寒假作业 计算题 ----2025-2026学年人教版物理九年级全一册

丰城市2025-2026年初三物理寒假作业--计算题（2024人教版） 1．山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 2．4月24日晚，长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射神舟二十号载人飞船，此次任务是长征系列运载火箭的第338次发射。据相关公开资料显示此次任务使用的“长征2F”火箭，起飞总质量约500t，其中搭载的可重复使用试验航天器（有效载荷）约8.5t、火箭的燃料偏二甲肼约170t，其余质量为帮助燃烧的氧化剂、火箭外壳及结构等。本次发射“长征2F”火箭的运载能力相当于将8.5t的有效载荷从地面缓慢推送到约3200km的高空。已知偏二甲肼的热值约为4×107J/kg。 （1）求170t燃料偏二甲肼完全燃烧释放的热量； （2）火箭离开发射台时，为了防止高温火焰对发射台的影响，“喷水降温系统”向火箭尾部火焰中心喷水20s，喷水量为400t。设喷出的水的温度都是从20℃升高到100℃，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求水升温吸收的热量； （3）若g值恒为10N/kg，仅考虑对有效载荷做功，从能量转化的角度，估算本次发射该火箭的效率。 3．如图甲所示的电路，当只闭合开关S3时，电流表A1的示数为0.1A；当只闭合开关S1、S2时，电流表A2的示数如图乙所示；电流表A1的示数为0.5A。求： （1）当只闭合开关S3时，通过灯L1的电流； （2）当只闭合开关S1，S2时，通过灯L2的电流； （3）当只闭合开关S1，S2，通过灯L1的电流。 4．如图所示的电路中，当S1断开，S2接a时，电流表的示数是0.3安， （1）求此时通过灯L1、L2的电流分别是多少？ （2）当S1断开，S2接b时，电流表的示数是0.2安，求通过灯L1的电流是多少？ （3）当S1闭合，S2接a时，电流表的示数为0.9安，此时流过L1中的电流为600毫安，求此时通过灯L2中的电流是多少？ 5．如图所示电路图做实验，开关S闭合时，通过L1、L2和L3的电流分别是0.4A，0.2A和0.8A，求： （1）电流表A2的示数为多少A； （2）四个电流表中最大的示数为多少A； （3）四个电流表中最小的示数为多少A。 6．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。灯L1、L2是两个不同规格的小灯泡。只闭合开关S1时，电压表的示数为3V；只闭合开关S2时，电压表的示数为1.2V；只闭合开关S1、S3时，两电流表的示数分别为0.46A、0.18A。则： （1）电源电压是多少？ （2）只闭合开关S2时，灯L2两端的电压是多少？ （3）只闭合开关S1、S3时，通过灯L1的电流是多少？ 7．如图甲所示电路图，当只闭合开关S1时，电压表示数如图乙所示；当S1、S2都闭合时，两电流表的指针均如图丙所示。 （1）当S1、S2都闭合时，通过L1的电流为多少A？ （2）当S1、S2都闭合时，灯L1两端的电压为多少V？ （3）当只闭合S1时，电流表A1的示数为多少A？ 8．如图所示，电源电压保持不变。当S2、S3闭合，S1断开时，电压表示数为6V。 （1）当S1、S3断开，S2闭合时，电压表示数为4V，则L1、L2两端的电压分别为多大？ （2）当S1、S3闭合，S2断开时，电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.2A，则通过L1、L2的电流为多大？ （3）当S1、S2、S3都闭合时，灯泡L1、L2是否发光？为什么？ 9．如图甲所示，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A。当断开开关S1、S3，闭合S2，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光。图乙是灯泡L、电阻R1的I﹣U图象。求： （1）电源电压； （2）R1的电阻； （3）闭合S1、S2、S3时，滑动变阻器允许接入的最小电阻； 10．如图所示为青少年科技创新大赛的作品﹣温度报警电路，电阻箱R0是可以调节并显示阻值的变阻器。电源电压恒为12V，热敏电阻R1（阻值随温度变化规律如表所示），电阻箱R0（阻值0﹣999Ω），数字电压表（电压升高到7.2V时报警），数字电流表（电流升高到0.6A时报警），开关，导线若干。求： 温度t/℃ 0 10 20 30 40 热敏电阻R1 30 18 12 8 6 （1）若闭合S、S1若想让环境温度达到0℃时报警，此时电路中的电流； （2）若闭合S、S1若想让环境温度达到0℃时报警，应该把电阻箱的阻值调为多少； （3）若只闭合S，将电阻箱R0阻值调至12Ω，环境温度在什么范围内时，报警器不报警。 11．如图所示的电路中，电阻R2的阻值为30Ω。当开关S1、S2闭合时，电流表A的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.1A。求： （1）电源电压。 （2）电阻R1的阻值。 （3）开关S1闭合，S2断开时，电流表A2示数。 12．如图1所示，电源电压保持不变，电阻R3的阻值为R0。仅闭合开关S1当滑动变阻器的滑片P从一端滑动到另一端的过程中，两块电压表的示数与电流表示数的关系图象如图2所示。求： （1）电阻R1的阻值及R2的最大阻值； （2）图2中，A点缺少的纵坐标； （3）任意闭合开关并移动滑片P的位置，电路中电流的最大值。 13．如图所示，电源电压为15V保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样，电流表的量程为0﹣0.6A，闭合开关S后，电压表的示数为12V。求： （1）通过电阻R1的电流； （2）此时变阻器R2连入电路中的电阻； （3）移动滑片P，在确保电路中各元件正常工作的前提下，求：滑动变阻器R2接入的阻值范围。 14．如图，电源电压恒定，小灯泡正常发光需要电压6V，灯丝电阻为10Ω且不变。变阻器R2标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，当三个开关都闭合、变阻器滑片滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为1A。求： （1）小灯泡正常发光时的电流； （2）电源电压； （3）定值电阻R1的电阻； （4）S2断开、S和S1闭合时，滑动变阻器允许连入的最小电阻。 15．知识改变命运，科技改变生活。小明家新买了智能电热马桶（马桶盖如图甲），坐上去发现便圈暖暖的，他在说明书上找到有关座圈的电路图及部分数据如表格所示。 额定电压 220V 低温挡功率 22W 中温挡功率 44W 高温挡功率 （1）求出R2的阻值； （2）求出表中的高温挡的功率； （3）假设小明想让马桶圈的温度升高6℃。则用“高温挡”加热的方式需要多长时间。[设马桶圈吸热效率为60%，马桶圈的质量m＝600g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg•℃）] 16．如图所示，电源电压恒定，R2＝20Ω，当S闭合、S1断开时，电流表的示数为0.3A；当S、S1都闭合时，电流表的示数为0.9A。求： （1）电源电压； （2）R1的阻值； （3）S、S1，都闭合时，电路中的总功率。 17．小聪同学对家里的电火锅（如图甲）产生了浓厚的兴趣。断开电源，查看该电火锅底部的铭牌如图乙所示，但有一项参数已经模糊不清，网上资料显示该电火锅有高温、低温两挡，其内部简化电路图如图丙所示，其中R1和R2为阻值不变的发热电阻，但资料仅告知了R1的阻值为72.6Ω。根据以上信息： 型号 XDFZ﹣NO.1 额定电压 220V 高温挡 1000W 低温挡 ×××W （1）求R2的阻值； （2）求铭牌上模糊不清的低温挡电功率； （3）小聪同学以低温挡给锅中1kg的水进行加热，发现用时140s，水温升高了10℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），求该档下电火锅的加热效率； （4）晚上用电高峰期时，若整个家庭电路只接入电火锅的高温挡工作，发现2min的时间内，标有“3000r/（kW•h）”的电能表的转盘转了81r，求此时的实际功率。 18．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，R2是滑动变阻器且标有“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3V，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。 19．电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当它两端加220V电压时，通过线圈的电流为50A。问： （1）求每分钟该电动机消耗的电能。 （2）若该电动机线圈电阻是0.4Ω，求该电动机的线圈每分钟产生的热量。 （3）求这台电动机每分钟所做的机械功。 （4）求这台电动机的机械效率。（结果保留一位小数） 20．图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路。它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）求将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。[c空气取1.0×103J/（kg•℃）] （2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1100W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，求此时指示灯支路的功率。 （3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当加热温度设定为150℃，R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？ 参考答案与试题解析 计算题（共20小题） 1．山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 【分析】（1）已知路程和时间，根据速度公式求出汽车的平均速度； （2）根据密度公式求出汽油的质量，利用Q＝mq求出汽油完全燃烧放出的热量； （3）根据P求出汽车发动机输出的机械功，利用η求出汽车发动机的效率。 【解答】解：（1）汽车的平均速度为： v90km/h； （2）汽油的质量为： m＝ρV＝0.8×103kg/m3×25×10﹣3m3＝20kg， 汽油完全燃烧放出的热量为： Q＝mq＝20kg×5×107J/kg＝1×109J； （3）汽车发动机输出的机械功为： W＝Pt＝25×103W×4×3600s＝3.6×108J， 汽车发动机的效率为： η100%＝36%。 答：（1）汽车的平均速度为90km/h； （2）汽油完全燃烧放出的热量为1×109J； （3）汽车发动机的效率为36%。 【点评】本题考查热量的计算，主要有速度公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式以及热效率公式的应用。 2．4月24日晚，长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射神舟二十号载人飞船，此次任务是长征系列运载火箭的第338次发射。据相关公开资料显示此次任务使用的“长征2F”火箭，起飞总质量约500t，其中搭载的可重复使用试验航天器（有效载荷）约8.5t、火箭的燃料偏二甲肼约170t，其余质量为帮助燃烧的氧化剂、火箭外壳及结构等。本次发射“长征2F”火箭的运载能力相当于将8.5t的有效载荷从地面缓慢推送到约3200km的高空。已知偏二甲肼的热值约为4×107J/kg。 （1）求170t燃料偏二甲肼完全燃烧释放的热量； （2）火箭离开发射台时，为了防止高温火焰对发射台的影响，“喷水降温系统”向火箭尾部火焰中心喷水20s，喷水量为400t。设喷出的水的温度都是从20℃升高到100℃，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求水升温吸收的热量； （3）若g值恒为10N/kg，仅考虑对有效载荷做功，从能量转化的角度，估算本次发射该火箭的效率。 【分析】（1）根据Q放＝mq求出偏二甲肼完全燃烧释放的热量； （2）根据Q吸＝c水m2（t﹣t0）求出水升温吸收的热量； （3）根据W有＝Gh＝mgh得出有用功，根据η得出本次发射该火箭的效率。 【解答】解：（1）偏二甲肼的质量， 170t偏二甲肼完全燃烧释放的热量为： ； （2）水的质量，水吸收的热量： Q吸＝c水m2（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×4×105kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×1011J； （3）有效载荷的质量为， 提升的高度为h＝3200km＝3200×103m＝3.2×106m， 对有效载荷做的有用功为： ， 燃料完全燃烧释放的总能量即为第（1）问所求的Q放，即， 火箭的效率为： 。 答：（1）170t燃料偏二甲肼完全燃烧释放的热量为6.8×1012J； （2）水升温吸收的热量为1.344×1011J； （3）本次发射该火箭的效率为4%。 【点评】本题考查了热机效率、功和热量的计算，属于基本公式的应用。 3．如图甲所示的电路，当只闭合开关S3时，电流表A1的示数为0.1A；当只闭合开关S1、S2时，电流表A2的示数如图乙所示；电流表A1的示数为0.5A。求： （1）当只闭合开关S3时，通过灯L1的电流； （2）当只闭合开关S1，S2时，通过灯L2的电流； （3）当只闭合开关S1，S2，通过灯L1的电流。 【分析】（1）当只闭合开关S3时，L1、L2串联，A1、A2测串联电路中电流，已知电流表A1的示数，根据串联电路的电流特点可知通过灯L1的电流； （2）当只闭合开关S1、S2时，L1、L2并联，电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量通过灯L2的电流，由图乙读出电流表A2的示数即为通过灯L2的电流； （3）当只闭合开关S1、S2时，L1、L2并联，根据并联电路电流规律可求得通过灯L1的电流。 【解答】解：（1）当只闭合开关S3时，L1、L2串联，A1、A2测串联电路中电流，已知电流表A1的示数为0.1A，根据串联电路中电流处处相等，通过L1的电流为0.1A。 （2）当只闭合开关S1、S2时，L1、L2并联，电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量通过灯L2的电流，由图乙可知，电流表A2的示数为0.26A，即通过灯L2的电流为0.26A。 （3）当只闭合开关S1、S2时，L1、L2并联，根据并联电路电流规律可知通过灯L1的电流为 IL1＝I﹣IL2＝0.5A﹣0.26A＝0.24A。 答：（1）当只闭合开关S3时，通过灯L1的电流为0.1A； （2）当只闭合开关S1，S2时，通过灯L2的电流为0.26A； （3）当只闭合开关S1，S2，通过灯L1的电流为0.24A。 【点评】解决此类题目的关键是根据题目中的开关组合方式，联系串并联电路的特点分析电路的连接情况。 4．如图所示的电路中，当S1断开，S2接a时，电流表的示数是0.3安， （1）求此时通过灯L1、L2的电流分别是多少？ （2）当S1断开，S2接b时，电流表的示数是0.2安，求通过灯L1的电流是多少？ （3）当S1闭合，S2接a时，电流表的示数为0.9安，此时流过L1中的电流为600毫安，求此时通过灯L2中的电流是多少？ 【分析】（1）当当S1断开，S2接a时，只有灯泡L2的简单电路，电流表测电路中的电流，由此可知通过灯L1、L2的电流分别是多少； （2）当S1断开、S2接b时，灯L1、L2串联，电流表测电路中的电流，根据串联电路的电流特点可知通过L1、L2的电流分别是多少； （3）当S1闭合、S2接a时，灯L1、L2并联，电流表A测干路中的电流，根据并联电路的电流规律可求得通过灯L2中的电流。 【解答】解：（1）当S1断开，S2接a时，电流从正极出发经灯泡L2、电流表回负极，灯L1中无电流通过，故通过灯L1的电流为0；通过L2的电流为0.3A； （2）当S1断开、S2接b时，灯L1、L2串联，电流表测电路中的电流，因为串联电路中各处的电流相等，所以通过两灯泡的电流均为0.2A； （3）当S1闭合、S2接a时，灯L1、L2并联，电流表A测干路中的电流，I＝0.9A， 流过L1中的电流I1＝600mA＝0.6A， 根据并联电路的电流规律I＝I1+I2可得， 此时通过灯L2中的电流I2＝I﹣I1＝0.9A﹣0.6A＝0.3A。 答：（1）此时灯L1的电流为0、L2的电流为0.3A； （2）通过灯L1的电流分别是0.2A； （3）此时通过灯L2中的电流是0.3A。 【点评】本题考查了串联电路和并联电路的电流特点，关键是开关闭和、断开时电路连接方式的辨别和电流表所测电路元件的判断。 5．如图所示电路图做实验，开关S闭合时，通过L1、L2和L3的电流分别是0.4A，0.2A和0.8A，求： （1）电流表A2的示数为多少A； （2）四个电流表中最大的示数为多少A； （3）四个电流表中最小的示数为多少A。 【分析】由电路图分析电路的连接方式和四个电流表的作用，根据电路的电流特点分析解答即可。 【解答】解：（1）由电路图可知，三个灯泡L1、L2、L3构成并联电路，根据题意，通过L1、L2、L3的电流分别是0.4A，0.2A和0.8A，则电流表A1在干路上，测量的是通过三个灯泡的总电流，电流表A2测量的是通过灯泡L2和L3的电流之和，电流表A3测量的是通过灯泡L1的电流，电流表A4测量的是通过灯泡L1和L2的电流；根据并联电路的电流特点可知，通过电流表A2的电流等于通过L2和L3的电流之和，即 （2）为了找出最大和最小示数，我们需要计算出所有电流表的示数，即电流表A1的示数为 电流表A2的示数为 电流表A3的示数为 电流表A4的示数为 比较四个电流表的示数可知，最大的示数是电流表A1的示数，为1.4A。 （3）由（2）问解析可知，最小的示数是电流表A3的示数，为0.4A。 答：（1）电流表A2的示数为1.0A； （2）四个电流表中最大的示数为1.4A； （3）四个电流表中最小的示数为0.4A。 【点评】本题考查并联电路电流特点的应用，解题的关键是正确分析电路的连接方式和电流表作用。在识别电路时，电流表可看作是导线。 6．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。灯L1、L2是两个不同规格的小灯泡。只闭合开关S1时，电压表的示数为3V；只闭合开关S2时，电压表的示数为1.2V；只闭合开关S1、S3时，两电流表的示数分别为0.46A、0.18A。则： （1）电源电压是多少？ （2）只闭合开关S2时，灯L2两端的电压是多少？ （3）只闭合开关S1、S3时，通过灯L1的电流是多少？ 【分析】（1）只闭合开关S1时，只有L1接入电路，电压表测L1两端的电压，即电源电压； （2）只闭合开关S2时，L1和L2串联，电压表测量L1两端电压，由（1）可知电源电压，根据串联电路的电压规律可求得灯L2两端的电压； （3）只闭合开关S1、S3时，两灯泡并联，电流表A1测量干路电流，A2测量通过L2中的电流，根据并联电路的电流特点求出通过L1的电流。 【解答】解：（1）只闭合开关S1时，只有L1接入电路，电压表测L1两端的电压，已知电压表的示数为3V，即电源电压U＝U1＝3V； （2）只闭合开关S2时，L1和L2串联，电压表测量L1两端电压，即灯L1两端的电压为1.2V，已知电源电压为3V，根据串联电路的电压规律可得灯L2两端的电压U2＝3V﹣1.2V＝1.8V； （3）只闭合开关S1、S3时，L1和L2并联，电流表A1测量干路电流，则干路电流I＝0.46A，A2测量通过L1中的电流，即I2＝0.18A，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得，通过L1的电流：I1＝I﹣I2＝0.46A﹣0.18A＝0.28A。 答：（1）电源电压是3V； （2）只闭合开关S2时，灯L2两端的电压是1.8V； （3）只闭合开关S1、S3时，通过灯L1的电流是0.28A。 【点评】本题考查了电路的三种状态和串、并联电路的电压特点，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断。 7．如图甲所示电路图，当只闭合开关S1时，电压表示数如图乙所示；当S1、S2都闭合时，两电流表的指针均如图丙所示。 （1）当S1、S2都闭合时，通过L1的电流为多少A？ （2）当S1、S2都闭合时，灯L1两端的电压为多少V？ （3）当只闭合S1时，电流表A1的示数为多少A？ 【分析】（1）电路的基本连接方式有两种：一种是串联，串联电路中电流只有一条流通路径；另一种是并联，并联电路中电流有多条流通路径。 （2）根据串并联电路的电流特点和电压特点结合题意、图示分析解答。 【解答】解：（1）由图甲知，只闭合开关S1，电路中只有灯L2工作，电流表A1测电路中的电流，A2断路，电压表测电源电压。由图乙知，电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为6V。电源电压为6V。两个开关均闭合，电压表测电源电压，电流表A2测通过L1的电流，A1测干路的电流。此时两个电流表指针相同如图丙所示，据并联电路的电流特点知，A1选用大量程，分度值为0.1A，示数为1.4A；A2选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A。所以通过L1的电流为0.28A。 （2）当S1、S2都闭合时，两灯并联，据并联电路的电压特点知，两灯并联时，灯L1两端的电压等于电源电压，为6V。 （3）当S1、S2都闭合时，通过灯L2的电流为：I2＝I﹣I1＝1.4A﹣0.28A＝1.12A， 仅闭合S1时，L1断路，L2支路的电流不变，通过灯L2的电流仍为1.12A。即电流表 A1的示数为1.12A。 答：（1）当S1、S2都闭合时，通过L1的电流为0.28A； （2）当S1、S2都闭合时，灯L1两端的电压为6V； （3）当只闭合S1时，电流表A1的示数为1.12A。 【点评】本题考查串联和并联电路的识别、电表的读数以及串并联电路中电压和电流的特点，关键是正确分析开关在不同状态下电路的连接情况，根据并联电路的电流特点判断两电流表的量程。 8．如图所示，电源电压保持不变。当S2、S3闭合，S1断开时，电压表示数为6V。 （1）当S1、S3断开，S2闭合时，电压表示数为4V，则L1、L2两端的电压分别为多大？ （2）当S1、S3闭合，S2断开时，电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.2A，则通过L1、L2的电流为多大？ （3）当S1、S2、S3都闭合时，灯泡L1、L2是否发光？为什么？ 【分析】（1）由图可知，当S2、S3闭合，S1断开时，L1被短路，电路为L2的简单电路，电压表测电源电压，由电压表示数可知电源电压的大小；当S1、S3断开，S2闭合时，L1与L2串联，电压表测L2两端的电压，由电压表示数可知L2两端的电压，根据串联电路的电压规律可得L1两端的电压； （2）当S1、S3闭合，S2断开时，L1与L2并联，电流表A测干路中的电流，电流表A1测通过L1的电流，由两表示数可知干路中的电流和通过L1的电流；根据并联电路的电流规律求通过L2的电流； （3）当S1、S2、S3都闭合，会造成电源短路，两灯均不发光. 【解答】解：（1）由图可知，当S2、S3闭合，S1断开时，L1被短路，电路为L2的简单电路，电压表测电源电压， 此时电压表示数为6V，即电源电压为6V； 当S1、S3断开，S2闭合时，L1与L2串联，电压表测L2两端的电压， 此时电压表示数为4V，即L2两端的电压为U2＝4V， 由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和， 所以L1两端的电压为U1＝U﹣U2＝6V﹣4V＝2V； （2）当S1、S3闭合，S2断开时，L1与L2并联，电流表A测干路中的电流，电流表A1测通过L1的电流， 由两表示数可知，干路中的电流为I＝0.5A，通过L1的电流为I1＝0.2A； 由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和， 所以通过L2的电流为I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A； （3）当S1、S2、S3都闭合，会造成电源短路，灯泡L1、L2均被短路，所以两灯均不发光。 答：（1）L1、L2两端的电压分别为2V和4V； （2）通过L1、L2的电流分别为0.2A和0.3A； （3）灯泡L1和L2均不发光；因为当S1、S2、S3都闭合，会造成电源短路，灯泡L1、L2均被短路，所以两灯均不发光。 【点评】本题考查串、并联电路的特点的应用，明确各电表的测量对象和电路的状态是关键。 9．如图甲所示，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A。当断开开关S1、S3，闭合S2，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光。图乙是灯泡L、电阻R1的I﹣U图象。求： （1）电源电压； （2）R1的电阻； （3）闭合S1、S2、S3时，滑动变阻器允许接入的最小电阻； 【分析】（1）当断开开关S1、S3，闭合S2时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，电压表示数为3V时灯泡正常发光，此时灯泡两端的电压和额定电压相等，利用串联电路的电压特点求出电源的电压； （2）根据图乙读出一组电阻R1两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出R1的电阻； （3）闭合S1、S2、S3时，灯泡L被短路，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1支路的电流，利用并联电路的电流特点结合电流表的量程求出通过R2支路的最大电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器允许接入的最小电阻。 【解答】解：（1）当断开开关S1、S3，闭合S2时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电压表示数为3V时灯泡正常发光， 所以，电源的电压：U＝UL+U2＝6V+3V＝9V； （2）由图乙可知，电阻R1两端的电压U1＝4V时通过的电流I1＝0.2A， 由I可得，R1的电阻：R120Ω； （3）闭合S1、S2、S3时，灯泡L被短路，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，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，通过R1支路的电流：I1′0.45A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且电流表的量程为0～0.6A， 所以，通过R2支路的最大电流：I2′＝I′﹣I1′＝0.6A﹣0.45A＝0.15A， 则滑动变阻器允许接入的最小电阻：R2小60Ω。 答：（1）电源电压为9V。 （2）R1的电阻为20Ω。 （3）闭合S1、S2、S3时，滑动变阻器允许接入的最小电阻为60Ω。 【点评】本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律的应用等，分清电路的结构和从图象中获取有用的信息是关键。 10．如图所示为青少年科技创新大赛的作品﹣温度报警电路，电阻箱R0是可以调节并显示阻值的变阻器。电源电压恒为12V，热敏电阻R1（阻值随温度变化规律如表所示），电阻箱R0（阻值0﹣999Ω），数字电压表（电压升高到7.2V时报警），数字电流表（电流升高到0.6A时报警），开关，导线若干。求： 温度t/℃ 0 10 20 30 40 热敏电阻R1 30 18 12 8 6 （1）若闭合S、S1若想让环境温度达到0℃时报警，此时电路中的电流； （2）若闭合S、S1若想让环境温度达到0℃时报警，应该把电阻箱的阻值调为多少； （3）若只闭合S，将电阻箱R0阻值调至12Ω，环境温度在什么范围内时，报警器不报警。 【分析】（1）闭合开关S、S1，两电阻串联接入电路，电压表测热敏电阻两端的电压，电流表被短路，环境温度达到0℃时，热敏电阻接入电路的阻值为30Ω，根据欧姆定律计算此时通过电路的电流； （2）根据欧姆定律计算此时电阻箱接入电路的阻值， （3）只闭合开关S，两电阻串联接入电路，电压表测热敏电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流，根据串联电路电压规律计算电压升高到7.2V时电阻箱两端的电压，根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据欧姆定律计算此时热敏电在接入电路的阻值，由表格可知此时的温度； 根据欧姆定律计算电流升高到0.6A时的电路总电阻，根据串联电路电阻规律计算此时热敏电阻接入电路的阻值，由表格可知此时的温度；进一步确定环境温度在什么范围内时，报警器不报警。 【解答】解：（1）闭合开关S、S1时，电流表被短路，R0和R串联，环境温度达到0℃时，热敏电阻接入电路的阻值为30Ω，则电路中的电流为： ； （2）电阻箱的阻值为：； （3）若只闭合开关S，R0和R串联，当电流表示数为0.6A时，电阻总电阻为： ， 此时R1阻值为：R1＝R总﹣R'0＝20Ω﹣12Ω＝8Ω， 由表可知，此时的温度为30℃， 当电压表示数为7.2V时，电路电流为： I0.4A， 则此时R阻值为：R'118Ω， 由表可知，此时的温度为10℃， 则环境温度在10℃～30℃范围内时，报警器不报警。 答：（1）若闭合S、S1若想让环境温度达到0℃时报警，此时电路中的电流为0.24A；（2）若闭合S、S1若想让环境温度达到0℃时报警，应该把电阻箱的阻值调为20Ω； （3）若只闭合S，将电阻箱R0阻值调至12Ω，环境温度在10℃～30℃内时，报警器不报警。 【点评】本题主要考查电路的分析、欧姆定律的应用，有一定的难度。 11．如图所示的电路中，电阻R2的阻值为30Ω。当开关S1、S2闭合时，电流表A的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.1A。求： （1）电源电压。 （2）电阻R1的阻值。 （3）开关S1闭合，S2断开时，电流表A2示数。 【分析】（1）当开关S1、S2闭合时，R1与R2并联，电流表A测量干路电流，电流表A2测量R2支路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压； （2）利用并联电路的电流特点求出通过电阻R1的电流，再根据欧姆定律求出电阻R1的阻值； （3）根据并联电路中各支路独立工作、互不影响判断开关S2断开时电流表A2的示数。 【解答】解：（1）由图可知，当开关S1、S2闭合时，R1与R2并联，电流表A测量干路电流，电流表A2测量R2支路电流； 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由I可得，电源电压为： U＝U2＝I2R2＝0.1A×30Ω＝3V； （2）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过电阻R1的电流： I1＝I﹣I2＝0.3A﹣0.1A＝0.2A， 则电阻R1的阻值： R115Ω； （3）因并联电路中各支路独立工作、互不影响， 所以，当开关S1闭合、S2断开时，通过R2的电流不变，即电流表A2示数为0.1A不变。 答：（1）电源电压为3V； （2）电阻R1的阻值为15Ω； （3）开关S1闭合，S2断开时，电流表A2示数为0.1A。 【点评】本题考查了欧姆定律的应用，属于基础题目。 12．如图1所示，电源电压保持不变，电阻R3的阻值为R0。仅闭合开关S1当滑动变阻器的滑片P从一端滑动到另一端的过程中，两块电压表的示数与电流表示数的关系图象如图2所示。求： （1）电阻R1的阻值及R2的最大阻值； （2）图2中，A点缺少的纵坐标； （3）任意闭合开关并移动滑片P的位置，电路中电流的最大值。 【分析】（1）由图1可知，当仅闭合开关S1时，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联接入电路，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量滑动变阻器R2两端的电压，电压表V2测量定值电阻R1两端的电压； 当滑动变阻器的滑片由右向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，根据欧姆定律可知，定值电阻两端的电压变大，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端的电压变小，由此可知，图2中电压随电流增大而增大的图象是电压表V2与电流表的关系图象；电压随电流增大而减小的图象是电压表V1与电流表的关系图象； 由图2中可知，根据两图象的交点的纵坐标可得出电源电压，当电路中的电流最大时，即电流表的示数为I2时，滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0，根据欧姆定律可求出定值电阻R1的阻值；当电路中的电流最小时，即电流表的示数为I1，根据欧姆定律可求出电路中的总电阻，再根据串联电路电阻规律可求出滑动变阻器的最大阻值； （2）当电路中的电流为I1时，根据U＝IR可求出定值电阻两端的电压，即图2中A点的纵坐标； （3）根据串联、并联电路电阻规律可知，串联电路的总电阻大于任意一个串联导体的电阻，并联电路的总电阻小于任意一条支路的电阻，由于电源电压一定，当电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，由此可得出结论。 【解答】解：（1）由图1可知，当仅闭合开关S1时，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联接入电路，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量滑动变阻器R2两端的电压，电压表V2测量定值电阻R1两端的电压； 当滑动变阻器的滑片由右向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，根据欧姆定律可知，定值电阻两端的电压变大，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端的电压变小，由此可知，图2中电压随电流增大而增大的图象是电压表V2与电流表的关系图象；电压随电流增大而减小的图象是电压表V1与电流表的关系图象； 由图2中可知，根据两图象的交点的纵坐标为U0，即U1＝U2＝U0，所以电源电压U＝U1+U2＝2U0， 当电路中的电流最大时，即电流表的示数为I2时，滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0，定值电阻R1的阻值R1； 当电路中的电流最小时，即电流表的示数为I1，此时电路中的总电阻R总，所以滑动变阻器R2的最大阻值R2＝R总﹣R1； （2）当电路中的电流为I1时，定值电阻两端的电压U1′＝I1′R1＝I1，即图2中A点的纵坐标是； （3）根据串联、并联电路电阻规律可知，串联电路的总电阻大于任意一个串联导体的电阻，并联电路的总电阻小于任意一条支路的电阻； 由于电源电压一定，当电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，所以当开关S1、S2都闭合，滑片移到最左端时，电路中的电阻最小，此时电路中干路的电流I总′＝I1″+I3I2。 答：（1）电阻R1的阻值是；滑动变阻器R2的最大阻值是； （2）A点的纵坐标是； （3）电路中的最大电流是I2。 【点评】本题主要考查欧姆定律，串联、并联电路电流、电压、电阻规律，其中分析图中哪一个图象是电压表V1与电流表的关系图象，哪一个图象是电压表V2与电流表的关系图象是解题的难点。 13．如图所示，电源电压为15V保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样，电流表的量程为0﹣0.6A，闭合开关S后，电压表的示数为12V。求： （1）通过电阻R1的电流； （2）此时变阻器R2连入电路中的电阻； （3）移动滑片P，在确保电路中各元件正常工作的前提下，求：滑动变阻器R2接入的阻值范围。 【分析】（1）由图可知，闭合电键S后，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压。根据串联电路的电压规律和欧姆定律求通过R1的电流； （2）根据串联电路的电流规律和欧姆定律求变阻器R2连入电路中的电阻； （3）当滑动变阻器连入电路的阻值最小时，电路总电阻最小，由I知，电路中电流最大，为保证电路安全，电路中电流不能超出电流表允许通过的最大电流，由此得出电路中的最大电流，根据欧姆定律和串联电路的电阻规律求滑动变阻器连入电路的最小阻值； 当滑动变阻器连入电路的阻值最大时，由欧姆定律和串联电路电阻的规律算出电路中的电流，并把电流表的最大电流和R2允许通过的最大电流比较，进而得出滑动变阻器R2接入的阻值范围。 【解答】解：（1）由图可知，闭合电键S后，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压。 根据串联电路的电压规律可知，此时R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝15V﹣12V＝3V， 通过R1的电流：I10.3A； （2）根据串联电路的电流规律可知，此时通过R2的电流：I2＝I1＝0.3A， 滑动变阻器R2连入电路中的电阻：R240Ω； （3）当滑动变阻器连入电路的阻值最小时，电路总电阻最小，由I知电路中电流最大，为保证电路安全，电路中电流不能超出电流表的最大电流，即电路中的最大电流I大＝0.6A， 根据欧姆定律可得，电路中的总电阻：R25Ω， 由串联电路的电阻规律可得，滑动变阻器连入电路的最小阻值：R2小＝R﹣R1＝25Ω﹣10Ω＝15Ω； 当滑动变阻器滑片移动到最大阻值端时，R2接入阻值最大（R2max＝100Ω）。此时电路电流： Imin0.136A，该电流远小于电流表量程和R2额定电流，元件安全，因此R2max＝100Ω。故滑动变阻器R2接入的阻值范围为15Ω～100Ω。答：（1）通过电阻R1的电流为0.3A； （2）此时变阻器R2连入电路中的电阻为40Ω； （3）滑动变阻器R2接入的阻值范围为15Ω～100Ω。 【点评】本题考查欧姆定律的应用和串联电路的特点，明确电路中的最大电流和滑动变阻器的最大电阻是关键之一。 14．如图，电源电压恒定，小灯泡正常发光需要电压6V，灯丝电阻为10Ω且不变。变阻器R2标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，当三个开关都闭合、变阻器滑片滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为1A。求： （1）小灯泡正常发光时的电流； （2）电源电压； （3）定值电阻R1的电阻； （4）S2断开、S和S1闭合时，滑动变阻器允许连入的最小电阻。 【分析】（1）小灯泡正常发光需要电压6V，灯丝电阻为10Ω且不变，根据欧姆定律计算小灯泡正常发光时的电流； （2）当三个开关都闭合、变阻器滑片滑至最左端时，灯泡和定值电阻并联接入电路，电流表测干路电流，小灯泡恰好正常发光，根据并联电路电压特点确定电源电压； （3）根据并联电路电流规律计算通过定值电阻的电流，根据欧姆定律计算定值电阻R1的电阻； （4）S2断开、S和S1闭合时，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，变阻器R2标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为0﹣0.6A，根据串联电路电流特点确定通过电路的最大电流，根据欧姆定律计算此时电路总电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入了的最小阻值。 【解答】解：（1）小灯泡正常发光需要电压6V，灯丝电阻为10Ω且不变，根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电流：IL0.6A； （2）当三个开关都闭合、变阻器滑片滑至最左端时，灯泡和定值电阻并联接入电路，电流表测干路电流， 并联电路各支路两端电压相等，小灯泡恰好正常发光，所以电源电压为6V； （3）并联电路干路电流等于各支路电流之和，则通过定值电阻的电流：I1＝I﹣IL＝1A﹣0.6A＝0.4A， 根据欧姆定律可得定值电阻R1的电阻：R115Ω； （4）S2断开、S和S1闭合时，灯泡和滑动变阻器串联接入电路， 串联电路各处电流相等，变阻器R2标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为0﹣0.6A，所以通过电路的电流最大为0.5A， 根据欧姆定律可得此时电路总电阻：R12Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，滑动变阻器接入了的最小阻值：R2＝R﹣RL＝12Ω﹣10Ω＝2Ω。 答：（1）小灯泡正常发光时的电流为0.6A； （2）电源电压为6V； （3）定值电阻R1的电阻为15Ω； （4）S2断开、S和S1闭合时，滑动变阻器允许连入的最小电阻为2Ω。 【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律的灵活运用。 15．知识改变命运，科技改变生活。小明家新买了智能电热马桶（马桶盖如图甲），坐上去发现便圈暖暖的，他在说明书上找到有关座圈的电路图及部分数据如表格所示。 额定电压 220V 低温挡功率 22W 中温挡功率 44W 高温挡功率 （1）求出R2的阻值； （2）求出表中的高温挡的功率； （3）假设小明想让马桶圈的温度升高6℃。则用“高温挡”加热的方式需要多长时间。[设马桶圈吸热效率为60%，马桶圈的质量m＝600g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg•℃）] 【分析】（1）由功率，结合图乙可知，S1断开，S2接b为低温挡，只闭合S1为中温挡，S2接a，S1闭合为高温挡，根据中温挡功率、低温挡功率，由R可求出R1的阻值和R1、R2的电阻之和，从而求出R2； （2）当S2接a，S1闭合时，两电阻并联，此时的总电阻最小为高温挡，高温挡功率等于两个电阻的功率之和，每个电阻的功率P； （3）马桶圈上升6℃吸收的热量Q吸＝cmΔt，根据马桶圈吸热效率为60%，可求出消耗的电能W，由W＝Pt求出需要的加时间。 【解答】解：（1）当只开关S1闭合，电路处于处于中温挡，R1的阻值， 当开关S1断开、S2接b时，两个电阻串联，处于低温挡，电路的总电阻 R2的阻值R2＝R﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω； （2）高温挡的功率； （3）马桶圈吸收的热量Q吸＝cmΔt＝0.44×103 J/（kg•℃）×0.6kg×6℃＝1584J 消耗的电能 用“高温挡”加热的方式需要的时间。 故答案为：（1）R2的阻值是1100Ω； （2）高温挡的功率是88W； （3）假设小明想让马桶圈的温度升高6℃。则高温挡”加热的方式需要多长时间是30s。 【点评】本题考查了根据功率P对电路高、中、低挡功率的判别，物体吸热公式Q吸＝cmΔt的应用，电功率的计算。 16．如图所示，电源电压恒定，R2＝20Ω，当S闭合、S1断开时，电流表的示数为0.3A；当S、S1都闭合时，电流表的示数为0.9A。求： （1）电源电压； （2）R1的阻值； （3）S、S1，都闭合时，电路中的总功率。 【分析】（1）当S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，当S、S1都闭合时，两个电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；（2）根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电阻R2的阻值； （3）根据P＝UI求出电路中的总功率。 【解答】解：（1）当S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，当S、S1都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1的电流不变， 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＝ 0.9A﹣0.3A ＝ 0.6A， 由I可得，电源的电压：电源电压U＝I2R2＝ 0.6A×20Ω ＝12V； （2）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以电阻R2的阻值R1 40Ω， （3）总功率P＝UI＝12V×0.9A＝10.8W。 答：（1）电源电压是12V； （2）R1的阻值是40Ω； （3）S、S1，都闭合时，电路中的总功率是10.8W。 【点评】本题考查并联电路的特点和欧姆定律，属于中档题。 17．小聪同学对家里的电火锅（如图甲）产生了浓厚的兴趣。断开电源，查看该电火锅底部的铭牌如图乙所示，但有一项参数已经模糊不清，网上资料显示该电火锅有高温、低温两挡，其内部简化电路图如图丙所示，其中R1和R2为阻值不变的发热电阻，但资料仅告知了R1的阻值为72.6Ω。根据以上信息： 型号 XDFZ﹣NO.1 额定电压 220V 高温挡 1000W 低温挡 ×××W （1）求R2的阻值； （2）求铭牌上模糊不清的低温挡电功率； （3）小聪同学以低温挡给锅中1kg的水进行加热，发现用时140s，水温升高了10℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），求该档下电火锅的加热效率； （4）晚上用电高峰期时，若整个家庭电路只接入电火锅的高温挡工作，发现2min的时间内，标有“3000r/（kW•h）”的电能表的转盘转了81r，求此时的实际功率。 【分析】（1）由P＝UI可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小，根据电路图分析电路结构，结合串联电路电阻规律和P＝UI可知各挡位时电路的连接； 根据P＝UI可求出高温挡电路的电阻，即为R2的阻值； （2）根据串联电路的电阻特点和P＝UI可求出低温挡的电功率； （3）根据P求出电火锅消耗的电能，根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量，根据η100%求出电火锅的效率； （4）3000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求出转盘转了81r消耗的电能，根据P求出电火锅的实际功率。 【解答】解：（1）当S拨到a时，R1、R2串联；当S拨到b时，电路为R2的简单电路； 因为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，电路为R2的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电火锅为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电火锅为低温挡； 由P＝UI可知，高温挡电路的电阻：R高温48.4Ω， 因为高温挡时，电路为R2的简单电路，所以R2的阻值：R2＝R高温＝48.4Ω； （2）低温挡时，R1、R2串联，由串联电路的特点可知，此时电路的总电阻：R低温＝R1+R2＝72.6Ω+48.4Ω＝121Ω， 则低温挡的电功率：P低温400W， （3）由P可知，低温挡加热时，电火锅消耗的电能：W低温＝P低温t＝400W×140s＝5.6×104J， 水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×10℃＝4.2×104J， 电火锅的加热效率：η100%100%＝75%； （4）3000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r， 则转盘转了81r，电火锅消耗的电能：W′0.027kW•h， 电火锅的实际功率：P实0.81kW＝810W。 答：（1）R2的阻值为48.4Ω； （2）铭牌上模糊不清的低温挡电功率为400W； （3）该档下电火锅的加热效率为75%； （4）此时的实际功率为810W。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率和热量公式以及效率公式的灵活运用，正确的判断电火锅处于不同挡位时电路的连接方式是关键。 18．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，R2是滑动变阻器且标有“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3V，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。 【分析】（1）根据灯泡铭牌，由P求出小灯泡L的电阻RL； （2）闭合S1，断开S2时，分析可知L与R1串联，根据串联电路的电压特点及欧姆定律可求电路电流，再根据W＝UIt可求R1工作5分钟消耗的电能； （3）闭合S2，断开S1，R与L串联，在电路安全的情况下，根据串联电路的特点和欧姆定律，求出电路的最小电流和最大电流，再根据P＝UI、P＝I2RL可求小灯泡电功率，从而可求小灯泡电功率变化范围。 【解答】解：（1）由题可知，灯泡L上标有“4V 1.6W”的字样，灯泡电阻RL10Ω； （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， 串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联电路的电压特点可知电阻R1两端的电压：U1＝U﹣UL′＝6V﹣3V＝3V， 串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得流过R1的电流：I1＝IL0.3A， R1工作5分钟消耗的电能：W＝U1I1t＝3V×0.3A×5×60s＝270J； （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， 此时电路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270J； （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。 【点评】本题考串联电路规律、欧姆定律及电功率的公式及其变形的应用，正确分析电路是关键。 19．电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当它两端加220V电压时，通过线圈的电流为50A。问： （1）求每分钟该电动机消耗的电能。 （2）若该电动机线圈电阻是0.4Ω，求该电动机的线圈每分钟产生的热量。 （3）求这台电动机每分钟所做的机械功。 （4）求这台电动机的机械效率。（结果保留一位小数） 【分析】（1）已知电压、电流和时间，由电功的计算公式W＝UIt可求出电动机消耗的电能。 （2）知道电阻、电流和时间，可由公式Q＝I2Rt求出电动机线圈产生的热量。 （3）电动机做的机械功等于电动机消耗的电能与电动机线圈产生的热量之差。 （4）根据η可求出电动机的效率。 【解答】解：（1）每分钟该电动机消耗的电能： W＝UIt＝220V×50A×60s＝6.6×105J。 （2）电动机的线圈每分钟产生的热量： Q＝I2Rt＝（50A）2×0.4Ω×60s＝6×104J。 （3）这台电动机每分钟所做的机械功： W机械＝W﹣Q＝6.6×105J﹣6×104J＝6×105J。 （4）这台电动机的机械效率： η100%100%≈90.9%。 答：（1）每分钟该电动机消耗的电能为6.6×105J。 （2）该电动机的线圈每分钟产生的热量为6×104J。 （3）这台电动机每分钟所做的机械功为6×105J。 （4）这台电动机的机械效率约为90.9%。 【点评】本题考查了电能、电流产生的热量、机械功的计算，由于电动机工作时将电能转化为机械能和内能，则电动机消耗的电能等于机械功与电流产生的热量之和，把已知数据带入公式即可求解。 20．图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路。它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）求将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。[c空气取1.0×103J/（kg•℃）] （2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1100W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，求此时指示灯支路的功率。 （3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当加热温度设定为150℃，R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？ 【分析】（1）根据Q＝cmΔt可得空气需要吸收的热量； （2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联，所以各支路两端的电压相等，各支路电流之和等于总电流，根据并联电路特点和欧姆定律即可得出通过指示灯的电流和两端的电压，再利用功率公式可得指示灯的功率； （3）由于衔铁被吸下时的电流不变，电源电压也不变，则总电阻不变。所以不管滑动变阻器怎么变，总电阻不变。 【解答】解：（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量Q＝cmΔt＝1.0×103J/（kg•℃）×5×10﹣3kg×（200℃﹣20℃）＝900J； （2）R1的额定电流I额5A； 指示灯支路的电流I指＝I﹣I额＝5.55A﹣5A＝0.55A； 指示灯支路消耗的功率P指＝UI指＝220V×0.55A＝121W； （3）R3的阻值调为100Ω，加热温度设定为150℃，R2的阻值是30Ω，衔铁向上弹起，停止加热。此时的总电阻R＝R2+R3＝30Ω+100Ω＝130Ω； 当R3的阻值调为80Ω时，由于衔铁被吸下时的电流不变，电源电压也不变，则总电阻不变。 所以此时R′2＝R﹣R′3＝130Ω﹣80Ω＝50Ω； 由图乙可知，温度为200℃； 答：（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量是900J； （2）指示灯支路消耗的功率是121W； （3）当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为200℃。 【点评】本题考查了热量和功率的计算、电磁继电器的动态辨析，有一定的难度。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/2/1 15:49:05；用户：黄清和；邮箱：13979580809；学号：19522861 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $