2024-2025學(xué)年版塊17 電功率 專題17-10 其他類型 （含答案） 初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義83講

2024-2025學(xué)年版塊17電功率專題17-10其他類型（含答案）初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義83講專題17-10其他類型知識(shí)·解讀一、非純電阻電路電功率與電熱計(jì)算1、純電阻電路和非純電阻電路純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)電路中只有電阻元件電路中除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器電流、電壓、電阻三者的關(guān)系遵循歐姆定律I＝eq\f(U,R)不遵循歐姆定律，U>IR或I<eq\f(U,R)能量轉(zhuǎn)化形式電流做功，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t電流做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能量：電功W＝UIt，電熱Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈電動(dòng)機(jī)、電解槽2、電功與電熱的區(qū)別與聯(lián)系(1)純電阻電路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t；P電＝P熱＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)。(2)非純電阻電路：電功W＝UIt，電熱Q＝I2Rt，W＞Q；電功率P電＝UI，熱功率P熱＝I2R，P電＞P熱。3、友情提醒(1)在非純電阻電路中，只能用W＝UIt，P＝UI計(jì)算電功和電功率；Q＝I2Rt及P熱＝I2R計(jì)算電熱和熱功率。(2)對于含有電動(dòng)機(jī)的電路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)是純電阻電路。二、變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問題1、變值電阻的功率：，而R0RS根據(jù)基本不等式，令y==≥2R0R0RS當(dāng)時(shí)，具有最小值，則功率P具有最大值?！嘟Y(jié)論：當(dāng)R0=R時(shí)，變值電阻R0的功率具有最大值2、P出與R的關(guān)系如圖所示。（R為變值電阻，r為定值電阻，P出為R的輸出功率）（1）當(dāng)R＝r時(shí)，R輸出功率最大Pm＝eq\f(E2,4r)，此時(shí)效率η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝50%。（2）當(dāng)R<r時(shí)，隨R的增大輸出功率越來越大。（3）當(dāng)R>r時(shí)，隨R的增大輸出功率越來越小。（4）當(dāng)P出<Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1、R2，且R1·R2＝r2。三、燈泡亮度問題1、當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)：U實(shí)＝U額→P實(shí)＝P額→額定功率越大，燈泡月亮。2、當(dāng)燈泡非正常發(fā)光時(shí)（額定電壓相同）：（1）兩燈泡串聯(lián)：I1=I2,根據(jù)P=I2R,電阻越大的燈泡越亮；（2）兩燈泡并聯(lián)：u1=u2,根據(jù)P=u2/R,電阻越大的燈泡越亮；典例·解讀類型一、非純電阻電路電功率與電熱計(jì)算例1、（多選）關(guān)于三個(gè)公式P＝UI、P＝I2R、P＝eq\f(U2,R)的適用范圍，以下說法正確的是()A、第一個(gè)公式普遍適用于求電功率，后兩式普遍適用于求電熱功率B、在純電阻電路中，三個(gè)公式既可適用于求電功率，又可適用于求電熱功率C、在非純電阻電路中，第一個(gè)公式可適用于求電功率，第二個(gè)公式可用于求電熱功率，第三個(gè)公式?jīng)]有意義D、由U＝IR可知，三個(gè)公式?jīng)]有任何區(qū)別，它們表達(dá)相同的意義，所示P即是電功率【【答案】BC.【解析】首先要明確，歐姆定律U＝IR只適用于純電阻電路，因此三個(gè)公式在純電阻電路中沒有區(qū)別，但在非純電阻電路中它們互不相同。其次，P＝UI表示電功率，而P＝I2R表示電熱功率。因此，在純電阻電路中，UI＝I2R，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能；而在非純電阻電路中，UI>I2R，即消耗的電能只有部分轉(zhuǎn)化為熱能。例2、規(guī)格為“220V36W”的排氣扇，線圈電阻為40Ω，求：(1)接上220V的電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率；(2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率。【【答案】(1)35W；1W；(2)1210W；1210W.【解析】(1)發(fā)熱功率為P熱＝I2R。(2)機(jī)械能的功率為：P機(jī)＝P電－P熱。(3)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可理解為純電阻。(1)排氣扇在220V的電壓下正常工作時(shí)的電流為：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(36,220)A≈0.16A，發(fā)熱功率為：P熱＝I2R＝(0.16)2×40W≈1W。轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為：P機(jī)＝P－P熱＝36W－1W＝35W。(2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)成為純電阻電路，電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)中電流為I′＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,40)A＝5.5A，電動(dòng)機(jī)消耗的功率即電功率等于熱功率：P電′＝P熱′＝UI′＝220×5.5W＝1210W。類型二、變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問題例3、如圖，R0是定值電阻，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R時(shí)，其消耗的功率是30W；當(dāng)接入電路的阻值為3R時(shí)，其消耗的功率不可能是（

）A、10WB、20WC、30WD、80W【【答案】A.【解析】有圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。由題意可得：當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R時(shí)，其消耗的功率：；則

．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為3R時(shí)，消耗的功率為：.故選A．例4、如圖所示，電源電壓不變，定值電阻R阻值為18Ω。有四只白熾燈泡、、、，它們的規(guī)格分別為“3V，2W”、“6V，2W”、“12V，2W”、“24V，2W”。當(dāng)把它們分別接在電路中的M、N兩端時(shí)，實(shí)際功率最大的是（）A、B、C、D、【【答案】B.【解析】根據(jù)得，?？煞謩e計(jì)算出各個(gè)燈泡的阻值：R1=4.5Ω；R2=18Ω；R3=72Ω；R4=288Ω根據(jù)變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問題的結(jié)論，只需選擇電阻值與定值電阻相同的即可（若無相同，則選擇電阻最接近的）。故選B。類型三、燈泡亮度問題例5、一只標(biāo)有“10V5W”的甲燈和一只標(biāo)有“6V1.8W”的乙燈串聯(lián)接入電路，兩燈均能發(fā)光，則關(guān)于兩燈實(shí)際亮度的說法正確的是（不計(jì)溫度對燈絲電阻的影響）（）A、甲燈較亮B、乙燈較亮C、兩燈亮度相同D、以上三種情況均有可能【【答案】C.【解析】R甲＝eq\f(U甲2,P甲)＝eq\f(（10V）2,5W)＝20Ω，R乙＝eq\f(U乙2,P乙)＝eq\f(（6V）2,1.8W)＝20Ω，R甲＝R乙，又I甲＝I乙，由公式P＝I2R可知，P實(shí)甲＝P實(shí)乙。故選C。例6、在如圖所示的電路中，燈泡L1、L2上分別標(biāo)有“220V15W”和“220V60W”字樣，兩燈都發(fā)光時(shí)，若L1比L2亮，應(yīng)閉合的開關(guān)為______；若L2比L1亮，應(yīng)閉合的開關(guān)為______。【【答案】S2；S1、S3.【解析】兩燈泡的額定電壓相等，額定功率關(guān)系為P1＜P2，由公式P＝eq\f(U2,R)的變形式R＝eq\f(U2,P)可知，R1＞R2。因燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，所以，L1比L2亮?xí)r，L1的實(shí)際功率較大，由P＝I2R可知，兩燈泡應(yīng)串聯(lián)在電路中，即閉合開關(guān)S2；當(dāng)L2比L1亮?xí)r，由P＝eq\f(U2,R)可知，兩燈泡應(yīng)并聯(lián)在電路中，即閉合開關(guān)S1、S3。培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、（多選）如圖所示，R1＝20Ω，電動(dòng)機(jī)M繞組R2＝10Ω，當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A；當(dāng)開關(guān)合上時(shí)，若電壓U不變，電流表的示數(shù)I及電路消耗的功率P應(yīng)是()A、I＝1.5AB、I<1.5AC、P＝15WD、P<15W2、小亮家有一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，額定電壓為220V，額定功率為66W，將它接上220V電源后，發(fā)現(xiàn)因扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)。則此時(shí)電風(fēng)扇消耗的功率為()A．66WB．2420WC．11WD．不確定3、（多選）一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過相同的電流，在相同的時(shí)間內(nèi)()A．電爐放熱和電動(dòng)機(jī)放熱相等B．電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓C．電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率大于電爐的電功率4、有一內(nèi)電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110V60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A．電解槽消耗的電功率為120WB．電解槽的發(fā)熱功率為60WC．電解槽消耗的電功率為60WD．電路消耗的總功率為60W5、（多選）日常生活用的電吹風(fēng)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)可將頭發(fā)吹干。設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1，它與電熱絲的電阻R2相串聯(lián)，接到直流電源上，電吹風(fēng)兩端電壓為U，通過的電流為I，消耗的電功率為P，則以下選項(xiàng)正確的是()A．IU＞PB．IU＝PC．P>I2(R1＋R2)D．P＝I2(R1＋R2)6、如圖，電源電壓恒為4.5V，?的量程為“0～0.6A”，?的量程為“0～3V“，燈泡上標(biāo)有“2.5V1.25W”（不考慮燈絲電阻變化），滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“20Ω1A”。閉合開關(guān)，在保證電路安全的情況下，移動(dòng)滑片P的過程中（

）A、?的示數(shù)最大為0.6AB、燈泡消耗的最小功率為0.12WC、電路消耗的最大總功率為2.7WD、滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為4Ω7、如圖所示電路，電源電壓不變，小燈泡標(biāo)有“6V3W“字樣，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片P移至某一位置時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P1；當(dāng)滑片P移至某一端點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，電壓表示數(shù)變化了3V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P2，且P1：P2＝5：6．下列判斷正確的是（

）A、滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10ΩB、電路允許消耗的最大功率為4.5WC、小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑片P位于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)位置D、滑動(dòng)變阻器消耗的功率由P1變?yōu)镻2的過程中，小燈泡消耗的功率變化了0.6W8、在如圖所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)電表的示數(shù)都發(fā)生了變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用△I、△U1、△U2和△U3表示，電阻R1、R2、R3消耗的電功率分別用P1、P2、P3表示，下列選項(xiàng)正確的是（

）A、U1/I不變，△U1/△I變小B、U2/I變大，△U2/△I不變C、U3/I不變，△U3/△I不變D、P1變大，P2變小，P3變大9、a、b兩個(gè)燈炮分別標(biāo)有“36V、36W”“36V、72W”的字樣，把它們接在72V的電路中，為了使兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光且消耗電功率最小的連接方式是（

）A、B、C、D、10、小勤在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路如圖所示。電源電壓恒為4.5V，電壓表量程“0～3V”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格“50Ω

1A”，燈泡L標(biāo)有“2.5V

1.25W”字樣（忽略燈絲電阻變化）。在不損壞電路元件的情況下，下列判斷正確的是（

）A、燈泡兩端的最大電壓是1.5VB、該電路中電源的最大功率是1.25WC、電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5AD、滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是2.5Ω～10Ω二、填空題1、甲燈標(biāo)有“36V7.2W”字樣，乙燈標(biāo)有“12V1.2W”字樣。將它們串聯(lián)后接在電源上，其中一個(gè)燈泡能正常發(fā)光，正常發(fā)光的是燈泡_______，電源電壓是_______V，另一盞燈的實(shí)際功率是_______W。（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）2、將“36V27W”的甲燈泡和“36V18W”的乙燈泡并聯(lián)在電路中，電源電壓為24V，甲燈泡的實(shí)際功率為______W，乙燈泡的實(shí)際功率為______W，______燈泡更亮一些。（忽略溫度對燈絲電阻的影響）三、計(jì)算題1、如圖所示，燈L上標(biāo)有200W，電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有2000W，在A、B兩端加上220V的電壓時(shí)，燈和電動(dòng)機(jī)均正常工作，求電燈正常工作時(shí)的電阻。2、如圖所示的電路中，電源電壓為60V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R＝2Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R0＝1.6Ω，電壓表的示數(shù)為50V，電動(dòng)機(jī)正常工作，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率。專題17-10其他類型知識(shí)·解讀一、非純電阻電路電功率與電熱計(jì)算1、純電阻電路和非純電阻電路純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)電路中只有電阻元件電路中除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器電流、電壓、電阻三者的關(guān)系遵循歐姆定律I＝eq\f(U,R)不遵循歐姆定律，U>IR或I<eq\f(U,R)能量轉(zhuǎn)化形式電流做功，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t電流做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能量：電功W＝UIt，電熱Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈電動(dòng)機(jī)、電解槽2、電功與電熱的區(qū)別與聯(lián)系(1)純電阻電路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t；P電＝P熱＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)。(2)非純電阻電路：電功W＝UIt，電熱Q＝I2Rt，W＞Q；電功率P電＝UI，熱功率P熱＝I2R，P電＞P熱。3、友情提醒(1)在非純電阻電路中，只能用W＝UIt，P＝UI計(jì)算電功和電功率；Q＝I2Rt及P熱＝I2R計(jì)算電熱和熱功率。(2)對于含有電動(dòng)機(jī)的電路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)是純電阻電路。二、變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問題1、變值電阻的功率：，而R0RS根據(jù)基本不等式，令y==≥2R0R0RS當(dāng)時(shí)，具有最小值，則功率P具有最大值?！嘟Y(jié)論：當(dāng)R0=R時(shí)，變值電阻R0的功率具有最大值2、P出與R的關(guān)系如圖所示。（R為變值電阻，r為定值電阻，P出為R的輸出功率）（1）當(dāng)R＝r時(shí)，R輸出功率最大Pm＝eq\f(E2,4r)，此時(shí)效率η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝50%。（2）當(dāng)R<r時(shí)，隨R的增大輸出功率越來越大。（3）當(dāng)R>r時(shí)，隨R的增大輸出功率越來越小。（4）當(dāng)P出<Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1、R2，且R1·R2＝r2。三、燈泡亮度問題1、當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)：U實(shí)＝U額→P實(shí)＝P額→額定功率越大，燈泡月亮。2、當(dāng)燈泡非正常發(fā)光時(shí)（額定電壓相同）：（1）兩燈泡串聯(lián)：I1=I2,根據(jù)P=I2R,電阻越大的燈泡越亮；（2）兩燈泡并聯(lián)：u1=u2,根據(jù)P=u2/R,電阻越大的燈泡越亮；典例·解讀類型一、非純電阻電路電功率與電熱計(jì)算例1、（多選）關(guān)于三個(gè)公式P＝UI、P＝I2R、P＝eq\f(U2,R)的適用范圍，以下說法正確的是()A、第一個(gè)公式普遍適用于求電功率，后兩式普遍適用于求電熱功率B、在純電阻電路中，三個(gè)公式既可適用于求電功率，又可適用于求電熱功率C、在非純電阻電路中，第一個(gè)公式可適用于求電功率，第二個(gè)公式可用于求電熱功率，第三個(gè)公式?jīng)]有意義D、由U＝IR可知，三個(gè)公式?jīng)]有任何區(qū)別，它們表達(dá)相同的意義，所示P即是電功率【【答案】BC.【解析】首先要明確，歐姆定律U＝IR只適用于純電阻電路，因此三個(gè)公式在純電阻電路中沒有區(qū)別，但在非純電阻電路中它們互不相同。其次，P＝UI表示電功率，而P＝I2R表示電熱功率。因此，在純電阻電路中，UI＝I2R，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能；而在非純電阻電路中，UI>I2R，即消耗的電能只有部分轉(zhuǎn)化為熱能。例2、規(guī)格為“220V36W”的排氣扇，線圈電阻為40Ω，求：(1)接上220V的電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率；(2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率?！尽敬鸢浮?1)35W；1W；(2)1210W；1210W.【解析】(1)發(fā)熱功率為P熱＝I2R。(2)機(jī)械能的功率為：P機(jī)＝P電－P熱。(3)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可理解為純電阻。(1)排氣扇在220V的電壓下正常工作時(shí)的電流為：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(36,220)A≈0.16A，發(fā)熱功率為：P熱＝I2R＝(0.16)2×40W≈1W。轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為：P機(jī)＝P－P熱＝36W－1W＝35W。(2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)成為純電阻電路，電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)中電流為I′＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,40)A＝5.5A，電動(dòng)機(jī)消耗的功率即電功率等于熱功率：P電′＝P熱′＝UI′＝220×5.5W＝1210W。類型二、變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問題例3、如圖，R0是定值電阻，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R時(shí)，其消耗的功率是30W；當(dāng)接入電路的阻值為3R時(shí)，其消耗的功率不可能是（

）A、10WB、20WC、30WD、80W【【答案】A.【解析】有圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。由題意可得：當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R時(shí)，其消耗的功率：；則

．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為3R時(shí)，消耗的功率為：.故選A．例4、如圖所示，電源電壓不變，定值電阻R阻值為18Ω。有四只白熾燈泡、、、，它們的規(guī)格分別為“3V，2W”、“6V，2W”、“12V，2W”、“24V，2W”。當(dāng)把它們分別接在電路中的M、N兩端時(shí)，實(shí)際功率最大的是（）A、B、C、D、【【答案】B.【解析】根據(jù)得，?？煞謩e計(jì)算出各個(gè)燈泡的阻值：R1=4.5Ω；R2=18Ω；R3=72Ω；R4=288Ω根據(jù)變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問題的結(jié)論，只需選擇電阻值與定值電阻相同的即可（若無相同，則選擇電阻最接近的）。故選B。類型三、燈泡亮度問題例5、一只標(biāo)有“10V5W”的甲燈和一只標(biāo)有“6V1.8W”的乙燈串聯(lián)接入電路，兩燈均能發(fā)光，則關(guān)于兩燈實(shí)際亮度的說法正確的是（不計(jì)溫度對燈絲電阻的影響）（）A、甲燈較亮B、乙燈較亮C、兩燈亮度相同D、以上三種情況均有可能【【答案】C.【解析】R甲＝eq\f(U甲2,P甲)＝eq\f(（10V）2,5W)＝20Ω，R乙＝eq\f(U乙2,P乙)＝eq\f(（6V）2,1.8W)＝20Ω，R甲＝R乙，又I甲＝I乙，由公式P＝I2R可知，P實(shí)甲＝P實(shí)乙。故選C。例6、在如圖所示的電路中，燈泡L1、L2上分別標(biāo)有“220V15W”和“220V60W”字樣，兩燈都發(fā)光時(shí)，若L1比L2亮，應(yīng)閉合的開關(guān)為______；若L2比L1亮，應(yīng)閉合的開關(guān)為______?！尽敬鸢浮縎2；S1、S3.【解析】兩燈泡的額定電壓相等，額定功率關(guān)系為P1＜P2，由公式P＝eq\f(U2,R)的變形式R＝eq\f(U2,P)可知，R1＞R2。因燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，所以，L1比L2亮?xí)r，L1的實(shí)際功率較大，由P＝I2R可知，兩燈泡應(yīng)串聯(lián)在電路中，即閉合開關(guān)S2；當(dāng)L2比L1亮?xí)r，由P＝eq\f(U2,R)可知，兩燈泡應(yīng)并聯(lián)在電路中，即閉合開關(guān)S1、S3。培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、（多選）如圖所示，R1＝20Ω，電動(dòng)機(jī)M繞組R2＝10Ω，當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A；當(dāng)開關(guān)合上時(shí)，若電壓U不變，電流表的示數(shù)I及電路消耗的功率P應(yīng)是()A、I＝1.5AB、I<1.5AC、P＝15WD、P<15W2、小亮家有一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，額定電壓為220V，額定功率為66W，將它接上220V電源后，發(fā)現(xiàn)因扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)。則此時(shí)電風(fēng)扇消耗的功率為()A．66WB．2420WC．11WD．不確定3、（多選）一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過相同的電流，在相同的時(shí)間內(nèi)()A．電爐放熱和電動(dòng)機(jī)放熱相等B．電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓C．電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率大于電爐的電功率4、有一內(nèi)電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110V60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A．電解槽消耗的電功率為120WB．電解槽的發(fā)熱功率為60WC．電解槽消耗的電功率為60WD．電路消耗的總功率為60W5、（多選）日常生活用的電吹風(fēng)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)可將頭發(fā)吹干。設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1，它與電熱絲的電阻R2相串聯(lián)，接到直流電源上，電吹風(fēng)兩端電壓為U，通過的電流為I，消耗的電功率為P，則以下選項(xiàng)正確的是()A．IU＞PB．IU＝PC．P>I2(R1＋R2)D．P＝I2(R1＋R2)6、如圖，電源電壓恒為4.5V，?的量程為“0～0.6A”，?的量程為“0～3V“，燈泡上標(biāo)有“2.5V1.25W”（不考慮燈絲電阻變化），滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“20Ω1A”。閉合開關(guān)，在保證電路安全的情況下，移動(dòng)滑片P的過程中（

）A、?的示數(shù)最大為0.6AB、燈泡消耗的最小功率為0.12WC、電路消耗的最大總功率為2.7WD、滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為4Ω7、如圖所示電路，電源電壓不變，小燈泡標(biāo)有“6V3W“字樣，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片P移至某一位置時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P1；當(dāng)滑片P移至某一端點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，電壓表示數(shù)變化了3V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P2，且P1：P2＝5：6．下列判斷正確的是（

）A、滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10ΩB、電路允許消耗的最大功率為4.5WC、小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑片P位于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)位置D、滑動(dòng)變阻器消耗的功率由P1變?yōu)镻2的過程中，小燈泡消耗的功率變化了0.6W8、在如圖所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)電表的示數(shù)都發(fā)生了變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用△I、△U1、△U2和△U3表示，電阻R1、R2、R3消耗的電功率分別用P1、P2、P3表示，下列選項(xiàng)正確的是（

）A、U1/I不變，△U1/△I變小B、U2/I變大，△U2/△I不變C、U3/I不變，△U3/△I不變D、P1變大，P2變小，P3變大9、a、b兩個(gè)燈炮分別標(biāo)有“36V、36W”“36V、72W”的字樣，把它們接在72V的電路中，為了使兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光且消耗電功率最小的連接方式是（

）A、B、C、D、10、小勤在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路如圖所示。電源電壓恒為4.5V，電壓表量程“0～3V”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格“50Ω

1A”，燈泡L標(biāo)有“2.5V

1.25W”字樣（忽略燈絲電阻變化）。在不損壞電路元件的情況下，下列判斷正確的是（

）A、燈泡兩端的最大電壓是1.5VB、該電路中電源的最大功率是1.25WC、電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5AD、滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是2.5Ω～10Ω二、填空題1、甲燈標(biāo)有“36V7.2W”字樣，乙燈標(biāo)有“12V1.2W”字樣。將它們串聯(lián)后接在電源上，其中一個(gè)燈泡能正常發(fā)光，正常發(fā)光的是燈泡_______，電源電壓是_______V，另一盞燈的實(shí)際功率是_______W。（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）2、將“36V27W”的甲燈泡和“36V18W”的乙燈泡并聯(lián)在電路中，電源電壓為24V，甲燈泡的實(shí)際功率為______W，乙燈泡的實(shí)際功率為______W，______燈泡更亮一些。（忽略溫度對燈絲電阻的影響）三、計(jì)算題1、如圖所示，燈L上標(biāo)有200W，電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有2000W，在A、B兩端加上220V的電壓時(shí)，燈和電動(dòng)機(jī)均正常工作，求電燈正常工作時(shí)的電阻。2、如圖所示的電路中，電源電壓為60V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R＝2Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R0＝1.6Ω，電壓表的示數(shù)為50V，電動(dòng)機(jī)正常工作，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率。

專題17-10其他類型例1、【答案】BC.【解析】首先要明確，歐姆定律U＝IR只適用于純電阻電路，因此三個(gè)公式在純電阻電路中沒有區(qū)別，但在非純電阻電路中它們互不相同。其次，P＝UI表示電功率，而P＝I2R表示電熱功率。因此，在純電阻電路中，UI＝I2R，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能；而在非純電阻電路中，UI>I2R，即消耗的電能只有部分轉(zhuǎn)化為熱能。例2、【答案】(1)35W；1W；(2)1210W；1210W.【解析】(1)發(fā)熱功率為P熱＝I2R。(2)機(jī)械能的功率為：P機(jī)＝P電－P熱。(3)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可理解為純電阻。(1)排氣扇在220V的電壓下正常工作時(shí)的電流為：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(36,220)A≈0.16A，發(fā)熱功率為：P熱＝I2R＝(0.16)2×40W≈1W。轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為：P機(jī)＝P－P熱＝36W－1W＝35W。(2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)成為純電阻電路，電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)中電流為I′＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,40)A＝5.5A，電動(dòng)機(jī)消耗的功率即電功率等于熱功率：P電′＝P熱′＝UI′＝220×5.5W＝1210W。例3、【答案】A.【解析】有圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。由題意可得：當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R時(shí)，其消耗的功率：；則

．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為3R時(shí)，消耗的功率為：.故選A．例4、【答案】B.【解析】根據(jù)得，。可分別計(jì)算出各個(gè)燈泡的阻值：R1=4.5Ω；R2=18Ω；R3=72Ω；R4=288Ω根據(jù)變值電阻與定值電阻串聯(lián)的功率最值問題的結(jié)論，只需選擇電阻值與定值電阻相同的即可（若無相同，則選擇電阻最接近的）。故選B。例5、【答案】C.【解析】R甲＝eq\f(U甲2,P甲)＝eq\f(（10V）2,5W)＝20Ω，R乙＝eq\f(U乙2,P乙)＝eq\f(（6V）2,1.8W)＝20Ω，R甲＝R乙，又I甲＝I乙，由公式P＝I2R可知，P實(shí)甲＝P實(shí)乙。故選C。例6、【答案】S2；S1、S3.【解析】兩燈泡的額定電壓相等，額定功率關(guān)系為P1＜P2，由公式P＝eq\f(U2,R)的變形式R＝eq\f(U2,P)可知，R1＞R2。因燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，所以，L1比L2亮?xí)r，L1的實(shí)際功率較大，由P＝I2R可知，兩燈泡應(yīng)串聯(lián)在電路中，即閉合開關(guān)S2；當(dāng)L2比L1亮?xí)r，由P＝eq\f(U2,R)可知，兩燈泡應(yīng)并聯(lián)在電路中，即閉合開關(guān)S1、S3。培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、BD解析：當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，U＝I1R1＝10V。開關(guān)合上時(shí)，U>I2R2，所以流過電動(dòng)機(jī)電流I2<eq\f(U,R2)＝1A，而I1＝0.5A，故I<1.5A，B對。P1＝Ieq\o\al(2,1)R1＝5W，P2<UI2＝10W，即P2<10W，故P<15W，D對。2、B解析：當(dāng)扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電路為純電阻電路，所以電風(fēng)扇消耗的功率也就是熱功率。P＝eq\f(U2,R)＝2420W。B對，A、C、D錯(cuò)。3、ABD解析：由Q熱＝I2Rt知A對；電爐為純電阻用電器，UIt＝I2Rt，U＝IR，電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，U′I′t>I′2Rt，U′>I′R，C錯(cuò)，B、D對。4、C解析：燈泡能正常發(fā)光，說明電解槽和燈泡均分得110V電壓，且干路電流I＝I燈＝eq\f(60W,110V)，則電解槽消耗的功率P＝P燈＝60W，C對A錯(cuò)；電解槽的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝1.3W，B錯(cuò)；整個(gè)電路消耗的功率P總＝220V×eq\f(60W,110V)＝120W，D錯(cuò)。5、BC解析：根據(jù)題意可知，通過電吹風(fēng)的電流為I，它兩端的電壓為U，所以它消耗的電功率P＝UI，B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)；電吹風(fēng)內(nèi)部有兩部分電阻，一是電熱絲的電阻，二是電動(dòng)機(jī)線圈的電阻，所以熱功率為I2(R1＋R2)，因?yàn)殡姽€有一部分轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，所以P＞I2(R1＋R2)。C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6、D7、B8、B9、B10、C二、填空題1、乙；30；1.8[解析]根據(jù)電功率公式P＝UI變形可得兩燈泡的額定電流分別為：I甲＝eq\f(P甲,U甲)＝eq\f(7.2W,3.6V)＝0.2A，I乙＝eq\f(P乙,U乙)＝eq\f(1.2W,12V)＝0.1A；因?yàn)榇?lián)電路中各處的電流相等，所以兩燈泡串聯(lián)時(shí)，電路中的最大電流為I＝I乙＝0.1A，即燈泡乙正常發(fā)光；由I＝eq\f(U,R)變形可得甲燈泡的電阻：R甲＝eq\f(U甲,I甲)＝eq\f(36V,0.2A)＝180Ω，此時(shí)甲燈泡的實(shí)際功率：P甲′＝I2R甲＝(0.1A)2×180Ω＝1.8W。乙燈泡的電阻：R乙＝eq\f(U乙,I乙)＝eq\f(12V,0.1A)＝120Ω，電源電壓為U＝I(R甲＋R乙)＝0.1A×(180Ω＋120Ω)＝30V。2、12；8；甲三、計(jì)算題1、2Ω解析：設(shè)A、B間的總電流為I，A、B間的總電壓U＝220V，A、B間消耗的總功率P＝200W＋2000W＝2200W。因?yàn)镻＝UI，所以I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2200,220)A＝10A。由IL＝I，PL＝Ieq\o\al(2,L)R，所以R＝eq\f(PL,I\o\al(2,L))＝eq\f(200,102)Ω＝2Ω。2、210W解析：電壓表的示數(shù)為電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，電源電壓已知，可得UR＝U源－U機(jī)＝(60－50)V＝10V， 由歐姆定律：I＝eq\f(UR,R)＝5A，對電動(dòng)機(jī)由能量關(guān)系有P電＝P熱＋P出，所以P出＝P電－P熱＝UI－I2R0＝(50×5－52×1.6)W＝210W。專題17-11電學(xué)綜合計(jì)算例1、在如圖甲所示的電路中，電源電壓恒定不變．R1、R2為定值電阻，已知電燈L的伏安特性曲線(即電流隨兩端電壓的變化圖像)如圖乙所示．當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.26A；當(dāng)開關(guān)S2、S3閉合，S1斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為1.25A；當(dāng)開關(guān)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A．求：(1)當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開，5min內(nèi)電路消耗的電能是多少？(2)當(dāng)開關(guān)S3閉合，S1、S2斷開，R2消耗的電功率是多大？甲乙【【答案】(1)390J；(2)0.24W.【解析】(1)當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，電路中只有L工作，已知IL＝0.26A，由圖像可知：UL＝5V，則電源電壓U＝UL＝5V，W＝UILt＝5V×0.26A×300s＝390J；(2)當(dāng)開關(guān)S2、S3閉合，S1斷開時(shí)，電路中只有R1工作，R1＝eq\f(U,I1)＝eq\f(5V,1.25A)＝4Ω.當(dāng)開關(guān)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，R1、R2和L三者串聯(lián)，已知I＝0.2A，由圖像可知：UL′＝3V，U1＝IR1＝0.2A×4Ω＝0.8V，U2＝U－U1－UL′＝5V－0.8V－3V＝1.2V，P2＝U2I＝1.2V×0.2A＝0.24W．例2、如圖所示，電源電壓保持不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，R1＝20Ω，滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“100Ω1A”．(1)閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2、S3，電流表示數(shù)為0.4A，求電源電壓．(2)閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V，求R3的阻值．(3)閉合開關(guān)S1、S2和S3，在不損壞電流表、電壓表的情況下，求滑動(dòng)變阻器R2的阻值取值范圍．【【答案】(1)8V；(2)50Ω；(3)40～100Ω.【解析】(1)閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2、S3，為R1的簡單電路，電流表示數(shù)為0.4A，根據(jù)歐姆定律可得，電源電壓：U＝I1R1＝0.4A×20Ω＝8V.(2)閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2，R2、R3串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)位置時(shí)，電壓表(測滑動(dòng)變阻器的電壓)的示數(shù)為4V．則電路中的電流：I2＝eq\f(U2,0.5R滑)＝eq\f(4V,50Ω)＝0.08A，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可得根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可得，R3的阻值：R3＝eq\f(U－U2,I2)＝eq\f(8V－4V,0.08A)＝50Ω.(3)閉合開關(guān)S1、S2和S3，R1、R2并聯(lián)，電壓表測電源電壓，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響，通過R1的電流為0.4A；電流表的量程為0～0.6A，則干路電流最大為0.6A，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過滑動(dòng)變阻器的最大電流：I最大＝I總大－I1＝0.6A－0.4A＝0.2A，由歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器連入電路的最小電阻：R滑?。絜q\f(U,I最大)＝eq\f(8V,0.2A)＝40Ω；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入阻值最大，總電流最小，沒有超過電流表量程，故滑動(dòng)變阻器的最大電阻為100Ω，在不損壞電流表、電壓表的情況下，滑動(dòng)變阻器R2的阻值取值范圍為40～100Ω.例3、如圖，電源電壓一定，已知燈泡L標(biāo)有“6V7.2W”字樣(燈絲電阻不受溫度影響)，R1＝10Ω.當(dāng)S、S1，閉合，且滑片P在a端時(shí)，燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)S、S2閉合，且P在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)處時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A.(1)求燈泡L的電阻阻值．(2)求滑動(dòng)變阻器Rx的最大值．(3)通過對S、S1、S2的控制和調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，可使電路所消耗的總功率最小，請求出電路總功率的最小值．【【答案】(1)5Ω；(2)40Ω；(3)0.72W.【解析】(1)因?yàn)闊襞軱標(biāo)有“6V7.2W”字樣，所以由P＝eq\f(U2,R)知道，燈泡L的電阻阻值是：RL＝eq\f(Ueq\o\al(2,額),P額)＝eq\f(（6V）2,7.2W)＝5Ω.(2)由電路圖可知，當(dāng)S、S1閉合，且滑片P在a端時(shí)，電路為燈泡L的簡單電路，且燈正常發(fā)光，所以電源電壓是：U＝U額＝6V；當(dāng)S、S2閉合時(shí)，R1與Rx串聯(lián)，電流表測電路中的電流，當(dāng)P在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)處時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律知道總電阻是：R1＋eq\f(Rx,2)＝eq\f(U,I)，即：10Ω＋eq\f(Rx,2)＝eq\f(6V,0.2A)，所以滑動(dòng)變阻器Rx的最大值是：Rx＝40Ω.(3)因?yàn)镽L＜R1，所以當(dāng)閉合S、S2，并且滑片在b端時(shí)，R1與Rx的最大阻值串聯(lián)，電路的總電阻最大，總功率最小，且電路總功率的最小值是：P最小＝eq\f(U2,R1＋Rx)＝eq\f(（6V）2,10Ω＋40Ω)＝0.72W．培優(yōu)·訓(xùn)練1、如圖甲所示，電源電壓保持不變，定值電阻R1＝10Ω，R2＝5Ω.滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“30Ω2.5A”．電流表A2選用0～3A的量程，電壓表選用0～15V的量程．閉合全部開關(guān)，電流表A1的示數(shù)為1A．求：(1)電源電壓．(2)若將表盤如圖乙所示的電流表A3接入電路，閉合全部開關(guān)，改變滑片位置，A3的指針恰好指在滿偏的三分之二處，滑動(dòng)變阻器接入電路的可能值．(3)用一個(gè)新的電源替代原來的電源，只閉合S，在保證電路安全的情況下，電源電壓的最大值．甲乙2、如圖所示的電路中，小燈泡上標(biāo)有“6V3.6W”字樣，滑動(dòng)變阻器R1的最大電阻為40Ω.當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；當(dāng)所有開關(guān)都閉合，滑片滑到A端時(shí)，A1、A2的示數(shù)之比是3∶1(燈的電阻保持不變)．求：(1)電源電壓．(2)當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí)，小燈泡兩端的實(shí)際電壓．(3)小燈泡消耗的最小電功率(不能為0)．3、如圖所示的電路中，電源的電壓為U保持不變，閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于某一位置A時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于另一位置B時(shí)，電流表的示數(shù)增大了0.2A，電阻R的功率增大了2W，求：(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于位置A時(shí)，流過定值電阻R的電流為多大？(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于位置B時(shí)，定值電阻R的功率為多大？(3)該定值電阻R的阻值為多少？4、如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡上標(biāo)有“8V”字樣，電流表的量程為0～1.2A，如圖乙是小燈泡的電流隨電壓變化的圖像．滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為20Ω，定值電阻R2的阻值為9Ω，當(dāng)閉合S和S2、斷開S1、滑動(dòng)變阻器的滑片移到中點(diǎn)時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．求：(1)電源電壓是多少？(2)閉合S和S1、斷開S2，為保證電流表的安全，滑動(dòng)變阻器的取值范圍為多少？(3)閉合S和S2、斷開S1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到17.5Ω時(shí)，這時(shí)小燈泡的功率為3.2W，此時(shí)電流表的讀數(shù)為多少？甲乙5、家用電飯鍋中自動(dòng)開關(guān)一般由感溫鐵氧體組成，將電飯鍋的自動(dòng)開關(guān)S按下，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，當(dāng)感溫鐵氧體溫度達(dá)到103℃時(shí)失去磁性，被吸鐵塊由彈簧彈開，使電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)．某家用電飯鍋內(nèi)部電路簡化示意圖如圖甲，某次使用該電飯鍋在220V的電壓下煮飯過程中，通過的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙．(1)當(dāng)鍋內(nèi)溫度為100℃時(shí)，自動(dòng)開關(guān)S與____(選填“1”或“2”)連接，此時(shí)電飯鍋處于________(選填“加熱”或“保溫”)狀態(tài)．(2)該電飯鍋此次工作30min消耗的電能為多少？(3)電阻R1與R2的阻值之比為多少？(4)若要使該電飯鍋的加熱功率提高到1100W，可以給電阻R1并聯(lián)一個(gè)阻值為多大的電阻R3?甲乙6、如圖是一個(gè)溫度可調(diào)的育苗箱電路，電源電壓為36V，且保持不變．發(fā)熱電阻R1的阻值為40Ω，R2為滑動(dòng)變阻器，其阻值變化范圍為0～50Ω，允許通過的電流足夠大．試求：(1)R1的最大功率是多少？(2)將滑片P移到某一位置，R2兩端電壓為6V時(shí)，通電5min，電流對整個(gè)電路做的功是多少？(3)在調(diào)節(jié)滑片P的過程中，滑動(dòng)變阻器R2能達(dá)到的最大功率是多少？專題17-11電學(xué)綜合計(jì)算例1、在如圖甲所示的電路中，電源電壓恒定不變．R1、R2為定值電阻，已知電燈L的伏安特性曲線(即電流隨兩端電壓的變化圖像)如圖乙所示．當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.26A；當(dāng)開關(guān)S2、S3閉合，S1斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為1.25A；當(dāng)開關(guān)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A．求：(1)當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開，5min內(nèi)電路消耗的電能是多少？(2)當(dāng)開關(guān)S3閉合，S1、S2斷開，R2消耗的電功率是多大？甲乙【【答案】(1)390J；(2)0.24W.【解析】(1)當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，電路中只有L工作，已知IL＝0.26A，由圖像可知：UL＝5V，則電源電壓U＝UL＝5V，W＝UILt＝5V×0.26A×300s＝390J；(2)當(dāng)開關(guān)S2、S3閉合，S1斷開時(shí)，電路中只有R1工作，R1＝eq\f(U,I1)＝eq\f(5V,1.25A)＝4Ω.當(dāng)開關(guān)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，R1、R2和L三者串聯(lián)，已知I＝0.2A，由圖像可知：UL′＝3V，U1＝IR1＝0.2A×4Ω＝0.8V，U2＝U－U1－UL′＝5V－0.8V－3V＝1.2V，P2＝U2I＝1.2V×0.2A＝0.24W．例2、如圖所示，電源電壓保持不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，R1＝20Ω，滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“100Ω1A”．(1)閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2、S3，電流表示數(shù)為0.4A，求電源電壓．(2)閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V，求R3的阻值．(3)閉合開關(guān)S1、S2和S3，在不損壞電流表、電壓表的情況下，求滑動(dòng)變阻器R2的阻值取值范圍．【【答案】(1)8V；(2)50Ω；(3)40～100Ω.【解析】(1)閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2、S3，為R1的簡單電路，電流表示數(shù)為0.4A，根據(jù)歐姆定律可得，電源電壓：U＝I1R1＝0.4A×20Ω＝8V.(2)閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2，R2、R3串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)位置時(shí)，電壓表(測滑動(dòng)變阻器的電壓)的示數(shù)為4V．則電路中的電流：I2＝eq\f(U2,0.5R滑)＝eq\f(4V,50Ω)＝0.08A，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可得根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可得，R3的阻值：R3＝eq\f(U－U2,I2)＝eq\f(8V－4V,0.08A)＝50Ω.(3)閉合開關(guān)S1、S2和S3，R1、R2并聯(lián)，電壓表測電源電壓，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響，通過R1的電流為0.4A；電流表的量程為0～0.6A，則干路電流最大為0.6A，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過滑動(dòng)變阻器的最大電流：I最大＝I總大－I1＝0.6A－0.4A＝0.2A，由歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器連入電路的最小電阻：R滑?。絜q\f(U,I最大)＝eq\f(8V,0.2A)＝40Ω；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入阻值最大，總電流最小，沒有超過電流表量程，故滑動(dòng)變阻器的最大電阻為100Ω，在不損壞電流表、電壓表的情況下，滑動(dòng)變阻器R2的阻值取值范圍為40～100Ω.例3、如圖，電源電壓一定，已知燈泡L標(biāo)有“6V7.2W”字樣(燈絲電阻不受溫度影響)，R1＝10Ω.當(dāng)S、S1，閉合，且滑片P在a端時(shí)，燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)S、S2閉合，且P在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)處時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A.(1)求燈泡L的電阻阻值．(2)求滑動(dòng)變阻器Rx的最大值．(3)通過對S、S1、S2的控制和調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，可使電路所消耗的總功率最小，請求出電路總功率的最小值．【【答案】(1)5Ω；(2)40Ω；(3)0.72W.【解析】(1)因?yàn)闊襞軱標(biāo)有“6V7.2W”字樣，所以由P＝eq\f(U2,R)知道，燈泡L的電阻阻值是：RL＝eq\f(Ueq\o\al(2,額),P額)＝eq\f(（6V）2,7.2W)＝5Ω.(2)由電路圖可知，當(dāng)S、S1閉合，且滑片P在a端時(shí)，電路為燈泡L的簡單電路，且燈正常發(fā)光，所以電源電壓是：U＝U額＝6V；當(dāng)S、S2閉合時(shí)，R1與Rx串聯(lián)，電流表測電路中的電流，當(dāng)P在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)處時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律知道總電阻是：R1＋eq\f(Rx,2)＝eq\f(U,I)，即：10Ω＋eq\f(Rx,2)＝eq\f(6V,0.2A)，所以滑動(dòng)變阻器Rx的最大值是：Rx＝40Ω.(3)因?yàn)镽L＜R1，所以當(dāng)閉合S、S2，并且滑片在b端時(shí)，R1與Rx的最大阻值串聯(lián)，電路的總電阻最大，總功率最小，且電路總功率的最小值是：P最?。絜q\f(U2,R1＋Rx)＝eq\f(（6V）2,10Ω＋40Ω)＝0.72W．培優(yōu)·訓(xùn)練1、如圖甲所示，電源電壓保持不變，定值電阻R1＝10Ω，R2＝5Ω.滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“30Ω2.5A”．電流表A2選用0～3A的量程，電壓表選用0～15V的量程．閉合全部開關(guān)，電流表A1的示數(shù)為1A．求：(1)電源電壓．(2)若將表盤如圖乙所示的電流表A3接入電路，閉合全部開關(guān)，改變滑片位置，A3的指針恰好指在滿偏的三分之二處，滑動(dòng)變阻器接入電路的可能值．(3)用一個(gè)新的電源替代原來的電源，只閉合S，在保證電路安全的情況下，電源電壓的最大值．甲乙2、如圖所示的電路中，小燈泡上標(biāo)有“6V3.6W”字樣，滑動(dòng)變阻器R1的最大電阻為40Ω.當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；當(dāng)所有開關(guān)都閉合，滑片滑到A端時(shí)，A1、A2的示數(shù)之比是3∶1(燈的電阻保持不變)．求：(1)電源電壓．(2)當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí)，小燈泡兩端的實(shí)際電壓．(3)小燈泡消耗的最小電功率(不能為0)．3、如圖所示的電路中，電源的電壓為U保持不變，閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于某一位置A時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于另一位置B時(shí)，電流表的示數(shù)增大了0.2A，電阻R的功率增大了2W，求：(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于位置A時(shí)，流過定值電阻R的電流為多大？(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于位置B時(shí)，定值電阻R的功率為多大？(3)該定值電阻R的阻值為多少？4、如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡上標(biāo)有“8V”字樣，電流表的量程為0～1.2A，如圖乙是小燈泡的電流隨電壓變化的圖像．滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為20Ω，定值電阻R2的阻值為9Ω，當(dāng)閉合S和S2、斷開S1、滑動(dòng)變阻器的滑片移到中點(diǎn)時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．求：(1)電源電壓是多少？(2)閉合S和S1、斷開S2，為保證電流表的安全，滑動(dòng)變阻器的取值范圍為多少？(3)閉合S和S2、斷開S1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到17.5Ω時(shí)，這時(shí)小燈泡的功率為3.2W，此時(shí)電流表的讀數(shù)為多少？甲乙5、家用電飯鍋中自動(dòng)開關(guān)一般由感溫鐵氧體組成，將電飯鍋的自動(dòng)開關(guān)S按下，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，當(dāng)感溫鐵氧體溫度達(dá)到103℃時(shí)失去磁性，被吸鐵塊由彈簧彈開，使電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)．某家用電飯鍋內(nèi)部電路簡化示意圖如圖甲，某次使用該電飯鍋在220V的電壓下煮飯過程中，通過的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙．(1)當(dāng)鍋內(nèi)溫度為100℃時(shí)，自動(dòng)開關(guān)S與____(選填“1”或“2”)連接，此時(shí)電飯鍋處于________(選填“加熱”或“保溫”)狀態(tài)．(2)該電飯鍋此次工作30min消耗的電能為多少？(3)電阻R1與R2的阻值之比為多少？(4)若要使該電飯鍋的加熱功率提高到1100W，可以給電阻R1并聯(lián)一個(gè)阻值為多大的電阻R3?甲乙6、如圖是一個(gè)溫度可調(diào)的育苗箱電路，電源電壓為36V，且保持不變．發(fā)熱電阻R1的阻值為40Ω，R2為滑動(dòng)變阻器，其阻值變化范圍為0～50Ω，允許通過的電流足夠大．試求：(1)R1的最大功率是多少？(2)將滑片P移到某一位置，R2兩端電壓為6V時(shí)，通電5min，電流對整個(gè)電路做的功是多少？(3)在調(diào)節(jié)滑片P的過程中，滑動(dòng)變阻器R2能達(dá)到的最大功率是多少？專題17-11電學(xué)綜合計(jì)算例1、【答案】(1)390J；(2)0.24W.【解析】(1)當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，電路中只有L工作，已知IL＝0.26A，由圖像可知：UL＝5V，則電源電壓U＝UL＝5V，W＝UILt＝5V×0.26A×300s＝390J；(2)當(dāng)開關(guān)S2、S3閉合，S1斷開時(shí)，電路中只有R1工作，R1＝eq\f(U,I1)＝eq\f(5V,1.25A)＝4Ω.當(dāng)開關(guān)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，R1、R2和L三者串聯(lián)，已知I＝0.2A，由圖像可知：UL′＝3V，U1＝IR1＝0.2A×4Ω＝0.8V，U2＝U－U1－UL′＝5V－0.8V－3V＝1.2V，P2＝U2I＝1.2V×0.2A＝0.24W．例2、【答案】(1)8V；(2)50Ω；(3)40～100Ω.【解析】(1)閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2、S3，為R1的簡單電路，電流表示數(shù)為0.4A，根據(jù)歐姆定律可得，電源電壓：U＝I1R1＝0.4A×20Ω＝8V.(2)閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2，R2、R3串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)位置時(shí)，電壓表(測滑動(dòng)變阻器的電壓)的示數(shù)為4V．則電路中的電流：I2＝eq\f(U2,0.5R滑)＝eq\f(4V,50Ω)＝0.08A，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可得，R3的阻值：R3＝eq\f(U－U2,I2)＝eq\f(8V－4V,0.08A)＝50Ω.(3)閉合開關(guān)S1、S2和S3，R1、R2并聯(lián)，電壓表測電源電壓，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響，通過R1的電流為0.4A；電流表的量程為0～0.6A，則干路電流最大為0.6A，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過滑動(dòng)變阻器的最大電流：I最大＝I總大－I1＝0.6A－0.4A＝0.2A，由歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器連入電路的最小電阻：R滑小＝eq\f(U,I最大)＝eq\f(8V,0.2A)＝40Ω；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入阻值最大，總電流最小，沒有超過電流表量程，故滑動(dòng)變阻器的最大電阻為100Ω，在不損壞電流表、電壓表的情況下，滑動(dòng)變阻器R2的阻值取值范圍為40～100Ω.例3、【答案】(1)5Ω；(2)40Ω；(3)0.72W.【解析】(1)因?yàn)闊襞軱標(biāo)有“6V7.2W”字樣，所以由P＝eq\f(U2,R)知道，燈泡L的電阻阻值是：RL＝eq\f(Ueq\o\al(2,額),P額)＝eq\f(（6V）2,7.2W)＝5Ω.(2)由電路圖可知，當(dāng)S、S1閉合，且滑片P在a端時(shí)，電路為燈泡L的簡單電路，且燈正常發(fā)光，所以電源電壓是：U＝U額＝6V；當(dāng)S、S2閉合時(shí)，R1與Rx串聯(lián)，電流表測電路中的電流，當(dāng)P在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)處時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律知道總電阻是：R1＋eq\f(Rx,2)＝eq\f(U,I)，即：10Ω＋eq\f(Rx,2)＝eq\f(6V,0.2A)，所以滑動(dòng)變阻器Rx的最大值是：Rx＝40Ω.(3)因?yàn)镽L＜R1，所以當(dāng)閉合S、S2，并且滑片在b端時(shí)，R1與Rx的最大阻值串聯(lián)，電路的總電阻最大，總功率最小，且電路總功率的最小值是：P最小＝eq\f(U2,R1＋Rx)＝eq\f(（6V）2,10Ω＋40Ω)＝0.72W．培優(yōu)·訓(xùn)練1、解：(1)由電路圖可知，閉合全部開關(guān)，R2被短路，滑動(dòng)變阻器R和定值電阻R1并聯(lián)，電流表A1測通過R1的電流，即I1＝1A，電壓表測電源電壓，由歐姆定律得，電源電壓：U＝I1R1＝1A×10Ω＝10V.(2)將A3接入電路，開關(guān)全部閉合，由題意知，有兩種連接方法：①當(dāng)A3串聯(lián)在干路中時(shí)，由于I1＝1A，則A3選用0～3A的量程，由題意知，干路中的電流：I＝eq\f(2,3)×3A＝2A，通過滑動(dòng)變阻器的電流：I滑1＝I－I1＝2A－1A＝1A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值：R滑1＝eq\f(U,I滑1)＝eq\f(10V,1A)＝10Ω.②當(dāng)A3與R串聯(lián)時(shí)，A3可選用0～3A和0～0.6A的量程，若A3選用0～3A，則有I滑2＝2A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值：R滑2＝eq\f(U,I滑2)＝eq\f(10V,2A)＝5Ω；若A3選用0～0.6A，則有I滑3＝0.4A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值：R滑3＝eq\f(U,I滑3)＝eq\f(10V,0.4A)＝25Ω，所以，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值可能為10Ω、5Ω、25Ω.(3)只閉合S時(shí)，R和R2串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表A2測電路中的電流，由題意知，電路中的最大電流：I最大＝2.5A，當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，即UV＝15V，新電源電壓最大，此時(shí)R2兩端的電壓：U2＝I最大R2＝2.5A×5Ω＝12.5V，則新電源電壓的最大值：U最大＝UV＋U2＝15V＋12.5V＝27.5V．2、解：(1)小燈泡上標(biāo)有“6V3.6W”字樣，表示小燈泡的額定電壓為6V，額定功率為3.6W，小燈泡的額定電流：I＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(3.6W,6V)＝0.6A，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：RL＝eq\f(UL,IL)＝eq\f(6V,0.6A)＝10Ω，當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，小燈泡與滑動(dòng)變阻