2023年12月23日发(作者：苗逢澍)
初三物理电学综合专题试题答案及解析
1. (1)回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
如图是小雨通过改变通电螺丝管中电流方向或线圈的缠绕方向观察到的现象，请根据图甲、乙、丙中小磁针的指向，判定并标出图丁中小磁针的N、S过程现象
极．
请标出图中电源的方法结论
实验中通电螺丝管的极性可以通过小磁针的指向来确定，这里运用了____法．我们可以用____定则来判定通电螺丝管的极性与导线中电流方向的关系．
应用
正、负极
（2）探究欧姆定律：
表1 R=10Ω
U/V
1.0
1.6
2.2
I/A
0.1
0.16
0.22
表2 U=2V
请在方框中画出实验电路图：电路图
表格图象
R/Ω
5
10
20
I/A
0.4
0.2
如图所示的图象中，能正确表示电阻一定时电流与电压关系的图线是___
．
将上述实验电路中的定值电阻换成标有“2.5V 0.3A”的小灯泡，在测量小灯泡的电功率时，两电表示数如图所示，此时小灯泡的实际功率为____W．若要使小灯泡正常发光，应将滑问题动变阻器的滑片向____移动．讨论
【答案】（1）如下图；转换；安培；如下图；
（2）如下图；0.1A；a；0.48；左．
【解析】
（1）从甲图可以看出甲小磁针左端为N极，所以螺线管右端为S极；
比较甲和乙图可以看出，改变通电螺线管中电流方向，通电螺线管磁场方向改变。
比较甲和丙图可以看出，改变通电螺线管线圈的缠绕方向，通电螺线管磁场方向改变。
比较乙和丙图可以看出，同时改变通电螺线管中电流方向和线圈的缠绕方向，通电螺线管磁场方向不变。丁与甲同时改变通电螺线管中电流方向和线圈的缠绕方向，故磁场方向相同。
实验中通电螺丝管的极性可以通过小磁针的指向来确定，这里运用了转换法．我们可以用安培定则来判定通电螺丝管的极性与导线中电流方向的关系．
根据安培定则，用手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，弯曲的四指所指的方向即螺线管中的电流方向，见答案。
（2）实验室里面常用伏安法测电阻，原理为R=用电压表测导体两端的电压，用电流表测通过导体的电流，滑动变阻器起到保护电路和改变电路中的电流作用，其他仪器有电源、开关、导体和导线实验电路图见答案。
由欧姆定律I===0.1A
电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，故图象a能表示其关系；
由图可知，电压表的示数为2.0V，电流表的示数为0.24A，灯泡的实际功率为：P=UI=2.0V×0.24A=0.48W；若“2.5V 0.3A”灯泡正常发光，要变为原来的灯泡两端的电压，变为原来的电路中的电流，所以应减小滑动变阻器的电阻，滑片向左移。
【考点】探究螺线管外部磁场 欧姆定律的有关实验
2. 在图甲所示的电路中，电源电压24伏保持不变，滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样。闭合电键S后，电流表A和电压表V1示数如图乙所示。求：
（1）定值电阻R1。
（2）此时滑动变阻器R2消耗的电功率。
（3）现有两个定值电阻分别为12欧、30欧来替换电阻R1，滑动变阻器“20Ω 2A”、“50Ω 1A”来替换R2。要求：移动变阻器的滑片P，在电路安全使用的情况下（两电压表型号相同），使电流变化量达到最大。
则R1选___________欧，R2选“_________”，并计算此时电流的最大变化量。
【答案】（1）28欧 （2）5瓦 （3）12 20Ω 2A 0.5安
【解析】
由图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R2的电压，电流表测串联电路的电流。
（1）定值电阻RR1=U1/I1=14伏/0.5安=28欧
（2）此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2 = U2I2
=（24伏－14伏）×0.5安 ＝5瓦
（3）替换的方式有四种：
①R1选12欧；R2选“20欧 2安” ，此时
I最大=U1大/R1=15伏/12欧=1.25安
I最小=U/R大=24伏/（12欧+20欧）=0.75安
∴电流表示数的最大变化量ΔI=1.25安－0.75安= 0.5安。
② R1选12欧；R2选“50欧 1安”，此时
I最大=U1大/R1=15伏/12欧=1.25安 ，大于滑动变阻器允许通过的最大电流，所以不可取。
③ R1选30欧；R2选“20欧 2安”，此时
I最大=U1大/R1=15伏/30欧=0.5安，此种情况下电流表示数的最大变化量ΔI一定小于 0.5安。
④ R1选30欧；R2选“50欧 1安”，同上③，电流表示数的最大变化量ΔI也一定小于 0.5安。
综上所述，则R1选12欧，R2选“20欧 2安”，电流表示数的最大变化量ΔI=1.25安－0.75安=
0.5安
【考点】电路的分析；欧姆定律；电功率
3. (6分) 小雨同学家买了一台新的某品牌电磁炉，她想测一下这台电磁炉的实际功率，做了如下研究：用它把2kg温度为25℃的水，加热到75℃，用时5min。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]求：
（1）加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）如果加热过程中有70%的热量被水吸收，则此电磁炉的实际功率是多少？
【答案】(1) 4.2×105 J；(2)2000W
【解析】（1）
（2）
【考点】热量计算 电功率
4. 如图所示电路，闭合开关 ，断开开关 、，将滑动变阻器的滑片 移至最右端时，电路中的电流为 ，小灯泡恰能正常发光；闭合开关，断开开关 、，将滑动变阻器的滑片 移至最左端时，电路中的电流为 ，小灯泡的电功率 是其额定电功率的 ，滑动变阻器的电功率为 ；保持滑动变阻器的滑片 在最左端，闭合开关 、和，阻值为的定值电阻的电功率为 ，此时电路的总功率 与 之比为 。设电路工作过程中电源两端的电压及小灯泡的电阻值保持不变，滑动变阻器的最大阻值班为 。求：
（1） 与 的比值；
（2） 与 的比值；
（3） 。
【答案】（1）I1:I2="4:3" （2）R1:R2=4:1（3）P总=5W
【解析】闭合开关S，断开开关S1、S2，滑片P在变阻器的最右端，等效电路如答图4甲所示；闭合开关S，断开开关S1、S2，滑片P在变阻器的最左端，等效电路如答图4乙所示；闭合开关S、S1和S2，滑片P在变阻器的最左端，等效电路如答图4丙所示。
（1）由图甲、图乙有：（2）因PL=，解得：
P额，由图甲、图乙可知：UL=U
所以在图乙中： U2=U
在图乙、图丙中，又因，
，
，
代入数据解得：（3）在图丙中，因并联电路R1和R2两端的电压相同，因此各电阻的电功率与其阻值成反比，设此时滑动变阻器的电功率为P2，则有 =4，所以 P2=4P1="4W" 因此
【考点】电功率的综合计算
5. 如图所示是安装在潜水器上的深度表的电路简图，其中，显示器由电流表改装，电源电压不变，R0是定值电阻。在潜水器下潜的过程中，通过显示器的电流量增大，电路中有关物理量的变化情况正确的是
A．压力传感器两端的电压增大
B．压力传感器的电阻随所受压力增大而增大
C．压力传感器的电阻随所受压力增大而减小
D．电路的总功率减小
【答案】B
【解析】观察电路图可知，本电路为串联电路，当潜水器下潜时，电流表的示数增大，串联电路中的电流增大，由欧姆定律可知，R0两端的电压增大，由于电源电压不变，根据串联电路中电压的规律可知，压力传感器两端的电压将减小，A选项错误；电路的总功率，因此当潜水器下潜时，电路的总功率将变大，因此D选项错误；
潜水器在水中下潜时，压力传感器的深度增加，由液体压强的特点可知，压力传感器所受压强会增大，因此所受压力会增加，而压力传感器的电阻项正确；
因此本题答案选C.
【考点】串联电路中电流、电压的规律；欧姆定律；电功率；液体压强的特点.
却变小了，因此B选项错误，C选6. 如图所示是电阻甲和乙的U-I图象，下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙串联的总电阻随电源电压的升高而增大
B．甲、乙并联的总电阻随电源电压的升高而减小
C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.4A时，甲、乙消耗的功率之比为4:5
D．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W
【答案】A
【解析】在电阻一定时，导体中的电流与两端电压成正比，U-I图像是一条过原点的直线，由图可知甲电阻是一个定值电阻，乙的电阻随着电压增大而减小的，选项A的说法是错误的。如果把两个电阻串联，总电阻等于它们电阻之和，把电源电压增大时，乙电阻增大，总电阻减小。当电路中电流为0.4A时，甲的电压为2V，乙的电压为2.5V，所以电压之比为4：5，根据P=UI，功率之比为4：5。把两电阻并联时，若电源电压为1.5V时，由图可知两电阻的电流分别为0.3A和0.1A，总电流为0.4A，总电阻为3.75Ω；若电源电压为2V时，甲乙中的电流分别为0.4A、0.2A，总电流为0.6A，总电阻为3.3Ω，总功率为P=UI=2V×0.6A=1.2W，所以并联总电阻随着电源电压的升高而减小的。
【考点】电阻的变化及电路计算
7. 阅读下面的短文，请回答以下问题.
灯泡型浴霸
灯泡型浴霸是通过特制的防水红外线灯和换气扇的巧妙组合将浴室的取暖、红外线理疗、浴室换气、日常照明、装饰等多种功能结合于一体的沐浴用小家电产品.灯泡型浴霸取暖效果集中强烈，灯一开即可取暖，无需预热，非常适合生活节奏快捷的人群.在使用时应该特别注意：尽管现在的浴霸都是防水的，但在实际使用时千万不能用水去泼，因为：虽然浴霸的防水灯泡具有防水性能，但机体中的金属配件却做不到这一点，也就是机体中的金属仍然是导电的，如果用水泼的话，会引发危险.
如图所示是某品牌灯泡型浴霸，其功能是取暖（采用4盏硬质石英防爆灯泡取暖）、换气、照明，该浴霸的工作原理是：4个开关控制浴霸的工作状态，闭合照明开关，位于中间的照明灯正常工作；闭合换气开关，位于浴霸内部的电机带动换气扇正常工作；闭合其中1个取暖开关，2个大功率发热灯泡同时正常工作，闭合另外1个取暖开关，另外2个大功率发热灯泡同时正常工作.
（1）灯泡型浴霸的灯泡是红外线灯利用了红外线的 （选填“荧光”、“热”或“化学”）效应显著。
（2）根据该浴霸的工作原理，完成该浴霸工作的电路图。
（3）如果用水泼的话，会引发浴霸的电源 （选填“通路”、“断路”或“短路”）危险.
（4）小明家浴室内也安装了这种类型浴霸，小明测得浴室的面积为8m2，高为2. 5m，当浴霸正常工作一段时间后，测得浴室内空气温度从13℃上升到28℃.在此过程中浴室内空气吸收的热量为 J.（空气的密度为1.2kg/m3，比热容为1.0×103J/（kg•℃）
【答案】（1）热 （2）如图所示 （3）短路 （4）2.7×J
【解析】（1）灯泡型浴霸的灯泡是红外线灯利用了红外线的热效应显著，周围空气从中吸收热量、温度升高，是通过热传递使浴室内空气内能增加．
（2）四个浴霸灯分别由两个开关控制，照明灯和换气风扇各有相应的开关控制，并且是并联；
（3）如果用水泼的话，会引发浴霸的电源短路；
（4）空气的体积：V=6×2.5m=15，空气的质量：m=ρV=1.2kg/×15=18kg，
空气吸收的热量：Q=cm（t-）=1.0×J/（kg•℃）×18kg×（28℃-13℃）=2.7×J
【考点】电功与热量的综合计算，串并联电路的设计
8. 如图所示电路中，电源电压为6V，当开关S闭合后，只有一盏灯泡发光且电压表的示数为6V，产生这一现象的原因可能是（ ）
A．灯泡L1处短路
B．灯泡L2处短路
C．灯泡L1处断路
D．灯泡L2处断路
【答案】B
【解析】由图知，两灯串联；有一只灯泡发光说明电路是连通的，即两灯不可能发生断路（排除C、D）；
电压表测量的是灯L1两端的电压，其示数为6V（即电源电压），说明灯L1不可能被短路（否则电压表示数为0，排除A）；当灯L2短路时，此时只有L1连入电路，加在L1两端的电压即为电源电压，符合题意；
故选B．
【考点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
9. 10秒内通过某导体横截面的电荷量为3库，通过它的电流为 _________ 安，若该导体两端
电压为3伏，其电阻为 _________ 欧，这段时间内，电流做功为 _________ 焦．
【答案】0.3；10；9．
【解析】（1）通过导体的电流I=Q/t＝3C/10s=0.3A．
（2）导体的电阻R=U/I=3V/0.3A=10Ω；
（3）这一段时间内电流做功为W=UIt=3V×0.3A×10s=9J；
【考点】电流的大小；欧姆定律的应用；电功的计算
10. （9分）在如图所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“50欧 2安”字样，闭合电键S后，电流表A的示数为0.3安，
①求电阻R1两端的电压U1；
②求此时变阻器R2两端的电压U2及消耗的电功率P2；
③现有阻值分别为R、2R的定值电阻，最大阻值分别为4R、10R的滑动变阻器，请选择定值电阻、变阻器各一个分别替换R1、R2，要求：在移动变阻器滑片P的过程中，电流表示数的变化量最大．选择：阻值为 _________ 的定值电阻、最大阻值为 的滑动变阻器．求出电流表示数的最大变化量△I．
【答案】①电阻R1两端的电压是3V；②滑动变阻器R2两端的电压是9V，滑动变阻器消耗的功率是2.7W；
③R；10R；电流表示数的最大变化量为．
【解析】①根据欧姆定律可得，电阻R1两端的电压：U1=IR1=0.3A×10Ω=3V；
②∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴变阻器R2两端的电压：U2=U﹣U1=12V﹣3V=9V；
此时滑动变阻器消耗的功率：P2=U2I=9V×0.3A=2.7W；
③定值电阻阻值为R，滑动变阻器最大阻值为10R时，电路电流变化最大；
滑动变阻器接入电路阻值为零时，电路电流最大为：Imax=U/R；
滑动变阻器接入电路阻值为最大阻值时，电路电流最小为：Imin=U/（R+10R）=U/11R；
则电路电流的变化量：△I=Imax﹣Imin=
【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
11. 如图所示，电路中电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R=20Ω，灯L标有“8V 6.4W”字样，电流表用0～0.6A量程，电压表用0～15V量程．
（1）灯泡L的电阻为多少？
（2）开关S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为6V，电源电压为多少？
（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，电流表的示数为0.6A，滑动变阻器的最大电阻为多少？
（4）当开关S2闭合，S1、S3断开，在确保电路安全的情况下，当电路消耗的功率最大时，滑动变阻器消耗的功率是多少？
【答案】（1）灯泡L的电阻为10Ω；（2）电源电压为9V；（3）滑动变阻器的最大电阻为60Ω；（4）当开关S2闭合，S1、S3断开，在确保电路安全的情况下，当电路消耗的功率最大时，滑动变阻器消耗的功率是1.8W．
【解析】（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI可得，灯泡的额定电流：IL额=PL额/UL额=6.4W/8V=0.8A，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：RL=UL额/IL额=8V/0.8A=10Ω；
（2）开关S1闭合，S2、S3断开时，R与L串联，电压表测R两端的电压，
∵串联电路中各处的电流相等，∴电路中的电流：I=UR/R=6V/20Ω=0.3A，
此时灯泡两端的电压：UL=IRL=0.3A×10Ω=3V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴电源的电压：U=UR+UL=6V+3V=9V；
（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，R与滑动变阻器的最大值并联，电流表测干路电流，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴通过R的电流：IR=U/R=9V/20Ω=0.45A，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴通过滑动变阻器的电流：Iab=I-IR=0.6A-0.45A=0.15A，
滑动变阻器的最大阻值：Rab=U/Iab=9V/0.15A=60Ω；
（4）当开关S2闭合，S1、S3断开，滑动变阻器与灯泡串联，
∵灯泡的额定电流为0.8A，电流表的量程为0～0.6A，∴为确保电路安全，电路中的最大电流为0.6A，
此时灯泡两端的电压：UL′=ImaxRL=0.6A×10Ω=6V，
滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL′=9V-6V=3V，
滑动变阻器消耗的功率：P滑=U滑Imax=3V×0.6A=1.8W．
【考点】欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；电路的动态分析；电功率的计算．
12. 某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（ ）
A．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A
C．灯泡的最小功率是0.162W
B．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω
D．该电路的最大功率是2.25W
【答案】D
【解析】读题知UL=2.5V，PL=1.25W 滑动变阻器允许通过最大电流为1A，根据串联电路电流的特点，电路中最大电流Imax=IL=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小， ；当电压表的示数最大为Umax=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电流最小, 灯泡两端的最小电压是UL′=U总-U
=4.5V-3V=1.5V，电路中最小电流为滑动变阻器接入电路最大电阻为所以电路中电流的变化范围是0.3A-0.5A，故A错误；滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω-10Ω，故B错误；电路中的最小功率为Pmin=U总Imin=4.5V×0.3A=1.35W,故C错误；电路中的最大功率为Pmax=U总Imax=4.5V×0.5A=2.25W，D选项正确,选填D．
【考点】动态电路综合分析，电功率计算公式P=UI应用，欧姆定律应用，，串联电路电阻规律。
13. 如图所示，电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S2自动控制），当开关S1、S2都闭合时，热水器处于 状态。在热水器的蓄水桶中装水至最高水位后，桶中水的质量
为10kg，则：
（1）把这些水由25℃加热到95℃时需吸收多少热量？
（2）这些热量相当于完全燃烧多少焦碳放出的热量？（已知水的比热容为4.2×10
3 J/（kg·℃），7焦碳的热值为3.0×10 J/kg）
【答案】加热 （1）Q吸= 2.94×106J （2）m=0.098kg
【解析】并联电路互不影响，当S2闭合，对电阻R2的发热不影响，所以在相同时间内电路中电流做功放出热量比S2断开时的多，所以热水器处于加热状态。
水吸收的热量Q吸=cm水△t=4.2×10
3 J/（kg·℃）×10kg×（95℃-25℃）=2.94×106J
Q放=Q吸=2.94×106J
根据Q=m焦碳q可知
【考点】物体吸放热的计算
14. 如图所示的电路中，AB为粗细均匀的长为L的电阻丝，以AB上各点对A点的电压U为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为
【答案】B
【解析】因为导体的电阻与长度成正比，串联电路中，电压与电阻成正比，所以,，当x=0时，U=0；当x=L时，U=U电源，图B是正比例函数图像，符合题意，选填B。
【考点】导体电阻与长度的关系，串联电路电压规律，正比例函数图像。
15. (6分）阅读下面的短文，回答问题
热电偶
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线）组成如图所示的闭合回路，当AB 两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B 间的温度差的大小有关，温度差越大，回路电流越大。请回答下列问题：
(1）如图所示．
①其它条件不变，只将铁丝换成铜丝，电路电流_______。
②其它条件不变，只将A 处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流______。
③其它条件不变，移去酒精灯，将B 放人另一杯冰水混合物中，稳定后，电路电流________ (各空格均选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”）
(2）这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由________能转化而来。
(3）热电偶电路可以把温度信号换成_______信号，利用这种性质可以把热电偶做成__________
(写出一种应用）。
【答案】(1）①变为零 ②变小 ③变为零 (2）内 (3）电 温度计
【解析】①因为热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关，其它条件不变，
只将铁丝换成铜丝，两边的材料变成一种，就不在产生电流，所以电路电流为零。②热电偶电路中电流的大小跟接点A和B 间的温度差的大小有关，温度差越大，回路电流越大，其它条件不变，只将A 处杯中的冰水混合物换为沸水，温差变小，电路电流变小。③其它条件不变，移去酒精灯，将B 放人另一杯冰水混合物中，AB没有温度差，所以稳定后，电路电流变为零。(2）由于在温差时才产生电流，所以它的电能是由内能转化而来。(3）热电偶电路可以把温度信号换成电流信号，利用这种性质可以把热电偶做成温度计。
【考点】信息给予
16. 我国家庭照明电路的电压为 V．现有一额定功率为880W的电热水袋，内装1kg的水，当它正常工作时的电流为 A，若要使袋内水的温度从30℃升高到80℃，水需要吸收 J的热量．用热水袋取暖是通过 方式来改变手的内能，热水袋用水作为工作物质，是由于水具有较大的 ．
【答案】220；4；2.1×105；热传递；比热容
【解析】我国家庭电路电压是220V；已知电压与功率，由P=UI的变形公式可以求出电热水袋工作时的电流；由热量公式可以求出水所吸收的热量；做功与热传递是改变物体内能的两种方式；由于水的比热容较大，很多地方用水作为工作物质
①我国家庭照明电路的电压为220V．
②∵P=UI，∴正常工作时的电流为I===4A；
③若要使袋内水的温度从30℃升高到80℃，水需要吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（80℃﹣30℃）=2.1×105J．
④用热水袋取暖是通过热传递方式来改变手的内能；
⑤热水袋用水作为工作物质，是由于水具有较大的比热容．
【考点】电压；热量的概念；热量的计算
点评：本题考查的知识点较多，是一道综合题，但难度不大，掌握基础知识即可正确解题
17. 在西宁市中小学“科技小制作”活动中，小青同学制作了一个简易调光台灯，如图是他设计的电路图，其中小灯泡L标有“6V 6W”字样，当开关S扳到触点a时，小灯泡正常发光；当S扳到触点b时，通过小灯泡的电流为0.3A，假如灯泡电阻和电源电压不变，求：
（1）小灯泡的电阻及电源电压．
（2）R的电阻值．
（3）开关扳到触点b时，灯泡的实际功率是多少瓦？100s中电阻R产生的热量是多少焦耳．
【答案】（1）小灯泡的电阻为6Ω，电源的电压为6V；
（2）R的电阻值为14Ω；
（3）开关扳到触点b时，灯泡的实际功率是0.54W，100s中电阻R产生的热量是126J
【解析】（1）当开关S扳到触点a时，电路为灯泡L的简单电路，根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压，根据P=求出灯泡的电阻；
（2）当S扳到触点b时，灯泡与电阻R串联，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R的阻值；
（3）开关扳到触点b时，根据P=I2R求出灯泡的实际功率，根据Q=I2Rt求出100s中电阻R产生的热量．
（1）当开关S扳到触点a时，电路为灯泡L的简单电路，
∵灯泡正常发光，
∴电源的电压U=UL=6V，
由P=RL=可得，灯泡的电阻：
==6Ω；
（2）当S扳到触点b时，灯泡与电阻R串联，
根据欧姆定律可得，电路中的总电阻：
R总===20Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴R=R总﹣RL=20Ω﹣6Ω=14Ω；
（3）开关扳到触点b时，灯泡的实际功率，
PL′=I2RL=（0.3A）2×6Ω=0.54W，
100s中电阻R产生的热量：
QR=I2Rt=（0.3A）2×14Ω×100s=126J．
【考点】欧姆定律的应用；电阻的串联；电功率的计算；焦耳定律的计算公式及其应用
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等
18. 某学校食堂有一个电水壶的铭牌如表所示．如图是电水壶的电路图，R为加热器，当温度较低时，温控开关S处于闭合状态，加热器加热．当水沸腾后，会自动断开进入保温状态．从而实现了自动温度开关控制．若加热器电阻阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压．则：
额定电压
220V
额定功率
4400W
水壶装水质量
10kg
频率
50Hz
（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？
（2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热容C=4.2×103J/（kg•℃）]．
（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，此时电阻R0的电功率是多少？
【答案】（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是11Ω；
（2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要735s；
（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，此时电阻R0的电功率是209W
【解析】（1）加热器加热时，电路为R的简单电路，根据P=求出加热电阻的阻值；
（2）标准大气压下水的沸点是100℃，根据公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，电水壶产生的热量全部被水吸收时，利用W=Pt求出加热时间；
（3）当S断开时，R与R0串联，处于保温状态，根据欧姆定律求出R两端的电压，利用串联电路的电压特点求出R0的电压，利用P=UI起初此时电阻R0的电功率．
（1）由P=R==可得，加热电阻的阻值：
=11Ω；
（2）标准大气压下水的沸点是100℃，水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣23℃）=3.234×106J，
∵电水壶产生的热量全部被水吸收，
∴W=Q吸=3.234×106J，
∵W=Pt，
∴加热时间：
t===735s；
（3）当S断开时，R与R0串联，处于保温状态，
由欧姆定律可得，R两端的电压：
UR=IR=1A×11Ω=11V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴R0的电压：
U0=U﹣UR=220V﹣11V=209V，
此时电阻R0的电功率：
P0=U0I=209V×1A=209W．
【考点】电功率的计算；热量的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、吸热公式的灵活应用，关键是明白加热和保温时电路的连接方式以及知道标准大气压下水的沸点是100℃．
19. 小华用如图所示的电路测小灯泡功率．电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为O～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样．若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数的变化范围是O～0.5A
B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W
D．该电路的最大功率是2.7W
【答案】C
【解析】（1）从图中可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡电压，电流表测量灯泡电流；
（2）两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，意思就是说电压表示数不超2.5V，电流表示数不超0.6A；
（3）根据各选项的要求，结合欧姆定律和电功率的内容进行相关计算，就可判断各选项正误．
根据灯泡的规格“2.5V 1.25W”，求得灯泡的电阻R灯===5Ω，灯丝的电阻不改变；
A、①电流表测量灯泡的电流，灯泡两端电压不允许超过额定值，也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流，
即电流最大值I最大=I灯===0.5A；
最小②滑动变阻器接入阻值最大时，电路中的电流最小，即电流最小值I===0.18A．
故电流表示数的变化范围是0.18A～0.5A，因此该选项不正确．
B、①滑动变阻器允许接入的最大值为20Ω；
②电路中电流最大为0.5A，根据串联电路电阻的特点，滑动变阻器允许接入的最小阻值为：
R滑最小=﹣R灯=﹣5Ω=4Ω
故滑动变阻器接入的阻值范围是4Ω～20Ω，因此该选项不正确．
C、电路中的电流最小时，灯泡的电功率最小，
∴灯泡的最小功率P灯最小=I最小2R灯=（0.18A）2×5Ω=0.162W
灯泡的最小功率为0.162W，因此该选项正确．
D、电路中的电流最大时，电路的总功率最大，等于总电压和电流的乘积，
即P总最大=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W
故电路最大功率为2.25W，因此该选项不正确．
【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用
点评：（1）本题综合性较强，考查的内容较多，会用欧姆定律计算，会用电功率公式计算，知道串联电路的电压、电流、电阻规律；
（2）解决此类问题，没有好办法，只能逐项分析计算，通过结果判断正误．
20. （2010•金华）黑夜看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电路．当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能处于这两种状态）．他在如图所示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路，指示灯规格为“10V，1W”．
（1）照明灯正常工作时的电阻是多少？
（2）若照明灯正常工作6h，这段时间内照明灯需消耗多少电能？
（3）为使指示灯正常发光，需接上多大电阻的电阻丝？
【答案】（1）照明灯正常工作时的电阻是484欧；（2）照明灯需消耗电能为0.6KWh；（3）需接2100欧的电阻．
【解析】（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据R=求出照明电路正常工作的电阻值；
（2）已知灯泡的功率和工作时间，根据W=Pt即可求出；
（3）已知指示灯的额定电压和功率，先根据I=求出指示灯正常工作时电路中的电流，再根据R=求出电阻丝的阻值．
已知：U灯=220V，P灯=100W=0.1KW，U=10V，P=1W，t=6h
求：R灯，W灯，R
解：（1）（2）W灯=P灯t=0.1KW×6h=0.6KW•h
（3）I===0.1A，
．
【考点】欧姆定律的应用；串联电路的电压规律；电功的计算；电功率的计算．
点评：本题考查了欧姆定律的应用、串联电路的电压规律、电功的计算和电功率的计算，是一道综合性较强的应用题．
21. 在图所示电路中，电源电压为9V且保持不变，小灯泡L的额定电流是0.3A且灯丝电阻保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。当开关S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于a点时（图中没有标出a、b、c三点的具体位置），小灯泡正常发光，R1和R2消耗的电功率分别是P1a和P2a；当开关S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的滑片位于b点时，R1和R2消耗的电功率分别是P1b和P2b；当开关S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于c点时，R1和R2消耗的电功率分别是P1c和P2c，电路的总功率是10.8W。若P1a∶P1b∶P1c =9∶4∶81，P2b∶P2c
；
=2∶9。求：
（1）定值电阻R1和小灯泡灯丝的阻值；
（2）滑片位于变阻器a、b和c点时接入电路的电阻值各多大；
（3）滑片位于变阻器c点时，电路在1h内所消耗的电能。
【答案】：（1）定值电阻R1的阻值为10Ω，小灯泡灯丝的阻值为20Ω；
（2）滑片位于变阻器a、b和c点时接入电路的电阻值分别为0Ω、15Ω、30Ω；
（3）滑片位于变阻器c点时，电路在1h内所消耗的电能为38880J．
【解析】当开关S1、S2断开，闭合S3，滑动变阻器的滑片位于a点和b点时，等效电路如图1、2所示；当开关S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于c点时等效电路如图3所示。（电路图 1分）
为定值电阻，由
得到，
，
由小灯泡正常发光可得到 Ia=0.3A， （1分）
由图3和欧姆定律 可以得到，
由得，
由图3和P总=P1＋P2可以得到P2c = P总－P1c＝10.8W－8.1W＝2.7W
由P2b∶P2c =2∶9，
由由，得到，得到
（1分）
（1分）
由图2可得到：Ib（R1＋Rb＋RL）=U，
由图1可以得到: Ia（R1＋Ra＋RL）=U， （1分）
电路消耗的电能 （1分）
或。
说明：其他解法，只要正确，可参照本标准给分。
【考点】欧姆定律的应用；并联电路的电压规律；电阻的串联；电功的计算．
点评：本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是画出三种情况的等效电路图和知道灯泡正常发光时的电流和额的电流相等，难点是根据电阻R1消耗的电功率之比得出通过R1电流的比值．
22. 如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”，滑动变阻器标有“12Ω 5A”字样，当S1、
S2都断开时，滑片P从b端滑到某一位置C时，电流表示数增大了0.1A，灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合S1、S2，电流表示数又增大了1.5A，求：
（1）灯泡正常工作时的电流和电阻；
（2）电源电压；
（3）当S1、S2都闭合时，调节滑片P，电路消耗总功率的最小值。
【答案】（第一问和第二问各2分,第3问4分）（1）0.5A；12Ω（2）9.6V（3）14.08W
【解析】①由“6V 3W”可知I额=P额/U额="3W/6V=0.5A" RL=U额/I额=6V/0.5A=12Ω
②当S1、S2都断开时，L和R串联. 滑片P移到c时，L正常发光，电路电流为I额，
则滑片P在b端时，电路电流Ib="0.5A-0.1A=0.4A"
电源电压U= Ib（RL+Rab）=0.4A×（12Ω+12Ω）=9.6V
③因I额（RL+Rac）=U
故Rac = U /I额- RL =9.6/0.5-12=7.2（Ω）
保持滑片P不动，当S1、S2都闭合时，L被短路，R0与Rac并联
电流表示数：I′=0.5A+1.5A=2A
通过R0的电流I0= I′－U/Rac=2A-9.6V/7.2Ω="2/3" A
∴ R0=U/I0=9.6V/2/3A=14.4Ω
滑片P在b端时，电路总功率最小
P最小=U2/R0+U2/Rab=（9.6V）2/14.4Ω+（9.6V）2/12Ω=14.08W
【考点】欧姆定律的应用；串、并联电路的电压、电流规律；电功率的计算．
点评：本题考查灯泡电阻和工作电流的计算，电源电压的计算，消耗最小功率的计算，关键是判断开关不同状态时的电路结构情况，以及计算出滑动变阻器C点时阻值是本题的难点．
23. 小明读到了一则关于电热水壶存在虚假宣传的报道，报 道中说有些不法厂商将产品的额定功率在铭牌上故意标低． 小明家有一个新买的 电热水壶及其铭牌如图所示． 小明想检验电热 水壶的电功率是否存在问题，于是在电热水壶中装入20℃的水1kg，正常工作4min就把水烧开了（1标准大气压下）．求：
（1）根据铭牌计算该电水壶正常工作时，通过它的电流是多少？
（2）这壶水从 20℃到烧开，需要吸收多少热量？
（3）假设电热水壶产生的热量全部被水吸收，请你帮助小明计算一下他家的电热水壶是否存在功率虚报的问题？
（4）你认为不法厂商为什么要将产品的额定功率在铭牌上故意标低？
【答案】（1）3A （2）3.36×105J （3）P实=1400W (4) 水壶的实际功率大于水壶铭牌所标的额定功率，小明家的电热水壶存在功率虚报问题 不法厂商将产品的额定功率在铭牌上故意标低的目的是：给消费者留下产品省电的印象
【解析】（1）电水壶正常工作时的电流
（2）水的质量m=1kg，把水从20℃烧开水吸收的热量
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J，
（3）烧开一壶水需要的时间t=4min=240s，水的沸点是100℃，
电水壶烧开一壶水做的功W=Q=3.36×105J，
电水壶的实际功率＞660W；
水壶的实际功率大于水壶铭牌所标的额定功率，
小明家的电热水壶存在功率虚报问题．
【考点】热量的计算、电功的计算
点评：解决本题的关键是熟练掌握功率及其变形公式、热量公式是正确解题的关键．
24. 如图甲所示的热熔胶枪是一种装修工具，用于材料涂胶。它的内部有2只相同的PTC（是一种新型的半导体材料）加热元件，其工作电路如图乙所示，扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关S同时掷向A、B，枪口冒出胶液，松开扳机，联动开关S同时掷向B、C。单只PTC元件的电阻随温度的变化如图丙所示。关于PTC元件的工作情况，下列说法中正确的是
A．扣动扳机，两只PTC元件串联在电路中
B．松开扳机，当温度为180℃时，电路中的总电阻为1210Ω
C．松开扳机，当温度为80℃时，电路消耗的电功率为55W
D．扣动扳机，当温度为180℃时，1min电路消耗的电能为4800J
【答案】D
【解析】（1）扣动扳机时，联动开关S同时掷向A、B，分析电路图得：
两只PTC元件并联在电路中，当温度为180℃时，，
∴1min电路消耗的电能：
故A选项错误，D选项正确．
（2）松开扳机时，联动开关S同时掷向B、C，两只PTC元件串联在电路中，当温度为80℃时，，
∴电路消耗的电功率：
当温度为180℃时，
电路中的总电阻为
故B、C选项错误．
故选D。
【考点】电功的计算；欧姆定律的应用；电功率的计算．
点评：本题考查了学生对欧姆定律、电功率公式的掌握和运用，能读懂电路图中开关对元件的控制作用，是解决本题的关键，考查了学生的读图分析能力．
25. 如图所示，电源电压U=12V，R1为定值电阻，阻值为100Ω，R为滑动变阻器，R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0～0.6A”, 电压表量程为“0～15V”，小灯泡上标有“6V 3W”字样，小灯泡的U—I关系如右图所示，求：
（1）灯泡正常工作时通过灯丝的电流是多少？
（2）S闭合，S1、S2都断开时调节滑动变阻器，当小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入
电路中的阻值为多大？
（3）S、S1、S2都闭合时，移动滑片P，当滑动变阻器接入电路的阻值为多少时，整个电路消耗的总功率最大？最大总功率是多少？
【答案】（1）0.5A（2）20Ω（3）25Ω；7.2W
【解析】（1）正常工作时通过灯丝的电流，由图可知当UL=6V时，IL="0.5A"
或 （1 分）
（2）S闭合，S1、S2都断开时，L、R串联
由图可知当UL’=4V时，IL’=0.4A， （2分）
（3）S、S1、S2都闭合时，R1、R并联
当I=0.6A时，电路消耗的总功率最大 （1分） （1分）
（2分）
【考点】电功率的计算；滑动变阻器的使用；欧姆定律的应用．
点评：本题考查电流、电压和电阻的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是动态电路的分析．
26. 如图所示电路中，小灯泡L标有“6V 3W”字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时，总电流为0.8A，这时小灯泡L正常发光。求：
（1）电源电压U；
（2）电阻R1的阻值；
（3）当S1、S2都断开时，小灯泡L消耗的功率。
【答案】(1) 6V (2) 20Ω （3）0.75w
【解析】1）当S1、S2都闭合时，灯泡与电阻R1并联，此时灯泡正常发光，
电源电压U=U额=6V
（2）当S1、S2都闭合时，灯泡正常发光
通过灯泡的电流为
通过R1的电流为 I1=I-I额=0.8A-0.5A=0.3A
R1的电阻为
（3）当S1、S2都断开时，小灯泡L与R2串联
灯泡的电阻RL为
此时电路中的电流为
灯泡的实际功率为 P=I2R=（0.25A）2×12Ω=0.75W
【考点】欧姆定律、电功率的计算
点评：（1）当两开关均闭合时，R1与L并联后与R2串联；则电源电压应等于灯泡两端的电压，由灯泡的铭牌信息可知灯泡的额定电压；
（2）由灯泡的铭牌信息利用功率公式可求得灯泡的额定电流，则由并联电路的电流规律可求得通过R1的电流；由欧姆定律可求得电阻R1的阻值；
（3）当两开关都断开时，灯泡与R2串联，由功率公式可求得灯泡的内阻；则由欧姆定律可求得电路中的电流，则由功率公式可求得小灯泡消耗的功率．
27. 甲、乙两个灯泡，一个标有“3.8V0.3A”和“2.5V0.3A”。设灯丝电阻不受温度影响，且使用过程中灯丝不烧断。则下列说法正确的是
A．它们正常工作时，甲灯比乙灯亮
B．甲灯电阻比乙灯电阻大，
C．当它们串联使用时甲灯较亮
D．当它们并联使用时甲灯较亮
【答案】ABC
【解析】A、都正常工作时，甲灯比乙灯亮，故A正确；
B、，，，故B正确；
，，所以，，甲灯比乙灯亮，，所以，乙灯比，，因为，所以C、当它们串联使用时，通过的电流相同，因为故C正确；
D、当它们并联使用时，加在它们两端的电压相同，因为甲灯亮，故D错．
故选ABC．
【考点】欧姆定律的应用；电阻的串联；电阻的并联；电功率的计算；实际功率．
点评：本题考查了学生对欧姆定律、电功率公式、串并联特点的掌握和运用，知道灯铭牌的含义是本题的突破口，灵活选用电功率公式是关键．
28. 某物理小组的同学做实验测电阻，他们连接的实验电路如图所示，已知电源两端电压不变，电阻R1的阻值为3Ω。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P位于A点时，电压表V1的示数为3V，电压表V2的示数为8V。当滑动变阻器的滑片P位于B点时，电压表V1的示数为7V，电压表V2的示数为9V。则所测电阻R2的阻值是 Ω。
【答案】12
【解析】根据总电压不变，电压表V2的示数与R1两端的电压应为电源电压．
电压表V1的示数与电阻R2两端的电压也为电源电压．
①
②
①②化简为
∵，∴
【考点】伏安法测电阻的探究实验．
点评：难度较大，根据串联电路电压规律结合欧姆定律列出关于电源电压的方程组是解本题的关键．
29. 如图所示电路，电源两端电压一定。当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻为
Ra时，通过电阻Ra的电流为I1，电阻R1和电阻R2消耗的功率之和P1＝
12W，电压表示数为U1；当开关S1 S2都闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为Rb时，通过电阻Rb的电流为I2，滑动变阻器消耗的功率Pb＝6W，电压表V的示数为U2。已知U1=5U2且3R1=2R2。求：
（1）电流I1和I2的比值；
（2）电阻Ra和Rb的比值；
（3）开关S1 S2均闭合时，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时消耗的功率Pa 。
【答案】（1）2：1（2）1：10（3）9.6W
【解析】当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为Ra时，等效电路如图2甲所示；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb时，等效电路如图2乙所示；
当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时，等效电路如图2丙所示。
（1分）
（1）由图2甲、乙得：
= ， =，U1=5U2且3R1=2R2。
解得：= （1分）
（2）电源两端电压不变，I1（R1+R2+Ra）=I2（R1+Rb） ①
由图2甲、乙得：P1 = I12（R1+R2） Pb = I22Rb
已知：P1＝12W , Pb＝6W
解得: R1+R2=Rb/2 ②
3R1=2R2
③
由②③式得：Rb=5R1 ④ （1分）
由①③④式得： Ra /Rb=1/10 （1分）
（3）由图2乙、丙得：U= I2（R1+Rb） U= I3（R1+Ra）
I2 /I3=4/1 （1分）
Pb = I22Rb Pa= I32Ra
Pb /Pa=5/8
Pa=9.6w …（1分）
【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
点评：根据电路的不同变化画出等效电路图，是解决本题的有效途径之一，这是我们在平时的解题当中应该加强的．同时，本题多为对比值的求解，要求我们对电路的分析、公式的运用都要相当熟练，而且一定要保证各个物理量的对应性，是一道很有挑战性的题目．
30. 有一电热水壶的铭牌如右表所示．如果此电热水壶的效率为70%，用它把一满壶20℃的水加热到100℃，水需要吸收 J的热量，需要加热 min?[C水=4.2×103J／(kg·℃)]
【答案】369600 8
【解析】水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×1.1×10-3m3=1.1kg，
水吸收的热量
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.1kg×（100℃-20℃）=3.696×105J；
（2）由题知，需消耗的电能Q吸=W×70%，
∵电水壶正常工作，
∴P=P额=1100W
电水壶工作时间：
【考点】电功 热量的吸收
点评：本题为电功和热量的综合题，考查了学生对吸热公式、电功率公式的掌握和运用，知道铭牌意义，并利用好Q吸=W×70%是本题的关键．
31. 图所示的电路中，电源两端电压U保持不变。当滑动变阻器的滑片P置于a端时，闭合开关S，电压表的示数为U1，电流表的示数I1=1A，电阻R1消耗的电功率P1=4W，电阻R2消耗的电功率为P2；当滑动变阻器的滑片P置于b端时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2′。已知P2 :P2′=1:4，U1：U2=2:1。求：
（1）电阻R2的阻值；
（2）滑动变阻器滑片P在a端时R2消耗的功率；
（3）滑动变阻器滑片P在b端时R2消耗的功率。
【答案】（1）2Ω （2）2W （3）8W
【解析】（1）当滑动变阻器的滑片P置于a端时，闭合开关S，电阻R1R2和滑动变阻器串联，滑动变阻器阻值最大，电压表测量R2和滑动变阻器两端电压，电流表测量电路总电流，已知电流表的示数I1和电阻R1消耗的电功率，可求电阻R1的阻值，
已知P2：P2′=1：4，可求电流I2的大小，当滑动变阻器的滑片P置于b端时，滑动变阻器接入电路电阻为0，电压表测量R2两端的电压，大小等于电源电压减去电阻R1两端的电压，还知道U1：U2=2：1，进一步求出电源电压和R2两端的电压，根据欧姆定律求出电阻R2的阻值．
（2）先计算滑动变阻器滑片P在a时，滑动变阻器两端的电压，再根据公式P=UI求出R消耗的功率．
（3）滑动变阻器滑片P在b时R2消耗的功率根据公式P=I2R可求．
具体：（1）电阻R1的阻值R1=
U1=U-I1R1=U-1A×4Ω=U-4V，
电阻R2消耗的电功率为P2=I12R2=（1A）2R2
P2′=I22R2，
因为P2：P2′=1：4，所以（1A）2R2=I22R2，得出I2=2A，
又因为U2=U-I2R1=U-2A×4Ω=U-8V，U2：U1=2：1，
所以U-4V：U-8V=2：1，得到U=12V，U2=4V，
电阻R2的阻值R2=
答：电阻R2的阻值为2Ω．
（2）滑动变阻器滑片P在a时，滑动变阻器两端的电压UR=U-I1R1-I1R2=12V-4V-2V=6V，
所以滑动变阻器滑片P在a时R消耗的功率PR=URI1=6V×1A=6W．
答：滑动变阻器滑片P在a时R消耗的功率为6W．
（3）滑动变阻器滑片P在b时R2消耗的功率P2′=I22R2=（2A）2×2Ω=8W．
答：滑动变阻器滑片P在b时R2消耗的功率为8W．
【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用
点评：本题考查电阻和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要会分析滑片移动过程中电路的连接情况，这是本题的重点也是难点．
32. 如图所示，电源电压不变，电阻R2=5Ω，开关S1始终处于闭合状态。当开关S2断开，滑动变阻器滑片P处于A位置时（图上未标出），电流表示数为I1，电压表V1示数为6V，电压表V2的示数为U1，电阻R2的功率为P
1，变阻器的功率为PA。当开关S2断开，滑动变阻器滑片P处于B位置时（图上未标出），电压表V1示数为U
2，电阻R1的功率为P2。当开关S2闭合，滑动变阻器滑片P处于B位置时，电流表A的示数为I3。
已知：（P1+PA）：P
2= 27∶4；U
1：U
2 = 9：2；I
1：I
3=9∶8。
求：（1）电源电压；
（2）当开关S2断开，滑动变阻器滑片P处于B位置时，1分钟内电流通过变阻器所做的功。
【答案】（1）电源电压为24V；
（2）当开关S2断开，滑动变阻器滑片P处于B位置时，1分钟内电流通过变阻器所做的功为432J．
【解析】解：当开关S2断开，滑动变阻器滑片P处于A位置时，等效电路图如图1所示。
当开关S2断开，滑动变阻器滑片P处于B位置时，等效电路图如图2所示。
当开关S2闭合，滑动变阻器滑片P处于B位置时，等效电路图如图3所示。
三个等效电路图
(1)根据题意，∵解得：
∵∴∵∴ ①
， ②
，，
，， ,
，，∴
∵，，
∴ ③
联立①②③得：，，；
∵，
∴
(2) ∵，∴
设当开关S2断开，滑动变阻器滑片P处于B位置时，电阻RB两端的电压为UB
，
1分钟内电流通过变阻器所做的功为【考点】电功率、欧姆定律、串联电路的特点
点评：分析实物图，画出当开关S2断开、滑片P 处于A、B位置时，当开关S2闭合，滑片P处于B位置时的等效电路图．
（1）根据已知条件（P1+PA）：P2=27：4和电功率公式求两种情况下的电流之比；再根据P=I2R求得R1、R2、RA的关系式，
根据欧姆定律和串联电阻的特点得出R1、R2、RA、RB关系式，同理根据I1：I3=9：8得出R1、R2、RA、RB关系式，联立方程组解得电源电压；
（2）知道R2大小，求出RB，设当开关S2断开，滑动变阻器滑片P处于B位置时，根据串联电路的电压分配关系求UB大小，再根据电功公式求1分钟内电流通过变阻器所做的功．
33. 如图20所示电路中，电源两端的电压U保持不变。当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电流表示数为I1，电压表示数为U1，滑动变阻器消耗的电功率为P1；当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为I2，电压表示数为U2，电阻R2消耗的电功率为P2；当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电流表示数为I3=1.5A，电压表的示数为U3。滑动变阻器消耗的电功率为P3=9W。已知：U1：U2=1：2；P1：P2=3：8。
求：（6分）
（1）电源两端的电压U；
（2）滑动变阻器的最大电阻值；
（3）电阻R2消耗的电功率P2。
【解析】首先分析电路：当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电阻R1、R2和R3串联，电压表测量的是电阻R1两端的电压，电流表测量的是整个电路中的电流；当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，滑动变阻器连入电路中的电阻为0，电阻电阻R1和R2串联，电压表测量的是电阻R1两端的电压，电流表测量的是整个电路中的电流；当开关S1、
S2闭合，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电阻R1和R3并联，电流表测量的是干路中的总电流。
（1）知道状态1、2下的电压之比，可利用公式U=IR列出一个等式，从而可以计算出状态1、2下的电流I1与I2之比；
知道状态1、2下的功率P1与P2之比，可利用公式P=I2R列出一个等式，从而可以计算出电阻R2与R3之间的关系；
在状态1、2下，利用串联电路电阻的特点和公式U=IR列出一个关于电源电压的等式，从而可以计算出电阻R1与R3之间的关系；
在状态3下，知道电路中的总电流和电阻R1与R3之间的关系，利用并联电路电流的特点，可以计算出通过电阻R3的电流，又知道此时滑动变阻器消耗的电功率，可利用公式源电压。
（2）计算出通过电阻R3的电流，又知道此时滑动变阻器消耗的电功率，可利用公式P=I2R计算出电阻R3的阻值。
（3）知道电阻R2与R3之间的关系和电阻R3的阻值，从而可以计算出电阻R2的阻值，再利用串联电路电压的特点和公式计算出电阻R2消耗的电功率P2。
计算出电电路三种状态等效电路如图①、②、③所示……
（1）由状态①、②的电压比可得由状态①、②的功率比可得由以上两式可得I1（由状态③可知，通过电阻所以电源电压U=（2）由P3=（3）=15V
， 得R3=100Ω
； 图②中，电阻R2的功率为=2W
即
即R2=）=I2（R1+R2） 即R1=的电流I3’==0.6A
【考点】此题考查了学生对串、并联电路的判断，串、并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用。
点评：本题难点在于很多同学无法将三种状态下的功率关系及电压关系联系在一起，故无法找到突破口。解答此类问题时，可将每一种情况中的已知量和未知量都找出来，仔细分析找出各情况中的关联，即可求解。在解题过程中，注意电路的分析，根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图。
34. 小刚同学家有一台电热水器，铭牌如下表所示。
小天鹅“蓝金刚”XCD－50B型全自动电热水器
额定功率（kW）
2
加热方式
电加热器
额定电压（V）
220
类别
防触电保护一类
温度设定范围（℃）
20～90
净重（kg）
20
容量（L）
50
整机外形尺寸（mm）
530×Ф400
出厂时间
2009年3月2日
根据铭牌所提供的信息，求：
（1）该电热水器电热丝正常工作时的电阻和通过的电流各是多大？
（2）将初温为20℃的满箱水加热至80℃，需要吸收多少热量？在额定电压下，如用该热水器加热，则需要多长时间？（不考虑热量的损失，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)
（3）若夏天用电高峰时家庭电路的实际电压只有198V，不考虑电热丝电阻随温度的变化，则电热水器在用电高峰时的实际功率为多少？
【答案】（1）24.2Ω 9.1A （2）6.3 ×103s （3）1620W
【解析】解：
（1）电热丝正常工作时的电阻R=U2/P=(220V)2/2000W=24.2Ω
电热丝正常工作时的电流I= P/U=2000W/220V=9.1A
（2）m=ΡV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃) ×50kg×(80℃-20℃)=1.26×107J
t=W/P=Q/P=1.26×107J /2000W="6.3" ×103s
（3）当实际电压U=198V时，不考虑电热丝电阻的变化，实际功率为
P =U2/ R =(198V)2/24.2Ω=1620W
35. 请仿照下面的例子，找一个你熟悉的其他家用电器，写出其名称及与之相关的一个力学物理量和一个电学物理量的大小．
电器名称 力学物理量 电学物理量
彩色电视机 质量50kg 额定功率120W
【答案】答案不唯一,例：笔记本电脑：质量1.1kg、长度339mm、宽度230mm、额定电压19V、额定功率65W
【解析】解：此题属于开放题，答案不唯一：
（1）笔记本电脑：质量1.1kg、长度339mm、宽度230mm、额定电压19V、额定功率65W；
（2）洗衣机：额定洗涤容量6.5kg、额定电压220V、额定洗涤功率350W、保险丝额定电流5A；
（3）微波炉：容量23L、额定电压220V
36. 如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V 0.5A”字样。当S闭合，S1、S2断开，滑片P从b端滑到中点时，电流表的示数变化了0.1A，此时电压表的示数为6V；保持滑片P的位置不变，闭合S1、S2，电流表的示数又变化了2A；（不考虑温度对灯泡电阻的影响）。
请你通过以上的文字说明和相关数据，求：
(1)电源电压和滑动变阻器R的最大阻值是多少？
(2)当闭合S、S1、S2 时，定值电阻R0 工作1分钟消耗的电能是多少？
【答案】（1）R=8Ω U总=8V (2)、240J
【解析】（1）、由于不考虑温度对灯泡电阻的影响，所以：RL =U/I=6V/0.5A=12Ω
当S闭合，S1、S2断开，P片在中点时，L与R串联，则：U1=6V；I=0.5A
U总=U1+U2=6V+0.5A×0.5R………………………………①
当S闭合，S1、S2断开，P片在b端时，电流为：I`=I-△I=0.5A－0.1A=0.4A
这时，电源电压为：U总=U1`+U2`=I`RL＋I``R=0.4A×12Ω＋0.4A×R…………②
因为电源电压保持不变，由①②两式解得：R=8Ω U总=8V
(2)、当滑片P在中点，闭合开关S1、S2时，R0与R并联；U0=UR=U总=8V
I总=I＋△I2=0.5A＋2A=2.5A； IR=U/R=8V/4Ω=2A
I=I总－IR=2.5A－2A=0.5A； R0=" U/I=" 8V/0.5A=16Ω; Q=I2Rt=(0.5A)2
×16Ω×60s=240J
37. 如图所示，电源两端电压U保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电 路中的电阻为RA时，电压表V1的示数U1为4V，电流表的示数为I1，电阻R1的电功率为P1，电阻RA的电功率为PA；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表V2的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R1的电功率P1′为8W，电阻RB的电功率为PB。已知：P1:
P1′=1:4，U1:U2=1:1，PA: PB=3:4。
求：
（1）I1与 I2的比值；
（2）电源两端的电压U；
（3）电阻RA的电功率PA。
【答案】（1）（2）12V（3）3W
【解析】先画出等效电路图：根据P=I2R表示出PA、PB结合消耗的电功率即可求出电流I1与I2的比值；根据欧姆定律表示出电流表的示数结合电流关系求出电阻之间的等式，再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压结合电流关系得出电阻之间的等式，进一步求出根据各电阻之间的关系，根据串联分压特点和图丙中电流表的示数得出电源的电压．
当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，等效电路如图甲所示；
当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，等效电路如图乙所示；
由图甲乙： -------------------------① -------------------------②
U一定:
----------------③
由①②③式解得: R2= RB
由图甲：由图甲乙：
38. 如图甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的U—I图像；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了电灯L的
U—I图像，如图乙所示。
（1）求定值电阻R0的阻值；
（2）将R0与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值；
（3）将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压，当 R0消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，求通电100s电灯L的消耗的电能。
【答案】⑴ 10Ω （2）5Ω（3）525J
【解析】解：⑴由图像可知：当U0 =2V时，
I0=0.2Ａ（利用其它数据也可）
∴==10Ω （3分）
（2）分析图像可知：此时UL=2V
IL =0.4Ａ
∴（3）∵==5Ω（2分）
∴U0′==="7V" （2分）
∵R0与RL并联 且灯正常发光 ∴UL额=U0′=7V
由图像可知此时：IL额=0.75A （1分）
故：PL额= UL额IL额=7V×0.75A=5.25W （1分）
W= PL额t=5.25W×100s=525J（1分）
39. 下图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间。电热锅的部分参数如下表所示。
（1）三脚插头上标着E的导线和电热锅的金属外壳相连，插头插入插座时，插座上跟E相连的导线应和 （选填“火线”、“零线”或“地线”）相连。
（2）调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“ ”时为保温档，保温时的电流约为 A。
（3）当该电热锅处于高温档时，正常加热1分钟将会产生 J的热量。
【答案】（1） 地线 、（2） 3 、 0.36 （3） 3×104
【解析】（1）三脚插头上标着E的导线和电热锅的金属外壳相连，插头插入插座时，插座上跟E相连的导线应和地线相连，防止触电。
（2）由于开关接到3时，电阻较大，所以处于保温档，电流I=U/R=220V/605Ω=0.36A。
（2）根据Q=Pt=500W×60S=30000J。
40. 电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，如图所示。其主要结构就是在原来的普通自行车的基础上，增加了电动机及供电、传动设备，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为车提供动力；脚踏骑行时，与普通白行车相同。
下表是某型号电动白行车主要技术参数。
整车质量
40kg
整车
最高车速
≤30km/h
最大噪声
≤62dB
电压
蓄电池
48V
容量
12A·h
额定电压
电动机
48V
额定功率
240W
(1) 当一个质量为50kg的初三学生骑着电动自行车在平直的公路上匀速行驶时，轮胎与地面的总接触面积为40cm2，此时路面受到的压强为多大?（g=10N/kg）
(2 )电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大?
(3) 在蓄电池充足电后为电动机供电的过程中，当把储存能量的80％提供给电动机后就应进行充电。若电动机工作时将电能转化为对自行车输出机械能的效率为75％，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为30N，则蓄电池充一次电最多能完全依靠储存的电能连续行驶多远?
【答案】(1)2.25×105Pa （2）5A （3）41472m
【解析】（1）地面受到的压强：
P=F/S=mg/S=(40㎏+50㎏)×10N/㎏/0.04m2=2.25×105Pa(2分)
（2）额定功率下的电流：
I="P" /U ="240W/" 48V =5A．
(3)蓄电池储存的电能：Ｗ＝48V×12A×3600S＝2073600J
电动自行车在平直公路上匀速行驶时F=f
依题意得：80%W="FS"
所以，电动自行车能连续电动行驶的路程：S =m
41. 图甲所示的热熔胶枪是一种装修工具，用于材料涂胶。它的内部有2只相同的PTC（正温度系数）加热元件，其工作电路如图乙所示，扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关S同时掷向A、B，枪口冒出胶液，松开扳机，联动开关S同时掷向B、C。单只PTC元件的电阻随温度的变化如图丙所示。关于PTC元件的工作情况，下列说法中正确的是 （ ）
A．扣动扳机，两只PTC元件串联在电路中
B．松开扳机，只有一只PTC元件接入电路
C．松开扳机，当温度为80℃时，电路消耗的电功率为55W
D．扣动扳机，当温度为180℃时，1min电路消耗的电能为4800J
【答案】D
【解析】扣动扳机，两只PTC元件并联在电路中；松开扳机，联动开关S同时掷向B、C。此时两电阻串联；预热状态下，电路电流为I="U" /R ="220V" /1936Ω ≈0.11A
由图丙知，80℃时单只元件电阻为R0=880Ω
单只元件消耗的功率为
P=I2R=（0.11A）2×880Ω≈10.65W,两只消耗的电功率为：21.3W。
扣动扳机，当温度为180℃时，在工作状态下电路总电阻为R="1/" 2 ×1210Ω=605Ω
所以工作功率为P=U2/ R =(220V)2 /605Ω =80W
1min消耗的电能为：W=Pt=80W×60s=4800J.
42. 如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R0为定值电阻，A为油量指示表（一只量程为0～0.6A的电流表），Rx为压敏电阻，它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示。油箱的上下两部分皆为长方体形状，下半部分的横截面积为、20dm2，高为2dm，上半部分的横截面积为10dm2，油箱加满油时油的总体积为60dm3。当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示。已知：ρ汽油＝0.7×103kg／m3，取g=10N／kg。
1．当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少；
2．若汽车在高速公路匀速行驶400km，油量表由满刻度指向满刻度的位置，求该汽车每行驶100km消耗汽油多少升；
3．在上面第（2）问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因。
【答案】1. 0.08A 2. 10L 3. 因油箱上部横截面积较小，消耗相同体积的汽油，上部的液面高度变化较大，导致汽油对压敏电阻的压力变化较大，所以电流表示数变化较快
－－【解析】1．油箱装满油时，下半部分容积：V2=20×2×103mL＝4×102m3
－－－上半部分容积：V1=V－V2＝6×102m3＝4×102m3=2×102m3
上半部分高度：h1＝=－m=2×10lm……………………（1分）
－－－汽油的深度：h＝h1+h2=2×101m+2×101m=4×101m
－汽油对压敏电阻的压强：p＝ρ汽油gh=0.7×103×10×4×101Pa=2.8×103Pa………（1分）
－汽油对压敏电阻的压力：F=pS=2.8×103×10×104N＝2.8N………………………（1分）
由图11乙可知：Rx=30Ω………………………………………………………………（1分）
由题意可得：R0=－Rx=Ω－30Ω=10Ω………………………………………（1分）
汽油用完时，由图11乙可知：Rx′＝300Ω……………………………………………（1分）
通过油量表的电流：I2==Ω＝0.08A……………………………（1分）
2．油量表指向满刻度的位置，通过油量表的电流：I3=×0.6A=0.15A
此时压敏电阻阻值：Rx″＝－R0＝160Ω－10Ω＝150Ω…………………………（1分）
由图11乙可知，汽油对压敏电阻的压力：F″＝0.7N
汽油对压敏电阻的压强p″＝汽油的深度：h″＝＝＝Pa＝7×102Pa
m＝0.1m………………………………（1分）
－－2m3剩余汽油的体积：V″＝S2h″＝20×102×0.1m3＝2×10汽车行驶100km，消耗汽油的体积：ΔV＝
m3＝10L…………（1分）
3．因油箱上部横截面积较小，消耗相同体积的汽油，上部的液面高度变化较大，导致汽油对压敏电阻的压力变化较大，所以电流表示数变化较快……………………………（2分）
43. 图示为一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗电路原理图．R1、R2为电热丝，其中R2=242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服．
（1）电热丝是利用电流的 效应工作的．分析电路图，闭合S1，当S2 时，电熨斗处于高温档．
（2）电熨斗处于低温档时，正常工作功率为100W．求：通过电路的电流是多大？R1的电阻是多大？通电3min产生的热量是多少？
（3）若将该款电熨斗进行改造，使其正常工作时高温挡功率为1000W．要求只改变其中一个电热丝的阻值，请你通过分析和计算，求出该电热丝改变后的阻值应为多少？
【答案】（1）热；闭合．（2）电熨斗处于低温档时，通过电路的电流是5A；电阻R1的阻值是484Ω；通电3min产生的热量是1.8×104J（3）可将电阻R1的阻值改为60.5Ω，电熨斗正常工作时高温挡功率是1000W
【解析】（1）电熨斗工作时，电流流过电阻产生热量，对水加热，使水汽化为蒸汽，因此电热丝是利用电流的热热效应工作的；由电路图知，闭合S1，当S2闭合时，两电阻丝并联，电路电阻最小，电源电压U一定，由P=可知此时电路功率最大，电熨斗处于高温挡；
（2）由电路图知：当S1闭合，S2断开时，电熨斗处于低温档，此时只有电阻R1接入电路；
通过电路的电流I===≈0.45A，R1的电阻R1===484Ω；
通电t=3min=180s产生的热量Q=Pt=100W×180s=1.8×104J；
（3）当开关S1与S2都闭合时，电熨斗处于高温挡，
电阻R2的功率P2===200W，
电阻R1的功率P1=P﹣P2=1000W﹣200W=800W，
则电阻R1改变后的阻值R1′===60.5Ω；
44. 物理科代表和班长就放学后是否关教室里的饮水机的问题发生争执，班长认为不应关机，因为第二天重新开机给冷水加热既费时又会消耗更多的电能；物理科代表认为应该关机，理由是饮水机在放学后从17：00到第二天08：00共15h期间会间歇性加热，白白消耗电能，反复加热的水也不利于身体健康．
次日早晨，他俩先观察到如图所示的饮水机有加热和保温两个档位，铭牌数据如下表．然后启动饮水机，将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃，用时10min．他俩继续观察，发现保温28min后加热器会重新加热，2min后又回到保温状态．（饮水机始终在额定电压下工作）
水桶容量
20L
热水箱水量
1kg
额定电压
220V
加热功率
500W
保温功率
50W
（1）热水箱中30℃的冷水加热到90℃所吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）将热水箱中30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是多少？
（3）通过计算比较谁的做法更节能．（假设放学时饮水机刚好处于保温状态，工作过程中间歇加热的规律不变）
【答案】1）热水箱中30℃的冷水加热到90℃所吸收的热量是2.52×105J；
（2）将热水箱中30℃的冷水加热到90℃消耗的电能是3×105J；
（3）物理科代表的做法更节能．
【解析】（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（90℃﹣30℃）=2.52×l05J；
（2）饮水机加热时消耗的电能：
W=Pt=500W×10×60s=3×105J；
（3）关闭，第二天消耗的电能：
W=3×105J；
不关，间歇性加热15h期间：
保温消耗电能：
W1=P保温t保温=50W×28×30×60s=2.52×l06J；
加热消耗电能：
W2=P加热t加热=500W×2×30×60s=1.8×l06J；
W总=W1+W2=2.52×l06J+1.8×l06J=4.32×l06J；
∵W总＞W，
∴物理科代表的做法更节能
45. （5分）某省在沿海地区建造了风力发电厂，如图．下表给出了不同风速下每台风力发电机的发电功率：
平均风速m/s
5
6
8
9
功率kW
10
16
38
55
⑴风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源
⑵若在某时间内平均风速为5m/s，一台发电机工作1h，获得的电能是多少？
⑶如果这些电能用来给效率为80%的电动车提供动力，可以使电动车以18km/h的速度匀速直线行驶2h，则电动车的牵引力是多少？
【答案】（1）可再生（2）3.6×107J（3）800N
【解析】⑴风能是可再生能源
（2）当风速为5m/s时，由数据表格知，风力发电机组输出的电功率是10KW，
故风力发电机组1h获得的电能：
W=Pt=10kW×1h=10kW•h=3.6×107J；
（3）电动车的电能可转化为的机械能：
W机械=W×80%=3.6×107J×80%=2.88×107J，
机械功率：
P=W机械 /t =2.88×107J /2×3600s =4000W；
由公式P=Fv得：
F="P" v ="4000W" /18/ 3.6 m/s =800N．
46. 许明家的电吹风内部电路的连接情况如图所示，有带风叶的小电动机一只，电热丝一段(正常工作时，电阻为80Ω，开关两只(S1、S2)，插头一只，导线若干。
(1)观察此图，请按电吹风的功能。在下表空格内填出开关对应的状态(填“闭合”或“断开”)
开关
S1
S2
吹冷风
吹热风
(2)许明在家中断开其它用电器，将电吹风插入插座(电源电压为220V)，当电吹风吹冷风时，测得15min内，他家中的电能表的铝盘转了90转(电能表上标有“3000r／kw·h”)，请你算出该电吹风吹热风时消耗的总功率。
【答案】
开关
S1
S2
功能
吹冷风
闭合
断开
吹热风
闭合
闭合
(2)PM=120W,
PR=605W
P总=725w
【解析】：（1） 吹出的是冷风时，开关S1闭合S2断开；吹出的是热风时，开关S1、S2都闭合．
开关
功能
S1
S2
吹冷风
闭合
断开
吹热风
闭合
闭合
（2）电热丝功率P热=U2 /R =(220V)2 /80Ω =605W，
电动机功率P机="W/" t ="(90/" 3000 )kw•h×1 4 h =0.12kw=120W，
所求总功率P=P热+P机=605W+120W=725W．
47. （７分）在图（a）所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R1标有“100Ω
2A”字样。闭合电键S后，电流表A1和A2的示数分别如图（b）所示。求：
（1）求R1消耗的电功率是多大?
（2）电阻R2的阻值
（3）通电1min，电阻R2产生的热量Q2。
【答案】(1) 2.4W (2) 7.5Ω （3）288J
【解析】(1)P1=UI1=6v×0.4A="2.4W"
(2) ∵电路是并联的
∴通过R2的电流是I2=I-I1="1.2A-0.4A=0.8A"
由I="U/R" 可得
R2="U/" I2=6V/0.8A=7.5Ω
Q2= I22 R2t=(0.8A)2×7.5Ω×60s="288J"
48. 如图甲所示是一种新型炊具电磁炉，它具有加热快、效率高、节能环保、使用方便等优点．图乙是该电磁炉的铭牌．
(1)该电磁炉正常工作7分钟消耗的电能是多少？
(2)若正常工作7分钟消耗的电能有80%被质量为2kg、初温为25℃的水吸收，则水吸收的热量为多少？在标准大气压下，水最终的温度为多少？[水的比热容是4.2×103J／(kg·℃]
55【答案】(1)8.4×10J (2分) (2)6.72×10J (2分) 100℃(3分)
【解析】根据公式W=Pt，计算出电磁炉正常工作7分钟消耗的电能；正常工作7分钟消耗的电能有80%被水吸收。根据公式，计算水的最终的温度。
49. 探索班为了解决同学们的饮水问题，购置了一台饮水机，其铭牌如下表所示。图12是
饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R1是电阻，R2是供加热的电阻丝。
额定频率
50Hz
环境温度
10℃～38℃
加热功率
≤90％
550W
环境湿度
220V
制热水能力
额定电压
≥90℃ 5L/h
（1）、用公式分析， S处于什么状态（闭合或S断开），饮水机处于保温状态。（1分）
（2）、在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？（1分）
（3）、在饮水机的热水罐中0.6kg水，正常工作，使水从30℃的加热到80℃，用了5min20秒时间。用这些信息及数据，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C水=4.2×103J /(kg·℃)]（2分）
（4）、如果要使饮水机在加热状态时的功率是保温状态时的4倍，则R1与R2的比值应是多少？( 2分）
【答案】（1）略
（2）2.5A
（3）1.26×105J
（4）3:1
【解析】根据公式可知电源电压不变，功率和电阻成反比，S处于闭合状态是加热，S处于断开状态是保温。在加热状态下，功率是550W，饮水机正常工作时电路中的电流利用公式I=P/U求出；在饮水机的热水罐中0.6kg水，正常工作，使水从30℃的加热到80℃，根据Q=Cmt计算出水吸收的热量。根据水吸收的热量和5min20秒时间内消耗的电能计算该饮水机加热状态时的效率。如果要使饮水机在加热状态时的功率是保温状态时的4倍，根据公式可知加热时电阻是保温时电阻的1/4。所以R1与R2的比值应是3:1。
50. 某一电饭锅，内部电路如图9所示。R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源(220V，50Hz)、闭合手动开关Sl，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合。S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。则
(1)若接通电源后没有闭合开关S1，那么电饭锅能将饭煮熟吗？为什么？
(2)在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水，则开关S1的自动断电功能不起作用，这是为什么？
(3)在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？
（4）若电饭锅电能转化为内能的效率为84％，那么在一个标准大气压下将温度为20℃、质量为2.5kg的水烧开，至少需要多长时间？
【答案】(1) 不能(2) 不起作用(3) (4)
【解析】解：
(1) 不能，不闭合S1，电饭锅只能处在保温状态电饭锅内食物的温度不超过80℃
(2) 在1标准大气压下，水的沸点是100℃，所以S1自动断电功能不起作用．
(3) 在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比为：
（4） 将水加热到沸腾时水吸收的热量为：
51. 小明在综合实践活动中设计了如图所示调光灯电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I—U关系图像如右图所示。（电阻丝AB的阻值不随温度变化）求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电阻丝AB的阻值；
（3）当灯泡消耗的功率为2.25W，此时AB连入的阻值为多少。
【答案】（1）6W（2）9（3）4
【解析】（1）当滑片P在B端时，由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为6V，对应的电流为1A
小灯泡的额定功率： PL=ULIL=6V×1A=6W
（2）当滑片P在A端时，由图得小灯泡两端的电压为1.5V，电流I小=0.5A
由于R与L串联，则电阻丝两端电压：U丝=6V—1.5V=4.5V
由欧姆定律得电阻丝AB的电阻： R=U丝/I小="4.5V/0.5A=" 9
（3）由图知，当灯L消耗的P=2.25W时，小灯泡两端的电压UL=3V,
IL=0.75A，U电源=6V,故R滑=U电源-UL/IL=6v-3V/0.75A=4
52. 小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kW·h”字样的电能表转盘在1min内转过了22转。此时电路的实际功率是多大？
【答案】（1）5.5A（2分）；（2）667800J（3分）；（3）6.6×104 J（1分），1100W（2分）
【解析】豆浆机正常工作时的最大电流是I=P/U=1210W/220V=5.5A,豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是120W*120S+1210W*12*60S=667800J; 标有“1200r/kW·h”字样的电能表转盘在1min内转过了22转。转过了22转消耗的电能是W=n/N=22r/1200r/kW·h=6.6×104 J此时电路的实际功率是P=W/t=6.6×104 J/60s=1100W
53. 太阳能热水器以节能、环保等特点为很多家庭所使用，但是如果遇到阴雨连绵的天气，太阳能热水器的水就达不到所需要的温度。为此人们研制出了太阳能、电能两用热水器。小兰家就刚刚安装了一台这样的热水器，如图所示，它的容积为120L。
求：（1）若此热水器装满20℃的水，要使水温升高到40℃，需要吸收多少热量？
（2）小兰从产品使用说明书中了解到，该电热器的额定电压为220V，额定功率为2Kw。若水箱中的水用电加热器来加热，仍使满箱水的温度从20℃升高到40℃，需要电加热器正常工作多长时间？（假定所消耗的电能全部转化为水的内能）
（3）若在上述情况下，电加热器正常工作，实际用了2h，则此电加热器的效率是多少？
【答案】：解：（1）120L水的质量
×120×＝120kg …………1分
吸收的热量 …………1分
＝4.2×J/kg℃×120kg×（40℃－20℃）……1分
＝1.008×107J …………1分
（2）t＝＝＝＝5.04×s
2分 1分 1分
（3）工作2h消耗的电能为2×W×2×3600s
＝1.44×107J …………2分
效率为η＝ ＝×100%
×100%
＝70% …………2分
【解析】：
先求出水的质量，即 ×120×＝120kg
根据公式计算出吸收的热量为1.008×107J；然后根据t＝＝＝＝5.04×s计算出需要电加热器正常工作的时间；计算出电加热器工作2h消耗的电能从而计算出效率。
工作2h消耗的电能为2×W×2×3600s
效率为η＝ ＝×100%
×100%
＝70%
54. 在如图所示的电路中，电源电压和定值电阻R的阻值都保持不变，闭合开关，当滑片由A端滑到B端的过程中
A．电阻R两端的电压保持不变
B．电阻R的功率不断变小
C．滑动变阻器两端的电压不断变小
D．电路的总功率不断变大
【答案】B
【解析】合开关，当滑片由A端滑到B端的过程中，电阻变大，电流变小，电阻R两端的电压U=IR变小，A错，电阻R的功率不断变小，B对。滑动变阻器两端的电压等于总电压减去R两端电压，不断变大，C错。电路的总功率P=UI不断变小，D错
55. 图所示电路，电源电压为6V，R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝5Ω，当闭合开关S1后，下列说法不正确的是
A．闭合开关S2、S3，通过R2的电流是0.24A
B．断开S2、S3，电路消耗的功率是2.4W
C．断开S2、闭合S3，R1两端的电压是6V
D．在相等的时间内，闭合S2、S3时和断开S2、S3时，电流通过R1产生的热量之比是9：4
【答案】A
【解析】闭合开关则电路消耗的功率是：并联关系,,所以A错，断开,断开S2、闭合S3,串联关系，被短路，电路中只有R1所以R1两与电端的电压是6V，闭合S2、S3时和断开S2、S3时R1两端电压分别是6V和4V，热量压的平方成正比，即电流通过R1产生的热量之比是9：4，所以BCD都对，选A。
56. 如图所示电路，电源电压为6V，且保持不变，，当S闭合时，求：
（1）通过的电流；
（2）通过干路的电流；
（3）通电，电阻上消耗的电能。
【答案】（1）（2）（3）W=15J
【解析】：（1）通过R1的电流为:I1=" U" /R1=6V/6Ω=1A答：通过R1的电流是1A．
（2）通过R2的电流为：I2=" U" /R2=6V/12Ω=0.5A
由并联电路的特点知，干路电流为：I=I1+I2=1A+0.5A=1.5A，
（3）通电5s，电阻R2上消耗的电能为：W=UIt=6V×0.5A×5s=15J，
故答案为：（1）（2）（3）W=15J
57. （2011·南京）小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路．他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用——压力传感器．压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重．某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：
小明利用该压力传感器和电阻箱R＇(最大电阻999.9Ω)及部分其它器材设计了图甲所示的电路，闭合开关S，当线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．已知继电器线圈的电阻为25Ω，继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供．(假设U不受继电器电路影响)
(1)根据表格中数据，请在图乙给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图像；
(2)当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在 (选填“A、B”或“C、D”)两端；
(3)小明希望压力大于或等于2.4×105N时，启动报警系统，则电阻箱R＇的电阻应调节到多大?
(4)要使该装置报警，汽车的最小重力为多少?
【答案】(1)图 略（2）CD（3）R＇=75Ω。（4）汽车的最小重力为0.6×105N。
【解析】（1）横坐标表示压力，纵坐标表示输出电压，对应表中数据，绘制图象如下：
（2）当压力增大到一定程度时，压力传感器输出电压达到一定数值，线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，C、D间的电路就会被接通，因此电铃应接在C、D之间；
答：图甲中的电铃应接在C、D之间．
（3）由图象可知，当压力为2.4×105N时，输出电压U=2V，使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，
∴此时电路的总电阻R总===100Ω
又∵继电器线圈的电阻R线=25Ω
∴电阻箱接入电路的阻值R′=R总﹣R线=100Ω﹣25Ω=75Ω
答：电阻箱R’的电阻应调节到75Ω．
（4）∵使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，继电器线圈的电阻R线=25Ω
∴要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值为
U最小=IR线=0.02A×25Ω=0.5V
由图象可知，输出电压为0.5V时，对应的压力为6×104N．
答：汽车的最小重力为6×104N．
需注意两点：
（1）压力传感器的本质是可变电源，线圈和电阻箱串联，通过的电流相等；
（2）电路中达到电磁继电器闭合的电流时，电磁铁才把衔铁吸下，发出超重报警信号，重点是电磁继电器的工作原理
58. 一般轿车上都设有安全带未系提示系统．某同学也设计了一个简易安全带未系提示系统，以实现：(1)当人不坐在座椅上时，指示灯不亮；(2)坐上座椅而未系安全带时，指示灯亮；(3)坐上座椅又系安全带时，指示灯不亮，在如图所示该同学设计的电路图中，虚线框内为未画完整的部
分，其中包含三个元件：一只小灯泡L，用作指示灯；开关S1，接通表示有乘客坐在座椅上，断开表示没有乘客坐在座椅上；开关S2：接通表示安全带系上了，断开表示安全带未系．
(1)请你将虚线框内未画完整的电路补画完整；
(2)电阻R的作用是 ．
【答案】
【解析】分析：（1）由题意知，只有坐在座位上时，指示灯才亮，故S1可控制灯；当乘客系上安全带时，开关S2闭合时，灯又不亮了，说明指示灯被S2短路了，据此设计电路图．
（2）如果没有电阻R的话，则当指示灯被S2短路时会造成电源断路、烧坏电源．
解答：解：（1）指示灯与开关S1串联后，再与开关S2并联，如图所示：
（2）如果没有电阻R，当指示灯被S2短路时，会造成电源断路烧坏电源，故应该给电路中串联一个定值电阻，这样就可以防止电源短路．
故答案为：（1）如上图所示；（2）防止电源短路（或保护电路）．
59. 设计实验证明，当电流一定时，电阻两端的电压与电阻成正比。（5分）
（1）画出实验电路图。
（2）写出主要实验步骤。
（3）画出数据表格。
【答案】（1）将阻值不同的6只电阻连接成如图所示的实验电路。
（2）闭合开关，读出电流表示数为I并记录。
（3）用电压表分别测出电阻R1、R2、 R3、 R4、R5、 R6两端的电压
U1、U2、U3、 U4、U5、U6并记录。
评分说明：（1）改变自变量（选用阻值不同的6只电阻）1分；
（2）控制变量（将6只电阻串联）1分；
（3）画出电路图1分；
（4）测量电流与电压1分；
（5）数据表格1分。
电阻（R）/Ω
R1
R2
R3
R4
R5
R6
电流（I）/A
电压（U）/V
I
U1
I
U2
I
U3
I
U4
I
U5
I
U6
【解析】【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验．
分析：研究“当电流一定时，电阻两端的电压与电阻成正比”，根据控制变量法的思想，就应该控制电流一定，改变电阻的阻值，记录电压表的示数，分析电流与电阻的关系．
解答：解：（1）研究电流与电阻的关系，需要不断改变电阻的阻值，因此采用多个定值电阻串联的形式，通过电压表测不同电阻两端的电压进行实验，实验电路图如图所示：
（2）实验步骤：
①将阻值不同的6只电阻连接成如图所示的实验电路．
②闭合开关，读出电流表示数为I并记录．
③用电压表分别测出电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6两端的电压U1、U2、U3、U4、U5、U6并记录．
（3）数据表格．
电阻（R）/Ω
R1
R2
R3
R4
R5
R6
电流（I）/A
I
I
I
I
I
I
电压（U）/V
U1
U2
U3
U4
U5
U6
点评：本题考查控制变量法，需要注意的是探究“当电流一定时，电阻两端的电压与电阻成正比”的条件是：保持电路中的电流不变，改变电阻的阻值去测它两端的电压．
60. 如图28所示，电源电压保持不变。只闭合开关S1时，电压表V的示数为U1，电阻R1消耗的功率P1=3W；只闭合开关S2、S3时，电压表V的示数为U2，电流表A1和A2的示数分别为I1和I2；已知U1:U2 =1:3，I1：I2 =4:1，求：
（1）电阻R2和R3的比值；
（2）只闭合开关S1时，电路消耗的总功率；
（3）通过开关的断开与闭合电路消耗的最大功率。
【答案】（1）3:1，（2）9W，（3）99W
【解析】分析：（1）先画出只闭合开关S1时和只闭合开关S2、S3时的等效电路图，根据欧姆定律和和并联电路的电流特点结合图乙中电流表的示数得出电阻R2和R3的比值．
（2）由图乙可知电压表测的是电源的电压，由图甲结合电压表的示数关系得出三电阻的关系式，进一步得出R1、R3之间的关系；根据P=I2R表示出图甲中电路消耗的总功率，再根据电阻R1消耗的功率求出其大小．
（3）由实物电路图可知，当三开关都闭合时，三电阻并联，此时电路中的电流最大，根据P=UI可知此时电路的总功率最大；根据P=表示出图甲中R1消耗的功率，再分别表示出图并中三电阻的电功率，把三电阻之间的关系和图甲中电压表的示数与电源电压之间的关系带入即可得出电
路消耗的最大功率．
解答：解：只闭合开关S1时，等效电路图如图甲所示；
只闭合开关S2、S3时，等效电路图如图乙所示；
（1）由图乙可知：，∴---------①
（2）由图乙可知电压表测的是电源的电压，∵U1：U2=1：3，
∴由图甲可得：，即2R1=R2+R3------②
由①②两式可得：R3=R1，R2=R1，
电路消耗的总功率P=I2R总=I2（R1+R2+R3）=3I2R1=3P1=3×3W=9W．
（3）三开关都闭合时，电路消耗的总功率最大，等效电路图如图丙所示：
由图甲可得：P1=Pmax===3W，由图丙可得：电路消耗的最大功率
==33×3W=99W．
答：（1）电阻R2和R3的比值为3：1；（2）只闭合开关S1时，电路消耗的总功率为9W；
（3）通过开关的断开与闭合电路消耗的最大功率为99W．
点评：本题考查了学生对串、并联电路的判断，串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用．本题难点在于很多同学无法将三种状态下的功率关系及电压关系联系在一起，故无法找到突破口．解答此类问题时，可将每一种情况中的已知量和未知量都找出来，仔细分析找出各情况中的关联，即可求解．
61. 如图所示电路，电源电压保持不变，灯L的电阻不随温度变化。当开关S1断开、S2闭合时，电压表V1的示数为U1，电流表的示数为I1；当两个开关都断开时，电压表V2的示数为U2，电阻R1的功率P1＝2W；当只闭合S1时，灯泡L正常发光，电流表的示数为I3。已知U1∶U2＝5∶4，I1∶I3＝2∶3。
求：⑴阻值R1与R2之比；
⑵灯L的额定功率PL
【答案】⑴S1断开，S2闭合时，电路如图甲所示；S1和S2都断开时，电路如图乙所示；
只闭合S1时，电路如图丙所示。
根据甲、乙图
① （1分）
② （1分）
（1分）
根据甲、丙图
①、②联立得RL=R1 （1分）
⑵根据乙、丙图 （1分）
（1分）
【解析】略
62. 某种型号的电热饮水机如图甲所示。图乙是它的电路原理图，其中电热丝R1与R2的阻值不变。温控开关S可以根据热水箱中水的温度，自动控制饮水机处于加热状态或是保温状态。下表是这台电热饮水机的铭牌。请画出相关电路状态的等效电路图，并求：
⑴在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流；
⑵饮水机在加热状态下正常工作15min所消耗的电能为多少度；
⑶电热丝R1、R2的电阻值。
【答案】当开关S闭合时，只有电阻R2接入电路。等效电路如图甲所示，此时饮水机处于加热状态。当开关S断开时，电阻R1和R2串联接入电路。等效电路如图乙所示。此时饮水机处于保温状态。
………………1分
⑴饮水机处于加热状态时的电流
I加＝＝＝2A ……………………………………………1分
⑵加热状态下正常工作15 min消耗的电能
W电＝P加t＝0.44kW×0.25h＝0.11kW·h＝0.11度 ………………2分
⑶饮水机处于加热状态时，电阻R2单独接入电路
R2＝＝＝110Ω ………………………………………1分
饮水机处于保温状态时，电阻R1和R2串联接入电路
R1＝－R2＝－110Ω＝1100Ω ………………………1分
【解析】略
63. 半导体电阻的大小随温度的变化会发生明显的改变，用半导体材料制成的电阻叫热敏电阻．热敏电阻可以用来监控汽车元件温度的变化，如图(a)所示是热敏电阻的阻值随温度变化的规律图，现将该电阻与阻值为50Ω的电阻R0组成如图(b)所示电路，电源电压为12V，当电流表的示数为0.2A时，热敏电阻的温度为
A．10℃
B．30℃
C．60℃
D．90℃
【答案】C
【解析】电源电压为12V，当电流表的示数为0.2A时，跟据欧姆定律，,则热敏电阻阻值为60-50=10Ω，从a图中可读出温度为60℃，选C
64. (6分)在如图24所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为“O～0.6A”，电压表的规格为“O～15V”，灯泡上标有“6V 6W”字样，灯泡中的电流随电压变化的关系如图所示．试求：
⑴灯泡正常发光时的电流．
⑵当电流表示数为0.4A时，电压表的示数．
⑶灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率．
【答案】⑴灯泡正常发光的电流，由公式灯泡的电阻为得
2分
⑵由图可知，灯泡和滑动变阻器串联，当电路中的电流为0.4A时，其两端的电压为1V，所以，滑动变阻器两端的电压为V 2分
⑶根据串联电路的特点，当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为3V，xhjf此时它消耗的电功率为
【解析】略
65. 如图所示，电热水器有加热和保温两种状态(由机内温控开关S2自动控制)，其铭牌技术参数如表中所示．
水箱容量
2L
额定电压
220V
加热时总功率
605W
保温时总功率
55W
(1)开关S1、S2均闭合时，热水器处于哪种工作状态?电阻R1、R2的阻值分别是多少?
(2)利用原有电路元件，设计出另一种能够实现加热和保温两种工作状态的实用电路(由机内温控开关S2自动控制)．画出设计的电路图，并算出加热时的总功率．
【答案】1）闭合S1时为保温状态，R1="U12" /P=(220V)2/55W=880Ω
闭合S1,S2时加热时，R2="U22/P2" = (220V)2/(605W-55W)=88Ω (5分)
（2）电路图，如右图
(2分)
当 闭合S1,S2时加热时，P=" U22/R2=" (220V)2/88Ω="550W "
【解析】略
66. （9分）某实验小组做“伏安法测量电阻”的实验，所用的器材有：电压为3V的电源，待测电阻Rx ，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、导线和开关。图（甲）是没有连接完整的实物电路。
（1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
（2）连好电路闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P置于___端（选填“最左”或“最右”）。
（3）实验中，闭合开关，移动滑片．电流表、电压表均无示数。为了检查电路故障，他们借助一根检测导线进行检测，当该导线两端分别接不同点时．对应的现象如上表所示。由此可以判断电路发生的故障是
（4）排除故障后进行实验，当电压表示数为2.4V时电流表的示数如图（乙）所示，这时电流为__A，他们利用此组数据即得出该待测电阻Rx= Ω，此时他们准备整理实验器材结束实验. 你认为他的实验真的结束了吗？为了得到更可靠的结果，你认为接下去他的具体操作应是 ；你提出这个建议的目的是： 。
【答案】（1）略 （2）最左 （3）CD间断路 （4）0.3 8 调节待测电阻两端的电压，以便测出多组数值 减小误差
【解析】（1）滑动变阻器已经选定了下面接线柱，任意选择上面一个接线柱串联在电路中．
由题目中电流表的表盘知，电流表选择0～0.6A量程，电流表与电阻串联．
电源电压为3V，电压表选择0～3V量程，电压表与电阻并联．
电流表从电压表和电流表的正负接线柱流入，从负接线柱流出，如
图．
（2）滑动变阻器接右半段，滑动变阻器滑片处于最左端，滑动变阻器连入电路的电阻最大，电路电流最小，对电路起保护作用．
（3）电压表和电流表无示数，电路是断路．（只有一处断路）
导线连接在a、d之间，改变电压表和电流表的示数，断路在a、d之间．
导线连接在c、d之间，改变电压表和电流表的示数，断路在c、d之间．
导线连接在a、b之间，a、c之间都不能改变电压表和电流表示数，断路不在a、b和a、c之间．
所以断路在c、d之间．
（4）电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.3A．
只有一组数据得出定值电阻的阻值，误差太大，要进行多次测量求平均值来减小误差．
故答案为：（1）如图；（2）最左；（3）c、d间导线断路；（4）0.3；没有多次测量取平均值．
67. 为了配合今年“世界环境日”的主题活动，小明所在的课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查，下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数：
（1）假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能。那么，电动自行车每行驶1Km电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的功率大约是多大？
（2）摩托车每行驶1Km大约要消耗多少能量？
（3）与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？（说出一个方面）
（汽油的密度：0.71×103kg/m3；汽油的热值：4.6×107J/ kg ）
【答案】(1)0.009kW·h（或3.24×104J）；240W (2)8.17×105J (3)噪声小；污染小；能耗低
【解析】（1）由表格可知，电动车每跑50km消耗能量是0.6kw?h，电动机的效率是75%，
所以电动自行车每行驶1Km电动机平均做的有用功W=J=3.24×104J；
自行车的最高时速是20km/h，那么跑完50km需要时间t=s/t=2.5h=9000s，
所以当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的输出功率P=FV=240W；
（2）由表格可知，摩托车每跑400km消耗汽油是10L，
10L汽油产生的热量Q=qm=0.71×103kg/m3×0.01m3×4.6×107J/kg=3.266×108J，
所以摩托车每行驶1Km消耗的能量W=J=8.165×105J；
（3）由表格可知，电动车的噪声是62dB，摩托车的噪声是90dB，所以电动车的噪声比摩托车的噪声低；
故答案为：（1）电动自行车每行驶1Km电动机平均做的有用功3.24×104J；
电动机的最大输出功率大约是240W；
（2）摩托车每行驶1Km大约要消耗能量是8.165×105
（3）电动车的噪声比摩托车的噪声低．
68. (12分)某同学在科学实践活动中，对一个电路元件A进行了探究。他将元件A与电源、开关、变阻器、电流表串联成电路，在元件A两端并联—个电压表，研究通过元件A的电流跟电压的关系，得到如下表所示的数据：
电压/伏
0
1
2
3
4
电流/安
0
0
2
4
6
(1)请在图甲中画出元件A的电流跟电压的关系图线。
(2)然后，该同学在电路中去掉变阻器、电流表、电压表，再连接一个电阻R，如图乙所示。若电源电压为5伏并保持不变，元件A消耗的功率超过4瓦时将被烧坏。
①串联电阻R至少要多大才不会烧坏电路元件A?
②在保证不致烧坏电路元件A的条件下，R值为多大时，输入给R的功率达到最大，此最大功率值为多大?
【答案】
【解析】略
69. 微波炉是一种清洁卫生无污染，效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将体积为275ml、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min，取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？
（2）加热过程中消耗的电能是多少？
（3）加热过程中，水吸收的热量是多少？
【答案】解：（1）根据P=UI得，1100w/220V="5A " (2分)
（2）方法一：根据W=Pt得，微波炉消耗的电能是：W=Pt=1100W×60s=6.6×104J （2分）
方法二：根据W=Pt得，微波炉消耗的电能：
W=Pt=1.1×h≈0.0183kWh(0.0183∽0.02kWh都给满分)
1.0×103kg/m3×275×10-6m3="0.275kg " （1分）
方法三：W=UIt=220V×5A×60s=6.6×104J
（3）根据 得：Q=cm(t-t0)得，水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/(kg·℃) ×0.275kg×(40℃-20℃)=2.31×104J （2分）
【解析】略
70. 电磁炉是一种新型灶具，图所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流（即涡流），涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高。所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。请问：
(1)电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？
(2)某同学用功率为2000W的电磁炉，将1㎏初温为25℃的水加热到100℃，需要的时间为2分
55秒，则消耗的电能是多少？电磁炉的热效率是多少？(水的比热容为4.2×103J/（kg﹒℃) )
【答案】（1）电磁炉的热效率更高（1分）。因为电磁炉是利用锅体本身发热来加热食物，没有炉具向锅体传热的过程（1分），热散失少（1分），所以电磁炉的热效率更高。
（2）消耗的电能W = Pt =" 2000W" × 175s=3.5×105J （1分）
水吸收的热量Q吸=cm水(t-t0)= 4.2×103J/（kg.℃）×1kg×(100℃-25℃)
=3.15×105J （1分）
电磁炉的热效率η=Q吸/ W=3.15×105J/3.5×105J=90% （2分）
【解析】略
71. 在图所示电路中，电源电压为8V，且保持不变，滑动变阻器R1的阻值范围是0~20Ω，R2=40Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样。
闭合开关S、S1和S2，整个电路消耗的最小电功率为多少？
断开开关S、S1和S2，在CD间加接一个量程为0~3V的电压表，再
闭合S。且灯泡的功率不得超过额定功率。求滑动变阻器的滑片P只能在阻值多大的范围内滑动？
【答案】（1）P=4.8W （2）4Ω≤R1≤7.2Ω
【解析】分析：（1）当闭合开关S、S1和S2时，电阻R2和滑动变阻器并联；根据并联电路电阻特点可知，并入的电阻越大，总电阻越大，再根据P可知，当电源电压不变时，总电阻越大、电功率越小；所以当滑动变阻器接入电阻最大时，电路总功率最小．
（2）已知灯泡L的规格“6V 3W”，根据R=求出灯泡的电阻，根据欧姆定律求出灯泡的额定电流；由串联电路电流特点和欧姆定律可知，当灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路的电阻值最小，先求出滑动变阻器两端的电压，再根据欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的最小阻值；
当电源的电压不变，滑动变阻器接入电路的阻值增大时，电路中的电流减小，灯泡两端的电压减小，滑动变阻器两端的电压增大，增大到电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路阻值最大；根据串联电路电压特点求出灯泡两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流、求出此时滑动变阻器接入电路的最大电阻值，即可找到滑动变阻器的滑片P调节的阻值范围．
解答：解：（1）闭合开关S、S1和S2，等效电路图如图：
电阻R2和滑动变阻器并联，
由并联电路电阻特点可得：
电路总电阻R总==，
当R1的阻值最大时，总电阻最小，
即R总=根据P=可知：总电阻最大时，电路消耗的电功率最小，
整个电路消耗的最小电功率
P小==4.8W
（2）已知灯泡的额定电压UL=6V，额定功率P=3W，
灯泡的电阻：
RL==12Ω；
灯泡的额定电流：
I==0.5A
当在CD间接一个量程为0～3V的电压表时 ，等效电路图如图：
∵灯泡的功率不得超过额定功率
∴灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路的电阻值最小
滑动变阻器两端的电压：
U1=U-UL=8V-6V=2V，
滑动变阻器接入电路的阻值为：
R1′==4Ω；
当滑动变阻器两端的电压为U″=3V时，
灯泡两端的电压：
UL″=U-U″=8V-3V=5V，
电路中的电流：
I″=，
此时滑动变阻器接入电路的电阻值为：
R″==7.2Ω．
答：（1）闭合开关S、S1和S2，整个电路消耗的最小电功率为4.8W；
（2）滑动变阻器的滑片P调节的阻值范围为4Ω≤R1≤7.2Ω．
72. 如图15所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=50kg，电源电压U=110V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A（g=10N／kg）。求：
（1）电源的输出功率；
（2）电动机线圈电阻R的发热功率；
（3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。
【答案】550W；100W；0.9m/s
【解析】分析：（1）已知电源电压和电路中的电流，可利用公式P出=UI计算电源的输出功率；
（2）已知线圈的电阻和通过线圈的电流，可利用公式P热=I2R计算发热功率；
（3）因为能量守恒，可利用公式P有用=P出-P热计算有用功率，再利用P有用=FV的变形公式计算速度．
解：（1）∵U=110V，I=5A，
∴P出=UI=110V×5A=550W．
答：电源的输出功率为550W．
（2）∵R=4Ω，
∴P热=I2R=（5A）2×4Ω=100W．
答：电动机线圈电阻R的发热功率为100W．
（3）∵能量守恒，电动机对重物做的功的功率为：
∴P有用=P出-P热=550W-100W=450W
匀速向上提升重物时：F=G=mg=50kg×10N/kg=500N，
又∵P==FV，
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