2023年中考物理一轮复习：电功和电功率计算题汇编（Word版，含答案）

2023年中考物理一轮复习：电功和电功率计算题汇编1.(2022·山东省)在如图甲所示的电路中，电源电压6V保持不变，滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样，闭合开关S后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A。求：(1)定值电阻R1的阻值。(2)100s内通过滑动变阻器R2的电流所做的功。(3)将R1和R2按图乙所示的电路连接，电源电压不变并闭合开关S，求图甲电路消耗的最小功率与图乙电路消耗的最大功率的比值。2.(2022·江苏省)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176Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是220W.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．3.(2022·山东省)如图所示，电源电压8V保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，灯泡L标有“6V3W”字样，滑动变阻器R2标有“20Ω1A”字样。只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为3V时，电流表的示数为0.5A，不考虑灯丝电阻的变化。求：(1)灯泡正常工作时的电流和60s所做的功。(2)电阻R1的阻值。(3)只闭合开关S和S1，在保证电路安全的条件下，滑动变阻器的功率变化范围。第19页共19页\n1.(2022·山东省)如图所示，电源电压4.5V保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，灯泡L标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求：(1)灯泡正常工作时的电流和电阻；(2)灯泡正常工作1min所放出的热量；(3)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。2.(2022·四川省泸州市)随着科技创新教育在全市广泛开展，有些学校已配置了如图甲所示的3D打印笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次，刚好将15g的塑胶从20℃加热到260℃。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R1、R2用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为2×103J/(kg⋅℃)。求：(1)3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能；(2)3D打印笔快挡打印时的热效率；(3)R1的阻值。3.(2022·四川省南充市)某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S1为自动控制开关，当S1闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时间变化图像如图乙，电饭煲工作电压恒为220V，求：(1)电阻R1的功率P1；第19页共19页\n(2)电阻R2的阻值；(3)煮饭过程中消耗的电能W。1.(2022·浙江省丽水市)空气炸锅是一种新型家电，如图甲是某型号空气炸锅，其内部电路可简化为图乙，部分参数和食品加热时间如表所示。其工作原理是通过发热管迅速加热锅内空气，利用大功率风扇形成循环的热流，使盛放篮内的食品均匀受热，不放油也能达到类似煎炸的效果。部分参数风扇额定功率/瓦80发热管额定功率/瓦1320额定电压/伏220食品加热时间薯条/分12−15鸡翅/分18−20(1)正常工作时，求通过发热管的电流；(2)某次用该空气炸锅炸一锅薯条耗时15分钟，求所消耗的电能；(3)根据空气炸锅的工作原理，发热管、风扇、盛放篮三者的位置从上到下依次是______。第19页共19页\n1.(2022·四川省自贡市)小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化)，欲将质量为1kg，初温为20℃的汤加热至100℃，设此汤的比热容为c汤=4.0×103J/(kg⋅℃)。求：(1)汤需要吸收的热量；(2)利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？(3)R2的阻值为多少？额定电压220V额定功率低温挡48.4W高温挡500W2.(2022·四川省遂宁市)小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置(如图甲)，该装置电路如图乙所示：L为照明装饰小彩灯(标有“6V3W”)，S1为总开关，S2为温控开关(温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开)，R是阻值为3Ω的电热丝。某次换水后，鱼缸内有10kg初温为19℃的水，闭合开关S1、S2，L正常发光，R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]：(1)电源电压是多少？(2)R开始发热到停止工作水吸收了多少热量？(3)R开始发热到停止工作的时间是多少秒？(不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收。)第19页共19页\n1.(2022·山东省泰安市)如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个挡位，由开关S和加热电阻丝R1、R2组成，U=220V，R2=242Ω；控制电路电压恒定，R0=10Ω，RF为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘T形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体A竖直上浮，通过T形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加1.5N，电阻减小5Ω。浮体A体积为1000cm3，质量为50g。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体A体积的15浸入水中时，电磁铁线圈中电流为200mA，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体A体积的12浸入水中时，电磁铁线圈中电流为240mA；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为300mA。T形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)。(1)当加热器处于高挡位时，加热140s所产生的热量全部被1.2kg的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高挡功率和低挡功率；(2)求浮体A体积的15浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；(3)求水箱注水量达到最大值时，浮体A浸入水中的体积。第19页共19页\n1.(2022·四川省德阳市)如图所示，电路的电源电压恒定不变，灯泡L标有“10V10W”字样，R1是滑动变阻器，变阻范围为0～100Ω，定值电阻R2的阻值为40Ω。求：(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能；(2)闭合开关S2、S3，调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时，灯泡L恰好正常发光，电路的电源电压；(3)当同时闭合S1、S2、S3，仍然要使灯泡L正常发光，滑动变阻器R1连入电路的阻值。2.(2022·浙江省绍兴市)图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关(当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合)，R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0挡为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挡是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。第19页共19页\n(1)S1从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态是______(选填“断开”或“闭合”)。(2)加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是______(选填“做功”或“热传递”)。(3)图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是______。(4)已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，求发热管消耗的电能。1.(2022·四川省内江市)如图所示是验电笔正确使用的示意图。当正确使用验电笔时，由被测带电体(电源)、验电笔、人体和大地构成串联闭合电路。若其中验电笔的电阻取为1.2×106Ω，人体的电阻取为2.0×103Ω，其它电阻不计，则，当正确使用验电笔来检测家庭电路的相线(俗称火线)时：(1)流过人体的电流为多少mA？(结果保留到小数点后两位)(2)验电笔和人体消耗的电功率之比是多少？2.(2022·江西省)如图所示，已知电源电压恒为8V，小灯泡上标有“6V 3W”。(1)求小灯泡正常发光时的电流和电阻；第19页共19页\n(2)闭合开关S，移动滑片P，使小灯泡正常发光，求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。1.(2022·浙江省宁波市)电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB，相距5km，一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05ℎ，这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW⋅ℎ/km。(1)从A地到B地，电动汽车的速度为______km/ℎ。(2)从A地到B地，电动汽车消耗的电能为______kW⋅ℎ。(3)不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为：1.00kg/kW⋅ℎ(消耗1kW⋅ℎ的电能相当于排放1.00kg的CO2)。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素？(4)从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。2.(2022·四川省达州市)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“100Ω1A”，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图像。求：(1)灯泡正常发光时的电阻。(2)闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流。(3)断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率。3.(2022·江苏省连云港市)在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻R、定值电阻R0和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点B改与触点C接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点B接触。当触点A先后与触点B、C接触时，电流表的示数分别为5A和1A。求：第19页共19页\n(1)电阻R1和R2的阻值；(2)保温箱加热时工作电路的功率；(3)保温箱保温10min工作电路消耗的电能。1.(2022·黑龙江省)学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表(如图所示)测量电水壶的电功率和热效率．他把质量为2kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中，然后把家中的用电器都与电源断开，仅让电水壶工作，在12分钟内将这壶水烧开(在标准器压下)，他观察到电能表转盘转了90转．试求：(1)将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？(2)电水壶的电功率为多少？(3)电水壶的热效率为多少？2.(2022·四川省乐山市)标有“6V3.6W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1。当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1−I图像(如图2)，且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0=12Ω，求：第19页共19页\n(1)电源电压U；(2)小灯泡正常发光时的电阻RL；(3)当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。1.(2022·广西壮族自治区来宾市)善于观察的小明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低，夏季水温偏高，还发现水龙头标有“220V2200W”。于是他增加两个相同的发热电阻R、两个指示灯(电阻不计)设计了如图所示的电路进行改进，其中R0为改进前水龙头发热电阻。开关S1可以只与c相连或同时与a、b相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4：1。求：(1)电阻R0的阻值；(2)改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量；(3)改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率。第19页共19页\n参考答案1.解：由电路图可知，电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)由I=UR可得：R1=U1I=2V0.2A=10Ω；(2)根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得：滑动变阻器R2两端的电压为：U2=U−U1=6V−2V=4V，则100s内通过滑动变阻器R2的电流所做的功：W2=U2It=4V×0.2A×100s=80J；(3)图甲中，当滑动变阻器连入电路的阻值最大时电路消耗的功率最小，则最小总功率为：P最小=U2R总=U2R1+R2=(6V)210Ω+20Ω=1.2W；图乙中，R1与R2并联，根据滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样可知通过滑动变阻器的最大电流为1A，此时接入电路的电阻值大小为6Ω，小于最大阻值20Ω，符合题意；又因为通过R1的电流为：I1=UR1=6V10Ω=0.6A，则干路电流为：I总=I1+I2=0.6A+1A=1.6A，所以，图乙电路消耗的最大功率：P最大=UI总=6V×1.6A=9.6W；则P最小：P最大=1.2W：9.6W=1：8。答：(1)定值电阻R1的阻值为10Ω。(2)100s内通过滑动变阻器R2的电流所做的功为80J。(3)图甲电路消耗的最小功率与图乙电路消耗的最大功率的比值为1：8。 2.解：(1)只闭合开关S，电热锅处于保温挡，根据P=UI可知，此时电路中的电流I=P保温U=220W220V=1A；(2)电热锅处于保温挡时，电路的总电阻R总=UI=220V1A=220Ω，则R2=220Ω−176Ω=44Ω；同时闭合两开关，电路为R2的简单电路，电热锅处于高温挡，此时的电功率P高温=U2R2=(220V)244Ω=1100W；(3)根据P=Wt可知，在此过程中消耗的电能W=P高温t1+P保温t2  =1100×10−3kW×0.5ℎ+220×10−3kW×1ℎ=0.77kW⋅ℎ。 3.解：(1)由P=UI知，灯泡正常工作时的电流：I=PU=3W6V=0.5A；60s所做的功：W=Pt=3W×60s=180J；(2)只闭合开关S和S2，滑动变阻器与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路的电流，电阻R1第19页共19页\n两端的电压为：U1=U−U滑=8V−3V=5V，电阻R1的阻值：R1=U1I=5V0.5A=10Ω；(3)只闭合开关S和S1，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路的电流， 灯泡正常发光时的电阻：RL=U额2P额=(6V)23W=12Ω；电路中的最大电流为I=0.5A，此时灯泡L正常发光，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：UR2小=U−UL=8V−6V=2V，滑动变阻器的最小功率为：P滑小=UR2小I=2V×0.5A=1W；当电压表的示数UR大=3V时，滑动变阻器的取值最小，电路中的电流最小；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压：UL小=U−UR大=8V−3V=5V，此时电流为I最小=UL小RL=5V12Ω=512A，滑动变阻器的最大功率为：P滑大=UR2大I最小=3V×512A=1.25W；所以滑动变阻器的功率变化范围为1W～1.25W。答：(1)灯泡正常工作时的电流为0.5A，60s所做的功为180J。(2)电阻R1的阻值为10Ω。(3)只闭合开关S和S1，在保证电路安全的条件下，滑动变阻器的功率变化范围1W～1.25W。 4.解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)根据P=UI可得，灯的额定电流：I额=P额U额=1.5W3V=0.5A，根据欧姆定律可知，灯泡的电阻为：RL=U额I额=3V0.5A=6Ω；(2)灯泡正常工作1min所放出的热量等于其消耗的电能：Q=W=Pt=1.5W×60s=90J；(3)为了保护灯泡，电路中的电流最大为0.5A，电路中的最小总电阻：R=UI额=4.5V0.5A=9Ω；根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知滑动变阻器接入电路中的最小阻值为：R滑min=R−RL=9Ω−6Ω=3Ω；电压表的最大示数为3V，即滑动变阻器两端的最大电压为3V，根据串联电路的总电压电压各部分电路两端电压之和可知：第19页共19页\n灯泡两端的最小电压为：ULmin=U−U滑max=4.5V−3V=1.5V，电路中的最小电流为：Imin=ULminRL=1.5V6Ω=0.25A，滑动变阻器接入电路中的最大电阻为：R滑max=U滑maxImin=3V0.25A=12Ω，即滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为3Ω～12Ω。答：(1)灯泡正常工作时的电流为0.5A，电阻为6Ω；(2)灯泡正常工作1min所放出的热量为90J；(3)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为3Ω～12Ω。 5.解：(1)3000 imp/(kW⋅ℎ)是指电路中每消耗1 kW⋅ℎ的电能，电能表指示灯闪烁3000次。指示灯闪烁8次，3D打印笔消耗的电能：W=83000kW⋅ℎ=1375kW⋅ℎ=9600J；(2)15g的塑胶从20℃加热到260℃吸收的热量为：Q吸=cmΔt=2.0×103J/(kg⋅℃)×15×10−3kg×(260℃−20℃)=7200J，由效率公式η=Q吸W知，3D打印笔快挡打印时的热效率为：η=Q吸W=7200J9600J×100%=75%；(3)根据电路图可知，当开关接12时，R1与R2串联，电路中电阻较大；当开关接23时，电路为R2的简单电路，电路中电阻较小，根据P=U2P可知，总电阻越大，功率越小，故开关接12时为低温挡，接23时为高温挡；3D打印笔快挡打印时的电功率为：P快=Wt=9600J2×20s=80W，由P=U2R知，当开关接23时，电路为R2的简单电路，此时电路中R2的电阻：R2=U2P快=(220V)280W=605Ω，当开关接12时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻：R总=U2P慢=(220V)222W=2200Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1=R总−R2=2200Ω−605Ω=1595Ω。答：(1)3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能为9600J；(2)3D打印笔快挡打印时的热效率为75%；(3)R1的阻值为1595Ω。 6.解：(1)S闭合、S1断开，电饭煲处于保温状态，由图甲知保温过程中只有电阻R1工作，电流较小，由图乙知，此时的电流为0.1A，电阻R1的功率为：P1=UI1=220V×0.1A=22W；(2)S、S1第19页共19页\n闭合时，电饭煲处于煮饭过程，由图甲知，此时两电阻并联，电流较大，由图乙知，此时的电流为5.6A，根据并联电路干路的电流等于各支路电流的和知通过电阻R2的电流为：I2=I−I1=5.6A−0.1A=5.5A，电阻R2的阻值为：R2=UI2=220V5.5A=40Ω；(3)由图知煮饭过程用时t=10min=600s，煮饭过程中消耗的电能为：W=UIt=220V×5.6A××600s=7.392×105J。答：(1)电阻R1的功率P1为22W；(2)电阻R2的阻值为40Ω；(3)煮饭过程中消耗的电能W为7.392×105J。 7.风扇、发热管、盛放篮 8.解：(1)汤吸收的热量：Q吸=c汤m(t−t0)=4.0×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.2×105J；(2)不考虑热损耗，W=Q吸=3.2×105J；由P=Wt可知，加热需要的时间：t=WP高=3.2×105J500W=640s；(3)分析电路图可知，当开关S接1时，R1、R2串联，当开关S接2时，R2被断路，电路只有R1工作；根据串联电路的电阻特点可知，当开关S接1时，R1、R2串联，此时电路总电阻最大，根据P=UI=U2R可知，此时电路功率最小，处于低温挡；当开关S接2时，R2被断路，电路只有R1工作，此时电路总电阻最小，此时为高温挡，由P高=U2R可知，电阻R1的阻值：R1=U2P高=(220V)2500W=96.8Ω；由P低=U2R可知，电路中的总电阻：R=U2P低=(220V)248.4Ω=1000Ω；根据串联电路的电阻特点可知，电阻R2阻值：R2=R−R1=1000Ω−96.8Ω=903.2Ω。答：(1)汤需要吸收的热量为3.2×105J；(2)利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要640s；(3)R2的阻值为903.2Ω。 第19页共19页\n9.解：(1)当开关S1、S2闭合时，R与灯泡L并联，灯泡L正常工作，则灯泡L两端电压UL=6V；根据并联电路电压特点可知，电源电压U=UR=UL=6V；(2)R开始发热到停止工作水吸收的热量：Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg×(24℃−19℃)=2.1×105J；(3)不计热量损失，电热丝R产生热量Q=W=Q吸=2.1×105J；由W=U2Rt可知，R开始发热到停止工作的时间：t=WRU2=2.1×105J×3Ω(6V)2=17500s。答：(1)电源电压是6V；(2)R开始发热到停止工作水吸收了2.1×105J热量(3)R开始发热到停止工作的时间是17500秒。 10.解：(1)当加热器处于高挡位时，水吸收的热量：Q=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.2kg×25℃=1.26×105J，加热器产生热量全部被水吸收，所以加热器消耗电能：W=Q=1.26×105J，高挡功率：P高=Wt=1.26×105J140s=900W；由加热器电路知，S闭合时，两电阻并联，此时电路中电阻较小，电源电压一定，由P=U2R知，为高挡位；S断开时，只有R2接入电路中，电路的电阻较大，为低挡位，所以低挡功率：P低=U2R2=(220V)2242Ω=200W；(2)由阿基米德原理可得，浮体A体积的15浸入水中时受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×15×1000×10−6m3=2N，A的重力：G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，A受到竖直向下的重力G、压敏电阻对它的压力F与浮力平衡，所以G+F=F浮，压敏电阻对它的压力：F1=F浮1−G=2N−0.5N=1.5N，由力的作用是相互的可知，压敏电阻受到的压力为1.5N；(3)设压敏电阻不受压力时压敏电阻的大小为RF，由题知，压敏电阻所受压力每增加1.5N，电阻减小5Ω，当浮体A体积的15浸入水中时，压敏电阻的阻值为RF−5Ω，此时线圈电流为200mA=0.2A，由串联电路特点和欧姆定律可得，控制器电源电压：U′=I1(RF−5Ω+R0)=0.2A×(RF−5Ω+10Ω)⋅⋅⋅①当浮体A体积的12浸入水中时受到的浮力：F浮2=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×12×1000×10−6m3=5N，压敏电阻受到的压力：F2=F浮2−G=5N−0.5N=4.5N，则压敏电阻的阻值减小4.5N1.5N×5Ω=15Ω，此时线圈电流为240mA，所以：U′=I2(RF−15Ω+R0)=0.24A×(RF−15Ω+10Ω)⋅⋅⋅②解①②可得，RF=55Ω，U′=12V；第19页共19页\n当水箱注水量达到最大值时，压敏电阻的阻值为RF′，则：U′=I3(RF′+R0)，即：12V=0.3A×(RF′+10Ω)解得：RF′=30Ω，压敏电阻的阻值减小量：ΔRF=RF−RF′=55Ω−30Ω=25Ω，压敏电阻受到的压力：F3=25Ω5Ω×1.5N=7.5N，浮体A受到的浮力：F浮3=G+F3=0.5N+7.5N=8N，浮体A浸入水中的体积：V排=F浮3ρ水g=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10−4m3。答：(1)加热器的高挡功率为900W，低挡功率为200W；(2)求浮体A体积的15浸入水中时受到的浮力为2N，此时压敏电阻受到的压力为1.5N；(3)水箱注水量达到最大值时，浮体A浸入水中的体积为8×10−4m3 11.解：(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能W=Pt=10W×10×60s=6000J；(2)闭合开关S2、S3，滑动变阻器和灯泡L串联接入电路，灯泡L恰好正常发光，因为串联电路电流处处相等，所以电路中的电流I=IL额=P额U额=10W10V=1A；电源电压U=UR+UL额=IR+UL额=1A×14Ω+10V=24V；(3)当同时闭合S1、S2、S3，R2和灯泡L并联接入电路，再与滑动变阻器串联；要使灯泡L正常发光，则R2和灯泡L两端电压都为10V，此时通过R2的电流I2=U2R2=10V40Ω=0.25A；通过电路的总电流I′=I2+IL额=0.25A+1A=1.25A；滑动变阻器两端电压U′=U−UL额=24V−10V=14V；滑动变阻器接入阻值R′=U′I′=14V1.25A=11.2Ω；答：(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能是6000J；(2)闭合开关S2、S3，调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时，灯泡L恰好正常发光，电路的电源电压是24V；(3)当同时闭合S1、S2、S3第19页共19页\n，仍然要使灯泡L正常发光，滑动变阻器R1连入电路的阻值是11.2Ω。 12.闭合 热传递 b、c 13.解：(1)流过人体的电流I=UR1+R2=220V1.2×106Ω+2.0×103Ω≈1.8×10−4A=0.18mA；(2)根据电功率公式P=I2R；P1P2=R1R2=1.2×106Ω2.0×103Ω=6001=600：1。答：(1)流过人体的电流为0.18mA；(2)验电笔和人体消耗的电功率之比是600：1。 14.解：(1)由P=UI可知，小灯泡正常发光时的电流：IL=I额=P额U额=3W6V=0.5A，由欧姆定律可知，小灯泡正常发光时的电阻：RL=U额I额=6V0.5A=12Ω；(2)由电路图可知，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由欧姆定律可知，小灯泡正常发光时电路中的总电阻：R=UIL=8V0.5A=16Ω，由串联电路的电阻特点可知，此时滑动变阻器连入电路中的电阻：R滑=R−RL=16Ω−12Ω=4Ω，电路消耗的总功率：P=UI=8V×0.5A=4W。答：(1)小灯泡正常发光时的电流为0.5A，电阻为12Ω；(2)闭合开关S，移动滑片P，使小灯泡正常发光，此时滑动变阻器连入电路中的电阻为4Ω，电路消耗的总功率为4W。 15.100 1.1 16.解：(1)灯泡的额定电压为6V，由图乙可知灯泡的额定电流为0.5A，根据I=UR可得，灯泡正常发光时的电阻为：RL=U额I额=6V0.5A=12Ω；(2)当断开开关S1、S3，闭合S2，灯L与变阻器R2串联，电压表测变阻器两端电压，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光，根据串联电路电压规律可知，电源电压为：U=U额+U滑=6V+3V=9V，由图乙可知，当R1两端的电压为U1=6V时，通过R1的电流为I1=0.3A，根据I=UR可得，R1的阻值为：第19页共19页\nR1=U1I1=6V0.3A=20Ω，闭合S1、S2、S3时，灯L被短路，定值电阻R1与变阻器R2并联，电流表测干路电流，此时通过R1的电流为：I1′=UR1=9V20Ω=0.45A，因为电流表的量程为0～0.6A，故干路电流最大为I大=0.6A，根据并联电路电流规律可知，通过变阻器R2的最大电流为：I2大=I大−I1′=0.6A−0.45A=0.15A；(3)断开S2、S3，闭合S1时，灯L与定值电阻R1串联，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，由图乙可知，当电路中的电流为I=0.3A时，UL′=3V，U1′=6V，电源电压：U=UL′+U1′=3V+6V=9V，符合题目条件，所以此时电路的总功率为：P=UI=9V×0.3A=2.7W。答：(1)灯泡正常发光时的电阻为12Ω；(2)闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流为0.15A；(3)断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率为2.7W。 17.解：(1)当触点A与触点B接触时，R2被短路，此时只有R1连接在电路中，保温箱处于加热状态，I加=5A，R1=UI加=220V5A=44Ω，当触点A与触点C接触时，R1与R2串联在电路中，此时保温箱处于保温状态，I保=1A，R总=UI保=220V1A=220Ω，R2=R总−R1=220Ω−44Ω=176Ω，(2)保温箱加热时工作电路的功率：P=UI加=220V×5A=1100W；(3)保温箱保温10min工作电路消耗的电能：W=UI保t=220V×1A×10×60s=1.32×105J。答：(1)电阻R1的阻值是44Ω，R2的阻值是176Ω；(2)保温箱加热时工作电路的功率为1100W；(3)保温箱保温10min工作电路消耗的电能为1.32×105J。 18.解：(1)在标准器压下水的沸点为100℃，则水吸收热量：Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J；(2)电能表转盘转了70转消耗电能：W=90600kW⋅ℎ=90600×3.6×106J=5.4×105J，电水壶的电功率：P=Wt′=5.4×105J12×60s=750W；(3)电水壶的热效率：η=Q吸W×100%=3.36×105J5.4×105J×100%=62.2%。答：(1)第19页共19页\n将这壶水烧开，水吸收的热量是3.36×105J；(2)电水壶的电功率为750W；(3)电水壶的热效率为62.2%。 19.解：(1)由图可知，当只闭合S1，滑动变阻器到最右端时，只有灯泡L接入电路，且灯泡正常发光。所以电源电压U=UL=6V；(2)当小灯泡正常发光时，RL=UL2PL=(6V)23.6W=10Ω；(3)当只闭合S1时，灯泡L和R1串联，电压表测R1的电压，由图2可知电路中的最小电流I′=0.2A，最大电压U′=4V，滑动变阻器的最大值RP=U′I′=4V0.2A=20Ω；当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，灯泡L被短路，滑动变阻器和R0并联在电路中；滑动变阻器电流I1′=U12RP=6V12×20Ω=0.6A；R0的电流I0=UR0=6V12Ω=0.5A；整个电路消耗的电功率P=U(I1′+I0)=6V×(0.6A+0.5A)=6.6W。答：(1)电源电压U是6V；(2)小灯泡正常发光时的电阻RL是10Ω；(3)当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P是6.6W。 20.解：(1)根据P=U2R算出R0的电阻得R0的电阻为：R0=U额2P额=(220V)22200W=22Ω；(2)改装前，由于水龙头的热效率为90%，根据P=Wt得正常加热100s提供的热量，Q=Wη=Ptη=2200W×100s×90%=1.98×105J；(3)由电路图可知，将开关S与a、b相连时工作的电路元件，R与R0并联，电源的电压一定时，根据P=UI=U2R可知，电路的总电阻最小时，电路的总功率最大，水龙头处于高温状态，用于冬季；将开关S与c相连时，R与R0串联，总电阻较大，总功率较小，水龙头处于低温状态，用于夏季；水龙头分别处于冬季与夏季时总电流之比为4：1，根据P=UI，电源电压不变，则总电功率之比也为4：1，即P高温：P低温=(U2R+U2R0)：U2R+R0=4：1解得：R=R0=22Ω。高温挡时的电功率P高温=U2R+U2R0=(220V)222Ω+(220V)222Ω=4400W。答：(1)R0的阻值为22Ω。(2)正常加热100s产生的热量为1.98×105J；(3)改装后冬季使用时水龙头工作的总电功率为4400W。 第19页共19页