流是多少安？ (2)小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为，电炖锅高温挡正常工作0.8h、低温挡正常工作，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，则的阻值是多少欧？ (3)为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关S3，利用原电路元件，导线足够，请你在答图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。 【答案】(1)2.5A (2)154Ω (3)见解析 【详解】（1）图甲可知，当开关S1闭合，S2接触a时，两电阻串联，电路的总电阻最大，根据可知，电功率最小，此时电炖锅处于低温挡；当开关S1闭合，S2接触b时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，根据可知，电功率最大，此时电炖锅处于高温挡。根据P=UI可得，高温挡正常工作时的电流是 （2）由可得，的阻值是 电炖锅高温挡正常工作0.8h，消耗的电能为 小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，此时电能表读数为，则整个过程消耗的电能为 所以，电炖锅低温挡正常工作消耗的电能为 根据可得 所以，的阻值是 （3）为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关S3，S3需接在干路上；电路图可设计如下： 当S2接a、S1和S3闭合时，此时两电阻并联接入电路中，电炖锅处于高温挡；当S2接a、S1断开、S3闭合时，只有R2接入电路中，电炖锅处于中温挡；当S2接b、S1闭合、S3闭合时，此时只有R1接入电路中，电炖锅处于低温挡；满足三个挡位的要求；且三个挡位工作时，温控开关S3都起到防干烧的功能，故以上设计的电路图符合题意。 24．一根40Ω的电热丝接在电路中工作时的电流为5A，在10s内共产生热量? 【答案】 【详解】根据焦耳定律可知，产生的热量是 25．某普通家用电热水器的测温电路可以简化为如图所示的电路图｡R1为4Ω定值电阻，R2为热敏电阻，其阻值R随温度t的变化满足函数关系：，求：[c水=4.2×103J/（kg·℃）] (1)若水箱内装有水的质量为50kg，水温升高40℃需要吸收的热量； (2)关闭其他家用电器，让热水器在额定电压下单独工作1min，观察到标有“3 600r/（kW·h）”字样的电能表转动了150转，则该电热水器的额定功率； (3)当电压表示数为4V时，水箱中水的温度｡ 【答案】(1) (2)2500W (3)50℃ 【详解】（1）若水箱内装有水的质量为50kg，水温升高40℃需要吸收的热量 （2）该电热水器在额定电压下单独工作1min做功 该电热水器的额定功率 （3）电路总电压 U=9V，R1=4Ω，电压表测R1两端电压，电压表示数为4V时，电流 R2 的电压 两电阻串联电流相等，R2 的阻值 当电压表示数为4V时，根据 可得，水箱中水的温度 26．图甲是兴趣小组设计的储水箱模型，空水箱内有一个柱形浮子，浮子与储水箱底面不密合，浮子上端通过轻质弹簧与控制电路中力敏电阻R下方的绝缘片接触，此时力敏电阻受到的压力为零。已知浮子的质量为0．5kg、高为20cm、底面积为，弹簧每压缩1cm，产生的弹力为0.5N，且弹簧长度的变化均在弹性限度内。控制电路中，电源电压恒为12V，定值电阻为100Ω，力敏电阻R与所受压力F的关系如图乙，当力敏电阻受到的压力达到最大值时，自动关闭进水口。g取，。求： (1)浮子的重力； (2)当电流表示数为时，力敏电阻R消耗的电功率； (3)当浮子静止在底部距储水箱底面20cm时，水对浮子的浮力； (4)自动关闭进水口时，控制电路中电流表的示数。 【答案】(1)5N (2)0.35W (3)15N (4)0.06A 【详解】（1）已知浮子的质量为0.5kg，浮子的重力为 （2）据图可知，电路为R0和力敏电路串联，当电流表示数为时，电路中的总电阻为 力敏电阻R的阻值为 力敏电阻R消耗的电功率为 （3）当浮子底部距储水箱底面20cm时，弹簧对浮子向下的弹力为 根据平衡力可知，水对浮子的浮力为 （4）当浮子完全浸没后，压敏电阻受到的压力最大，浮子浸没后受到的浮力为 则压敏电阻受到的压力为 据乙图可知，此时压敏电阻的阻值为100Ω，此时电路中的总电阻为 电路中的电流，即电流表的示数为 27．