专题10 电功率综合 电热计算讲练-2025-2026学年浙教版九年级科学上册期末专题突破

专题10 电功率综合 电热计算 【考点1　电功率的图像】 【考点剖析】 电功率常见图像： ①类型——直线型/曲线型： ②看图方法： a.看坐标 b.看曲线变化 c.找实心点 常见考法 ①判断P与其他物理量的图像关系： ②图像计算问题： ③归纳总结——两步解题 a.看图 b.找实心点（交点） 【题目示例】 在“测定小灯泡电功率”实验中，小滨将滑动变阻器与小灯泡串联，电源电压恒定，灯泡电阻的变化忽略不计。滑动变阻器滑片向右移动的过程中，小灯泡功率随滑动变阻器阻值变化的图像是（　　） A．B． C． D． 【解答】解：小灯泡与滑动变阻器串联，则小灯泡功率PL＝I2RLRL，滑动变阻器阻值增大时，小灯泡的功率减小，并且不是一次函数关系。 故选：B。 【变式巩固】 在如图（甲）所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻。移动滑动变阻器R2的滑片P，电压表和电流表示数的U﹣I关系图像如图（乙）所示，则（　　） A．电源电压为9V B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω C．电压表示数为5V时，R2的电功率最大 D．电压表示数为4V时，R1的电功率最大 【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器R2的左右两部分电阻并联，再与电阻R1串联，电流表测量左边部分电阻的电流，电压表测量aP、bP并联部分两端电压； （1）根据图乙可知，当电压表示数为4V时，左半部分电流为0.25A，通过右半部分电流为1A 则干路电流为I＝0.25A+1.0A＝1.25A， 根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压： U总＝U+IR1＝4V+1.25A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当电压表读数为5V时，干路电流为I′＝0.5A+0.5A＝1A， 同理可得电源电压： U总＝U′+I′R1＝5V+1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 解得：U＝9V，R1＝4Ω，故A正确； （2）根据图乙可知，当电压表示数为4V时，通过aP的电流为0.25A，通过bP的电流为1A；或通过aP的电流为1A，通过bP的电流为0.25A； 由I可知，RaP16Ω，RbP4Ω； RaP′4Ω，RbP′16Ω； 则滑动变阻器R2的最大阻值：R2＝RaP+RbP＝16Ω+4Ω＝20Ω；故B正确； （3）当电压表示数为5V时，R2消耗的总功率：P2＝UI＝5V×1A＝5W； 当电压表示数为4V时，R2消耗的总功率：P2′＝U′I′＝4V×1.25A＝5W； 所以，P2＝P2′，故C错误； （4）当电压表示数为5V时，干路电流I＝1A； 当电压表示数为4V时，干路电流I′＝1.25A， R1的电阻不变，其电流等于干路中的电流，当电压表示数为4V时，干路电流最大，根据P＝I2R可知，此时R1消耗的电功率最大，故D正确； 故选：ABD。 【考点2　电功率动态分析】 【考点剖析】 ①并联电路的动态分析： ②串联电路的动态分析： 技巧归纳 ①并联动态分析：电阻变化—→电流变化—→电功率变化 ②串联动态分析：电阻变化—→电流变化—→定值电阻电压变化—→变阻器电压变化—→电功率变化 【题目示例】 小德用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5伏，电压表的量程为0～3伏，电流表的量程为0～0.6安，滑动变阻器的规格为“10Ω、1A”，灯泡标有“2.5V、1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（　　） A．灯泡的最小功率是0.45瓦 B．该电路的最大功率是2.7瓦 C．电流表示数的变化范围是0～0.5安 D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～10欧 【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）根据P＝UI可得，灯的额定电流： IL额0.5A， 串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A， 电路中的最大电流为Imax＝0.5A， 由I可知，灯泡的电阻RL5Ω，电路中的总电阻R9Ω， 串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑＝R﹣RL＝9Ω﹣5Ω＝4Ω， 该电路的最大功率：Pmax＝UImax＝4.5V×0.5A＝2.25W，故B错误； （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大为10Ω时，此时电路中的电流最小，灯两端的电压最小，灯泡的功率最小，电路安全，且电路中的最小电流： Imin0.3A， 则电流表示数的变化范围是0.3A～0.5A，滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4～10Ω，故CD错误； 灯泡的最小功率：PL＝（Imin）2RL＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W，故A正确。 故选：A。 【变式巩固】 如图所示的电路中，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源电压为8V恒定不变。（不计温度对电阻的影响），在滑片P滑动过程中，电压表与电流表的示数变化如图乙所示，则根据图象信息可知下列选项错误的是（　　） A．R0阻值是5Ω B．电路的最大总功率是12.8W C．滑动变阻器的最大阻值是35Ω D．电路的最小总功率是0.8W 【解答】解： A、当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路为R0的简单电路，由乙图可知：I最大＝1.6A，由欧姆定律得：R05Ω，故A正确； B、电路的最大功率P最大＝UI最大＝8V×1.6A＝12.8W，故B正确； C、当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由乙图可知：I最小＝0.2A， 电路的总电阻为R总40Ω，滑动变阻器的最大阻值为R＝R总﹣R0＝40Ω﹣5Ω＝35Ω，故C正确； D、电路的最小功率为P最小＝UI最小＝8V×0.2A＝1.6W，故D错误。 故选：D。 【考点3　电热器挡位】 【考点剖析】 1.挡位分析 ①挡位的高低本质是用电器消耗电功率的大小 高挡——电功率最高，中挡——电功率次之，低挡——电功率最低 家庭电路中电压一般恒定为220V 判断依据： P大—→高温挡（加热挡）—→总电阻小 P小—→低温挡（保温挡）—→总电阻大 ②多挡位问题分类 a.通过电阻串联实现温度挡调节：串联越多，总电阻阻值越大，温度挡位就越低 b.通过电阻并联实现温度挡调节：并联越多，总电阻阻值越小，温度挡位就越高 c.通过多开关通断实现温度挡调节：先判断通过不同开关的通断实现电阻的串联或并联，根据上面的两种方法判断。 2.常见考法 题型一：R1、R2并联问题（R1>R2） 只闭合S1时，低温挡： 只闭合S2时，中温挡： 闭合S1、S2时，高温挡： 题型二：R1、R2串联问题 闭合S时，R1短路，为高温挡： 断开S时，R1、R2都是发热电阻，为低温挡： 题型三：多开关通断问题 当开关S1置于a端，S2断开时，则R1与R2串联，用电器处于低温挡位； 当开关S1置于c端，S2断开时，则R1单独连入电路，用电器处于中温挡位； 当开关S1置于b端，S2闭合时，则R1与R2并联，用电器处于高温挡位。 总结：并联型——单电阻：保温；多电阻：加热； 串联型——单电阻：加热；多电阻：保温。 明确电路连接方式，求得电阻，利用得用电器的电功率即可。 热效率η的计算公式为：η=，其中是指电热器产生的对我们有用的热量，W是指电热器消耗的电能。= 【题目示例】 小明设计了一款恒温电热水壶，当加热到设置的温度（如80℃或90℃、100℃）时就会自动停止加热，然后处于保温状态。其工作原理如图甲所示：铁质搭钩可绕着转轴A转动，撑杆DE可以上下运动并与搭钩连动，锁扣右侧与搭钩扣在一起，左侧通过拉紧的弹簧固定。电热水壶给水加热时，先闭合S和S1，锁扣与搭钩扣住，发热电阻R1工作，双金属片受热向上弯曲，双金属片对撑杆E点向上的力F1随时间t的关系图如图乙。当某次水温达到设置的温度80℃时，搭钩C处受到0.2牛竖直向上的力就会使搭钩与锁扣脱离，弹簧收缩带动锁扣和S1向左运动，触点b、c分离，加热电路断开，这时触点a、b接触，保温电路处于工作状态。已知，CA长为6厘米，DA长为2厘米，发热电阻R1阻值为88欧，保温电阻R2阻值为1100欧。 （1）恒温电热水壶保温时通过R2的电流是 安； （2）在220伏的电压下，电热水壶将一壶水加热到80℃时自动切断电路，求这段时间内发热电阻R1放出的热量是多少？ （3）电路和各个元件的参数都保持不变，若要降低该热水壶加热的预设温度，可以通过调节什么来实现目的，请你设计一种方法并简要说明理由 。 【解答】解：（1）由图知触点a、b接触时，保温电路处于工作状态，此时电路中只有R2接入电路， 恒温电热水壶保温时通过R2的电流为： I0.2A； （2）自动切断电路时双金属推动挺杆所需的力FD， 根据杠杆的平衡条件FD×DA＝FC×CA得， 在D点施加的力为：FD0.6N， 当F＝0.6N时，从图乙可得，通电时间t＝10min＝600s， 这段时间发热电阻R1放出的热量为： Q＝Wt600s＝3.3×105J； （3）将弹簧固定点适当左移，由于弹簧伸长更多，能产生更大的拉力，使搭钩与锁扣间的摩擦力增大，需要更高的温度才能让双金属片推起挺杆。 故答案为：（1）0.2； （2）这段时间内发热电阻R1放出的热量是3.3×105焦； （3）将弹簧固定点适当左移，由于弹簧伸长更多，能产生更大的拉力，使搭钩与锁扣间的摩擦力增大，需要更高的温度才能让双金属片推起挺杆。 【变式巩固】 如图甲、乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220伏，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R1的阻值为40欧。低温挡电烤箱的电功率为200瓦。 （1）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于 （选填“高温挡”或“低 温挡”）。 （2）发热电阻R2的阻值是多少欧姆？ （3）在额定电压下，电烤箱高温挡工作10分钟产生多少热量？ （4）小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在60秒内电能表的转盘转了50转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化） 【解答】解：（1）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P可知总功率较大，此时电烤箱处于高温挡； （2）闭合总开关，将旋钮开关转到2位置，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P可知总功率较小，此时电烤箱处于低温挡；根据P可知总电阻R串242Ω，根据电阻串联的特点可知R2＝R串﹣R1＝242Ω﹣40Ω＝202Ω； （3）在额定电压下，电烤箱高温挡工作10分钟产生的热量Qt10×60s＝7.26×105J； （4）“3000r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转， 电能表转盘转50转时，高温挡时电烤箱消耗的电能： WkW•h3.6×106J＝6×104J， 电烤箱的实际功率： P1000W， 高温挡时电阻R1＝40Ω，由P得实际电压： U实200V。 题型一．电功率图像 1. 如图甲所示的电路，滑动变阻器铭牌上标有“？Ω 1A”，电流表所用的量程为0～3A，两个电压表的量程均为0～15V，当只闭合开关S，滑动变阻器滑片从最右端向左逐渐调节，直至灯泡正常发光时，滑动变阻器接入阻值为最大阻值的0.2倍，电流表与两电压表示数变化如图乙所示，U1：U2＝3：8，闭合S、S1、S2三个开关，将滑动变阻器滑片调至最右端后，电流表示数为0.9A，下列说法正确的是（　　） A．灯泡的额定功率是1.5W B．滑动变阻器的最大电阻为40Ω C．任意闭合开关并调节滑动变阻器，整个电路最大功率为14.4W D．任意闭合开关并调节滑动变阻器，整个电路最小功率为0.75W 【解答】解：A、当只闭合开关S时，接入电路的有灯泡L和滑动变阻器R2，它们组成串联电路，电压表V1测量的是灯泡L两端的电压，电压表V2测量的是滑动变阻器R2两端的电压， 当滑动变阻器的滑片从右向左移动时，R2接入电路中的阻值减小，根据串联电路电阻的规律R总＝RL+R2可知，电路中的总电阻减小，电源电压不变，电路中的电流I总将增大，灯泡L两端的电压UL＝ILRL将增大，滑动变阻器两端的电压U滑＝U总﹣UL将减小，所以乙图像中电流随电压的增大而增大是电流表A与电压表V1的图像，电流随电压的增大而减小的是电流表A与电压表V2的图像， 由乙图像可知：当滑动变阻器滑片从最右端向左逐渐调节，直至灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为6V，此时通过灯泡的电流为0.5A，灯泡正常发光时的功率为： PL＝ULIL＝6V×0.5A＝3W，即灯泡的额定功率为3W，故A错误； B、设电源电压为U，当滑动变阻器的滑片在右端时，总电压U＝UL'+U滑＝1V+U2……①； 当滑动变阻器的滑片移到灯泡正常发光时，总电压U＝UL′'+U滑′＝6V+U1……②； 又因为U1：U2＝3：8……③， 联立①②③，解得U＝9V，U1＝3V，U2＝8V； 当滑动变阻器的滑片移到灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路中的电阻为： R滑′6Ω， 所以滑动变阻器的最大阻值为： R滑30Ω，故B错误； C、当闭合S、S1、S2三个开关时，接入电路的用电器有R1和R2，且它们组成并联，滑动变阻器的滑片调到最右端，滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω，通过滑动变阻器的电流I滑0.3A， 所以通过R1的电流I1＝I总﹣I滑＝0.9A﹣0.3A＝0.6A，电阻R1的阻值为：R115Ω， 因为电源电压保持不变，根据P＝UI可知，当电路中的电流最大时，整个电路的功率最大， 所以当S、S1、S2都闭合，调节变阻器的滑片使通过变阻器R2的电流最大为1A时，整个电路的功率最大， 电路中的总电流I总'＝I1+I滑'＝0.6A+1A＝1.6A， 此时电路的总功率为：P总＝UI总'＝9V×1.6A＝14.4W，故C正确； D、只闭合开关S时，接入电路的有灯泡L和滑动变阻器R2，它们组成串联电路；当滑动变阻器R2阻值最大时，电路中电流最小，电路中最小电流为：I小A， 整个电路最小功率为：P小＝UI小＝9VA＝2.4W，故D错误。 故选：C。 2. 如图甲所示电路中，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A“。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图象如图乙所示。则： （1）电源电压为 V。 （2）滑动变阻器消耗的最大功率为 W。 【解答】解：（1）由电路图可知，Rx与R串联，电压表测Rx两端的电压，电流表测电路中的电流； 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小， 由图像可知，电路中的电流I小＝0.4A， 由欧姆定律可得，电源的电压：U＝I小（Rx+R）＝0.4A×（30Ω+R）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大， 由图像可知，电路中的电流I大＝1.2A， 电源电压：U＝I大R＝1.2A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 根据①②解得：R＝15Ω， 电源电压：U＝I大R＝1.2A×15Ω＝18V； （2）当滑动变阻器滑动到某一位置时，滑动变阻器的阻值为R'， 此时电路中的电流为：I， 那么滑动变阻器的电功率为： P滑＝I2R′＝（）2×R′， 所以，当R'＝R＝15Ω时，P滑最大， 则滑动变阻器的最大功率为：P最大5.4W。 故答案为：18；5.4。 3. 某公司对新研发的电动车进行测试，有关测试数据如表所示。对该车充电时，充电桩的充电功率P随电池储能占比D的变化如图所示。已知D＝光满状态储能×100%，请回答： （1）在D从20%增至70%的过程中，充电功率的变化规律是 。 （2）当D为90%时，求充电电流。 （3）本次匀速行驶时电池的输出功率。 测试项目 测试数据 整车质量 1980kg 充电电压 400V 匀速行驶路程 54km 匀速行驶时间 0.5h 匀速行驶时消耗电能 1.8×107J 【解答】解：（1）由图像可知，在D从20%增至50%的过程中，充电功率的变化规律是增大，在D从50%增至70%的过程中，充电功率的变化规律是不变的；所以在D从20%增至70%的过程中，充电功率的变化规律是先增大后不变； （2）有表格数据可知，充电电压为U＝400V，由图可知当D为90%时，充电功率为P＝10kW＝1×104W， 由P＝UI可得。充电电流：I25A； （3）由表格数据可知，匀速行驶的时间t＝0.5h＝1800s，消耗的电能W＝1.8×107J， 电池的输出功率：P1×104W＝10kW。 答：（1）在D从20%增至70%的过程中，充电功率的变化规律是先增大后不变。 （2）当D为90%时，充电电流为25A。 （3）本次匀速行驶时电池的输出功率是10kW。 4. 图甲为天然气浪漏检测电路原理图、电源电压恒定，R0为定值电阻，气墩传感器两端电压U1随天然气浓度C变化的关系如图乙，则下列描述R0的功率P0，随天然气浓度C变化的关系图中正确的是（　　） A．B． C． D． 【解答】解：由题图可知，R0与气敏传感器串联，电压表测气敏传感器两端的电压，由图乙可得，气敏传感器两端的电压UQ与天然气浓度C成正比； 串联电路总电压等于各部分电压之和，所以R0两端的电压U0＝U﹣UQ， 因UQ随天然气浓度C的增大而均匀增大，则U0随天然气浓度C的增大而均匀减小， R0的功率P0，则P0随U0减小而减小，但不是均匀减小的（P0与U0是二次函数关系），所以天然气浓度C增大时，P0不是均匀减小的，故C正确，ABD错误。 故选：C。 5. 将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在6V的电源上，图乙是L和R的U﹣I图象，结合图中信息可知（　　） A．灯泡L的电阻随着电流的增大而减小 B．灯泡L的实际阻值为10Ω C．灯泡L的实际功率为0.8W D．定值电阻R实际功率为6.4W 【解答】解：定值电阻的阻值一定，通过的电流和其两端电压成正比，则倾斜直线代表定值电阻的U﹣I图像，而曲线则代表灯泡L的U﹣I图像； A、当电流为0.4A时，灯L两端的电压为2V，则灯的阻值为R15Ω， 当电流为0.7A时，灯L两端的电压为5V，则灯的电阻为：R27Ω， 当电流为0.8A时，灯L两端的电压为8V，则灯的电阻为：R310Ω， 由上述分析可知，灯泡L的电阻随电流的增大而增大，故A错误； B、由图甲可知灯泡L与电阻R串联，根据串联电路的特点，可知电流相等，且灯泡两端电压和定值电阻两端电压之和等于6V，再结合图乙可知符合条件的电流I＝0.4A，此时灯泡两端电压为2V，定值电阻两端电压为4V，所以灯泡L的实际阻值RL＝UL/I＝2V/0.4A＝5Ω；故B错误； C、灯泡L的实际功率PL＝IUL＝0.4A×2V＝0.8W，故C正确； D、定值电阻R的实际功率PR＝IUR＝0.4A×4V＝1.6W，故D错误。 故选：C。 6. 有两只灯泡，灯L1“6V6W”、灯L2“6V3W”，通过灯L1、L2的电流随两端电压的变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．图中表示灯L1的曲线为B B．将两灯串联接在6V电源两端时，电路总功率9W C．两灯串联在某一电源两端时L2正常发光，此时L1电阻为4Ω D．将两灯并联在某一电源两端时两灯均正常发光，此时总电流为1.4A 【解答】解：A、由图可知，当曲线B所对应的灯的电压为U1＝6V时，通过灯电流为I1＝0.5A， 此时该灯的功率为：P1＝U1I1＝6V×0.5A＝3W， 由此可知，曲线B对应的是灯L2“6V 3W”，故A错误； B、将两灯串联接在U＝6V电源两端时，通过两灯的电流相同， 由图可知，当两灯的电压和为6V时，串联电路中的电流小于I2＝0.5A， 即电路总功率：P＜UI2＝6V×0.5A＝3W，故B错误； C、由A中分析可知，曲线B对应灯L2， 当L2正常发光时，由图可知，通过L2的电流为I3＝0.5A， 两灯串联，故通过灯L1的电流也为0.5A， 由图知此时灯L1的电压为U3＝2V， 则此时L1的电阻为：R4Ω，故C正确； D、两灯并联且均正常发光，由图可知，通过L1的电流为：I4＝1A， 通过L2的电流为：I5＝0.5A， 根据并联电路电流规律可知，电路的总电流为： I总＝I4+I5＝1A+0.5A＝1.5A，故D错误； 故选：C。 7. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“10Ω 1A”，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使其从最右端向左滑动到a点时，小灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两只电压表示数关系的图像，下列说法中正确的是（　　） A．图乙中显示小灯泡的电阻保持不变 B．小灯泡的额定功率为3.2W C．整个电路的最小功率为1.8W D．电源电压为5V 【解答】解：由电路图可知，变阻器R与灯泡L串联，电压表V1测R两端的电压，电压表V2测L两端的电压，电流表测电路中的电流。 当滑片从最右端向左滑动到a点时，接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大， 由串联电路的分压特点可知，R两端的电压变小，灯泡两端的电压变大， 因此图乙中左侧图线为电流表A与电压表V1示数关系的图像，右侧图线为电流表A与电压表V2示数关系的图像， A、由右侧图线可知，通过灯泡两端的电流与对应的电压不成正比，根据欧姆定律可知灯泡的阻值是变化，故A错误； D、当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小， 由图乙可知，电路中的最小电流I最小＝0.3A，此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等，即：UL＝UR， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源的电压：U＝UL+UR＝2UR＝2IR＝2×0.3A×10Ω＝6V，故D错误； B、当小灯泡恰好正常发光时，电路中的电流最大， 由图乙可知，灯泡正常发光时的电流I最大＝0.4A，变阻器两端的电压UR′＝1V， 此时小灯泡两端的电压：UL′＝U﹣UR′＝6V﹣1V＝5V， 小灯泡的额定功率：PL＝UL′I最大＝5V×0.4A＝2W，故B错误； C、整个电路的最小功率为：P小＝UI最小＝6V×0.3A＝1.8W，故C正确。 故选：C。 8. 在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有（　　） ①定值电阻R2＝4Ω ②电源的电压为6V ③电压表的最大示数为4.5V ④定值电阻R2的最小电功率为1W A．①② B．②③④ C．①②④ D．①③④ 【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由图乙可知，当R1＝2Ω和R1′＝8Ω时，滑动变阻器的电功率均为P1＝2W， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI＝I2R可得，两次电路中的电流分别为： I1A，I′0.5A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定， 所以，由I可得，电源的电压： U＝I（R1+R2）＝I′（R1′+R2）， 即：1A×（2Ω+R2）＝0.5A×（8Ω+R2）， 解得：R2＝4Ω，故①正确； 电源的电压：U＝I（R1+R2）＝1A×（2Ω+4Ω）＝6V，故②正确； （2）由串联分压的规律可知，当变阻器R1接入电路中的电阻最大为8Ω时，电压表的示数最大，此时电路中的电流I′＝0.5A， 则电压表的最大示数：U1大＝I′R1′＝0.5A×8Ω＝4V，故③错误； （3）结合（2）可知，定值电阻R2的最小电功率P2小＝I′2R2＝（0.5A）2×4Ω＝1W，故④正确。 故选：C。 9. 如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像，下列说法中不正确的是（　　） A．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W B．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.4A时，电源电压为4V C．当乙两端电压为2V时，R乙＝10Ω D．电阻乙是阻值变化的电阻 【解答】解：A、甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，甲、乙两端电压均为2V，据图可知，甲的电流为0.4A，乙的电流为0.2A，则干路电流为： I＝I甲+I乙＝0.4A+0.2A＝0.6A电路总功率为：P＝UI＝2V×0.6A＝1.2W，故A不符合题意； B、甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.4A时，据图可知，甲两端电压为2V，乙两端电压为2.5V，根据串联电路中电压规律可得，电源电压为 U＝U甲+U乙＝2V+2.5V＝4.5V，故B符合题意； C、当乙电阻两端电压为2V时，据图可知，通过乙的电流为0.2A，则乙的电阻为： ，故C不符合题意； D、由图可知，乙电阻的U﹣I图像不是过原点的直线，说明乙电阻是变化的，故D不符合题意。 故选：B。 10. L1、L2为两只额定电压均为6V的小灯泡，其电流随电压变化图像如图甲所示。现将两灯泡接入如图乙所示的电路中，电源电压恒定不变，滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样，电流表的量程为“0～0.6A”。只闭合开关S1，当滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω时，灯泡L1正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（　　） A．该电路的电源电压为12V B．只闭合开关S2，调节滑动变阻器，可使灯泡L2正常发光 C．只闭合开关S1，当滑动变阻器两端的电压是4V时，电路的总功率为4.5W D．只闭合开关S1和只闭合开关S2时，两次电路消耗的最大功率之比是5：6 【解答】解：只闭合S1时，L1与R串联，电流表测电路中的电流， A、当灯泡L1正常发光时，L1两端的电压U1＝6V，由图象可知通过L1的电流I1＝0.5A， 串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得此时滑动变阻器两端的电压：UR＝IR＝0.5A×6Ω＝3V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压：U＝U1+UR＝6V+3V＝9V，故A错误； B、只闭合S2时，L2与R串联，电流表测电路中的电流， 由图象可知L2正常发光时电路中的电流为1A，而电流表的量程为0～0.6A，因而灯泡L2不能正常发光，故B错误； C、只闭合开关S1，当滑动变阻器两端的电压是4V时，灯泡的电压为9V﹣4V＝5V，根据图像知，此时电路中的电流小于0.5A；电路的总功率小于P＝UI＝9V×0.5A＝4.5W，故C错误； D、只闭合S1时，当灯泡L1正常发光时，最大电流I1＝0.5A，该电路的最大电功率为：P＝UI＝9V×0.5A＝4.5W； 只闭合S2时，所以通过电路的最大电流为0.6A，该电路的最大电功率为：P＝UI′＝9V×0.6A＝5.4W； 只闭合开关S1和只闭合开关S2时，两次电路消耗的最大功率之比是4.5W：5.4W＝5：6，故D正确； 故选：D。 题型二．电功率的动态分析 11. 如图所示电路，电源电压为4.5V且恒定。电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，小灯泡规格为“2.5V，1.25W”（灯丝阻值不变），滑动变阻器规格为“20Ω，1A”。保证电路中各元件都不损坏，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变化范围0.3A～0.5A B．电压表示数变化范围2V～3V C．滑动变阻器阻值变化范围4Ω～20Ω D．小灯泡实际功率变化范围0.45W～1.25W 【解答】解：根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联接入电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压； 由P＝UI可得灯泡的额定电流：I额0.5A；电流表量程为“0～0.6A”，故电路中的最大电流为0.5A； 灯泡正常发光时的电压为2.5V，功率为1.25W，当灯泡正常发光时，串联电路总电压等于各分电压之和，此时电压表的最小示数：U滑＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V； 此时电路中的最大电流Imax＝0.5A， 此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，由I可得：R滑min4Ω； 灯泡的电阻：RL5Ω； 滑动变阻器的电阻越大，分担的电压越大，根据电压表的量程可知，电压表的最大示数为3V，所以电压表示数变化范围2V～3V，故B正确； 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的最小电流，则根据串联电路的特点和欧姆定律可得： Imin0.3A，电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A，故A正确； 此时滑动变阻器的最大阻值：Rmax10Ω，所以滑动变阻器的范围是4Ω～10Ω，故C错误； 灯泡的额定功率为最大功率；灯泡最小功率为：PL小＝U L小Imin＝1.5V×0.3A＝0.45W，则小灯泡实际功率变化范围0.45W～1.25W，故D正确。 故选：ABD。 12. 如图是一个玩具汽车上的控制电路，小宁对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为4V和6V，下列说法正确的是（　　） A．电路中的电流为4A，电源电压为6V B．电动机的功率为16W，它两端的电压为4V C．电阻R在1分钟内产生热量60J，电动机消耗电能120J D．若将电阻R换成滑动变阻器，仍不可调节电动机的转速 【解答】解：从电路图中可以看出，电动机与保护电阻串联，电压表V2测量电源电压；电压表V1测量电动机两端的电压； AB、由题意可知，闭合开关后，电动机两端的电压为4V，电源电压为6V，电阻R两端的电压为： UR＝U﹣UM＝6V﹣4V＝2V， 则通过电阻R的电流： I0.5A，故A错误； 因为串联电路电流处处相等， 电路中的电流为0.5A， 电动机的功率为： PM＝UMI＝4V×0.5A＝2W，故B错误； C、1分钟在电阻R上产生的热量： Q＝I2Rt＝（0.5A）2×4Ω×60s＝60J； 1 分钟电动机消耗电能： W＝UMIt＝4V×0.5A×60s＝120J；故C正确； D、将电阻R换成滑动变阻器，可以调节电路中电流的大小，从而起到调节电动机转速的作用，故D错误。 故选：C。 13. 如图，电源电压18V保持不变，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V，小灯泡上标有“6V3W”字样，要求开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允超过额定电压（灯丝电阻不变），则下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表和电压表示数变大 B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω D．该电路的最大功率为10.8W 【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小， 由I可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大， 由U＝IR可知，灯泡两端的电压变大， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误； （2）由P＝UI可得，灯泡的额定电流： IL0.5A， 灯泡的电阻： RL12Ω， 当电流表示数为0.4A时，灯泡两端的电压： UL′＝IRL＝0.4A×12Ω＝4.8V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电压表的示数： U滑＝U﹣UL′＝18V﹣4.8V＝13.2V，故B错误； （3）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A， 所以，电路中的最大电流为0.5A， 此时电路中的总电阻： R36Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R滑小＝R﹣RL＝36Ω﹣12Ω＝24Ω， 电路消耗的最大功率： P大＝UI大＝18V×0.5A＝9W，故D错误； 当电压表的示数为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时灯泡两端的电压： UL″＝U﹣U滑大＝18V﹣15V＝3V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，，即， 解得：R滑大＝60Ω， 所以，滑动变阻器允许调节的范围是24Ω～60Ω，故C正确。 故选：C。 14. 如图所示，电源电压18V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V”量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大 B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω D．该电路的最大功率是10.8W 【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小， 由I可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大， 由U＝IR可知，灯泡两端的电压变大， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误； （2）由P＝UI可得，灯泡的额定电流： IL0.5A， 由I可得，灯泡的电阻： RL12Ω， 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A， 所以，电路中的最大电流为0.5A， 此时电路中的总电阻： R36Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R滑小＝R﹣RL＝36Ω﹣12Ω＝24Ω， 电路消耗的最大功率： P大＝UI大＝18V×0.5A＝9W，故D错误； 当电压表的示数最大为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时灯泡两端的电压： UL′＝U﹣U滑大＝18V﹣15V＝3V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，，即， 解得：R滑大＝60Ω， 所以，滑动变阻器允许调节的范围是24Ω～60Ω，故C正确； （3）当电流表示数为0.4A时，灯泡两端的电压： UL″＝IRL＝0.4A×12Ω＝4.8V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电压表的示数： U滑＝U﹣UL″＝18V﹣4.8V＝13.2V，故B错误； 故选：C。 15. 在“测量小灯泡额定功率”实验中，电池组是由4节干电池串联而成的（U＝6V），小灯泡的额定电压是3.8V。刚好电压表的0～15V挡量程损坏了，聪明的小明同学想出了一个办法，就是将0～3V的那挡量程的电压表按图乙的方法连接起来。闭合开关时，电压表的示数是2V。这时应将滑动变阻器的滑片P向 （填“左”或“右”）方向移动，使灯泡正常发光。灯泡正常发光时电流表的示数如图甲所示，则小灯泡的额定功率为 W。 【解答】解：上图中灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电源电压为U＝6V，灯泡额定电压为U额＝3.8V，根据串联电路电压的规律，所以灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为 U0＝6V﹣3.8V＝2.2V 题目中电压表示数为2V，小于2.2V，应增大电压表示数，所以滑动变阻器滑片要向右移动，减少变阻器接入电路的电阻，使变阻器两端电压升高，从而使灯泡两端电压降低到额定电压； 由图甲可知，电流表选用小量程，电流表分度值0.02A，其示数为0.5A，小灯泡额定功率为 P＝UI＝3.8V×0.5A＝1.9W 故答案为：右；1.9。 16. 如图甲所示，小灯泡的额定电压为6V，R2的滑片P2移至最左端，闭合开关S，先将R1的滑片P1由最右端移至最左端，图乙是这一过程中电流表与电压表示数的关系图象。然后保持滑片P1位置不动，将滑片P2向右移动，直至小灯泡正常发光，图丙是这一过程中电压表示数与R2连入阻值的关系图象。则小灯泡的额定功率为 W；图丙中a点对应的阻值为 Ω；整个过程中电路在10s内消耗的最小电能为 J。 【解答】解：由电路图可知，R1、R2、L串联，电压表V测R1滑片左边的电阻、灯泡和R2滑片右边电阻的电压之和，电流表测电路中的电流； R1的滑片P1在最右端时，电压表测量电源电压，据此可知电源电压为12V， 图甲中：R2的滑片P2移至最左端，R1的滑片P1在最右端时，R1、R2、L串联，电路中电流I＝0.3A， 根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知，R1两端的电压：U1＝U﹣U2L＝12V﹣9V＝3V， 根据I可知，R1的阻值：R110Ω， 图丙中：根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知，R1两端的电压：U1最大＝U﹣U最小＝12V﹣7V＝5V， 则电路中电流I最大0.5A， 此时灯泡正常发光，由于灯泡正常发光则UL＝U额＝6V，则灯泡的额定功率：PL＝ULI最大＝6V×0.5A＝3W； 根据图丙可知：电压表的最小示数为7V，由于此时电压表测量的是R2滑片右边的电阻和灯泡的电压之和，即：UL+U2小＝U最小＝7V， 根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知，R2两端电压：U2小＝U最小﹣UL＝7V﹣6V＝1V， 根据II可知，图丙中a点对应的阻值：Ra2Ω； 根据以上分析可知，电路中的最小电流为I＝0.3A， 则整个过程中电路在10s内消耗的最小电能：W＝UIt＝12V×0.3A×10s＝36J。 故答案为：3；2；36。 17. 如图甲，电源电压恒为8V，滑动变阻器滑片P从b端滑到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙；R2与R1的电功率之比k与R2的关系如图丙。则滑片P在a端时，电路消耗的功率 W；滑片P在b端时，R2消耗的功率 W。 【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中的电流； （1）当滑片P在a端时，变阻器连入电路中的电阻为0，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流为2A； 此时电路消耗的功率：P1＝UI最大＝8V×2A＝16W； 由I可得，R1的阻值：R14Ω， 由于串联电路中电流处处相等，由P＝I2R可得，R2与R1的电功率比值：k， 由图象丙可知，当R2最大时，R2与R1之比的最大值为4，则R2的最大阻值：R2＝4R1＝4×4Ω＝16Ω， 当滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，由于串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路的总电阻：R总＝R1+R2＝4Ω+16Ω＝20Ω， 电路最小电流：I最小0.4A， R2消耗的功率：P2＝IR2＝（0.4A）2×16Ω＝2.56W。 故答案为：16；2.56。 题型三．电热器 18. 我市某商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座来计费，如图甲所示（图中时钟：9时10分、电压：220V、电费：0.00元）。某摊位使用空气炸锅烹制食物，如图乙所示。如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1的阻值为40Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（其中S1、S2不会同时闭合）。当只闭合S3时为中温挡，额定功率为440W。求： 使用后表盘示数 时钟：9时25分 电压：220.0V 电费：0.06元 （1）R2的电阻； （2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热； （3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲和表所示，设商用电费单价为0.75元/kW•h，请你通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率。 【解答】解：（1）当开关S1、S3闭合、S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据P＝UI可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据P＝UI可知，此时总功率较大，为中温挡；当开关S1、S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据P＝UI可知此时总功率最小，为低温挡。则由P＝UI可知，R2的电阻：R2110Ω； （2）高温挡时R1功率为：P11210W， 电流通过R1产生的电热：Q1＝W1＝P1t1＝1210W×100s＝1.21×105J； （3）空气炸锅消耗的电能：W0.08kW•h， 空气炸锅工作的时间：t＝9：25﹣9：10＝15min＝0.25h， 空气炸锅的电功率：P0.32kW＝320W。 答：（1）R2的电阻为110Ω； （2）高温挡正常工作100s，电流通过 R1 产生的电热为1.21×105J； （3）空气炸锅消耗的电功率为320W。 19. 小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题： 热风温度 50～75℃ 额定功率 热风时：990W 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？ （2）正常工作时电热丝的电阻是多大？ （3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？ （4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？ 【解答】解：（1）当吹冷风时，只有电动机工作，其功率P1＝110W， 由P＝UI可得，通过电动机的电流： I10.5A； （2）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联， 电热丝R2的电功率： P2＝P﹣P1＝990W﹣110W＝880W， 由P可得电热丝R2的电阻值： R255Ω。 （3）t＝10min＝600s，则电吹风吹冷风10min产生的热量（电流通过电动机产生的热量）： Q1R1t＝（0.5A）2×0.8Ω×600s＝120J。 （4）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3000r， 电能表转盘转了200圈，消耗的电能为：WkW•hkW•h。 电吹风此时的实际功率P实0.8kW＝800W。 答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A； （2）正常工作时电热丝的电阻是55Ω； （3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是120J； （4）电吹风此时的实际功率是800W。 20. 图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度。以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求： （1）S和S1均闭合，电路中的总电流。 （2）0～30min，电饭煲产生的总热量。 【解答】解：（1）开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，总电阻最小，根据P可知，电饭煲的功率较大，即P高＝660W，则电路中总电流I3A； （2）如图丙，0﹣30min内，660W功率工作了t1＝15min＝900s，440W功率工作了t2＝15min＝900s，由于电热器产生热量等于消耗的总电能，Q＝W＝P高t1+P低t2＝660W×900s+440W×900s＝9.9×105J； 答：（1）S和S1均闭合，电路中的总电流是3A。 （2）0～30min，电饭煲产生的总热量为9.9×105J。 21. 小斌同学家浴室中安装一种灯暖型“浴霸”，他利用热敏电阻设计了一个温度自动控制装置，如图甲。控制电路中的R1为热敏电阻，R1的阻值随温度变化关系如图乙，电磁铁的线圈可看成阻值为30Ω的纯电阻R0，“浴霸”共安装有2盏标有“220V 440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开，当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，“浴霸”电路闭合。求： （1）工作电路正常工作时，每盏灯泡1min内产生的热量。 （2）若浴室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U的最小值。 （3）若电源电压U恒为12V，将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制范围的大小。 【解答】解：（1）灯泡的额定电压220V，额定功率440W，工作电路正常工作时，每盏灯泡1min内产生的热量： Q＝W＝Pt＝440W×60s＝2.64×104J； （2）由装置图知，热敏电阻R1与线圈串联， 由图像知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，温度40℃时R1＝170Ω， 若浴室中的温度不得超过40℃，此时线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开， 由串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压的最小值： U＝I（R1+R0）＝50×10﹣3A×（170Ω+30Ω）＝10V； （3）若电源U电压恒定为12V，当电磁铁线圈中电流等于50mA时，浴室中的温度最高， 此时电路中的总电阻： R总240Ω， 此时热敏电阻的阻值： R1′＝R总﹣R0＝240Ω﹣30Ω＝210Ω， 由图乙可知，浴室内的最高温度为30℃； 当线圈中的电流等于40mA时，浴室中的温度最低， 此时电路中的总电阻： R总300Ω， 此时热敏电阻的阻值： R1″＝R总﹣R0＝300Ω﹣30Ω＝270Ω， 由图乙可知，浴室内的最低温度为22℃； 所以，浴室内温度可控制在22℃～30℃范围内。 答：（1）工作电路正常工作时，每盏灯泡1min内产生的热量为2.64×104J。 （2）若浴室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U的最小值为10V。 （3）若电源电压U恒为12V，将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制范围为22℃～30℃。 22. 几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图乙所示R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图丙所示。 （1）电饭锅的最大电功率； （2）电热丝R2的阻值； （3）30min内电饭锅产生的热量。 【解答】解：（1）由乙电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，总电阻较小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流较大，根据P＝UI可知，电饭锅的功率最大。 由图丙可知，电饭锅的最大电流I＝3A， 则电饭锅最大的电功率：P1＝UI＝220V×3A＝660W； （2）由乙电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单电路，总电阻较大，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流较小，根据P＝UI可知，电饭锅的功率最小。 由丙图可知，通过R1的电流I1＝2A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝3A﹣2A＝1A， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由I可得，R2的阻值：R2220Ω； （3）由图可知30min内电饭锅的加热时间为15min，产生的热量为：W1＝UIt1＝220V×3A×15×60S＝5.94×105J， 保温时间为15min，产生的热量为：W2＝UI1t2＝220V×2A×15×60s＝3.96×105J， 所以30min内电饭锅产生的热量为：W＝W1+W2＝5.94×105J+3.96×105J＝9.9×105J。 答：（1）电饭锅的最大电功率为660W； （2）电热丝R2的阻值为220Ω； （3）30min内电饭锅产生的热量为9.9×105J。 23. 小明用零花钱给妈妈买了一个电热足浴盆。图中甲是该品牌足浴盆的电路图（局部）表是产品铭牌（最大功率被覆盖）。电路中的电动机带有按摩装置，S1为温控开关，当温度低于某设定值时，开关自动闭合；当温度高于某设定值时，开关自动断开；小明妈妈某次用足浴盆洗脚时，水的质量为3kg，初温是18℃。足浴盆正常工作，电路中总电流随时间的关系如图乙所示，0﹣6min为加热阶段，使水温达到预设温度；闭合S2，6min﹣20min电路中电动机一直工作，电热丝间歇工作。请回答以下问题： （1）电动机正常工作时，通过的电流是多少。 （2）电热丝工作时的功率是多少。 （3）若不考虑热量散失，则预设温度是多少。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 指标 参数 最大容水量/kg 4 额定电压/V 220 电动机功率/W 110 最大功率/W 【解答】解：（1）由表格数据可知，电动机的额定功率为PM＝110W， 由P＝UI可知，电动机正常工作时，通过的电流：IM0.5A； （2）0～6min为加热阶段，由图可知加热时R的电流7I0，6～8min电流为I0，8～9min电流为8I0，由此可知，6～8min时只有电动机工作，8～9min时电动机和电热丝一起工作， 则电动机工作时的电流I0＝IM＝0.5A， 电热丝的电流IR＝7I0＝7×0.5A＝3.5A， 电热丝工作时的功率：PR＝UIR＝220A×3.5A＝770W； （3）由P可知，电热丝消耗的电能：W＝PRt＝770W×6×60s＝2.772×105J； 不就热量损失，水吸收的热量Q吸＝W＝2.772×105J， 由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度：Δt22℃； 由Δt＝t﹣t0可知，水的末温：t＝Δt+t0＝22℃+18℃＝40℃。 答：（1）电动机正常工作时，通过的电流是0.5A； （2）电热丝工作时的功率是770W； （3）若不考虑热量散失，则预设温度是40℃。 24. 如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2＝242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。 （1）请分析电路图，闭合S1，当S2 时（选填“闭合”或“断开”），电熨斗处于高温挡； （2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W。则R1的电阻是多大？ （3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电多长时间电路中会产生3.9×104J的热量？ 【解答】解：（1）闭合S1，只有电热丝R1工作，此时电熨斗处于低温挡；再闭合S2，电热丝R1和电热丝R2同时工作，电熨斗处于高温挡。 （2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W，电源电压为220V， P额＝U额I，I，那么P额，R144Ω； （3）当电熨斗在高温挡状态下正常工作，此时R1和R2并联， P2200W， P总＝P额+P2＝1300W， W＝P总t，那么通电时间t30s。 故答案是： 答：（1）闭合； （2）R1的电阻是44Ω； （3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电30s电路中会产生3.9×104J的热量。 25. 为了实现水族箱恒温恒氧，某同学设计了简易氧气补给和恒温装置（如图1）。补氧装置由饮料瓶、软管和药剂（双氧水、二氧化锰）等构成。恒温装置主要由电热丝R1、R2和温控开关S等组成。 适用情况 双氧水的浓度/% 日常 1﹣3 一般性缺氧 4～7 极度缺氧 8～11 （1）补氧时，先往饮料瓶中加入适量的水和二氧化锰，再往瓶中加入双氧水，产生的气体通过导管导入到水箱中。 ①补氧时，发生化学反应的基本反应类型是 。 ②调试中发现，补氧装置产生的氧气快慢与双氧水的浓度有关，不同浓度双氧水的适用情况标准如表所示。小组同学在反应装置中放200克清水，再加入50克质量分数为30%的双氧水，根据计算判断加入的药剂适用于哪种缺氧需求。 （2）水族箱中的电阻R1与R2均为电热丝，温控开关S可以自动连接a或b，实现加热或保温功能，其中R1为200欧，R2为600欧，电路每小时工作情况如图2，请计算该水族箱1小时消耗的电能。 【解答】解：（1）①过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解产生水和氧气，由一种物质分解生成两种物质，属于分解反应； ②50g质量分数为30%的双氧水中的溶质质量m质＝50g×30%＝15g，加入200g清水后，溶液质量为m液＝50g+200g＝250g，则稀释后的溶质质量分数a%100%100%＝6%，可供养需求为一般性缺氧； （2）由电路图可知，当开关接a时，R1工作；当开关接b时，R1和R2串联工作；根据P可知，当开关接a时，电阻小，为加热功率；当开关接b时，电阻大，为保温功率；加热功率P热242W，由图2可知加热时间t＝20min＝1200s，加热消耗的电能W热＝P热t＝242W×1200s＝290400J；保温时间t′＝40min＝2400s，保温功率P保60.5W，保温消耗的电能W保＝P保t′＝60.5W×2400s＝145200J；则消耗的总电能为W总＝W热+W保＝290400J+145200J＝4.356×105J。 故答案为： （1）①分解反应；②一般性缺氧；（2）水族箱1小时消耗的电能4.356×105J。 26. 某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15m/s的速度喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，且忽略水在管道中运动的机械能损失。 （1）水柱喷出至地面的过程中 ； A．水柱喷出后，速度先不断减小，运动到最高点时速度刚好为零 B．适当增大管口的倾斜角度，可增大水喷射的水平距离 C．若忽略空气阻力，无论管口的倾角多大，水柱到达地面时的速度大小都相等 （2）求水泵的输出功率； （3）求电动机线圈的电阻。 【解答】解：（1）A、由图知道，喷口与地面有倾角，所以，水柱喷出后，速度先不断减小，运动到最高点时速度刚好只有水平方向的速度，故A错误； B、由于喷口水平时喷射的水平距离远，喷口竖直时喷射的水平距离近，所以，适当增大管口的倾斜角度，可增大水喷射的水平距离，故B正确； C、若忽略空气阻力，水在管道中运动的机械能无损失，即机械能守恒，所以，无论管口的倾角多大，水柱到达地面时的速度大小都相等，故C正确。 故选：BC； （2）电动机将水从井下抽到地上，使水获得动能和重力势能，由功能关系可知，电动机对水做功，转化成水的机械能， 即2.0kg×10N/kg×3.75m2.0kg×（15m/s）2＝300J， 由 知道，水泵的输出功率： ； （3）水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%， 则P入400W； 电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为P机＝P入＝400W， 而电动机的电功率为P电＝UI＝220V×2.0A＝440W， 由能量守恒可知，P电＝I2R+P机， 联立解得R＝10Ω。 答：（1）BC （2）水泵的输出功率为300W； （3）电动机线圈的电阻为10Ω。 27. 汽车尾气是造成空气污染的原因之一，科学兴趣小组同学设计了如图所示的有害尾气排放检测原理图。已知电源电压12伏不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻，气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如表所示。请分析并计算： 有害尾气浓度/%VOL … 5 7.5 10 12.5 15 … R/欧 … 5.2 4 3 2.5 2 … （1）有害尾气浓度越大，电压表示数越 （填“大”或“小”）。 （2）当电压表的读数为6伏时，电流表的读数为1.5安，计算电阻R0的阻值为多大？ （3）当这种有害尾气浓度增大到15%时，计算此时电压表的示数为多大？ 【解答】解：由图可知，定值电阻R0、气敏电阻R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流； （1）由表中数据可知，有害尾气浓度越大时气敏电阻R的阻值越小，由串联电路的分压原理可知气敏电阻R两端的电压越小，因此电压表的示数越小； （2）由串联电路的电压特点可知，定值电阻R0两端的电压： U0＝U﹣UR＝12V﹣6V＝6V， 由欧姆定律可知，定值电阻R0的阻值： R04Ω； （3）由表中数据可知，当有害尾气浓度增大到15%时气敏电阻R的阻值为2Ω， 由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流： I′2A， 则定值电阻R0两端的电压： U0'＝I'R0＝2A×4Ω＝8V， 由串联电路的电压特点可知，气敏电阻R两端的电压： UR'＝U﹣U0'＝12V﹣8V＝4V。 答：（1）小； （2）电阻R0的阻值为4Ω； （3）当这种有害尾气浓度增大到15%时，此时电压表的示数为4V。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 电功率综合 电热计算 【考点1　电功率的图像】 【考点剖析】 电功率常见图像： ①类型——直线型/曲线型： ②看图方法： 常见考法 ①判断P与其他物理量的图像关系： ②图像计算问题： ③归纳总结——两步解题 【题目示例】 在“测定小灯泡电功率”实验中，小滨将滑动变阻器与小灯泡串联，电源电压恒定，灯泡电阻的变化忽略不计。滑动变阻器滑片向右移动的过程中，小灯泡功率随滑动变阻器阻值变化的图像是（　　） A．B． C． D． 【变式巩固】 在如图（甲）所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻。移动滑动变阻器R2的滑片P，电压表和电流表示数的U﹣I关系图像如图（乙）所示，则（　　） A．电源电压为9V B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω C．电压表示数为5V时，R2的电功率最大 D．电压表示数为4V时，R1的电功率最大 【考点2　电功率动态分析】 【考点剖析】 ①并联电路的动态分析： ②串联电路的动态分析： 技巧归纳 ①并联动态分析：电阻变化—→电流变化—→电功率变化 ②串联动态分析：电阻变化—→电流变化—→定值电阻电压变化—→变阻器电压变化—→电功率变化 【题目示例】 小德用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5伏，电压表的量程为0～3伏，电流表的量程为0～0.6安，滑动变阻器的规格为“10Ω、1A”，灯泡标有“2.5V、1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（　　） A．灯泡的最小功率是0.45瓦 B．该电路的最大功率是2.7瓦 C．电流表示数的变化范围是0～0.5安 D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～10欧 【变式巩固】 如图所示的电路中，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源电压为8V恒定不变。（不计温度对电阻的影响），在滑片P滑动过程中，电压表与电流表的示数变化如图乙所示，则根据图象信息可知下列选项错误的是（　　） A．R0阻值是5Ω B．电路的最大总功率是12.8W C．滑动变阻器的最大阻值是35Ω D．电路的最小总功率是0.8W 【考点3　电热器挡位】 【考点剖析】 1.挡位分析 ①挡位的高低本质是用电器消耗电功率的大小 高挡——电功率最高，中挡——电功率次之，低挡——电功率最低 家庭电路中电压一般恒定为220V 判断依据： P大—→高温挡（加热挡）—→总电阻小 P小—→低温挡（保温挡）—→总电阻大 ②多挡位问题分类 a.通过电阻串联实现温度挡调节：串联越多，总电阻阻值越大，温度挡位就越低 b.通过电阻并联实现温度挡调节：并联越多，总电阻阻值越小，温度挡位就越高 c.通过多开关通断实现温度挡调节：先判断通过不同开关的通断实现电阻的串联或并联，根据上面的两种方法判断。 2.常见考法 题型一：R1、R2并联问题（R1>R2） 只闭合S1时，低温挡： 只闭合S2时，中温挡： 闭合S1、S2时，高温挡： 题型二：R1、R2串联问题 闭合S时，R1短路，为高温挡： 断开S时，R1、R2都是发热电阻，为低温挡： 题型三：多开关通断问题 当开关S1置于a端，S2断开时，则R1与R2串联，用电器处于低温挡位； 当开关S1置于c端，S2断开时，则R1单独连入电路，用电器处于中温挡位； 当开关S1置于b端，S2闭合时，则R1与R2并联，用电器处于高温挡位。 总结：并联型——单电阻：保温；多电阻：加热； 串联型——单电阻：加热；多电阻：保温。 明确电路连接方式，求得电阻，利用得用电器的电功率即可。 热效率η的计算公式为：η=，其中是指电热器产生的对我们有用的热量，W是指电热器消耗的电能。= 【题目示例】 小明设计了一款恒温电热水壶，当加热到设置的温度（如80℃或90℃、100℃）时就会自动停止加热，然后处于保温状态。其工作原理如图甲所示：铁质搭钩可绕着转轴A转动，撑杆DE可以上下运动并与搭钩连动，锁扣右侧与搭钩扣在一起，左侧通过拉紧的弹簧固定。电热水壶给水加热时，先闭合S和S1，锁扣与搭钩扣住，发热电阻R1工作，双金属片受热向上弯曲，双金属片对撑杆E点向上的力F1随时间t的关系图如图乙。当某次水温达到设置的温度80℃时，搭钩C处受到0.2牛竖直向上的力就会使搭钩与锁扣脱离，弹簧收缩带动锁扣和S1向左运动，触点b、c分离，加热电路断开，这时触点a、b接触，保温电路处于工作状态。已知，CA长为6厘米，DA长为2厘米，发热电阻R1阻值为88欧，保温电阻R2阻值为1100欧。 （1）恒温电热水壶保温时通过R2的电流是 安； （2）在220伏的电压下，电热水壶将一壶水加热到80℃时自动切断电路，求这段时间内发热电阻R1放出的热量是多少？ （3）电路和各个元件的参数都保持不变，若要降低该热水壶加热的预设温度，可以通过调节什么来实现目的，请你设计一种方法并简要说明理由 。 【变式巩固】 如图甲、乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220伏，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R1的阻值为40欧。低温挡电烤箱的电功率为200瓦。 （1）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于 （选填“高温挡”或“低 温挡”）。 （2）发热电阻R2的阻值是多少欧姆？ （3）在额定电压下，电烤箱高温挡工作10分钟产生多少热量？ （4）小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在60秒内电能表的转盘转了50转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化） 题型一．电功率图像 1. 如图甲所示的电路，滑动变阻器铭牌上标有“？Ω 1A”，电流表所用的量程为0～3A，两个电压表的量程均为0～15V，当只闭合开关S，滑动变阻器滑片从最右端向左逐渐调节，直至灯泡正常发光时，滑动变阻器接入阻值为最大阻值的0.2倍，电流表与两电压表示数变化如图乙所示，U1：U2＝3：8，闭合S、S1、S2三个开关，将滑动变阻器滑片调至最右端后，电流表示数为0.9A，下列说法正确的是（　　） A．灯泡的额定功率是1.5W B．滑动变阻器的最大电阻为40Ω C．任意闭合开关并调节滑动变阻器，整个电路最大功率为14.4W D．任意闭合开关并调节滑动变阻器，整个电路最小功率为0.75W 2. 如图甲所示电路中，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A“。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图象如图乙所示。则： （1）电源电压为 V。 （2）滑动变阻器消耗的最大功率为 W。 3. 某公司对新研发的电动车进行测试，有关测试数据如表所示。对该车充电时，充电桩的充电功率P随电池储能占比D的变化如图所示。已知D＝光满状态储能×100%，请回答： （1）在D从20%增至70%的过程中，充电功率的变化规律是 。 （2）当D为90%时，求充电电流。 （3）本次匀速行驶时电池的输出功率。 测试项目 测试数据 整车质量 1980kg 充电电压 400V 匀速行驶路程 54km 匀速行驶时间 0.5h 匀速行驶时消耗电能 1.8×107J 4. 图甲为天然气浪漏检测电路原理图、电源电压恒定，R0为定值电阻，气墩传感器两端电压U1随天然气浓度C变化的关系如图乙，则下列描述R0的功率P0，随天然气浓度C变化的关系图中正确的是（　　） A．B． C． D． 5. 将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在6V的电源上，图乙是L和R的U﹣I图象，结合图中信息可知（　　） A．灯泡L的电阻随着电流的增大而减小 B．灯泡L的实际阻值为10Ω C．灯泡L的实际功率为0.8W D．定值电阻R实际功率为6.4W 6. 有两只灯泡，灯L1“6V6W”、灯L2“6V3W”，通过灯L1、L2的电流随两端电压的变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．图中表示灯L1的曲线为B B．将两灯串联接在6V电源两端时，电路总功率9W C．两灯串联在某一电源两端时L2正常发光，此时L1电阻为4Ω D．将两灯并联在某一电源两端时两灯均正常发光，此时总电流为1.4A 7. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“10Ω 1A”，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使其从最右端向左滑动到a点时，小灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两只电压表示数关系的图像，下列说法中正确的是（　　） A．图乙中显示小灯泡的电阻保持不变 B．小灯泡的额定功率为3.2W C．整个电路的最小功率为1.8W D．电源电压为5V 8. 在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有（　　） ①定值电阻R2＝4Ω ②电源的电压为6V ③电压表的最大示数为4.5V ④定值电阻R2的最小电功率为1W A．①② B．②③④ C．①②④ D．①③④ 9. 如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像，下列说法中不正确的是（　　） A．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W B．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.4A时，电源电压为4V C．当乙两端电压为2V时，R乙＝10Ω D．电阻乙是阻值变化的电阻 10. L1、L2为两只额定电压均为6V的小灯泡，其电流随电压变化图像如图甲所示。现将两灯泡接入如图乙所示的电路中，电源电压恒定不变，滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样，电流表的量程为“0～0.6A”。只闭合开关S1，当滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω时，灯泡L1正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（　　） A．该电路的电源电压为12V B．只闭合开关S2，调节滑动变阻器，可使灯泡L2正常发光 C．只闭合开关S1，当滑动变阻器两端的电压是4V时，电路的总功率为4.5W D．只闭合开关S1和只闭合开关S2时，两次电路消耗的最大功率之比是5：6 题型二．电功率的动态分析 11. 如图所示电路，电源电压为4.5V且恒定。电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，小灯泡规格为“2.5V，1.25W”（灯丝阻值不变），滑动变阻器规格为“20Ω，1A”。保证电路中各元件都不损坏，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变化范围0.3A～0.5A B．电压表示数变化范围2V～3V C．滑动变阻器阻值变化范围4Ω～20Ω D．小灯泡实际功率变化范围0.45W～1.25W 12. 如图是一个玩具汽车上的控制电路，小宁对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为4V和6V，下列说法正确的是（　　） A．电路中的电流为4A，电源电压为6V B．电动机的功率为16W，它两端的电压为4V C．电阻R在1分钟内产生热量60J，电动机消耗电能120J D．若将电阻R换成滑动变阻器，仍不可调节电动机的转速 13. 如图，电源电压18V保持不变，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V，小灯泡上标有“6V3W”字样，要求开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允超过额定电压（灯丝电阻不变），则下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表和电压表示数变大 B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω D．该电路的最大功率为10.8W 14. 如图所示，电源电压18V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V”量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大 B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω D．该电路的最大功率是10.8W 15. 在“测量小灯泡额定功率”实验中，电池组是由4节干电池串联而成的（U＝6V），小灯泡的额定电压是3.8V。刚好电压表的0～15V挡量程损坏了，聪明的小明同学想出了一个办法，就是将0～3V的那挡量程的电压表按图乙的方法连接起来。闭合开关时，电压表的示数是2V。这时应将滑动变阻器的滑片P向 （填“左”或“右”）方向移动，使灯泡正常发光。灯泡正常发光时电流表的示数如图甲所示，则小灯泡的额定功率为 W。 16. 如图甲所示，小灯泡的额定电压为6V，R2的滑片P2移至最左端，闭合开关S，先将R1的滑片P1由最右端移至最左端，图乙是这一过程中电流表与电压表示数的关系图象。然后保持滑片P1位置不动，将滑片P2向右移动，直至小灯泡正常发光，图丙是这一过程中电压表示数与R2连入阻值的关系图象。则小灯泡的额定功率为 W；图丙中a点对应的阻值为 Ω；整个过程中电路在10s内消耗的最小电能为 J。 17. 如图甲，电源电压恒为8V，滑动变阻器滑片P从b端滑到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙；R2与R1的电功率之比k与R2的关系如图丙。则滑片P在a端时，电路消耗的功率 W；滑片P在b端时，R2消耗的功率 W。 题型三．电热器 18. 我市某商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座来计费，如图甲所示（图中时钟：9时10分、电压：220V、电费：0.00元）。某摊位使用空气炸锅烹制食物，如图乙所示。如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1的阻值为40Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（其中S1、S2不会同时闭合）。当只闭合S3时为中温挡，额定功率为440W。求： 使用后表盘示数 时钟：9时25分 电压：220.0V 电费：0.06元 （1）R2的电阻； （2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热； （3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲和表所示，设商用电费单价为0.75元/kW•h，请你通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率。 19. 小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题： 热风温度 50～75℃ 额定功率 热风时：990W 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？ （2）正常工作时电热丝的电阻是多大？ （3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？ （4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？ 20. 图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度。以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求： （1）S和S1均闭合，电路中的总电流。 （2）0～30min，电饭煲产生的总热量。 21. 小斌同学家浴室中安装一种灯暖型“浴霸”，他利用热敏电阻设计了一个温度自动控制装置，如图甲。控制电路中的R1为热敏电阻，R1的阻值随温度变化关系如图乙，电磁铁的线圈可看成阻值为30Ω的纯电阻R0，“浴霸”共安装有2盏标有“220V 440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开，当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，“浴霸”电路闭合。求： （1）工作电路正常工作时，每盏灯泡1min内产生的热量。 （2）若浴室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U的最小值。 （3）若电源电压U恒为12V，将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制范围的大小。 22. 几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图乙所示R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图丙所示。 （1）电饭锅的最大电功率； （2）电热丝R2的阻值； （3）30min内电饭锅产生的热量。 23. 小明用零花钱给妈妈买了一个电热足浴盆。图中甲是该品牌足浴盆的电路图（局部）表是产品铭牌（最大功率被覆盖）。电路中的电动机带有按摩装置，S1为温控开关，当温度低于某设定值时，开关自动闭合；当温度高于某设定值时，开关自动断开；小明妈妈某次用足浴盆洗脚时，水的质量为3kg，初温是18℃。足浴盆正常工作，电路中总电流随时间的关系如图乙所示，0﹣6min为加热阶段，使水温达到预设温度；闭合S2，6min﹣20min电路中电动机一直工作，电热丝间歇工作。请回答以下问题： （1）电动机正常工作时，通过的电流是多少。 （2）电热丝工作时的功率是多少。 （3）若不考虑热量散失，则预设温度是多少。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 指标 参数 最大容水量/kg 4 额定电压/V 220 电动机功率/W 110 最大功率/W 24. 如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2＝242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。 （1）请分析电路图，闭合S1，当S2 时（选填“闭合”或“断开”），电熨斗处于高温挡； （2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W。则R1的电阻是多大？ （3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电多长时间电路中会产生3.9×104J的热量？ 25. 为了实现水族箱恒温恒氧，某同学设计了简易氧气补给和恒温装置（如图1）。补氧装置由饮料瓶、软管和药剂（双氧水、二氧化锰）等构成。恒温装置主要由电热丝R1、R2和温控开关S等组成。 适用情况 双氧水的浓度/% 日常 1﹣3 一般性缺氧 4～7 极度缺氧 8～11 （1）补氧时，先往饮料瓶中加入适量的水和二氧化锰，再往瓶中加入双氧水，产生的气体通过导管导入到水箱中。 ①补氧时，发生化学反应的基本反应类型是 。 ②调试中发现，补氧装置产生的氧气快慢与双氧水的浓度有关，不同浓度双氧水的适用情况标准如表所示。小组同学在反应装置中放200克清水，再加入50克质量分数为30%的双氧水，根据计算判断加入的药剂适用于哪种缺氧需求。 （2）水族箱中的电阻R1与R2均为电热丝，温控开关S可以自动连接a或b，实现加热或保温功能，其中R1为200欧，R2为600欧，电路每小时工作情况如图2，请计算该水族箱1小时消耗的电能。 26. 某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15m/s的速度喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，且忽略水在管道中运动的机械能损失。 （1）水柱喷出至地面的过程中 ； A．水柱喷出后，速度先不断减小，运动到最高点时速度刚好为零 B．适当增大管口的倾斜角度，可增大水喷射的水平距离 C．若忽略空气阻力，无论管口的倾角多大，水柱到达地面时的速度大小都相等 （2）求水泵的输出功率； （3）求电动机线圈的电阻。 27. 汽车尾气是造成空气污染的原因之一，科学兴趣小组同学设计了如图所示的有害尾气排放检测原理图。已知电源电压12伏不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻，气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如表所示。请分析并计算： 有害尾气浓度/%VOL … 5 7.5 10 12.5 15 … R/欧 … 5.2 4 3 2.5 2 … （1）有害尾气浓度越大，电压表示数越 （填“大”或“小”）。 （2）当电压表的读数为6伏时，电流表的读数为1.5安，计算电阻R0的阻值为多大？ （3）当这种有害尾气浓度增大到15%时，计算此时电压表的示数为多大？ 学科网（北京）股份有限公司 $