挑戰(zhàn)21計算題(電學綜合26題)(原卷版+解析)

2022年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（原卷版）挑戰(zhàn)21計算題（電學綜合26題）1．（2022?黔東南州）如圖甲所示，是芳芳家新買的一款多功能電飯煲，乙為該電飯煲的工作原理圖。R1和R2均為阻值不變的電熱絲，S為手動開關，S1為自動控制開關，已知R2＝800Ω，多功能電飯煲的主要部分參數(shù)如下表所示。求：品名多功能電飯煲額定電壓220V頻率50Hz加熱擋功率605W保溫擋功率（1）電飯煲正常工作時，電阻R1的阻值；（2）正常工作的電飯煲處于保溫狀態(tài)時，保溫擋的功率；（3）芳芳想了解家里電路的實際電壓，她將家里的其他用電器都關閉，只讓電飯煲在加熱擋工作，觀察到家里標有“3000revs/（kW?h）”字樣的電能表鋁盤2min轉過50轉，則她家的實際電壓。2．（2022?玉林）科技研究小組在實驗室模仿工程師做“鋼梁承重后的下垂量h”的測試，他們用厚鋼尺制成了一座跨度為L的橋梁（如圖甲所示），并設計了一個方便讀取“厚鋼尺橋梁受壓后下垂量”的測試儀，測試儀由壓力傳感器R與外部電路組成（如圖乙所示）。已測得跨度為L時，在一定范圍內，其壓力F與下垂量h滿足關系F＝，k＝1×10﹣3m/N。已知電源電壓不變，當電壓表的示數(shù)為4V時，電流表示數(shù)為0.4A。當壓力F1＝32N時，電路中的電流為I1，此時R的功率為P1；當壓力F2＝40N時，電路中的電流為I2，此時R的功率為P2；且I1與I2相差0.1A。傳感器的電阻R與壓力F的關系圖像是一條直線（如圖丙所示），忽略傳感器與鋼梁自重產生的影響。求：（1）R0的阻值；（2）當橋梁的下垂量為3cm時，壓力傳感器受到的壓力；（3）當壓力為零時，電路中的總電阻；（4）P1與P2的差值。3．（2022?永州）小明為了控制燈泡的亮度，設計了如圖甲所示的電路，已知電源電壓恒定不變，燈泡L標有“6V6W”字樣（燈泡電阻不隨溫度變化），滑動變阻器R最大阻值為20Ω。將滑片P置于a端，閉合開關S，緩慢移動滑片P，當滑片P位于b端時，燈泡恰好正常發(fā)光。（1）求電源電壓U；（2）求燈泡L的電阻；（3）當電流表的示數(shù)為0.3A時，求此時滑動變阻器接入電路的電阻；（4）將滑動變阻器R連接成如圖乙所示電路，電源電壓U'＝3V，當滑片P位于a、b之間某一位置時（不包括a、b兩點），電路消耗的電功率最小，求此最小電功率。4．（2022?聊城）如圖所示，電源電壓和小燈泡的燈絲電阻均保持不變。R1為6Ω的定值電阻，小燈泡L上標有“12V”字樣，滑動變阻器R2上標有“10Ω3A”字樣，電流表使用的量程為0～3A。當所有開關都閉合，滑動變阻器的滑片移到最上端時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為1.7A。求：（1）小燈泡L的額定功率；（2）開關S、S2閉合，S1、S3斷開時，定值電阻R1兩端的電壓；（3）開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，為了保證測量精確，要求電流表示數(shù)不小于其量程的，求滑動變阻器R2連入電路的最大阻值。5．（2022?綏化）如圖甲所示的電路，電源電壓可調，R為標有“1A”字樣的滑動變阻器，a、c為其兩個端點，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～15V，L1、L2是額定電壓均為6V的小燈泡，其電流與電壓的關系如圖乙所示。求：（1）L1正常發(fā)光時的電阻；（2）閉合開關S，斷開S1、S2，在不損壞電路的情況下，使其中一盞燈正常發(fā)光，電壓表示數(shù)是多少？（3）閉合開關S、S2，斷開S1，將電源電壓調至14V，當滑動變阻器滑片P在b點時，小燈泡正常發(fā)光，此時Rab：Rbc＝1：2，則滑動變阻器的最大阻值是多少歐姆？（4）若不限制電路中各開關的狀態(tài)，滑動變阻器滑片P的移動范圍為中點位置至最大阻值處；現(xiàn)移動滑片P的同時調節(jié)電源電壓，使電路中有小燈泡正常發(fā)光，其它各元件均安全，每種電路對應的總功率變化范圍。6．（2022?南通）如圖所示，電源電壓恒定，R0是定值電阻，小燈泡L標有“6V3W”，滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω。三個開關均閉合時，小燈泡恰好正常發(fā)光，電流表示數(shù)為1.5A。（1）求小燈泡的額定電流；（2）求電阻R0的阻值；（3）閉合S，斷開S1和S2，移動變阻器的滑片P，求電路總功率的最小值和最大值。7．（2022?淄博）如圖所示是一種測定油箱內油量裝置的示意圖。當油箱中油量改變時，浮子帶動滑桿，滑桿帶動滑片在電阻片R上滑動，從而改變電路中電流表的示數(shù)。已知電源電壓15V保持不變，R的規(guī)格為“20Ω1A”。當油量最多時，滑片在A端；當油量最少時，滑片在B端，此時電流表示數(shù)為0.3A。求：（1）R0的阻值；（2）油量最多時，電流表的示數(shù)及R0消耗的電功率。8．（2022?西藏）“開車不飲酒，酒后不開車”是每一位司機都必須遵守的交通法規(guī)。圖（甲）是氣體中酒精濃度測試儀的原理圖，電源電壓U＝12V，R1是氣敏電阻，其阻值隨氣體中酒精濃度的變化規(guī)律如圖（乙）所示。氣體中酒精濃度大于或等于20mg/100mL小于80mg/100mL為酒駕，大于或等于80mg/100mL為醉駕。測試儀使用前應先調零，即當氣體中酒精濃度為0時，R1＝100Ω，調節(jié)滑動變阻器R2的滑片，使電壓表示數(shù)U1＝10V，調零后R2的滑片位置保持不變。求：（1）調零后R2接入電路中的阻值；（2）當U1＝10V時，R1消耗的電功率；（3）在某次檢測中，電流表示數(shù)為0.3A，試通過計算分析，判斷該司機屬于酒駕還是醉駕？9．（2022?安順）在如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，滑動變阻器R2標有“20Ω3A”。閉合開關S，電流表的示數(shù)為0.3A。求（1）R1的阻值；（2）R2允許接入電路的最小阻值；（3）整個電路允許消耗的最大功率與最小功率之比。10．（2022?湘西州）某品牌電熱鍋的簡化電路如圖乙所示，閉合開關S1接通電源后，可以轉換觸點開關S2使電熱鍋處于加熱或保溫狀態(tài)。設電源電壓U＝220V，電熱鍋加熱功率P加＝1100W，保溫功率P保＝110W，水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，求：（1）連接電熱鍋的電線至少要能承受多大的電流？（2）保溫狀態(tài)下，電熱鍋每小時耗電多少度？（3）某次測試中發(fā)現(xiàn)將1.5L溫度為23℃的水加熱至100℃費時10min，則電熱鍋的效率是多少？11．（2022?黔西南州）如圖甲是某茶具上煮茶器的電路原理圖，R1是加熱電阻，R2是保溫時的分壓電阻，S為電源開關，S1為自動溫控開關。S、S1都閉合時，煮茶器處于加熱狀態(tài)；當水沸騰后，S1會自動斷開，轉為保溫狀態(tài)。煮茶器工作過程中的P﹣t圖像如圖乙所示，不計電阻值隨溫度的變化。求：（1）電阻R1的阻值。（2）當煮茶器處于保溫狀態(tài)時，R1的電功率。（3）當煮茶器處于保溫狀態(tài)時，電阻R2在100s內消耗的電能。12．（2022?通遼）如圖所示，電源電壓恒定，R1＝12Ω，R2＝5Ω，滑動變阻器R3的規(guī)格是“20Ω1.5A”，電流表的量程是0～3A，電壓表的量程是0～15V。（1）只閉合開關S，移動滑片，當電流表的示數(shù)為0.8A時，電壓表示數(shù)為8V，求電源電壓。（2）將滑片移到最右端，閉合所有開關，在1min內R1產生多少熱量？（3）閉合所有開關，為保證電路安全，滑動變阻器接入電路的阻值范圍應為多少？13．（2022?遼寧）圖甲是最大功率為1000W的電煎鍋，它分為高、中、低三擋。圖乙是其簡化電路圖，S為總開關，S0為調擋開關，轉動S0可將開關調至1、2、3位置。R1、R2、R3為發(fā)熱電阻且阻值相等。求：（1）電煎鍋的中擋電功率；（2）將電煎鍋調至中擋煎制食物時，3分鐘可將50g食物從4℃加熱至139℃，電煎鍋加熱食物的效率?！臼澄锏谋葻崛萑?.0×103J/（kg?℃）】14．（2022?丹東）如圖所示，電源電壓保持不變，定值電阻R1＝10Ω，滑動變阻器R3最大阻值20Ω。當閉合開關S、S1，斷開S2，滑片P在某位置時，電流表示數(shù)為0.4A，電壓表示數(shù)為1V；當開關S、S1、S2都閉合，滑片P在最左端時，電流表示數(shù)為0.75A。求：（1）電源電壓。（2）定值電阻R2的阻值。（3）閉合開關S、S2，斷開S1，電路的最小功率。15．（2022?菏澤）如圖所示為某用電器的內部簡化電路，R1和R2為定值電阻，R1＝176Ω?，F(xiàn)將該用電器接入電壓為220V的電路，當S1斷開、S2接b時，用電器消耗的電功率為220W。求：（1）只閉合S1時，流過R1的電流；（2）電阻R2的阻值；（3）該用電器的最大電功率。16．（2022?濰坊）如圖所示是一款自動燉煮機的簡化電路圖，R1、R2是兩個完全相同的電熱絲，S為電源開關，通過控制開關S1、S2實現(xiàn)“低溫”“中溫”“高溫”三個擋位間的切換。從該燉煮機銘牌信息中獲知，其額定電壓220V，加熱效率為75%，但功率信息模糊不清。為研究該燉煮機的工作情況及有關信息，在燉煮機中裝入5kg的水，閉合開關S，通過觀察其電子顯示屏（消耗電能忽略不計），記錄有關信息如表格所示。水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃），求：（1）0～14min水吸收的熱量；（2）燉煮機高溫擋時的功率；（3）燉煮機消耗的電能。指示燈狀態(tài)工作時間水溫變化高溫燈亮0～14min34℃升至100℃中溫燈亮14～24min100℃保持不變低溫燈亮24～29min100℃保持不變17．（2022?煙臺）如圖甲所示為小明家的電飯鍋，銘牌上附有中國能效標識，從銘牌上可知該電飯鍋能效等級為三級，額定電壓為220V，加熱功率為1210W。電飯鍋的簡化電路圖如圖乙所示，有加熱和保溫兩擋，由開關S調節(jié)，其中R1和R2均為發(fā)熱電阻，且阻值不隨著溫度的變化而改變。求：（1）小明想利用如圖丙所示的電能表測量電飯鍋的保溫功率，他關閉家里的其它用電器，讓電飯鍋處于“保溫”狀態(tài)下正常工作，觀察到電能表轉盤在5min內轉了22圈。則該電飯鍋的保溫功率為多少？（2）電阻R1、R2的阻值分別為多少？（3）小明上網查詢了解，國家標準中規(guī)定電飯鍋在該加熱功率下正常工作時，三級能效的熱效率值（電熱轉化效率）范圍為81%≤η＜86%。他用學過的知識對電飯鍋進行測試：在加熱狀態(tài)下，將溫度為23℃、質量為2.2kg的水加熱到100℃，電飯鍋正常工作用時700s。已知c水＝4.2×103J/（kg?℃），請你通過計算幫助小明判斷該電飯鍋的熱效率值是否達到三級能效。18．（2022?日照）2022年8月，第25屆山東省運動會將在日照市舉行。為給運動員加熱食品提供方便，某校師生用電阻絲自制了100臺電烘箱。其中一臺電烘箱在220V電壓下工作時，每分鐘產生的熱量為6.6×104J。假設電烘箱的電阻絲的電阻不隨溫度變化。（1）求這臺電烘箱在220V電壓下工作時的電功率。（2）求制作這臺電烘箱所用電阻絲的電阻值。（3）小明家供電線路的總空氣開關上標有“C32”字樣，通過查閱資料知道，當電流達到或超過32A時，總空氣開關就會跳閘，切斷電路，起到保護作用。短暫的跳閘能影響正在工作的家用電器，引起不必要的麻煩，例如：電冰箱突然斷電；正在播放的電視節(jié)目中斷；電燈突然熄滅等。小明家現(xiàn)有家用電器的總功率為5600W，在它們都正常工作的情況下，能否將這臺電烘箱連接到他家同時使用？19．（2022?濱州）如圖甲、乙是某物理興趣小組，設計的簡易坐位體前屈測試儀的測試示意圖、簡化原理圖。在測試中，測試的同學向前推動測試儀的滑塊實際上是移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)用來反映被測試者的成績。電源電壓恒為6V，電壓表量程0～3V，電流表量程0～0.6A，滑動變阻器R1標有“15Ω1A”，滑片P每移動1cm，R1的電阻變化0.5Ω，定值電阻R2＝20Ω。求：（1）當滑片P位于最左端時，電流表的示數(shù)。（2）某同學測試時，從最左端推動滑片P向右移動20cm，此時電壓表的示數(shù)。（3）若既能保證電路各元件的安全，又能使滑片P移動到最右端，則選取R2時，其阻值不能小于多少？20．（2022?東營）在綜合實踐活動中，興趣小組設計了一款雙擋位電加熱器，利用產生的蒸汽加濕或消毒，電加熱器工作時，高擋先將水箱內的水加熱到100℃，低擋維持水沸騰確保蒸汽不斷產生。如圖甲是其內部簡化電路，S1和S均為自動控制開關，當水溫達到100℃時，S1自動斷開，當水的質量低于0.2kg時S自動斷開，R1、R2均為電熱絲。水箱加滿水后閉合開關，電加熱器正常工作時電流隨時間變化的圖像如圖乙。已知水箱容量2.2L，水的初溫為20℃。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]（1）求低擋工作時加熱器的電功率；（2）求R1的電阻；（3）求電加熱器高擋位工作的加熱效率。21．（2022?深圳）小明設計了如圖甲的模擬智能測溫報警電路：電源電壓調為12V，報警器（電阻不計）通過的電流超過10mA時就會報警，熱敏電阻RT其阻值隨溫度T的變化關系如圖乙所示。要求：當所測溫度達到或超過37.3℃時，系統(tǒng)報警。（1）計算R0。（2）38℃時電流約為多少？（3）36℃到40℃過程中，電路最大總功率。22．（2022?青島）小明家的電熱水壺電熱絲斷了，他想用一根新電熱絲R0替換，但不知道阻值，于是他用伏安法進行了測量，用記錄的多組數(shù)據(jù)描繪出R0的U﹣I圖象，如圖所示。在老師的安全指導下，小明利用R0重新組裝好電熱水壺，接在220V家庭電路中能正常工作，忽略溫度對電阻的影響。求：（1）R0的阻值。（2）新電熱水壺的額定功率。（3）新電熱水壺工作400s，把質量為1kg的水從20℃加熱到100℃，其加熱效率是多少。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]23．（2022?鄂爾多斯）圖甲是某電飯鍋的簡化電路原理圖，R1和R2是阻值不變的加熱電阻，R1＝50Ω，S為溫控開關，1、2是開關連接的觸點。某次煮飯時，只將電飯鍋接入220V的電路中，在加熱狀態(tài)下工作了一段時間后，開關S自動切換到保溫狀態(tài)。在保溫狀態(tài)下，電能表（如圖乙）的轉盤在1min內轉動了5r。求：（1）保溫狀態(tài)下該電飯鍋的發(fā)熱功率。（2）R2阻值的大小。（3）用電高峰時，該電飯鍋在加熱狀態(tài)下，14min內將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰（1個標準大氣壓），若不計熱損失，電飯鍋的實際電壓。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]24．（2022?鹽城）2022年5月，天舟四號貨運飛船與空間站核心艙順利對接。小字通過查閱資料了解到，科技人員通常要檢驗飛船艙體的氣密性。他設計了如圖甲所示的檢測電路，電源電壓保持不變，R0為100Ω的定值電阻，R為壓力傳感器，其阻值隨環(huán)境氣壓的變化規(guī)律如圖乙所示，將R置于艙體中，艙體置于真空室中，艙體不漏氣時，電壓表示數(shù)為200V，艙體內氣壓為1.0×105Pa。求：（1）艙體不漏氣時，通過R0的電流；（2）艙體不漏氣時，工作10min，電路消耗的總電能；（3）若電壓表示數(shù)為176V時，此時艙內的氣壓值。25．（2022?銅仁市）你知道串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點嗎？請觀察如圖所示的電路：已知電源電壓恒定，電阻R1＝10Ω，R3＝30Ω。當開關S1、S2斷開，S閉合，電流表的示數(shù)為0.3A；當開關S、S1、S2均閉合，電流表的示數(shù)變化數(shù)值為0.2A。求：（1）電源電壓；（2）設電路中有兩個電阻被燒壞，只有一個電阻處于工作狀態(tài)，且電流表示數(shù)不為零，請你分析并計算電路中電流的大小。26．（2022?張家界）如圖甲是某自動控溫電熱水器的電路圖，其中控制電路電壓恒為6V，R1為熱敏電阻，置于水箱中產生的熱量對水箱中水溫的影響忽略不計，R1阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示，R2為可調電阻，用來設定電熱水器的水溫。R3、R4為純電熱絲，均置于水箱中，R3＝22Ω；電磁鐵線圈電阻忽略不計，當電磁鐵電流達到0.2A時，繼電器銜鐵被吸下來。工作過程中，電源電壓均保持不變，請完成下列問題：（1）圖甲中電磁鐵的上端為（選填“N極”或“S極”）；（2）加熱時電熱絲R3的功率為多少？（3）如果電熱水器儲有60kg的水，電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時，產生的熱量80%被水吸收，則水溫升高了多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg?℃），結果保留1位小數(shù)]（4）如果將電熱水器水溫設為60℃，R2的阻值應該調至多少Ω？2022年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（解析版）挑戰(zhàn)21計算題（電學綜合26題）1．（2022?黔東南州）如圖甲所示，是芳芳家新買的一款多功能電飯煲，乙為該電飯煲的工作原理圖。R1和R2均為阻值不變的電熱絲，S為手動開關，S1為自動控制開關，已知R2＝800Ω，多功能電飯煲的主要部分參數(shù)如下表所示。求：品名多功能電飯煲額定電壓220V頻率50Hz加熱擋功率605W保溫擋功率（1）電飯煲正常工作時，電阻R1的阻值；（2）正常工作的電飯煲處于保溫狀態(tài)時，保溫擋的功率；（3）芳芳想了解家里電路的實際電壓，她將家里的其他用電器都關閉，只讓電飯煲在加熱擋工作，觀察到家里標有“3000revs/（kW?h）”字樣的電能表鋁盤2min轉過50轉，則她家的實際電壓?！窘獯稹拷猓海?）當電飯煲處于加熱狀態(tài)時，R2被短路，電路中只有R1；R1＝＝＝80Ω；（2）電飯煲處于保溫狀態(tài)時，R1和R2串聯(lián)接入電路，P保溫＝＝＝55W；（3）W＝＝kW?h；P實＝＝＝0.5kW＝500W；實際電壓U＝＝＝200V；答：（1）電飯煲正常工作時，電阻R1的阻值是80Ω；（2）正常工作的電飯煲處于保溫狀態(tài)時，保溫擋的功率是55W；（3）她家的實際電壓是200V。2．（2022?玉林）科技研究小組在實驗室模仿工程師做“鋼梁承重后的下垂量h”的測試，他們用厚鋼尺制成了一座跨度為L的橋梁（如圖甲所示），并設計了一個方便讀取“厚鋼尺橋梁受壓后下垂量”的測試儀，測試儀由壓力傳感器R與外部電路組成（如圖乙所示）。已測得跨度為L時，在一定范圍內，其壓力F與下垂量h滿足關系F＝，k＝1×10﹣3m/N。已知電源電壓不變，當電壓表的示數(shù)為4V時，電流表示數(shù)為0.4A。當壓力F1＝32N時，電路中的電流為I1，此時R的功率為P1；當壓力F2＝40N時，電路中的電流為I2，此時R的功率為P2；且I1與I2相差0.1A。傳感器的電阻R與壓力F的關系圖像是一條直線（如圖丙所示），忽略傳感器與鋼梁自重產生的影響。求：（1）R0的阻值；（2）當橋梁的下垂量為3cm時，壓力傳感器受到的壓力；（3）當壓力為零時，電路中的總電阻；（4）P1與P2的差值?！窘獯稹拷猓海?）由圖乙可知，R和R0串聯(lián)，電壓表測R0的電壓，電壓表的示數(shù)為4V，即R0的電壓為4V，電流表的示數(shù)為0.4A，即R0的電流為0.4A，根據(jù)歐姆定律得：R0＝＝＝10Ω；（2）壓力F與下垂量h滿足關系F＝，k＝1×10﹣3m/N，h＝3cm＝0.03m，代入數(shù)據(jù)F＝＝30N；（3）由圖丙可知，壓力為零時R＝30Ω，由（1）得R0為10Ω，R總＝R+R0＝30Ω+10Ω＝40Ω；（4）傳感器的電阻R與壓力F的關系圖像是一條直線，設R＝aF+b，代入（0N，30Ω）、（60N，0Ω）兩組數(shù)據(jù)得到R＝﹣0.5Ω/N×F+30Ω，當壓力F1＝32N時，代入得：R1＝﹣0.5Ω/N×32N+30Ω＝14Ω，當壓力F2＝40N時，代入得R2＝0.5Ω/N×40N+30Ω＝10Ω，所以R1時電路總電阻更大，電流更小，I1與I2相差0.1A，因此I2＝I1+0.1A，電源電壓不變，因此I1（R0+R1）＝I2（R0+R2），代入數(shù)據(jù)I1（10Ω+14Ω）＝（I1+0.1A）×（10Ω+10Ω），解得I1＝0.5A，I2＝0.6A，P1＝I×R1＝（0.5A）2×14Ω＝3.5W，P2＝I×R2＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W，ΔP＝P2﹣P1＝3.6W﹣3.5W＝0.1W。故答案為：（1）10Ω；（2）30N；（3）40Ω；（4）0.1W。3．（2022?永州）小明為了控制燈泡的亮度，設計了如圖甲所示的電路，已知電源電壓恒定不變，燈泡L標有“6V6W”字樣（燈泡電阻不隨溫度變化），滑動變阻器R最大阻值為20Ω。將滑片P置于a端，閉合開關S，緩慢移動滑片P，當滑片P位于b端時，燈泡恰好正常發(fā)光。（1）求電源電壓U；（2）求燈泡L的電阻；（3）當電流表的示數(shù)為0.3A時，求此時滑動變阻器接入電路的電阻；（4）將滑動變阻器R連接成如圖乙所示電路，電源電壓U'＝3V，當滑片P位于a、b之間某一位置時（不包括a、b兩點），電路消耗的電功率最小，求此最小電功率?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲可知，當滑片P移到b端時，只有燈泡L工作，燈泡L正常發(fā)光，則電源電壓U＝UL＝6V；（2）由P＝可知，燈泡L的電阻：RL＝＝＝6Ω；（3）由圖甲可知，滑動變阻器和燈泡L串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，當電流表的示數(shù)為I＝0.3A時，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的總電阻R總＝＝＝20Ω；根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，此時滑動變阻器接入電路的電阻R′＝R總﹣RL＝20Ω﹣6Ω＝14Ω；（4）由圖乙可知，滑動變阻器分為兩部分并聯(lián)接入電路，假設上端為R1，下端為R2，由題意可知，滑動變阻器R＝R1+R2＝20Ω則并聯(lián)的總電阻R并＝＝＝＝；電路消耗的電功率：P＝＝＝，當R1＝10Ω時，電路消耗的電功率最小，P小＝＝1.8W。答：（1）電源電壓U為6V；（2）燈泡L的電阻為6Ω；（3）當電流表的示數(shù)為0.3A時，此時滑動變阻器接入電路的電阻為14Ω；（4）將滑動變阻器R連接成如圖乙所示電路，電源電壓U'＝3V，當滑片P位于a、b之間某一位置時（不包括a、b兩點），電路消耗的電功率最小為1.8W。4．（2022?聊城）如圖所示，電源電壓和小燈泡的燈絲電阻均保持不變。R1為6Ω的定值電阻，小燈泡L上標有“12V”字樣，滑動變阻器R2上標有“10Ω3A”字樣，電流表使用的量程為0～3A。當所有開關都閉合，滑動變阻器的滑片移到最上端時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為1.7A。求：（1）小燈泡L的額定功率；（2）開關S、S2閉合，S1、S3斷開時，定值電阻R1兩端的電壓；（3）開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，為了保證測量精確，要求電流表示數(shù)不小于其量程的，求滑動變阻器R2連入電路的最大阻值?！窘獯稹拷猓海?）當所有開關都閉合時，小燈泡L與滑動變阻器R2并聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，則U＝U2＝UL＝12V，滑動變阻器的滑片移到最上端時，滑動變阻器連入的電阻R2＝10Ω，通過滑動變阻器的電流，通過小燈泡的電流IL＝I﹣I2＝1.7A﹣1.2A＝0.5A，小燈泡的額定功率PL＝ULIL＝12V×0.5A＝6W。（2）開關S、S2閉合，S1、S3斷開時，定值電阻R1與小燈泡L串聯(lián)，小燈泡的電阻，電路中的電流，定值電阻R1兩端的電壓U1＝I1R1＝0.4A×6Ω＝2.4V。（3）開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，定值電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián)，題中要求的電流至少達到電流表量程的，電流表的量程為0～3A則電路中的最小電流，電路中的最大電阻，滑動變阻器連入電路中的最大阻值R2最大＝R﹣R1＝12Ω﹣6Ω＝6Ω。答：（1）小燈泡L的額定功率為6W；（2）開關S、S2閉合，S1、S3斷開時，定值電阻R1兩端的電壓為2.4V；（3）開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，滑動變阻器R2連入電路的最大阻值為6Ω。5．（2022?綏化）如圖甲所示的電路，電源電壓可調，R為標有“1A”字樣的滑動變阻器，a、c為其兩個端點，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～15V，L1、L2是額定電壓均為6V的小燈泡，其電流與電壓的關系如圖乙所示。求：（1）L1正常發(fā)光時的電阻；（2）閉合開關S，斷開S1、S2，在不損壞電路的情況下，使其中一盞燈正常發(fā)光，電壓表示數(shù)是多少？（3）閉合開關S、S2，斷開S1，將電源電壓調至14V，當滑動變阻器滑片P在b點時，小燈泡正常發(fā)光，此時Rab：Rbc＝1：2，則滑動變阻器的最大阻值是多少歐姆？（4）若不限制電路中各開關的狀態(tài)，滑動變阻器滑片P的移動范圍為中點位置至最大阻值處；現(xiàn)移動滑片P的同時調節(jié)電源電壓，使電路中有小燈泡正常發(fā)光，其它各元件均安全，每種電路對應的總功率變化范圍?！窘獯稹拷猓海?）L1正常發(fā)光的電阻R1＝＝＝5Ω；（2）閉合開關S，斷開S1、S2，L1、L2和R串聯(lián)，此時電壓表測兩燈串聯(lián)的總電壓，若不損害電路，只能L2正常發(fā)光，由圖像乙可知串聯(lián)電路電流I＝0.8A；此時兩燈泡電壓分別為U1＝2V，U2＝6V；電壓表示數(shù)U＝U1+U2＝2V+6V＝8V；（3）閉合開關S、S2，斷開S1，L1被短路，L2和R串聯(lián)，L2正常發(fā)光，此時串聯(lián)電路電流I＝0.8A；滑動變阻器兩端的電壓U滑＝U總﹣U＝14V﹣6V＝8V；滑動變阻器接入阻值Rab＝＝＝10Ω；滑動變阻器總電阻R＝3Rab＝3×10Ω＝30Ω；（4）滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，由圖像乙可知L1的額定電流是1.2A，大于滑動變阻器的允許通過的最大電流為1A，所以L1不能正常發(fā)光，只能讓L2正常發(fā)光；此情況對于兩種電路。電路1：閉合開關S，斷開S1、S2，L1、L2和R串聯(lián)，若不損害電路，只能L2正常發(fā)光，由圖像乙可知串聯(lián)電路電流I＝0.8A；此時兩燈泡電壓分別為U1＝2V，U2＝6V；此時L1的電阻R′1＝＝＝2.5Ω；L2的電阻R′2＝＝＝7.5Ω；最小功率P?。絀2（R′1+R′2+）＝（0.8）2（2.5Ω+7.5Ω+15Ω）＝16W；最大功率P大＝I2（R′1+R′2+R）＝（0.8）2（2.5Ω+7.5Ω+30Ω）＝25.6W；總功率范圍16W～25.6W；電路2：閉合開關S、S2，斷開S1，L1被短路，L2和R串聯(lián)，L2正常發(fā)光，此時串聯(lián)電路電流I＝0.8A；最小功率P小＝I2（R′1+）＝（0.8）2（7.5Ω+15Ω）＝14.4W；最大功率P大＝I2（R′1+R）＝（0.8）2（7.5Ω+30Ω）＝24W；總功率范圍14.4W～24W。答：（1）L1正常發(fā)光時的電阻是5Ω；（2）閉合開關S，斷開S1、S2，在不損壞電路的情況下，使其中一盞燈正常發(fā)光，電壓表示數(shù)是8V；（3）閉合開關S、S2，斷開S1，將電源電壓調至14V，當滑動變阻器滑片P在b點時，小燈泡正常發(fā)光，此時Rab：Rbc＝1：2，則滑動變阻器的最大阻值是30Ω；（4）電路1：閉合開關S，斷開S1、S2，L1、L2和R串聯(lián)，總功率范圍16W～25.6W；電路2：閉合開關S、S2，斷開S1，總功率范圍14.4W～24W。6．（2022?南通）如圖所示，電源電壓恒定，R0是定值電阻，小燈泡L標有“6V3W”，滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω。三個開關均閉合時，小燈泡恰好正常發(fā)光，電流表示數(shù)為1.5A。（1）求小燈泡的額定電流；（2）求電阻R0的阻值；（3）閉合S，斷開S1和S2，移動變阻器的滑片P，求電路總功率的最小值和最大值?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)P＝UI可知小燈泡的額定電流IL＝＝＝0.5A；（2）三個開關均閉合時，燈泡和定值電阻并聯(lián)，小燈泡恰好正常發(fā)光，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知電源電壓U＝UL＝6V，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定值電阻的電流I0＝I﹣IL＝1.5A﹣0.5A＝1A，根據(jù)歐姆定律可知電阻R0的阻值R0＝＝＝6Ω；（3）閉合S，斷開S1和S2，定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器接入電路的阻值最大時，總電阻最大，電源電壓不變，根據(jù)P＝可知電路的總功率最??；滑動變阻器接入電路的阻值為0Ω時，總電阻最小，電源電壓不變，根據(jù)P＝可知電路的總功率最大。電路總功率的最小值P1＝＝≈1.4W；電路總功率的最大值P2＝＝＝6W。答：（1）小燈泡的額定電流為0.5A；（2）電阻R0的阻值為6Ω；（3）閉合S，斷開S1和S2，移動變阻器的滑片P，電路總功率的最小值和最大值分別為1.4W、6W。7．（2022?淄博）如圖所示是一種測定油箱內油量裝置的示意圖。當油箱中油量改變時，浮子帶動滑桿，滑桿帶動滑片在電阻片R上滑動，從而改變電路中電流表的示數(shù)。已知電源電壓15V保持不變，R的規(guī)格為“20Ω1A”。當油量最多時，滑片在A端；當油量最少時，滑片在B端，此時電流表示數(shù)為0.3A。求：（1）R0的阻值；（2）油量最多時，電流表的示數(shù)及R0消耗的電功率。【解答】解：由電路圖可知，R與R0串聯(lián)，電流表測電路中的電流。（1）當油量最少時，滑片在B端，變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流I＝0.3A，根據(jù)歐姆定律可知此時電路的總電阻：R總＝＝＝50Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以R0的阻值：R0＝R總﹣R＝50Ω﹣20Ω＝30Ω；（2）當油量最多時，滑片在A端，變阻器接入電路中電阻為零，此時電路為R0的簡單電路，則此時電路中的電流：I′＝＝＝0.5A，R0消耗的電功率：P0＝UI′＝15V×0.5A＝7.5W。答：（1）R0的阻值為30Ω；（2）油量最多時，電流表的示數(shù)為0.5A，R0消耗的電功率為7.5W。8．（2022?西藏）“開車不飲酒，酒后不開車”是每一位司機都必須遵守的交通法規(guī)。圖（甲）是氣體中酒精濃度測試儀的原理圖，電源電壓U＝12V，R1是氣敏電阻，其阻值隨氣體中酒精濃度的變化規(guī)律如圖（乙）所示。氣體中酒精濃度大于或等于20mg/100mL小于80mg/100mL為酒駕，大于或等于80mg/100mL為醉駕。測試儀使用前應先調零，即當氣體中酒精濃度為0時，R1＝100Ω，調節(jié)滑動變阻器R2的滑片，使電壓表示數(shù)U1＝10V，調零后R2的滑片位置保持不變。求：（1）調零后R2接入電路中的阻值；（2）當U1＝10V時，R1消耗的電功率；（3）在某次檢測中，電流表示數(shù)為0.3A，試通過計算分析，判斷該司機屬于酒駕還是醉駕？【解答】解：（1）由甲圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R1的電壓，電流表測電路的電流，由乙圖可知，當氣體中的酒精濃度為0時，R1＝100Ω，此時電路中的電流：I＝＝＝0.1A，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及歐姆定律可得，R2接入電路的阻值為R2＝＝＝＝20Ω；（2）R1消耗的電功率：P1＝U1I＝10V×0.1A＝1W；（3）當電流表示數(shù)為0.3A時，由歐姆定律可得，電路的總電阻：R′＝＝＝40Ω，由電阻的串聯(lián)規(guī)律可得，氣敏電阻的阻值為：R1′＝40Ω﹣20Ω＝20Ω，由圖乙知，當氣敏電阻的阻值為20Ω時，氣體中的酒精濃度為140mg/mL，可知該司機屬于醉駕。答：（1）調零后R2接入電路中的阻值為20Ω；（2）R1消耗的電功率為1W；（3）計算如上，該司機屬于醉駕。9．（2022?安順）在如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，滑動變阻器R2標有“20Ω3A”。閉合開關S，電流表的示數(shù)為0.3A。求（1）R1的阻值；（2）R2允許接入電路的最小阻值；（3）整個電路允許消耗的最大功率與最小功率之比?！窘獯稹拷猓弘娮鑂1與滑動變阻器R2并聯(lián)，U＝U1＝U2＝6V；（1）電流表測R1的電流I1＝0.3A，根據(jù)歐姆定律I＝，則R1電阻為R1＝＝20Ω；（2）滑動變阻器R2標有“20Ω3A”表示允許通過的最大電流I2＝3A，R2允許接入電路的最小阻值R2＝＝2Ω；（3）當變阻器接入電路的電阻最小時，電流最大I大＝0.3A+3A＝3.3A；當變阻器接入電路的電阻最大時，電流最小，變阻器最大電流I'2＝＝0.3A，電路的最小總電流I?。?.3A+0.3A＝0.6A；由P＝UI得，當電壓相同時，電功率之比等于電流之比，整個電路允許消耗的最大功率與最小功率之比P大：P?。絀大：I?。?.3A：0.6A＝11：2。故答案為：（1）R1的阻值為20Ω；（2）R2允許接入電路的最小阻值為2Ω；（3）整個電路允許消耗的最大功率與最小功率之比為11：2。10．（2022?湘西州）某品牌電熱鍋的簡化電路如圖乙所示，閉合開關S1接通電源后，可以轉換觸點開關S2使電熱鍋處于加熱或保溫狀態(tài)。設電源電壓U＝220V，電熱鍋加熱功率P加＝1100W，保溫功率P保＝110W，水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，求：（1）連接電熱鍋的電線至少要能承受多大的電流？（2）保溫狀態(tài)下，電熱鍋每小時耗電多少度？（3）某次測試中發(fā)現(xiàn)將1.5L溫度為23℃的水加熱至100℃費時10min，則電熱鍋的效率是多少？【解答】解：（1）當電熱鍋處于加熱狀態(tài)時，電路中的電流最大，由P＝UI可知，連接電熱鍋的電線能承受最大電流I＝＝＝5A；（2）電熱鍋P保溫＝110W＝0.11kW，由P＝可知，電熱鍋每小時消耗的電能W＝P保溫t＝0.11kW×1h＝0.11kW?h＝0.11度；（3）水的體積V＝1.5L＝1.5dm3＝1.5×10﹣3m3，由ρ＝可知，水的質量m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃﹣23℃）＝4.851×105J；由P＝可知，電熱鍋加熱10min消耗的電能W′＝P加熱t(yī)′＝1100W×10×60s＝6.6×105J；電熱鍋的效率η＝＝＝73.5%。答：（1）連接電熱鍋的電線至少要能承受5A的電流；（2）保溫狀態(tài)下，電熱鍋每小時耗電0.11度；（3）某次測試中發(fā)現(xiàn)將1.5L溫度為23℃的水加熱至100℃費時10min，則電熱鍋的效率是73.5%。11．（2022?黔西南州）如圖甲是某茶具上煮茶器的電路原理圖，R1是加熱電阻，R2是保溫時的分壓電阻，S為電源開關，S1為自動溫控開關。S、S1都閉合時，煮茶器處于加熱狀態(tài)；當水沸騰后，S1會自動斷開，轉為保溫狀態(tài)。煮茶器工作過程中的P﹣t圖像如圖乙所示，不計電阻值隨溫度的變化。求：（1）電阻R1的阻值。（2）當煮茶器處于保溫狀態(tài)時，R1的電功率。（3）當煮茶器處于保溫狀態(tài)時，電阻R2在100s內消耗的電能?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲可知，S、S1都閉合時，R2被短路、電路中只有R1工作，此時煮茶器處于加熱狀態(tài)，根據(jù)圖乙可知，加熱時的電功率P加＝1100W，根據(jù)P＝可知，電阻R1的阻值：R1＝＝＝44Ω；（2）當S閉合、S1斷開時，R1、R2串聯(lián)，此時為保溫狀態(tài)，由圖乙可知，保溫功率P保＝44W，由P＝UI可知，保溫狀態(tài)時的電流I保＝＝＝0.2A；根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，通過R1的電流I1＝I2＝I保＝0.2A，當煮茶器處于保溫狀態(tài)時，R1的電功率：P＝I12R1＝（0.2A）2×44Ω＝1.76W；（3）由歐姆定律可知，保溫狀態(tài)時R1兩端的電壓：U1＝I1R1＝0.2A×44Ω＝8.8V；根據(jù)串聯(lián)分壓的特點可知，R2兩端的電壓：U2＝U﹣U1＝220V﹣8.8V＝211.2V；當煮茶器處于保溫狀態(tài)時，電阻R2在100s內消耗的電能：W2＝U2I2t＝211.2V×0.2A×100s＝4224J。答：（1）電阻R1的阻值為44Ω；（2）當煮茶器處于保溫狀態(tài)時，R1的電功率為1.76W（3）當煮茶器處于保溫狀態(tài)時，電阻R2在100s內消耗的電能為4224J。12．（2022?通遼）如圖所示，電源電壓恒定，R1＝12Ω，R2＝5Ω，滑動變阻器R3的規(guī)格是“20Ω1.5A”，電流表的量程是0～3A，電壓表的量程是0～15V。（1）只閉合開關S，移動滑片，當電流表的示數(shù)為0.8A時，電壓表示數(shù)為8V，求電源電壓。（2）將滑片移到最右端，閉合所有開關，在1min內R1產生多少熱量？（3）閉合所有開關，為保證電路安全，滑動變阻器接入電路的阻值范圍應為多少？【解答】解：（1）只閉合開關S時，定值電阻R2與變阻器R3串聯(lián)，電壓表測R3兩端的電壓，電流表測電路中的電流，當電流表的示數(shù)為0.8A時，電壓表示數(shù)為8V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，由I＝可得，電源的電壓：U＝IR2+U3＝0.8A×5Ω+8V＝12V；（2）將滑片移到最右端，閉合所有開關時，R1與R3的最大阻值并聯(lián)，電壓表測電源兩端的電壓，電流表測干路電流，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，在1min內R1產生的熱量：Q1＝I12R1t＝t＝×60s＝720J；（3）閉合所有開關，R1與R3并聯(lián)，電壓表測電源兩端的電壓，電流表測干路電流，通過R1的電流：I1＝＝＝1A；當通過滑動變阻器的電流I3大＝1.5A時，干路電流：I′＝I大+I1＝1.5A+1A＝2.5A＜3A，此時變阻器接入電路中的電阻最小，則變阻器接入電路中的最小阻值：R3小＝＝＝8Ω，當滑動變阻器接入電路中的電阻越大時，通過滑動變阻器的電流越小，干路電流越小，電路安全，所以，滑動變阻器接入電路的阻值范圍應為8Ω～20Ω。答：（1）電源電壓為12V。（2）將滑片移到最右端，閉合所有開關，在1min內R1產生的熱量為720J。（3）閉合所有開關，為保證電路安全，滑動變阻器接入電路的阻值范圍應為8Ω～20Ω。13．（2022?遼寧）圖甲是最大功率為1000W的電煎鍋，它分為高、中、低三擋。圖乙是其簡化電路圖，S為總開關，S0為調擋開關，轉動S0可將開關調至1、2、3位置。R1、R2、R3為發(fā)熱電阻且阻值相等。求：（1）電煎鍋的中擋電功率；（2）將電煎鍋調至中擋煎制食物時，3分鐘可將50g食物從4℃加熱至139℃，電煎鍋加熱食物的效率?！臼澄锏谋葻崛萑?.0×103J/（kg?℃）】【解答】解：（1）當S閉合，S0接1時，R1、R2、R3串聯(lián)；當S0接2時，R2、R3串聯(lián)；S0接3時，為R3的簡單電路，根據(jù)串聯(lián)電阻大于其中任一電阻，故S0接3時電路的電阻最小，S0接1時電路總電阻最大，根據(jù)P＝可知，S0接1時為電煎鍋的低擋，S0接2時為電煎鍋的中擋，S0接3時為高擋，R1、R2、R3為發(fā)熱電阻且阻值相等，則R1＝R2＝R3＝＝＝48.4Ω，電煎鍋的中擋電功率：P中＝＝＝500W；（2）食物吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg?℃）×50×10﹣3kg×（139℃﹣4℃）＝2.7×104J，電煎鍋消耗的電能：W＝P中t＝500W×3×60s＝9×104J，電煎鍋的電熱效率：η＝×100%＝×100%＝30%。答：（1）電煎鍋的中擋電功率為500W；（2）電煎鍋加熱食物的效率為30%。14．（2022?丹東）如圖所示，電源電壓保持不變，定值電阻R1＝10Ω，滑動變阻器R3最大阻值20Ω。當閉合開關S、S1，斷開S2，滑片P在某位置時，電流表示數(shù)為0.4A，電壓表示數(shù)為1V；當開關S、S1、S2都閉合，滑片P在最左端時，電流表示數(shù)為0.75A。求：（1）電源電壓。（2）定值電阻R2的阻值。（3）閉合開關S、S2，斷開S1，電路的最小功率。【解答】解：（1）當閉合開關S、S1，斷開S2，滑片P在某位置時，此時R1與R3串聯(lián)，電壓表測R3兩端電壓，電流表測電路中電流，由歐姆定律可知，R1兩端電壓為：U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，所以電源電壓為：U＝U1+U3＝4V+1V＝5V；（2）當開關S、S1、S2都閉合，滑片P在最左端時，此時R1與R2并聯(lián)，電流表測干路電流，此時通過R1的電流為：I1＝＝＝0.5A，則通過R2的電流為：I2＝I'﹣I1＝0.75A﹣0.5A＝0.25A，由歐姆定律可知，定值電阻R2的阻值為：R2＝＝＝20Ω；（3）閉合開關S、S2，斷開S1，此時R2與R3串聯(lián)，要使電路中總功率最小，由P＝UI可知，應使電路中電流最小，當變阻器全部連入電路時，最小電流為：I?。剑剑?.125A，所以電路的最小功率為：P?。経I?。?V×0.125A＝0.625W。答：（1）電源電壓為5V；（2）定值電阻R2的阻值為20Ω；（3）閉合開關S、S2，斷開S1，電路的最小功率為0.625W。15．（2022?菏澤）如圖所示為某用電器的內部簡化電路，R1和R2為定值電阻，R1＝176Ω?，F(xiàn)將該用電器接入電壓為220V的電路，當S1斷開、S2接b時，用電器消耗的電功率為220W。求：（1）只閉合S1時，流過R1的電流；（2）電阻R2的阻值；（3）該用電器的最大電功率?！窘獯稹拷猓海?）由電路圖可知，只閉合S1時，電路為R1的簡單電路，此時流過R1的電流：I＝＝＝1.25A；（2）當S1斷開、S2接b時，R1和R2串聯(lián)，由P＝UI＝可知，此時電路中的總電阻：R＝＝＝220Ω；由串聯(lián)電路的電阻特點可知，電阻R2的阻值：R2＝R﹣R1＝220Ω﹣176Ω＝44Ω；（3）由P＝UI＝可知，電源電壓一定時，電路中的電阻越小，電功率越大，根據(jù)串并聯(lián)電路的電阻特點可知，兩電阻并聯(lián)時電路中的總電阻最小，此時R1和R2的電功率分別為：P1＝＝＝275W，P2＝＝＝1100W，因此該用電器的最大電功率：P最大＝P1+P2＝275W+1100W＝1375W。答：（1）只閉合S1時，流過R1的電流為1.25A；（2）電阻R2的阻值為44Ω；（3）該用電器的最大電功率為1375W。16．（2022?濰坊）如圖所示是一款自動燉煮機的簡化電路圖，R1、R2是兩個完全相同的電熱絲，S為電源開關，通過控制開關S1、S2實現(xiàn)“低溫”“中溫”“高溫”三個擋位間的切換。從該燉煮機銘牌信息中獲知，其額定電壓220V，加熱效率為75%，但功率信息模糊不清。為研究該燉煮機的工作情況及有關信息，在燉煮機中裝入5kg的水，閉合開關S，通過觀察其電子顯示屏（消耗電能忽略不計），記錄有關信息如表格所示。水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃），求：（1）0～14min水吸收的熱量；（2）燉煮機高溫擋時的功率；（3）燉煮機消耗的電能。指示燈狀態(tài)工作時間水溫變化高溫燈亮0～14min34℃升至100℃中溫燈亮14～24min100℃保持不變低溫燈亮24～29min100℃保持不變【解答】解：（1）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（100℃﹣34℃）＝1.386×106J；（2）根據(jù)η＝知高溫擋消耗的電能為：W1＝＝＝1.848×106J，由P＝知燉煮機高溫擋時的功率為：P1＝＝＝2200W；（3）高溫擋時總功率最大，由P＝可知總電阻最小，由圖可知此時R1和R2并聯(lián)，且兩電阻相同，根據(jù)P＝知兩電阻絲的阻值為：R1＝R2＝＝＝44Ω，由表格數(shù)據(jù)知24～29min低溫擋工作，低溫擋時總功率最小，由P＝可知總電阻最大，由圖可知此時R1和R2串聯(lián)，低溫擋的功率為：P2＝＝＝550W，低溫擋消耗的電能為：W2＝P2t2＝550W×（29﹣24）×60s＝1.65×105J，14～24min中溫擋工作，中溫擋時總功率較大，由P＝可知總電阻較小，由圖可知此時電路中只有R1工作，中溫擋的功率為：P3＝＝＝1100W，中溫擋消耗的電能為：W3＝P3t3＝1100W×（24﹣14）×60s＝6.6×105J，燉煮機消耗的電能為：W＝W1+W2+W3＝1.848×106J+1.65×105J+6.6×105J＝2.673×106J。答：（1）0～14min水吸收的熱量為1.386×106J；（2）燉煮機高溫擋時的功率為2200W；（3）燉煮機消耗的電能為2.673×106J。17．（2022?煙臺）如圖甲所示為小明家的電飯鍋，銘牌上附有中國能效標識，從銘牌上可知該電飯鍋能效等級為三級，額定電壓為220V，加熱功率為1210W。電飯鍋的簡化電路圖如圖乙所示，有加熱和保溫兩擋，由開關S調節(jié)，其中R1和R2均為發(fā)熱電阻，且阻值不隨著溫度的變化而改變。求：（1）小明想利用如圖丙所示的電能表測量電飯鍋的保溫功率，他關閉家里的其它用電器，讓電飯鍋處于“保溫”狀態(tài)下正常工作，觀察到電能表轉盤在5min內轉了22圈。則該電飯鍋的保溫功率為多少？（2）電阻R1、R2的阻值分別為多少？（3）小明上網查詢了解，國家標準中規(guī)定電飯鍋在該加熱功率下正常工作時，三級能效的熱效率值（電熱轉化效率）范圍為81%≤η＜86%。他用學過的知識對電飯鍋進行測試：在加熱狀態(tài)下，將溫度為23℃、質量為2.2kg的水加熱到100℃，電飯鍋正常工作用時700s。已知c水＝4.2×103J/（kg?℃），請你通過計算幫助小明判斷該電飯鍋的熱效率值是否達到三級能效?！窘獯稹拷猓海?）“3000r/（kW?h）”表示每消耗1kW?h電能，電能表轉盤轉3000圈，只讓電飯煲在“保溫”狀態(tài)下工作，轉盤在5min內轉了22轉，消耗的電能為：W＝＝kW?h，電飯鍋處于“保溫”狀態(tài)時的功率為：P保溫＝＝＝0.088kW＝88W；（2）由電路圖知，S斷開時兩電阻串聯(lián)，電路中電阻較大，功率較小，為保溫狀態(tài)，當S閉合時，只有R1接入電路中，電阻較小，功率較大，為加熱狀態(tài)，由P＝可得R1的電阻：R1＝＝＝40Ω，由P＝可得R1、R2的總電阻為：R總＝＝＝550Ω，R2的電阻為：R2＝R總﹣R1＝550Ω﹣40Ω＝510Ω；（3）水吸收的熱量為：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×2.2kg×（100℃﹣23℃）＝7.1148×105J；用時700s消耗的電能為：W′＝P加熱t(yī)′＝1210W×700s＝8.47×105J，該電飯鍋的熱效率為：η＝×100%＝×100%＝84%，故該電飯鍋的熱效率值達到三級能效。答：（1）該電飯鍋的保溫功率為88W；（2）電阻R1、R2的阻值分別為40Ω、510Ω；（3）該電飯鍋的熱效率值達到三級能效。18．（2022?日照）2022年8月，第25屆山東省運動會將在日照市舉行。為給運動員加熱食品提供方便，某校師生用電阻絲自制了100臺電烘箱。其中一臺電烘箱在220V電壓下工作時，每分鐘產生的熱量為6.6×104J。假設電烘箱的電阻絲的電阻不隨溫度變化。（1）求這臺電烘箱在220V電壓下工作時的電功率。（2）求制作這臺電烘箱所用電阻絲的電阻值。（3）小明家供電線路的總空氣開關上標有“C32”字樣，通過查閱資料知道，當電流達到或超過32A時，總空氣開關就會跳閘，切斷電路，起到保護作用。短暫的跳閘能影響正在工作的家用電器，引起不必要的麻煩，例如：電冰箱突然斷電；正在播放的電視節(jié)目中斷；電燈突然熄滅等。小明家現(xiàn)有家用電器的總功率為5600W，在它們都正常工作的情況下，能否將這臺電烘箱連接到他家同時使用？【解答】解：（1）電烘箱在220V電壓下工作時，消耗的電能：W＝Q＝6.6×104J，此時電烘箱的電功率：P＝＝＝1100W；（2）由P＝UI＝可知，此時電烘箱所用電阻絲的電阻值：R＝＝＝44Ω；（3）小明家供電線路允許的最大功率：P最大＝UI最大＝220V×32A＝7040W，現(xiàn)有用電器的總功率和電烘箱的功率之和：P總后＝P總+P＝5600W+1100W＝6700W＜P最大，因此可以將這臺電烘箱連接到他家同時使用。答：（1）這臺電烘箱在220V電壓下工作時的電功率為1100W；（2）制作這臺電烘箱所用電阻絲的電阻值為44Ω；（3）可以將這臺電烘箱連接到他家同時使用。19．（2022?濱州）如圖甲、乙是某物理興趣小組，設計的簡易坐位體前屈測試儀的測試示意圖、簡化原理圖。在測試中，測試的同學向前推動測試儀的滑塊實際上是移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)用來反映被測試者的成績。電源電壓恒為6V，電壓表量程0～3V，電流表量程0～0.6A，滑動變阻器R1標有“15Ω1A”，滑片P每移動1cm，R1的電阻變化0.5Ω，定值電阻R2＝20Ω。求：（1）當滑片P位于最左端時，電流表的示數(shù)。（2）某同學測試時，從最左端推動滑片P向右移動20cm，此時電壓表的示數(shù)。（3）若既能保證電路各元件的安全，又能使滑片P移動到最右端，則選取R2時，其阻值不能小于多少？【解答】解：電路圖可知，定值電阻R2與滑動變阻器R1串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓，電流表測量電路電流；（1）當滑片P位于最左端時，電路為定值電阻的簡單電路，根據(jù)歐姆定律可得此時通過電路的電流：I＝＝＝0.3A，即電流表示數(shù)為0.3A；（2）滑片P每移動1cm，R1的電阻變化0.5Ω，某同學測試時，從最左端推動滑片P向右移動20cm，此時滑動變阻器接入電路的電阻：R1＝0.5Ω/cm×20cm＝10Ω，串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，根據(jù)歐姆定律可得此時通過電路的電流：I′＝＝＝0.2A，此時滑動變阻器兩端的電壓：U1＝I′R1＝0.2A×10Ω＝2V，即電壓表示數(shù)為2V；（3）當電壓表示數(shù)為3V時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，電路電流最小，因串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以定值電阻R2兩端電壓：U2＝U﹣UV＝6V﹣3V＝3V，電路中最小電流：I?。剑剑?.2A，根據(jù)歐姆定律可得此時定值電阻的阻值：R2′＝＝＝15Ω，已知電流表量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，根據(jù)串聯(lián)電路電流特點可知電路中的最大電流為0.6A，當滑動變阻器接入電路的阻值為0時，電路電流最大，電路為定值電阻R2的簡單電路，根據(jù)歐姆定律可得此時通過電路的電流：I大＝＝＝0.4A＜0.6A，所以既能保證電路各元件的安全，又能使滑片P移動到最右端，選取R2時，其阻值不能小于15Ω。答：（1）當滑片P位于最左端時，電流表的示數(shù)為0.3A；（2）某同學測試時，從最左端推動滑片P向右移動20cm，此時電壓表的示數(shù)為2V；（3）若既能保證電路各元件的安全，又能使滑片P移動到最右端，則選取R2時，其阻值不能小于15Ω。20．（2022?東營）在綜合實踐活動中，興趣小組設計了一款雙擋位電加熱器，利用產生的蒸汽加濕或消毒，電加熱器工作時，高擋先將水箱內的水加熱到100℃，低擋維持水沸騰確保蒸汽不斷產生。如圖甲是其內部簡化電路，S1和S均為自動控制開關，當水溫達到100℃時，S1自動斷開，當水的質量低于0.2kg時S自動斷開，R1、R2均為電熱絲。水箱加滿水后閉合開關，電加熱器正常工作時電流隨時間變化的圖像如圖乙。已知水箱容量2.2L，水的初溫為20℃。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]（1）求低擋工作時加熱器的電功率；（2）求R1的電阻；（3）求電加熱器高擋位工作的加熱效率?！窘獯稹拷猓海?）由題意可知，低檔工作時，開關S1斷開，由乙圖可知加熱器低檔工作時的電流I低＝2A，則低擋工作時加熱器的電功率：P低＝UI低＝220V×2A＝440W；（2）低檔工作時，R2的電阻R2＝＝＝110Ω，當兩個開關都閉合時，兩個電阻并聯(lián)，電路的總電阻最小，由P＝可知，電功率最大，處于高擋，總電流I總＝10A，由并聯(lián)電路的電流特點可知；I總＝+，即10A＝+，解得R1＝27.5Ω；（3）電加熱器高擋位工作7min時，消耗的電能W＝UI總t＝220V×10A×7×60s＝9.24×105J，由ρ＝可得，水的質量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.2×10﹣3m3＝2.2kg，水吸收的熱量：Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×2.2kg×（100℃﹣20℃）＝7.392×105J，加熱效率η＝×100%＝×100%＝80%。答：（1）低擋工作時加熱器的電功率為440W；（2）R1的電阻為27.5Ω；（3）求電加熱器高擋位工作的加熱效率為80%。21．（2022?深圳）小明設計了如圖甲的模擬智能測溫報警電路：電源電壓調為12V，報警器（電阻不計）通過的電流超過10mA時就會報警，熱敏電阻RT其阻值隨溫度T的變化關系如圖乙所示。要求：當所測溫度達到或超過37.3℃時，系統(tǒng)報警。（1）計算R0。（2）38℃時電流約為多少？（3）36℃到40℃過程中，電路最大總功率?！窘獯稹拷猓海?）圖甲中R0與熱敏電阻RT串聯(lián)，電路中的總電阻：R＝＝＝1200Ω，從圖乙可知37.3℃時熱敏電阻RT的阻值為400Ω，R0的阻值：R0＝R﹣RT＝1200Ω﹣400Ω＝800Ω；（2）從圖乙可知38℃時熱敏電阻RT其阻值為300Ω，電流中的電流：I＝＝≈0.011A；（3）串聯(lián)電路中電源電壓一定，由P＝可知，電路中的電阻最小時，電路總功率最大，36℃到40℃過程中，熱敏電阻RT其阻值最小為200Ω，電路最大總功率：P最大＝＝＝0.144W。答：（1）R0的阻值為800Ω；（2）38℃時電流中的電流為0.011A；（3）36℃到40℃過程中，電路最大總功率為0.144W。22．（2022?青島）小明家的電熱水壺電熱絲斷了，他想用一根新電熱絲R0替換，但不知道阻值，于是他用伏安法進行了測量，用記錄的多組數(shù)據(jù)描繪出R0的U﹣I圖象，如圖所示。在老師的安全指導下，小明利用R0重新組裝好電熱水壺，接在220V家庭電路中能正常工作，忽略溫度對電阻的影響。求：（1）R0的阻值。（2）新電熱水壺的額定功率。（3）新電熱水壺工作400s，把質量為1kg的水從20℃加熱到100℃，其加熱效率是多少。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【解答】解：（1）由圖知當電壓為11V時對應的電流為0.25A，根據(jù)I＝得R0的阻值為：R0＝＝＝44Ω；（2）新電熱水壺的額定功率為：P＝＝＝1100W，（3）水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；由P＝可得消耗的電能：W＝P加熱t(yī)＝1100W×400s＝4.4×105J，電熱水壺的加熱效率：η＝×100%＝×100%≈76.4%。答：（1）R0的阻值為44Ω；（2）新電熱水壺的額定功率為1100W；（3）新電熱水壺工作400s，把質量為1kg的水從20℃加熱到100℃，其加熱效率是76.4%。23．（2022?鄂爾多斯）圖甲是某電飯鍋的簡化電路原理圖，R1和R2是阻值不變的加熱電阻，R1＝50Ω，S為溫控開關，1、2是開關連接的觸點。某次煮飯時，只將電飯鍋接入220V的電路中，在加熱狀態(tài)下工作了一段時間后，開關S自動切換到保溫狀態(tài)。在保溫狀態(tài)下，電能表（如圖乙）的轉盤在1min內轉動了5r。求：（1）保溫狀態(tài)下該電飯鍋的發(fā)熱功率。（2）R2阻值的大小。（3）用電高峰時，該電飯鍋在加熱狀態(tài)下，14min內將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰（1個標準大氣壓），若不計熱損失，電飯鍋的實際電壓。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【解答】解：（1）3000r/（kW?h）表示電路中每消耗1kW?h的電能，電能表的轉盤轉3000轉，在保溫狀態(tài)下，電能表（如圖乙）的轉盤在1min內轉動了5r，電飯鍋消耗的電能為：W保溫＝kW?h＝×3.6×106J＝6000J，保溫功率為：P保溫＝＝＝100W；（2）由圖甲可知，當開關S與觸點1連接時，電路中只有R1，電路中電阻較??；當開關S與觸點2連接時，電路中R1、R2串聯(lián)，電路中電阻較大；電源電壓一定，由P＝可知，當開關S與觸點1連接時，電路電功率較大、電飯鍋處于加熱狀態(tài)；當開關S與觸點2連接時，電路電功率較小、電飯鍋處于保溫狀態(tài)；由P＝可得保溫時電路總電阻為：R串＝＝＝484Ω，R2的阻值為：R2＝R串﹣R1＝484Ω﹣50Ω＝434Ω；（3）標準大氣壓下水的沸點為100℃，電飯鍋將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰時，水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