专题02 电功 电功率（期末压轴题训练）九年级科学上学期浙教版

丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题02电功 电功率 1 专项攻坚·一战通关 1.如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为222和 442的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。 则以下说法正确的是() 220V R 甲 乙 A.开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 B.开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 C.水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A D.水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W 2.如图是某一定值电阻的I-U图像。当该电阻两端的电压增大△U,其电功率增大△P。则图中的阴影 面积大小能正确表示△P大小的是() △UU 1/16 丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 △U 0 △UU 3.某型号洗碗机工作程序为：给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加 热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤程序结束，排水系统启动，将水箱中 全部的水排出。图1为等效的加热电路图，R为发热电阻。图2为该洗碗机某次正常工作时P-t图 像。 ◆P/W 1000 加热 注水口 排水O 水箱 控制开关S 注水 清洗喷淋 排水 120 220V 60 图1 01 22 图2 8283 t/min (1)洗碗机A、B触点中连接火线的是」 (2)求R的阻值。 (3)这款洗碗机正常洗碗一次，需要消耗多少电能？ 4.饮水机是生活中常用的家用电器，某型号饮水机有加热、保温功能，内部电路由发热电阻R1、R2和开 关S1组成，发热电阻R1的阻值为50欧、加热功率为968瓦。在不拆解电加热器内部电路的情况下， 小明用图1电路对其进行测试：仅闭合开关S,电流表的示数为0.4安。请回答： (1)饮水机处于加热挡时电路中发热电阻的连接情况是 (2)该饮水机保温挡的功率和发热电阻R2的阻值分别是多少？ (3)使用过程中，小明发现加热所用时间太长，于是利用原有元件对电路进行改装，增加一个单刀双 掷开关S2使改装后的电路具有高温、中温、保温功能，同时保温挡功率不变，中温挡功率与原加热挡 功率相同。请在图2中补充所缺的R1、R2使电路完整，并计算改装后的高温挡工作5分钟将消耗多少 电能？ 2/16 丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 A 220V。0S 220V。o 图1 图2 5.人体血液中的血红蛋白一般分为脱氧血红蛋白与含氧血红蛋白两类主要状态。血氧饱和度是人体血液 中的含氧血红蛋白容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比。如图甲是一种测量人体血氧饱和度的 指夹式血氧仪，其中红光发射器发出波长为660nm的红光，红外线发射器发出波长为910nm的红外 线，两种光经过手指后，未被吸收的部分将分别被对应的接收器接收。已知脱氧血红蛋白和含氧血红 蛋白，对波长为660nm的红光和波长为910nm的红外线的吸光率有区别，如图乙是血液中含氧血红蛋 白与脱氧血红蛋白对特定波长的光吸收率的变化曲线。在血氧测量时，通过检测脱氧血红蛋白和含氧 血红蛋白对不同波长的光吸收的区别，所测出来的数据差就是测量血氧饱和度最基本的数据。 红光和红外 线发射器 吸光率 60% 脱氧血红蛋白 含氧血红蛋白 30% 红光和红外 波长nm 线接收器 6007008009001000 甲 乙 丙 (1)红细胞中血红蛋白的特性是 (2)由图乙可知，对波长为660nm的红光吸收比较强的是 (3)如图丙是指夹式血氧仪内部简化电路。其中R1为发射器中的发光二极管、R2为阻值为1002的定 值电阻。已知电源电压为3V,当发光二极管正常工作时，通过它的电流为0.02A。求发光二极管正常 工作时的电功率。 6.如图是灯泡L的I-U图像。结合图像分析，下列选项正确的是() 3/16 丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 AI/A 0.5-----1------r-> 0.4 0.3 0.2 0.1 1.22.43.64.86.0 UN A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比 B.当通过灯泡L的电流为0.3A时，其实际功率为0.72W C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端，电路的总功率为0.24W D.将灯泡L和182的定值电阻并联在3.6V的电源两端，电路的总电阻为6Ω 7.现有“6V3W的灯泡L1和“6V6W”的灯泡L2,将他们接入电路中，不考虑灯丝电阻的变化，下列关 于两只灯泡的说法正确的是(） A.串联后接到12V电源的两端。两灯均能正常发光 B.串联工作时，L1和L2两端的电压之比为1：2 C.串联工作时，L1和L2中的电流之比为2：1 D.串联工作时，L1和L2的功率之比为2：1 8.物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。组装好 电路后，闭合开关，让滑片P从最右端开始向左滑动，测量滑片到最右端的距离X,同时观察电压 表、电流表的示数，记录数据并绘制图象。电压表读数U与X的关系如图乙所示，电流表读数I与X 的关系如图丙所示。则电源电压为 一，滑动变阻器原先的总电阻为 。若电流表 的量程为0~3A,则此电路的最大功率可达 ↑UV ↑IA 0.30 3.0 2.7 0.15 A U 2.4 0 10 x/cm 0 10 x'cm 甲 乙 丙 9.如图所示，A、B两端间电压U=9V,且保持不变，R1=102,R2=202。a、b两端接不同的电阻Rr 4/16 函学科网 www.zxxk com 让教与学更高效 时，R1两端的电功率不同，其最小值为 ;a、b两端不接电阻时，c、d两端的电压称为 空载电压，若要求c、d两端的电压不得低于空载电压的60%，R的阻值范围应为 10.干电池本身有一定的电阻，可以等效为一个没有电阻的理想千电池和一个定值电阻串联而成，将n 节干电池串联成如图1所示的电源。使用该电源组成如图2所示的电路，闭合电键$，在变阻器滑片P 从A端滑到B端的全过程中，电路中部分物理量的变化规律分别如图3(a)、(b)、(c)所示，其 中图3()为电压表示数与电流表示数的对应关系图线，图3(b)为电池组输出电功率与电压表示数 的关系图线，图3（℃）为电池组输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻的关系图线。若电表均为理 A nr 图1 图2 AU/V 4P出/W 4n/% 60 2.25 1 0 ◆0 0 1.5I/A U/V R/2 (a) (b) (e) 想电表，则下列结论正确的是() 图3 5/16 函学科网 www.zxxk com 让教与学更高效 A.该电源由6节干电池串联组成 B.变阻器的总电阻为42 C.图3(a)中经过x点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为2.16W D.图3(b)中y点对应的横坐标为3.6V 11.小明利用标有“6V6W的灯泡L1和“6V3W的灯泡L2进行实验。 (1)当L1正常发光时，通过L1的电流为一 A。 (2)如图甲所示：A、B分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连 入图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为W。 I/A 1.0 0.8 0.6 B 0.4 0.2 01 123456U/W 图甲 图乙 12.如图甲所示的电路中，电源电压为5V,小灯泡L的额定电压为4V、额定功率模糊不清，滑动变阻器 R1的最大阻值为202，定值电阻R2的阻值为252，电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。 5/ 0.4 蝎 0.2 0.1 S R 01234U 甲 乙 (1)已知小灯泡L正常工作时的电阻是10，则小灯泡L的额定功率是多少？ (2)只闭合开关S、S2、S3,移动滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为0.5A时，滑动变阻器R,的功 率是多少？ (3)只闭合开关S和S,移动滑动变阻器R1的滑片，在保证各元件安全工作的情况下，得到小灯泡 L的I-U关系图像如图乙所示，滑动变阻器R1连入电路的阻值范围是多少？ 13.如图所示，R1=R3=R5=·=R2m-1=22,R2=R4=R6=…=R2n-2=42,R2n=22,电源电压U= 8V,内阻不计。 6/16 丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (1)若n=5,求电阻R2上的功率： (2)若n=50,求电阻R49上的电流L49: (3)若n取无穷大，求该电路消耗的总功率P总。 b 14.在测量小灯泡额定功率的实验中，小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系 图线，图线b是一只定值电阻Ro的U-I图线。电源电压U恒为3V,小灯泡L的额定电压为2.5V。 则： R AU/V b 2.5 2.0 1.5 A 1.0 0.5 图1 0 0.050.100.150.200.25/A 图2 (1)L的额定功率为 W。 (2)图线a对应的过程中，R的调节范围为 no (3)若将R替换成Ro,则L工作时的阻值为 2 (4)若将R替换成与L相同的小灯泡，则根据图线可求得电路消耗的总功率约为 Wo 15.如图1为一款电煎药壶，工作电路简化为如图2。它在工作时，有三个阶： 阶段1：高火加热煮沸药液。 阶段2：文火萃取使药液保持沸腾状态（用水从中药中浸取有效成分）。 阶段3：小功率保温。 已知正常工作时，高火加热功率为500W,文火萃取功率为100W,且在额定电压下煎药时，药液的温 度与工作时间的关系如图3所示。 7/16 学科网 www.zxxk com 让教与学更高效 ↑温度℃ 98 文火萃取 2 R S 高 加热 保温 o220V0 0714 36时间/min 图1 图2 图3 R2 220V b 图4 (1)求R2的阻值。 (2)请计算电煎药壶正常工作时，经历一次高火加热和文火萃取电流做的功。 (3)科学兴趣小组同学小金根据要求设计了新的电路图如图4，对比图2和图4请你评价哪种更优并 说明理由 16.为吸引顾客，商场前的广场上经常会出现巨大的充气城堡，深受小朋友的喜爱。学校兴趣小组的同 学认为充气城堡需要持续充气会浪费很多电，设计了一个如图甲所示的电路来实现智能充气。请回答 下列问题： 动触头充气机 ■ PA 静触头 电磁铁 R/2 R 1.8Po Po R p/Pa 05 1520 3035 甲 t材分钟 乙 丙 (1)为达到智能充气的目的，需要在A处添加一个阻值随气压变化的电阻，使得气压较低时充气， 气压较高时停止充气。根据要求接入电路中的电阻应选择图乙中的一 (选填“R”或“R2”)。 (2)结合图甲电路，说明闭合开关后如何实现智能充气。 (3)当充气城堡的气压低至po时开始充气，达到1.8o时停止充气，如图丙所示，若充气机的功率为 8/16 函学科网 www.zxxk com 让教与学更高效 200瓦，请计算该充气城堡运行一天（按24小时算）消耗的电能。 17.如图所示，电源电压12V保持不变，滑动变阻器的规格为“15Ω1A”。闭合开关，当滑动变阻器滑片 P移动至距右端处时，灯L正常发光，电压表示数为10V,则灯泡L正常发光时的电阻为 2:当滑片P移动至距左端。处时，电压表示数变化了2V,此时灯泡L的电功率为 W。 18.超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理如图甲中虚线 框内所示。超导部件的电阻1随电流I变化关系如图乙所示。已知电源电压为6V,且保持不变，限流 电阻R2=150,灯泡L上标有“6V3W字样。 (1)此时灯泡L一（选填“能”或“不能”）正常工作。 (2)当灯泡短路时，电流表的示数为 超导部件R ◆R/2 限流电阻Rz A 7.5 0 0.6 A 甲 乙 19.小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻 器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P-【图像，实验 中电流表和电压表均安全。 (1)滑动变阻器的最大阻值为 Ω，电源电压是 V (2)求出图中最高点A点的纵坐标为 W。 9/16 丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 P/W R 0.5 2I/A 20.如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡上标有“12V的字样，滑动变阻器的规格为“2002 1A”,电流表量程“0~0.6A”,电压表量程“0~15V”,调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开 关，小灯泡L恰好正常发光，此时电流2s内对小灯泡L做功12J,不考虑温度对电阻的影响。求： (1)小灯泡L正常发光时的电流： (2)滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全： (3)小灯泡L两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？ 2 靶向预测·精准刷题 21.汽车前面的大灯通常有“远光”和“近光”两种照明方式，且使用“远光”时大灯的亮度较大。如 图是某汽车大灯的灯泡示意图，A和B是灯泡内的两根灯丝。通过开关S分别与触点“1”或“2”连接 以改变照明方式。已知灯泡的额定电压为12V,灯丝A的电阻阻值为RA=1.2Ω，灯丝B的电阻阻值为 RB=1.62,电源电压U保持12V不变。 (1)请根据学过的公式判断A、B哪个灯是远光灯。 (2)使用远光灯，通过灯丝的电流。 (3)使用近光时，大灯的电功率。 22.如图甲所示为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R1=442,R2=1212,额定电压为 220V,该炒菜机工作时有高、中、低三个挡位，其内部电热部分电路可以简化为如图乙所示。 10/16 专题02 电功 电功率 1．如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　） A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W 【解答】解：（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水； （2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可知，此时的电功率：P1100W； 此时电路的电流：I5A； （3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′2200W+1100W＝3300W； （4）比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水； 根据以上分析可知，ABC错误，D正确。 故选：D。 2．如图是某一定值电阻的I﹣U图像。当该电阻两端的电压增大ΔU，其电功率增大ΔP。则图中的阴影面积大小能正确表示ΔP大小的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：变化的电功率为： ΔPRR＝U2I2﹣U1I1，故D符合题意。 故选：D。 3．某型号洗碗机工作程序为：给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤程序结束，排水系统启动，将水箱中全部的水排出。图1为等效的加热电路图，R为发热电阻。图2为该洗碗机某次正常工作时P﹣t图像。 （1）洗碗机A、B触点中连接火线的是 。 （2）求R的阻值。 （3）这款洗碗机正常洗碗一次，需要消耗多少电能？ 【解答】解：（1）开关应该控制火线，由图可知，触点B与开关直接相连，因此连接火线的是B触点； （2）由图乙可知，洗碗机加热时的功率P加热＝1000W， 由P＝UI可得，R的阻值： R48.4Ω； （3）洗碗机注水时的功率为60W，工作时间为1min， 由P可得，洗碗机注水时消耗的电能： W注水＝P注水t注水＝60W×60s＝3.6×103J； 洗碗机加热时的功率为1000W，工作时间为21min， 洗碗机加热时消耗的电能： W加热＝P加热t加热＝1000W×21×60s＝1.26×106J； 洗碗机清洗喷淋时的功率为120W，工作时间为60min， 洗碗机清洗喷淋时消耗的电能： W清喷＝P清喷t清喷＝120W×60×60s＝4.32×105J， 洗碗机排水的功率为60W，工作的时间为1min， 洗碗机排水时消耗的电能： W排＝P排t排＝60W×60s＝3.6×103J， 该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能： W＝W注水+W加热+W清喷+W排＝3.6×103J+1.26×106J+4.32×105J+3.6×103J＝1.6992×106J。 答：（1）B； （2）R的阻值为48.4Ω； （3）这款洗碗机正常洗碗一次，需要消耗的电能为1.6992×106J。 4．饮水机是生活中常用的家用电器，某型号饮水机有加热、保温功能，内部电路由发热电阻R1、R2和开关S1组成，发热电阻R1的阻值为50欧、加热功率为968瓦。在不拆解电加热器内部电路的情况下，小明用图1电路对其进行测试：仅闭合开关S，电流表的示数为0.4安。请回答： （1）饮水机处于加热挡时电路中发热电阻的连接情况是 。 （2）该饮水机保温挡的功率和发热电阻R2的阻值分别是多少？ （3）使用过程中，小明发现加热所用时间太长，于是利用原有元件对电路进行改装，增加一个单刀双掷开关S2使改装后的电路具有高温、中温、保温功能，同时保温挡功率不变，中温挡功率与原加热挡功率相同。请在图2中补充所缺的R1、R2使电路完整，并计算改装后的高温挡工作5分钟将消耗多少电能？ 【解答】解：（1）由题可知，加热挡功率为968W， 由P＝UI可知，此时电路中的总电阻：R50Ω＝R1，所以饮水机处于加热挡时只有R1工作； （2）仅闭合开关S，电流表示数为0.4A， 此时电路总功率：P＝UI＝220V×0.4A＝88W＜P加热，所以此时饮水机处于保温挡，即保温挡的功率为88W； 根据欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总550Ω， 根据串并联电路的特点可知，此时应该是R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝550Ω﹣50Ω＝500Ω； （3）由电路图可知，开关S闭合、S1断开且S2接b时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电加热器处于低温挡； 开关S、S1闭合且S2接a时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，电加热器处于高温挡， 则开关S、S1闭合且S2接b时，应处于中温挡，且中温挡功率与原高温挡功率相同，所以R1位于左下方虚线框内，如下图所示： ②因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和， 所以，改装后的高温挡功率：P高1064.8W， 改装后的高温挡工作5分钟将消耗的电能：W＝P高t＝1064.8W×5×60s＝319440J。 答：（1）只有R1单独工作； （2）该饮水机保温挡的功率和发热电阻R2的阻值分别是88W、500Ω； （3） 改装后的高温挡工作5分钟将消耗的电能为319440J。 5．人体血液中的血红蛋白一般分为脱氧血红蛋白与含氧血红蛋白两类主要状态。血氧饱和度是人体血液中的含氧血红蛋白容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比。如图甲是一种测量人体血氧饱和度的指夹式血氧仪，其中红光发射器发出波长为660nm的红光，红外线发射器发出波长为910nm的红外线，两种光经过手指后，未被吸收的部分将分别被对应的接收器接收。已知脱氧血红蛋白和含氧血红蛋白，对波长为660nm的红光和波长为910nm的红外线的吸光率有区别，如图乙是血液中含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白对特定波长的光吸收率的变化曲线。在血氧测量时，通过检测脱氧血红蛋白和含氧血红蛋白对不同波长的光吸收的区别，所测出来的数据差就是测量血氧饱和度最基本的数据。 （1）红细胞中血红蛋白的特性是 。 （2）由图乙可知，对波长为660nm的红光吸收比较强的是 。 （3）如图丙是指夹式血氧仪内部简化电路。其中R1为发射器中的发光二极管、R2为阻值为100Ω的定值电阻。已知电源电压为3V，当发光二极管正常工作时，通过它的电流为0.02A。求发光二极管正常工作时的电功率。 【解答】解：（1）由题意可知，血红蛋白一般分为脱氧血红蛋白与含氧血红蛋白两类，说明血红蛋白可以与氧气结合、分离，在氧气浓度高的地方与氧气结合，在氧气浓度低的地方与氧气分离，起到了运输氧气的功能； （2）由图乙可知，660nm处的脱氧血红蛋白吸光率较高，故对波长为660nm的红光吸收比较强的是脱氧血红蛋白； （3）由图丙可知，R1与R2串联，已知电源电压U＝3V，R2＝100Ω，电路电流为I＝0.02A， 则R2两端电压为：U2＝R2I＝100Ω×0.02A＝2V， R1两端电压为：U1＝U﹣U2＝3V﹣2V＝1V， 发光二极管R1正常工作时的电功率为：P1＝U1I＝1V×0.02A＝0.02W； 答：（1）在氧气浓度高的地方与氧气结合，在氧气浓度低的地方与氧气分离； （2）脱氧血红蛋白； （3）发光二极管正常工作时的电功率为0.02W。 6．如图是灯泡L的I﹣U图像。结合图像分析，下列选项正确的是（　　） A．通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比 B．当通过灯泡L的电流为0.3A时，其实际功率为0.72W C．将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端，电路的总功率为0.24W D．将灯泡L和18Ω的定值电阻并联在3.6V的电源两端，电路的总电阻为6Ω 【解答】解：A、灯泡L的I﹣U图象是一条曲线，所以通过灯泡的电流与它两端所加电压不成正比，故A错误； B、由图像可知，通过灯泡L的电流为0.3A时，灯泡两端的电压小于2.4V，此时灯泡的实际功率：PL＝ULIL＜2.4V×0.3A＝0.72W，故B错误； C、由串联电路的电压特点可知，两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端时每个灯泡两端的电压：UL串U串2.4V＝1.2V， 由图像可知，当灯泡两端的电压为1.2V时，通过灯泡的电流为0.2A， 此时电路的总功率：P串＝U串IL串＝2.4V×0.2A＝0.48W，故C错误； D、由并联电路的电压特点可知，灯泡和定值电阻两端的电压：UL＝UR＝U并＝3.6V， 由图像可知，当灯泡两端的电压为3.6V时，通过灯泡的电流为0.4A， 此时通过定值电阻的电流：IR0.2A， 由并联电路的电流特点可知，干路电流：I并＝IL并+IR＝0.4A+0.2A＝0.6A， 由欧姆定律可知，电路的总电阻：R并总6Ω，故D正确。 故选：D。 7．现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2，将他们接入电路中，不考虑灯丝电阻的变化，下列关于两只灯泡的说法正确的是（　　） A．串联后接到12V电源的两端。两灯均能正常发光 B．串联工作时，L1和L2两端的电压之比为1：2 C．串联工作时，L1和L2中的电流之比为2：1 D．串联工作时，L1和L2的功率之比为2：1 【解答】解：（1）由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相同，额定功率不同， 由P＝UI可知，两灯泡正常发光时的电流不同，则两灯泡串联时不可能同时正常发光，故A错误； （2）由P可得，两灯泡的电阻之比： ， 两灯泡串联时， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，通过L1和L2中的电流之比为1：1，故C错误； 由I可得，两灯泡两端的电压之比： ，故B错误； 两灯泡的功率之比： ，故D正确。 故选：D。 8．物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后，闭合开关，让滑片P从最右端开始向左滑动，测量滑片到最右端的距离X，同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制图象。电压表读数U与X的关系如图乙所示，电流表读数I与X的关系如图丙所示。则电源电压为 ，滑动变阻器原先的总电阻为 。若电流表的量程为0～3A，则此电路的最大功率可达 。 【解答】解：由图甲可知：滑动变阻器与R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流； 当滑动变阻器的电阻丝有断点时，电压表测量电源电压， 由图乙可知，当x＜5cm时，电压表示数保持3.0V不变，则电源电压为3.0V； 当x＝5cm时，滑动变阻器接入电路中的电阻R118Ω， 当x＝10cm时，电压表示数U2＝2.4V，电流表示数I2＝0.3A，则R28Ω， 故滑动变阻器滑动10cm﹣5cm＝5cm电阻的改变量是ΔR＝R1﹣R2＝18Ω﹣8Ω＝10Ω， 所以从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是2Ω； 该滑动变阻器没有断路时的总电阻值：R总＝R1+5cm×2Ω/cm＝18Ω+10Ω＝28Ω； 当x＝5cm时，由乙、丙图可知，电压表示数U1＝2.7V，电流表示数I1＝0.15A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，R0两端的电压：U01＝U﹣U1＝3.0V﹣2.7V＝0.3V， 电阻R0的阻值：R02Ω， 当滑动变阻器滑片P在最左端，接入电路的电阻为零，电路中只有R0连入电路，此时电路中的电流最大，功率最大， 电路中的最大电流：I最大1.5A＜3A，没有超过电流表的量程； 则此电路的最大功率：P最大＝UI最大＝3V×1.5A＝4.5W。 故答案为：3V；28Ω；4.5W。 9．如图所示，A、B两端间电压U＝9V，且保持不变，R1＝10Ω，R2＝20Ω。a、b两端接不同的电阻Rf时，R1两端的电功率不同，其最小值为 ；a、b两端不接电阻时，c、d两端的电压称为空载电压，若要求c、d两端的电压不得低于空载电压的60%，Rf的阻值范围应为 。 【解答】解：（1）由电路图可知，R2与Rf并联， 根据并联电路电阻规律可知，其总电阻： R并20Ω， 即R2与Rf并联的最大总电阻为20Ω， 根据串联电路分压特点可知，R并两端的电压最大， 此时电阻R1两端的电压最小，根据P可知，R1的电功率最小， 根据串联电路电阻规律可知，电路总电阻： R总＝R1+R并＝10Ω+20Ω＝30Ω， 则电路中的电流： I0.3A， 由欧姆定律得，电阻R1两端的电压： U1＝IR1＝0.3A×10Ω＝3V， 则R1的最小电功率： P10.9W， （2）a、b两端不接电阻时，电阻R1和R2串联， 根据串联电路分压特点可知，， 又因为U1+U2＝U＝9V， 联立以上两式可解得：U1＝3V，U2＝6V， 即：c、d两端的空载电压U空载＝U2＝6V， 由题意知，a、b两端接不同的电阻Rf时，c、d两端的最小电压： Ucd＝60%U空载＝60%×6V＝3.6V， 则此时电阻R1两端的最大电压： U1′＝U﹣Ucd＝9V﹣3.6V＝5.4V， 电路中的最大电流： I′0.54A， 则有：I′0.54A， 解得：Rf＝10Ω，即为a、b两端接入的最小电阻； 则Rf的阻值范围应为Rf≥10Ω。 故答案为：0.9W；Rf≥10Ω。 10．干电池本身有一定的电阻，可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个定值电阻串联而成，将n节干电池串联成如图1所示的电源。使用该电源组成如图2所示的电路，闭合电键S，在变阻器滑片P从A端滑到B端的全过程中，电路中部分物理量的变化规律分别如图3（a）、（b）、（c）所示，其中图3（a）为电压表示数与电流表示数的对应关系图线，图3（b）为电池组输出电功率与电压表示数的关系图线，图3（c）为电池组输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻的关系图线。若电表均为理想电表，则下列结论正确的是（　　） A．该电源由6节干电池串联组成 B．变阻器的总电阻为4Ω C．图3（a）中经过x点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为2.16W D．图3（b）中y点对应的横坐标为3.6V 【解答】解：AD、当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图3（a）可知电路中的最大电流为1.5A，由I可得，电源的电压：U＝Imaxr总＝1.5A×r总﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 因串联电路中总电阻等于各部分电阻之和， 所以，电路中的电流： I， 滑动变阻器消耗的电功率： P＝I2R＝（ ）2R， 当R＝r总时，变阻器消耗的电功率最大，即Pmax， 由图3（b）可知，Pmax＝2.25W， 则 2.25W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②两式可得：E＝6V，r总＝4Ω， 因每节干电池的电压为1.5V， 所以，干电池的节数：n4节，故A错误； 变阻器消耗的电功率最大时，两端电压即图3（b）中y点对应的横坐标：U1U6V＝3V，故D错误； B、由图3（c）可知，干电池输出电能的最大效率为60%， 则η100%100%100%＝60%， 解得，滑动变阻器的最大阻值：Rmax＝1.5r总＝1.5×4Ω＝6Ω，故B错误； C、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，则 Imin0.6A， 此时电压表的示数：U滑＝IminRmax＝0.6A×6Ω＝3.6V， 故两条虚线所围成的四边形的面积：P滑＝IminU滑＝0.6A×3.6V＝2.16W，故C正确。 故选：C。 11．小明利用标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。 （1）当L1正常发光时，通过L1的电流为 A。 （2）如图甲所示：A、B分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为 W。 【解答】解：（1）由P＝UI得：I11A； （2）由图象可知，L1正常发光的电流为1A，L2的正常发光电流为0.5A，两灯串联在电路中，只有一灯正常发光，则一定是L2， 则此时电路中的电流为0.5A，由图甲可知L1两端的电压为2V， 所以电源电压U＝2V+6V＝8V， 则电路中消耗的总功率为：P＝UI＝8V×0.5A＝4W。 故答案为：（1）1；（2）4。 12．如图甲所示的电路中，电源电压为5V，小灯泡L的额定电压为4V、额定功率模糊不清，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2的阻值为25Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。 （1）已知小灯泡L正常工作时的电阻是10Ω，则小灯泡L的额定功率是多少？ （2）只闭合开关S、S2、S3，移动滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为0.5A时，滑动变阻器R1的功率是多少？ （3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片，在保证各元件安全工作的情况下，得到小灯泡L的I﹣U关系图像如图乙所示，滑动变阻器R1连入电路的阻值范围是多少？ 【解答】解：（1）小灯泡L的额定功率：PL1.6W； （2）只闭合开关S、S2、S3时，R1与R2并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，定值电阻R2的电功率：P21W， 当电流表示数为0.5A时，电路的总功率：P总＝UI＝5V×0.5A＝2.5W， 因电路的总功率等于各用电器功率之和， 所以，滑动变阻器的功率：P1＝P总﹣P2＝2.5W﹣1W＝1.5W； （3）只闭合开关S和S1时，灯泡L与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流， 由图乙可知，灯泡正常发光时的电流为0.4A， 因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0～0.6A， 所以，电路中的最大电流I大＝0.4A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时滑动变阻器两端的电压：U1＝U﹣UL＝5V﹣4V＝1V， 由I可得，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R1小2.5Ω； 当电压表的示数U1′＝3V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﹣U1′＝5V﹣3V＝2V， 由图像可知，通过灯泡的电流即电路中的电流I小＝IL′＝0.25A， 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R1大12Ω， 所以，滑动变阻器R1连入电路的阻值范围是2.5Ω～12Ω。 答：（1）小灯泡L的额定功率是1.6W； （2）只闭合开关S、S2、S3，移动滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为0.5A时，滑动变阻器R1的功率是1.5W； （3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1连入电路的阻值范围是2.5Ω～12Ω。 13．如图所示，R1＝R3＝R5＝⋯＝R2n﹣1＝2Ω，R2＝R4＝R6＝⋯＝R2n﹣2＝4Ω，R2n＝2Ω，电源电压U＝8V，内阻不计。 （1）若n＝5，求电阻R2上的功率； （2）若n＝50，求电阻R49上的电流I49； （3）若n取无穷大，求该电路消耗的总功率P总。 【解答】解：（1）若n＝5，R9与R10串联，再与R8并联，由串并联电阻特点可得这部分电阻： ； R7与R总1串联，再与R6并联，由串并联电阻特点可得这部分电阻： ； 同理可得，R1与R总4串联，电源电压U＝8V，则干路中电流 ； R总4两端电压： U2＝IR总4＝2A×2Ω＝4V， 由于R3与R总3串联，再与R2并联，所以通过R2的电流： ， 电阻R2的电功率： P2＝U2I2＝4V×1A＝4W； （2）由（1）可知，通过R2的电流： ， 同理可得，通过R4的电流： ， 通过R3的电流等于通过R2的电流， 若n＝50，电阻R49上的电流等于通过R48的电流： ； （3）同理可得，若n取无穷大时，则R1与R总n串联，电源电压U＝8V，则电路消耗的总功率： 。 答：（1）若n＝5，电阻R2的功率为4W； （2）若n＝50，电阻R49上的电流为1.2×10﹣7A； （3）若n取无穷大，该电路消耗的总功率为16W。 14．在测量小灯泡额定功率的实验中，小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系图线，图线b是一只定值电阻R0的U﹣I图线。电源电压U恒为3V，小灯泡L的额定电压为2.5V。则： （1）L的额定功率为 W。 （2）图线a对应的过程中，R的调节范围为 Ω。 （3）若将R替换成R0，则L工作时的阻值为 Ω。 （4）若将R替换成与L相同的小灯泡，则根据图线可求得电路消耗的总功率约为 W。 【解答】解：（1）由图1可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表并联在滑动变阻器两端，电流表串联电路中的电流；由图2可知，图线a是滑动变阻器的电压与电流关系图线；当灯泡两端电压为2.5V时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为3V﹣2.5V＝0.5V，由图2可知，此时电路中的电流为0.25A，根据串联电路电流特点可知，灯泡额定电流为0.25A，则灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W； （2）由图2可知，当滑动变阻器两端电压为2.5V时，通过滑动变阻器的电流为0.1A，此时滑动变阻器的阻值为： R滑125Ω， 同理，当滑动变阻器两端电压为0.5V时，通过滑动变阻器的电流为0.25A，此时滑动变阻器的阻值为： R滑22Ω， 故图线a对应的过程中，R的调节范围为25～2Ω； （3）根据串联电路特点，由图2中图线a可知，当滑动变阻器两端电压为2.5V时，灯泡两端的电压为3V﹣2.5V＝0.5V，通过的电流为0.10A，记为A点， 当滑动变阻器两端电压为1.5V时，灯泡两端的电压为3V﹣1.5V＝1.5V，通过的电流为0.2A，记为B点； 当滑动变阻器两端电压为0.5V时，灯泡两端的电压为3V﹣0.5V＝2.5V，通过的电流为0.25A，记为C点，通过A、B、C三点在图2中画出灯泡的I﹣U图线，如下图所示： ， 若将R替换成R0，由灯泡的I﹣U图线可知，当电流为0.125A时，灯泡两端电压为0.75V，R0两端电压为2.25V，灯泡与R0两端电压之和等于电源电压，则L工作时的阻值为： R6Ω； （4）若将R替换成与L相同的小灯泡，根据串联分压原理可知，此时每个灯泡两端为1.5V，由图2中灯泡I﹣U图线可知，此时电路中的电流约为0.2A，则电路消耗的总功率约为： P'＝UI''＝3V×0.2A＝0.6W。 故答案为：（1）0.625；（2）25～2；（3）6；（4）0.6。 15．如图1为一款电煎药壶，工作电路简化为如图2。它在工作时，有三个阶： 阶段1：高火加热煮沸药液。 阶段2：文火萃取使药液保持沸腾状态（用水从中药中浸取有效成分）。 阶段3：小功率保温。 已知正常工作时，高火加热功率为500W，文火萃取功率为100W，且在额定电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图3所示。 （1）求R2的阻值。 （2）请计算电煎药壶正常工作时，经历一次高火加热和文火萃取电流做的功。 （3）科学兴趣小组同学小金根据要求设计了新的电路图如图4，对比图2和图4请你评价哪种更优并说明理由 。 【解答】解：（ 1 ）开关 S1接 2，S2断开时，只有 R1接入电路，此时为文火萃取档；开关 S1接 2，S2闭合时，R1和 R2并联接入电路，此时为高火加热挡，则 P＝P1+P2＝500w，所以 P2＝400w P2，所以R2＝121Ω； （2）高火加热t1＝14min＝840s；文火萃取t2＝36min＝1320s W＝P高t1+P文t2＝500w×840s+100w×1320s＝5.52×105J； （3）图4更优；图2电路中，当开关S1接1，S2闭合时，电路发生短路；图3中任意加热状态都不会出现短路。 答：（1）R2的阻值为121Ω； （2）请计算电煎药壶正常工作时，经历一次高火加热和文火萃取电流做的功为5.52×105J； （3）图4更优；图2电路中，当开关S1接1，S2闭合时，电路发生短路；图3中任意加热状态都不会出现短路。 16．为吸引顾客，商场前的广场上经常会出现巨大的充气城堡，深受小朋友的喜爱。学校兴趣小组的同学认为充气城堡需要持续充气会浪费很多电，设计了一个如图甲所示的电路来实现智能充气。请回答下列问题： （1）为达到智能充气的目的，需要在A处添加一个阻值随气压变化的电阻，使得气压较低时充气，气压较高时停止充气。根据要求接入电路中的电阻应选择图乙中的 （选填“R1”或“R2”）。 （2）结合图甲电路，说明闭合开关后如何实现智能充气。 （3）当充气城堡的气压低至p0时开始充气，达到1.8p0时停止充气，如图丙所示，若充气机的功率为200瓦，请计算该充气城堡运行一天（按24小时算）消耗的电能。 【解答】解： （1）在A处添加一个阻值随气压变化的电阻，使得气压较低时充气，即应将电动机连入电路中（此时电磁铁对衔铁的吸引力变大，动触头与静触头连接）；要求气压大时气压大时停止充气（动触头和静触头分离，电动机没有连入电路中），说明电磁铁的磁性减弱，即通过电磁铁的电流减小，由欧姆定律可知气敏电阻的阻值变大，所以应选择图丙中的R1； （2）当气压较低时，电阻变小，由欧姆定律I，电路的电流变大，电磁铁对衔铁的吸引力变大，动触头与静触头连接，电动机连入电路中，开始充气； 当气压增大时，电阻增大，由欧姆定律，电路的电流变小，电磁铁对衔铁的吸引力变小，在弹簧弹力的作用下，静触头与动触头分离，充气停止； （3）由图丙知，15min充气机充气5min，故1h内充气机充气20min，若充气机的功率为200W，1天内充气机消耗的电能：W＝Pt＝200W×24×20×60s＝5.76×106J。 故答案为：（1）R1； （2）当气压较低时，电阻变小，由欧姆定律I，电路的电流变大，电磁铁对衔铁的吸引力变大，动触头与静触头连接，电动机连入电路中，开始充气； 当气压增大时，电阻增大，由欧姆定律，电路的电流变小，电磁铁对衔铁的吸引力变小，在弹簧弹力的作用下，静触头与动触头分离，充气停止； （3）该充气城堡运行一天（按24小时算）消耗的电能5.76×106J。 17．如图所示，电源电压12V保持不变，滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”。闭合开关，当滑动变阻器滑片P移动至距右端处时，灯L正常发光，电压表示数为10V，则灯泡L正常发光时的电阻为 Ω；当滑片P移动至距左端处时，电压表示数变化了2V，此时灯泡L的电功率为 W。 【解答】解：滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”，当滑动变阻器滑片P移动至距右端处时，滑动变阻器接入电路的阻值为R滑115Ω＝5Ω； 灯L正常发光，电压表示数为10V，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U滑1＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V， 电路中的电流为： I10.4A， 根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知，灯泡L正常发光时的电阻为： RL2Ω； 当滑片P移动至距左端处时，滑动变阻器接入电路的阻值为R滑2＝（1）×15Ω＝10Ω； 此时滑动变阻器阻值变大，根据串联分压原理可知，滑动变阻器两端电压变大，由串联电路电压规律可知，灯泡两端电压变小，因电压表示数变化了2V，故此时灯泡两端电压为UL1＝10V﹣2V＝8V，滑动变阻器两端电压为U滑2＝U﹣UL1＝12V﹣8V＝4V， 电路中的电流为： I20.4A， 根据串联电路电流特点结合P＝UI可知，此时灯泡L的电功率为： P＝UL1I2＝8V×0.4A＝3.2W。 故答案为：25；3.2。 18．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示。已知电源电压为6V，且保持不变，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L上标有“6V3W”字样。 （1）此时灯泡L （选填“能”或“不能”）正常工作。 （2）当灯泡短路时，电流表的示数为 。 【解答】解：（1）根据P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流： IL0.5A， 根据甲图可知此时通过R1的电流I1＜0.5A＜0.6A， 所以，由乙图可知此时R1的阻值为0Ω，此时R2被短路，则灯泡L两端的电压为6V，灯泡能正常发光； （2）灯泡被短路时，R1与R2并联，电流表测干路电流， 根据图乙可知，通过R1的电流大于0.6A时阻值为7.5Ω， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，此时电流表的示数： I＝I1+I21.2A。 故答案为：（1）能；（2）1.2A。 19．小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P﹣I图像，实验中电流表和电压表均安全。 （1）滑动变阻器的最大阻值为 Ω，电源电压是 V。 （2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。 【解答】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流， 滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差，即P＝UI﹣I2R0， 由图可知当I＝0.5A，P＝5W，当I＝2A，P＝8W，即5W＝U×0.5A﹣（0.5A）2×R0，8W＝U×2A﹣（2A）2×R0， 解方程组可得U＝12V，R0＝4Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路最大阻值时通过电路的电流最小，由乙图可知通过电路的最小电流为0.5A， 根据欧姆定律可得此时电路总电阻R总24Ω， 则滑动变阻器的最大电阻R＝R总﹣R0＝24Ω﹣4Ω＝20Ω； （2）滑动变阻器的电功率P＝UI﹣I2R0＝12V×I﹣I2×4Ω， 根据抛物线的性质可知滑动变阻器的最大电功率P9W， 即图中最高点A点的纵坐标为9W。 故答案为：（1）20；12；（2）9。 20．如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡上标有“12V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω 1A”，电流表量程“0～0.6A”，电压表量程“0～15V”，调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关，小灯泡L恰好正常发光，此时电流2s内对小灯泡L做功12J，不考虑温度对电阻的影响。求： （1）小灯泡L正常发光时的电流； （2）滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全； （3）小灯泡L两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？ 【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）灯泡正常发光时的电压UL＝12V，t＝2s时电流对小灯泡做的功WL＝12J， 由W＝UIt可得，小灯泡L正常发光时的电流： IL0.5A； （2）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光时的电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A， 所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 由I可得，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为： R总36Ω，RL24Ω， 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小＝R总﹣RL＝36Ω﹣24Ω＝12Ω， 当电压表的示数UR＝15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时灯泡两端的电压： UL′＝U﹣UR＝18V﹣15V＝3V， 则电路中的最小电流： I小A， 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值： R大120Ω， 则滑动变阻器接入电路的阻值在12Ω～120Ω的范围时才能保证电路的安全； （3）滑动变阻器消耗的电功率： PR＝URI＝（U﹣IRL）I＝（18V﹣I×24Ω）I＝﹣I2×24Ω+18V×I＝3.375W﹣24（IA）2， 当IA时，滑动变阻器消耗的电功率最大，此时灯泡两端的电压： UL″＝IRLA×24Ω＝9V， 滑动变阻器消耗的最大电功率： PR大＝（U﹣UL″）I＝（18V﹣9V）A＝3.375W。 21．汽车前面的大灯通常有“远光”和“近光”两种照明方式，且使用“远光”时大灯的亮度较大。如图是某汽车大灯的灯泡示意图，A和B是灯泡内的两根灯丝。通过开关S分别与触点“1”或“2”连接以改变照明方式。已知灯泡的额定电压为12V，灯丝A的电阻阻值为RA＝1.2Ω，灯丝B的电阻阻值为RB＝1.6Ω，电源电压U保持12V不变。 （1）请根据学过的公式判断A、B哪个灯是远光灯。 （2）使用远光灯，通过灯丝的电流。 （3）使用近光时，大灯的电功率。 【解答】解：（1）开关S0闭合，S接1时，电路为灯丝A的简单电路，灯丝功率： PA120W， 开关S0闭合，S接2时，电路为灯丝B的简单电路，灯丝功率： PB90W＜PA， 故B灯是近光灯，A灯是远光灯； （2）使用远光灯，根据欧姆定律可知通过灯丝的电流IA10A； （3）使用近光时，根据（1）中分析可知大灯的电功率为90W。 答：（1）A灯是远光灯。 （2）使用远光灯，通过灯丝的电流为10A。 （3）使用近光时，大灯的电功率为90W。 22．如图甲所示为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R1＝44Ω，R2＝121Ω，额定电压为220V，该炒菜机工作时有高、中、低三个挡位，其内部电热部分电路可以简化为如图乙所示。 （1）“智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的 ； （2）若开关S1断开，开关S接a时，则“智能炒菜机“处于 （选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”），求此时通过R1、R2的电流（保留两位小数）； （3）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。 【解答】解：（1）“智能炒菜机“在烹制食物时，将电能转化为内能，利用了电流的热效应； （2）由图乙可知，电热部分电路中，当S1闭合，S拨到b时，R1、R2并联；当S1断开，S拨到a时，R1、R2串联；当S1闭合，S拨到a时，R1被短路，电路为R2的简单电路； 因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，炒菜机为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，炒菜机为低温挡；电路为R2的简单电路时，炒菜机为中温挡；因此开关S1断开，开关S接a时，“智能炒菜机“处于低温挡； 由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时通过R1、R2的电流：I低温1.33A； （3）高温挡正常工作时，R1、R2并联，电阻R1、R2消耗的电功率分别为：P11100W，P2400W， 则电阻R1、R2消耗的总功率：P高温＝P1+P2＝1100W+400W＝1500W。 答：（1）热效应； （2）低温挡；此时通过R1、R2的电流为1.33A； （3）电阻R1、R2消耗的总功率为1500W。 23．小宁在光合作用实验中，要将叶片放在盛有酒精的小烧杯中，并对小烧杯进行水浴加热，使叶片褪色。他设计了如图甲的恒温控制器电路。电路有“加热”和“恒温”两种状态。闭合开关s，温控开关在灯亮表示进入恒温状态，其额定电压为110V，且亮起即正常工作。图中发热元件电阻阻值为48.4欧。 （1）将图乙中提供的电路接入甲图中“1”“2”“3”接线柱，符合要求的是 电路图。（选填A或B） （2）电路在加热状态时的功率是多少？ （3）若恒温控制器中水的质量为1kg，由于水自身散热等因素，恒温控制器的加热效率为70%。进入“恒温”状态后，水温每分钟下降6℃，要让水温维持在70℃～75℃之间。每“加热”和“恒温”为一个周期，则此周期多长时间？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【解答】解：（1）由电路图可知，把图乙中的A图接入甲图中“1”“2”“3”接线柱后，当温控开关在温度低时闭合时，指示灯被短路，发热元件单独接入电路中，功率变大，开始加热；温度到到达一定值时自动断开，指示灯接入电路发光，与电路元件串联，加热元件功率减小，进入恒温状态；把B图接入甲图中“1”“2”“3”接线柱后，指示灯接在了220V的电源上，超过指示灯的额定电压，指示灯会烧杯，不符合要求； 故选A； （2）根据电路图可知，电路在加热状态时只有发热元件工作，电路在加热状态时的功率：P1000W； （3）加热时，水由70℃升高到75℃吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（75℃﹣70℃）＝2.1×104J， 由η可知，恒温控制器加热过程中消耗的电能：W3×104J， 由P可知，加热使水由70℃升高到75℃所需要的时间：t130s， 恒温时，根据题意可知，水温每分钟（60s）下降6℃，则水从75℃降低到70℃需要的时间：t2（75℃﹣70℃）＝50s， 由于每“加热”和“恒温”为一个周期，所以一个周期的时间为T＝t1+t2＝30s+50s＝80s。 故答案为：（1）A； （2）电路在加热状态时的功率是1000W； （3）一个周期的时间为80s。 24．我市常有下暴雨，导致水库水位超过警戒线产生危险。为自动测量水库水位超出警戒线的高度，项目化学习小组设计了一台简易水位测量仪，其工作原理如图甲所示。密度比水大的圆柱体M底面积为10厘米2，物体M和N重力均为40牛，绳子绕过定滑轮把MN两物体相连，调节绳子长度使M的下表面与水库警戒线相平，轻质杠杆OB绕O点转动，物体N放在杠杆的B处，OB长102厘米，力敏电阻R1通过A处对杠杆产生支撑，OA长51厘米，力敏电阻R1阻值与所受压力FA的关系如表所示，电路电源电压U恒为6伏，灯L的电阻值为10欧（忽略温度对灯L电阻的影响），在电流表相应的位置标出水位高度。（杠杆OB自身重力、绳重和摩擦均不计，ρ水＝1.0×103千克/米3） 压力FA（牛） 0 10 20 30 电阻R1（欧） 20 15 10 5 （1）如观察到电路中的电压表示数变大，则是水库水位超出警戒线的高度将 。 （2）当某次水位超过警戒线高度1米时，此时小灯泡消耗的电功率是少？（写出计算过程） （3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度，只通过调节物体N在杠杆上放置的位置（其它条件不变），仍用电流表也能准确读出水位高度，则应如何调节N的位置，并说出理由： 。（已知ρ海水＝1.02×103千克米3） 【解答】解：（1）由电路图可知，灯泡和R1串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流， 电压表的示数变大，即灯泡两端的电压变大，由欧姆定律可知电路中的电流变大，则电路的总电阻变小， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电阻R1的阻值变小，由表格数据可知，压力FA变大； 由杠杆的平衡条件FB•OB＝FA•OA可知物体N对B点的压力变大， 绳子对物体M的拉力T＝GM﹣F浮，由同一根绳子的拉力相等和GM＝GN可知，物体N对B点的压力FB＝GN﹣T＝GN﹣（GM﹣F浮）＝F浮，所以物体M受到的浮力变大， 由F浮＝ρ液gV排可知物体M排开水的体积变大，则水位超出警戒线的高度变大； （2）水位超过警戒线高度1米时，物体M受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣4m2×1m＝10N， 物体N对B点的压力FB＝F浮＝10N， 由杠杆的平衡条件FB•OB＝FA•OA可得：FAFB10N＝20N， 由表格数据可知，力敏电阻的阻值R1＝10Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I0.3A， 此时小灯泡消耗的电功率：P＝I2RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W； （3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度h，物体M排开液体的体积不变，而海水密度大于雨水的密度，由F浮＝ρ液gV排可知物体M受到的浮力变大，则物体N对B点的压力变大；要仍用电流表准确读出水位高度，FA和OA不变，由杠杆的平衡条件FB•OB＝FA•OA可知，应减小OB，即适当向右调节N的位置。 答：（1）变大； （2）小灯泡消耗的电功率为0.9W； （3）适当向右调节N的位置，理由：若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度h，物体M排开液体的体积不变，由F浮＝ρ液gV排可知物体M受到的浮力变大，则物体N对B点的压力变大；要仍用电流表准确读出水位高度，FA和OA不变，由杠杆的平衡条件FB•OB＝FA•OA可知，应减小OB，即适当向右调节N的位置。 25．如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W“，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（　　） A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大 B．电路中能安全通过的最大电流是0.6A C．电路的最大电功率是1.5W D．电路中的最小功率是0.72W 【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）当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U＝IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小；故A错误； （2）根据P＝UI可得，灯的额定电流：IL额0.25A； 因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器规格“50Ω 1A”，电流表的量程为0～0.6A， 所以，电路中的最大电流为Imax＝0.25A；故B错误； 该电路的最大功率：Pmax＝UImax＝6V×0.25A＝1.5W，故C正确； （3）由于没有限制电路的最小电流，所以滑动变阻器的电阻可以调到最大， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，此时电路中的最小电流， 由I可得灯泡的电阻：RL10Ω； 则电路中的总电阻最大为：Rmax＝RL+R滑＝10Ω+50Ω＝60Ω 电路中的最小电流：Imin0.1A， 该电路的最小功率：Pmin＝UImin＝6V×0.1A＝0.6W，故D错误。 故选：C。 26．如图甲所示，电源工作时输出的总功率恒定不变，R1＝10Ω。在移动滑动变阻器R2的滑片P时，电流表A的示数I与电流表A1的示数I1之间变化关系如图乙所示。根据图中信息判断，下列说法中正确的是（　　） A．当滑片P向右移动时，电流表A的示数逐渐增大 B．当滑片P向左移动时，电源的输出电压逐渐增大 C．电源工作时每秒钟消耗的电能始终为5J D．当电流表A1的示数为0.5A时，R2＝12.5Ω 【解答】解：由图甲知定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A1测量通过定值电阻R1的电流，电流表A测量干路的电流； A、滑片P向右移动时，滑动变阻器R2的电阻变大，则定值电阻R1与滑动变阻器R2并联的总电阻变大，电源工作时输出的总功率恒定不变，由P＝I2R并知电路中的电流变小，电流表的示数减小，故A错误； B、当滑片P向左移动时，滑动变阻器R2的电阻变小，则定值电阻R1与滑动变阻器R2并联的总电阻变小，电源工作时输出的总功率恒定不变，由P知电源电压变小，即输出电压变小，故B错误； C、由图2知，当I1＝0.3A，I＝1.5A， 则定值电阻R1两端的电压为： U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V＝U电源， 则电路的总功率为： P总＝U电源I＝3V×1.5A＝4.5W，即电源工作时每秒钟消耗的电能始终为4.5J，故C错误； D、由图2知，当I1′＝0.5A，I′＝0.9A， 则定值电阻R1两端的电压为： U1′＝I1′R1＝0.5A×10Ω＝5V＝U2＝U电源， 经过电阻R2的电流为： I2′＝I′﹣I1′＝0.9A﹣0.5A＝0.4A， 滑动变阻器R2接入电路的电阻为： R212.5Ω，故D正确。 故选：D。 27．如图甲是某同学“探究定值电阻品的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线（如图乙）。下列叙述正确的是（　　） A．图线a为定值电阻R0的发热功率曲线 B．电源电压为4.5V C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W 【解答】解： A、由P＝I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图像可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P0＝9W，此时电路中的电流I＝3A， 由P＝I2R可得，电阻R0的阻值：R01Ω，故A错误； B、电源电压U不变，由P＝UI可知，电源总功率P总与电流I成正比，图像是一条倾斜的直线， 由图像可知，电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a； 由图像可知，电源总功率P总＝9W时，电流I＝3A， 由P＝UI可得，电源电压：U3V；故B错误； C、综合上述分析可知，图像c为滑动变阻器R消耗的电功率PR和电流I的变化曲线， 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，由图像可知，电路最小电流：I小＝0.5A， 由I可知，此时电路的总电阻：R总6Ω， 因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的最大阻值：R滑大＝R总﹣R0＝6Ω﹣1Ω＝5Ω，故C错误； D、图线a表示P总﹣I图像，图线b表示P0﹣I图像，则图线c表示PR﹣I图像， 设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I可得，滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣IR0＝3V﹣I×1Ω， 则滑动变阻器消耗的电功率：PR＝URI＝（3V﹣I×1Ω）I＝3V×I﹣1Ω×I2＝﹣1Ω×I2+3V×I＝﹣1Ω×I2+3V×I﹣（）2W+（）2W＝﹣（IA）2×1Ω+2.25W＝2.25W﹣（IA）2×1Ω， 所以，当IA时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率为2.25W，故D正确。 故选：D。 28．为了打赢疫情防控战，某工厂加紧生产消毒液，如图甲所示，这是生产车间流水线上瓶装消毒液输送及计数装置示意图，其中S为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时阻值变小），R2是阻值为40Ω的定值保护电阻，a、b间接监控装置，R1两端的电压随时间变化的关系如图乙所示，电源电压恒为6V，则下列说法正确的是（　　） A．当有瓶装消毒液遮挡激光时，R2消耗的功率为0.4W B．当没有瓶装消毒液遮挡激光时，光敏电阻R1的阻值为80Ω C．当没有瓶装消毒液遮挡激光时，电路消耗的总功率为0.6W D．生产线正常生产时，一分钟可生产消毒液150瓶 【解答】解： A、由电路图可知，R1与R2串联，由题意可知，当有瓶装消毒液遮挡激光时（即无光照射光敏电阻R1），R1的阻值大，电路的总电阻大，由I可知，电路中的电流小，定值电阻R2两端的电压小，由图乙知，此时U1＝4V， 根据串联电路电压的规律知， R2两端的电压为： U2＝U﹣U1＝6V﹣4V＝2V， 此时R2消耗的功率为： P20.1W，故A错误； BC、当没有瓶装消毒液遮挡激光时（即有光照射光敏电阻R1），R1的阻值较小，电路的总电阻较小，电路中的电流较大，即a、b间的电压较大， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R1两端的电压较小， 由图像可得，此时R1两端的电压U1＝2V，则R2两端的电压U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以电路中的电流I，即，解得：R1＝20Ω，故B错误； 此时电路的总功率为： P总0.6W，故C正确； D、由图乙可知，每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，生产时1min可生产消毒液100个，故D错误。 故选：C。 29．如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．R1的阻值是20Ω B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω C．电源电压是16V D．该电路的最大电功率为7.2W 【解答】解： A、C、由乙图知，当滑动变阻器接入电路电阻最大时，两端电压最大，为14V；此时电路电流最小，为0.2A， 因为I， 所以滑动变阻器的最大阻值为R270Ω。 根据题意得： 解得．选项A正确，选项C错误； B、当电路电流为I′＝0.4A时， 电路总电阻为R′45Ω， 所以滑动变阻器接入电路的电阻为R2′＝R′﹣R1＝45Ω﹣20Ω＝25Ω．此选项错误； D、电路消耗的最大功率为P最大＝UI最大＝18V×0.9A＝16.2W．此选项错误。 故选：A。 30．如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A．图线A电阻R1的I﹣U关系图象 B．电源电压为14V C．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω D．R1消耗的最大功率是16.2W 【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0， 由图象可知，A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象，B为电阻R1的I﹣U关系图象，故A错误； （2）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U﹣I图象可知，电路中的最小电流I＝0.2A，R1两端的电压U1＝4V，R2两端的电压U2＝14V， 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+U2＝14V+4V＝18V，故B错误； 由I可得，定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值： R120Ω， R270Ω，故C错误； D、由乙图知，电路中的最大电流为0.9A，R1两端的电压最大值为U大＝18V，则消耗的最大功率P大＝U大I大＝18V×0.9A＝16.2W，故D正确。 故选：D。 31．如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯泡L的额定电压为4V。第一次只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端，图乙是滑动变阻器功率与电压表示数的关系图象；第二次只闭合开关S、S2，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P，图丙是在安全的前提下通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图象。则下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为20Ω B．电源电压为10V C．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的最大功率为0.9W D．只闭合开关S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器移动的阻值范围为10～50Ω 【解答】解： AB、第一次只闭合开关S、S1，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压， 串联电路各处电流相等，由图乙可知当滑动变阻器两端的电压为2V时，滑动变阻器的功率为0.8W， 此时通过电路的电流：I10.4A， 当滑动变阻器两端的电压为5V时，滑动变阻器的功率为0.5W，此时通过电路的电流：I20.1A， 因串联电路的总电压等于各部分电压之和， 由欧姆定律可得电源电压：U＝I1R0+U1＝I2R0+U2，即0.4A×R0+2V＝0.1A×R0+5V， 解得：R0＝10Ω，电源电压U＝0.4A×R0+2V＝04A×10Ω+2V＝6V，故AB错误； C、只闭合开关S、S1，滑动变阻器的功率为：P＝UI﹣I2R0＝6V×I﹣I2×10Ω， 根据抛物线的性质可知，当I0.3A时，滑动变阻器的电功率最大， 且最大值为：P滑大＝6V×0.3A﹣（0.3A）2×10Ω＝0.9W，故C正确； D、第二次只闭合开关S、S2，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯泡L的额定电压为4V； 由图丙知，灯泡的额定电压为4V时，通过灯泡的额定电流为0.4A， 根据串联电路的电流特点可知通过电路的最大电流为0.4A，此时灯泡两端的电压为4V， 此时滑动变阻器两端的电压为：U滑1＝U﹣UL＝6V﹣4V＝2V， 此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，由欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值为： R滑15Ω； 当滑动变阻器接入电路的阻值越大，通过电路的电流越小，由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A，此时灯泡两端的电压为1V，此时滑动变阻器两端的电压为：U滑2＝U﹣UL2＝6V﹣1V＝5V， 此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，由欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值为： R滑250Ω， 所以滑动变阻器接入电路的电阻范围为5Ω～50Ω，故D错误。 故选：C。 32．热熔胶枪（如图甲）可加热胶棒，将热胶液用于材料粘合，内部有2只相同的PTC加热元件，其工作电路如图乙所示，扣动扳机时联动开关S同时掷向A、B，枪口冒出胶液；松开扳机，联动开关S同时掷向B、C。单只PTC元件的电阻随温度的变化如图丙所示。关于胶枪的工作情况，下列说法中正确的是（　　） A．扣动扳机，两只PTC元件串联在电路中 B．松开扳机，只有一只PTC元件接入电路 C．当温度为80℃时，扣动和松开板机，电功率相同 D．在任何温度下，扣动扳机总是比松开扳机时电功率大 【解答】解：（1）扣动扳机时，联动开关S同时掷向A、B，两只PTC元件并联在电路中， 松开扳机时，联动开关S同时掷向B、C，两只PTC元件串联在电路中，故AB错误； （2）并联电路总电阻小于任一分电阻，串联电路总电阻大于任一分电阻，所以R并＜R串，根据P可知在任何温度下，扣动扳机总是比松开扳机时电功率大，故C错误，D正确。 故选：D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $