初中物理中考复习 必刷13 电功、电功率、电能和电热-备战2020年中考物理必刷论述、计算80例（解析版）

这是一份初中物理中考复习 必刷13 电功、电功率、电能和电热-备战2020年中考物理必刷论述、计算80例（解析版），共30页。试卷主要包含了的变化而改变，且能满足实际需要，如图为某型号电动机的铭牌，求等内容，欢迎下载使用。
必刷13 电功、电功率、电能和电热

电功、电能
例65．(2019·赤峰)同学们发现电饭锅、电高压锅等用电器的功率都是可以调节的。于是，他们利用实验室中的器材，设计了一个功率可以调节的电路（如图所示）来模拟上述电器的工作状况。已知R1＝10Ω，学生电源提供的电压为12V且保持不变，R1、R2电阻保持不变。

（1）开关S1闭合且开关S2接a时，电路的总功率为21.6W。
①此时R1与R2　 　联；
②求：电路中总电流和R2阻值
（2）开关S1断开且开关S2接b时，求：10s时间内电流通过整个电路做的功。
【答案】（1）①并；②1.8A， 20Ω（2）48J
【解析】（1）开关S1闭合且开关S2接a时，R1、R2并联，利用P＝UI求出总电流，根据欧姆定律求出R1的电流，然后根据并联电路的特点求出R2的电流和R2阻值；
（2）开关S1断开且开关S2接b时，R1、R2串联，求出电路中的总电阻，根据W＝I2Rt即可求出电流通过整个电路做的功。
（1）由图知，开关S1闭合且开关S2接a时，R1、R2并联，
根据P＝UI可得总电流：I＝＝＝1.8A，
通过R1的电流：I1＝＝＝1.2A，
因并联电路干路电流等于各支路电流之和，
所以通过R2的电流：I2＝I－I1＝1.8A－1.2A＝0.6A；
由I＝可得，R2的阻值：R2＝＝＝20Ω；
（2）开关S1断开且开关S2接b时，R1、R2串联，
则总电阻：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω，
所以，10s时间内电流通过整个电路做的功：W＝t＝×10s＝48J。

电功率
例66．（2019·益阳）洞庭湖区域盛产水稻，早稻收获期恰逢长江中下游梅雨季节。为解决早稻收获后稻谷霉变问题，某科技小组设计了一个稻谷烘干机。它的电路图如图甲所示，M为电动鼓风机，R为湿敏电阻，其阻值能根据相对湿度（水蒸气含量）的变化而改变，且能满足实际需要。R0为10Ω的定值发热电阻。

（1）若鼓风机的额定电压为220V，额定功率为440W，鼓风机正常工作的电流为多大？
（2）相对湿度在40%～80%范围内时，R的阻值随相对湿度变化的关系如图乙所示。当相对湿度为70%时，试求发热电阻R0的电功率为多大？
【答案】（1）2A；（2）4000W
【解析】（1）根据P=UI变形可求鼓风机正常工作的电流；
（2）如图乙所示，当相对湿度为70%时，可知R接入电路的电阻，再根据欧姆定律可求发热电阻R0的电流，由P=I2R可求发热电阻R0的电功率。
解：（1）由P=UI可得，鼓风机正常工作的电流：I===2A；
（2）由图甲可知，鼓风机与电阻并联，电阻R与R0串联在同一条支路中，
如图乙所示，当相对湿度为70%时，湿敏电阻R的阻值：R=1Ω，电阻R与R0支路中的电流： I′===20A，发热电阻R0的电功率： P0=I′2R0=(20A)2×10Ω=4000W。

电热
例67． (2019·新疆)如图所示电路中，电阻Rl的阻值为2 Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为1 V，V2的示数为2 V。求：

（1）电源两端的电压；
（2）迪过R1的电流和R2的阻值；
（3）R2在1 min内产生的热量。
【答案】（1）3V （2）0.5A ，4Ω （3）60J
【解析】（1）电路为R1、R2串联，二者两端电压之和为电源两端的电压，U=U1+U2=1V+2V=3V；
（2）根据欧姆定律，I1===0.5A。
因为R1、R2串联，所以I2=I1=0.5A，根据欧姆定律，R2===4Ω。
（3）根据焦耳定律，Q=I22R2t=（0.5A）2×4Ω×60s=60J。

求通电时间
例68．（2019·宜昌）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，华为“Mate 20 pro”不仅采用4200mAh超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。


（1）表格中的电池“容量”，是哪几个物理量进行了怎样运算的结果？
（2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 4A”，其中有一个是快速充电器。假设充电效率为90%，选用快速充电器将电池从零充满需要多少分钟？
（3）有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，请你从线路安全的角度来分析为什么有这样的区别。
【答案】（1）表格中的电池“容量”是电流与时间的乘积；（2）需要51.8min；（3）充电线较粗可以减小电阻，在充电过程中产生的热量较少。
【解析】（1）mA是电流的常用单位，h是时间的常用单位，据此得到“容量”的含义；
（2）已知充电器输出电压和电流，可以得到输出功率，输出功率越大表示充电越快；已知电池容量、电压和充电效率，可以得到需要的电能；已知电池电能和充电功率，可以得到充电时间；
（3）在材料和长度一定时，横截面积越大电阻越小；由焦耳定律知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生热量越多。
解：（1）已知电池的容量是“4200mAh”，mA是电流的常用单位，h是时间的常用单位，所以“容量”是电流与通电时间的乘积；
（2）两个充电器的充电功率分别为：P1＝U1I1＝5V×0.6A＝3W，P2＝U2I2＝5V×4A＝20W，
所以第二个的充电速度快；
电池充满电储存的电能为：W储＝U电池Q＝3.7V×4.2A×3600s＝55944J，
已知充电效率为η＝90%，
则消耗的电能：W充===62160J；
由P=可得，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间：t===3108s＝51.8min；
（3）充电器的充电线有电阻，由焦耳定律知，工作过程中会产生热量；充电线尽可能做得粗一些，目的是减小电阻，使充电过程中产生的热量少一些。


1． (2019·海南)小明根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I—U图像如图乙所示。

求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻。
（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能。
（3）经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？
（4）小明认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因。
【答案】（1）6Ω （2）3600J （3）25% （4）灯泡发光时的电压比电源电压小太多或者滑动变阻器消耗的电能太多（合理即可得分）
【解析】（1）由图乙可知，小灯泡正常发光时的电流I额=1A，额定电压U额=6V
小灯泡正常发光时的电阻R===6Ω
（2）小灯泡正常发光消耗的电能 W=UIt=6V×1A×10×60s=3600J
（3）小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，即=50%
由P额=U额I额=6V×1A=6W 解得此时电路总功率P=12W
电源电压U===12V 当小灯泡两端的电压为3V时，流过小灯泡的电流为0.7A
此时小灯泡的实际功率P实=U1I1=3V×0.7A=2.1W
电路总功率P′=UI1=12V×0.7A=8.4W
小灯泡的实际功率P实占电路总功率的百分比为==25%
（4）灯泡发光时的电压比电源电压小太多或者滑动变阻器消耗的电能太多（合理即可得分）
2．（2019·吉林）某种荧光台灯铭牌上标有“额定功率11W，额定电流0.05A”的字样。当台灯正常发光时，求：
（1）台灯两端的电压；
（2）10s内台灯消耗的电能。
【答案】 （1）台灯两端的电压：U===220V；（2）10s内台灯消耗的电能：W=Pt=11W×10s=110J。
【解析】 （1）已知额定功率和额定电流，根据公式U=计算台灯两端的电压；
（2）已知台灯的功率和时间根据公式W=Pt计算消耗的电能。
3．(2019·泰州)如图为某型号电动机的铭牌，求：
(1)此电动机的额定电流.
(2)此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能.
★★牌电动机
型号
JT-44
额定电压
220V
额定电功率
44W
线圈电阻
100Ω
制造商★★★★★★
【答案】（1）0.2 A（2）2.64×104J 2. 4×104J
【解析】解：（1）由P=UI可得，电动机的额定电流：I额===0.2A；
（2）此电动机正常工作10 min所消耗的电能：W电=P额t=44W×600s=2.64×104J，
这台电动机10 min内产生的热量：Q=I2Rt=(0.2A)2×100Ω×600s=2400J；
转化的机械能：W机=W电－Q=2.64×104J－2400J= 2. 4×104J；
4．(2019·百色)如图所示的电路，电源电压恒定，R1、R2为两个定值电阻，L为“2.5V 0.5W”的小灯泡。开关S1、S2、S3均闭合时，电流表A1的示数为0.55A，A2的示数为0.1A；保持S1闭合，断开S2、S3，小灯泡L恰好正常发光。求：

（1）小灯泡正常发光时的阻值RL；
（2）小灯泡正常发光1min所消耗的电能；
（3）电源电压和电阻R1、R2的阻值。
【答案】（1）12.5Ω （2）30J （3）R1=10Ω R2=45Ω
【解析】（1）由P=UI可得：小灯泡正常发光时通过它的电流IL===0.2A
由I=可得：小灯泡正常发光时阻值RL=== 12.5Ω
（2）小灯泡正常发光1min所消耗的电能：W=Pt=0.5W×60s=30J
（3）S1、S2、S3均闭合时，电阻R1、R2并联，小灯泡没有接入电路，设电源电压为U，则通过电阻R1的电流I1=I－I2=0.45A，即有U=0.45A R1……①
保持S1闭合，断开S2、S3时，R1与小灯泡串联
U=IL R1+ U额 即有U=0.2A R1+ 2.5V……② 联立①②解得U=4.5V R1=10Ω
R2== = 45Ω
5．（2019·毕节）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。

（1）求电源电压；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。
【答案】（1）12V（2）1.2A（3）1920J。
【解析】解：（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，
由I＝可得，电源电压：U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流，
则电流表的示数：I2＝＝＝1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1、R2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流：I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A，
通电100s整个电路消耗的电能：W＝UIt＝12V×1.6A×100s＝1920J。
6．(2019·锦州)为培养同学们的探究能力，某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行研究。现取“6V 6W”和“6V3W”的小灯泡L1和L2各一个，标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器一个，量程为0～0.6A的电流表和量程为0～3V的电压表各一个，根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图象，如图甲所示。求：

（1）小灯泡L2的额定电流。
（2）将两灯并联接在电压为6V的电源两端，10min内电路消耗的电能。
（3）将小灯泡L2与滑动变阻器R串联接在电压为12V的电源两端，如图乙所示。闭合开关S，调节滑动变阻器，为了保证电路元件安全，求滑动变阻器允许接入电路的最小阻值。
【答案】（1）0.5A（2）5400J（3）12Ω。
【解析】（1）由P＝UI可得，小灯泡L2的额定电流I2额＝＝＝0.5A；
（2）将L1和L2并联接在6V电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，
所以，电路的总功率：P＝P1+P2＝6W+3W＝9W，
由P＝可得10min内电路消耗的电能：W＝Pt＝9W×10×60s＝5400J；
（3）由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，
为了保证电路元件安全，灯泡正常发光时的电流为电路中电流，
由I＝可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R滑最小＝＝＝＝12Ω。
7．(2019·眉山)如图甲所示，灯泡L标有“20V 8W”的字样，把它与滑动变阻器R′串联接入电路，电源电压恒为25V，灯泡L的I-U图象如图乙所示。求：
（1）当灯泡L正常发光时，整个电路1min内消耗的电能；
（2）移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡L消耗的实际功率为3W，滑动变阻器连入电路的电阻值为多少？滑动变阻器消耗的电功率为多少？

【答案】（1）已知灯泡的额定电压为20V，由图象知，当灯泡的电压为U额=20V时，通过的电流I额=0.4A，由于串联电路电流处处相等，所以电路中的电流为I=I额=0.4A，此时整个电路1min内消耗的电能：W=UIt=25V×0.4A×1×60s=600J；
（2）由图象知，当灯泡实际功率P实=3W时，U实=10V，I实=0.3A，
滑动变阻器两端的电压：U′=U－U实=25V－10V=15V，通过的电流为I′=I实=0.3A，
由I=可得，滑动变阻器连入电路的电阻值：R′== =50Ω；
滑动变阻器消耗的功率：P′=U′I′=15V×0.3A=4.5W。
答：（1）当灯泡L正常发光时，整个电路1min内消耗的电能为600J；
（2）移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡L消耗的实际功率为3W，滑动变阻器连入电路的电阻值为50Ω；变阻器消耗的电功率为4.5W。
【解析】（1）已知灯泡的额定电压为20V，也就是灯泡正常工作时的电压，由图象可以得到此时的电路电流。串联电路电流处处相等，已知电源电压和电路电流，利用公式W=UIt得到整个电路消耗的电能；
（2）由图象可以得到灯泡实际功率为3W时的电压和电流，根据电源电压和灯泡实际电压可以得到滑动变阻器两端电压；已知滑动变阻器两端电压和通过的电流，可以得到滑动变阻器接入电路的电阻及消耗的电功率。
此题考查了串联电路的特点和电能、电功率计算公式的应用，根据图象得到两种情况下灯泡两端电压和通过的电流，是解答此题的关键。
8．(2019·绵阳)为减少碳排放，国家鼓励发展电动车。综合续航里程是电动车性能的重要指标，我国目前测试综合续航里程的标准是：电动车充满电后，重复以下一套循环，将电能耗尽后实际行驶的里程就是综合续航里程。一套循环：由4个市区工况与1个市郊工况组成。市区工况是模拟在市区速度较低的情况，每1个市区工况平均时速18km/h，行驶时间200s；市郊工况是模拟交通畅通的情况，每1个市郊工况平均时速64.8km/h，行驶时间400s。国产某型号的电动汽车有四个相同的轮胎，空载整车质量2400kg，在水平地面上时每个轮胎与地面的接触面积是0.06m2，使用的液冷恒温电池包充满电后蓄电池电能是70kW•h。某次测试，在市区工况行驶过程中，电动汽车平均牵引力大小是480N，在市郊工况行驶过程中，电动汽车平均牵引力大小是600N，测得的综合续航里程是336km。g取10N/kg。求：
（1）空载时轮胎对地面的压强。
（2）本次测试中，完成1个市区工况，电动汽车牵引力做的功。
（3）本次测试中，完成一套循环，电动汽车平均消耗多少kW•h的电能。
【答案】（1）105Pa（2）4.8×105J（3）2.3kW•h
【解析】（1）根据G=mg算出空载时整车的重力，根据p＝算出空载时轮胎对地面的压强；
（2）根据一个市区的速度和时间算出完成1个市区工况的路程，根据W=Fs算出完成1个市区工况，电动汽车牵引力做的功；
（3）根据一个市郊的速度和时间算出完成1个市郊工况的路程，根据W=Fs算出完成1个市郊区工况，电动汽车牵引力做的功；将两次做的功相加就是完成一套循环，电动汽车平均消耗的电能。
（1）空载时整车的重力：G=mg=2400kg×10N/kg=2.4×104N；
空载时轮胎对地面的压强：p＝＝=105Pa；
（2）根据v=知，每1个市区工况的距离：s市区=v市区t市区= m/s×200s=1000m，
电动汽车牵引力做的功：W市区=F市区s市区=480N×1000m=4.8×105J；
（3）每1个市郊工况的距离：s市郊=v市郊t市郊= m/s×400s=7200m，
电动车完成一套循环行驶的路程为s，综合续航里程为s0，将电能耗尽完成一套循环的个数为n，则s=4s市区+s市郊=4×1000m+7200m=11200m=11.2km，n＝＝=30；
电动车完成一套循环平均消耗的电能为E，电池包蓄能为E总，则 E＝＝= 2.3kW•h。
9．（2019·广东）如图所示，电源的电压恒定R1、R2为定值电阻。R2的阻值为60Ω．只闭合开关S0时，电流表的示数为0.2A，再闭合开关Sl时，电流表的示数为0.6A，求：
R2
R1
S0
S1
A

（1）电源的电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）开关S0、Sl均闭合后，通电l0s电路消耗的总电能。
【答案】（1）12V；（2）30Ω；（3）72J
【解析】解：（1）只闭合开关S0时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，
由I＝可得，电源的电压：U＝I2R2＝0.2A×60Ω＝12V；
（2）闭合S0、Sl时，R1与R2并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R2的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流：
I1＝I－I2＝0.6A－0.2A＝0.4A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻R1的阻值：
R1＝＝＝30Ω；
（3）开关S0、Sl均闭合后，通电l0s电路消耗的总电能：
W＝UIt＝12V×0.6A×10s＝72J。
10．（2019·苏州）如图所示电路中，电源电压为6V,电阻R1、R2的阻值分别为12Ω和6Ω闭合开关S则：
(1)电流表的示数是多少？
(2)求电阻R2在1min内消耗的电能；
(3)断开开关S，将电阻R2拆下，再将最大阻值为30Ω的滑动变阻器R3接入剩余电路中，重新闭合S，移动滑片，记录电流表示数如下表所示。
①表中有1个数据记录错误，该数据是 ；
②请根据表中数据判断R1与R3的连接方式并简述理由： 。
序号
1
2
3
电流（A）
0.12
0.25
0.40

【答案】0.5A 360J 0.12 串联；如果并联，滑片移动电流表示数不变。
【解析】
解：（1）闭合开关S，两只电阻R1、R2并联，电流表测量通过R1的电流。
电流表的示数为I1= = =0.5A；
（2）电阻R2在1min内消耗的电能为W2= t=×60s=360J；
（3）假设R1与R3并联，由于R1阻值、两端电压都不变，所以滑片移动对R1支路无影响，也就是电流表示数应该不变；
但已知滑片移动过程中电流表示数变化，所以是R1与滑动变阻器串联；
在第一组数据中，电流表的示数是I=0.12A，已知电源电压为U=6V，
因为I=，所以电路总电阻为R= = =50Ω，
而滑动变阻器即使全部接入电路，电路总电阻最大为R实=R1+R3=12Ω+30Ω=42Ω＜50Ω，所以第一组数据就是错误的。
11．(2019·沈阳)如图11所示的电路中，a和b是两个接线柱，电源电压恒为6V。若只闭合S1，电流表的示数为0.6A：若ab间接入小灯泡L，且只闭合S1、S3，此时小灯泡L恰好正常发光，电流表示数为1A；若ab间接入定值电阻R2，且只闭合S2，电流表示数为0.2A。求：

(1)小灯泡L的额定功率是多少？
(2)只闭合S2时，ab间接入的定值电阻R2通电1min所消耗的电能是多少？
【答案】（1）2.4W （2）48J
【解析】
（1）当只闭合S1时，只有R1接入电路 R1===10Ω
当小灯泡L接ab间，且只闭合S1、S3时，R1与小灯泡L并联，小灯炮正常发光
U=U1=UL=6V I1=0.6A IL=I－I1=1A－0.6A=0.4A
PL=UIL=6V×0.4A=2.4W
（2）当R2接ab间，且只闭合S2时，R1与R2串联。I′=I1′=I2′=0.2A
U1′=I1′R1=0.2A×10Ω=2V U2′=U总－U1′=6V－2V=4V
W2= U2′I2′t =4V×0.2A×60s=48J
12．(2019·济南)如图甲所示电路中，定值电阻R的阻值为20Ω，电源电压保持不变。闭合开关S后，整个电路正常工作，两电流表的表盘均如图乙所示。求：

（1）通过灯泡L的电流是多少安？
（2）电源两端的电压是多少伏？
（3）灯泡L消耗的电功率是多少瓦？
（4）整个电路工作10s消耗了多少焦的电能？
【答案】（1）0.8A（2）4V（3）3.2W（4）40J
【解析】（1）由题意，可知：I=1A，IR=0.2A，
因为灯泡L与定值电阻R并联，所以通过灯泡L的电流 IL= I－IR=1A－0.2A=0.8A
（2）由公式I=得：UR= IRR=0.2A×20Ω=4V
因为灯泡L与定值电阻R都并联在电源两端，所以电源电压U= UL =UR=4V
（3）灯泡L消耗的电功率 PL = UL IL =4V×0.8A=3.2W
（4）整个电路工作10s消耗的电能 W=UIt=4V×1A×10s=40J
13．(2019·莱芜)小华将滑动变阻器和小灯泡串联组成了如图甲所示的调光电路，其电源电压为6V，灯泡的额定电压为2.5V。调节滑动变阻器的滑片，从a端开始向b端移动到某一位置的过程中，测出了多组电流和电压值，并绘制了如图乙所示的图象。求：

（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）小灯泡的额定功率；
（3）小灯泡正常发光10min所消耗的电能；
（4）小华手边还有一只额定电压为1.5V，正常工作时电阻为7.5Ω的灯泡，若将此灯泡替代甲图中的灯泡，请你通过计算说明该灯泡能否在这个电路中正常发光。
【答案】（1）20Ω（2）1W（3）600J（4）这说明该灯泡不能在这个电路中正常发光
【解析】（1）由乙图可知，当滑片P在最右端时，电压表示数为4.8V，电流表示数为0.24A Rmax===20Ω
（2）由乙图可知，当U=2.5V时，I=0.4A，由电功率公式得 P额=UI=2.5V×0.4A=1W
（3）W=Pt=1W×600s=600J
（4）假设小灯泡正常工作，由欧姆定律得 I===0.2A
该电路允许的最大电压为 Umax=I（R灯+ Rmax）=0.2A×（7.5Ω+20Ω）=5.5V﹤6V
这说明该灯泡不能在这个电路中正常发光。

14．(2019·云南)如图，R1＝6Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为1A；S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为0.2A．求：

（1）电源电压；
（2）电阻R2的阻值；
（3）当S1、S2闭合，S3断开时，电路的总功率。
【答案】（1）6V；（2）24Ω；（3）7.5W
【解析】
（1）当S1闭合，S2、S3断开时，电路为R1的简单电路，
由I＝可得，电源的电压：U＝I1R1＝1A×6Ω＝6V；
（2）当S3闭合，S1、S2断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
此时电路中的总电阻：R＝＝＝30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻R2的阻值：R2＝R－R1＝30Ω－6Ω＝24Ω；
（3）当S1、S2闭合，S3断开时，R1与R2并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，电路的总功率：P＝ + ＝+ ＝7.5W。
15．（2019·成都A卷）在如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变.R1、R2为定值电阻,已知电灯L的伏安特性曲线（即电流随两端电压的变化图像)如图乙所示。当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为0.26A；当开关S2、S3闭合,S1断开时,电流表的示数为1.25A；当开关S3闭合,S1、S2断开时，电流表的示数为0.2A。求: (1)当开关S1、S3闭合,S2断开，5min内电路消耗的电能是多少? (2)当开关S3闭合, S1、S2断开，R2消耗的电功率是多大?

【答案】（1）390J（2）0.24W
【解析】本题为电学计算题，考查电路的连接状态，欧姆定律计算，以及电功和电功率的公式运用，难度偏中等；题中有三个连接状态，需要考生掌握不同状态的电路情况；电阻R1的阻值没让求，但是也会用到，另外值得注意的是伏安特性曲线，说明灯泡的电阻也在随着两端电压的变化而变化，考生容易犯错计算出灯泡的固定阻值。
（1）由题意知：当开关S1、S3闭合，S2断开时
R1和R2被短路，只有灯泡L和电流表接入电路
电流I1=0.26A，由图知电源电压U=5V
W=UIt=0.26A×5V×300s=390J
（2）当开关S2、S3闭合，S1断开时，只有R1和电流表接入电路
由欧姆定律得R1= ==4Ω
当开关S3闭合，S1、S2断开时，R1、R2和灯泡串联，此时I3=0.2A
由图像可知，灯泡此时电压UL=3V
R1分得电压U1=0.2A×R1=0.8V
R2分得电压为U2=5V－3V－0.8V=1.2V
所以R2消耗的电功率P2= U2 I2=1.2V×0.2A=0.24W
16．（2019·贵阳）如图所示电路，电源电压恒为8V，小灯泡标有“6V 3W”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：

（1）小灯泡的额定电流；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值。
（3）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率。
【答案】（1）0.5A（2）4Ω（3）0.75W
【解析】（1）灯泡的额定电流：I额===0.5A
（2）灯泡正常工作时电路中的电流为：I= I额=0.5A
滑动变阻器两端的电压：UR=U－U额=8V－6V=2V，
所以滑动变阻器的电阻为：R===4Ω
（3）灯泡的电阻：RL===12Ω
当电压表示数为3V时，灯泡两端的电压为3V，
此时灯泡的实际功率为：PL===0.75W
17． (2019·济宁)如图17所示,电路中的电源电压不变。只用一根导线连接b、c时,电阻R上的电压为9.6V,通过灯泡L的电流为0.2A;用一根导线连接a、b,一根导线连接c、d时,电阻R与灯泡L的电功率之比为1︰4,灯泡L正常发光。求

(1)电阻R的阻值;
(2)灯泡L的额定电压;
(3)只用一根导线连接c、d时电路消耗的总功率
【答案】（1）48Ω（2）12V（3）12W
【解析】（1）只用一根导线连接b、c时，灯泡L与电阻R串联，串联电路电流处处相等，所以电阻R的电流也为0.2A，根据I＝得电阻R的阻值：R＝＝＝48Ω；
（2）用一根导线连接a、b，一根导线连接c、d时，灯泡L和电阻R并联，并联电路电压处处相等，根据P＝知电阻R和灯泡L的电功率之比为：PR︰PL＝︰＝＝，
解得：RL＝R＝×48Ω＝12Ω，
灯泡L与电阻R串联时，小灯泡两端的电压为：UL＝IRL＝0.2A×12Ω＝2.4V，
电源电压为：U＝UL+UR＝9.6V+2.4V＝12V，
因为灯泡与电阻R并联时，灯泡正常发光，所以灯泡L的额定电压就是电源电压，为12V；
（3）只用一根导线连接c、d时只有灯泡工作，
此时电路消耗的总功率为：P＝＝＝12W。
18． (2019·聊城)如图所示，电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V 3.6W”字样且灯丝电阻保持不变，当只闭合S、S1时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电流表A的示数是1.8A．求：

（1）定值电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）小灯泡通电时消耗的最小电功率。
【答案】解：（1）由图可知，只闭合S、S1时，L与R1串联，
小灯泡正常发光，由串联电路电流特点和P=UI可得电路中电流：I=I1=IL= = =0.6A，
由串联电路的电压特点知，R1两端电压：U1=U－U额=12V－6V=6V，
所以R1的阻值：R1= = =10Ω；
（2）由图可知，当所有开关都闭合时，R1和R2并联，电流表测干路电流，滑片在最右端，其连入阻值最大，通过R1的电流：I1= = =1.2A，
通过R2的电流：I2=I－I1=1.8A－1.2A=0.6A，
所以R2的最大阻值：R2= = =20Ω；
（3）串联电路有分压的特点，且R1＜R2，所以当S、S2闭合且滑片在右端时，灯泡和变阻器R2的最大阻值串联，此时灯泡分得电压最小，灯泡消耗的电功率最小，
灯泡的电阻：RL= ==10Ω，
电路中的最小电流：I′= = =0.4A，
所以灯泡通电消耗的最小电功率：P最小=I′2RL=（0.4A）2×10Ω=1.6W。
【解析】
（1）只闭合S、S1时，L与R1串联，小灯泡正常发光，由P=UI计算电路中电流，由串联电路特点和欧姆定律计算R1的阻值；
（2）当所有开关都闭合时，R1和R2并联，电流表测干路电流，滑片在最右端，由并联电路特点和欧姆定律计算R2的最大阻值；
（3）当灯泡两端电压最小时其功率最小，由串联电路分压特点结合电路图分析电路的连接情况，从而计算小灯泡的最小电功率。
本题考查了串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，正确分析开关在不同状态下电路的连接方式以及电表的作用是关键。
19．(2019·凉山)如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R最大阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 3W”字样。闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最左端时，小灯泡L恰好正常发光。闭合开关S、S1，断开开关S2，电压表的示数为3.6V，忽略小灯泡电阻随温度的变化。求：

（1）电源的电压及小灯泡L的电阻；
（2）R1的阻值；
（3）闭合开关S、S2，断开开关S1，滑动变阻器消耗的电功率为0.72W时，电流表的示数。
【答案】（1）电源的电压是6V；小灯泡L的电阻是12Ω；（2）R1的阻值是8Ω；
（3）闭合开关S、S2，断开开关S1，滑动变阻器消耗的电功率为0.72W时，电流表的示数是0.3A。
【解析】（1）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最左端时，变阻器接入电路的阻值为0，此时R1被短路，电路为灯泡的基本电路；因灯泡L恰好正常发光，故可判断电源电压，同时据灯泡正常发光，据P=可计算小灯泡的电阻；
（2）闭合开关S、S1，断开开关S2，小灯泡与电阻R1串联，电压表测小灯泡的电压，电压表的示数为3.6V，忽略小灯泡电阻随温度的变化，根据串联电路的特点，可求R1的电压，再根据串联分压的公式可求R1；
（3）闭合开关S、S2，断开开关S1，滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器消耗的电功率为0.72W时，假设此时变阻器接入电路的电阻是R′，此时电流表的示数为I，列出方程解答即可。
解：
（1）由图知，闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最左端时，变阻器接入电路的阻值为0，此时R1被短路，电路为灯泡的基本电路；
因灯泡L恰好正常发光，故可知电源电压：U＝UL＝6V，
小灯泡L的电阻：RL= == 12Ω；
（2）闭合开关S、S1，断开开关S2，小灯泡与电阻R1串联，电压表测小灯泡的电压，电压表的示数为3.6V，则R1的电压：U1＝U－UL＝6V－3.6V＝2.4V，
忽略小灯泡电阻随温度的变化，根据串联分压规律可得：= ，
代入数据，= ，解得R1＝8Ω；
（3）闭合S，断开S1、S2，移动滑片P，滑动变阻器与灯泡串联，
滑动变阻器的电功率为0.72W时，设此时变阻器接入电路的电阻是R′，此时电流表的示数为I，
此时该电路的电流为：I= = ………………①
此时变阻器的功率：P＝I2R′＝0.72W ………………②
联立①②解得：I＝0.2A或0.3A，
当变阻器接入阻值最大为10Ω时，电路中电流最小，则I最小= == 0.27A，
所以I＝0.2舍去，即此时电流表示数为0.3A。
20． (2019·泸州)小明家电热水器铭牌标识为“220V 1000W”。由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min，发现电能表指示灯闪烁了242次，电能表规格如图所示。问：

（1）小明测得该电热水器的实际电功率是多少？
（2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？
（3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段电热丝的电阻值为多少？
【答案】（1）968W（2）50Ω（3）1512.5Ω
【解析】
（1）3000imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3000次，据此求出电能表指示灯闪烁了242次消耗的电能，利用P=求出该电热水器的实际电功率；
（2）根据P=UI=求出该电热水器氧化电热丝的实际电阻值；
（3）根据P=UI=求出电热水器铭牌标识的功率对应的电阻，为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，根据电阻的并联求出并联电阻的阻值。
本题考查了电阻的并联和电功率公式的灵活应用，明白电能表参数的含义是关键。
解：（1）3000imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3000次，所以，电能表指示灯闪烁了242次消耗的电能：W=kW•h=×3.6×106J=2.904×105J，
该电热水器的实际电功率：P实= ==968W；
（2）由P=UI=可得，该电热水器氧化电热丝的实际电阻值：R实= ==50Ω；
（3）电热水器铭牌标识的功率对应的电阻：R== =48.4Ω，
为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝R′，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以， = +，即 = +，解得：R′=1512.5Ω。
21．(2019·宜宾)如图13所示电路中，已知电源电压保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为30Ω，R0为定值电阻。

（1）小灯泡L正常发光时的电流为多少？
（2）只闭合开关S1和S2，将变阻器滑片从最左端a向右滑动，当变阻器接入电路的阻值为4Ω时，小灯泡L恰好正常发光，则电源电压是多少？
（3）只闭合开关S1和S3，当滑片置于a时，电压表示数为6V，电流表示数为0.2A，此时滑动变阻器消耗的电功率为1.2W，当滑片向右滑动到另外某个位置时，变阻器消耗的电功率仍然为1.2W，试求在这个位置时电流表的示数。
【答案】（1）0.5A（2）8V（3）0.6A
【解析】（1）由P＝UI得，小灯泡正常发光时的电流为：IL＝＝＝0.5A；
（2）闭合开关S1和S2时，小灯泡L和变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，
因小灯泡L恰好正常发光，小灯泡两端电压为UL＝6V，此时电路中的电流为IL＝0.5A，
由I＝可得，此时滑动变阻器两端的电压：UR＝ILR＝0.5A×4Ω＝2V，
所以电源电压：U总＝UL+UR＝6V+2V＝8V；
（3）闭合开关S1和S3，定值电阻R0和变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，
当滑片置于a时，即变阻器两端的电压U滑＝6V，电路中的电流为I0＝0.2A，
定值电阻两端的电压：U0＝U总﹣U滑＝8V﹣6V＝2V，
定值电阻的阻值：R0＝＝＝10Ω；
当滑片滑到另外某个位置时，设此时电流表的示数为I，电压表的示数为U滑′，
由题意知，P滑＝U滑′I＝1.2W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
又U总＝U滑′+IR0，
即8V＝U滑′+10Ω•I﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
所以由①②可得：1.2W＝（8V﹣10Ω•I）I，
即10Ω•I2﹣8V•I+1.2W＝0，
解方程得I1＝0.2A或I2＝0.6A，
故在这个位置时电流表的示数I＝I2＝0.6A。
22．(2019·自贡)图13是小邦同学设计的调光灯电路，R0为定值电阻，S为选择开关，当S接触a点时，小灯泡正常发光但不能调光，当S接触b点时，电路断开，当S接触c点时，电路可连续调光。已知滑动变阻器R的规格为“10Ω 2A”，灯泡L上标着“10V 12W”的字样，电源电压恒为16V，灯泡电阻随温度变化。

（1）求定值电阻R0的阻值；
（2）当S接触c点时，调节R的滑片至中点位置，电路中的电流为1A，求此时灯泡的实际功率。
【答案】（1）5Ω（2）6W
【解析】（1）当S接触a点时，灯泡L与电阻R0串联，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，
所以，R0两端的电压：U0＝U－UL＝16V－10V＝6V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI可得，电路中的电流：
I＝＝＝1.2A，
由I＝可得，定值电阻R0的阻值：R0＝＝＝5Ω；
（2）当S接触c点时，灯泡L、R0、R串联，此时电路中的电流I′＝1A，
则R0和R两端的电压之和：U1＝I′（R0+R）＝1A×（5Ω+×10Ω）＝10V，
此时灯泡两端的电压：UL′＝U－U1＝16V－10V＝6V，
则此时灯泡的实际功率：PL′＝UL′I′＝6V×1A＝6W。
23．（2019·邵阳）如图甲所示的电路中，电源电压不变，L是标有“6V 3W的电灯，当S1和S3闭合、S2断开时，灯L正常发光，电流表的示数如图乙所示。求：

（1）电源电压。
（2）定值电阻R的值
（3）S1和S3断开、S2闭合时，灯L的实际功率。（不考虑温度对电阻的影响）
【答案】（1）6V；（2）12Ω；（3）0.75W。
【解析】（1）当S1和S3闭合、S2断开时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；
（2）当S1和S3闭合、S2断开时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，根据P＝UI求出通过灯泡的电流，根据电流表的量程和分度值读出干路电流，利用并联电路的电流特点求出通过定值电阻R的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出定值电阻R的值；
（3）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当S1和S3断开、S2闭合时，灯泡L与定值电阻R串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P＝UI＝I2R求出灯L的实际功率。
解：（1）当S1和S3闭合、S2断开时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯L正常发光，所以，电源电压U＝UL＝6V；
（2）当S1和S3闭合、S2断开时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，
由P＝UI可得I=，通过灯泡的电流：IL===0.5A，
由图乙可知，电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I＝1A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过定值电阻R的电流：
IR＝I－IL＝1A－0.5A＝0.5A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I=可得R=，定值电阻R的值：R===12Ω；
（3）灯泡的电阻：RL===12Ω，当S1和S3断开、S2闭合时，灯泡L与定值电阻R串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I′=0.25A，灯L的实际功率：
PL′＝（I′）2RL＝（0.25A）2×12Ω＝0.75W。
24． (2019·襄阳)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L上标有“6V、2W”字样,当S1和S2同时闭合时,电流表的示数为0.5A；当只闭合S1时,电压表的示数为3V,此时R1消耗的功率为04W。求：

(1)小灯泡正常工作时的电阻值；
(2)R1的阻值。
【答案】（1）18Ω；（2）10Ω
【解析】
（1）小灯泡正常发光时的电阻：RL===18Ω
（2）当S1和S2同时闭合时，只有R1接入电路，
U=I1R1即U=0.5R1 …………①
当只闭合S1时，R1与小灯泡串联在电路中
=即= …………②
P1=U1I1即0.4=（U－3）× …………③
联合等式①②③解得：R1=10Ω或R1=3.6Ω
经检验得R1=10Ω
注意：1.若学生将第（1）问小灯泡正常发光时的电阻18Ω，代入到③中，计算出电源电压的值，然后再利用①计算出R1的阻值给1分。
2.其它解法如果正确同样给分。
25．(2019·湖州)现有规格分别为“6V3W”和“6V6W”两个小灯泡L1、L2，已知它们的电流与电压间关系如图所示。

（1）由图可知，L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为多少焦?
（3）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是多少?
【答案】增大
【解析】
解：（1）对L1来说，由图知，当电压为1V时，电流为0.1A，由欧姆定律得，
R11===10Ω
当电压为6V时，电流为0.5A，同理，R12=12Ω；故L1灯丝电阻都随电流的增大而增大，同理，可得出L2灯丝电阻都随电流的增大而增大；
（2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，根据并联电路电压的规律，两灯的电压为6V，通过两灯的电流分别为0.5A和1A，根据并联电路电流的规律，干路电流为：I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A，
通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为：
W=UIt=6V×1.5A×5×60s=2700J；
（3）由P=UI，灯L1的额定电流为：
IL1===0.5A，同理，灯L2的额定电流为1A，根据串联电路电流的规律，电路的最大电流为0.5A，灯L1的实际功率为3W，由图知，灯L2的电压为2V，故其实际功率为：P2=U2IL1=2V×0.5A=1W
L1、L2消耗的实际总功率最大值是：P=P1+P2=3W+1W=4W。
答：（1）由图可知，L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而增大；
（2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为2700J；
（3）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是4W。
（1）对L1来说，由图知当电压为1V时电流大小，由欧姆定律得出电阻大小，当电压为6V时右知对应的电流，同理得出灯的电阻，同理，L2灯丝电阻也能得出相同的结论；
（2）根据并联电路电压的规律知两灯的电压，由图知通过两灯的电流，根据并联电路电流的规律得出干路电流；根据W=UIt求出通电5分钟两灯泡消耗的总电能为；
（3）由P=UI，可知灯L1的额定电流，同理可知灯L2的额定电流，根据串联电路电流的规律确定电路的最大电流，根据P=UI求出灯L2的实际功率，从而得出L1、L2消耗的实际总功率最大值。
26． (2019·常州)如图所示的电路中，电源电压恒定，灯L1、L2电阻不变，闭合开关S1、S2，电压表示数为12V，电流表示数为1.2A，L1和L2都正常发光断开开关S1、S2，将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S1，电流表示数为0.75A，电压表示数不变，问：

(1)L1的电阻和额定功率各为多大?
(2)L2的电阻和额定功率各为多大?
【答案】（1）10Ω 14.4W （2）6Ω 24W
【解析】本题考查了串联电路、并联电路、欧姆定律、电功率的计算等知识点。（1）如图所示，两个开关都闭合时，两个灯泡并联连接，都正常发光，电压表示数为12V，则电源电压为12V，两个灯的额定电压都为12V，电流表是L1支路电流表，则：电流I==1.2A，即I=，R1=10Ω，L1的额定功率为 P1= == 14.4W；（2）将电压表和电流表位置互换时，只闭合S1时，两个灯泡串联连接，电流表示数为0.75A，则=0.75A，即=0.75A，解得：R2=6Ω，R2的额定功率为P2= == 24W
27．（2019·连云港）中国95后的天才科学家曹原，在2018年3月5日，成功实现了石墨烯的“超导电实验”，破解了困扰全球物理学界107年的难题，为超导研究打开了一扇新的大门，可能成为常温超导体研究的里程碑，超导应用即将走进我们的生活。现有一个小型水电站，如图所示，发电机提供的电压U=250V，保持恒定，通过输电线向较远处用户输电，输电线的总电R0=0.15Ω．闭合开关S，若发电机提供给电路的总功率P=50kW，求：
（1）通过输电线的电流和输电线上损耗的热功率P0；
（2）用户得到的功率P1和输电效率η；
（3）若将输电线改为超导输电线，在保证用户得到以上功率不变的情况下（此时可在用电器前端加一调压装置，以保证用电器能正常工作），与原来相比，每天节水省的电能可供一个额定功率P2=1kW的电饭煲正常工作多少天？（假设电饭煲每天工作2小时）

【答案】解：
（1）由题知，发电机提供的电压U=250V，提供给电路的总功率P=50kW，
根据P=UI得，通过输电线的电流：I= = =200A，
输电线上损耗的热功率：P0=I2R0=（200A）2×0.15Ω=6000W=6kW；
（2）损耗的热功率为：P0=6kW；
用户得到的功率为：P1=P－P0=50kW－6kW=44kW，
则输电效率：η= ×100%= ×100%=88%；
（3）节省的电功率等于损耗的热功率，则每天节省的电能：W0=P0t1（其中t1=24h），
设这些电能可供该电饭煲正常工作N天，则电饭煲消耗的电能：W2=P2t2N（其中t2=2h），
根据能量关系可得W0=W2，即：P0t1=P2t2N，
代入数据可得：6kW×24h=1kW×2h×N，解得N=72天。
答：（1）通过输电线的电流和输电线上损耗的热功率为6kW；
（2）用户得到的功率为44kW、输电效率为88%；
（3）与原来相比，每天节水省的电能可供一个额定功率P2=1kW的电饭煲正常工作72天。
【解析】
（1）根据P=I2R求损耗的热功率P0；
（2）根据输出功率，和电线的热功率损耗求得用户得到的功率P1和输电效率η；
（3）根据能量关系，和功率求得工作时间。
本题主要考查了电功率的计算，和焦耳定律的应用等知识，有一定的难度。
28．(2019·昆明)如图20所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R′的最大阻值为30Ω，小灯泡L上标有“2．5W”字样（忽略温度对灯泡电阻的影响）。

（1）滑片移至最右端，闭合开关后，电流表的示数为0．3A，小灯泡的功率为0．9W，求电源电压。
（2）将滑片移至某一位罝时，电压表的示数为7V，此时小灯泡正常发光，求小灯泡正常发光时的电流和电路的总功率。
（3）若把小灯泡换成一个定值电阻R，假设电流流过电阻R产生的热量为Q、转化的电能为E、做的功为W，请写出这三个物理量的大小关系。
【答案】解：（1）12V（2）6W（3）Q=E=W
【解析】解：（1）当电流表的示数为0.3A，小灯泡的功率为0.9W时，由P=I2R得
R1===10Ω R= R1+ R2=10Ω+30Ω=40Ω
U=IR=0.3A×40Ω=12V
（2）将滑片移至某一位置时，灯泡与变阻器串联，由U=U1+U2得
U1=U－U2=12V－7V=5V
由P=UI得 I===0.5A P总=UI=12V×0.5A=6W
（3）由于整个电路为纯电阻电路故产生的热量为Q，转化的电能为E，做的功为W相等，即Q=E=W

29．(2019·杭州)如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏，电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培。（g取10牛/千克）
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏?

【答案】(1) 150J；(2) 6Ω （3）当电动机的转子突然被卡住时，电能不再转化为机械能，而全部转化为内能，电 路中的电流会很大，发热很多，所以电动机容易烧坏。
【解析】（1）Q＝W总－W机＝UIt－mgh＝120伏×5安×1秒－50千克×10牛/千克×0.9米＝150焦
（2）由Q＝I2Rt得 R== =6欧
（3）卡住时通过电动机的电流过大（或回答电能全部转化为内能），使电动机温度过高，所以容易烧坏。
30．(2019·重庆A)如图所示，电源电压恒定，电阻R1为20Ω，R2为10Ω，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为0.9A和0.6A．求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电10秒电阻R2产生的电热。

【答案】（1）通过R1的电流0.3A；
（2）通电10秒电阻R2产生的电热36J。
【解析】
（1）根据所给电路图可知R1、R2并联，并且A1测量干路电流，A2测量通过R2的电流，即I＝0.9A，I2＝0.6A，因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以通过R1的电流I1＝I－I2＝0.9A－0.6A＝0.3A；
（2）根据焦耳定律可得，
10秒电阻R2产生的电热Q2＝I22R2t＝(0.6A)2×10Ω×10s＝36J
31．(2019·重庆B)如图，定值电阻R1的阻值为10Ω，R2的阻值为30Ω，闭合开关后电流表的示数为0.1A．求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1在1分钟内产生的热量。

【答案】（1）电源电压为3V；
（2）电阻R1在1分钟内产生的热量为54J。
【解析】（1）两电阻并联，电流表测量R2支路的电流，并联电路两端的电压都相等，根据欧姆定律求出定值电阻R2的两端电压即为电源电压；
（2）根据Q＝W＝t可求得电阻R1在1分钟内产生的热量。
（1）由图知，两电阻并联，电流表测量R2支路的电流，
根据欧姆定律可知，定值电阻R2的两端：U2＝I2R2＝0.1A×30Ω＝3V；
由并联电路的电压特点可得电源电压：U＝U2＝3V，
（2）并联电路各支路两端的电压相等，
电阻R1在1分钟内产生的热量：Q1＝W1＝t ＝×60s＝54J。
32．(2019·北京)如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：
（1）通电10s电阻丝R1产生的热量；
（2）电源两端的电压。

【答案】（1）16J（2）6V。
【解析】（1）根据Q＝I2Rt求出通电10s电阻丝R1产生的热量；
（2）根据串联电路电压特点和欧姆定律求出电源电压。
解：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量：Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。
（2）由I＝得，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，
根据串联电路电压规律可知，电源电压：U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。
33．(2019·淮安)如图所示，家用电水壶的质量为0.6kg，放在水平桌面上，与桌面的接触面积为0.02m2，电水壶的额定电压220V，额定功率1000W。（g取10N/kg，c水 = 4.2×103J/kg•℃）
（1）电热水壶的额定电流是多少？（保留1位小数）
（2）静止的电水壶对水平桌面的压强是多少？
（3）电水壶中装进质量为1kg、初温20℃的水，加热到100℃，需要吸收的热量是多少？不计热量损失，电水壶至少正常工作多少时间？

【答案】（1）4.5A （2）300Pa （3）3.36×105J 336s
【解析】
（1）由P=UI可得，电热水壶的额定电流：I＝＝=4.5A
（2）电热水壶对桌面的压力：F=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N，
电热水壶对桌面的压强：p＝ ＝=300 Pa
（3）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃－20℃）=336000J；
（4）不考虑热量损失，所以消耗的电能W= Q吸=336000J，
由P=可得，需要的加热时间：t== = 336s

34． (2019·丽水)如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：

额定电压：5伏 额定功率：5瓦 光源类型：LED 锂电池输出电压：5伏
锂电池容量：4800毫安时（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）
（1）若A球内置的磁体下端为N极，则B球内置磁体上端为______极；
（2）求平衡台灯正常发光时电路中的电流；
（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为80%，则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间？
【答案】（1）S （2）1A （3）3h
【解析】
（1）开关使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光，若A球内置的磁体下端为N极，根据异名磁极相互吸引，则B球内置磁体上端为S极；
（2）额定功率为：P=5W，额定电压为：U=5V，
平衡台灯正常发光时电路中的电流：I= ==1A；
（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，输出电能为：
W=UIt=UQ=5V×4.8A×3600s=86400J；
η=，故W输入===108000J；
用完电的台灯充满电至少需要时间：t= = =10800s=3h。