2021年中考物理真題全國及解析：電功率二

2021年中考物理真題全國精選及解析：電功率（2）

22.（2021?嘉興）學(xué)習(xí)了電學(xué)知識后，某科學(xué)興趣小組開展制作“電熱水壺”項目化學(xué)習(xí)

【項目任務(wù)】制作一款電熱水壺。經(jīng)過小組同學(xué)討論后確定電熱水壺的要求如下：

容積：1L；

功能：①加熱：②保溫；

性能：能在7分鐘內(nèi)將1L水從20℃加熱到100℃（不計熱量損失）。

【方案設(shè)計】為實現(xiàn)上述功能，同學(xué)們利用兩個不同阻值的電阻（R1<R2）進行設(shè)計，其中

方案一如圖所示。利用方案一中的器材，請將方案二的電路補充完整。

f—o220Vo----cF220Vo

方案一方案二

【器材選擇】若該壺是按照方案一設(shè)計的，根據(jù)項目任務(wù)中的性能要求，選擇的加熱電阻阻

3

值最大為多少歐姆？[Q?=cm（t-t0）,c*=4.2X10J/（kg?℃）]

【方案反思】有同學(xué)認為電器設(shè)計還應(yīng)考慮使用安全，從安全角度提出一條設(shè)計建議在

加熱的支路上增加一個溫度控制開關(guān)。

【項目制作】……

【專題】應(yīng)用題；比熱容、熱機、熱值；電能和電功率；應(yīng)用能力.

【分析X方案設(shè)計】要使電熱水壺有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，就要改變加熱功率，由P=1

知，要改變電路中加熱電阻的阻值，兩個電阻可串聯(lián)或并聯(lián)，通過開關(guān)轉(zhuǎn)換達到改變電路中

電阻的目的，由此設(shè)計電路。

【器材選擇】先計算1L水的質(zhì)量，再由Q^=cm（t-t0）計算1L水從20℃加熱到100℃吸

收的熱量；由W=Q=Pt計算加熱功率，由P=?計算加熱電阻的大??；

【方案反思】由生活經(jīng)驗知，水加熱至沸騰后，電熱水壺能自動斷路電路停止加熱，以避免

持續(xù)加熱，由此分析解答。

【解答】解：【方案設(shè)計】

方案一，電路中兩電阻串聯(lián)，閉合開關(guān)S后，當開關(guān)Si閉合時，電路為Ri的簡單電路，電

路的電阻較小，電功率較大，為加熱狀態(tài)；當開關(guān)Si斷開時，兩電阻串聯(lián)，電路的電阻較

大，電功率較小，為保溫狀態(tài)；

轉(zhuǎn)換達到改變電路中電阻的大小，從而改變電熱水壺的電功率，以實現(xiàn)加熱和保溫功能

為了實現(xiàn)上述功能，還可以將兩電阻并聯(lián)，通過開關(guān)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)，電路圖如圖所示：

當閉合開關(guān)S時，為保溫狀態(tài)，再閉合Si為加熱狀態(tài);

【器材選擇】

由題知，方案一中能在7分鐘內(nèi)將1L水從20℃加熱到100C,

水的質(zhì)量：m=pV=1X103kg/m3X1X103m3=lkg,

水吸收的熱量：Q吸=cm(t-to)=4.2Xl()3j/(kg?℃)XlkgX(100℃-20℃)=3.36義

105J,

不計熱量損失，電熱水壺消耗的電能：W=Q%

電熱水壺的加熱率：P=生=等==800W,

tt7x60s

由P=^可得，R=^=3!=60.5C,

PP800W

即選擇的加熱電阻阻值最大為60.5Q；

【方案反思】

為了保證使用的安全，可以在加熱的支路上增加一個溫度控制開關(guān)，避免水加熱至沸騰后仍

持續(xù)加熱。

故答案為：【方案設(shè)計】見上圖；

【器材選擇】方案一，選擇的加熱電阻阻值最大60.5C；

【方案反思】在加熱的支路上增加一個溫度控制開關(guān)。

【點評】本題考查電熱水壺電路的設(shè)計，密度公式、吸熱公式以及電功率公式的靈活應(yīng)用，

還考查了電路的優(yōu)化，體現(xiàn)了物理與生活實際的結(jié)合，是一道好題。

23.(2021?邵陽)如表是李華同學(xué)家飲水機的銘牌參數(shù)，學(xué)習(xí)電學(xué)知識后，他好奇飲水機的

工作原理，請教老師后得到飲水機的電路原理圖如圖所示。當蓄水箱中裝滿水時.，請你幫他

解決如下問題：

額定電壓220V

額定功率加熱500W

保溫

蓄水箱的容積1L

(1)蓄水箱中水的質(zhì)量是多少？(p=1.0X103kg/m3)

(2)如果飲水機把蓄水箱中的水從75℃加熱到95℃用了210s,求此飲水機的加熱效率。

[c水=4.2X103〃(kg?℃)]

(3)銘牌上的保溫功率已模糊不清，已知Ri=988Q,求飲水機的保溫功率。

S

【專題】計算題；電能和電功率；密度及其應(yīng)用；分析、綜合能力.

【分析】(1)已知熱水箱的容量也就是已知水的體積，利用m=pV計算水的質(zhì)量；

(2)已知水的質(zhì)量和水的初溫、末溫，利用Q=cm(t-t0)計算吸收的熱量；已知加熱功

率和工作時間，利用W=Pt計算消耗的電能；飲水機消耗的電能為總能量，水吸收的熱量

為有用能量，利用n=勺計算飲水機的效率；

W

(3)當開關(guān)S閉合，Si斷開時，只有Ri工作，此時為保溫狀態(tài)，根據(jù)P=1求出保溫的功

A

率。

【解答】解：(1)根據(jù)p=￡可知，水的質(zhì)量為：m=pV=1.0X103kg/m3X1X103m3

=lkg

(2)水吸收的熱量是：Q?=c*m(t-to)=4.2X103〃(kg?℃)XlkgX(95℃-75℃)

=8.4X101

5

消耗的電能為：W=Pwt=500WX210s=1.05X10J；

飲水機的加熱效率為：n=?==80%；

(3)根據(jù)電路圖可知，當開關(guān)S閉合，S1斷開時，只有R1工作，此時為保溫狀態(tài)，保溫的

功率為：

U2_(220-)2

?49Wo

R1-988。

【點評】本題考查了密度公式、吸熱公式、效率公式、電功公式的綜合應(yīng)用，分清電飲水機

處于不同狀態(tài)時電路的連接方式是關(guān)鍵。

24.(2021?重慶)中國茶文化源遠流長，如圖甲是某款工夫茶保溫碟。電路原理如圖乙所示，

電阻Ri為發(fā)熱體，它的額定電功率為22W且電阻不變。電流通過發(fā)熱體加熱底板使茶湯保

溫；L為電功率忽略不計的電源指示燈。求：

(1)發(fā)熱體正常工作時的電流；

(2)當實際電壓為198V時-，發(fā)熱體工作100s消耗的電能；

(3)為了適應(yīng)不同品種茶湯的保溫需求，小楊對電路進行重新設(shè)計(如圖丙)，移動滑片可

以連續(xù)調(diào)節(jié)發(fā)熱體的電功率，最低可調(diào)至額定功率的四分之一。若發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量全部被

茶湯吸收，該電路電能利用率的范圍是多少?(電能利用率口=寒")

—o220\70—

SS

甲乙丙

【專題】計算題；歐姆定律；電能和電功率；分析、綜合能力.

【分析】(1)家庭電路電壓為220V,當正常工作時，根據(jù)1=5求出經(jīng)過R的電流;

(2)首先根據(jù)歐姆定律求出正常工作時R的電阻，然后根據(jù)W=(t求出實際功率；

(3)圖丙中，發(fā)熱體Ri與滑動變阻器串聯(lián)，當發(fā)熱體的功率為原功率的25%時，滑動變阻

器完全接入電路中，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI=PR=1求出此時電路的電流，根據(jù)

W=Ult求出電功。代入求出電能利用率口=寒竺。

【解答】解：（1）正常工作時，U=220V,P=22W,此時電流為:

22W八.八

------=0.1A

220V

（2）發(fā)熱電阻R的阻值:

R=合鬻=2200(1

當實際電壓Ui=198V時;電阻R不變，發(fā)熱體工作100s消耗的電能:

W=—t=-198'"）2xl00s=1782J；

R2200/2

（3）當滑片P在b端時，Rz=0,發(fā)熱體R3單獨工作，

發(fā)熱體R3的最大功率：P3=^---------------------------------①，

當發(fā)熱體R3以最大功率工作時間時，產(chǎn)生的熱量：w發(fā)熱體=W總;

此時的能量利用率n==衿=100%

w.&

當滑片P在a端時，R2最大，母和發(fā)熱體R3串聯(lián)工作，

此時經(jīng)過R3的電流：1'=；丁，

R2+R3

則發(fā)熱體R3的最小功率：P3，=I'2R3=e::、2角-------------------②，

由題意可知：P3=4P3'---------------------------------③，

由①②③可得：R2=R3：

由P=|2R公式可知，此時兩電阻功率之比P2：P3'=l:1

當發(fā)熱體R3以最小功率工作時間時，產(chǎn)生的熱量：W發(fā)熱體=京7總；

此時的能量利用率：n=等"=50%。

W成

【點評】本題考查了歐姆定律的應(yīng)用、電動率的計算、電能的計算，利用好電功率的計算公

式P=UI=|2R=1是解題的關(guān)鍵，有一定的難度。

25.（2021?云南）交通安全要求廣大司機“開車不喝酒，喝酒不開車”，酒后駕駛存在許多

安全隱患。某科技興趣小組設(shè)計了一種簡易的酒精檢測儀，其電路原理如圖2甲所示。電源

電壓為12V,%是氣敏電阻，其阻值隨呼氣酒精濃度K的變化關(guān)系如圖2乙所示，R2為滑動

變阻器。檢測前對檢測儀進行“調(diào)零”，即調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為0.1A,調(diào)零后

>血梯精濃度呼氣酒幡濃度KX2200

>非酒駕(M<20mg,100mL)

酒駕(20mgl00mL<M^80mg100mL)

醉駕(M>80mg100mL)

變阻器滑片位置保持不變。查閱到相關(guān)資料如圖1。

（1）求“調(diào)零”后變阻器R2接入電路的阻值；

（2）檢測前R2工作10s消耗的電能；

（3）對某司機進行檢測時，電流表示數(shù)為0.16A,依據(jù)信息窗資料，通過計算判斷該司機

屬于非酒駕、酒駕還是醉駕。

【專題】歐姆定律；電能和電功率；理解能力；應(yīng)用能力；分析、綜合能力.

【分析】（1）檢測前對檢測儀進行“調(diào)零”，即調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為0.1A,調(diào)

零后變阻器滑片位置保持不變。由乙圖可知此時酒精濃度K為0,故此時Ri阻值為100C；

根據(jù)R=S計算串聯(lián)電路的總電阻，再由串聯(lián)電阻的特點計算R2的阻值；

（2）圖甲兩電阻為純電阻電路，由W=PRt計算電功即為消耗的電能；

（3）據(jù)R=?計算串聯(lián)電路的總電阻，再由串聯(lián)電阻的特點計算Ri的阻值，對應(yīng)圖乙曲線

找到相應(yīng)的呼氣酒精濃度K,并計算血液酒精濃度M,判斷屬于非酒駕、酒駕還是醉駕。

【解答】解：（1）由題意可知：U=12V,l=0.1A,Ri=100Q

串聯(lián)總電阻：R&=-==1200,

/0.14

變阻器R2的阻值：R2=R總-R1=12OQ-1000=20Q；

22

(2)檢測前R2在10s消耗的電能：W=lR2t=(0.1A)X20QX10S=2J；

(3)當l=0.16A,R2=20。時

串聯(lián)總電阻：R'總="懸=75。;

z

R'1的阻值為：R'i=Rs-R2=75Q-200=550；

對應(yīng)乙圖此時K=12.5X10-3/100mL,此時酒精濃度為：

M=12.5X107100mLX2200=27.5mg/100mL,該司機屬于酒駕。

【點評】本題是考查串聯(lián)電路的特點、歐姆定律應(yīng)用和電功的計算，屬于中等難度計算

題。

26.（2021?重慶）如圖所示的電路中，電源電壓恒為3V,電阻R2的阻值為30Q。當開關(guān)％

閉合、S2斷開時，電流表示數(shù)為0.3A,求：

（1）電阻Ri的阻值；

（2）當開關(guān)Si、S2均閉合時，通電10s電阻R2產(chǎn)生的熱量。

【專題】計算題；歐姆定律；電與熱、生活用電；應(yīng)用能力.

【分析】（1）當開關(guān)Si閉合、S2斷開時，電路為Ri的簡單電路，電流表測電路中的電流，

根據(jù)歐姆定律求出Ri的阻值；

（2）當開關(guān)Si、S2均閉合時，Ri和R2并聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律求出電路

中的電流，再根據(jù)Q=PRt求出產(chǎn)生的熱量。

【解答】解：（1）當開關(guān)Si閉合、S2斷開時，電路為Ri的簡單電路，電流表測電路中的電

流，根據(jù)歐姆定律可得：

n3V

R『「兩

（2）當開關(guān)Si、S2均閉合時，％和R2并聯(lián)，

因為并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，則有:

U2=U=3V,

由歐姆定律可知，通過R2的電流為：

U3V…A

h=-2=—=0.1A,

R230。

所以通電10s電阻Rz產(chǎn)生的熱量為：

2

Q=l2R2t=（0.1A）2X30QX10S=3J。

【點評】本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時電路連接

方式的辨別，難度不大，只要按部就班的解答即可解決問題。

27.（2021?麗水）智能家居帶給我們健康、舒適的生活，如智能馬桶（圖甲），某品牌智能

馬桶座圈的簡易加熱電路如圖乙所示，電阻Ri和R2是阻值恒定的電熱絲，單刀雙擲開關(guān)S2

可接a或b,再通過開關(guān)Si的通斷，實現(xiàn)“高、中、低”三種溫擋的調(diào)節(jié)，其中低溫擋的功

率為20瓦，電阻R2為1210歐。

I

甲乙

（1）座圈加熱時，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;

（2）當開關(guān)Si閉合、S2接a時，該座圈的電路相當于下列選項中的C；

RiRiRiR1

--------[ZZJ---------[―CZZ]-EZZ]----------□=）---------

------o220Vo------------o220Vo------------o220Vo------

ABC

（3）1千瓦時的電能可供該座圈低溫擋工作多少小時？

（4）該座圈處于中溫擋工作時的電功率為多少？

【專題】計算題；歐姆定律；電能和電功率；應(yīng)用能力.

【分析】（1）座圈加熱時，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

（2）當開關(guān)&閉合、S2接a時，兩電阻并聯(lián)。

圖A為Ri的簡單電路，圖B為兩電阻串聯(lián)的電路，圖C為兩電阻并聯(lián)的電路，據(jù)此分

析；

（3）根據(jù)P=告計算1千瓦時的電能可供該座圈低溫擋工作的時間;

（4）當開關(guān)3閉合、S2接a時，兩電阻并聯(lián)?？傠娮枳钚。鶕?jù)P=5=1可知此時總功

R

率最大，為高溫擋，

只閉合S1時，電路為R1的簡單電路，總電阻較小，根據(jù)P=UI=1可知此時總功率較大，

R

為中溫擋，

當開關(guān)Si閉合、S2接b時，兩電阻串聯(lián)。總電阻最大，根據(jù)P=UI="可知此時總功率最小，

為低溫擋；

該座圈處于低溫擋時，根據(jù)P=UI=中可得出電路的總電阻，根據(jù)電阻串聯(lián)的特點可得出R1

R

的阻值，根據(jù)P=UI=?可得出該座圈處于中溫擋工作時的電功率。

【解答】解：（1）座圈加熱時，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

（2）當開關(guān)Si閉合、S2接a時，兩電阻并聯(lián)。

圖A為&的簡單電路，圖B為兩電阻串聯(lián)的電路，圖C為兩電阻并聯(lián)的電路，故該座圈的

電路相當于下列選項中的C；

（3）1千瓦時的電能可供該座圈低溫擋工作的時間t=3=而筆力=50h；

P/tr溫2UX10K.W

（4）當開關(guān)％閉合、S2接a時，兩電阻并聯(lián)?？傠娮枳钚?，根據(jù)P=UI="可知此時總功

R

率最大，為高溫擋，

只閉合S1時，電路為R1的簡單電路，總電阻較小，根據(jù)P=UI=1可知此時總功率較大,

為中溫擋，

當開關(guān)Si閉合、S2接b時，兩電阻串聯(lián)?？傠娮枳畲?，根據(jù)P=UI="可知此時總功率最小，

為低溫擋；

該座圈處于低溫擋時，電路的總電阻R串==與察=24200,則Ri=R申-R2=24200

X20W

-12100=12100,

該座圈處于中溫擋工作時的電功率P幃=9=黑號=40W,

【點評】本題考查等效電路分析、歐姆定律的應(yīng)用和電功率的計算等問題，綜合性強，有一

定難度。

28.（2021?南充）如圖所示，圖甲（表格）、圖乙分別為某燒水壺的銘牌和簡化電路圖，Ri

和R2為發(fā)熱絲，Si為總開關(guān)，S2為溫控開關(guān)，1、2分別為開關(guān)的兩個接觸點，丙圖為某次

將滿壺水加熱、保溫過程的總功率與時間的關(guān)系圖像，已知p水=L0X103kg/m3,c木=4.2

X103J/（kg*℃）,求：

fP'W

丙

型號SDS-15X05容量1L

額定電壓220V額定頻率50Hz

加熱功率1210W保溫功率40W

(1)這滿壺水從25℃加熱至100℃所吸收的熱量；

(2)本次工作過程共消耗的電能；

(3)%和R2的阻值。

【專題】計算題；比熱容、熱機、熱值；電能和電功率；應(yīng)用能力.

【分析】(1)根據(jù)密度公式求出滿壺水的質(zhì)量；根據(jù)Q瞰=cm(t-to)

求出水吸收的熱量；

(2)先根據(jù)圖丙讀出加熱功率、保溫功率以及加熱時間和保溫時間，然后根據(jù)W=Pt分別

求出保溫消耗的電能和加熱消耗的電能，兩者之和為消耗的總電能；

(3)當開關(guān)Si閉合時，S2與1連接時，電路為R2的簡單電路，電路中的總電阻最小，根據(jù)

P=?可知燒水壺處于加熱狀態(tài)，根據(jù)加熱功率和電壓求出R2電阻；

當開關(guān)Si閉合時，S2與2連接時，該電路為串聯(lián)電路，總電阻最大，根據(jù)P=g可知燒水壺

處于保溫狀態(tài)，根據(jù)保溫功率和電壓求出電路的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻關(guān)系求出的電阻

值。

【解答】解：

(1)滿壺水的質(zhì)量:m=p,)；V=1.0X103kg/m3X1X103m3=1kg；

水吸收的熱量：

Q，%=c?m(t-to)=4.2X103〃(kg?℃)XlkgX(100℃-25℃)=3.15X105J；

(2)由圖丙可知，加熱功率為1210W,加熱時間為5min,保溫功率為40W,保溫時間為

lOmin；

加熱消耗的電能為：W加=P加ti=1210WX5X60s=3.63X105J,

5

保溫消耗的電能為：W?=Pft!t2=40WX10X60s=0.24X10J,

則本次工作過程共消耗的電能為：

555

W=W加+Ww=3.63X10J+0.24X10J=3.87X10J；

(3)當開關(guān)Si閉合時，S2與1連接時，電路為R2的簡單電路，此時處于加熱狀態(tài)；

根據(jù)P=￥可知R2的阻值為：R2=*震=40Q；

12WW

RP加熱

當開關(guān)Si閉合時，S2與2連接時，為保溫狀態(tài)，兩電阻串聯(lián)，電路的總電阻：R總=里=

"保溫

^^=12100,

40W

根據(jù)電阻的串聯(lián)可知，R1的阻值為：R1=R&-R2=1210Q-40Q=1170Q；

【點評】本題考查了熱量的計算、電功和電功率公式的運用、串聯(lián)電路的規(guī)律，利用好電功

率的計算公式是解題的關(guān)鍵。

29.(2021?遂寧)某校為改善學(xué)生生活條件，給學(xué)生宿舍安裝了100臺某品牌速熱式電熱

水器，該電熱水器銘牌標明：加熱功率4400W,保溫功率100W,水箱容積25L：內(nèi)部結(jié)構(gòu)

如圖甲所示，Ri、R2是水箱中加熱盤內(nèi)的電熱絲。水箱放滿水后閉合開關(guān)Si開始加熱，當

水溫升高到40C時，溫控開關(guān)S2自動切換到保溫狀態(tài)。同學(xué)們?yōu)榕宄撾姛崴餍阅埽?/p>

做了以下探究，請你幫助完成：

(1)R2的阻值多大？

(2)如果每臺每天平均保溫20h,這100臺電熱水器在額定電壓下每天因保溫要浪費多少

kWh的電能？

(3)善于觀察的張林發(fā)現(xiàn)，當他們寢室只有熱水器工作時，將一箱冷水加熱lmin,熱水器

顯示屏顯示水溫由20℃上升到22℃,同時本寢室的電能表(如圖乙)指示燈閃爍了80次,

則該電熱水器的效率多大？(p木=1.0X103kg/m3,c木=4.2X103〃(kg.。。)，不考慮電阻隨

溫度變化)

甲Z

【專題】計算題；電和熱綜合題；應(yīng)用能力.

【分析】(1)S1閉合，S2接b時，電路為R2的簡單電路，總電阻較小，根據(jù)p=?可知此時

總功率較大，電熱水器處于加熱狀態(tài)，由P=中可得R2的阻值；

R

(2)由P=3的變形式W=Pt可得出每天平均保溫20h,這100臺電熱水器在額定電壓下

每天因保溫要浪費的電能：

(3)已知電能表指示燈閃爍了80次，根據(jù)電能表的銘牌數(shù)據(jù)可得出該電熱水器消耗電能W,

根據(jù)密度公式得出一箱水的質(zhì)量，根據(jù)Q吸=c，km(t-t0)得出水吸收熱量，根據(jù)

q=空X100%得出該電熱水器的效率。

【解答】解：

(1)S1閉合，S2接b時，電路為R2的簡單電路，總電阻較小(小于串聯(lián)時的總電阻)，根

據(jù)p=［可知此時總功率較大，電熱水器處于加熱狀態(tài)，

由p=?可得R2的阻值：R2==鬻g=110；

RP加排4400W

(2)由P=/可得，每天平均保溫20h,這100臺電熱水器在額定電壓下每天因保溫要浪費

的電能：

3

Ws=PKiast=100X100X10kWX20h=200kW.h；

(3)圖乙中1200imp/(kW?h)表示電路中每消耗lkWh的電能，電能表的指示燈閃爍1200

次，

指示燈閃爍了80次，則該電熱水器消耗電能W=2kWh

1200imp/{kWh)15

=2.4X105J,

一箱水的質(zhì)量:m=p*V=1.0X103kg/m3X25X10-3m3=25kg,

水吸收的熱量：CU=c水m(t-to)=4.2X103〃(kg."c)X25kgX(22℃-20℃)=2.1X

105J,

該電熱水器的效率：（］=*X1OO%=24乂篇xl00%=87.5%?

【點評】本題考查了電功率及電功和熱量的綜合計算，綜合性強，難度較大。

30.（2021?重慶）如圖甲所示，是小喬同學(xué)從廢棄的電熱器上拆下的加熱部件，該部件由阻

值不變的兩根電阻絲R1、R2構(gòu)成,小喬設(shè)計了圖乙的電路對該部件進行檢測，其中Ro=22Q,

M、N為接線柱。甲Z

（1）用導(dǎo)線把M和N連接，只閉合開關(guān)Si，電流表示數(shù)為1A,求電源電壓；

（2）把M接A,N接B,只閉合開關(guān)Si,電流表示數(shù)為0.5A,求％的阻值；

（3）用導(dǎo)線把B和C連接，然后將M接A,N接B,閉合開關(guān)Si和S2,電流表示數(shù)為1.5A；

檢測結(jié)束后，小喬利用該部件重新組裝一個加熱器，求新加熱器接入220V電路中能達到的

最大電功率。

【專題】歐姆定律：電能和電功率；分析、綜合能力.

【分析】（1）用導(dǎo)線把M和N連接，只閉合開關(guān)Si，電路為Ro接在電源上的簡單電路，根

據(jù)歐姆定律變形公式U=IR,求解電源電壓；

（2）根據(jù)接線判斷電路為％與Ro串聯(lián)，由R=^求串聯(lián)電路的總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路電阻

特點求得Ri;

（3）根據(jù)檢測電路的接線，判斷并求解Ri與Rz并聯(lián)的總電阻值；在組裝的實際電路中由

P=?判斷最大功率時的電阻連接情況，并由此求解最大功率。

【解答】解：（1）用導(dǎo)線把M和N連接，只閉合開關(guān)Si，電路為Ro接在電源上的簡單電

路：

由仁加，電源電壓：U=UO=IIRO=1AX22Q=22V

（2）把M接A,N接B,只閉合開關(guān)Si，%和Ro串聯(lián)：

=440）

由R=g可知，電路的總電阻：R,￡1=7=

根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，Ri的阻值：Ri=Re-Ro=44Q-22Q=22Q；

（3）用導(dǎo)線把B和C連接，然后將M接A,N接B,閉合開關(guān)Si和S2,Ri與RZ并聯(lián)，Ro

被短接，電流表測干路的電流：

Ri與Rz并聯(lián)的電阻：R#=—777—）

當用該部件組裝加熱器接入家庭電路，根據(jù)p=%可知，部件的接入電阻最小時，加熱器的

功率最大；

所以Ri與R2并聯(lián)接入時，加熱器最大加熱功率:

P="=^=3300W。

R并Tn

【點評】本題考查了串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，根據(jù)接線情況

判斷電路的連接是本題的解題關(guān)鍵。

31.(2021?瀘州)郝奇同學(xué)周末給外婆整理房間時發(fā)現(xiàn)，有一雙如圖所示的烘鞋器左腳已不

通電，右腳還能正常工作。郝奇同學(xué)在220V的家庭電路中只接入烘鞋器的右腳，工作3min

觀察到標有“220V2000imp/(kW-h)w的家用電能表指示燈閃爍了1次。再拆開檢修時發(fā)

現(xiàn)左右腳的電阻絲是并聯(lián)的，左腳的電阻絲已銹蝕，于是他用一根新的電阻絲Ri進行替換，

然后在220V家庭電路中只接入烘鞋器的兩腳，3min內(nèi)觀察到這個電能表的指示燈閃爍了

11次，求：

(1)只接入烘鞋器右腳時消耗的電功率；

(2)電阻絲母的阻值；

(3)為使這套烘鞋器的左右腳的電功率相等，應(yīng)將左腳替換為阻值為R2的另一新電阻絲,

則Ri和R2的阻值相差多少？

【專題】計算題；電能和電功率；應(yīng)用能力.

【分析】(1)只接入烘鞋器右腳時3min消耗的電能為lkW?h的康，根據(jù)電功率公式計算

只接入烘鞋器右腳時消耗的電功率；

(2)左右腳的電阻絲是并聯(lián)的，左腳消耗的電能等于總電能減去右腳消耗的電能，首先計

算左腳消耗的電能，根據(jù)電功公式的變形R=第計算電阻絲Ri的阻值；

(3)根據(jù)電功率公式的變形計算電阻絲R2的阻值，進一步計算Ri和R2的阻值相

差多少。

【解答】解：(1)只接入烘鞋器右腳時3min消耗的電能為與x3.6xlO6j=i800j,

只接入烘鞋器右腳時消耗的電功率：P=￥=罌=IOW；

t3x60s

(2)左右腳的電阻絲是并聯(lián)的，只接入烘鞋器的右腳，工作3min觀察到標有“220V2000imp/

(kW?h)”的家用電能表指示燈閃爍了1次，

在220V家庭電路中只接入烘鞋器的兩腳，3min內(nèi)觀察到這個電能表的指示燈閃爍

了11次

則左腳消耗的電能為三7x3.6X106J=18000J,

電阻絲RI的阻值：*=華=《JO窩;60s=4840；

(3)電阻絲R2的阻值：R2=]=%萼=4840Q,

P1OW

Ri和R2的阻值相差:AR=Ri-R2=4840Q-484Q=4356Q?

【點評】本題考查電功率公式、電功公式的靈活運用，正確計算烘鞋器消耗的電能是解題的

關(guān)鍵。

32.(2021?金華)便攜式無線加濕器，讓你隨時隨地實現(xiàn)加濕自由。某品牌便攜式無線加濕

器，通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)S接觸不同觸點，實現(xiàn)高、低兩個擋位的轉(zhuǎn)換，其簡化的工作電路如圖所

示，銘牌上的部分參數(shù)如下表：

|項目參數(shù)

工作電壓(V)20

低擋位功率5

(W)

高擋位功率10

I(W)

完成下列問題：

(1)旋轉(zhuǎn)開關(guān)S接觸“be”兩觸點時，加濕器處于低擋位;

(2)加濕器低擋位工作時，電路通過的電流多大？

(3)加濕器高擋位工作6小時，將消耗多少電能？

【專題】計算題；電能和電功率；應(yīng)用能力.

【分析】(1)旋轉(zhuǎn)開關(guān)S接觸觸點電路未接通；

旋轉(zhuǎn)開關(guān)S接觸觸點cd時，電路為Ri、R2的并聯(lián)電路，總電阻較小，根據(jù)P=UI="可知

R

總功率較大，

旋轉(zhuǎn)開關(guān)S接觸觸點be時，電路為R2的簡單電路，總電阻較大，根據(jù)P=ui="可知總功

率較小，據(jù)此分析加濕器處于哪一擋位；

(2)已知低擋位的功率為5W,根據(jù)P=UI計算加濕器低擋位工作時，電路通過的電流；

(3)已知高擋位的功率為10W,根據(jù)W=Pt計算加濕器高擋位工作6小時，將消耗多少電

能。

【解答】解：(1)旋轉(zhuǎn)開關(guān)S接觸觸點ab時，電路未接通；

旋轉(zhuǎn)開關(guān)S接觸觸點cd時，電路為Ri、R2的并聯(lián)電路，總電阻較小，根據(jù)P=UI="可知

總功率較大，

旋轉(zhuǎn)開關(guān)S接觸觸點be時，電路為R2的簡單電路，總電阻較大，根據(jù)「=5=】可知總功

率較小，加濕器處于低擋位；

(2)已知低擋位的功率為5W,加濕器低擋位工作時，電路通過的電流1=*=籌=025A；

(3)已知高擋位的功率為10W,加濕器高擋位工作6小時，將消耗的電能W=pKt=10W

X6X3600s=2.16XK)5j。

【點評】本題考查電功率的有關(guān)計算，屬于對基礎(chǔ)知識的考查，關(guān)鍵是公式的靈活運用。

33.（2021?樂山）如圖所示電路中，燈泡L標有“6V3W”字樣（不計溫度對燈絲電阻的影

響）。當開關(guān)S1、S2均閉合，滑動變阻器的滑片P在最左端時，電流表示數(shù)為1.5A,并且燈

泡L正常發(fā)光；當開關(guān)Si閉合、S2斷開，滑動變阻器的滑片P在中點時，電流表的示數(shù)為

0.25A。求：

（1）電源電壓；

（2）定值電阻R的阻值；

（3）開關(guān)Si閉合后，電路中的最小功率。

【專題】計算題；應(yīng)用題；歐姆定律；電能和電功率；應(yīng)用能力.

【分析】（1）當開關(guān)％、S2均閉合，滑動變阻器的滑片P在最左端時，滑動變阻器接入電路

的阻值為0,燈泡和定值電阻并聯(lián)，電流表測量干路電流。

燈泡L正常發(fā)光，故燈泡兩端的電壓為額定電壓6V,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知電源電

壓等于燈泡的額定電壓；

（2）根據(jù)燈泡銘牌數(shù)據(jù)及P=UI可知燈泡正常發(fā)光的電流，已知（1）中電流表示數(shù)為1.5A,

根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知通過R的電流，根據(jù)歐姆定律可知定值電阻R的阻值；

（3）當開關(guān)Si閉合、S2斷開，L和滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流，滑動變阻器的

滑片P在中點時，電流表的示數(shù)為0.25A,

根據(jù)歐姆定律可知電路中總電阻，不計溫度對燈絲電阻的影響，根據(jù)歐姆定律可知燈泡的電

阻，根據(jù)電阻串聯(lián)的特點可得出滑動變阻器的最大電阻，

電源電壓不變，根據(jù)P=UI=1可知電路中總電阻最大時，總功率最小，

開關(guān)S1閉合后，根據(jù)串并聯(lián)電路的電阻特點可知，當S2斷開，且滑動變阻器的阻值全部接

入電路中時，總電阻最大，電路中的功率最小，

根據(jù)P=UI=［得出電路中的最小功率。

【解答】解：（1）當開關(guān)Si、S2均閉合，滑動變阻器的滑片P在最左端時，滑動變阻器接入

電路的阻值為0,燈泡和定值電阻并聯(lián)，電流表測量干路電流。

燈泡L正常發(fā)光，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知，電源電壓U=UR=UL=6V；

（2）根據(jù)燈泡銘牌數(shù)據(jù)可知燈泡正常發(fā)光的電流1尸》=?=0.5A,

UL

（1）中電流表示數(shù)為1.5A,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知通過R的電流IR=1.5A-0.5A=

1A,

根據(jù)歐姆定律可知定值電阻R的阻值R===*=6Q;

IR14

（3）當開關(guān)Si閉合、S2斷開，L和滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流，滑動變阻器的

滑片P在中點時，電流表的示數(shù)為0.25A,

根據(jù)歐姆定律可知電路中總電阻R總=苫=葛=240,

I0.254

不計溫度對燈絲電阻的影響，根據(jù)歐姆定律可知燈泡的電阻&=牛=與=12。，

0.54

則滑動變阻器的總電阻R滑=2X(Rs-Ri)=2X(24Q-12Q)=24Q,

電源電壓不變，根據(jù)P=UI=]可知電路中總電阻最大時，總功率最小，

開關(guān)S1閉合后，根據(jù)串并聯(lián)電路的電阻特點可知，當S2斷開，且滑動變阻器的阻值全部接

入電路中時，總電阻最大，電路中的功率最小，

電路中的最小功率為P小=岸=霜J=lWo

R12/2+24。

【點評】本題考查等效電路分析、歐姆定律的應(yīng)用和電功率的計算等知識，綜合性較強，難

度較大。

34.(2021?自貢)如圖甲是食堂為餐具消毒、烘干的保潔消毒柜，其內(nèi)部電路如圖乙所示,

%為溫控開關(guān)，S2為門控開關(guān)，R為石英加熱管。消毒柜的總功率為1250W,其中臭氧發(fā)生

器的功率為150W。求：

(1)正常工作時通過石英加熱管R的電流為多大？

(2)在貨架上放100kg的不銹鋼餐具，將其從26C加熱到70。若電流產(chǎn)生的熱量有20%

3

損失，消毒柜石英加熱管需要正常工作多長時間？[CM=0.46X10J/(kg-℃)]

【專題】功和能綜合題；電和熱綜合題；分析、綜合能力.

【分析】(1)消毒柜的總功率減去臭氧發(fā)生器的功率即為石英加熱管R的功率，根據(jù)P=UI

求出通過石英加熱管R的電流；

(2)知道不銹鋼餐具的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Qe，=cm(t-to)求出吸收的

熱量，不計熱量損失，消耗的電能和不銹鋼餐具吸收的熱量相等，根據(jù)P=/求出正常工作

需要的加熱時間。

【解答】解：(1)因電路中的總功率等于各用電器功率之和，

所以，石英加熱管R的功率：

PR=P總-P發(fā)生器=1250W-150W=1100W,

由P=UI可得，通過石英加熱管R的電流：

U220V

(2)不銹鋼餐具吸收的熱量：

CU=CtKm(t'-to)=O.46X1C)3J/(kg?℃)X100kgX(70℃-26℃)=2.024X106J,

電流產(chǎn)生的熱量有20%損失，由9=等可得，加熱管消耗的電能：

W

W，=工=強經(jīng)”=2.53X1O6J,

1-20%80%

則石英加熱管正常工作需要的加熱時間：

2.53X106/

t"=絲-----------=2300So

PR1100W

【點評】本題考查了電功公式和電功率公式、吸熱公式的綜合應(yīng)用，要注意電路中的總功率

等于各用電器功率之和。

三.解答題（共4小題）

35.（2021?上海）測小燈泡電功率實驗，小燈為“2.2V0.3A”“3.8V0.3A”中的一個，電源

電壓為2V整數(shù)倍?；琍從最大阻值開始，移動到一個位置小燈正常發(fā)光，電壓表向左偏

轉(zhuǎn)六格。一開始指的是11V或2.8V,

①判斷小燈正常發(fā)光的理由。

②判斷電壓表的位置。

③閉合開關(guān)時電壓表讀數(shù)。

④求小燈泡額定功率。

【專題】應(yīng)用題；電路和歐姆定律；電能和電功率；分析、綜合能力.

【分析】由題意可知，開始時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，滑片P移動到一個位置時

小燈正常發(fā)光，此時變阻器接入電路中的電阻變小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知滑動變阻

器兩端電壓的變化和燈泡兩端的電壓變化，根據(jù)電壓表向左偏轉(zhuǎn)六格可知其示數(shù)的變化，從

而得出電壓表并聯(lián)的位置；一開始指的是11V或2.8V,根據(jù)電壓表示數(shù)可知量程和分度值，

從而得出燈泡正常發(fā)光時電壓表的示數(shù)，利用串聯(lián)電路的電壓特點得出電源電壓的可能值,

然后結(jié)合電源電壓為2V整數(shù)倍確定電源的電壓，從而得出閉合開關(guān)時電壓表的示數(shù)，進一

步得出小燈泡正常發(fā)光時的電壓，利用P=UI求出小燈額定功率。

【解答】解：由題意可知，滑片P從最大阻值開始，移動到一個位置小燈正常發(fā)光，則滑動

變阻器接入電路中的電阻變小，

由串聯(lián)電路的分壓特點可知，滑動變阻器兩端的電壓變小，而電壓表的示數(shù)變大，

因此過程中電壓表向左偏轉(zhuǎn)六格，即電壓表的示數(shù)變小，

所以，電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端；

因一開始指的是11V或2.8V,

所以，若電壓表的示數(shù)為11V,則電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,燈泡正常發(fā)光時

電壓表的示數(shù)為11V-0.5VX6=8V,

若電壓表的示數(shù)為2.8V,則電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,燈泡正常發(fā)光時電壓表

的示數(shù)為2.8V-0.1VX6=2.2V,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，即UUUL+UM

所以，燈泡正常發(fā)光時電源的電壓可能為10.2V、11.8V.4.4V、6V,

由電源電壓為2V整數(shù)倍可知，電源的電壓U=6V,

則閉合開關(guān)時電壓表的示數(shù)為2.8V,小燈泡正常發(fā)光時的電壓為3.8V,小燈額定功率F\=

ULIL=3.8VX0.3A=1.14W?

【點評】本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，正確判斷出電壓表并

聯(lián)的位置和電源的電壓是關(guān)鍵，有一定的難度。

36.（2021?武威）如圖甲所示是某家用多功能電燉鍋，深受消費者認可和青睞。它有三段溫

控功能：高溫?zé)?，中溫煮和低溫熬，圖乙是它的簡化電路圖，下表是該電燉鍋的部分參數(shù)

（p4<=lX103kg/m3,c水=4.2義1。7〃（kg?C）,g=10N/kg）

項目參數(shù)

電源電壓（V）220

中溫擋功率（W）400

高溫擋功率（W）1100

容積（L）1

（1）開關(guān)Si、S2處于什么狀態(tài)，電燉鍋為低溫擋，說明判斷依據(jù)；

（2）求Ri、R2的阻值；

（3）在標準大氣壓下，使用高溫擋將初溫是12℃的一鍋水燒開，若電燉鍋高溫擋加熱效率

為80%,求燒開一鍋水需要的時間。

AB

甲乙

【專題】計算題；歐姆定律；電能和電功率；分析、綜合能力.

【分析】（1）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電功率公式判斷壺的工作狀態(tài);

（2）根據(jù)P=UI求出正常工作時通過Ri的電流，根據(jù)1==求出％的阻值；根據(jù)高溫擋求

n

出R2的電動率，根據(jù)P=R求出R2的電阻；

（3）根據(jù)p=/求出水的質(zhì)量，根據(jù)熱量公式求出水吸收的熱量，再利用效率公式求出消耗

的電能，然后利用功率公式求出燒開一壺水需要的時間。

【解答】解：（1）由電路圖可知，當開關(guān)S1閉合，S2接B時，電阻R1、R2并聯(lián)，電路中的

總電阻最小，由P=?可知，總功率最大，所以此時電燉鍋為高溫擋。

（2）由電路圖可知，當開關(guān)Si斷開，S2接A時，電阻Ri、R2串聯(lián)，電路中的總電阻最大,

由P=中可知，總功率最小，此時為低溫擋；

當S2接A,S1閉合時，R2被短路，只有電阻R1接入電路，電燉鍋處于中溫擋。

由P=UI得，正常工作時通過Ri的電流：

,P中400W20“

11=—=---------=——A,

U220V11

由1=￡得，Ri的阻值：

u220V

Ri=r=-=1210：

11