在图（a）所示的电路中，电流表A1、A的表盘均如图（b）所示，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为5欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω；1A”字样。 (1)求开关S闭合后电流表A1的示数； (2)在不损坏电路元件的情况下，调整滑片位置，求R2消耗的最大功率及此时R2连入电路的阻值。 【答案】(1)2.4安 (2)7.2瓦，20欧 【详解】（1）据图可知，开关S闭合后，电路是定值电阻和变阻器并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路电流，电流表A1的示数为 （2）由于电流表的最大量程是0~3A，R1支路电流是2.4A，则变阻器的最大电流为 电路是并联的，变阻器两端电压与电压电压相等，则R2消耗的最大功率为 R2连入电路的阻值为 28．如图甲所示电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻。闭合开关后，滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，电压表的示数U随滑动变阻器接入电路的电阻R变化的关系图像如图乙所示。求： (1)电阻R0的阻值和电源电压； (2)滑动变阻器接入电路的电阻为15Ω时，其消耗的电功率。 【答案】(1)5Ω，6V (2)1.35W 【详解】（1）由甲电路图可知，滑动变阻器和定值电阻串联，电压表测滑动变阻器两端电压，由乙图可知，滑动变阻器接入电路的电阻为时，此时电压表示数为3V，即此时滑动变阻器两端电压U1=3V，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流 根据串联电路电压规律，总电压等于各用电器两端电压之和，以及欧姆定律推导公式U=IR可得，电源电压 滑动变阻器接入电路的电阻为时，此时电压表示数为4V，即此时滑动变阻器两端电压U2=4V，电路中的电流 同理，电源电压可表示为 联立①②，解得， （2）滑动变阻器接入电路的电阻为时，串联电路的总电阻为 根据欧姆定律可知，则电路中的电流 滑动变阻器消耗的电功率 29．电动机已广泛应用于我们的生产和生活中，它实现了电能向其它形式能的转化，如：电风扇消耗的电能转化为内能和机械能。下表是某品牌电风扇的铭牌参数，若此电风扇正常工作1h， 品牌 某品牌 型号 **﹣35X67Bh7 额定电压 220V 额定功率 55W 送风模式 普通/睡眠/智能 控制方式 遥控/触摸按键 毛重 6.40kg 净重 5.46kg 求： (1)电风扇消耗的电能； (2)电风扇的额定电流； (3)电风扇线圈中电流产生的热量（已知该品牌电风扇线圈电阻为32Ω）。 【答案】(1)0.055kW·h (2)0.25A (3)7200J 【详解】（1）由题意可知电风扇正常工作时的功率为额定功率 ，工作时间 。电风扇消耗的电能为 （2）由题意可知额定电压 ，额定功率 ，电风扇的额定电流为 （3）由题意可知，线圈电阻 ，额定电流 ，时间 根据焦耳定律可得电风扇产生的热量为 30．如图所示是一款用于物流搬转运的电动机器人，它能够代替人工进行货物装卸，自动化程度高，节省人力成本。该机器人在某次作业时叉起质量为900kg的货物，沿水平仓库地面匀速前进40m，用时20s，然后在10s内将货物沿竖直方向匀速提升2m。货物底面积为1m2，与两个叉臂的总接触面积为0.1m2，g 取10 N/ kg。 (1)货物对叉臂的压强是多少? (2)机器人沿水平地面匀速前进的速度为多大?匀速前进过程中叉臂对货物的支持力做了多少功? (3)机器人竖直提升货物的功率是多少? (4)若竖直提升货物的过程中消耗了0.008kW·h的电能，则该过程中机器人做功的效率是多少? 【答案】(1) (2)2m/s，0J (3)1.8×103W (4)62.5% 【详解】（1）根据G=mg可得，货物的重力为 货物对叉臂的压力是 根据可得，货物对叉臂的压强是 （2）机器人沿水平地面匀速前进40m，用时20s，根据可得，机器人前进的速度为 匀速前进过程中叉臂对货物的支持力与运动方向垂直，叉臂对货物的支持力不做功，即做功为0J。 （3）机器人提升货物做功 根据可得，机器人竖直提升货物的功率是 （4）消耗的电能为 则该过程中机器人做功的效率是 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $