期末专项训练 ：热电计算 2025-2026学年沪科版初中物理九年级上册

九年级上册热电计算专项训练 本专题以能量转化为核心，运用“三步拆解法”系统梳理。 计算模块 核心知识点与公式 “三步拆解法”应用要点 热学模块 1.物体吸放热计算 -公式：Q=cmΔt（c为比热容） -应用：计算水或其他物质温度变化时吸收或放出的热量。 2.燃料燃烧放热计算 -公式：Q放=mq或Q放=Vq（q为热值） -应用：计算燃料完全燃烧释放的热量。 第一步：明确对象 识别题目中涉及吸热的物体（如水）和放热的来源（如燃料、电热器）。 第二步：选对公式 根据对象选择正确的热学公式列式。 电学模块 1.电能与电功计算 -普遍公式：W=UIt=Pt -纯电阻电路：W=I²Rt=(U²/R)t 2.电功率计算 -普遍公式：P=W/t=UI -纯电阻电路：P=I²R=U²/R 3.焦耳定律（电热计算） -普遍公式：Q=I²Rt（所有电路） -纯电阻电路：Q=W=UIt=(U²/R)t 第一步：分析电路 判断电路类型（纯电阻/非纯电阻），选择正确的电功、电热公式。 第二步：梳理条件 找出已知的电压、电流、电阻、时间等条件。 效率桥梁模块 能量转化效率 -通用公式：η=(有效利用的能量/输入的总能量)×100% -热电综合中常见形式： η=Q吸/W电（电热器效率） η=Q吸/Q放（热机或炉具效率） η=W机械/Q放（热机效率） 关键一步：建立连接 找到连接热学量与电学量（或两个热学量）的效率公式。 核心桥梁：效率公式是综合题的核心方程，常作为解题突破口。 一、内能的利用 1．我市自2017年启动农村清洁取暖改造至今，累计有近90万户村民实现清洁取暖，其中，安装燃气壁挂炉以“气代煤”的改造方式占比很大。如图所示，是小明爷爷家壁挂炉铭牌的部分信息： 热水温度调节 30~60℃ 额定产热水能力 8kg/min （1）该壁挂炉工作1分钟，使初温为10℃的水升到最高温度时，水吸收的热量是多少？（J/kg⋅℃） （2）小明观察发现，该壁挂炉1分钟消耗25dm的天然气（天然气热值为J/m），求该壁挂炉的效率。 2．上汽大通FCV80是国内第一款运用全新标准的燃料电池轻客车型，它是用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机，储氢罐中液化氢汽化为氢气在燃料电池中与氧气发生反应产生电能，据悉其功率最大可达75kW，在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢能行驶1.4h。已知车载储氢罐的氢存储量为5.4kg，热值。求： (1)一罐氢完全燃烧放出的热量； (2)此次测试中该客车的效率。 3．利用天然气烧水，使100kg的水从升高到60℃，已知水的比热容为，天然气的热值为 (1)水吸收的热量为多少？ (2)若烧水效率为60%，则该过程消耗的天然气为多少立方米？ 4．民谚“五月五、过端午、蒸粽子”，呈现了端午节文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的水蒸气进行加热。用2.5kg的水蒸粽子，当水沸腾时，水温升高了80℃。，。求： （1）从加热至沸腾，水吸收的热量； （2）此过程若采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，需要完全燃烧煤的质量。 5．中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料．工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值． ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，，用该装置加热水的效率为42%．求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量； （2）该液态燃料的热值。 6．如图“围炉煮茶”是闽南一种休闲方式，采用木炭作为燃料。茶壶中装入初温为的山泉水，用围炉加热至，热效率为。，，求此过程： (1)水吸收的热量； (2)完全燃烧木炭放出的热量； (3)完全燃烧木炭的质量。 7．2024年11月18日，搭载燃氢发动机的国产大卡车成功下线，标志着我国自主研发的大马力燃氢发动机技术迈向实际应用。某次测试中该卡车行驶1h，消耗氢气25kg，发动机输出功率350kW。已知氢气的热值为1.4×108J/kg。求： (1)氢气完全燃烧放出的热量； (2)燃氢发动机的效率； 8．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷作为燃料。水壶装入1kg初温为28℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了15g丁烷（水的比热容为，丁烷的热值为）。求： (1)水吸收的热量； (2)丁烷完全燃烧放出的热量； (3)卡式炉的加热效率。 二、电功和电功率 9．如图甲所示，为某品牌电饭煲，其发热元件为两个电阻，的阻值为50Ω，该电饭煲可实现高温、中温、低温三挡的挡位调节。电路额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关断开，开关S接a端时为低温挡；闭合开关、开关S接a处时为中温档，中温挡功率是242W。求： (1)的电阻值； (2)低温挡功率； (3)小青发现在晚上用电高峰时用电饭煲煮饭比平时时间长，晚上她进行了测量，关掉家里其他电器，仅让电饭煲处于高温挡工作，她观察到家里电能表（如图丙所示）1min转盘转了50转，则高温挡的实际电功率为多少？ 10．如图所示，电源电压恒定，。当开关S、都闭合时，电流表的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A，求： (1)电源电压； (2)的阻值； (3)通电5min，消耗的电能。 11．某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1=55Ω。求： （1）取暖器工作时通过R1的电流； （2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量； （3）R2的阻值。 12．某款汽车的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示，该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为阻值相等的电热丝。求： (1)当座椅垫处于“高温”挡加热时，电路中的电流； (2)电热丝R1的阻值； (3)低温挡加热10min产生的热量。 13．如图所示，灯泡L标有“6V  3W”的字样，定值电阻R=10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。 （1）求灯泡正常发光时的电流； （2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量； （3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功率。    14．如图电路中电源电压为，电阻的阻值为。闭合开关，电流表的示数为。求： (1)电流表的示数； (2)的阻值； (3)电路工作100s消耗的电能。 15．如图为实践小组设计的高、中、低三挡恒温热水器的工作原理图。电源电压恒为20V，四个电阻R为相同的PTC热敏电阻。当开关旋转至2时，热水器处于中温挡，消耗的电功率随温度变化的曲线如图所示。加热过程中热水器的热量损失功率与水温和室温之差成正比，比例为0.2W/℃。若室温为20℃，求 (1)中温挡工作时，通过PTC电阻的最大电流； (2)在相同温度下，高温挡和低温挡的电功率之比； (3)高温挡工作时，水最终保持的稳定温度。 16．如图所示的电路，电源电压恒定不变，的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A的示数为1.2A，电流表的示数为0.4A。 (1)通过电阻的电流。 (2)电源电压。 (3)通电5min电阻消耗的电能。 17．如图是某电火锅分挡加热器的简化电路图，已知电源电压是220V，R1、R2均是发热电阻，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为400Ω，开关接“1”时为低温挡，开关接“2”时为高温挡。求： (1)低温挡工作时的电流； (2)高温挡的电功率； (3)高温挡工作5min，消耗的电能。 18．如图所示，电源的电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2的阻值为60Ω，只闭合开关S0时，电流表的示数为0.2A，再闭合开关S1时，电流表的示数为0.6A．求： （1）电源的电压； （2）电阻R1的阻值； （3）开关S0、S1均闭合后，通电10s电路消耗的总电能． 三、欧姆定律 19．智能物联给我们的生活提供了诸多便利，如图甲是一个智能照明灯的工作原理图。工作电路中灯泡L的规格均为“220V 44W”；控制电路中的电源电压大小可调，已知为10Ω，R是光敏电阻，其阻值随光照强度变化（光照强度的单位为，光越强光照强度越大），当控制电路电流时，衔铁被释放而接通工作电路。（不计线圈电阻） (1)当工作电路中的电灯L正常发光时，工作电路中的总电流是多少？ (2)将控制电路中的电源电压设置为6V，光敏电阻R上的光照强度小于或等于多少时，工作电路启动，开始照明？ (3)设置光照强度小于或等于时，工作电路恰好启动，若不变，控制电路中的电源电压应设置为多少？ 20．在实践活动中，小博利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温功能的恒温孵化器，如图甲所示。在控制电路中，电源电压，定值电阻，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；在孵化器内的工作电路中，电源电压，、为电热丝，， 。当孵化器内温度达到时，衔铁会跳起。求： (1)衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流； (2)工作电路在保温状态下的电功率； (3)衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量； (4)若要使孵化器内温度达到时衔铁就跳起，请通过计算说明应如何调整控制电路。 21．图甲是一个检测空气质量指数的电路。其中R为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示。已知：电源电压为12V且保持不变，定值电阻R0为2Ω。当闭合开关S后，电压表示数为2V时，求： （1）通过R0的电流； （2）电阻R的阻值； （3）此时的空气质量指数。 22．物理学科实践小组模拟工程师做“钢梁承重下垂”的测试，用钢片模拟“桥梁”，如图甲所示，力敏电阻R受到的压力F与钢片下垂量h满足关系F=kh，k=2N/mm。测试电路设计如图乙，力敏电阻R与其受到的压力F关系图像如图丙。已知电源电压4.5V，R0=500Ω，电压表量程0~3V。外加压力为零时，由于钢片自重，力敏电阻R受到的压力F0=5N。求： （1）当电压表示数为3V时，电路中的电流； （2）当电压表示数为3V时，钢片下垂量h； （3）请指出图乙设计中存在的问题，利用现有器材进行改进，画出改进后的电路图，并计算出改进后仪器能测量的最大下垂量。 23．如图甲是蜜柚自动筛选仪，电源电压为24V，，力敏电阻R的阻值随质量变化关系如图乙所示。传送带上的柚子经过检测点时，使力敏电阻R的阻值发生变化，AB间的电压也随之发生改变，当两端电压时，机械装置启动，将质量不达标的柚子推出，实现自动筛选。求： (1)当检测点上没有柚子时，电路的电流； (2)当检测点上没有柚子时电路的总功率； (3)该装置能够剔除的柚子的质量范围； (4)不同等级的柚子筛选的质量标准是不同的，若顶级的柚子质量应达到以上，为了达到这一标准不改变力敏电阻，应更换为多大的定值电阻。 24．图为小华设计的电子测温原理图，电源电压恒为4.5V，热敏电阻Rt在-15℃~100℃间，阻值R1（）与温度t（℃）满足关系式，电压表量程为0~3V，R0为定值电阻。当电压表指针位于表盘正中央时所测的温度为0℃。求： (1)时通过Rt的电流； (2)时电压表的示数； (3)电路能测量的最高温度。 25．项目式学习小组设计了一款身高、体重测量仪。其电路由身高测量仪和体重测量仪两部分组成，如图所示。电源U1为8V，电源U2的大小未知，电压表量程为0-15V，压敏电阻R1阻值随压力F大小变化如下表，滑动变阻器R接入电路的阻值与接入电路的长度成正比，滑片P随身高的变化上下移动。闭合开关S1、S2，身高h1为160cm，重为600N的小龙站在压敏电阻R1上时，电压表示数为12V，电流表A2的示数为0.3A，此时滑片恰好在滑动变阻器R的中点；若身高h2为130cm的小岩站在压敏电阻R1上时，电压表示数为6V，电流表A2的示数为0.6A。求： (1)小龙站在压敏电阻R1上时，电流表A1的示数； (2)电源U2和R2的大小； (3)在保证电路安全的前提下，此身高测量仪的最大测量值。 26．如图是某照明系统模拟控制电路原理图。已知电源电压U恒为6V，定值电阻R2的阻值为10Ω，R1为光敏电阻，其阻值随着光照强度E变化关系的部分数据如表所示。当R2两端电压低至2V时，控制开关自动启动照明系统，忽略控制开关对虚线框内电路的影响，利用该装置可以实现当光照强度低至某一设定值时，照明系统内照明灯自动工作。求： (1)照明系统中，标有“6V  3W”字样的照明灯正常工作时的电阻。 (2)控制开关自动启动照明系统时，光敏电阻R1的阻值。 (3)某段时间内，电流表示数从0.2A变化到0.3A，则光敏电阻R1处的光照强度E的变化范围。 27．某兴趣小组设计了一个监测湖水水位的报警装置，其原理如图1。电源电压恒定，电阻R0的阻值为30Ω；R是竖直放置的长条形电阻片。浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动、AP与R组成滑动变阻器。当电流表的示数达到设定数值时，表示水位达到警戒水位，电压表示数与电流表示数的U﹣I图像如图2所示。 (1)求滑动变阻器的最大阻值； (2)求电源电压和电路的最小功率； (3)滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，记录下几组水位和对应的电流表示数。当电流表的示数为0.25A时，水位达到警戒值，求警戒水位。 水位h/cm 10 15 20 30 电流I/A 0.1 0.12 0.15 0.3 四、电和磁 28．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、消毒等功能的恒温器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压定值电阻，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压220V，R₁、R₂是电热丝，并且，。已知水温达到80℃时衔铁会跳起。 （1）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。 （2）求工作电路在保温状态下的电功率。 （3）求衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量是多少焦耳？ （4）要使水温达到60℃时衔铁跳起，请通过计算说明如何调整控制电路？ 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级上册热电计算专项训练解析 本专题以能量转化为核心，运用“三步拆解法”系统梳理。 计算模块 核心知识点与公式 “三步拆解法”应用要点 热学模块 1.物体吸放热计算 -公式：Q=cmΔt（c为比热容） -应用：计算水或其他物质温度变化时吸收或放出的热量。 2.燃料燃烧放热计算 -公式：Q放=mq或Q放=Vq（q为热值） -应用：计算燃料完全燃烧释放的热量。 第一步：明确对象 识别题目中涉及吸热的物体（如水）和放热的来源（如燃料、电热器）。 第二步：选对公式 根据对象选择正确的热学公式列式。 电学模块 1.电能与电功计算 -普遍公式：W=UIt=Pt -纯电阻电路：W=I²Rt=(U²/R)t 2.电功率计算 -普遍公式：P=W/t=UI -纯电阻电路：P=I²R=U²/R 3.焦耳定律（电热计算） -普遍公式：Q=I²Rt（所有电路） -纯电阻电路：Q=W=UIt=(U²/R)t 第一步：分析电路 判断电路类型（纯电阻/非纯电阻），选择正确的电功、电热公式。 第二步：梳理条件 找出已知的电压、电流、电阻、时间等条件。 效率桥梁模块 能量转化效率 -通用公式：η=(有效利用的能量/输入的总能量)×100% -热电综合中常见形式： η=Q吸/W电（电热器效率） η=Q吸/Q放（热机或炉具效率） η=W机械/Q放（热机效率） 关键一步：建立连接 找到连接热学量与电学量（或两个热学量）的效率公式。 核心桥梁：效率公式是综合题的核心方程，常作为解题突破口。 1．（1）J；（2）80% 【详解】解：（1）由表格知，水的最高温度为60℃，水的温度变化 ℃ 水吸收的热量 （2）消耗天然气的体积 天然气完全燃烧放出的热量 该壁挂炉的效率 答：（1）水吸收的热量是1.68×106J； （2）该壁挂炉的效率是80%。 2．(1) (2) 【详解】（1）一罐氢完全燃烧放出的热量为 （2）最大功率 行驶时间 有用功 客车的效率 3．(1) (2)0.875m3 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）若烧水效率为60%，则天然气燃烧释放的热量为 该过程消耗的天然气为 4．（1）；（2） 【详解】解：（1）由题意可知，水吸收的热量为 （2）由得，煤炉放出的热量为 由得，需要完全燃烧煤的质量为 答：（1）从加热至沸腾，水吸收的热量为； （2）此过程若采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。 5．（1）2.898×105J（2）2.3×107J/kg 【详解】解：（1）烧杯内水吸收的热量为 （2）该液态燃料完全燃烧放出的热量为 该液态燃料的热值为 答：（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量为2.898×105J； （2）该液态燃料的热值为2.3×107J/kg。 6．(1) (2) (3)0.2kg 【详解】（1）茶壶中装入山泉水的质量，水的比热容，山泉水的初温为，用围炉加热至，温度的变化 水吸收的热量 （2）水吸收的热量，热效率为，根据热效率的公式可得，完全燃烧木炭放出的热量 （3）完全燃烧木炭放出的热量，木炭的热值，完全燃烧木炭的质量 7．(1) (2)36% 【详解】（1）氢气完全燃烧放出的热量 （2）有用功 发动机的效率 8．(1) (2) (3)42% 【详解】（1）根据公式可知，水吸收的热量为 （2）根据公式可知，丁烷完全燃烧放出的热量为 （3）根据公式可知，卡式炉的加热效率 9．(1) (2) (3) 【详解】（1）S1断开，S接a时，R1、R2串联，电路电阻最大，为低温挡；S1闭合，S接a时，R1短路，只有R2接入电路，电路电阻较小，为中温挡；S1闭合，S接b时，R1与R2并联，电路电阻最小，为高温挡。 由得，的电阻值 （2）低温挡电路电阻为 低温挡功率 （3）电饭煲处于高温挡工作消耗的电能为 高温挡的实际电功率为 10．(1) 3V (2) 15Ω (3) 270J 【详解】（1）当开关S、都闭合时，电阻和并联。电流表测量通过的电流，电流表A测量干路总电流 两端的电压为 在并联电路中，电源电压等于各支路两端的电压，则电源电压为 （2）通过的电流为 在并联电路中，两端的电压等于电源电压，即 的阻值为 （3）通电时间 消耗的电能为 11．（1）4A；（2）52800J；（3）110Ω 【详解】解：（1）由电路图知，两个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，电路中的总电功率较大，处于高温挡；S1闭合、S2断开时，电路中只有R1工作，电路中的电阻较大，据 知，电路中的总电功率较小，处于低温挡。此时通过R1的电流 （2）电热取暖器处于低温挡时，功率 P低温=UI1=220V×4A=880W 工作1min产生的热量 Q=P低温t=880W×60s=52800J （3）高温挡工作，R2消耗的功率 P2=P高温-P低温=1320W-880W=440W 所以R2的阻值 答：（1）取暖器工作时通过R1的电流为4A； （2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量为52800J； （3）R2的阻值为110Ω。 12．(1)1.5A (2)16Ω (3)10800J 【详解】（1）由图可知，处于“高温”挡加热时，R1单独工作，且“高温”挡功率为36W，此时通过座椅的电流 （2）电热丝R1的阻值 （3）R1和R2为阻值相等的电热丝，即 低温挡位时，两电阻串联，电路中电流为 低温挡加热10min产生的热量 13．（1）0.5A；（2）240J；（3）0.288W 【详解】解：（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流为 （2）闭合开关S，将开关S拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压为 U=U额=6V 滑片P移至b端，开关S拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器R1串联，根据Q=I2Rt可得，定值电阻R工作10min产生的热量 （3）接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流，由U=IR可得，滑动变阻器两端的电压为 U1=I实R1=0.24A×20Ω=4.8V 由串联电路的电压特点可知，灯泡L两端的实际电压为 U实=U-U1=6V-4.8V=1.2V 此时灯泡的功率为 P实=U实I实= 1.2V×0.24A=0.288W 答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A； （2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R工作10min产生的热量为240J； （3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，此时灯泡的功率为0.288 W。 14．(1)0.3A (2) (3)300J 【详解】（1）由电路图可知，电阻和并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量通过的电流。两端的电压等于电源电压 已知的阻值为，根据欧姆定律，通过的电流（即电流表A1的示数）为： （2）闭合开关，电流表测干路电流，因此干路电流。在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过的电流 两端的电压等于电源电压 根据欧姆定律，的阻值 （3）电源电压，干路电流，电路工作时间，消耗的总电能为： 15．(1)1A (2) (3)60oC 【详解】（1）由图1可知，开关旋转至2时，此时只有一个电阻R接入电路，热水器处于中温挡。由可知，当电功率最大时，电路中的电流最大，由图2可知，中温挡最大电功率为20W，则中温挡工作时，通过PTC电阻的最大电流为 （2）由可知，当开关旋转至3时，两个电阻R并联，此时总电阻最小，为高温挡；当开关旋转至1时，两个电阻R串联，此时总电阻最大，为低温挡。设每个电阻R的阻值为r，则高温挡电阻，低温挡电阻，则高温挡功率为 低温挡功率为，所以相同温度下高温挡和低温挡的电功率之比为 （3）当热量损失功率与高温挡的功率相等时，达到稳定温度，观察图2，找到一个精确的点能满足要求，如图在t=60℃时，中温挡（一个电阻）时功率为 则60℃时高温挡的功率为 此时水温与室温差为 热量损失功率为 符合要求，故最终水温保持在60℃。 16．(1) 0.8A (2) 8V (3) 960J 【详解】（1）闭合开关S，两电阻并联，电流表A测量干路电流，电流表测量通过R1的电流。根据并联电路的电流特点可知通过电阻的电流 （2）根据欧姆定律可知电源电压 （3）通电5min电阻消耗的电能 17．(1) (2) (3) 【详解】（1）当开关S接“1”时，电火锅处于低温挡，此时电阻和串联接入电路。根据串联电路电阻的特点，电路的总电阻为 根据欧姆定律，低温挡工作时的电流为 （2）当开关S接“2”时，电火锅处于高温挡，此时只有电阻R₁接入电路。根据电功率公式，高温挡的电功率为 （3）高温挡工作的时间 根据电能公式可得，高温挡工作消耗的电能为 18．（1）12V；（2）30Ω；（3）72J． 【详解】（1）只闭合开关S0时，电路属于R2的简单电路，电源的电压为：U=U2=IR2=0.2A×60Ω=12V； （2）开关S0、S1均闭合后，电路变成R1与R2并联，此时由于R2两端的电压不变，则通过R2的电流仍然为0.2A，则通过R1的电流为； R1的阻值为：； （3）开关S0、S1均闭合后，通电10s电路消耗的总电能为：； 答：（1）电源的电为12V； （2）电阻R1的阻值为30Ω； （3）通电10s电路消耗的总电能为72J． 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）工作电路中两盏灯L并联，每盏灯的额定电流为 根据并联电流规律，当工作电路中的电灯L正常发光时，工作电路中的总电流 （2）当控制电路中的电流时，工作电路启动。工作电路恰好启动时的临界电流I=0.1A。控制电路中，和光敏电阻R串联，根据欧姆定律，此时控制电路的总电阻为 根据串联电路的电阻特点，光敏电阻的阻值为 由图乙可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。当R=50Ω时，对应的光照强度为0.3lx。因此，当光照强度小于或等于0.3lx时，工作电路启动。 （3）当光照强度为时，工作电路恰好启动，说明此时控制电路中的电流恰好为临界值I=0.1A。由图乙可知，当光照强度为时，光敏电阻的阻值为40Ω。此时控制电路的总电阻 根据欧姆定律，控制电路的电源电压应设置为 20．(1)0.04A (2)44W (3) (4)应将定值电阻R0串联一个50Ω的电阻 【详解】（1）当孵化器内温度达到45℃时，衔铁会跳起。由图乙可知，此时热敏电阻的阻值。控制电路中，定值电阻R0与热敏电阻R串联，电磁铁线圈电阻不计。控制电路的总电阻 根据可得，通过电磁铁线圈的电流 （2）当温度升高，控制电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁跳起，动触点与静触点a接通，工作电路中与串联，此时电路总电阻较大，功率较小，处于保温状态。由可得，工作电路在保温状态下的电功率 （3）当温度较低时，控制电路中电流较大，电磁铁磁性较强，将衔铁吸下，动触点与静触点b接通，工作电路中只有工作，此时电路总电阻较小，功率较大，处于加热状态。加热状态下的电功率 工作时间 产生的热量 （4）电磁继电器衔铁跳起的动作电流是固定的，由第（1）问可知，动作电流。若要使孵化器内温度达到35℃时衔铁就跳起，由图乙可知，此时热敏电阻的阻值。此时控制电路的总电阻 此时控制电路中的定值电阻 需要串联的电阻阻值 21．（1）1A；（2）10Ω；（3）20。 【详解】解：（1）已知定值电阻R0为2Ω，其两端电压为2V，由可知，通过R0的电流 （2）因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以气敏电阻R两端电压 UR=U﹣U0=12V﹣2V=10V 由于串联电路的电流处处相等，则电阻R的阻值 R （3）根据图乙可知，空气质量指数与R阻值的倒数成正比，当R=10Ω时，则电阻的倒数为 根据图乙可知，当 时，空气质量指数为20。 答：（1）通过R0的电流为1A； （2）电阻R的阻值为10Ω； （3）此时的空气质量指数为20。 22．（1）0.003A；（2）5mm；（3） ；20mm 【详解】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测力敏电阻两端的电压，串联电路总电压等于各部分电压之和，当电压表示数为3V时，定值电阻两端的电压 U0=U-UR=4.5V-3V=1.5V 串联电路各处电流相等，此时通过电路的电流 （2）当电压表示数为3V时，力敏电阻接入电路的阻值 由图丙可知力敏电阻受到的压力为10N，则钢片下垂量 （3）外加压力为零时，由于钢片自重，力敏电阻R受到的压力F0=5N，由图丙可知力敏电阻接入电路的阻值为2000Ω，此时力敏电阻接入电路最大阻值，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 此时力敏电阻两端的电压 UR′=I′R′=0.0018A×2000Ω=3.6V>3V 所以电压表会损坏，为保证电路安全，可以将电压表并联在定值电阻两端，如图 当电压表示数最大为3V时，根据欧姆定律可得通过电路的最大电流 此时力敏电阻两端的电压 UR″=U-U0大=4.5V-3V=1.5V 力敏电阻接入电路的阻值 由图丙可知力敏电阻受到的压力为40N，则改进后仪器能测量的最大下垂量 答：（1）当电压表示数为3V时，电路中的电流为0.003A； （2）当电压表示数为3V时，钢片下垂量h为5mm； （3）改进后的电路图见上图，改进后仪器能测量的最大下垂量为20mm。 23．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）由图可知，定值电阻和力敏电阻串联；当检测点上没有柚子时，，由乙图可知此时，根据欧姆定律可知电路电流为 （2）当检测点上没有柚子时电路的总功率 （3）当两端电压时，根据串联分压原理则有 解得，由乙图可知此时对应的质量为，则该装置能够剔除的柚子的质量范围为小于。 （4）由乙图可知时，力敏电阻，根据串联分压原理则有 解得，则应更换为的定值电阻。 24．(1)0.15A (2)0.9V (3)75℃ 【详解】（1）由图可知，R0、Rt串联，电压表测量Rt两端的电压；当电压表指针位于表盘正中央时所测的温度为0℃，已知电压表量程为0~3V，则电压表示数为 当温度为0℃时， 则通过Rt的电流 根据串联电路的电压特点可知，R0两端的电压 根据串联电路的电流特点可知，通过R0的电流 R0的阻值 （2）当时Rt的阻值为 则电路中的总电阻 电路中的电流 电压表的示数 （3）根据电压表量程可知，电压表的最大示数为3V，根据串联电路的电压特点可知，R0两端的最小电压 则此时电路中的电流 可得Rt的电阻为 由关系式可知，电子温度计所测的最高温度为 25．(1)0.5A (2)18V，20Ω (3)200cm 【详解】（1）当小龙站在压敏电阻上时，其重力为600N，对压敏电阻的压力为600N。查表可知，当压力为600N时，压敏电阻的阻值，电流表A1的示数为 （2）身高测量仪电路由电源、开关、电流表A2、滑动变阻器R和定值电阻R2串联组成，电压表V测量滑动变阻器滑片P以上部分的电压。闭合开关S1、S2，身高h1为160cm，重为600N的小龙站在压敏电阻R1上时，电压表示数为12V，电流表A2的示数为0.3A，因串联电路两端电压等于各部分电压之和，电源电压① 若身高h2为130cm的小岩站在压敏电阻R1上时，电压表示数为6V，电流表A2的示数为0.6A。因串联电路两端电压等于各部分电压之和，电源电压② 联立①②可得，。 （3）小龙站在踏板上时，滑片恰好在滑动变阻器R的中点，串联电路中电流处处相等，此时变阻器接入电路的阻值 则滑动变阻器的最大阻值 已知小龙身高，小岩身高，则此时滑片是下移，移动距离为 小岩站在踏板上时，滑动变阻器接入电路的阻值 小龙站在踏板上时，滑动变阻器R接入电路的阻值，则两次测量之间，滑片移动后，滑动变阻器的阻值变化为 所以，滑动变阻器R的总长度为 当滑片滑到最上端时，左侧电路的总电阻 此时左侧电路中的电流 此时电压表的示数 即电压表是安全的，说明滑片能滑到最上端，此时与滑片在变阻器的中点位置相比，滑动变阻器的阻值变化为 则此时滑片向上移动的距离为变阻器总长度的一半，所以，此身高测量仪的最大测量值为 26．(1)12Ω (2)20Ω (3)1.8cd～3.6cd 【详解】（1）已知照明灯的额定电压，额定功率，根据电功率公式可得，照明灯正常工作时的电阻 （2）由电路图可知，光敏电阻R1与定值电阻R2串联。当控制开关自动启动照明系统时，R2两端的电压，根据欧姆定律，此时电路中的电流 根据串联电路的电压特点可知，光敏电阻R1 两端的电压 根据欧姆定律，此时光敏电阻R1 的阻值为 （3）分析表格中数据可知，光敏电阻的阻值R1与光照强度E的乘积为定值，则 当电流表示数时，电路总电阻 此时光敏电阻的阻值 对应的光照强度 当电流表示数时，电路总电阻 此时光敏电阻的阻值 对应的光照强度 因此，光照强度E 的变化范围为1.8cd到 3.6cd。 27．(1)60Ω (2)9V，0.9W (3)28cm 【详解】（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，当滑片P置于最下端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，则电压表示数为6V，此时滑动变阻器的最大值为 （2）根据串联电路的总电压等于各部分电压之和，通过电路的电流为0.1A时，总电压 电路的最小功率 （3）当电路中的电流为时，电路的总电阻 滑动变阻器接入电路的电阻为 根据滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，则从0.1A到0.3A，电阻减小了60Ω，电水位上升了30cm-10cm=20cm 故滑动变阻器的电阻每减小3Ω，水位升高1cm；当电路中的电流为0.25A时，电路的总电阻 滑动变阻器接入电路的电阻为 根据电阻每减小3Ω，水位升高1cm得；此时电阻比0.3A时的电阻大6Ω，说明水位比30cm小2cm，即警戒水位是28cm 28．（1）0.02A；（2）44W；（3）2.904×105J；（4）见解析 【详解】解：（1）由图乙可知，当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，根据串联电路的电阻特点可知，控制电路的总电阻 R控=R+R0=100Ω+50Ω=150Ω 衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流 （2）由图甲可知，当衔铁与触点a接触时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，工作电路处于保温状态；当衔铁与触点b接触时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，工作电路处于加热状态；则保温功率 （3）衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量 （4）要使水温达到60℃时衔铁跳起，通过电磁铁线圈的电流仍为0.02A，由图乙知热敏电阻的阻值为64Ω，若控制电路中电压不变，控制电路的总电阻为150Ω不变，则定值电阻变为 即要使水温达到60℃时衔铁跳起，应把定值电阻更换阻值为86Ω的电阻。 答：（1）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A； （2）工作电路在保温状态下的电功率为44W； （3）衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量是2.904×105J； （4）见上面解析。 学科网（北京）股份有限公司 $