2026年中考物理一轮复习重点题型突破---专题18 综合计算题4 电学相关计算（综合应用题）

2026年中考物理一轮复习重点题型突破 专题18 综合计算题4 电学相关计算（综合应用题） 一．计算题（共51小题） 1．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为30Ω，电阻R2的阻值为60Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.2A。求： （1）电源电压； （2）电流表A的示数。 2．父亲节到了，小明妈妈为爷爷买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成，加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W。求： （1）该电热足浴盆加热系统是利用电流的 　 　工作的。 （2）小明帮爷爷泡脚前，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，则此加热过程中水吸收的热量是多少？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）） （3）加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是多少？ （4）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际电功率是多少？（忽略温度对电阻的影响） 3．如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为375s，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）保温挡的功率。 （2）电阻R2的阻值。 （3）电蒸锅的加热效率。 4．图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。电源电压为220V，R1、R2为发热体。该电熨斗两挡功率分别为100W和500W，通过开关S实现温度控制，S闭合时为高温挡。 （1）求R1的阻值； （2）在使用过程中，若电熨斗10min消耗电能1.32×105J，请通过计算说明：在这段时间内电熨斗处于何种工作状态，并求出相应状态下的工作时间； （3）为了适应不同室温和更多衣料，小明对电路做了改进，将R2换成滑动变阻器R3，如图丙所示，R1、R3均为发热体。假定电熨斗每秒钟散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差△t关系如图丁所示。在一个20℃的房间，要求电熨斗表面保持220℃不变，应将R3的阻值调为多大？ 5．图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”字样，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化如图乙所示，滑动变阻器R2最大阻值为30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的阻值为12Ω时，灯泡正常发光（不计温度对灯丝电阻的影响）。求： （1）灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能； （2）电源电压； （3）光照强度在E1～E2之间，通过调节R2，灯泡实际功率的变化范围。（灯泡两端的电压不能超过额定电压） 6．如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A。求： （1）电源电压； （2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。 7．学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。 【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下： 容积：1L； 功能：①加热：②保温； 性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃（不计热量损失）。 【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1＜R2）进行设计，其中方案一如图所示。利用方案一中的器材，请将方案二的电路补充完整。 【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆？[Q吸＝cm（t﹣t0），c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议 　 　。 【项目制作】…… 8．如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示。求： （1）滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流； （2）滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阻器两端的电压； （3）滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的最大功率。 9．如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为6V，灯泡标有“2.5V 0.5A”字样（灯丝阻值不变），滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。 （1）求灯泡正常发光时的电功率； （2）求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值； （3）该电路设计是否有缺陷？如有，请给出解决办法。 10．交通安全要求广大司机“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪，其电路原理如图2甲所示。电源电压为12V，R1是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图2乙所示，R2为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A，调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如图1。 （1）求“调零”后变阻器R2接入电路的阻值； （2）检测前R2工作10s消耗的电能； （3）对某司机进行检测时，电流表示数为0.16A，依据信息窗资料，通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。 11．如图甲电路，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时，R0的电功率和电流的P﹣I关系图象如图乙所示，求： （1）电源电压； （2）滑动变阻器的最大阻值。 12．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。 （1）求R1的阻值； （2）求R2的最大阻值； （3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？ 13．某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米2，均匀电阻丝AB长为30厘米，阻值为15欧，电源电压U恒为9伏，保护电阻R0为3欧，电压表量程0～3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅如表数据可知风速及风级。 风级 一级 二级 三级 四级 五级 六级 风速v（米/秒） 0.3～1.5 1.6～3.3 3.4～5.4 5.5～7.9 8.0～10.7 10.8～13.8 风压p（帕） 0.055～1.4 1.6～6.8 7.2～18 18.9～39 40～72 72.9～119 （1）无风时，求通过R0的电流； （2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级； （3）某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速v预计为10m/s，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进，在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为p＝kv2，（其中k为常量，数值为0.6），假设你为改小组成员，请你计算出风速为10m/s时，改进后的电路中电压表的示数。 14．如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75W”。 （1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少？滑动变阻器接入的电阻为多少？ （2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少？ 15．小明同学在物理实验室发现一个电学元件，是由一个标有“2V 2W”的小灯泡和一个定值电阻R0连接而成。小明同学将该元件接入如图所示的电路中，电源电压恒为6V，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表的示数总在0.2A～1A的范围内变化（小灯泡的电阻不随温度变化，且电路元件始终完好）。求： （1）小灯泡正常工作时的电流和电阻； （2）定值电阻R0与小灯泡的连接方式； （3）定值电阻R0的阻值； （4）滑动变阻器R的最大阻值。 16．某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压U1＝220V，R1＝242Ω，控制电路电源电压U2＝3V，R2＝300Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙，不计线圈的电阻，当线圈中的电流大于或等于40mA时，继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触；当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求： （1）闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，此时衔铁的动触点A与 　 　（选填“B”或“C”）静触点相接触。 （2）电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能。 （3）分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。 17．如图所示的电路中，电源电压U不变，r、R1和R2均为定值电阻，其中r＝1Ω，R1＝14Ω，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。闭合S1，将S2掷于1端，电压表V的示数U1＝2.8V；将S2切换到2端，电压表V的示数U2＝2.7V。求： （1）电源电压U的大小； （2）电阻R2的阻值。 18．如图所示电路，电源电压U＝6V，定值电阻R1＝10Ω。 （1）当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2A。求此时定值电阻R3的电功率。 （2）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围。 19．如表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题： 额定电压 220V 额定功率 加热 500W 保温 蓄水箱的容积 1L （1）蓄水箱中水的质量是多少？（ρ＝1.0×103kg/m3） （2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知R1＝988Ω，求饮水机的保温功率。 20．如图所示的电路中，电源电压恒为3V，电阻R2的阻值为30Ω。当开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.3A，求： （1）电阻R1的阻值； （2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量。 21．某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能，其铭牌如图甲所示，工作电路图如图乙所示，虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成，定值电阻R0＝40Ω，R′是最大阻值为840Ω的可变电阻（调温开关），人通过调节R′可以改变电热水壶的功率。 （1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为多大？ （2）电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示（壶内水温跟壶表面温度一致），在额定电压下工作。在温度为20℃的房间使用，要求电热水壶温度保持70℃，问应将R′的阻值调为多大？ （3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，如图丁所示的电能表指示灯1min内闪烁了多少次？ 22．如图甲所示电路，小灯泡额定电压为5V，滑动变阻器R1、R2允许通过的最大电流均为1A，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，电源电压U保持不变。断开开关S2，闭合开关S、S1，R1的滑片从最右端逐渐滑向最左端过程中，小灯泡始终正常发光；保持R1的滑片在最左端不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，在保证所有元件安全的情况下，将R2的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图乙中A﹣B是移动滑动变阻器R1的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象，C﹣B是移动滑动变阻器R2的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象。（本题中小灯泡阻值会随着温度变化而变化）求： （1）电源电压U； （2）滑动变阻器R1和R2的最大阻值； （3）整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率P。 23．某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求 （1）通过R的电流； （2）R消耗的电功率； （3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R进行改装。 ①你认为应按照图 　 　（选填“乙”或“丙”）进行改装； ②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。 24．小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如表。饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾（标准大气压），然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究，解决下列问题： （1）在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整。（旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通） （2）加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/（kg•℃）] 额定电压U/V 220 加热功率P1/W 1000 保温功率P2/W 100 电阻R1/Ω 435.6 电阻R2/Ω 48.4 25．某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示。其中R1是额定功率为2000W的电热丝，R2是阻值为130Ω的分压电阻，电磁泵的额定电压为12V。在1标准大气压下，将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶，正常加热8min20s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求该电热水瓶： （1）此次加热水的效率。 （2）电磁泵的额定功率。 26．如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求： （1）保温挡时电路中的电流； （2）高温挡时的电功率； （3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW•h。 27．如图所示的电路，电源电压为6V保持不变，R1＝4Ω。开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表V1的示数为2V，求： （1）电压表V2的示数； （2）电流表的示数； （3）整个电路的功率； （4）当滑片滑到b端时，通电1min电流做的功。 28．如图甲所示，电源电压为6V，小灯泡L标有“4V 0.5A”的字样（忽略小灯泡电阻的变化）。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，得出滑动变阻器的电功率P与其接入电路的阻值R间的关系如图乙所示。求： （1）小灯泡的电阻； （2）当R＝8Ω时，滑动变阻器的电功率P1； （3）如图乙所示，当滑动变阻器接入电路的阻值分别为R1、R2时，滑动变阻器的电功率均为P2，则R1与R2的乘积是多少。 29．在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S′为挡位开关，R1、R2为定值电阻，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2＝180Ω。 （1）判断A灯是红灯还是绿灯； （2）求电中药壶文火挡的额定功率； （3）暑假的一天晚上，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，先用猛火挡加热6min至沸腾后，再用文火挡慢熬30min，共消耗电能0.3kW•h，由此计算电中药壶的实际电压。 30．如表一所示是小红同学家的燃气热水器正常工作时显示的部分参数。已知水的初温为20℃，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： 表一： 表二： 燃气热水器 设定温度 50℃ 气量 1.0m3/h 水量 5.0L/min 即热式电热水器 额定功率 7000W 额定电压 220V 额定频率 50Hz （1）燃气热水器正常工作10min流出的热水的质量； （2）燃气热水器正常工作10min流出的热水所吸收的热量； （3）小红同学观察到学校用的是即热式电热水器，铭牌如表二所示。若要得到（2）问中热水所吸收的热量，即热式电热水器需正常工作16min40s，则该即热式电热水器的加热效率为多少； （4）请写出使用电能的两个优点。 31．智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶（图甲），某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，再通过开关S1的通断，实现“高、中、低”三种温挡的调节，其中低温挡的功率为20瓦，电阻R2为1210欧。 （1）座圈加热时，把电能转化为 　 　能； （2）当开关S1闭合、S2接a时，该座圈的电路相当于下列选项中的 　 　； （3）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作多少小时？ （4）该座圈处于中温挡工作时的电功率为多少？ 32．某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了100台某品牌速热式电热水器，该电热水器铭牌标明：加热功率4400W，保温功率100W，水箱容积25L；内部结构如图甲所示，R1、R2是水箱中加热盘内的电热丝。水箱放满水后闭合开关S1开始加热，当水温升高到40℃时，温控开关S2自动切换到保温状态。同学们为弄清楚该电热水器性能，做了以下探究，请你帮助完成： （1）R2的阻值多大？ （2）如果每台每天平均保温20h，这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费多少kW•h的电能？ （3）善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热1min，热水器显示屏显示水温由20℃上升到22℃，同时本寝室的电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则该电热水器的效率多大？（ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），不考虑电阻随温度变化） 33．如图甲所示，是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件，该部件由阻值不变的两根电阻丝R1、R2构成，小乔设计了图乙的电路对该部件进行检测，其中R0＝22Ω，M、N为接线柱。 （1）用导线把M和N连接，只闭合开关S1，电流表示数为1A，求电源电压； （2）把M接A，N接B，只闭合开关S1，电流表示数为0.5A，求R1的阻值； （3）用导线把B和C连接，然后将M接A，N接B，闭合开关S1和S2，电流表示数为1.5A；检测结束后，小乔利用该部件重新组装一个加热器，求新加热器接入220V电路中能达到的最大电功率。 34．郝奇同学周末给外婆整理房间时发现，有一双如图所示的烘鞋器左脚已不通电，右脚还能正常工作。郝奇同学在220V的家庭电路中只接入烘鞋器的右脚，工作3min观察到标有“220V 2000imp/（kW•h）”的家用电能表指示灯闪烁了1次。再拆开检修时发现左右脚的电阻丝是并联的，左脚的电阻丝已锈蚀，于是他用一根新的电阻丝R1进行替换，然后在220V家庭电路中只接入烘鞋器的两脚，3min内观察到这个电能表的指示灯闪烁了11次，求： （1）只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率； （2）电阻丝R1的阻值； （3）为使这套烘鞋器的左右脚的电功率相等，应将左脚替换为阻值为R2的另一新电阻丝，则R1和R2的阻值相差多少？ 35．小萍同学想利用如图甲所示电路研究通过小灯泡（额定电压为3伏）的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b（如图丙所示）。（已知滑动变阻器最大阻值为20欧）。 （1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。（要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮） （2）根据图像a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。 　 　 （3）当电流表示数为0.12A时，电压表的示数为多少？ （4）图丙阴影部分的面积表示 　 　。 36．如图所示电路中，R1为定值电阻，R为滑动变阻器，灯泡L标有“4V 2W”字样。滑动变阻器的滑片P滑到某一位置，把滑动变阻器分为左右两部分，且右边阻比左边电阻小3Ω。只闭合开关S1，电压表V1的示数为U1；只闭合开关S2，电压表V2的示数为U2，两次灯泡均正常发光，且U1：U2＝4：3，求： （1）灯泡正常发光时的电流； （2）滑动变阻器的总电阻。 37．如图所示，电源电压不变，定值电阻R0＝20Ω，电流表量程为0﹣3A，小灯泡L标有“8V 4W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求： （1）小灯泡正常工作一分钟消耗多少电能？ （2）电源电压是多少伏？ （3）当开关S、S1、S2都闭合时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的最大功率是多少？ 38．在如图所示的电路中，电源电压U＝6V，小灯泡L标有“4V 1.6W”的字样（电源电压和小灯泡的阻值均保持不变），R1为定值电阻，滑动变阻器标有“20Ω 1A”的字样，电流表A的量程为0～0.6A。求： （1）小灯泡L的电阻RL； （2）当开关S1闭合S2断开时，电压表的示数为4V，R1工作5分钟消耗的电能； （3）当开关S1断开S2闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。 39．小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R0为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问： 光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24 （1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值 　 　（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性 　 　（选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被 　 　（选填“吸下”或“释放”），照明系统启动。 （2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？ （3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？ 40．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙所示。求： （1）小灯泡的额定功率和定值电阻R0的阻值； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）电路总功率的最大值和最小值。 41．如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，灯L标有“2.5V 1.25W”字样，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R0标有“？Ω 1A”字样，电流表量程为0～3A。当闭合开关S、S3，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时，灯泡恰好正常发光，R0连入的电阻减小了9Ω，电压表示数变化了0.5V。求： （1）灯泡的电阻。 （2）R0的最大阻值和电源电压。 （3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是多少？ 42．在如图所示的部分电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。电源电压恒定，若将a、b分别接在电源两端，电流表的示数为0.4A，电压表的示数为3V。 （1）只将b、c分别接在电源两端，当滑片P滑至中点时，电流表的示数为0.3A，求R2的最大阻值； （2）只将a、c分别接在电源两端，当滑片P滑至最右端时，求电路的总功率； （3）将b接在电源的一端，a、c连接后接在电源的另一端，让滑片P由最右端逐渐向左滑动，求R2允许接入电路的最小阻值。 43．物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪，如图甲所示，它主要是由探头A和控制盒B构成，A、B之间用有绝缘皮的细导线相连。探头A是一个装配有压敏电阻Rx的圆柱体，压敏电阻Rx所受压力等于圆柱体底部所受压力。圆柱体底面积为1×10﹣3m2、高0.05m、重3N，工作时底部始终与水平面相平。A、B之间的电路连接如图乙所示，电源电压恒为12V，当压敏电阻Rx受到的压力达到最大值800N时，电路中的电流为10mA，报警器（电阻不计）开始报警。正常工作时，压敏电阻Rx阻值随压力F的变化规律如图丙所示。（不考虑大气压强的影响，细导线重力与体积均不计，湖水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。 （1）探头A的密度是多少？ （2）为保证压敏电阻Rx受到的压力达到最大值时报警器能正常报警，接入电路的定值电阻R0阻值为多大？ （3）小组同学将该装置带到湖面进行测量，当探头A在细导线的牵引下，下沉到湖中某深度处时，电压表示数是8V，求此处的深度和此时细导线对探头A的拉力。 44．为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中，电压U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。 （2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。 （3）求工作电路在保温状态下的电功率。 （4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。 45．如图所示的电路，电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A。小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，其I﹣U图象如图乙所示。只闭合S1时，电流表的示数为I＝0.2A，电阻R1消耗的功率为P1，变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电流表的示数为I'＝0.5A，电阻R1消耗的功率为P1'，且P1：P1'＝16：25。 （1）求小灯泡L正常发光时的阻值； （2）求电源电压； （3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。 46．一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg） （1）甲图虚线框内一定有 　 　，它的工作原理是 　 　。 （2）求重物下落时，重力做功的功率。 （3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。 （4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。 47．康康家里有一台电火锅，部分技术参数如表，图甲是其内部电路的工作原理简图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、S1、S2的通断可实现三个挡位功能的切换，其中S2是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。（水的比热容：4.2×103J/（kg•℃）） 额定电压 220V 高温挡 1100W 低温挡 880W 保温挡 ×××W （1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图乙所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率； （2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能； （3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。 48．常用的密度计使用时需要较多待测液体（如图甲）。小明设计了一台只需少量待测液体就能直接测量其密度大小的简易密度仪（如图乙）。其工作原理为：桶中无液体时，滑片P指向A处；测量时，将待测液体加满小桶，装有滑轮和滑片P的滑块向下移动x，弹簧弹力增加F，待滑块稳定后闭合开关S，就能从已标注相应密度值的电流表刻度盘上读出待测液体密度。电源电压U0恒为6伏，定值电阻R0的阻值为12欧，电流表量程为0~0.6安，小桶的容积为10厘米3，粗细均匀的电阻丝AB总长为20厘米，其阻值随长度变化如表。F与x的关系如图丙所示。（不计摩擦，桶距底座高度足够）。 电阻丝的长度（厘米） 0 5 10 15 20 电阻丝的阻值（欧姆） 0 10 20 30 40 （1）闭合开关S，滑片P在A点和B点时，电流表示数分别为Ia、Ib，则Ia、Ib的大小关系是 　 　。 （2）某次测量时，电流表示数为0.2安，则所测液体密度为多少克/厘米3？ （3）为了方便在电流表的表盘上标注对应的密度值，需根据上述信息，分析密度与电流的关系并确定量程。 ①写出密度ρ与电流I的关系式：ρ＝　 　。 ②该密度仪能测量的最大密度为 　 　克/厘米3。 49．如图甲所示，小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验，在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊，气囊的触发由图乙所示电路中a、b间的电压来控制，压敏电阻R1水平安装在汽车底部A处，R1的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时：汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动，闭合开关S，电压表的示数为3V，再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉，直到a、b间的电压等于或大于3V时，气囊就充气打开，使汽车漂浮在水中，试验装置相关参数如表所示。 电源电压 4.5V R1接触水的面积 15cm2 长方体水池底面积 20m2 （1）求汽车入水前电路中的电流； （2）当汽车漂浮时，测得水池的水位比汽车入水前上升了8cm（水未进入车内），求汽车受到的重力； （3）求气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度。 50．学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度，设计了如图1甲所示的检测仪。已知电源电压为6V，定值电阻R0标有“2.5Ω 0.4A”字样，过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示。电压表的量程为0～3V，电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度，请通过计算说明： （1）按要求，ρ＞0.1g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.75V时，教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求； （2）若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作了500s，电路消耗的电功率及R0消耗的电能； （3）若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3，此时电压表指针刚好偏转到最大刻度，则需重新选用哪种规格的定值电阻。 51．如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 2.4W”字样，其灯丝电阻随温度的升高而增大；OA、OB、OC是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝（同一条金属丝的阻值与其长度成正比）。闭合开关S，当滑片P从A点滑到O点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变。 （1）求灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小。 （2）金属丝OA的电阻Ra＝　 　Ω。 （3）继续滑动图甲中滑片P到OB段，当PB＝OB时，电流表示数为0.36A；当PB＝OB时，小灯泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S，使滑片P在OC上移动，当PO＝OC时，电压表示数为4.8V；当PO＝OC时，电压表示数为6.0V。求金属丝OC的电阻Rc的大小和电源电压大小。 二．解答题（共7小题） 52．酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图象所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问： （1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少？通电10s电流产生的热量是多少？ （2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。 53．综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大。模型电路如图甲所示，ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比，滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0～0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。 （1）虚线框内接线柱“1”应与 　 　（选填“2”或“3”）连接。 （2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，R0消耗的功率多大？ （3）弹簧的伸长量△L与所受拉力F之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力多大？ （4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0～3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升 　 　%。 （5）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如甲图的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于 　 　Ω。 54．某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。 （1）按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线。 （2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？ （3）电热丝R1的阻值是多大？ 55．小明为宠物保温箱设计了一个电加热器，其内部电路如图所示，S为旋转型开关，通过旋转开关S，可实现从低温到中温、高温的转换。保温箱及加热器的部分参数如表所示，求： （1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量； （2）电加热器电路中R2的阻值； （3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热时间。 物理量 参数 加热器 工作电压 220V 中温挡功率 110W 低温挡功率 44W 电阻R3 440Ω 加热效率η 80% 保温箱 空气质量m 1.5kg 空气比热容c 0.8×103J/（kg•℃） 56．如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×107J/（kg•℃），g＝10N/kg） 项目 参数 电源电压（V） 220 中温挡功率（W） 400 高温挡功率（W） 1100 容积（L） 1 （1）开关S1、S2处于什么状态，电炖锅为低温挡，说明判断依据； （2）求R1、R2的阻值； （3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一锅水烧开，若电炖锅高温挡加热效率为80%，求烧开一锅水需要的时间。 57．在如图所示电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R2允许通过最大电流为3A。电流表A、A1的表盘均如图所示。变阻器滑片P位于最大阻值处，闭合开关S，电流表A1示数为0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。 （1）求电阻R1的阻值； （2）求此时经过变阻器R2的电流I2； （3）移动变阻器滑片P，在电路安全工作的前提下，求变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min：P2max。 58．如图所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝4Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.50A。求： （1）电路的总电阻； （2）电压表的示数； （3）电阻R2在1min内产生的热量。 三．综合能力题（共2小题） 59．为了庆祝中国共产党成立100周年，某校开展了科技竞赛活动，物理兴趣小组设计了车速提醒简化电路，如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为10Ω，Rv为可变电阻，当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。当车速从0加速到120km/h的过程中，Rv消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示；图丙是Rv的阻值与车速关系的图像。求： （1）由图丙可知，车速越大，Rv的阻值越 　 　（选填“大”或“小”）； （2）当车速为120km/h时，电流表示数为0.2A，求此时电压表的示数和Rv的阻值； （3）电源电压的大小； （4）当车速是60km/h时，电压表的示数。 60．如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。 （1）当秤盘为空时，R的阻值为 　 　； （2）体重为600N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4V，则R0的阻值是多少？ （3）若小华站在体重秤上，5s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J，则小华的体重为多少牛？ 参考答案与试题解析 一．计算题（共51小题） 1．【解答】由电路图可知，闭合开关S，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流。 （1）因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由I＝可得，电源电压：U＝I1R1＝0.2A×30Ω＝6V； （2）通过R2的电流：I2＝＝＝0.1A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，干路电流表A的示数：I＝I1+I2＝0.2A+0.1A＝0.3A。 答：（1）电源电压为6V； （2）电流表A的示数为0.3A。 2．【解答】（1）电热足浴盆加热系统是利用电流的热效应工作的； （2）水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×6kg×（40℃﹣20℃）＝5.04×105J； （3）加热系统消耗电能为W＝Pt＝605W×900s＝5.445×105J； （4）由P＝可知加热电阻R＝＝＝80Ω， 当实际电压为200V时，加热电阻的实际功率为P＝＝＝500W。 答：（1）热效应； （2）水吸收的热量是5.04×105J； （3）加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是5.445×105J （4）加热电阻工作的实际电功率是500W。 3．【解答】（1）只闭合S1时，只有R1接入电路，电蒸锅处于保温挡， 由P＝可得保温挡功率P保＝＝＝100W； （2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电蒸锅处于加热挡， 则电阻R2的电功率P2＝P热﹣P保＝1200W﹣100W＝1100W， 由P＝可得电阻R2＝＝＝44Ω； （3）质量为1.2kg的水加热使其温度升高75℃水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×75℃＝3.78×105J； 其消耗的电能W＝P热t＝1200W×375s＝4.5×105J； 则该电蒸锅的加热效率η＝×100%＝×100%＝84%。 答：（1）保温挡的功率为100W； （2）电阻R2的阻值为44Ω； （3）电蒸锅的加热效率为84%。 4．【解答】（1）观察图乙可知当S闭合时R2被短路，只有R1接入电路，对应高温挡功率P＝500W， 由P＝得R1＝＝＝96.8Ω； （2）已知时间与所消耗电能，可计算出这段时间电熨斗的平均功率P＝＝＝220W； 因为100W＜220W＜500W，所以这段时间内电熨斗在100W到500W之间切换； 设电熨斗在P＝100W下工作时间为t，则有W＝P1t+P2（600s﹣t）； 将W＝1.32×105J、P1＝100W、P2＝500W带入可得t＝420s； 即电熨斗在P＝100W下工作了420s，在P＝500W下工作了180s； （3）由题干可知室温为20℃，电熨斗表面为220℃，则温差△t＝220℃﹣20℃＝200℃； 观察图像丁可知，在温差为200℃下电熨斗每秒钟散失的热量为400J； 则损失热量的功率为P＝＝＝400W； 要想保持电熨斗表面温度不变，则电熨斗的加热功率P＝400W； 电路丙中消耗的总功率P＝； 将P＝400W、U＝220V、R1＝96.8Ω带入可得R3＝24.2Ω。 答：（1）R1的阻值是96.8Ω； （2）在这段时间内电熨斗处于高温挡与低温挡相互切换的状态，电熨斗在P＝100W下工作了420s，在P＝500W下工作了180s； （3）如果要求电熨斗表面温度不变，应将R3的阻值调为24.2Ω。 5．【解答】（1）由电功率公式P＝UI可得灯泡正常发光时的电流I＝＝＝0.5A， 由欧姆定律I＝可得灯泡的电阻RL＝＝＝48Ω； 由电能公式得灯泡消耗的电能W＝Pt＝12W×5×60s＝3600J； （2）分析电路图可知，光敏电阻R1、灯泡L、滑动变阻器R2串联接入电路， 由图乙可知，当光照强度为E1时，R1＝12Ω；当光照强度为E2时，R1＝42Ω。 电路中总电阻R总＝R1+RL+R2，由图乙可知，当光照强度为E1、R2＝12Ω时，R总＝12Ω+48Ω+12Ω＝72Ω， 此时电路中的电流I＝0.5A，由欧姆定律I＝可得U＝IR总＝0.5A×72Ω＝36V； （3）设光敏电阻与滑动变阻器总电阻R＝R1+R2， 当滑动变阻器R2＝0Ω，光照强度为E1时，总电阻最小为R＝R1+R2＝12Ω+0Ω＝12Ω， 当滑动变阻器R2＝30Ω，光照强度为E2时，总电阻最小为R＝R1+R2＝42Ω+30Ω＝72Ω，所以12Ω≤R≤72Ω； 由题可知，灯泡L的电压最大为24V，此时电流I＝0.5A，由欧姆定律I＝变形公式U＝IR可知通过灯泡电流不能大于0.5A， 则由欧姆定律I＝可得I＝0.5A＝，解得R＝24Ω，故为保证灯泡两端的电压不能超过额定电压，结合题干可得24Ω≤R≤72Ω 由电功率公式P＝I2R可得灯泡的电功率P＝＝×48Ω， 则当R＝24Ω时灯泡功率最大，为P＝×48Ω＝12W， 当R＝72Ω时灯泡功率最小，为P＝×48Ω＝4.32W，则灯泡实际功率的变化范围为4.32W≤P≤12W。 答：（1）灯泡的电阻为48Ω，灯泡正常发光5分钟消耗的电能为3600J； （2）电源电压为36V； （3）灯泡实际功率的变化范围为4.32W≤P≤12W。 6．【解答】（1）只闭合开关S1，电路为电阻R1的简单电路，由欧姆定律可得电源电压：U＝IR1＝0.3A×20Ω＝6V； （2）S1、S2均闭合时，两电阻并联接入电路，电流表测干路电流， 并联电路各并联支路两端电压相等，由欧姆定律可得通过电阻R2的电流：I2＝＝＝0.2A， 并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以电流表的示数：I＝I1+I2＝0.3A+0.2A＝0.5A。 答：（1）电源电压为6V； （2）S1、S2均闭合时，电流表的示数为0.5A。 7．【解答】【方案设计】 方案一，电路中两电阻串联，闭合开关S后，当开关S1闭合时，电路为R1的简单电路，电路的电阻较小，电功率较大，为加热状态；当开关S1断开时，两电阻串联，电路的电阻较大，电功率较小，为保温状态； 转换达到改变电路中电阻的大小，从而改变电热水壶的电功率，以实现加热和保温功能； 为了实现上述功能，还可以将两电阻并联，通过开关转换实现，电路图如图所示： 当闭合开关S时，为保温状态，再闭合S1为加热状态； 【器材选择】 由题知，方案一中能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃， 水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg， 水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J， 不计热量损失，电热水壶消耗的电能：W＝Q吸， 电热水壶的加热率：P＝＝＝＝800W， 由P＝可得，R＝＝＝60.5Ω， 即选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω； 【方案反思】 为了保证使用的安全，可以在加热的支路上增加一个温度控制开关，避免水加热至沸腾后仍持续加热。 故答案为：【方案设计】见上图； 【器材选择】方案一，选择的加热电阻阻值最大60.5Ω； 【方案反思】在加热的支路上增加一个温度控制开关。 8．【解答】闭合开关，R0和R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器两端的电压。 （1）当滑动变阻器连入电路的电阻为0时，电路为R0的简单电路，此时电路中电阻最小，电流最大， 由图象知，此时电路中的电流I＝0.6A； （2）当滑动变阻器接入电路电阻最大时，电路中电阻最大，电流最小， 由图象知，此时电路中电流I'＝0.1A，变阻器的电功率P＝0.5W， 根据P＝UI可得，滑动变阻器两端的电压： UR＝＝＝5V； （3）变阻器连入电路的电阻为0时，根据欧姆定律表示电源电压： U＝IR0＝0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣① 变阻器接入电路电阻最大时，根据串联电路特点和欧姆定律表示电源电压： U＝UR+I'R0＝5V+0.1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣② 解①②可得：U＝6V，R0＝10Ω， 滑动变阻器消耗的电功率： P＝I2R＝（）2R＝＝， 所以，当R＝R0＝10Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大， 则滑动变阻器的最大功率：P最大＝＝＝0.9W。 答：（1）滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流为0.6A； （2）滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阻器两端的电压为5V； （3）滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的最大功率为0.9W。 9．【解答】（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，电流为0.5A，则此时小灯泡消耗的电功率PL＝ULIL＝2.5V×0.5A＝1.25W； （2）根据串联电路的电压关系可知，滑动变阻器两端的电压为：U'＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V； 滑动变阻器接入电路的电阻为：R'＝＝＝7Ω； （3）电源电压6V大于灯泡的额定电压，由甲电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻过小时，会造成灯泡两端的电压过大损坏小灯泡； 为让滑片能自由移动，且小灯泡安全工作，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡应正常发光，电路中应串联接入一个7Ω的电阻R0。 答：（1）灯泡正常发光时的电功率为1.25W； （2）灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值为7Ω； （3）该电路设计有缺陷，当滑动变阻器接入电路中的电阻过小时，会造成灯泡两端的电压过大损坏小灯泡；解决办法：电路中串联接入一个7Ω的电阻R0。 10．【解答】（1）由题意可知：U＝12V，I＝0.1A，R1＝100Ω 串联总电阻：R总＝＝＝120Ω， 变阻器R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝120Ω﹣100Ω＝20Ω； （2）检测前R2在10s消耗的电能：W＝I2R2t＝（0.1A）2×20Ω×10s＝2J； （3）当I＝0.16A，R2＝20Ω时 串联总电阻：R′总＝＝＝75Ω； R′1的阻值为：R′1＝R′总﹣R2＝75Ω﹣20Ω＝55Ω； 对应乙图此时K＝12.5×10﹣3/100mL，此时酒精浓度为： M＝12.5×10﹣3/100mL×2200＝27.5mg/100mL，该司机属于酒驾。 答：（1）“调零”后变阻器R2接入电路的阻值20Ω； （2）检测前R2工作10s消耗的电能2J； （3）该司机属于酒驾。 11．【解答】由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，R0的电功率最大， 由图乙可知，电路中的最大电流I大＝0.5A，R0的最大电功率P0大＝4.5W， 由P＝UI可得，此时R0两端的电压即电源的电压：U＝U0大＝＝＝9V； （2）由I＝可得，定值电阻R0的阻值：R0＝＝＝18Ω， 当滑片位于a端时，变阻器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小＝0.1A， 此时电路的总电阻：R总＝＝＝90Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，滑动变阻器的最大阻值：R大＝R总﹣R0＝90Ω﹣18Ω＝72Ω。 答：（1）电源电压为9V； （2）滑动变阻器的最大阻值为72Ω。 12．【解答】（1）闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，R2接入电路中的阻值为0，电路为R0、R1串联的电路， V1测量R1两端的电压，示数为2.4V，V2测量R2、R1两端的总电压， 电流表测量电路中的电流，示数为0.3A。 根据欧姆定律可知R1的阻值R1＝＝＝8Ω； （2）将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值逐渐增大，根据串联分压特点可知V2的示数逐渐增大； 总电阻逐渐增大，根据欧姆定律可知电路中的电流逐渐变小，且R1两端的电压逐渐变小，故电压表V1的示数逐渐变小， 据此可知电压表V1的示数与电流表示数的关系如图乙中的图线①所示，电压表V2的示数与电流表示数的关系如图乙中的图线②所示； 滑动变阻器的滑片在b点时，滑动变阻器接入电路的阻值最大， 从图乙可知，电路中电流为0.15A，R1两端的电压为1.2V， R1和R2两端的总电压为2.7V， 则R2两端的电压为：2.7V﹣1.2V＝1.5V， 根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值R2＝＝＝10Ω； （3）闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时， 电源电压U＝U1+U0＝2.4V+0.3A×R0........①， 当滑动变阻器的滑动触头在b端时， 电源电压U＝U1′+U2′+U0′＝2.7V+0.15A×R0........②， 联立①②可得电源电压U＝3V； 同时闭合S1和S2，R0被短路，电路为R1和R2的串联电路， 根据欧姆定律可知电路中的电流I″＝， 根据P＝UI＝I2R2可知R2的电功率P2＝I″2R2＝（）2R2＝， 故当R2＝R1＝8Ω时，R2的电功率最大， R2电功率的最大值P2大＝＝＝＝0.28125W。 答：（1）R1的阻值为8Ω； （2）R2的最大阻值为10Ω； （3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为8Ω时，R2的电功率最大，R2电功率的最大值是0.28125W。 13．【解答】（1）无论有无风时，滑动变阻器接入电路的阻值均为15Ω， 电流I＝＝＝0.5A； （2）由图可知，风力越大，电压表测量部分电阻越长，电压表示数越大，电压表最大电压Umax＝3V， 滑动变阻器分到电压UP＝IRP＝0.5A×15Ω＝7.5V， 当电压表示数最大时，滑片移动距离L＝LAB＝×30cm＝12cm， 由图乙可得，弹簧产生的弹力F＝6N， 此时的风压p＝＝＝＝30Pa，查表可知，此时风力等级为四级， （3）原电路中风速越大，电压表示数越大，故改装电路为： 当风速为10m/s时，风压p＝kv2＝0.6×（10m/s）2＝60Pa＞30Pa，因此会超过电压表量程， 弾簧弾力F弹＝F风＝pS＝60Pa×0.2m2＝12N， 由表可得，弾簧形变量为24cm，因此可将电压表测量対象更换为滑片左侧部分的电阻，此肘滑片左侧电阻R＝×15Ω＝3Ω， 此时电压表示数：U＝×U＝×9V＝l.5V。 答：（1）无风时，通过R0的电流为0.5A； （2）为保护电路安全，风速仪所测最大风力等级为四级； （3）风速为10m/s时，改进后的电路中电压表的示数为l.5V。 14．【解答】（1）闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压， 灯泡正常工作时，灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压，所以电压表V1的示数为3V， 串联电路总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：UH＝U﹣UL＝4.5V﹣3V＝1.5V，即电压表V2的示数为1.5V， 灯泡正常工作时的电流：I＝＝＝0.25A， 串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的电阻：RH＝＝＝6Ω； （2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能：W＝UIt＝4.5V×0.25A×4×60s＝270J。 答：（1）灯泡正常工作时，电压表V1的示数为3V，电压表V2的示数为1.5V，滑动变阻器接入电路的电阻为6Ω； （2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能为270J。 15．【解答】（1）灯泡标有“2V 2W”，灯泡正常工作时的电流：I＝＝＝1A，灯泡的电阻：RL＝＝＝2Ω； （2）由题意知通过电路的最大电流是1A，而灯泡允许通过的最大电流也是1A，串联电路各处电流相等，所以灯泡和定值电阻串联接入电路； （3）当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路总电阻最小，通过电路的电流最大，由欧姆定律可得电路总电阻：R＝＝＝6Ω， 串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以定值电阻R0的阻值：R0＝R﹣RL＝6Ω﹣2Ω＝4Ω； （4）当通过电路的电流最小时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由欧姆定律可得电路总电阻：R′＝＝＝30Ω， 则滑动变阻器的最大阻值：RH＝R′﹣R0﹣RL＝30Ω﹣4Ω﹣2Ω＝24Ω。 答：（1）小灯泡正常工作时的电流为1A，电阻为2Ω； （2）定值电阻R0与小灯泡串联接入电路； （3）定值电阻R0的阻值为4Ω； （4）滑动变阻器R的最大阻值为24Ω。 16．【解答】（1）闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，即电热丝R1正常工作，所以衔铁的动触点A与C静触点相接触； （2）电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能为：W＝t＝×5×60s＝6×104J； （3）当恒温箱的温度达到最高时，衔铁被吸下，即此时控制电路的电流为：I＝40mA＝0.04A； 此时R的阻值为：R＝＝＝75Ω；根据图乙可知，此时的最高温度为100℃； 当电磁铁衔铁被吸合时，R与R2并联；当恒温箱温度最低时，控制电路为的电流为：I'＝30mA＝0.03A； 根据欧姆定律可知，通过R2的电流为：I2＝＝＝0.01A； 根据并联电路的电流关系可知，通过热敏电阻的电流为：I'R＝I'﹣I'＝0.03A﹣0.01A＝0.02A； 此时热敏电阻接入电路的电阻为：R'2＝＝＝150Ω,根据图乙可知，此时的最高温度为90℃； 所以恒温箱正常工作时的温度变化范围是90℃~100℃。 答：（1）C； （2）电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能为6×104J； （3）恒温箱正常工作时的温度变化范围为90℃~100℃。 17．【解答】（1）闭合S1，将S2掷于1端，r、R1串联接入电路，电压表测R1两端的电压， 由欧姆定律可得此时通过电路的电流：I1＝＝＝0.2A， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路总电阻：R＝r+R1＝1Ω+14Ω＝15Ω， 电源电压：U＝I1R＝0.2A×15Ω＝3V； （2）闭合S1，将S2切换到2端，r、R2串联接入电路，电压表测R2两端的电压， 串联电路总电压等于各部分电压之和，所以r两端的电压：Ur＝U﹣U2＝3V﹣2.7V＝0.3V， 此时通过电路的电流：I2＝＝＝0.3A， 串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得电阻R2的阻值：R2＝＝＝9Ω。 答：（1）电源电压U的大小为3V； （2）电阻R2的阻值为9Ω。 18．【解答】（1）当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，R1与R3串联，电流表测电路中的电流， 由I＝可得，电路的总电阻：R总＝＝＝30Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，定值电阻R3的阻值：R3＝R总﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω， 此时定值电阻R3的电功率：P3＝I2R3＝（0.2A）2×20Ω＝0.8W； （2）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压， 此时电路中的总电阻：R总′＝＝＝20Ω， 此时滑动变阻器接入电路中的电阻：R2＝R总′﹣R1＝20Ω﹣10Ω＝10Ω， 则滑动变阻器的最大阻值：R2＝20Ω， 当滑片位于a端时，R2接入电路中的电阻为零，电压表被短路，其示数为0V， 当滑片位于b端时，R2接入电路中的电阻最大， 此时电路中的电流：I″＝＝＝＝0.2A， 电压表的示数：U2＝I″R2＝0.2A×20Ω＝4V， 所以，滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围为0~4V。 答：（1）此时定值电阻R3的电功率为0.8W； （2）滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围为0~4V。 19．【解答】（1）根据ρ＝可知，水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg； （2）水吸收的热量是：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（95℃﹣75℃）＝8.4×104J； 消耗的电能为：W＝P加t＝500W×210s＝1.05×105J； 饮水机的加热效率为：η＝＝＝80%； （3）根据电路图可知，当开关S闭合，S1断开时，只有R1工作，此时为保温状态，保温的功率为： P保＝＝≈49W。 答：（1）蓄水箱中水的质量是1kg； （2）饮水机的加热效率为80%； （3）饮水机的保温功率约为49W。 20．【解答】（1）当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得： R1＝＝＝10Ω； （2）当开关S1、S2均闭合时，R1和R2并联， 因为并联电路中各支路两端的电压相等，则有： U2＝U＝3V， 由欧姆定律可知，通过R2的电流为： I2＝＝＝0.1A， 所以通电10s电阻R2产生的热量为： Q＝I22R2t＝（0.1A）2×30Ω×10s＝3J。 答：（1）电阻R1的阻值为10Ω； （2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量为3J。 21．【解答】（1）当R′接入电路的阻值为0时，电路为R0的简单电路，根据P＝UI＝可知此时该电热水壶的功率最大，为P大＝＝＝1210W； （2）电热水壶表面温度为70℃，在温度为20℃的房间使用，此时电热水壶表面温度与环境温度之差为： △t＝70℃﹣20℃＝50℃， 由图像知，电热水壶每秒钟散失的热量Q＝110J， 则散热功率P散＝＝＝110W， 要保持电热水壶的表面温度不变，则电热水器的电功率P＝P散＝110W， 此时电路中的总电阻： R总＝＝＝440Ω， 则R′的阻值：R′＝R总﹣R0＝440Ω﹣40Ω＝400Ω； （3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时， 实际功率为P大′＝＝＝1000W， 1min消耗的电能W＝P大′t′＝1000W×1×60s＝6×104J＝kW•h， 从丁图可知，每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，故电能表指示灯实际闪烁的次数n＝kW•h×3000imp/（kW•h）＝50imp。 答：（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为1210W； （2）应将R′的阻值调为400Ω； （3）电能表指示灯1min内闪烁了50次。 22．【解答】（1）断开开关S2，闭合开关S、S1，R1和灯L串联，且R1接入的阻值为最大阻值，且不随滑片的移动而改变，电压表的示数会随着滑片的移动而改变，乙图A﹣B段为移动R1电流表和电压表的示数关系图象，电压表的最大示数U1为6V，灯正常发光时的额定电压UL＝5V，电源电压U＝UL+U1＝5V+6V＝11V； （2）由图乙A﹣B段可得滑动变阻器最大电压为6V，电流I＝0.5A，则滑动变阻器R1的阻值R1＝＝＝12Ω； 断开开关S1，闭合开关S、S2，由图乙B﹣C可知，B点表示R2接入的电阻为0，C点表示R2接入最大阻值，此时电流为I＝0.3A，对应电压为9V；根据R2＝＝＝30Ω； （3）A﹣B段小灯泡都正常发光，功率不变；B﹣C段，电流从0.3～0.5A，电压表的示数由6～9V；电源电压不变U＝11V，则小灯泡的电压为Umin＝11V﹣9V＝3V时，Imin＝0.3A时，小灯泡消耗功率最小Pmin＝UminI＝3V×0.3A＝0.9W。 答：（1）电源电压U为11V； （2）滑动变阻器R1的最大阻值为12Ω，R2的最大阻值为30Ω； （3）整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率为0.9W。 23．【解答】（1）通过电阻R的电流为 I＝＝＝2.5A （2）R消耗的电功率为 P＝UI＝220V×2.5A＝550W （3）①当按图乙方式连接电路时，电路的总功率为 P并＝2P＝2×550W＝1100W 当按图丙方式连接电路时，电路的总功率为 P串＝＝＝＝275W 烤熟相同的蛋糕所需的热量是相同的。根据W＝Pt可得：P并t并＝P串t串，则： ＝＝＝ 即烤熟相同的蛋糕，采用图丙所示方式时所需的时间是采用图乙方式时所需时间的4倍。 ②通电时间为t＝10min＝600s 则这段时间内电烤箱产生的热量为 W＝P并t＝1100W×600s＝6.6×105J 故答案为：（1）通过R的电流为0.25A。 （2）R消耗的电功率为550W。 （3）①乙；②通电10min，改装后电烤箱产生的热量为6.6×105J。 24．【解答】（1）饮水机只有加热和保温两个挡位，由信息表可知： 饮水机加热时接入电路的电阻：R加热＝＝＝48.4Ω＝R2， 饮水机保温时接入电路的电阻：R保温＝＝＝484Ω＝R1+R2， 观察图可知：左边的虚线框始终连入电路，所以应为电阻R2，另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻R1与左边电阻R2串联后为保温挡位，如图所示，左图：aa为断开；bb为加热；cc为保温。右图：aa为断开；bb为保温；cc为加热。 （2）水吸收的热量： Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J； 由P＝可得，消耗电能： W＝P加热t＝1000W×7×60s＝4.2×105J， 饮水机的加热效率： η＝×100%＝×100%＝80%。 答：（1）如图所示，左图：aa为断开；bb为加热；cc为保温。右图：aa为断开；bb为保温；cc为加热。 ； （2）加热过程中，饮水机的加热效率是80%。 25．【解答】只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，此时电热水瓶处于加热状态； 只闭合S2时，电路为R2和电磁泵串联的电路，此时电热水瓶处于电动出水状态。 （1）水吸收的热量Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）＝8.4×105J， 加热时间t＝8min20s＝500s， 加热功率等于R1是额定功率为2000W， 故消耗的电能W＝P加热t＝2000W×500s＝106J， 此次加热水的效率η＝＝＝84%； （2）电磁泵的额定电压为12V，则电磁泵正常工作时R2两端的电压U2＝220V﹣12V＝208V，根据欧姆定律可知此时电路中的电流I＝＝＝1.6A， 电磁泵的额定功率P电磁泵＝U电磁泵I＝12V×1.6A＝19.2W。 答：（1）此次加热水的效率为84%。 （2）电磁泵的额定功率为19.2W。 26．【解答】（1）只闭合开关S，两电阻串联，总电阻较大，根据P＝UI＝可知，此时总功率较小，电热锅处于保温挡，根据P＝UI可知保温挡时电路中的电流I＝＝＝2A； （2）电热锅处于保温挡时，电路的总电阻R总＝＝＝110Ω，则R2＝110Ω﹣66Ω＝44Ω； 同时闭合两开关，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，电热锅处于高温挡，高温挡时的电功率P高温＝＝＝1100W； （3）根据P＝可知在此过程中消耗的电能W＝P高温t1+P保温t2＝1100W×0.5×3600s+440W×1×3600s＝3.546×106J＝0.99kW•h。 答：（1）保温挡时电路中的电流为2A； （2）高温挡时的电功率为1100W； （3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是0.99kW•h。 27．【解答】（1）开关闭合，R1、R2串联，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表测量电路电流。 滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表V1的示数为2V，则R1两端的电压为2V，电压表V2的示数U2＝6V﹣2V＝4V； （2）电流表的示数I＝＝＝0.5A； （3）整个电路的功率P＝UI＝6V×0.5A＝3W； （4）当滑片滑到b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电路为R1的简单电路，通电1min电流做的功W＝t＝×1×60s＝540J。 答：（1）电压表V2的示数为4V； （2）电流表的示数为0.5A； （3）整个电路的功率为3W； （4）当滑片滑到b端时，通电1min电流做的功为540J。 28．【解答】由电路图可知，闭合开关，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压。 （1）由I＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝8Ω； （2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，当R＝8Ω时，电路中的电流：I＝＝＝＝0.375A， 滑动变阻器的电功率：P1＝I2R＝（0.375A）2×8Ω＝1.125W； （3）当滑动变阻器接入电路的阻值分别为R1、R2时，电路中的电流分别为： I1＝＝，I2＝＝， 因当滑动变阻器接入电路的阻值分别为R1、R2时，滑动变阻器的电功率均为P2， 所以，由P＝UI＝I2R可得：P2＝I12R1＝I22R2，即（）2R1＝（）2R2， 整理可得：（R1﹣R2）（RL2﹣R1R2）＝0， 由R1≠R2可知，R1R2＝RL2＝（8Ω）2＝64Ω2。 答：（1）小灯泡的电阻为8Ω； （2）当R＝8Ω时，滑动变阻器的电功率为1.125W； （3）当滑动变阻器接入电路的阻值分别为R1、R2时，滑动变阻器的电功率均为P2，则R1与R2的乘积是64Ω2。 29．【解答】指示灯的阻值忽略，当开关S闭合，S′打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的串联的电路，此时电路中总电阻较大，根据P＝UI＝可知总功率较小，电中药壶处于文火挡； 当开关S闭合，S′打至触点N时，电路为R1和指示灯A的串联电路，此时电路中总电阻较小，根据P＝UI＝可知总功率较大，电中药壶处于猛火挡。 （1）当开关S闭合，S′打至触点N时，电路为R1和指示灯A的串联电路，电中药壶处于猛火挡，此时红灯亮，故A灯是红灯； （2）猛火挡的额定功率为2420W，根据P＝UI＝可知R1＝＝＝20Ω； 当开关S闭合，S′打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的串联的电路，电中药壶处于文火挡，故电中药壶文火挡的额定功率P文火＝＝＝242W； （3）设实际电压为U实，W实＝0.3kW•h＝1.08×106J， 根据W＝UIt＝t可知消耗的总电能W实＝t1+t2＝×6×60s+×30×60s， 即：1.08×106J＝×6×60s+×30×60s， 解出U实＝200V。 答：（1）A灯是红灯； （2）电中药壶文火挡的额定功率为242W； （3）电中药壶的实际电压为200V。 30．【解答】 （1）由表格数据知燃气热水器的流量为5.0L/min，正常工作10min流出的热水的体积： V＝5.0L/min×10min＝50L＝0.05m3 由ρ＝可得水的质量为： m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×0.05m3＝50kg， （2）燃气热水器正常工作10min流出的热水所吸收的热量为： Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣20℃）＝6.3×106J； （3）即热式电热水器正常工作时的功率P＝7000W， 则电热水器消耗的电能为： W＝Pt′＝7000W×（16×60s+40s）＝7×106J； 此过程中的即热式电热水器的加热效率： η＝×100%＝×100%＝90%； （4）使用电能的显著优点是污染少，效率高； 答：（1）燃气热水器正常工作10min流出的热水的质量为50kg； （2）燃气热水器正常工作10min流出的热水所吸收的热量为6.3×106J； （3）该即热式电热水器的加热效率为90%； （4）使用电能的显著优点是污染少，效率高。 31．【解答】（1）座圈加热时，把电能转化为内能； （2）当开关S1闭合、S2接a时，两电阻并联。 图A为R1的简单电路，图B为两电阻串联的电路，图C为两电阻并联的电路，故该座圈的电路相当于下列选项中的C； （3）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作的时间t＝＝＝50h； （4）当开关S1闭合、S2接a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S1时，电路为R1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闭合、S2接b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； 该座圈处于低温挡时，电路的总电阻R串＝＝＝2420Ω，则R1＝R串﹣R2＝2420Ω﹣1210Ω＝1210Ω， 该座圈处于中温挡工作时的电功率P中温＝＝＝40W。 故答案为：（1）内；（2）C；（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温挡工作50小时； （4）该座圈处于中温挡工作时的电功率为40W。 32．【解答】 （1）S1闭合，S2接b时，电路为R2的简单电路，总电阻较小（小于串联时的总电阻），根据P＝可知此时总功率较大，电热水器处于加热状态， 由P＝可得R2的阻值：R2＝＝＝11Ω； （2）由P＝可得，每天平均保温20h，这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费的电能： W总＝P保温总t＝100×100×10﹣3kW×20h＝200kW•h； （3）图乙中1200imp/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1200次， 指示灯闪烁了80次，则该电热水器消耗电能W＝＝kW•h＝2.4×105J， 一箱水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×25×10﹣3m3＝25kg， 水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×25kg×（22℃﹣20℃）＝2.1×105J， 该电热水器的效率：η＝×100%＝×100%＝87.5%。 答：（1）R2的阻值为11Ω； （2）如果每台每天平均保温20h，这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费200kW•h的电能； （3）该电热水器的效率为87.5%。 33．【解答】（1）用导线把M和N连接，只闭合开关S1，电路为R0接在电源上的简单电路： 由I＝得，电源电压：U＝U0＝I1R0＝1A×22Ω＝22V （2）把M接A，N接B，只闭合开关S1，R1和R0串联： 由R＝可知，电路的总电阻：R总＝＝＝44Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R1＝R总﹣R0＝44Ω﹣22Ω＝22Ω； （3）用导线把B和C连接，然后将M接A，N接B，闭合开关S1和S2，R1与R2并联，R0被短接，电流表测干路的电流： R1与R2并联的电阻：R并＝＝＝Ω， 当用该部件组装加热器接入家庭电路，根据P＝可知，部件的接入电阻最小时，加热器的功率最大； 所以R1与R2并联接入时，加热器最大加热功率： P＝＝＝3300W。 答：（1）电源电压为22V； （2）R1的阻值是22Ω； （3）加热器的最大加热功率是3300W。 34．【解答】（1）只接入烘鞋器右脚时3min消耗的电能为J＝1800J， 只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率：P＝＝＝10W； （2）左右脚的电阻丝是并联的，只接入烘鞋器的右脚，工作3min观察到标有“220V 2000imp/（kW•h）”的家用电能表指示灯闪烁了1次， 在220V家庭电路中只接入烘鞋器的两脚，3min内观察到这个电能表的指示灯闪烁了11次， 则左脚消耗的电能为J＝18000J， 电阻丝R1的阻值：R1＝＝＝484Ω； （3）电阻丝R2的阻值：R2＝＝＝4840Ω， R1和R2的阻值相差：△R＝R1﹣R2＝4840Ω﹣484Ω＝4356Ω。 答：（1）只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率为10W； （2）电阻丝R1的阻值为484Ω； （3）R1和R2的阻值相差4356Ω。 35．【解答】（1）因为灯泡的额定电压为3伏，所以电表选用小量程，滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，如下图所示： （2）根据图像a可知，通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越小； （3）由电流大小与电源电压大小的关系图像b可知，电源电压恒为3V， 由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡两端电压，电流表测电路中电流， 由图丙可知，电路中电流最小，即电流I＝0.12A时，滑动变阻器全部连入电路， 由欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压为： U滑＝IR滑＝0.12A×20Ω＝2.4V， 由串联电路中电压规律可知，灯泡两端电压为： U灯＝U总﹣U滑＝3V﹣2.4V＝0.6V， 即电压表示数为0.6V； （4）图丙中阴影部分的面积S＝(U总﹣U灯)I，由串联电路电压规律可知，U总﹣U灯＝U滑，故阴影部分的面积S＝(U总﹣U灯)I＝U滑I，而P＝UI，所以阴影部分的面积表示滑动变阻器的电功率。 故答案为：（1）见解答；（2）通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越小；（3）电压表示数为0.6V（解题过程见解答）；（4）滑动变阻器的电功率。 36．【解答】（1）灯泡正常发光时的电压UL＝4V，功率PL＝2W， 由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A； （2）只闭合开关S1时等效电路图如图1所示，只闭合开关S2时等效电路图如图2所示： 因两次灯泡均正常发光，即两种情况下电路中的电流I相等， 所以，由I＝可得，两种情况下电路的总电阻相等， 则R左+RL＝R1+R右+RL，即R左＝R1+R右， 又因滑动变阻器右边电阻比左边电阻小3Ω，即R左＝R右+3Ω， 所以，定值电阻R1＝3Ω， 因U1：U2＝4：3， 所以，＝＝＝， 解得：R左＝R1＝×3Ω＝4Ω， 则R右＝R左﹣3Ω＝4Ω﹣3Ω＝1Ω， 滑动变阻器的总电阻：R总＝R左+R右＝4Ω+1Ω＝5Ω。 答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A； （2）滑动变阻器的总电阻为5Ω。 37．【解答】（1）小灯泡L标有“8V 4W”字样，小灯泡正常工作一分钟消耗的电能：W＝Pt＝4W×60s＝240J； （2）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流为I1， 动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，则I2＝IL＝＝＝0.5A，I1＝I2﹣△I＝0.5A﹣0.2A＝0.3A， 灯泡的电阻：RL＝＝＝16Ω， 串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可得电源电压：U＝I1（RH+RL）＝0.3A×（RH+16Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①， U＝I2（RH′+RL）＝0.5A×（RH﹣16Ω+16Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②， ①②两式联立，解得：RH＝24Ω，U＝12V； （3）当开关S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器和定值电阻并联接入电路，灯泡被短路，并联电路各支路两端电压相等， 通过定值电阻的电流：I0＝＝＝0.6A， 并联电路干路电流等于各支路电流之和，电流表测干路电流，电流表量程为0﹣3A，当电流表示数达到最大时，通过滑动变阻器的电流最大，则通过滑动变阻器的最大电流：I′＝I﹣I0＝3A﹣0.6A＝2.4A， 滑动变阻器的最大功率为：P＝UI′＝12V×2.4A＝28.8W。 答：（1）小灯泡正常工作一分钟消耗的电能为240J； （2）电源电压是12V； （3）当开关S、S1、S2都闭合时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的最大功率是28.8W。 38．【解答】（1）由题可知，灯泡L上标有“4V 1.6W”的字样， 灯泡电阻RL＝＝＝10Ω； （2）闭合S1，断开S2时，分析可知L与R1串联，电压表测量的是小灯泡两端的电压：UL＝4V， 根据串联电路的电压特点，电阻R1两端的电压：UR1＝U﹣UL＝6V﹣4V＝2V， 流过R1的电流：IR1＝IL＝＝＝0.4A， R1工作5分钟消耗的电能：W＝UR1IR1t＝2V×0.4A×5×60s＝240J； （3）闭合S2，断开S1，滑动变阻器R与小灯泡L串联， 小灯泡的额定电流：IL额＝＝＝0.4A， 滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，小灯泡允许通过的最大电流为0.4A， 此时电流允许通过的最大电流：I最大＝0.4A， 小灯泡的最大功率：P最大＝PL额＝1.6W， 当滑动变阻器阻值最大时，串联电路的总电阻：R总＝R+RL＝10Ω+20Ω＝30Ω， 此时通过小灯泡的最小电流：I最小＝＝＝0.2A， 小灯泡的最小功率：P最小＝I最小2RL＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W， 小灯泡电功率的变化范围：0.4W～1.6W。 答：（1）小灯泡L的电阻RL为10Ω； （2）当开关S1闭合S2断开时，电压表的示数为4V，R1工作5分钟消耗的电能是240J； （3）当开关S1断开S2闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围是0.4W～1.6W。 39．【解答】 （1）由自动草坪灯的工作原理电路图可知，照明系统启动时衔铁应该被释放，此时电磁铁的磁性应减弱，控制电路的电流应减小，控制电路的总电阻应变大，即光敏电阻R的阻值应增大， 则随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值增大，电磁铁的磁性减弱，当光照强度减小到一定值时，衔铁会被释放，照明系统启动； （2）由P＝UI可得，每盏灯泡正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0.2A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流：I总＝2IL＝2×0.2A＝0.4A； （3）由表格数据可知，光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为RE＝120Ω•lx不变， 照明系统恰好启动时，控制电路的电流I＝0.02A， 由I＝可得，控制电路的总电阻：R总＝＝＝300Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，光敏电阻R的阻值：R＝R总﹣R0＝300Ω﹣200Ω＝100Ω， 此时光照强度：E＝＝1.2lx。 答：（1）增大；减弱；释放； （2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是0.4A； （3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为100Ω，此时光照强度为1.2lx。 40．【解答】当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在a端时，滑动变阻器阻值最大，此时滑动变阻器、R0和灯泡串联接入电路中，此时电路中电流最小，电压表V1测量L的电压，示数为1V，电压表V2测量R0和L的总电压，示数为3V，串联电路电流处处相等； 所以此时电路中的电流为：I＝0.2A， L的电压为：UL＝1V，R0的电压为：U0＝2V； 当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路阻值为0，此时R0和灯泡串联接入电路，根据欧姆定律可知，此时电路中电流最大，根据乙图可知此时电流为0.4A，电压表V1测量L的电压，示数为4V，电压表V2测量R0和L的总电压，示数为8V； 所以此时电路中的电流为：I'＝0.4A， L的电压为：UL'＝4V，R0的电压为：U0'＝4V。 （1）当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时， 根据欧姆定律可知此时灯泡L的电阻为：RL'＝＝＝10Ω， 根据题意，此时灯泡正常发光， 所以灯泡的额定功率为：P额＝UL'I'＝4V×0.4A＝1.6W， 定值电阻R0的阻值为：R0＝＝＝10Ω； （2）当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时，此时滑动变阻器接入阻值最大，此时滑动变阻器、R0和灯泡串联接入电路中， U电＝UL'+U0'＝4V+4V＝8V， U滑＝U电﹣U0﹣UL＝8V﹣2V﹣1V＝5V， 根据欧姆定律， R滑＝＝＝25Ω； （3）电路总功率的最大值为：P大＝U电I'＝8V×0.4A＝3.2W， 电路总功率的最小值为：P小＝U电I＝8V×0.2A＝1.6W。 答：（1）小灯泡的额定功率为1.6W，定值电阻R0的阻值为10Ω； （2）滑动变阻器的最大阻值为25Ω； （3）电路总功率的最大值为3.2W，电路总功率的最小值为1.6W。 41．【解答】（1）由题知，灯泡的额定电压2.5V，额定功率1.25W， 由P＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝5Ω； （2）由电路图知，当闭合开关S、S3，断开S1、S2时，L、R0、R1串联，电流表测电路中电流，电压表测灯泡两端电压， 当滑片P移动到某一位置时，R0连入的电阻减小了9Ω，灯泡恰好正常发光，所以UL＝U额＝2.5V， 则滑片P在右端时，其连入阻值最大，分得电压最大，由串联电路的分压原理知，此时灯泡两端分得电压较小，所以此时灯泡两端电压UL′＝U额﹣0.5V＝2.5V﹣0.5V＝2V， 由串联电路特点和欧姆定律可得，灯泡两端电压：×RL＝U额， 代入数据有：×5Ω＝2.5V， 即：×5Ω＝2.5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当滑片P在右端时，灯泡两端电压：×RL＝UL′ 即：×5Ω＝2V， ×5Ω＝2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣② ①÷②可得：R0＝30Ω，U＝18V； （3）由串联和并联电路的电阻特点知，并联电路的总电阻小于串联电路的总电阻，且小于并联中任意支路电阻，电源电压一定，由P＝知，电路的总电阻越小，电路消耗的功率越大。 若四个开关都闭合，L、R0、R1并联，此时灯泡两端电压等于电源电压18V，远超过了灯泡的额定电压，不符合题意； 若闭合S1、S2、S3，断开S，R0、R1并联， 由并联电路特点和欧姆定律可得，此时通过R1的电流：I1＝＝＝1.8A， 由变阻器的规格知，通过它的最大电流I0＝1A， 此时干路电流：I＝I1+I0＝1.8A+1A＝2.8A＜3A，电流表安全； 所以电路中的最大电流为2.8A， 电路的最大功率：P最大＝UI最大＝18V×2.8V＝50.4W。 答：（1）灯泡的电阻为5Ω； （2）R0的最大阻值为30Ω，电源电压为18V； （3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是50.4W。 42．【解答】（1）若将a、b分别接在电源两端，此时电路中R1和电流表串联，电流表示数为0.4A，电压表示数为3V，R1＝＝＝7.5Ω； 只将b、c分别接在电源两端，此时电路中滑动变阻器和电流表串联，当滑片P滑至中点时，电流表的示数为0.3A，由于电源电压恒定，根据欧姆定律， R2＝＝＝10Ω，所以R2＝20Ω； （2）只将a、c分别接在电源两端，R1和R2串联接入电路，当滑片P滑至最右端时，滑动变阻器接入阻值最大， R1＝＝＝7.5Ω，串联电路中总电阻等于各个用电器电阻之和， 那么R总＝R1+R2＝7.5Ω+20Ω＝27.5Ω， 此时电路的总功率为：P＝＝≈0.33W； （3）将b接在电源的一端，a、c连接后接在电源的另一端，此时R1和R2并联接入电路， 电流表测量干路电流，电流表的量程为0~0.6A，所以电流表的最大示数为I最大＝0.6A， 通过R1的电流为：I1＝0.4A， 所以滑动变阻器的最大电流为：I滑大＝I最大﹣I1＝0.6A﹣0.4A＝0.2A， 此时滑动变阻器的阻值最小，即R滑小＝＝＝15Ω。 答：（1）R2的最大阻值为20Ω； （2）当滑片P滑至最右端时，电路的总功率为0.33W； （3）R2允许接入电路的最小阻值为15Ω。 43．【解答】（1）探头A的体积为：V＝Sh＝1×10﹣3m2×0.05m＝5×10﹣5m3； A的密度为：ρ＝＝＝＝6×103kg/m3， （2）由图丙可知，压敏电阻受到的压力为800N时，此时压敏电阻的阻值为： Rx＝520Ω﹣×20Ω＝200Ω； 根据欧姆定律可知，此时电路的总电阻为：R＝＝＝1200Ω； 定值电阻的阻值为：R0＝R﹣Rx＝1200Ω﹣200Ω＝1000Ω； （3）电压表示数为8V时，电路中的电流为：I'＝＝＝0.008A； 此时压敏电阻的阻值为：R'x＝＝＝500Ω； 压敏电阻受到的压力为50N，A底部受到的压力为50N， A底部受到的压强为：p＝＝＝50000Pa； 深度为：h＝＝＝5m； 根据阿基米德原理可知，A受到的浮力为：F浮＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣5m3＝0.5N； 细导线受到的拉力为：F'＝G﹣F浮＝3N﹣0.5N＝2.5N。 答：（1）探头A的密度是6×103kg/m3；（2）为保证压敏电阻Rx受到的压力达到最大值时报警器能正常报警，接入电路的定值电阻R0阻值为1000Ω； （3）此处的深度为5m；此时细导线对探头A的拉力为2.5N。 44．【解答】（1）水温达到80℃前，电磁铁把衔铁吸下，使衔铁与b触点接通，R2接入工作电路，处于加热状态；水温达到80℃时，衔铁被弹簧拉起，使衔铁与a触点接通，R1和R2串联接入工作电路，处于保温状态； （2）由图可知当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以控制电路的总电阻为：R控＝R+R0＝100Ω+50Ω＝150Ω， 衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流：I＝＝＝0.02A， （3）R1和R2串联接入工作电路，处于保温状态，保温功率为：P＝＝＝55W； （4）水吸收的热量为：Q＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃﹣25℃）＝4.62×105J， 恒温调奶器加热状态下的电功率：P＝＝＝1100W； 500s内消耗的电能：W＝Pt＝1100W×500s＝5.5×105J， 恒温调奶器的加热效率：η＝100%＝×100%＝84%。 答：（1）水温达到80℃前，电磁铁把衔铁吸下，使衔铁与b触点接通，R2接入工作电路，处于加热状态；水温达到80℃时，衔铁被弹簧拉起，使衔铁与a触点接通，R1和R2串联接入工作电路，处于保温状态； （2）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A； （3）工作电路在保温状态下的电功率为55W； （4）此过程中水吸收的热量为4.62×105J，恒温调奶器的加热效率为84%。 45．【解答】（1）小灯泡L正常发光时其两端的电压UL＝2.5V，通过的电流IL＝0.25A， 由I＝可得，小灯泡L正常发光时的阻值：RL＝＝＝10Ω； （2）只闭合S1时，灯泡L与定值电阻R1串联，电流表测电路中的电流，即I＝0.2A， 由图乙可知，灯泡两端的电压UL′＝1V， 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：U1＝U﹣UL′＝U﹣1V， 电阻R1消耗的功率：P1＝＝， 变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电阻R1与R2的最大阻值并联，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，电阻R1消耗的功率：P1′＝， 则＝＝＝， 解得：U＝5V； （3）只闭合S1时，R1两端的电压：U1＝U﹣UL′＝5V﹣1V＝4V， 则电阻R1的阻值：R1＝＝＝20Ω， 变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，通过R1的电流：I1＝＝＝0.25A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过滑动变阻器的电流：I2＝I′﹣I1＝0.5A﹣0.25A＝0.25A， 则滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝20Ω， 只闭合S2时，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流， 当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压UL＝2.5V，电路中的电流I3＝IL＝0.25A＜0.6A，电路安全， 此时滑动变阻器两端的电压即电压表的示数：U2＝U﹣UL＝5V﹣2.5V＝2.5V＜3V，电路安全， 此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，则R2小＝＝＝10Ω； 假设电压表的示数U2′＝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﹣U2′＝5V﹣3V＝2V， 由图乙可知，电路中的电流I4＝IL′＝0.24A， 则滑动变阻器接入电路中的电阻：R2′＝＝＝12.5Ω＜20Ω，故假设正确， 所以，变阻器接入电路的阻值变化范围为10Ω～12.5Ω。 答：（1）小灯泡L正常发光时的阻值为10Ω； （2）电源电压为5V； （3）变阻器接入电路的阻值变化范围为10Ω～12.5Ω。 46．【解答】（1）由题意可知，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光，说明该装置是把机械能转化为电能， 所以甲图虚线框内一定有发电机，其工作原理是电磁感应现象； （2）重物下落时，重力做的功：W机械＝Gh＝mgh＝25kg×10N/kg×2.4m＝600J， 重力做功的功率：P＝＝＝2.5W； （3）由P＝可得，该装置获得的电能：W电＝PLEDt＝1W×4×60s＝240J， 甲图装置能量转化的效率：η＝×100%＝×100%＝40%； （4）因串联电路中各处的电流相等，且R0允许通过的最大电流为0.3A，滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A，电流表选择量程为0~0.6A， 所以，电路中的最大电流I大＝0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 由I＝可得，电路的最小总电阻：R总小＝＝＝12Ω， 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：R1小＝R总小﹣R0＝12Ω﹣5Ω＝7Ω； 当电压表的示数最大时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的阻值最大， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时R0两端的电压：U0＝U﹣U1大＝3.6V﹣3V＝0.6V， 则电路中的最小电流：I小＝＝＝0.12A， 滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R1大＝＝＝25Ω； 所以，为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为7Ω~25Ω。 答：（1）发动机；电磁感应现象； （2）重物下落时，重力做功的功率为2.5W； （3）重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率为40%； （4）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为7Ω~25Ω。 47．【解答】（1）若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，吸收的热量为： Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（60℃﹣50℃）＝1.68×105J， 由图乙可知，用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，所用时间为t1＝3min＝180s， 消耗的电能为：W1＝P高t1＝1100W×180s＝1.98×105J， 所以电火锅的热效率为：η1＝＝×100%≈84.8%； （2）若用低温挡给（1）问中的水加热，由图丙可知，所用时间为t2＝5min＝300s， 消耗的电能为：W2＝P低t2＝880W×300s＝2.64×105J， 所以W1＜W2，故使用高温挡更节能； （3）由公式P＝可知，在电压不变时，电阻越小，电功率越大； 在图甲中，当闭合S、S1时，只有电阻R1工作，为低温挡， 由P＝可知，R1的电阻为： R1＝＝＝55Ω， 当闭合S、S1，S2接a，电阻R1和R2并联，为高温挡，则电阻R2的电功率为： P2＝P高﹣P低＝1100W﹣880W＝220W， 所以R2的电阻为： R2＝＝＝220Ω， 当S闭合，S1断开，S2接b，电阻R1和R2串联，电火锅处于“保温挡”，则电火锅正常工作时保温挡的电功率为： P保＝＝＝176W。 答：（1）用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，水吸收的热量为1.68×105J，电火锅的热效率为84.8%； （2）用高温挡和低温挡给质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，使用高温挡更节能； （3）电火锅正常工作时保温挡的电功率为176W。 48．【解答】（1）由图乙可知，滑片位于A点时接入电路电阻丝的阻值比滑片位于B点时接入电路中电阻丝的阻值大， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，由I＝＝可知，滑片位于A点时电路中的电流较小，即Ia＜Ib； （2）当电流表示数为0.2安时，电路的总电阻：R总＝＝＝30Ω， 此时电阻丝接入电路中的电阻：R电阻丝＝R总﹣R0＝30Ω﹣12Ω＝18Ω， 由表格数据可知，粗细均匀电阻丝每1厘米的阻值为2Ω， 则滑块向下移动的距离：x＝20cm﹣＝11cm， 由图丙可知，F与x成正比，可设为F＝kx， 把x＝10cm、F＝0.2N代入可得：k＝＝＝0.02N/cm，则F＝0.02N/cm×x 当x＝11cm时，F＝0.02N/cm×11cm＝0.22N， 不计摩擦，液体的重力：G＝F＝×0.22N＝0.11N， 由G＝mg可得，液体的质量：m＝＝＝0.011kg＝11g， 所测液体密度ρ＝＝＝1.1g/cm3； （3）①当电路中的电流为I时，电路中的总电阻：R总＝＝， 电阻丝接入电路中的电阻：R＝R总﹣R0＝﹣12Ω， 滑块向下移动的距离：x＝20cm﹣＝20cm﹣＝26cm﹣cm， 弹簧弹力增加：F＝0.02N/cm×（26cm﹣cm）＝0.52N﹣N， 液体的重力：G＝F＝（0.52N﹣N）＝0.26N﹣N， 液体的质量：m＝＝＝0.026kg﹣kg＝26g﹣g， 液体密度：ρ＝＝＝2.6g/cm3﹣g/cm3； ②当滑片P在B点时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大， 则I大＝＝＝0.5A＜0.6A， 此时所测液体的密度最大，则最大液体密度：ρ大＝2.6g/cm3﹣g/cm3＝2.6g/cm3﹣g/cm3＝2g/cm3。 故答案为：（1）Ia＜Ib；（2）所测液体密度为1.1g/cm3；（3）①2.6g/cm3﹣g/cm3；②2。 49．【解答】（1）汽车入水前，R1表面水的压力为0，由图丙可知此时其阻值为20Ω，由乙图知R1和R2组成串联电路，电压表测的是R2两端的电压，示数为3V， 根据串联电路的电压规律U＝U1+U2得， R1两端的电压为： U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V， 电路中的电流为： I＝＝＝0.075A； （2）当汽车漂浮时，水池的水位比汽车入水前上升了8cm， 则汽车排开水的体积为： V排＝S水池△h＝20m2×8×10﹣2m＝1.6m3， 汽车受到的浮力为： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6m3＝1.6×104N， 当汽车漂浮时，受到的重力和浮力平衡，大小相等，则受到的重力为： G＝F浮＝1.6×104N； （3）汽车入水前，电压表的示数为3V时， 电阻R2的阻值为： R2＝＝＝40Ω， 汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动，把汽车吊入水池中缓慢下沉，直到a、b间的电压等于3V即R1两端的电压为3V时，气囊充气打开， 此时R2两端的电压为： U2′＝U﹣U1′＝4.5V﹣3V＝1.5V， 电路中的电流为：I′＝＝＝0.0375A， 电阻R1的阻值为：R1′＝＝＝80Ω， 由图丙可知，此时R1表面水的压力为15N，即汽车底部A处受到水的压力为15N， 汽车A处受到水的压强为：p＝＝＝1×104Pa， 由p＝ρgh得，汽车A处浸入水中的深度为：h＝＝＝1m。 答：（1）汽车入水前电路中的电流为0.075A； （2）汽车受到的重力为1.6×104N； （3）气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度为1m。 50．【解答】（1）如图甲，过氧乙酸气体传感器和定值电阻串联在6V电源上，电压表测量定值电阻两端的电压，当电压表的示数为0.75V时， 定值电阻中的电流：I0＝＝＝0.3A， 根据串联电路电流处处相等，则电路电流I＝I0＝0.3A， 根据串联电路电压特点得，过氧乙酸传感器两端的电压：Ut＝U﹣U0＝6V﹣0.75V＝5.25V， 由欧姆定律得，过氧乙酸传感器的电阻：Rt＝＝＝17.5Ω， 由图像知，40Ω×0.075g/cm3＝20Ω×0.15g/cm3＝10Ω×0.3g/cm3， 过氧乙酸传感器电阻和过氧乙酸气体浓度乘积一定，故过氧乙酸传感器电阻跟过氧乙酸气体浓度成反比， 过氧乙酸传感器电阻等于17.5Ω时，40Ω×0.075g/cm3＝17.5Ω×ρ， 则此时过氧乙酸气体浓度：ρ≈0.17g/cm3＞0.1g/m3，故教室内过氧乙酸气体的浓度能达到消毒要求。 （2）由图像知，检测仪处在所能测量的最大ρ值状态，过氧乙酸传感器的电阻最小，电路电流最大， 定值电阻允许通过的最大电流是0.4A，当电路电流是0.4A时，定值电阻两端的电压：U'0＝I'0R0＝0.4A×2.5Ω＝1V，电压表的量程为0～3V，故电流是0.4A符合电路要求， 则若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作了500s， 则定值电阻R0消耗的电能：W0＝U'0I'0t＝1V×0.4A×500s＝200J。 电路电功率：P＝UI'0＝6V×0.4A＝2.4W。 （3）由于过氧乙酸传感器电阻跟过氧乙酸气体浓度成反比， 若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3，40Ω×0.075g/cm3＝Rt′×0.45g/cm3， 故过氧乙酸传感器的电阻为Rt′＝Ω≈6.7Ω，此时电压表指针刚好偏转到最大刻度，故电压表示数是U''0＝3V， 根据串联电路电压特点，则过氧乙酸传感器两端的电压是：U''t＝U﹣U''0＝6V﹣3V＝3V， 串联电路中各串联导体的电压表等于电阻比，则定值电阻的阻值是R'0≈6.7Ω， 则定值电阻的电流：I''＝＝＝0.45A， 故定值电阻的规格“6.7Ω 0.45A”。 答：（1）当电压表的示数为0.75V时，教室内过氧乙酸气体的浓度能达到消毒要求； （2）若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作了500s，电路消耗的电功率是2.4W，R0消耗的电能是200J； （3）若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3，此时电压表指针刚好偏转到最大刻度，定值电阻的规格“6.7Ω 0.45A”。 51．【解答】（1）灯泡L正常发光时的电压UL＝6V，灯泡的电功率PL＝2.4W， 由P＝UI可得，灯泡正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0.4A； （2）闭合开关S，当滑片P从A点滑到O点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变， 则金属丝OA的电阻为0Ω，相当于导线，即Ra＝0Ω； （3）图甲中： ①当PB＝OB时，Rb与灯泡L串联，此时电路中的电流I1＝0.36A， ②当PB＝OB时，Rb与灯泡L串联，此时小灯泡正常发光，此时电路中的电流I2＝IL＝0.4A； 图乙中，OB段电阻被OA导线短路， ③当PO＝OC时，Rc与灯泡L串联，电压表测灯泡两端的电压，即UL′＝4.8V， ④当PO＝OC时，Rc与灯泡L串联，电压表测灯泡两端的电压，即UL″＝6.0V，此时灯泡正常发光， 由②④灯泡都正常发光可知，Rb＝Rc，即Rc＝2Rb， 由④可得，电源的电压U＝UL+I2×Rc＝6V+0.4A×Rc﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣I， 由Rc＝2Rb可知，Rb＝Rc，即①③电路是等效的， 由③可得，电源的电压U＝UL′+I1×Rc＝4.8V+0.36A×Rc﹣﹣﹣﹣﹣II， 由I、II可得：Rc＝60Ω，U＝12V。 答：（1）灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流为0.4A； （2）0； （3）金属丝OC的电阻Rc为60Ω，电源电压为12V。 二．解答题（共7小题） 52．【解答】由电路图可知，闭合开关后，酒精气体传感器电阻和定值电阻R0串联，电压表测R0两端的电压。 （1）由图象可知，当气体中酒精浓度为0时，酒精气体传感器的阻值Rp＝250Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流：I＝＝＝＝0.01A， 通电10s电流产生的热量：Q＝W＝UIt＝3V×0.01A×10s＝0.3J； （2）当电压表的示数为2V时， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流：I′＝＝＝0.04A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，酒精气体传感器两端的电压：Up＝U﹣U0＝3V﹣2V＝1V， 酒精气体传感器的阻值：Rp′＝＝＝25Ω， 由图象可知，100ml的气体中酒精浓度大于80mg，该司机属于醉驾。 答：（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是0.01A，通电10s电流产生的热量是0.3J； （2）在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，该司机属于醉驾。 53．【解答】（1）由I＝的变形式R＝可知，当电流表的示数增大时，电路的总电阻减小， 由图甲可知，拉力增大时，滑片下移， 因电流表示数随拉力的增大而增大， 所以，拉力增大时，电阻丝接入电路中的电阻应减小，则虚线框内接线柱“1”应与“3”连接； （2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，电阻丝接入电路中的电阻最大，即Rab＝25Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流：I＝＝＝＝0.2A， R0消耗的功率：P0＝I2R0＝（0.2A）2×4Ω＝0.16W； （3）由电流表量程为0～0.6A可知，电流表的最大示数I大＝0.6A， 此时电路的总电阻：R总′＝＝＝10Ω， 此时电阻丝接入电路中的电阻：RPb＝R总′﹣R0﹣R弹簧＝10Ω﹣4Ω﹣1Ω＝5Ω， 弹簧的伸长量：△L＝L﹣L＝10cm﹣×10cm＝8cm， 由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F＝400N； （4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0～3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小， 当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，此时拉力最大， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的最大电流：I大′＝＝＝0.75A， 此时电路的总电阻：R总″＝＝＝8Ω， 此时电阻丝接入电路中的电阻：RPb′＝R总″﹣R0﹣R弹簧＝8Ω﹣4Ω﹣1Ω＝3Ω， 弹簧的伸长量：△L＝L﹣L＝10cm﹣×10cm＝8.8cm， 由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F′＝440N， 则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升×100%＝×100%＝10%； （5）从电路的安全性考虑，当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻为0，此时电路中的电流应不大于0.6A， 由（3）的解答可知，当电路中的电流为0.6A时，电路的总电阻R总′＝10Ω， 所以，其他条件不变，R0的阻值应不小于R0′＝R总′﹣R弹簧＝10Ω﹣1Ω＝9Ω。 故答案为：（1）“3”；（2）R0消耗的功率位0.16W；（3）电流表示数最大时显示的拉力为400N；（4）10；（5）9。 54．【解答】（1）开关接入电路时应与火线相连，所以a接火线，b接零线；如图： ； （2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流：I＝＝＝10A， 以最大额定功率工作时，1min消耗的电能：W＝Pt＝2200W×60s＝132000J； （3）两开关都闭合，两电阻并联接入电路，并联电路各并联支路两端电压相等，两电热丝阻值相等，由P＝可知两电阻丝的功率相等， 电路总功率等于各部分功率之和，所以电热丝R1的功率：P1＝P＝×2200W＝1100W， 电热丝R1的阻值：R1＝＝＝44Ω。 答：（1）见上图； （2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是10A； 以最大额定功率工作时，1min消耗的电能为132000J； （3）电热丝R1的阻值是44Ω。 55．【解答】（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量： Q吸＝cm△t＝0.8×103J/（kg•℃）×1.5kg×（32℃﹣10℃）＝2.64×104J； （2）当旋转开关S接触点1、2时，R1、R2串联，电路电阻较大，根据P＝可知，电功率较小，电加热器为低温挡， 当旋转开关S接触点2、3时，R1被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较小，根据P＝可知，电功率较大，电加热器为中温挡； 当旋转开关S接触点3、4时，R2、R3并联，电路电阻较小，根据P＝可知，电功率最大，电加热器为高温挡； 电加热器电路中R2的阻值： R2＝＝＝440Ω； （3）R3的功率为： P3＝＝＝110W， 高温挡的功率为： P高＝P2+P3＝P中+P3＝110W+110W＝220W， 根据η＝得消耗的电能为： W＝＝＝3.3×104J； 根据P＝得加热时间为： t＝＝＝150s。 答：（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量为2.64×104J； （2）电加热器电路中R2的阻值为440Ω； （3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热150s。 56．【解答】（1）由电路图可知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，总功率最大，所以此时电炖锅为高温挡。 （2）由电路图可知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，此时为低温挡； 当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，电炖锅处于中温挡。 由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流： I1＝＝＝A， 由I＝得，R1的阻值： R1＝＝＝121Ω； 高温挡时，R2消耗的电功率为：P2＝P高﹣P中＝1100W﹣400W＝700W； 则R2的电阻为：R2＝＝≈69Ω； （3）由ρ＝可得，水的质量： m＝ρ水V＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg， 水吸收的热量： Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J， 消耗的电能：W＝＝＝4.62×105J， 由P＝得，烧开一壶水需要的时间： t＝＝＝420s。 答：（1）当开关S1闭合，S2接B时，为高温挡；因为此时电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大； （2）电阻R1的阻值是121Ω；R2的电阻为69Ω； （3）水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。 57．【解答】（1）闭合开关，两电阻并联接入电路，电流表A测干路电流，电流表A1测通过R1的电流， 并联电路各并联支路两端电压相等，由欧姆定律可得电阻R1的阻值：R1＝＝＝20Ω； （2）干路电流表A和电流表A1偏角相同，且干路电流大于支路电流，故干路电流为0.3A×5＝1.5A， 并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过变阻器R2的电流：I2＝I﹣I1＝1.5A﹣0.3A＝1.2A； （3）变阻器滑片P位于最大阻值处时通过滑动变阻器的电流最小，所以通过滑动变阻器的最小电流为 1.2A， 电流表A示数最大时通过滑动变阻器的电流最大，电流表A的最大示数为3A，所以通过滑动变阻器的最大电流为：I2′＝I′﹣I1＝3A﹣0.3A＝2.7A， 由电功率公式P＝UI可知变阻器R2消耗的最小功率和最大功率的比值等于最小电流和最大电流的比值，即＝＝＝。 答：（1）电阻R1的阻值为20Ω； （2）此时经过变阻器R2的电流为1.2A； （3）变阻器滑片P，在电路安全工作的前提下，求变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min：P2max＝4：9。 58．【解答】由电路图可知，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测电源电压。 （1）此电路是串联电路，电路的总电阻为：R＝R1+R2＝2Ω+4Ω＝6Ω； （2）电压表的示数为：U＝IR＝0.5A×6Ω＝3V； （3）t＝1min＝60s，电阻R2在1min内产生的热量为：Q＝I2R2t＝（0.5A）2×4Ω×60s＝60J。 答：（1）电路的总电阻为6Ω； （2）电压表的示数为3V； （3）电阻R2在1min内产生的热量为60J。 三．综合能力题（共2小题） 59．【解答】（1）由图丙可知，车速越大，Rv的阻值越大； （2）图甲的电路中，R与Rv串联，电压表测Rv的电压， 由图乙可知，当电流表示数为0.2A时，Rv的功率为P＝2.0W， 由P＝UI可得，此时电压表的示数：Uv＝＝＝10V， 由I＝可得，Rv的阻值：Rv＝＝＝50Ω； （3）当电流表示数为0.2A时，定值电阻R两端的电压：UR＝IR＝0.2A×10Ω＝2V， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电源的电压：U＝Uv+UR＝10V+2V＝12V； （4）由图丙可知，Rv与v的关系是一次函数，可设为Rv＝kv+b， 把Rv＝10Ω、v＝0km/h和Rv＝50Ω、v＝120km/h代入可得：10Ω＝k×0km/h+b，50Ω＝k×120km/h+b， 解得：b＝10Ω，k＝Ω•h/km，即Rv＝Ω•h/km×v+10Ω， 当车速是60km/h时，可变电阻的阻值：Rv′＝Ω•h/km×60km/h+10Ω＝30Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流：I′＝＝＝＝0.3A， 则电压表的示数Uv′＝I′Rv′＝0.3A×30Ω＝9V。 答：（1）大； （2）当车速为120km/h时，电压表的示数为10V，Rv的阻值为50Ω； （3）电源电压为12V； （4）当车速是60km/h时，电压表的示数为9V。 60．【解答】（1）由图丙R﹣F图像可知，秤盘为空即F＝0N时，R的阻值为600Ω； （2）物体对水平秤盘的压力大小等于物体的重力大小，由图丙R﹣F图像可知，当F＝G小勇＝600N时，R＝300Ω，R与R0串联， 通过R0的电流为：， R0的阻值为：， （3）小华站在体重秤上时，电路中的电流为：， 电路的总电阻为：， R的阻值为：R′＝R总﹣R0＝400Ω﹣200Ω＝200Ω， 由图丙R﹣F图像可知F的大小即小华的体重大小为800N； 答：（1）600N； （2）R0的阻值是200Ω； （3）小华的体重为800N。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 1 学科网（北京）股份有限公司 $