摘要:
**基本信息**
聚焦四川中考电磁计算,以“考情-方法-预测”为框架,系统整合公式应用、动态分析、多档位问题三大模块,提炼“三步法”“四要素”等解题模型,形成递进式知识逻辑链,培养科学思维与模型建构能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|欧姆定律与电功率计算|10题|公式对应与图像分析(如I-U图像关键点读取)|从基础公式(I=U/R、P=UI)到串并联规律,再到图像应用,形成“公式-规律-图像”认知链|
|动态电路与极值综合|10题|动态三步法(识别-判断-分析)与极值限制条件(电表量程、额定值)|从电路状态分析到电阻变化推理,结合多条件限制推导极值,体现科学推理过程|
|多档位问题|10题|档位电阻关系(串小并大)与效率计算(η=Q吸/Q总)|从功率公式(P=U²/R)到档位电路切换,结合电热效率,实现理论到实际应用的拓展|
内容正文:
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抢分10
计算题
(电磁综合)
参考答案
题型一
欧姆定律与电功率的基本计算
1.(1)5V
(2)102
(3)270J
2.(1)6V
(2)3.W
(3)0.6W
3.(1)1.6w
(2)8~502
4.(1)40%
(2)6V9V
5.(1)4V
(2)1V,0.28A
(3)4V,0A
6.(1)0.5A
(2)242
(3)0.9w
7.(1)2.25W
(2)30%
8.(1)1A
(2)42
(3)1.2J
9.(1)0.5A
(2)242
(3)4:1
1.44W
120kg
10.(1)
(2)
题型二
动态电路与极值综合计算
11.
(1)502
(2)12:5
12.(1)6V
(2)15V
(3)13.5W
13.(1)0.2A
(2)6V
(3)0.85W~1.20W
14.
(1)142
(2)4.484.8W
15.(1)8V
(2)15W
(3)202或52
16.(1)7.5V
(2)0.25A
(3)0.6W
17.(1)18V,202
(2)102-1002,8.1W
18.(1)0.5A,122
(2)62(3)3W~4.8W
19.(1)122
(2)12V,182
(3)3:7
20.(1)6V
(2)0.6W9.6W
1/2
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(四川专用)
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题型三
多档位问题
21.①442
9×104J
1840s
(2)
(3)
22.
(1)1A
(2)60.52
(3)0.6kg
23.02.1x10
A
102
(3)
24.(1)24.22
(2)400W
(3)0.4度
(4)93.3%
25.(1)1100W
(2)11662
(3)806
3.696×10J
26.(1)
(2)500W
(3)80%
27.(1)400S2,252
(2)68℃
(3)2.55h
2202
9.9×105J
6.05min
28.(1)
(2
(3)
29.(1)2000W
(2)75.82
(3)87.5%
30.(1)0.5A
(2)1100W
(3)3.63×105J
2/2
抢分10 计算题(电磁综合)(四川专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
3年考情
抢分依据
命题预测
2025攀枝花T27、巴中T26
2024 乐山T25、泸州T24
①欧姆定律:I=U/R,变形U=IR,R=U/I(R是导体属性,与U、I无关);
②电功率:P=UI=W/t,结合欧姆定律推导P=I²R=U²/R(纯电阻电路适用);
③串并联规律:串联I相等,U总=U1+U2,R总=R1+R2;并联U相等,I总=I1+I2,1/R总=1/R1+1/R2;
④图像题:定值电阻I-U图为过原点直线(斜率=1/R);灯泡电阻随温度升高而增大,图线弯曲;
⑤多状态电路:画出不同状态等效电路,利用电源电压不变列方程组求解。
欧姆定律与电功率的基本计算:可能以“四川智能电表”“电子秤”“教室照明电路”为背景,考查欧姆定律与电功率的基本公式应用及I-U图像分析。预计2026年将延续“多开关等效电路”类题目,要求学生在开关通断变化中识别串并联关系,利用电源电压恒定列方程求解未知电阻或电源电压。图像题中灯泡电阻变化的处理是难点,需注意“从图像中读取对应电压下的电流”而非用欧姆定律计算平均值。
2025内江T26、达州T23
2024达州T26、宜宾T28
①动态分析三步法:识别串并联→判断电阻变化→运用欧姆定律分析电流、电压变化;
②极值(安全范围)四要素:电流表量程、电压表量程、用电器额定电流(或额定电压)、滑动变阻器最大阻值;
③灯泡正常发光:电压为额定电压,电流为额定电流,功率为额定功率;
④U-I图像:定值电阻为直线,灯泡为曲线;求功率时用P=UI(对应点的乘积);
⑤取值范围题:分别以各元件的最大允许电流为限制,求出滑动变阻器的最小阻值;以电压表量程或变阻器最大阻值求最大阻值。
动态电路与极值综合计算:可能以“成都地铁烟雾报警器”“智能家居光控灯”“风力发电监测电路”为背景,考查滑动变阻器移动过程中电流、电压、电功率的变化范围及极值求解。预计2026年四川多地B卷压轴题将继续以动态电路与极值综合为核心,尤其注重“同时满足多个元件安全条件”的取值范围的判断。学生需强化“从U-I图像中提取关键点”的能力,并熟练运用“先求总电阻→再求局部电阻”的反向推理法。
2025眉山T24、资阳T15
2024自贡T33、南充T24
①档位识别核心:总功率P=U²/R,U不变时R越小P越大。串联电阻大→功率小(保温/低温),并联电阻小→功率大(加热/高温);
②常见两档电路:单刀单掷开关短路一个电阻(加热),断开时两电阻串联(保温);
③常见三档电路:R1单独工作(中温),R1与R2串联(低温),R1与R2并联(高温);
④电热效率:η=Q吸/Q总,Q吸=cmΔt,Q总=Pt(或W=n/N kW·h);
⑤实际功率:用R=U额²/P额求电阻,再用P实=U实²/R计算(假设电阻不变)
多档位问题:可能以“四川家庭智能电饭煲”“节能电热水器”“多功能电火锅”为生活背景,考查多档位切换、铭牌信息提取、电热效率及电能表综合计算。三档位电热器是2025年四川各地模拟考的热点,预计2026年成都、绵阳等地将继续以此为载体,结合热效率(如烧水、煮饭)形成6~8分的计算题。需特别注意“标准大气压下水的沸点为100℃”“水的比热容常用4.2×103J/(kg·℃)”“1L水的质量为1kg”等隐含条件的提取,以及档位开关逻辑的准确分析。
【考向】电磁计算方面的相关公式与基本应用方法
1.欧姆定律基本计算
公式:I = U/R,U = IR,R = U/I。注意同一段电路的I、U、R对应同一时刻(同时性);电阻R由导体本身决定,与U、I无关。常见题型:已知两个量求第三个量。
2.串并联电路电阻与分压分流计算
串联:R总= R1 + R2,分压公式 U1/U2 = R1/R2,U = U1 + U2。
并联:1/R总= 1/R1+ 1/R2(两电阻并联 R总= R1R2/(R1+R2)),分流公式 I1/I2 = R2/R1,I = I1 + I2。
常考:求总电阻、通过某个电阻的电流或电压。
3.动态电路计算
滑动变阻器滑片移动或开关通断引起电阻变化,进而引起电流、电压变化。
解题步骤:判断串并联 → 分析电阻变化 → 总电流变化 → 局部电压或电流变化。
常结合欧姆定律列方程,并求取值范围(如滑动变阻器允许接入的最小/最大电阻)。
4.电功与电能计算
普遍公式:W = UIt(适用于所有电路)。推导式(纯电阻电路):W = I²Rt = U²t/R。
电能表计算:转盘转数n对应消耗电能 W = n/N(N为每千瓦时转数),单位 kW·h,1 kW·h = 3.6×106J。
常见题型:求用电器消耗电能、电能表转数、电费计算。
5.电功率计算
定义式:P = W/t。普遍计算式:P = UI。
纯电阻电路推导式:P = I²R = U²/R。
额定功率与实际功率:额定电压下 P额= U额²/R;实际电压下 P实= U实²/R,当U实 > U额时P实 > P额,可能烧坏用电器。灯泡亮度由实际功率决定。
6.焦耳定律与电热计算
焦耳定律:Q = I²Rt(普遍适用)。
纯电阻电路:Q = W = UIt = Pt = U²t/R。
非纯电阻电路(电动机、电风扇等):消耗电能 W = UIt,发热 Q = I²Rt,输出的机械能 W机= W - Q,电动机效率η= W机 / W×100%。
常见题型:求电动机发热、输出功率、效率。
7.家庭电路与安全用电计算
家庭电路电压 U = 220 V,各用电器并联。总功率 P总= P1+ P2+ …,总电流 I总= P总/ U。
保险丝熔断条件:I实> I额。导线发热 Q = I²Rt,避免过载。
常见题型:根据总功率求总电流,选择保险丝规格;计算导线发热量。
8.电学综合计算(比值、图像、范围)
常用方法:利用电源电压不变、定值电阻阻值不变列方程组。
图像题(U-I图):定值电阻的U-I图像为过原点直线,斜率表示电阻;小灯泡电阻随温度升高而增大,图像为曲线。
极值问题:滑动变阻器阻值变化时,求电路最大电流、最小电流、最大最小功率,需考虑电表量程、用电器额定值(如“2.5V 0.3A”)。
9.解题注意事项
① 画等效电路图,标已知量和未知量。
② 纯电阻电路才能直接用 U²/R 或 I²R 计算电功和电功率。
③ 非纯电阻电路(含电动机)必须用 W = UIt 计算总电能,Q = I²Rt 计算热量,二者不能混淆。
④ 单位统一:电压V,电流A,电阻Ω,功率W,时间s,电能J或 kW·h(1 kW·h = 3.6×10⁶J)。
⑤ 注意隐含条件:如“正常工作”表示电压为额定电压,功率为额定功率;“灯丝电阻不变”通常用于粗略计算,但小灯泡电阻实际随温度升高而增大,题目若未说明可认为不变。
题型一 欧姆定律与电功率的基本计算
1.(2026·四川南充·二模)小宇使用一款多挡位加热鼠标垫,其内部简化电路如图所示。电源为USB稳压电源,电压保持不变;通过开关切换多种挡位,的电阻为。当只闭合开关时,电流表示数为;当闭合开关、、时,电流表示数为;当只闭合开关时,电压表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)的电阻大小;
(3)最高温挡和最低温挡各工作所产生的热量之差。
【答案】(1)
5V
(2)
10Ω
(3)
270J
【详解】(1)当只闭合开关,、断开时,电路为只有的简单电路,电流表测量电路中的电流,电源电压
(2)当闭合开关、、时,被短路,与并联,电流表测量干路电流,即,两端电压不变,电阻不变,通过其电流不变,则通过的电流
并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压,所以的电阻
(3)当只闭合开关时,与串联,电压表测量两端的电压,电压表的示数为,两端电压
电路中的电流
电阻
、、都闭合,、并联,总电阻最小,根据可知,电源电压和通电时间一定时,总电阻最小,产生热量最多,为最高温挡,此时总电阻
工作所产生的热量
由题意可知,当只闭合开关时,与串联,同理可知,此时产生热量最少,为最低温挡,此时总电阻
工作所产生的热量
最高温挡和最低温挡各工作所产生的热量之差
2.(2026·四川广元·二模)如图所示,电源电压恒定不变。当闭合开关和,断开,灯泡L正常发光;当闭合开关和,断开,电压表示数为6V,电流表示数为1.6A;当只闭合开关时,灯泡L消耗的实际功率与额定功率之比为1:9,与消耗的功率之比为3:1(不考虑灯丝电阻随温度变化)。求:
(1)灯泡L的额定电压;
(2)灯泡L的额定功率;
(3)当只闭合时,的电功率。
【答案】(1)
6V
(2)
3.6W
(3)
0.6W
【详解】(1)当闭合开关S1和S3,断开S2时,R1与R2并联,电压表测量电源电压,由电压表示数得电源电压,当闭合开关S1和S2,断开S3时,电路为灯泡L的简单电路,此时灯泡正常发光,灯泡额定电压等于电源电压,即
(2)当只闭合开关S2时,R1、R2、L串联,已知,灯丝电阻RL不变,由得,实际功率与额定功率之比
解得实际电压为
串联电路电流处处相等,与消耗的功率之比,由P=I2R得,与消耗的功率之比
解得,R1、R2并联时,干路电流,由并联电路电流规律
代入和,解得,
对串联电路,由欧姆定律得,总电压,代入已知量得
解得灯泡的电阻为,灯泡额定功率
(3)只闭合S2时,电路总电阻
电路电流
R1的电功率
3.(2025·四川成都·模拟预测)随着现代人民生活水平的提高,暖茶器成为休闲、办公的常备物品。某物理兴趣小组利用热敏电阻设计了如图甲所示的茶水加热电路,为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系图像如图乙所示,电源电压恒为18V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,加热电阻R标有“50Ω 1A”。当茶水的温度高于50℃时,电路会自动断开;当茶水的温度保持为50℃时,电路为保温状态,电流表示数为0.2A;当茶水的温度低于50℃时,电路处于加热状态,若想快速升温,还可以手动移动滑片P;
(1)闭合开关S,当茶水的温度为50℃时,求R消耗的电功率;
(2)当水温从30℃开始加热,在保证电路各元件安全的情况下,求R阻值的变化范围。
【答案】(1)
(2)8~50Ω
【详解】(1)当茶水温度为50℃时,电路处于保温状态,此时电流表示数。由图乙可知,当温度时,热敏电阻的阻值;热敏电阻两端的电压为
滑动变阻器R两端的电压为
通过R的电流为
则R消耗的电功率为
(2)当水温为30℃时,由图乙可知,热敏电阻的阻值,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,根据电压表的安全要求:电路中能够允许的最大电流为
此时滑动变阻器R接入的阻值最小。电路中总电阻最小值为
滑动变阻器接入的最小值为
滑动变阻器的最大阻值为50Ω,所以R的最大值为 。综上所述,在保证电路各元件安全的情况下,R的阻值变化范围为。
4.(2025·四川成都·模拟预测)进入冬季之后,天气开始变得干燥,学科实践小组利用一块湿敏电阻R设计了一个电路图如图甲所示的湿度表,已知R的阻值随环境湿度RH的变化情况如图乙所示,电路中的电源电压恒为12V,定值电阻,电压表的量程为“0~15V”,电流表量程为“0~0.6A”。求:
(1)当电流表的示数为0.48A时,环境的湿度;
(2)在保证电路安全的前提下,电压表的变化范围。
【答案】(1)40%
(2)6V~9V
【详解】(1)由电路图可知,闭合开关,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测量R0两端的电压。当电流表的示数为0.48A时,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻
根据电阻串联的特点可知,湿敏电阻的阻值
由图乙可知,此时环境湿度为40%。
(2)电流表量程为“”,当电路中电流最大为0.6A时,根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压
空气湿度为0%时,,根据欧姆定律可知,电路中的电流
根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压
电压表的变化范围为。
5.(2026·四川内江·一模)如图甲所示的电路中,当开关S接到1时电压表示数为4V;当开关S接到2时灯泡L1、L2正常发光,电压表示数为3V;,电流表A示数如图乙所示。求:
(1)电源电压是多少?当开关S接到2时,通过L2的电压和电流别是多少?
(2)当开关S接到2时,若灯泡L1的灯丝烧断,电流表A的示数是多少?电压表的示数为多少?
【答案】(1)4V
(2)1 V,0.28A
(3)4V,0A
【详解】(1)当开关S接到1时,电路为灯泡的简单电路,未接入电路。电压表测量的两端的电压。由于此时电路中只有一个用电器,两端的电压等于电源电压。
由题意可知,此时电压表示数为4V,所以电源电压U = 4V。
(2)当开关S接到2时,灯泡和串联在电路中。电压表测量两端的电压,电流表测量串联电路的总电流。由图乙可知,电流表选择的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数。根据串联电路中电流处处相等的特点可得
根据串联电路中总电压等于各部分电压之和的特点可得灯泡两端电压为
(3)当开关S接到2时,灯泡和串联。若灯泡的灯丝烧断,则整个串联电路变为开路。
因为电路是开路,所以电路中没有电流,电流表的示数为0A。此时,电压表通过灯泡和电流表串联在电源两端。相当于测量电源电压。故电压表测量的示数近似等于电源电压示数为4V。
6.(2025·四川达州·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻,灯泡L标有“6V 3W”字样(不考虑灯丝电阻变化)。只闭合,灯泡L正常发光;再闭合,电流表示数变化了0.25A。请计算:
(1)灯泡L正常发光时的电流;
(2)电阻的阻值;
(3)通过控制开关通断,整个电路消耗的最小功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)灯泡L正常发光时的电流
(2)只闭合,灯泡单独工作,电流表测电路电流,此时灯泡L正常发光,则电源电压为
再闭合,灯泡和并联,电流表测干路电流。电流表示数变化了0.25A,根据并联电流规律可知,电流为0.25A,则电阻的阻值
(3)灯泡电阻为
只闭合时,灯泡和串联,此时总电阻最大,根据,整个电路消耗的功率最小为
7.(2025·四川成都·三模)如图甲所示为一个加湿器内部湿度检测装置的简化电路图,图乙所示为加湿器内部湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图像。已知电源电压为,定值电阻电流表量程为,电压表的量程为,加湿器允许通过的最大工作电流为,在电路安全工作的前提下,请求:
(1)当湿度时,该电路消耗的总功率大小;
(2)该加湿器能检测到的最小湿度值是多少?
【答案】(1)2.25W
(2)30%
【详解】(1)由图甲知道,R、R0串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R0两端的电压,由图乙知道,当湿度时,加湿器内部湿敏电阻R的阻值为90Ω,由知道,电路的电流
由知道,该电路消耗的总功率大小
(2)由图乙可知,湿敏电阻R的阻值随湿度RH减小而减小,根据电压表量程知道,R0两端的最大电压,由于电路中的最大电流
根据串联电路的电压特点知道 ,R两端的最小电压
根据欧姆定律知道,R的最小阻值
由图乙知道,该加湿器能检测到的最小湿度值是30%。
8.(2025·四川广元·二模)如图所示是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,电源电压恒为12V,Rp是红外线探测电阻,是阻值为的定值电阻,当两端的电压达到时,摄像机自主启动拍摄。则:
(1)求摄像机自主启动拍摄时电路中的电流;
(2)求摄像机自主启动拍摄时的阻值;
(3)已知摄像机自主启动拍摄时用时,求这段时间内电流通过产生的热量。
【答案】(1)1A
(2)
(3)1.2J
【详解】(1)由图可知,定值电阻R与红外线探测电阻RP串联,电压表测R两端的电压;由串联电路的电流特点及欧姆定律可知,电路中的电流
(2)由串联电路的电压特点可知,两端的电压
由欧姆定律可知,的阻值
(3)摄像机自主启动拍摄时用时,这段时间内电流通过产生的热量
9.(2025·四川攀枝花·二模)如图所示,电源电压U恒定,R1、R2为两个定值电阻,L为标有“6V,3W”的小灯泡。开关S1、S2、S3均闭合时,电流表A1示数为1.5A,A2示数为1A;仅闭合S1,小灯泡恰好正常发光。求:
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)R2的阻值;
(3)前后两次电路中相同时间内R1产生的热量之比。
【答案】(1)0.5A
(2)24Ω
(3)4︰1
【详解】(1)当只团合开天S1时,R1与灯泡L串联,此时小灯泡正常发光,由P=UI可得,此时电路中的电流为
(2)当只团合开天S1时,R1与灯泡L串联,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压U=I R1+U额=0.5A×R1+6V①
当三个开关都闭合时,小灯泡被短路,R1、R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过R1的电流。已知电流表A1示数为1.5A,A2示数为1A,则电源电压为U=I1R1=1A×R1②
由①②解得R1=12Ω,U=l2V
R1、R2并联时,通过R2的电流为I2=I总-I1=1.5A-1A=0.5A
电阻R2的阻值为
(3)开关S1、S2、S3均闭合时,通过R1的电流为1A;只团合开天S1时,通过R1的电流为0.5A,所以前后两次电路中相同时间内R1产生的热量之比为
10.(2025·四川成都·二模)2024年6月,国家卫健委等16个部门启动“体重管理年”三年行动。为响应国家号召,动态监测自己的体重情况,某科技创新小组同学利用所学知识做了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路图如图甲所示。已知电源电压为12V,定值电阻R0=10Ω,RV为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,g取10N/kg。求:
(1)闭合开关,体重计空载时电路的总功率是多少W?
(2)此体重计所能测量的最大体重是多少kg?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)体重秤空载时,由图乙知
电路的电功率
(2)电路允许通过的最大电流
根据图乙可得,
此体重秤能测量的最大体重是
题型二 动态电路与极值综合计算
11.(2026·四川达州·模拟预测)如图所示,电源电压保持18V不变,R0为定值电阻,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻R0的阻值为10Ω,灯泡L上标有“6V 3W”且灯泡的电阻不变,当只闭合开关S时,将滑片P从B端移动到A端,电压表示数的变化量为12.5V。求:
(1)滑动变阻器R的最大阻值。
(2)在保证元件安全的前提下,电路的最大总功率与最小总功率之比。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)只闭合开关S时,灯L、和作为定值电阻的滑动变阻器串联,电压表连接在滑动变阻器滑片和R的A端两端,当滑片位于B端时,电压表测R最大阻值两端的电压,当滑片位于A端时,电压表测导线电压,示数为0,已知在滑片从B端移动到A端的过程中,电压表示数变化了12.5V,所以当滑片位于B端时,电压表示数为12.5V,根据串联电路电压的特点,此时与小灯泡L两端的电压为
小灯泡的电阻为
因此当滑片位于B端时,电路电流为
所以滑动变阻器R的最大阻值为
(2)根据,当电源电压不变时,电路电流越大,电路中电阻越小,电路总功率越大;
当S、闭合,断开时,灯泡L被短路,与滑动变阻器R的最大阻值串联,此时电路中的总电阻为
电路中的电流为
当滑动变阻器滑片左右移动时,电压表示数最大为,不超过电压表的量程;
由(1)可知,当只闭合S,、断开时,电路电流为0.25A,电压表示数为5.5V,均未超过电流表和电压表的最大量程,灯泡电流小于额定电流,符合安全要求,又因为,所以电路最小的总功率为
当S、、都闭合时,灯泡L被短路,与滑动变阻器R的左边电阻丝串联,当电路电流达到电流表的最大测量值0.6A时,此时电路中的总电阻为
滑动变阻器的阻值为
滑动变阻器两端电压为
所以电路中的最大功率为
因此电路的最大总功率与最小总功率之比为
12.(2026·四川广元·一模)“墨子号”科技小组设计的简易“电子拉力器”原理如图所示。测试时,同学水平向前拉动测试仪的滑块(相当于将图中R2的滑片P从最左端向右移动),用电压表的示数来反映成绩。电源电压18V且保持不变,R1阻值20Ω,R2标有“100Ω 1A”字样。电流表接入的量程是0~3A,电压表接入的量程是0~15V。闭合开关S,某次拉动该拉力器,电流表的示数为0.3A,求:
(1)当电流表的示数为0.3A时,电阻R1两端的电压;
(2)电压表的最大示数;
(3)该电路电功率的最大变化量。
【答案】(1)6V
(2)15V
(3)13.5W
【详解】(1)根据题图可知,电路为定值电阻R1和滑动变阻器R2的串联电路,当电流表示数为0.3A时,电阻R1两端的电压
(2)根据串联分压原理可知,当滑动变阻器R2的阻值越大,分到的电压越多,故当滑片P滑至最右端时,电路中的总电阻
此时电路中的电流
滑动变阻器R2两端的电压
没有超过电压表的量程,故电压表的最大示数为15V。
(3)当滑动变阻器滑片移到最左端时,电路中电流最大,大小为
小于电流表量程及滑动变阻器允许的最大电流,故该电路电功率的最大值
根据上述分析可知,电路中电流的最小值为0.15A,故该电路电功率的最小值
故该电功率的最大变化量
13.(2026·四川南充·一模)实验小组设计了如图所示的电路。已知小灯泡的铭牌依次是“3.0 V,0.3 A”、“6.0 V,0.6 A”、“2.5 V,0.5 W”(灯丝的电阻均保持不变),滑动变阻器上标有“20 Ω,2 A”字样,A、B、C、D是四个接线柱;实验时,将A、D两个接线柱接在电源两端(电源电压恒定不变),滑动变阻器的滑片移到最上端,此时有一个小灯泡正常工作,另一个灯泡未达到额定电压;
(1)求小灯泡正常工作时的电流;
(2)求电源电压;
(3)小组内某同学将三个小灯泡取下来后,三个灯泡位置交换接入电路进行实验,把A、D两个接线柱接在同一电源两端,调节滑动变阻器的滑片P到某一点,电压表的示数为1.5 V,电路图中原位置的灯恰好正常发光,此时原位置的小灯泡实际功率为其额定功率的;请计算、分析后将三个灯泡的实际位置标注到图中;再把C、D两个接线柱接入同一电源两端时,保证电路安全的情况下,求该电路的电功率取值范围(保留两位小数)。
【答案】(1)0.2A
(2)6V
(3)0.85W~1.20W
【详解】(1)已知小灯泡的额定电压,额定功率 , 根据电功率公式可得正常工作时的电流为
(2)首先计算出三个灯泡的电阻(灯丝电阻不变),则的电阻
的电阻
的电阻
当A、D接线柱接在电源两端,滑动变阻器的滑片P移到最上端时,变阻器接入电路的电阻为0,和串联,由题意,此时有一个小灯泡正常工作,另外一个灯泡小于额定电压,假设正常工作,则电路中的电流为0.6 A,此时通过的电流也为0.6 A,超过了其额定电流0.3 A,会被烧坏,故此假设不成立;故灯泡正常工作,灯泡低于额定电压,则电路中的电流为0.3 A。此时通过的电流也为0.3 A,未超过其额定电流0.6 A,可以安全工作但未达到额定电压,符合题意,因此,电路中的电流为0.3 A,电源电压
(3)更换灯泡的位置后,设原位置的灯泡分别为、、。电路结构为、滑动变阻器、三个用电器串联,根据题意,“原位置的灯()恰好正常发光”,所以电路的电流;根据原位置的小灯泡()实际功率为其额定功率的。根据,则有 可得
因此
我们来检验三盏灯的额定电流 ,,,只有当 , 时,满足,即
所以,原位置接的是,原位置接的是,剩下的原位置接的是。
A、D两个接线柱接在同一电源两端,电压表测量滑动变阻器两端的电压,验证猜想:灯泡两端的电压为
灯泡两端的电压为
滑动变阻器两端的电压为1.5V,则电源电压为
满足电源电压不变,故灯泡位置的猜想是正确的,电路图如图所示:
电功率范围计算:
将C、D接线柱接入6 V电源,根据电路图,、滑动变阻器、构成串联电路。为保证电路安全,电路中的电流不能超过和中额定电流的较小者,即
当电流达到最大值0.2 A时,电路的总功率最大,电路的最大电功率为
电路总电阻
当滑动变阻器接入电阻最大 时,电路总电阻最大,总功率最小,总电阻最大值为
电路的最小电功率为
因此,该电路的电功率取值范围是0.85W~1.20W。
14.(2025·四川成都·三模)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω,电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V,其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S₂时,电流表的示数为0.25A。求:
(1)当只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器R2连入电路的电阻;
(2)当闭合S1、S2、S3时,为保证不损坏电流表,电路消耗的总电功率的变化范围。
【答案】(1)14Ω
(2)4.48~4.8W
【详解】(1)由图甲可知,当只闭合S₂时,电阻R1和小灯泡串联,电流表的示数即电路中的电流为I1=0.25A,由图乙可得,小灯泡两端的电压为3V,根据可得,电阻R1两端的电压为
根据串联分压特点可得,电路的电源电压为
当只闭合S3时,滑动变阻器R2和小灯泡L串联,要使小灯泡L正常发光,小灯泡两端的电压为额定电压3.8V,由图乙可得,此时通过电路中的电流为I2=0.30A,根据串联电路分压特点可得,此时滑动变阻器两端的电压为
由可得,滑动变阻器R2连入电路的电阻为
(2)当闭合S1、S2、S3时,电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表测干路电流,为保证不损坏电流表,干路电流最大为
由可得,电路消耗的总电功率最大值为
当滑动变阻器接入的阻值最大时,通过滑动变阻器的电流最小,根据并联电路中,干路电流等于各支路电流之和可知,此时干路电流最小,电路总电功率最小,由可得,通过滑动变阻器的电流为
通过电阻R1的电流为
则干路电流最小值为
由可得,电路消耗的总电功率最小值为
则电路消耗的总电功率的变化范围为4.48~4.8W。
15.(2024·河北·模拟预测)如图所示电路,电源电压恒为20V,定值电阻R1的阻值为15Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1.2A”的字样,电流表的量程为“0~3A”,电压表的量程为“0~15V”。闭合开关S,移动滑片P至某一位置,电流表的示数为0.8A。
(1)求此时电阻R2两端的电压;
(2)在电路安全的情况下,移动滑片P,求电阻R1的最大功率;
(3)若用一定值电阻R0替换电阻R1,闭合开关S后,在电路安全的情况下,移动滑片P,发现电压表示数的最大值与最小值之比为3∶2,求R0的可能值。
【答案】(1)8V
(2)15W
(3)20Ω或5Ω
【详解】(1)定值电阻 R1=15Ω,当电流I1=0.8A时,由欧姆定律可得,R1两端电压
电源电压U总=20V,根据串联电路电压关系,R2两端电压U2=U总-U1=20V-12V=8V
(2)电流表所选量程能测的电流最大值为3A,滑动变阻器允许最大电流 1.2 A,电压表所选量程能测的电压最大值为15V,当电压表示数最大为U2=15V时,通过R1的电流
则电路中最大电流 I最大=1A,此时R1的最大功率P最大= U2 I最大=15V×1A =15W
(3)若电压表示数最大能达到15V,即R0两端的电压最大Ua=15V时,此时电流Ia<1.2A
根据题意,电压表的最小电压
此时滑动变阻器在阻值最大端,电流
那么
若电压表示数达到15V时,电流超过滑动变阻器允许通过的最大电流1.2A,那么电压表的最大示数为允许电流最大Im=1.2A时的电压,此时电压表示数Um=Im×R0=1.2A×R0
根据题意,电压表的最小电压
此时滑动变阻器在阻值最大端,电流In=0.8A时,滑动变阻器分得电压
R0两端的电压
R0的阻值
综上所述,R0的阻值为20Ω或5Ω。
16.(2025·四川广元·二模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为2.5V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R1的最大阻值为,定值电阻R2=。当闭合开关S、S1、断开S2,且将滑动变阻器滑片移到中点时,小灯泡L正常发光。图乙为小灯泡两端电压与电流的关系图像。
(1)求电源电压;
(2)闭合开关S、S2、断开S1,求电流表示数的最小值;
(3)当闭合开关S、S1、断开S2,并调节滑动变阻器R1的阻值为15,此时R1的功率为小灯泡L功率的4倍,求此时小灯泡的功率。
【答案】(1)7.5V
(2)
(3)
【详解】(1)闭合开关S、S1、断开S2,由图甲可知灯泡与滑动变阻器串联,且将滑动变阻器滑片移到中点时,小灯泡L正常发光,小灯泡L的额定电压为2.5V,由图乙可知此时电路中电流为0.5A;滑动变阻器两端电压为
则电源电压为
(2)闭合开关S、S2、断开S1,滑动变阻器和串联,当滑动变阻器全部接入电路时,电路中电阻最大,电流最小,即电流表最小示数为
(3)当闭合开关S、S1、断开S2,由图甲可知灯泡与滑动变阻器串联,调节滑动变阻器R1的阻值为15,此时R1的功率为小灯泡L功率的4倍,则有
解得,则电路中电流为
小灯泡的功率为
17.(2025·四川德阳·二模)如图甲所示电路,电源电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器后铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器滑片,经测量分析,得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。求:
(1)电源电压及R1的阻值;
(2)滑动变阻器允许接入电路的阻值范围及电路总功率的最大变化量。
【答案】(1)18V,20Ω
(2)10Ω~100Ω,
【详解】(1)由图甲可知两个电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流;由图乙可知电压表示数为8V时,R2的电功率为4W,则电路中电流为
根据串联的电压特点和欧姆定律可得电源电压为①
电压表示数为10V时,R2的电功率为4W,则电路中电流为
根据串联的电压特点和欧姆定律可得电源电压为②
解①②得,
(2)滑动变阻器后铭牌上标有“120Ω0.8A”的字样,电流表量程0~0.6A,则电路中最大电流为0.6A,最大功率为
电路中最小总电阻为
根据串联电阻的特点可知滑动变阻器接入电路最小电阻为
电压表量程0~15V,则滑动变阻器两端最大电压为15V,根据串联电路电压规律可得两端最小电压为
电路中最小电流为
最小功率为
滑动变阻器接入电路最大阻值为
所以电路总功率的最大变化量为
滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是10Ω~100Ω。
18.(2025·四川宜宾·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“,”的字样,为定值电阻,滑动变阻器上标有“,”的字样,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡正常工作的电流和电阻;
(2)闭合、与时,灯泡正常发光,电流表的示数为,求的阻值;
(3)闭合,断开与时,移动滑片,在确保电路安全的前提下,求电路总功率的变化范围。
【答案】(1)0.5A,12
(2)6
(3)
【详解】(1)灯泡正常工作的电流为
灯泡正常工作的电阻为
(2)闭合、与时,灯泡与定值电阻并联,电流表测量干路电流,灯泡正常发光,则灯泡的电流,通过定值电阻的电流为
并联电路中各支路电压相等,则定值电阻的电压为,由欧姆定律得,定值电阻的电阻为
(3)由图可知,闭合,断开与时,与串联,电压表测电压,根据题意,滑动变阻器上标有“”的字样,电流表的量程为,可得电路中的最大电流,电流表测量电路中的电流;此时电压表的示数
故不会损坏电压表,变阻器的值
电路总功率
当滑片向右滑动时,其接入电路的电阻变大,电流变小,根据分压原理,变阻器两端电压即电压表示变大,由于电压表使用的量程为,可得,电路中的电流
变阻器的值
电路总功率
故的阻值范围为,电路总功率变化范围为。
19.(2025·四川广元·一模)如图所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“6V 3W”字样(灯丝电阻保持不变),定值电阻 R0的阻值为24Ω,电流表的量程为0~0.6A。当只闭合开关S,滑片P从b端滑到某一位置时,变阻器的电阻减小6Ω,电流表示数变化0.1A,灯泡恰好正常发光。
(1)求灯泡电阻;
(2)求电源电压和滑动变阻器的最大阻值;
(3)在保证电路安全的前提下,当只闭合开关S时,调节滑片P,使电路的最大功率为 当开关S、S1、S2都闭合时,调节滑片P,使电路的最小功率为 P2。求 的值。
【答案】(1)12Ω
(2)12V,18Ω
(3)3∶7
【详解】(1)根据可得,灯泡的电阻
(2)只闭合开关S,滑片P从b端滑到某一位置时,灯泡L与Rab串联,因为串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光;所以根据P=UI可得,电路中的电流
滑片P在b端时,灯泡L与Rab串联,此时总电阻最大,电流最小,则根据题意可得,此时电路中的电流I1=I2-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A
因为电源的电压不变,所以U=I1(RL+Rab)=I(RL+Rab-6Ω)
即0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω)
解得Rab=18Ω;电源的电压U=0.4A×(12Ω+Rab)=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V
(3)当三个开关S、S1、S2都闭合时,电路为R0与Rab并联,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路消耗的电功率最小。 电路消耗总功率的最小值
当只闭合开关S时,灯泡L与Rab串联,电源电压不变,当电路中电流最大时,电路的功率最大,由题意可知,电流表的量程是0~0.6A,小灯泡允许通过的最大电流是0.5A,所以电路中的最大电流是0.5A,则最大功率P1=UI大=12V×0.5A=6W
的值
20.(2025·四川成都·二模)如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻,灯泡L标有“,0.9W”字样,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~。只闭合开关时,灯泡L正常发光(灯泡L的灯丝电阻恒定)。
(1)求电源电压;
(2)在保证电路安全的条件下,通过开关的闭合与断开,并移动滑动变阻器的滑片P,求电路总电功率的变化范围。
【答案】(1)6V
(2)0.6W~9.6W
【详解】(1)只闭合开关时,定值电阻与灯泡L串联,灯泡L正常发光,电流为
定值电阻两端的电压
电源电压
(2)闭合开关、、时,定值电阻与滑动变阻器并联,定值电阻的电流
由滑动变阻器的规格可知,
干路电流
最大功率
闭合开关,断开开关、时,滑动变阻器与灯泡L串联,灯泡电阻
电流
电功率
综上所述,电路总电功率的变化范围为0.6W~9.6W
题型三 多档位问题
21.(2026·四川南充·一模)如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜,其内部电路如图乙所示,为温控开关,为门控开关,为石英加热管(阻值不变)。消毒柜的总功率为1250 W,臭氧发生器的功率为150 W。求:
(1)石英加热管的阻值多大?
(2)关闭柜门,门控开关闭合,臭氧发生器工作10 min所消耗的电能多大?
(3)若在货架上放100 kg的不锈钢餐具,将其从26℃加热到70℃,不计热量损失,消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间?[]
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)闭合开关后,石英加热管与臭氧发生器并联,故两者电压相等且都等于电源电压,即,石英加热管的功率
根据功率公式变形得
(2)工作时间
臭氧发生器的功率为
根据得
(3)计算不锈钢餐具温度变化量
不锈钢餐具吸收的热量
不计热量损失,则加热管消耗的电能
再由得加热时间
22.(2026·四川南充·一模)学校安装了某新型饮水机,其内部简化电路如图乙所示,通过旋转开关能实现自动出水、加热、保温等功能。已知、均为发热电阻,其铭牌部分信息如下表所示。求:
额定电压
220V
自动出水功率
220W
保温挡功率
400W
加热挡功率
1200W
(1)额定电压下,饮水机自动出水时通过的电流;
(2)发热电阻的阻值;
(3)该饮水机将电能转化为水的内能的效率是80%,标准大气压下,饮水机在加热状态正常工作3.5min,能将多少千克初温是的水烧开。(已知水的比热容为)
【答案】(1)1A
(2)60.5Ω
(3)0.6kg
【详解】(1)由可知,额定电压下,饮水机自动出水时通过的电流
(2)由乙图可知,开关接2时,只有接入电路,电路总电阻较大,电源电压不变,根据,此时总功率较小,为保温挡,因此的功率
开关接2、3时,与并联,电路总电阻最小,总功率最大,为加热挡,因此的功率
并联电路支路电压等于电源电压,由可知,发热电阻的阻值
(3)由题意得,加热工作时间
由可知,饮水机消耗的总电能
由可知,水吸收的热量
标准大气压下水的沸点为,水升高的温度
由可,水的质量
23.(2026·辽宁盘锦·一模)如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为110Ω,M是电动机。开关S1闭合后,当S2接1、2时吹冷风;当S2接2、3时吹温风;当S2接3、4时吹热风,此时空调扇的总功率为1100W。已知:电源电压为220V,。求:
(1)吹冷风时,在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低,若冰袋内冰的质量为1kg,温度从-16℃升高到-6℃时,冰从周围吸收的热量是多少?
(2)吹冷风时,电动机正常工作1h消耗的电能为,此时通过电动机的电流是多少?
(3)吹热风时,R2的电阻是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题意得,冰的温度变化量
冰从周围吸收的热量
(2)电动机的电功率
通过电动机的电流
(3)吹热风时,电动机、、并联,并联电路各支路电压等于电源电压,的功率
电动机功率不变,的功率
的阻值
24.(2025·山东日照·中考真题)某学校食堂购置了一批加热餐台,如图甲所示。通电后加热容器中的水,为上方饭菜提供所需的热量。加热器简化电路如图乙所示,旋转开关S分别连通0、1、2触点,可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。是定值电阻,。容器内水的体积为,密度,比热容,加热器使用的电源电压恒为220V,加热器快速加热时的功率为2kW。求:
(1)的阻值;
(2)加热器保温时的功率;
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是多少度?
(4)加热器使用快速加热挡工作15min可使水温升高40℃,则加热器对水加热的效率是多少?(结果保留一位小数)
【答案】(1)
(2)400W
(3)0.4度
(4)93.3%
【详解】(1)旋转开关S连通1触点,电路为R1的简单电路,可实现加热器快速加热,加热器快速加热时的功率为2kW,的阻值
(2)旋转开关S连通2触点,电阻R1和R2串联,可实现加热器的保温功能,加热器保温时的功率
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是
(4)容器内水的体积为,水的质量
水温升高40℃吸收的热量
加热器使用快速加热挡工作15min消耗的电能
加热器对水加热的效率是
25.(2025·四川泸州·三模)如图是一款家用电热水壶工作原理图,虚线框内为电热水壶的发热部位,它工作时有两挡,分别是加热挡和保温挡(即开关S掷于“1”或“2”位置)。已知电源电压为220V,R1=44Ω,外界为一个标准大气压,ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)。问:
(1)当开关S置于什么位置时电热水壶处于加热挡?它的功率是多大?
(2)保温状态下整个电路消耗电功率为40W,则电阻R2为多大?
(3)若热水壶正常工作,将体积为1L、初温为12℃的水烧开需要7min,求电水壶的加热效率η是多少?
【答案】(1)1100W
(2)1166Ω
(3)80%
【详解】(1)要使电热水壶处于加热挡,根据,电路接入电阻越小,功率越大。因此应将关开S置于2位置,R2短路,只有R1接入电路,此时功率为
(2)将开关S置于1位置,R1与R2串联接入,此时处于保温状态,整个电路消耗电功率为40W,串联电路总电阻为
则电阻R2为
(3)水的质量为
水吸收的热量为
加热消耗的电能为
电水壶的加热效率
26.(2025·四川南充·一模)如图甲所示是一款多挡位电热水壶,图乙是其电路简化结构图,、和阻值均为,具有高温、中温、低温三挡温度调节功能。求:
(1)将初温为的水烧开(标准大气压下),水所吸收的热量;
(2)电热水壶处于低温挡工作的电功率;
(3)若将电热水壶调至高温挡进行正常加热,它将第(1)小题中的水烧开需要,电热水壶的效率。
【答案】(1)
(2)500W
(3)80%
【详解】(1)标准大气压下,水的沸点是100℃,水所吸收的热量
(2)由图乙知,当闭合,断开时,接时,电阻、串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,电热水壶处于低温挡。根据串联电路的特点可知,低温挡工作是电路的总电阻
电热水壶处于低温挡工作的电功率
(3)当、闭合,接a时,、并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,总功率最大,电热水壶处于高温挡。电热水壶处于高温挡工作的电功率
由可得,消耗电能
电热水壶的效率
27.(2025·四川遂宁·二模)为响应低碳环保号召,小明家中安装了一台电辅式太阳能热水器,如图甲所示。其工作原理如下:光照充足时,直接利用太阳能加热;在光照条件不好时,利用电加热器加热。电加热器部分工作原理如图乙所示,电源电压U=220V,R1和R2是阻值恒定的发热电阻;温度达到预设温度时,自动切换到保温状态;为防止触电,热水器向外供水过程中自动切断电路。下表是该热水器的部分参数。已知水的比热容。求:
加热功率
P(W)
保温功率
P2(W)
水箱容积
V(L)
接收太阳能的有效面积S()
太阳能能量转化效率ƞ
太阳辐射功率P
[]
2057
121
150
5
60%
1.68×106
(1)发热电阻R1、R2的阻值;
(2)若阴天的有效日照时间T1=6h,仅依靠太阳能加热,求将满箱初温为t1=20℃的水加热到的温度t2;
(3)若要继续升温至当地沸点t3=98℃,还需要电加热的时间T2。(用h作单位,结果保留2位小数)。
【答案】(1)400Ω,25Ω
(2)
(3)2.55h
【详解】(1)当开关位于BC时,只有接入电路,电路电阻较大,根据可知,电加热器的电功率较小,处于保温状态。
保温功率为121W,电源电压220V,则的阻值为
当开关位于DC时,电阻和并联,电路电阻较小,根据可知,电加热器的电功率较大,电加热器处于加热状态。
加热功率等于两电阻功率之和,加热功率为121W,所以消耗的功率
则的阻值为
(2)水的质量
热水器转化的太阳能
因为
即
解得。
(3)水温从20℃升到98℃所需热量
电加热器所要加热的热量
电加热时间
28.(2025·重庆·三模)图甲为某款额定电压为220V国产智能电饭煲,其采用仿古“文武火”智能控温技术,模拟传统柴火灶“先武火煮沸,后文火慢炖”,以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S为手动开关,S1是自动控制开关。通过S1的控制,可智能实现“武火”挡或“文火”挡,从而控制食物在不同时段的温度。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求:
(1)R2的电阻值;
(2)30min内电饭煲消耗的电能;
(3)为保证在不同电压下,第一个“文火”阶段电饭煲产生的热量相同。求当实际电压为200V时,第一个“文火”阶段电饭煲耗时多少min。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)当开关和都闭合时,R1和R2并联,电路总电阻小,根据,此时功率大,为 “武火” 挡,功率;
只闭合开关S、断开时,电路为R1的简单电路,电阻大,功率小,为 “文火” 挡,功率。
则的功率
则
(2)由图丙可知,的工作时间
的工作时间
30min内电饭煲消耗的电能
(3)R1的阻值为
当实际电压时, “文火” 功率
因为第一个 “文火” 阶段产生的热量,所以
即
解得
29.(2025·四川泸州·二模)如图甲是学校食堂常用的分餐保温台,图乙是其简化电路图,S 为温控开关,R1、R2为加热电阻,闭合开关S0,加热台工作。当台上食品温度低于30℃时,温度控制开关S自动转接到加热状态;当台上食品温度升高到60℃时,S自动转接到保温状态。已知定值电阻R1的阻值为24.2Ω,保温功率为484W。,则:
(1)保温台的加热功率为多少?
(2)电阻R2的阻值为多大?
(3)某次就餐过程中,在保温台内加入10kg的10℃的水,闭合开关S0,直到开关S 跳挡过程中,仅接入了该保温台的电能表转了2000圈,如图丙所示,该保温台此次加热过程的加热效率为多少?
【答案】(1)2000W
(2)75.8Ω
(3)87.5%
【详解】(1)由图乙知,当S0闭合,S接1触点时,电路中只有R1工作,电路中的阻值较小,据知,电路的电功率较大,为加热状态;当S接2触点时,两个电阻串联接入电路,电路的总阻值较大,则电路的总功率较小,为保温状态,则加热功率
(2)保温状态时,电路中的总阻值
R2的阻值
(3)加热过程,水吸收的热量
由图丙知,电能表每消耗1kW∙h的电能,转盘转动3000r,则加热过程,保温台消耗的电能
该保温台此次加热过程的加热效率
30.(2025·四川内江·二模)如图甲是常用的电热水壶,如图乙所示为小明家两挡位电热水壶的简化电路原理图,S1为温控开关,当水沸腾时会自动断开。已知电热水壶额定电压为220V,R1和R2为加热定值电阻,R1=44Ω,保温挡的额定功率为110W。求:
(1)保温时电路中的电流;
(2)加热时R1的电功率;
(3)某次烧水,电热水壶将水加热至沸腾耗时5min,自动跳转至保温挡工作10min,在加热的5min内电热水壶消耗的电能是多少?
【答案】(1)0.5A
(2)1100W
(3)3.63×105J
【详解】(1)根据,保温时电流为
(2)R1的功率为
(3)加热时的功率为P加=P1+P保=1100W+110W=1210W
5min加热时消耗的电能为W加=P加t=1210W×300s=3.63×105J
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抢分10 计算题(电磁综合)(四川专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
3年考情
抢分依据
命题预测
2025攀枝花T27、巴中T26
2024 乐山T25、泸州T24
①欧姆定律:I=U/R,变形U=IR,R=U/I(R是导体属性,与U、I无关);
②电功率:P=UI=W/t,结合欧姆定律推导P=I²R=U²/R(纯电阻电路适用);
③串并联规律:串联I相等,U总=U1+U2,R总=R1+R2;并联U相等,I总=I1+I2,1/R总=1/R1+1/R2;
④图像题:定值电阻I-U图为过原点直线(斜率=1/R);灯泡电阻随温度升高而增大,图线弯曲;
⑤多状态电路:画出不同状态等效电路,利用电源电压不变列方程组求解。
欧姆定律与电功率的基本计算:可能以“四川智能电表”“电子秤”“教室照明电路”为背景,考查欧姆定律与电功率的基本公式应用及I-U图像分析。预计2026年将延续“多开关等效电路”类题目,要求学生在开关通断变化中识别串并联关系,利用电源电压恒定列方程求解未知电阻或电源电压。图像题中灯泡电阻变化的处理是难点,需注意“从图像中读取对应电压下的电流”而非用欧姆定律计算平均值。
2025内江T26、达州T23
2024达州T26、宜宾T28
①动态分析三步法:识别串并联→判断电阻变化→运用欧姆定律分析电流、电压变化;
②极值(安全范围)四要素:电流表量程、电压表量程、用电器额定电流(或额定电压)、滑动变阻器最大阻值;
③灯泡正常发光:电压为额定电压,电流为额定电流,功率为额定功率;
④U-I图像:定值电阻为直线,灯泡为曲线;求功率时用P=UI(对应点的乘积);
⑤取值范围题:分别以各元件的最大允许电流为限制,求出滑动变阻器的最小阻值;以电压表量程或变阻器最大阻值求最大阻值。
动态电路与极值综合计算:可能以“成都地铁烟雾报警器”“智能家居光控灯”“风力发电监测电路”为背景,考查滑动变阻器移动过程中电流、电压、电功率的变化范围及极值求解。预计2026年四川多地B卷压轴题将继续以动态电路与极值综合为核心,尤其注重“同时满足多个元件安全条件”的取值范围的判断。学生需强化“从U-I图像中提取关键点”的能力,并熟练运用“先求总电阻→再求局部电阻”的反向推理法。
2025眉山T24、资阳T15
2024自贡T33、南充T24
①档位识别核心:总功率P=U²/R,U不变时R越小P越大。串联电阻大→功率小(保温/低温),并联电阻小→功率大(加热/高温);
②常见两档电路:单刀单掷开关短路一个电阻(加热),断开时两电阻串联(保温);
③常见三档电路:R1单独工作(中温),R1与R2串联(低温),R1与R2并联(高温);
④电热效率:η=Q吸/Q总,Q吸=cmΔt,Q总=Pt(或W=n/N kW·h);
⑤实际功率:用R=U额²/P额求电阻,再用P实=U实²/R计算(假设电阻不变)
多档位问题:可能以“四川家庭智能电饭煲”“节能电热水器”“多功能电火锅”为生活背景,考查多档位切换、铭牌信息提取、电热效率及电能表综合计算。三档位电热器是2025年四川各地模拟考的热点,预计2026年成都、绵阳等地将继续以此为载体,结合热效率(如烧水、煮饭)形成6~8分的计算题。需特别注意“标准大气压下水的沸点为100℃”“水的比热容常用4.2×103J/(kg·℃)”“1L水的质量为1kg”等隐含条件的提取,以及档位开关逻辑的准确分析。
【考向】电磁计算方面的相关公式与基本应用方法
1.欧姆定律基本计算
公式:I = U/R,U = IR,R = U/I。注意同一段电路的I、U、R对应同一时刻(同时性);电阻R由导体本身决定,与U、I无关。常见题型:已知两个量求第三个量。
2.串并联电路电阻与分压分流计算
串联:R总= R1 + R2,分压公式 U1/U2 = R1/R2,U = U1 + U2。
并联:1/R总= 1/R1+ 1/R2(两电阻并联 R总= R1R2/(R1+R2)),分流公式 I1/I2 = R2/R1,I = I1 + I2。
常考:求总电阻、通过某个电阻的电流或电压。
3.动态电路计算
滑动变阻器滑片移动或开关通断引起电阻变化,进而引起电流、电压变化。
解题步骤:判断串并联 → 分析电阻变化 → 总电流变化 → 局部电压或电流变化。
常结合欧姆定律列方程,并求取值范围(如滑动变阻器允许接入的最小/最大电阻)。
4.电功与电能计算
普遍公式:W = UIt(适用于所有电路)。推导式(纯电阻电路):W = I²Rt = U²t/R。
电能表计算:转盘转数n对应消耗电能 W = n/N(N为每千瓦时转数),单位 kW·h,1 kW·h = 3.6×106J。
常见题型:求用电器消耗电能、电能表转数、电费计算。
5.电功率计算
定义式:P = W/t。普遍计算式:P = UI。
纯电阻电路推导式:P = I²R = U²/R。
额定功率与实际功率:额定电压下 P额= U额²/R;实际电压下 P实= U实²/R,当U实 > U额时P实 > P额,可能烧坏用电器。灯泡亮度由实际功率决定。
6.焦耳定律与电热计算
焦耳定律:Q = I²Rt(普遍适用)。
纯电阻电路:Q = W = UIt = Pt = U²t/R。
非纯电阻电路(电动机、电风扇等):消耗电能 W = UIt,发热 Q = I²Rt,输出的机械能 W机= W - Q,电动机效率η= W机 / W×100%。
常见题型:求电动机发热、输出功率、效率。
7.家庭电路与安全用电计算
家庭电路电压 U = 220 V,各用电器并联。总功率 P总= P1+ P2+ …,总电流 I总= P总/ U。
保险丝熔断条件:I实> I额。导线发热 Q = I²Rt,避免过载。
常见题型:根据总功率求总电流,选择保险丝规格;计算导线发热量。
8.电学综合计算(比值、图像、范围)
常用方法:利用电源电压不变、定值电阻阻值不变列方程组。
图像题(U-I图):定值电阻的U-I图像为过原点直线,斜率表示电阻;小灯泡电阻随温度升高而增大,图像为曲线。
极值问题:滑动变阻器阻值变化时,求电路最大电流、最小电流、最大最小功率,需考虑电表量程、用电器额定值(如“2.5V 0.3A”)。
9.解题注意事项
① 画等效电路图,标已知量和未知量。
② 纯电阻电路才能直接用 U²/R 或 I²R 计算电功和电功率。
③ 非纯电阻电路(含电动机)必须用 W = UIt 计算总电能,Q = I²Rt 计算热量,二者不能混淆。
④ 单位统一:电压V,电流A,电阻Ω,功率W,时间s,电能J或 kW·h(1 kW·h = 3.6×10⁶J)。
⑤ 注意隐含条件:如“正常工作”表示电压为额定电压,功率为额定功率;“灯丝电阻不变”通常用于粗略计算,但小灯泡电阻实际随温度升高而增大,题目若未说明可认为不变。
题型一 欧姆定律与电功率的基本计算
1.(2026·四川南充·二模)小宇使用一款多挡位加热鼠标垫,其内部简化电路如图所示。电源为USB稳压电源,电压保持不变;通过开关切换多种挡位,的电阻为。当只闭合开关时,电流表示数为;当闭合开关、、时,电流表示数为;当只闭合开关时,电压表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)的电阻大小;
(3)最高温挡和最低温挡各工作所产生的热量之差。
2.(2026·四川广元·二模)如图所示,电源电压恒定不变。当闭合开关和,断开,灯泡L正常发光;当闭合开关和,断开,电压表示数为6V,电流表示数为1.6A;当只闭合开关时,灯泡L消耗的实际功率与额定功率之比为1:9,与消耗的功率之比为3:1(不考虑灯丝电阻随温度变化)。求:
(1)灯泡L的额定电压;
(2)灯泡L的额定功率;
(3)当只闭合时,的电功率。
3.(2025·四川成都·模拟预测)随着现代人民生活水平的提高,暖茶器成为休闲、办公的常备物品。某物理兴趣小组利用热敏电阻设计了如图甲所示的茶水加热电路,为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系图像如图乙所示,电源电压恒为18V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,加热电阻R标有“50Ω 1A”。当茶水的温度高于50℃时,电路会自动断开;当茶水的温度保持为50℃时,电路为保温状态,电流表示数为0.2A;当茶水的温度低于50℃时,电路处于加热状态,若想快速升温,还可以手动移动滑片P;
(1)闭合开关S,当茶水的温度为50℃时,求R消耗的电功率;
(2)当水温从30℃开始加热,在保证电路各元件安全的情况下,求R阻值的变化范围。
4.(2025·四川成都·模拟预测)进入冬季之后,天气开始变得干燥,学科实践小组利用一块湿敏电阻R设计了一个电路图如图甲所示的湿度表,已知R的阻值随环境湿度RH的变化情况如图乙所示,电路中的电源电压恒为12V,定值电阻,电压表的量程为“0~15V”,电流表量程为“0~0.6A”。求:
(1)当电流表的示数为0.48A时,环境的湿度;
(2)在保证电路安全的前提下,电压表的变化范围。
5.(2026·四川内江·一模)如图甲所示的电路中,当开关S接到1时电压表示数为4V;当开关S接到2时灯泡L1、L2正常发光,电压表示数为3V;,电流表A示数如图乙所示。求:
(1)电源电压是多少?当开关S接到2时,通过L2的电压和电流别是多少?
(2)当开关S接到2时,若灯泡L1的灯丝烧断,电流表A的示数是多少?电压表的示数为多少?
6.(2025·四川达州·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻,灯泡L标有“6V 3W”字样(不考虑灯丝电阻变化)。只闭合,灯泡L正常发光;再闭合,电流表示数变化了0.25A。请计算:
(1)灯泡L正常发光时的电流;
(2)电阻的阻值;
(3)通过控制开关通断,整个电路消耗的最小功率。
7.(2025·四川成都·三模)如图甲所示为一个加湿器内部湿度检测装置的简化电路图,图乙所示为加湿器内部湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图像。已知电源电压为,定值电阻电流表量程为,电压表的量程为,加湿器允许通过的最大工作电流为,在电路安全工作的前提下,请求:
(1)当湿度时,该电路消耗的总功率大小;
(2)该加湿器能检测到的最小湿度值是多少?
8.(2025·四川广元·二模)如图所示是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,电源电压恒为12V,Rp是红外线探测电阻,是阻值为的定值电阻,当两端的电压达到时,摄像机自主启动拍摄。则:
(1)求摄像机自主启动拍摄时电路中的电流;
(2)求摄像机自主启动拍摄时的阻值;
(3)已知摄像机自主启动拍摄时用时,求这段时间内电流通过产生的热量。
9.(2025·四川攀枝花·二模)如图所示,电源电压U恒定,R1、R2为两个定值电阻,L为标有“6V,3W”的小灯泡。开关S1、S2、S3均闭合时,电流表A1示数为1.5A,A2示数为1A;仅闭合S1,小灯泡恰好正常发光。求:
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)R2的阻值;
(3)前后两次电路中相同时间内R1产生的热量之比。
10.(2025·四川成都·二模)2024年6月,国家卫健委等16个部门启动“体重管理年”三年行动。为响应国家号召,动态监测自己的体重情况,某科技创新小组同学利用所学知识做了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路图如图甲所示。已知电源电压为12V,定值电阻R0=10Ω,RV为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,g取10N/kg。求:
(1)闭合开关,体重计空载时电路的总功率是多少W?
(2)此体重计所能测量的最大体重是多少kg?
题型二 动态电路与极值综合计算
11.(2026·四川达州·模拟预测)如图所示,电源电压保持18V不变,R0为定值电阻,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻R0的阻值为10Ω,灯泡L上标有“6V 3W”且灯泡的电阻不变,当只闭合开关S时,将滑片P从B端移动到A端,电压表示数的变化量为12.5V。求:
(1)滑动变阻器R的最大阻值。
(2)在保证元件安全的前提下,电路的最大总功率与最小总功率之比。
12.(2026·四川广元·一模)“墨子号”科技小组设计的简易“电子拉力器”原理如图所示。测试时,同学水平向前拉动测试仪的滑块(相当于将图中R2的滑片P从最左端向右移动),用电压表的示数来反映成绩。电源电压18V且保持不变,R1阻值20Ω,R2标有“100Ω 1A”字样。电流表接入的量程是0~3A,电压表接入的量程是0~15V。闭合开关S,某次拉动该拉力器,电流表的示数为0.3A,求:
(1)当电流表的示数为0.3A时,电阻R1两端的电压;
(2)电压表的最大示数;
(3)该电路电功率的最大变化量。
13.(2026·四川南充·一模)实验小组设计了如图所示的电路。已知小灯泡的铭牌依次是“3.0 V,0.3 A”、“6.0 V,0.6 A”、“2.5 V,0.5 W”(灯丝的电阻均保持不变),滑动变阻器上标有“20 Ω,2 A”字样,A、B、C、D是四个接线柱;实验时,将A、D两个接线柱接在电源两端(电源电压恒定不变),滑动变阻器的滑片移到最上端,此时有一个小灯泡正常工作,另一个灯泡未达到额定电压;
(1)求小灯泡正常工作时的电流;
(2)求电源电压;
(3)小组内某同学将三个小灯泡取下来后,三个灯泡位置交换接入电路进行实验,把A、D两个接线柱接在同一电源两端,调节滑动变阻器的滑片P到某一点,电压表的示数为1.5 V,电路图中原位置的灯恰好正常发光,此时原位置的小灯泡实际功率为其额定功率的;请计算、分析后将三个灯泡的实际位置标注到图中;再把C、D两个接线柱接入同一电源两端时,保证电路安全的情况下,求该电路的电功率取值范围(保留两位小数)。
14.(2025·四川成都·三模)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω,电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V,其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S₂时,电流表的示数为0.25A。求:
(1)当只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器R2连入电路的电阻;
(2)当闭合S1、S2、S3时,为保证不损坏电流表,电路消耗的总电功率的变化范围。
15.(2024·河北·模拟预测)如图所示电路,电源电压恒为20V,定值电阻R1的阻值为15Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1.2A”的字样,电流表的量程为“0~3A”,电压表的量程为“0~15V”。闭合开关S,移动滑片P至某一位置,电流表的示数为0.8A。
(1)求此时电阻R2两端的电压;
(2)在电路安全的情况下,移动滑片P,求电阻R1的最大功率;
(3)若用一定值电阻R0替换电阻R1,闭合开关S后,在电路安全的情况下,移动滑片P,发现电压表示数的最大值与最小值之比为3∶2,求R0的可能值。
16.(2025·四川广元·二模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为2.5V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R1的最大阻值为,定值电阻R2=。当闭合开关S、S1、断开S2,且将滑动变阻器滑片移到中点时,小灯泡L正常发光。图乙为小灯泡两端电压与电流的关系图像。
(1)求电源电压;
(2)闭合开关S、S2、断开S1,求电流表示数的最小值;
(3)当闭合开关S、S1、断开S2,并调节滑动变阻器R1的阻值为15,此时R1的功率为小灯泡L功率的4倍,求此时小灯泡的功率。
17.(2025·四川德阳·二模)如图甲所示电路,电源电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器后铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器滑片,经测量分析,得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。求:
(1)电源电压及R1的阻值;
(2)滑动变阻器允许接入电路的阻值范围及电路总功率的最大变化量。
18.(2025·四川宜宾·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“,”的字样,为定值电阻,滑动变阻器上标有“,”的字样,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡正常工作的电流和电阻;
(2)闭合、与时,灯泡正常发光,电流表的示数为,求的阻值;
(3)闭合,断开与时,移动滑片,在确保电路安全的前提下,求电路总功率的变化范围。
19.(2025·四川广元·一模)如图所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“6V 3W”字样(灯丝电阻保持不变),定值电阻 R0的阻值为24Ω,电流表的量程为0~0.6A。当只闭合开关S,滑片P从b端滑到某一位置时,变阻器的电阻减小6Ω,电流表示数变化0.1A,灯泡恰好正常发光。
(1)求灯泡电阻;
(2)求电源电压和滑动变阻器的最大阻值;
(3)在保证电路安全的前提下,当只闭合开关S时,调节滑片P,使电路的最大功率为 当开关S、S1、S2都闭合时,调节滑片P,使电路的最小功率为 P2。求 的值。
20.(2025·四川成都·二模)如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻,灯泡L标有“,0.9W”字样,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~。只闭合开关时,灯泡L正常发光(灯泡L的灯丝电阻恒定)。
(1)求电源电压;
(2)在保证电路安全的条件下,通过开关的闭合与断开,并移动滑动变阻器的滑片P,求电路总电功率的变化范围。
题型三 多档位问题
21.(2026·四川南充·一模)如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜,其内部电路如图乙所示,为温控开关,为门控开关,为石英加热管(阻值不变)。消毒柜的总功率为1250 W,臭氧发生器的功率为150 W。求:
(1)石英加热管的阻值多大?
(2)关闭柜门,门控开关闭合,臭氧发生器工作10 min所消耗的电能多大?
(3)若在货架上放100 kg的不锈钢餐具,将其从26℃加热到70℃,不计热量损失,消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间?[]
22.(2026·四川南充·一模)学校安装了某新型饮水机,其内部简化电路如图乙所示,通过旋转开关能实现自动出水、加热、保温等功能。已知、均为发热电阻,其铭牌部分信息如下表所示。求:
额定电压
220V
自动出水功率
220W
保温挡功率
400W
加热挡功率
1200W
(1)额定电压下,饮水机自动出水时通过的电流;
(2)发热电阻的阻值;
(3)该饮水机将电能转化为水的内能的效率是80%,标准大气压下,饮水机在加热状态正常工作3.5min,能将多少千克初温是的水烧开。(已知水的比热容为)
23.(2026·辽宁盘锦·一模)如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为110Ω,M是电动机。开关S1闭合后,当S2接1、2时吹冷风;当S2接2、3时吹温风;当S2接3、4时吹热风,此时空调扇的总功率为1100W。已知:电源电压为220V,。求:
(1)吹冷风时,在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低,若冰袋内冰的质量为1kg,温度从-16℃升高到-6℃时,冰从周围吸收的热量是多少?
(2)吹冷风时,电动机正常工作1h消耗的电能为,此时通过电动机的电流是多少?
(3)吹热风时,R2的电阻是多少?
24.(2025·山东日照·中考真题)某学校食堂购置了一批加热餐台,如图甲所示。通电后加热容器中的水,为上方饭菜提供所需的热量。加热器简化电路如图乙所示,旋转开关S分别连通0、1、2触点,可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。是定值电阻,。容器内水的体积为,密度,比热容,加热器使用的电源电压恒为220V,加热器快速加热时的功率为2kW。求:
(1)的阻值;
(2)加热器保温时的功率;
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是多少度?
(4)加热器使用快速加热挡工作15min可使水温升高40℃,则加热器对水加热的效率是多少?(结果保留一位小数)
25.(2025·四川泸州·三模)如图是一款家用电热水壶工作原理图,虚线框内为电热水壶的发热部位,它工作时有两挡,分别是加热挡和保温挡(即开关S掷于“1”或“2”位置)。已知电源电压为220V,R1=44Ω,外界为一个标准大气压,ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)。问:
(1)当开关S置于什么位置时电热水壶处于加热挡?它的功率是多大?
(2)保温状态下整个电路消耗电功率为40W,则电阻R2为多大?
(3)若热水壶正常工作,将体积为1L、初温为12℃的水烧开需要7min,求电水壶的加热效率η是多少?
26.(2025·四川南充·一模)如图甲所示是一款多挡位电热水壶,图乙是其电路简化结构图,、和阻值均为,具有高温、中温、低温三挡温度调节功能。求:
(1)将初温为的水烧开(标准大气压下),水所吸收的热量;
(2)电热水壶处于低温挡工作的电功率;
(3)若将电热水壶调至高温挡进行正常加热,它将第(1)小题中的水烧开需要,电热水壶的效率。
27.(2025·四川遂宁·二模)为响应低碳环保号召,小明家中安装了一台电辅式太阳能热水器,如图甲所示。其工作原理如下:光照充足时,直接利用太阳能加热;在光照条件不好时,利用电加热器加热。电加热器部分工作原理如图乙所示,电源电压U=220V,R1和R2是阻值恒定的发热电阻;温度达到预设温度时,自动切换到保温状态;为防止触电,热水器向外供水过程中自动切断电路。下表是该热水器的部分参数。已知水的比热容。求:
加热功率
P(W)
保温功率
P2(W)
水箱容积
V(L)
接收太阳能的有效面积S()
太阳能能量转化效率ƞ
太阳辐射功率P
[]
2057
121
150
5
60%
1.68×106
(1)发热电阻R1、R2的阻值;
(2)若阴天的有效日照时间T1=6h,仅依靠太阳能加热,求将满箱初温为t1=20℃的水加热到的温度t2;
(3)若要继续升温至当地沸点t3=98℃,还需要电加热的时间T2。(用h作单位,结果保留2位小数)。
28.(2025·重庆·三模)图甲为某款额定电压为220V国产智能电饭煲,其采用仿古“文武火”智能控温技术,模拟传统柴火灶“先武火煮沸,后文火慢炖”,以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S为手动开关,S1是自动控制开关。通过S1的控制,可智能实现“武火”挡或“文火”挡,从而控制食物在不同时段的温度。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求:
(1)R2的电阻值;
(2)30min内电饭煲消耗的电能;
(3)为保证在不同电压下,第一个“文火”阶段电饭煲产生的热量相同。求当实际电压为200V时,第一个“文火”阶段电饭煲耗时多少min。
29.(2025·四川泸州·二模)如图甲是学校食堂常用的分餐保温台,图乙是其简化电路图,S 为温控开关,R1、R2为加热电阻,闭合开关S0,加热台工作。当台上食品温度低于30℃时,温度控制开关S自动转接到加热状态;当台上食品温度升高到60℃时,S自动转接到保温状态。已知定值电阻R1的阻值为24.2Ω,保温功率为484W。,则:
(1)保温台的加热功率为多少?
(2)电阻R2的阻值为多大?
(3)某次就餐过程中,在保温台内加入10kg的10℃的水,闭合开关S0,直到开关S 跳挡过程中,仅接入了该保温台的电能表转了2000圈,如图丙所示,该保温台此次加热过程的加热效率为多少?
30.(2025·四川内江·二模)如图甲是常用的电热水壶,如图乙所示为小明家两挡位电热水壶的简化电路原理图,S1为温控开关,当水沸腾时会自动断开。已知电热水壶额定电压为220V,R1和R2为加热定值电阻,R1=44Ω,保温挡的额定功率为110W。求:
(1)保温时电路中的电流;
(2)加热时R1的电功率;
(3)某次烧水,电热水壶将水加热至沸腾耗时5min,自动跳转至保温挡工作10min,在加热的5min内电热水壶消耗的电能是多少?
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