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秘籍19 电功率与家用电器综合计算-备战 中考物理抢分秘籍
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这是一份秘籍19 电功率与家用电器综合计算-备战 中考物理抢分秘籍，文件包含秘籍19电功率与家用电器综合计算解析版docx、秘籍19电功率与家用电器综合计算原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共35页， 欢迎下载使用。
秘籍19 电功率与家用电器综合计算（解析版）
概率预测
☆☆☆☆☆
题型预测
计算题☆☆☆☆☆，
考向预测
①电功率综合计算；②家用电器综合计算。
电功率和家用电器综合计算属于大型计算题（压轴题）。中考试卷中，电学内容的综合计算题是必考内容，一般可分为三种类型：一、欧姆定律的综合应用；二、电功率的综合计算；三、家用电器类（电热）综合计算。
在中考试卷中，大学的大型计算题是必考内容，其中电功率的大型计算、或家用电器的综合计算均是常考方向。考题分值一般在6分-9分之间，也层出现过12分的考题。
对本部分内容的考查与备考做如下概括：
一、电功率
1.电功率：指电流在单位时间内做的功，是一个表示电流做功快慢的物理量，用P来表示，单位是瓦特，简称瓦，用符号表示为W。
2.电功率公式：。该式为电功率的定义式，主要适用于已知电能W和时间t求功率的情况。
电功率公式：P=UI，主要适用于已知电压U和电流I求功率的情况。
电功率公式：，主要适用于纯电阻电路，多用于在串联电路中已知电流I和电阻R求功率的情况；，主要适用于纯电阻电路，多用于在并联电路中已知电压U和电阻R求功率的情况。
电功率公式：，主要适用于已知t、n和N求功率的情况。式中t为用电器单独工作的时间，n为用电器单独工作t时间内电能表转盘转过的转数，N为电能表铭牌上每消耗1千瓦时电能表转盘转过的转数。
3.串并联电路电功率
（1）由于串联电路电流相等，所以由P=UI得；由得。
总功率等于各功率之和，即。
额定功率与实际功率的比值等于额定电压与实际电压比值的平方，即。
（2）由于并联电路电压相等，所以由P=UI得；由，得。
总功率等于各功率之和，即。
二、焦耳定律
（1）焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
（2）利用电功公式，结合热转换效率，求电功转化为热量问题。根据热效率公式，可求出相关问题。
一、电功率的计算
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能。在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每 kW·h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能；
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功(或消耗的电能)成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
（3）根据电能表转盘转动的转数进行计算：如果电能表标有“:600r/kW·h”，当转盘转过n圈时，消耗的电能为W=nr/600r×kW·h=n/600×3.6×106J。
二、铭牌类电器的计算
电器设备的铭牌显示的是电器设备工作状态、工作环境和工作过程，给使用者提供了较为全面的信息。电器设备的铭牌上主要标注的内容有：电器设备的额定值（电压、功率、电流等），工作环境，工作过程和使用注意事项。从铭牌给出的数据可以很好的了解此电器设备在工作过程中有关物理量或可以从铭牌中求出所需要的物理量，这就是题干的主要内容。解答时一定要把铭牌给出的数据看清，弄懂。解答此类问题常见的有以下几种类型：
1.应用公式类：就是利用铭牌给出的数据，结合所学物理公式，直接进行计算。此类题目只要考生能熟练利用物理知识和规律，解答不难。
2.工作条件转换类：是在多档位电器相关计算时，利用给出的铭牌信息，电器设备工作在不同条件下的计算类型。此类题目一般给出了两种或多种形式的电路工作状态，只要考生加以区分并利用相关知识进行计算即可。
3.综合计算类：是设备铭牌标注的信息除了电器设备和电学物理量以外，还标注有其他信息，并要求利用所需物理知识进行修改计算的题型。解答此类题目，在读懂题干基础上，必须把电学物理知识与其他相关知识相结合（如热量、效率等），找到这两个物理知识的结合点即可。
题型一：电功率综合计算
【例1】在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S后，调节滑片P从a端移动到b端过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。求：
（1）电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功；
（2）电源电压和定值电阻R0；
（3）若电压表量程为0～15V，电流表量程为0～3A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率范围。
【答案】（1）240J（2）20Ω（3）4.05W～28.8W。
【解析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.2A，R两端的电压UR=20V，1min内电流通过电阻R做的功：；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，由图像可知，电路中的最大电流I大=1.2A，
则电源的电压：，因电源的电压不变，
所以，，解得：R0=20Ω，电源的电压；
（3）当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，
则R0消耗的最大功率：，
当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，
此时R0两端的电压：，
R0消耗的最小功率：，定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～28.8W。
答：（1）电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功为240J；（2）电源电压为24V，定值电阻R0为20Ω；（3）定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～28.8W。
【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，关键是从图像中读出有用的信息。
分析：由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图乙可知，电路中的最小电流和R两端的电压，根据求出1min内电流通过电阻R做的功；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，根据图像读出电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压；
（3）当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，根据求出R0消耗的最大功率，当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，根据求出R0消耗的最小功率，然后求出定值电阻R0消耗的功率范围。
【例2】有一个标有“6V3W”字样的小灯泡L，它的图象如图甲所示，现把该灯泡接入如图乙所示的电路中，电路的电源电压保持6V不变，电阻，滑动变阻器标有“”字样，电流表的量程为，电压表的量程为问：
小灯泡正常工作时的电阻是多少？
当开关、、都闭合时，通过的电流是多少？
只闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全工作的条件下，电路的最小功率是多少？
【答案】；；。
【解析】（1）由可得，小灯泡正常工作时的电阻；
（2）当开关、、都闭合时，滑动变阻器被短路，灯泡L与定值电阻并联，
因并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压，则：，
通过的电流：；
（3）只闭合开关，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测串联电路的电流，当滑动变阻器接入电路的阻值变大时，根据串联分压原理，电压表的示数变大，电路的电流变小，电路的功率变小；
因为电压表的量程为，所以当电压表示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路的功率最小；
根据串联电路电压的规律知，此时小灯泡两端的电压为：，
根据图象甲可知，此时通过灯泡的电流为，
因串联电路电流处处相等，则电路中的电流：；
电路的最小功率：。
答：小灯泡正常工作时的电阻是；当开关、、都闭合时，通过的电流是；只闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全工作的条件下，电路的最小功率是。
【点睛】本题考查了电功率公式、欧姆定律的应用以及串并联电路电流、电压的规律，分析清楚电路的连接方式以及电表的作用是解题的关键，同时还要读懂图，从中获取有用的信息。
【例3】如图所示，电源电压可调，小灯泡L1标有“6V6W”的字样，小灯泡L2、L3标有“6V 12W”的字样，（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）
(1)闭合开关S1、S2、S3，调节电源电压为6V时，求电流表A1的示数；
(2)闭合开关S2，断开开关S1、S3，调节电源电压为12V时，求电路消耗的总功率；
(3)闭合开关S2、S3，断开开关S1，调节电源电压为10V时，求小灯泡L3的实际发光功率。
【答案】（1）3A；（2）24W；（3）0。
【解析】(1)当闭合S1、S2、S3时，L2被短路，L1、L3两灯并联，电流表A1测量干路电流，电源电压为6V；
则灯泡L1、L3正常工作，根据可得两灯的电流分别为
，
所以干路电流即电流表A1的示数为
(2)闭合S2，断开S1、S3时，L2、L3两灯串联，由于L2、L3规格相同，根据串联电路的分压特点可知
所以L2、L3两灯能正常工作，则总功率为
(3)闭合开关S2、S3，断开开关S1，L2被短路，只有L3连入电路；
因为电源电压为10V，则此时L3两端电压为10V，远高于L3的额定电压6V，L3的灯丝会因为温度过高而烧断，烧断后电流为零，故实际功率为零。
【点睛】综合考查了电功率的计算，要能灵活运用所学的公式及变形的公式，读懂电路图是关键，明确不同的开关闭合和断开时，电路的结构，最后一问中，电源电压远高于额定电压，所以通电后灯丝会烧断，功率为零。
【例4】在如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻保持不变，R2的阻值范围是从0～20Ω，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V，R3＝4Ω。求：
（1）只闭合开关S1时，电路消耗的功率为9W，则电源是多少？
（2）只闭合开关S2时，灯泡L正常发光，R3消耗的功率为1W，则灯泡的电阻是多少？
（3）灯泡的额定功率是多少？
（4）只闭合开S3时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下，电路消耗的最小功率是多少？
【答案】（1）6V；（2）8Ω；（3）2W；（4）2.25W。
【解析】（1）只闭合开关S1时，只有R3接入电路工作，根据
所以电源电压为：
（2）只闭合开关S2时，灯L和R3串联接入电路，根据
所以R3两端电压为：
此时电流为：
灯L的电压为：
灯L的电阻为：
（３）灯L的额定功率为：
（４）只闭合开S3时，灯L与滑动变阻器R２串联工作．
要使电路消耗的功率最小，滑动变阻器阻值应变大，则电流变小，滑动变阻器两端电压变大，不损坏电表的情况下，电压表最大为３V．
此时灯L的电压为：
电路电流即灯L的电流为：
电路消耗的最小功率为：
答案：（1）6V；（2）8Ω；（3）2W；（4）2.25W。
【点睛】重点是电功率变形公式和欧姆定律的应用，牢记和，在纯电阻电路中两公式可以直接使用，本题中利用该公式可求出电源电压，最后一问，最小的电功率，即电阻变大，电流变小，但要注意滑动变阻器的电压即电压表的示数不能超过３V。
【例5】如图所示，电源电压保持12V不变，电阻R1=50，只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移到中点时。电流表示数为0．2A，小灯泡L的实际功率为1.8W；电流表的量程为0～0．6A，电压表的量程为0～3V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是多少?
(2)小灯泡的电阻是多少?只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是多少?
(3)在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是多少?
【答案】（1）0.24A；（2）45Ω； 3V；（3）2.16W。
【解析】（1）开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器被短路，R1和L并联，
通过R1的电流：I1===0.24A；
（2）只闭合S3时，滑动变阻器滑片P移到中点时，灯泡和滑动变阻器串联，
由P=I2R得：灯泡的电阻：RL ===45Ω；
此时灯泡两端的实际电压：UL=IL实RL=0.2A×45Ω=9V，
所以滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL=12V-9V=3V，即为电压表示数；
此时滑动变阻器连入电路中的阻值R===15Ω，
滑动变阻器的最大阻值R滑=2R=2×15Ω=30Ω；
（3）电源电压不变，电路中的总电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，即只闭合开关S1时，R1和R2串联，电阻最大，电路中的电流最小，此时电路消耗的功率最小；
为了保护电路安全，电压表示数不能超过3V，此时R1两端的最小电压U1＝U﹣U2大＝12V﹣3V＝9V，
电路中的最小电流，
滑动变阻器连入电路的最大阻值，小于滑动变阻器的最大阻值；
电路消耗的最小功率P＝UI小＝12V×0.18A＝2.16W。
答：（1）开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是0.24A；（2）小灯泡的电阻是45Ω；只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3V；（3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是2.16W．
【点睛】欧姆定律的应用；电功率的计算。（1）首先弄明白开关S1、S2、S3都闭合时，电路结构，再根据欧姆定律计算通过R1的电流；
（2）只闭合S3时，灯泡和滑动变阻器串联，知道电流值和小灯泡的实际功率，根据P=I2R求出灯泡的电阻；
根据欧姆定律求出灯泡两端的电压，根据串联分压求出滑动变阻器两端的电压，即为电压表示数；
（3）电源电压不变，电路中的总电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小；
为了保证电路安全，电压表示数不能超过3V，据此求出R1两端的电压，进而求出最小电流，根据P=UI求出最小功率。
【例6】小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题．已知R1＝20Ω、R2＝30Ω，请计算：
（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能；
（3）该电路的最大功率和最小功率之比。
【答案】（1）0.2A；（2）1000J；（3）25：6。
【解析】（1）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，则总电阻：R串＝R1+R2＝20Ω+30Ω＝50Ω；
所以，电路中的电流：；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路，
则通电5min电路消耗的电能：；
（3）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，根据可知此时总功率最小，所以，，
当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，根据可知此时总功率最大，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以此时的总电阻：，，
则：。
【点睛】本题考查了串联电路特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功公式、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断和电路最大、最小电功率的判断。
（1）S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路，根据求出消耗的电能；
（3）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，此时电路的总功率最小，根据求出最小功率；
当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总功率最大，根据电阻的并联特点求出电路中的总电阻，再根据求出最大功率；进一步得出该电路的最大功率和最小功率之比。
题型二：家用电器类电功率的综合计算
【例7】寒冷的冬天，孝顺的小茜用自己平时积攒的零花钱给住在偏远农村的奶奶买了一个“暖手宝”，铭牌如表中所示，请回答下列问题：
（1）该“暖手宝”正常工作时的电流和电阻各是多少？
（2）该“暖手宝”正常工作5分钟产生的热是多少？
（3）在奶奶家，到晚上用电高峰小茜再次给“暖手宝”加热时，发现加热时间明显比白天长．聪明的小茜知道这是因为电压降低了的缘故，于是专门进行了一番测量：她关掉其它用电器，单独给这个“暖手宝”通电6分钟，观察到家里的电能表（如图所示）转盘转了44转。请你帮小茜计算出这时她奶奶家实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）
产品名称
暖手宝
产品货号
QB32
额定功率
440W
额定电压
220V
通电储热
5～8分钟
电源线长
约80cm
暖手宝直径
约220mm
【解析】（1）由表格数据可知，暖手宝正常工作时的功率P=440W，电压U=220V，
根据P=UI可得，通过的电流：I===2A，
根据欧姆定律I=可得，其电阻：R===110Ω；
（2）暖手宝正常工作5分钟产生的热量：Q=I2Rt=UIt=Pt=440W×5×60s=1.32×105J．
（3）只使用这个“暖手宝”，电能表转盘6分钟转过44转，
消耗的电能：W==0.011kW•h=3.96×104J，t=6min=360s
P实际===110W，由P=可得，实际电压：U===110V。
答：（1）该“暖手宝”正常工作时通过的电流为2A；电阻为110Ω；（2）该“暖手宝”正常工作5min产生的热量是1.32×105J；（3）这时她奶奶家实际电压是110V。
【点睛】电功率与电压、电流的关系；电能表参数的理解与电能的求法；电功率的计算；焦耳定律的计算公式及其应用。
（1）暖手宝正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出通过的电流，根据欧姆定律求出电阻；
（2）根据Q=I2Rt=UIt=Pt求出正常工作5分钟产生的热量；
（3）由电能表的转动的转数求用电器消耗的电能，又知道通电时间，可以求出用电器的电功率．再利用P=可求得实际电压。
【例8】新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）这30min内电饭锅产生的热量。
【解析】（1）S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联；由乙图可知此时电流值Imax=3A，
则功率Pmax=UImax=220V×3A=660W；
（2）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值I1=2A，
则根据并联电路的电流特点可知：电阻R1与R2并联时；I2=Imax﹣I1=3A﹣2A=1A，
根据欧姆定律得：R2===220Ω．
（3）只有R1工作时功率P1=UI1=220V×2A=440W；
由乙图可知：t′=10min+（20min﹣15min）=15min=900s，
t″=（15min﹣10min）+（30min﹣20min）=15min=900s，
则Q′=W′=Pmaxt′=660W×900s=5.94×105J，
Q″=W″=P1t″=440W×900s=3.96×105J，
∴Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J．
答：（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率为660W；（2）电热丝R2的阻值为220Ω；（3）这30min内电饭锅产生的热量为9.9×105J。
【点睛】本题考查电功率的计算，根据是结合电路图会对图象的分析，知道两种状态下对应的电流值时关键。电功率的计算；欧姆定律的应用；焦耳定律的计算公式及其应用。
（1）S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联；电路中电流最大，由乙图可知此时电流值，则利用P=UI求出功率；
（2）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值，根据并联电路的电流特点可知通过R2工作时的电流值，然后根据欧姆定律即可求出R2的阻值；
（3）利用P=UI求出只有R1工作时功率；由乙图可知：30min内两种情况下各自的工作时间，利用W=Pt分别求出两种情况下各自产生的热量，最后求其和即可。
【例9】图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求：
（1）0～30min，电饭煲产生的总热量；
（2）S和S1均闭合，电路中的总电流；
（3）在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同．用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间．
【解析】（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大；
同理可知，只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小；
由图乙可知，工作30min中，
P1=440W时的功率时间t1=15min=900s，P总=660W时的功率时间t2=30min﹣15min=15min=900s，
由Q=W=UIt可得，0～30min内电饭煲产生的总热量：
Q=Q1+Q2=W1+W2=P1t1+P总t2=440W×900s+660W×900s=9.9×105J；
（2）当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电饭煲的功率较大，
由P=UI可得，电路中的总电流：I总===3A；
（3）电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间t=10min=600s，
此过程中产生的热量：Q′=W=P总t=660W×600s=3.96×105J，
电饭煲最大功率时电路中的总电阻：R===Ω，
因在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同，
所以，由Q=W=t可得，在实际电压是198V时电饭煲工作的时间：
t′==≈740.7s。
答：（1）0～30min，电饭煲产生的总热量为9.9×105J；（2）S和S1均闭合，电路中的总电流为3A；（3）用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要740.7s。
【点睛】电功率与电压、电流的关系；电热。
（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P=可知，电饭煲的功率较大；同理可知，只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小；根据图乙可知工作30min中两种情况下的工作时间，根据Q=W=UIt求出两种情况下产生的热量，然后得出答案；
（2）当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电饭煲的功率较大，根据P=UI求出电路中的总电流；
（3）由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间，根据Q=W=UIt求出产生的热量，又知道正常工作时电饭煲的最大功率，根据P=求出电路的总电阻，根据Q=W=t求出实际电压为198V时的工作时间。
【例10】家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）。则
（1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW•h？
（2）R0的电阻为多少Ω？
（3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因．
【解析】（1）t=0.1h，P=1100W=1.1kW
由公式P=得，消耗的电能为：W=Pt=1.1kW×0.1h=0.11kW•h；
（2）U=220V，P=1100W
由公式P=得，R0的电阻为：R0===44Ω；
（3）当温控开关S断开时，电阻R0与电阻R串联，根据欧姆定律，两种情况相比，当S断开时电饭煲的工作电流较小，根据P=UI可知，此时电饭煲消耗的电功率也较小．故当S断开时电饭煲处于保温状态．
答：（1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为0.11kW•h；（2）R0的电阻为44Ω；（3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将变小，因为当S断开时，电阻R0与电阻R串联，由欧姆定律可知，电饭煲的工作电流较小；根据P=UI可知，此时电饭煲消耗的电功率也较小。
【点睛】（1）已知加热时的功率和工作时间，根据W=Pt计算消耗的电能；
（2）当温控开关S闭合时，R被短路，电路中只有R0，已知额定加热功率和额定电压，可利用公式R=求得加热电阻的电阻；
（3）电源电压U不变，由P=可知，电阻越大电功率越小，电饭煲处于保温状态，电阻越小电功率越大，电饭煲处于加热状态。
【例11】如图甲是某款电热水龙头．即开即热、冷热兼用．图乙是它的原理电路图R1、R2为电热丝．通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换．有关参数如表．不考虑温度对电阻丝值的影响，请回答下列问题：
（1）开关与1、2接触时，水龙头放出的水是 （填“温”、“热”）水，此时电路中的电流多大？
（2）水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是多少？
（3）R2的电阻值多大？
产品名称
即热式热水龙头
应用场所
厨房、卫生间
额定功率
温水
热水
额定电压
220V
额定频率
50Hz
防触电类型
Ⅰ类（最高等级）
【解析】（1）开关与1、2接触时，电阻R1单独接入电路，连入电阻较大，P=可知电功率较小，为低温档，水龙头放出的水是温水；
此时电路中的电流I1===10A；
（2）开关与2、3接触时，电阻R1、R2并联接入电路，连入电阻较小，P=可知电功率较大，为高温档，水龙头放出的水是热水，P热水=3300W，
正常工作50s，消耗的电能：W=P热水t=3300W×50s=1.65×105J；
（3）由P=UI得总电流I===15A，
R2支路的电流I2=I﹣I1=15A﹣10A=5A，
由欧姆定律得：R2===44Ω。
故答案为：（1）温；（2）水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是1.65×105J；（3）R2的电阻值44Ω．
【点睛】（1）开关与1、2接触时，电阻R1单独接入电路，连入电阻较大，为低温档，水龙头放出的水是温水，利用P=UI求此时电路中的电流；
（2）开关与2、3接触时，电阻R1、R2并联接入电路，连入电阻较小，为高温档，水龙头放出的水是热水，利用W=Pt求正常工作50s消耗的电能；
（3）由P=UI求总电流，可得R2支路的电流，再利用欧姆定律求R2的电阻值。
【例12】CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝。当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变。
整壶水的质量
2kg
额定电压
220V
加热时的总功率
1000W
保温时的功率
44W
（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？
（2）电热丝R0、R的阻值多大？
（3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏•℃）
【解析】（1）由表格数据可知，保温时的功率为44W，
由P=UI可得保温档正常工作时，电路中的电流：I保温===0.2A；
（2）由图知S接2时只有R0接入电路，为加热状态，
由P=可得R0的电阻：R0===48.4Ω，
S接1时两电阻串联，为保温状态，
总电阻：R总=R0+R===1100Ω，
所以R=R总﹣R0=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω；
（3）水吸收的热量：Q吸=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×=5.88×105J；
热水壶消耗的电能：W=Pt=1100W×14×60s=9.24×105J，
热水壶的效率：η=×100%=×100%≈63.6%。
答：（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是0.2A；（2）电热丝R0、R的阻值分别是48.4Ω和1051.6Ω；（3）热水壶的效率是63.6%．
【点睛】电功与热量的综合计算。
（1）由表格数据，根据P=UI计算在保温档正常工作时，电路中的电流；
（2）由电路图知S接1时两电阻串联，为保温状态；S接2时只有R0接入电路，为加热状态，根据电路特点和P=计算两电阻的阻值；
（3）利用吸热公式Q吸=cm△t来计算热量；消耗的电能可利用公式W=Pt来计算，热水壶的效率则是吸收的热量与消耗的总电能的比。
1.（2022·安徽省阜阳实验中学中考物理一模）电吹风是现代家庭的常用电器。如图所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，某电吹风的主要技术参数如图乙所示。
(1) 当只闭合S1时，电吹风吹冷风，正常工作1min消耗的电能是多少J？
(2) 当同时闭合S1、S2时，电吹风吹热风。正常工作，通过R的电流为多大？
(3) 当电吹风正常工作并且吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是多少J？
【解析】(1)只闭合S1，电路只有电动机工作，即。
由P=Wt可得，正常工作1min消耗电能：W=Pt=80W×60s=4.8×103J。
(2)同时闭合S1、S2时，电路为电动机与电热丝并联，吹热风，
，UR=U=220V。
电热丝功率：，
电热丝电流：IR=PRUR=800W220V≈3.64A。
(3)吹热风时，电动机与电热丝并联，PR=800W，
电热丝消耗的电能全部转化为内能：
产生热量：Q=W=Pt=800W×60s=4.8×104J。
答：(1)当只闭合S1时，电吹风正常工作lmin消耗的电能是4.8×104J。(2)当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，通过R的电流为3.64A。(3)吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是4.8×104J。
【点睛】此题考查了电功的计算，电功率的计算，关键是分析电路，明确电路的连接方式，知道吹冷风时只有电动机工作，吹热风时电动机和电阻同时工作，功率是它们的和，灵活应用并联电路的特点和电功率公式即可解答。
(1)当只闭合S1时，电路只有电动机工作，即根据W=Pt代入数值计算即可。
(2)当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，发热的电阻丝和带动风扇转动的电动机同时工作，吹热电功率是880W，电热丝功率：由可计算。
(3)吹热风时，电动机与电热丝并联，电热丝消耗的电能全部转化为内能，由Q=W=Pt可计算产生的热量。
2．（2022·贵州省黔东南州中考物理模拟试卷）图甲是某品牌家用蛋糕机。该蛋糕机配有很多卡通模型，可以做出多种多样的创意小蛋糕。图乙是该蛋糕机的简化电路图，可以实现低、中、高三挡加热功能，单独闭合开关S1时，蛋糕机处于440W的低温挡加热状态：单独闭合开关S2时，阻值为55Ω的电阻R2工作，蛋糕机处于中温挡加热状态。
（1）求蛋糕机在低温挡正常工作时的加热电流；
（2）求蛋糕机在中温挡正常工作时的加热功率；
（3）将蛋糕机单独连入家庭电路中用高温挡加热5min，则家庭电路中标有“3000r/（kW•h）”的电能表的转盘转多少转？
【解析】（1）蛋糕机正常工作时的电压U＝220V，
根据P＝UI可得，低温挡加热电流为：I低＝＝＝2A；
（2）由题知，中温挡时只有电阻R2工作，
由P＝UI，I＝得，中温挡加热功率为：P中＝＝＝880W；
（3）当开关S1和S2都闭合时处于高温加热挡，此时两电阻并联，
其功率为低温挡与中温挡的功率之和，即P高温＝P低+P中＝440W+880W＝1320W＝1.32kW；
由P＝得，高温挡加热5min消耗的电能为：W＝P高温t＝1.32kW×h＝0.11kW•h；
电能表转盘转的转数：n＝0.11kW•h×3000r/（kW•h）＝330r。
答：（1）低温挡加热电流为2A；（2）中温挡加热功率为880W；（3）电能表的转盘转330转。
3．（2022·陕西省商洛市中考物理模拟试卷）某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路图如图甲所示，定值电阻R1的U﹣I图象如图乙所示。已知U＝220V、R2＝525.8Ω、c水＝4.2×103J/（kg•℃）、ρ水＝1.0×103kg/m3。
（1）求定值电阻R1的阻值；
（2）当S1闭合、S2断开时，电热水壶处于 挡位，求电热水壶此挡位的功率；
（3）已知电热水壶加热效率为80%，将1.5L水从20℃加热到100℃，求水吸收的热量和加热所需时间。
【解析】（1）由图乙可知：当U1＝12.1V时通过的电流为I1＝0.5A，
则根据I＝可得R1的阻值：R1＝＝＝24.2Ω；
（2）由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路中的电阻最大，根据P＝可知，电功率最小，则电热水壶处于保温状态；
此时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝24.2Ω+525.8Ω＝550Ω，
则保温功率：P保温＝＝＝88W；
（3）水的体积V＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，
由ρ＝得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J，
根据η＝可得，需要消耗的电能：W＝＝＝6.3×105J，
开关S1、S2均闭合时，R2短路，R1通路，电热水壶处于加热挡，
电热水壶的加热功率：P加热＝＝＝2000W，
根据P＝可得，加热时间：t＝＝＝315s。
答：（1）定值电阻R1的阻值为24.2Ω；（2）当S1闭合、S2断开时，电热水壶处于保温挡位，电热水壶此挡位的功率为88W；（3）水吸收的热量为5.04×105J，加热所需时间为315s。
4．（2022·云南省昆明市中考物理模拟试卷 ）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
【解析】（1）质量为1kg，初温为35℃的水加热到100℃所吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣35℃）＝2.73×105J；
（2）由题意和电路图可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电热水壶处于加热状态；
开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电热水壶处于保温状态，
因电路的总功率等于各电阻消耗功率之和，且R2在两种状态下消耗的功率不变，
则P加热＝+，P保温＝，
已知加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，所以+＝5×，
解得R2＝4R1＝4×50Ω＝200Ω；
（3）由效率公式可得，电热水壶加热时消耗的电能：W＝＝＝＝3×105J，
电热水壶加热时的实际功率为：P＝＝＝1000W，即+＝1000W，
将R1＝50Ω，R2＝200Ω代入上式，解得U实＝200V。
答：（1）将1kg初温为35℃的水加热到100℃需要吸收2.73×105J热量；（2）电阻R2的阻值为200Ω。（3）晚上用电高峰期的实际电压为200V。
5．（四川省广元市2022年中考物理模拟卷）图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2，实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如下表所示，求：
加热效率
75%
额定电压
220V
电功率
低温挡
440W
中温挡
880W
高温挡
（1）低温挡加热时电流的大小；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）已知粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg•℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，求需要工作的时间？
【解析】（1）由P＝UI可得，低温挡加热时的电流：I低＝P/U＝2A；
（2）由电路图可知，只闭合S1时电路为R1的简单电路，只闭合S2时电路为R2的简单电路，同时闭合S1、S2时R1与R2并联，
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，同时闭合S1、S2时，电路的总电阻最小，由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，电路的总功率最大，处于高温挡，
则只闭合S1或只闭合S2时，电饭锅处于低温挡或高温挡，对应的电阻分别为：
R低＝＝＝110Ω，R中＝＝＝55Ω，
由R1的阻值为110Ω可知，电热丝R2的阻值为55Ω；
（3）因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，电饭锅高温挡的功率：
P高＝P低+P中＝440W+880W＝1320W，
将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃时粥吸收的热量：
Q吸＝c粥m（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg•℃）×2.2kg×（74℃﹣20℃）＝4.752×105J，
由表格数据可知，电饭锅的加热效率为75%，
由η＝×100%可得，消耗的电能：W＝＝＝6.336×105J，
由P＝可得，需要用高温挡工作的时间：t′＝＝＝480s。
答：（1）低温挡加热时电流的大小为2A；（2）电热丝R2的阻值为55Ω；（3）将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，则需要工作的时间为480s。
6．（江苏省无锡市2021年中考物理一模）某厂家生产的油汀取暖器有四种规格，每种规格都有两根电热丝、三个挡位和相同的电路图，对应的功率如表所示。
规格
9片
10片
11片
12片
功率
1挡
600W
800W
800W
1000W
2挡
1000W
1000W
1200W
1200W
3挡
1600W
1800W
2000W
（1）“12片”的油汀取暖器3挡的功率为 W。
（2）“11片”的油汀取暖器的空腔内灌有4kg的导热油，导热油的比热容为2.1×103J/（kg•℃），可知油温升高100℃吸收的热量为 ×105J。
（3）“10片”的油汀取暖器在2挡正常工作时，其电热丝的电阻为 Ω。（家庭电路电压220V）
（4）如图是“9片”的油汀取暖器的旋钮式功率选择开关。转动旋钮可以将左侧相邻两个金属触点相连，同时与右侧金属板连通。已知图中旋钮处于位置M（金属片连接b、c两触点）时对应的挡位是2，则位置H对应的挡位是 （填“1”或“3”）。
【解析】（1）分析“9片”、“10片”、“11片”三种规格的油汀取暖器可知，3挡功率等于1挡、2挡功率之和，而每种规格都有两根电热丝、三个挡位和相同的电路图，所以，“12片”的油汀取暖器3挡的功率为1挡与2挡功率之和，即为1000W+1200W＝2200W；
（2）导热油吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝2.1×103J/（kg•℃）×4kg×100℃＝8.4×105J；
（3）“10片”的油汀取暖器在2挡正常工作时，功率P＝1000W，由P＝可得，此时电热丝的电阻为：R＝＝＝48.4Ω；
（4）由图可知，当转动旋钮处于位置H（金属片连接a、b两触点）时，两电热丝组成并联电路；当转动旋钮处于位置M（金属片连接b、c两触点）时，只有上面电热丝接入电路；当转动旋钮处于位置M（金属片连接c、d两触点）时，只有下面电热丝接入电路；
由题可知，当图中旋钮处于位置M（金属片连接b、c两触点）时对应的挡位是2，根据P＝可知，在电压一定时，电功率与电阻成反比，当转动旋钮处于位置H时，两电热丝组成并联电路，此时总电阻最小，功率最大，故位置H对应的挡位是3。
秘籍19 电功率与家用电器综合计算（解析版）
概率预测
☆☆☆☆☆
题型预测
计算题☆☆☆☆☆，
考向预测
①电功率综合计算；②家用电器综合计算。
电功率和家用电器综合计算属于大型计算题（压轴题）。中考试卷中，电学内容的综合计算题是必考内容，一般可分为三种类型：一、欧姆定律的综合应用；二、电功率的综合计算；三、家用电器类（电热）综合计算。
在中考试卷中，大学的大型计算题是必考内容，其中电功率的大型计算、或家用电器的综合计算均是常考方向。考题分值一般在6分-9分之间，也层出现过12分的考题。
对本部分内容的考查与备考做如下概括：
一、电功率
1.电功率：指电流在单位时间内做的功，是一个表示电流做功快慢的物理量，用P来表示，单位是瓦特，简称瓦，用符号表示为W。
2.电功率公式：。该式为电功率的定义式，主要适用于已知电能W和时间t求功率的情况。
电功率公式：P=UI，主要适用于已知电压U和电流I求功率的情况。
电功率公式：，主要适用于纯电阻电路，多用于在串联电路中已知电流I和电阻R求功率的情况；，主要适用于纯电阻电路，多用于在并联电路中已知电压U和电阻R求功率的情况。
电功率公式：，主要适用于已知t、n和N求功率的情况。式中t为用电器单独工作的时间，n为用电器单独工作t时间内电能表转盘转过的转数，N为电能表铭牌上每消耗1千瓦时电能表转盘转过的转数。
3.串并联电路电功率
（1）由于串联电路电流相等，所以由P=UI得；由得。
总功率等于各功率之和，即。
额定功率与实际功率的比值等于额定电压与实际电压比值的平方，即。
（2）由于并联电路电压相等，所以由P=UI得；由，得。
总功率等于各功率之和，即。
二、焦耳定律
（1）焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
（2）利用电功公式，结合热转换效率，求电功转化为热量问题。根据热效率公式，可求出相关问题。
一、电功率的计算
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能。在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每 kW·h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能；
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功(或消耗的电能)成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
（3）根据电能表转盘转动的转数进行计算：如果电能表标有“:600r/kW·h”，当转盘转过n圈时，消耗的电能为W=nr/600r×kW·h=n/600×3.6×106J。
二、铭牌类电器的计算
电器设备的铭牌显示的是电器设备工作状态、工作环境和工作过程，给使用者提供了较为全面的信息。电器设备的铭牌上主要标注的内容有：电器设备的额定值（电压、功率、电流等），工作环境，工作过程和使用注意事项。从铭牌给出的数据可以很好的了解此电器设备在工作过程中有关物理量或可以从铭牌中求出所需要的物理量，这就是题干的主要内容。解答时一定要把铭牌给出的数据看清，弄懂。解答此类问题常见的有以下几种类型：
1.应用公式类：就是利用铭牌给出的数据，结合所学物理公式，直接进行计算。此类题目只要考生能熟练利用物理知识和规律，解答不难。
2.工作条件转换类：是在多档位电器相关计算时，利用给出的铭牌信息，电器设备工作在不同条件下的计算类型。此类题目一般给出了两种或多种形式的电路工作状态，只要考生加以区分并利用相关知识进行计算即可。
3.综合计算类：是设备铭牌标注的信息除了电器设备和电学物理量以外，还标注有其他信息，并要求利用所需物理知识进行修改计算的题型。解答此类题目，在读懂题干基础上，必须把电学物理知识与其他相关知识相结合（如热量、效率等），找到这两个物理知识的结合点即可。
题型一：电功率综合计算
【例1】在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S后，调节滑片P从a端移动到b端过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。求：
（1）电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功；
（2）电源电压和定值电阻R0；
（3）若电压表量程为0～15V，电流表量程为0～3A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率范围。
【答案】（1）240J（2）20Ω（3）4.05W～28.8W。
【解析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.2A，R两端的电压UR=20V，1min内电流通过电阻R做的功：；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，由图像可知，电路中的最大电流I大=1.2A，
则电源的电压：，因电源的电压不变，
所以，，解得：R0=20Ω，电源的电压；
（3）当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，
则R0消耗的最大功率：，
当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，
此时R0两端的电压：，
R0消耗的最小功率：，定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～28.8W。
答：（1）电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功为240J；（2）电源电压为24V，定值电阻R0为20Ω；（3）定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～28.8W。
【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，关键是从图像中读出有用的信息。
分析：由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图乙可知，电路中的最小电流和R两端的电压，根据求出1min内电流通过电阻R做的功；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，根据图像读出电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压；
（3）当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，根据求出R0消耗的最大功率，当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，根据求出R0消耗的最小功率，然后求出定值电阻R0消耗的功率范围。
【例2】有一个标有“6V3W”字样的小灯泡L，它的图象如图甲所示，现把该灯泡接入如图乙所示的电路中，电路的电源电压保持6V不变，电阻，滑动变阻器标有“”字样，电流表的量程为，电压表的量程为问：
小灯泡正常工作时的电阻是多少？
当开关、、都闭合时，通过的电流是多少？
只闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全工作的条件下，电路的最小功率是多少？
【答案】；；。
【解析】（1）由可得，小灯泡正常工作时的电阻；
（2）当开关、、都闭合时，滑动变阻器被短路，灯泡L与定值电阻并联，
因并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压，则：，
通过的电流：；
（3）只闭合开关，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测串联电路的电流，当滑动变阻器接入电路的阻值变大时，根据串联分压原理，电压表的示数变大，电路的电流变小，电路的功率变小；
因为电压表的量程为，所以当电压表示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路的功率最小；
根据串联电路电压的规律知，此时小灯泡两端的电压为：，
根据图象甲可知，此时通过灯泡的电流为，
因串联电路电流处处相等，则电路中的电流：；
电路的最小功率：。
答：小灯泡正常工作时的电阻是；当开关、、都闭合时，通过的电流是；只闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全工作的条件下，电路的最小功率是。
【点睛】本题考查了电功率公式、欧姆定律的应用以及串并联电路电流、电压的规律，分析清楚电路的连接方式以及电表的作用是解题的关键，同时还要读懂图，从中获取有用的信息。
【例3】如图所示，电源电压可调，小灯泡L1标有“6V6W”的字样，小灯泡L2、L3标有“6V 12W”的字样，（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）
(1)闭合开关S1、S2、S3，调节电源电压为6V时，求电流表A1的示数；
(2)闭合开关S2，断开开关S1、S3，调节电源电压为12V时，求电路消耗的总功率；
(3)闭合开关S2、S3，断开开关S1，调节电源电压为10V时，求小灯泡L3的实际发光功率。
【答案】（1）3A；（2）24W；（3）0。
【解析】(1)当闭合S1、S2、S3时，L2被短路，L1、L3两灯并联，电流表A1测量干路电流，电源电压为6V；
则灯泡L1、L3正常工作，根据可得两灯的电流分别为
，
所以干路电流即电流表A1的示数为
(2)闭合S2，断开S1、S3时，L2、L3两灯串联，由于L2、L3规格相同，根据串联电路的分压特点可知
所以L2、L3两灯能正常工作，则总功率为
(3)闭合开关S2、S3，断开开关S1，L2被短路，只有L3连入电路；
因为电源电压为10V，则此时L3两端电压为10V，远高于L3的额定电压6V，L3的灯丝会因为温度过高而烧断，烧断后电流为零，故实际功率为零。
【点睛】综合考查了电功率的计算，要能灵活运用所学的公式及变形的公式，读懂电路图是关键，明确不同的开关闭合和断开时，电路的结构，最后一问中，电源电压远高于额定电压，所以通电后灯丝会烧断，功率为零。
【例4】在如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻保持不变，R2的阻值范围是从0～20Ω，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V，R3＝4Ω。求：
（1）只闭合开关S1时，电路消耗的功率为9W，则电源是多少？
（2）只闭合开关S2时，灯泡L正常发光，R3消耗的功率为1W，则灯泡的电阻是多少？
（3）灯泡的额定功率是多少？
（4）只闭合开S3时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下，电路消耗的最小功率是多少？
【答案】（1）6V；（2）8Ω；（3）2W；（4）2.25W。
【解析】（1）只闭合开关S1时，只有R3接入电路工作，根据
所以电源电压为：
（2）只闭合开关S2时，灯L和R3串联接入电路，根据
所以R3两端电压为：
此时电流为：
灯L的电压为：
灯L的电阻为：
（３）灯L的额定功率为：
（４）只闭合开S3时，灯L与滑动变阻器R２串联工作．
要使电路消耗的功率最小，滑动变阻器阻值应变大，则电流变小，滑动变阻器两端电压变大，不损坏电表的情况下，电压表最大为３V．
此时灯L的电压为：
电路电流即灯L的电流为：
电路消耗的最小功率为：
答案：（1）6V；（2）8Ω；（3）2W；（4）2.25W。
【点睛】重点是电功率变形公式和欧姆定律的应用，牢记和，在纯电阻电路中两公式可以直接使用，本题中利用该公式可求出电源电压，最后一问，最小的电功率，即电阻变大，电流变小，但要注意滑动变阻器的电压即电压表的示数不能超过３V。
【例5】如图所示，电源电压保持12V不变，电阻R1=50，只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移到中点时。电流表示数为0．2A，小灯泡L的实际功率为1.8W；电流表的量程为0～0．6A，电压表的量程为0～3V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是多少?
(2)小灯泡的电阻是多少?只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是多少?
(3)在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是多少?
【答案】（1）0.24A；（2）45Ω； 3V；（3）2.16W。
【解析】（1）开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器被短路，R1和L并联，
通过R1的电流：I1===0.24A；
（2）只闭合S3时，滑动变阻器滑片P移到中点时，灯泡和滑动变阻器串联，
由P=I2R得：灯泡的电阻：RL ===45Ω；
此时灯泡两端的实际电压：UL=IL实RL=0.2A×45Ω=9V，
所以滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL=12V-9V=3V，即为电压表示数；
此时滑动变阻器连入电路中的阻值R===15Ω，
滑动变阻器的最大阻值R滑=2R=2×15Ω=30Ω；
（3）电源电压不变，电路中的总电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，即只闭合开关S1时，R1和R2串联，电阻最大，电路中的电流最小，此时电路消耗的功率最小；
为了保护电路安全，电压表示数不能超过3V，此时R1两端的最小电压U1＝U﹣U2大＝12V﹣3V＝9V，
电路中的最小电流，
滑动变阻器连入电路的最大阻值，小于滑动变阻器的最大阻值；
电路消耗的最小功率P＝UI小＝12V×0.18A＝2.16W。
答：（1）开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是0.24A；（2）小灯泡的电阻是45Ω；只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3V；（3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是2.16W．
【点睛】欧姆定律的应用；电功率的计算。（1）首先弄明白开关S1、S2、S3都闭合时，电路结构，再根据欧姆定律计算通过R1的电流；
（2）只闭合S3时，灯泡和滑动变阻器串联，知道电流值和小灯泡的实际功率，根据P=I2R求出灯泡的电阻；
根据欧姆定律求出灯泡两端的电压，根据串联分压求出滑动变阻器两端的电压，即为电压表示数；
（3）电源电压不变，电路中的总电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小；
为了保证电路安全，电压表示数不能超过3V，据此求出R1两端的电压，进而求出最小电流，根据P=UI求出最小功率。
【例6】小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题．已知R1＝20Ω、R2＝30Ω，请计算：
（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能；
（3）该电路的最大功率和最小功率之比。
【答案】（1）0.2A；（2）1000J；（3）25：6。
【解析】（1）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，则总电阻：R串＝R1+R2＝20Ω+30Ω＝50Ω；
所以，电路中的电流：；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路，
则通电5min电路消耗的电能：；
（3）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，根据可知此时总功率最小，所以，，
当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，根据可知此时总功率最大，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以此时的总电阻：，，
则：。
【点睛】本题考查了串联电路特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功公式、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断和电路最大、最小电功率的判断。
（1）S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路，根据求出消耗的电能；
（3）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，此时电路的总功率最小，根据求出最小功率；
当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总功率最大，根据电阻的并联特点求出电路中的总电阻，再根据求出最大功率；进一步得出该电路的最大功率和最小功率之比。
题型二：家用电器类电功率的综合计算
【例7】寒冷的冬天，孝顺的小茜用自己平时积攒的零花钱给住在偏远农村的奶奶买了一个“暖手宝”，铭牌如表中所示，请回答下列问题：
（1）该“暖手宝”正常工作时的电流和电阻各是多少？
（2）该“暖手宝”正常工作5分钟产生的热是多少？
（3）在奶奶家，到晚上用电高峰小茜再次给“暖手宝”加热时，发现加热时间明显比白天长．聪明的小茜知道这是因为电压降低了的缘故，于是专门进行了一番测量：她关掉其它用电器，单独给这个“暖手宝”通电6分钟，观察到家里的电能表（如图所示）转盘转了44转。请你帮小茜计算出这时她奶奶家实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）
产品名称
暖手宝
产品货号
QB32
额定功率
440W
额定电压
220V
通电储热
5～8分钟
电源线长
约80cm
暖手宝直径
约220mm
【解析】（1）由表格数据可知，暖手宝正常工作时的功率P=440W，电压U=220V，
根据P=UI可得，通过的电流：I===2A，
根据欧姆定律I=可得，其电阻：R===110Ω；
（2）暖手宝正常工作5分钟产生的热量：Q=I2Rt=UIt=Pt=440W×5×60s=1.32×105J．
（3）只使用这个“暖手宝”，电能表转盘6分钟转过44转，
消耗的电能：W==0.011kW•h=3.96×104J，t=6min=360s
P实际===110W，由P=可得，实际电压：U===110V。
答：（1）该“暖手宝”正常工作时通过的电流为2A；电阻为110Ω；（2）该“暖手宝”正常工作5min产生的热量是1.32×105J；（3）这时她奶奶家实际电压是110V。
【点睛】电功率与电压、电流的关系；电能表参数的理解与电能的求法；电功率的计算；焦耳定律的计算公式及其应用。
（1）暖手宝正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出通过的电流，根据欧姆定律求出电阻；
（2）根据Q=I2Rt=UIt=Pt求出正常工作5分钟产生的热量；
（3）由电能表的转动的转数求用电器消耗的电能，又知道通电时间，可以求出用电器的电功率．再利用P=可求得实际电压。
【例8】新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）这30min内电饭锅产生的热量。
【解析】（1）S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联；由乙图可知此时电流值Imax=3A，
则功率Pmax=UImax=220V×3A=660W；
（2）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值I1=2A，
则根据并联电路的电流特点可知：电阻R1与R2并联时；I2=Imax﹣I1=3A﹣2A=1A，
根据欧姆定律得：R2===220Ω．
（3）只有R1工作时功率P1=UI1=220V×2A=440W；
由乙图可知：t′=10min+（20min﹣15min）=15min=900s，
t″=（15min﹣10min）+（30min﹣20min）=15min=900s，
则Q′=W′=Pmaxt′=660W×900s=5.94×105J，
Q″=W″=P1t″=440W×900s=3.96×105J，
∴Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J．
答：（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率为660W；（2）电热丝R2的阻值为220Ω；（3）这30min内电饭锅产生的热量为9.9×105J。
【点睛】本题考查电功率的计算，根据是结合电路图会对图象的分析，知道两种状态下对应的电流值时关键。电功率的计算；欧姆定律的应用；焦耳定律的计算公式及其应用。
（1）S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联；电路中电流最大，由乙图可知此时电流值，则利用P=UI求出功率；
（2）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值，根据并联电路的电流特点可知通过R2工作时的电流值，然后根据欧姆定律即可求出R2的阻值；
（3）利用P=UI求出只有R1工作时功率；由乙图可知：30min内两种情况下各自的工作时间，利用W=Pt分别求出两种情况下各自产生的热量，最后求其和即可。
【例9】图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求：
（1）0～30min，电饭煲产生的总热量；
（2）S和S1均闭合，电路中的总电流；
（3）在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同．用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间．
【解析】（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大；
同理可知，只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小；
由图乙可知，工作30min中，
P1=440W时的功率时间t1=15min=900s，P总=660W时的功率时间t2=30min﹣15min=15min=900s，
由Q=W=UIt可得，0～30min内电饭煲产生的总热量：
Q=Q1+Q2=W1+W2=P1t1+P总t2=440W×900s+660W×900s=9.9×105J；
（2）当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电饭煲的功率较大，
由P=UI可得，电路中的总电流：I总===3A；
（3）电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间t=10min=600s，
此过程中产生的热量：Q′=W=P总t=660W×600s=3.96×105J，
电饭煲最大功率时电路中的总电阻：R===Ω，
因在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同，
所以，由Q=W=t可得，在实际电压是198V时电饭煲工作的时间：
t′==≈740.7s。
答：（1）0～30min，电饭煲产生的总热量为9.9×105J；（2）S和S1均闭合，电路中的总电流为3A；（3）用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要740.7s。
【点睛】电功率与电压、电流的关系；电热。
（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P=可知，电饭煲的功率较大；同理可知，只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小；根据图乙可知工作30min中两种情况下的工作时间，根据Q=W=UIt求出两种情况下产生的热量，然后得出答案；
（2）当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电饭煲的功率较大，根据P=UI求出电路中的总电流；
（3）由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间，根据Q=W=UIt求出产生的热量，又知道正常工作时电饭煲的最大功率，根据P=求出电路的总电阻，根据Q=W=t求出实际电压为198V时的工作时间。
【例10】家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）。则
（1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW•h？
（2）R0的电阻为多少Ω？
（3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因．
【解析】（1）t=0.1h，P=1100W=1.1kW
由公式P=得，消耗的电能为：W=Pt=1.1kW×0.1h=0.11kW•h；
（2）U=220V，P=1100W
由公式P=得，R0的电阻为：R0===44Ω；
（3）当温控开关S断开时，电阻R0与电阻R串联，根据欧姆定律，两种情况相比，当S断开时电饭煲的工作电流较小，根据P=UI可知，此时电饭煲消耗的电功率也较小．故当S断开时电饭煲处于保温状态．
答：（1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为0.11kW•h；（2）R0的电阻为44Ω；（3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将变小，因为当S断开时，电阻R0与电阻R串联，由欧姆定律可知，电饭煲的工作电流较小；根据P=UI可知，此时电饭煲消耗的电功率也较小。
【点睛】（1）已知加热时的功率和工作时间，根据W=Pt计算消耗的电能；
（2）当温控开关S闭合时，R被短路，电路中只有R0，已知额定加热功率和额定电压，可利用公式R=求得加热电阻的电阻；
（3）电源电压U不变，由P=可知，电阻越大电功率越小，电饭煲处于保温状态，电阻越小电功率越大，电饭煲处于加热状态。
【例11】如图甲是某款电热水龙头．即开即热、冷热兼用．图乙是它的原理电路图R1、R2为电热丝．通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换．有关参数如表．不考虑温度对电阻丝值的影响，请回答下列问题：
（1）开关与1、2接触时，水龙头放出的水是 （填“温”、“热”）水，此时电路中的电流多大？
（2）水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是多少？
（3）R2的电阻值多大？
产品名称
即热式热水龙头
应用场所
厨房、卫生间
额定功率
温水
热水
额定电压
220V
额定频率
50Hz
防触电类型
Ⅰ类（最高等级）
【解析】（1）开关与1、2接触时，电阻R1单独接入电路，连入电阻较大，P=可知电功率较小，为低温档，水龙头放出的水是温水；
此时电路中的电流I1===10A；
（2）开关与2、3接触时，电阻R1、R2并联接入电路，连入电阻较小，P=可知电功率较大，为高温档，水龙头放出的水是热水，P热水=3300W，
正常工作50s，消耗的电能：W=P热水t=3300W×50s=1.65×105J；
（3）由P=UI得总电流I===15A，
R2支路的电流I2=I﹣I1=15A﹣10A=5A，
由欧姆定律得：R2===44Ω。
故答案为：（1）温；（2）水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是1.65×105J；（3）R2的电阻值44Ω．
【点睛】（1）开关与1、2接触时，电阻R1单独接入电路，连入电阻较大，为低温档，水龙头放出的水是温水，利用P=UI求此时电路中的电流；
（2）开关与2、3接触时，电阻R1、R2并联接入电路，连入电阻较小，为高温档，水龙头放出的水是热水，利用W=Pt求正常工作50s消耗的电能；
（3）由P=UI求总电流，可得R2支路的电流，再利用欧姆定律求R2的电阻值。
【例12】CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝。当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变。
整壶水的质量
2kg
额定电压
220V
加热时的总功率
1000W
保温时的功率
44W
（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？
（2）电热丝R0、R的阻值多大？
（3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏•℃）
【解析】（1）由表格数据可知，保温时的功率为44W，
由P=UI可得保温档正常工作时，电路中的电流：I保温===0.2A；
（2）由图知S接2时只有R0接入电路，为加热状态，
由P=可得R0的电阻：R0===48.4Ω，
S接1时两电阻串联，为保温状态，
总电阻：R总=R0+R===1100Ω，
所以R=R总﹣R0=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω；
（3）水吸收的热量：Q吸=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×=5.88×105J；
热水壶消耗的电能：W=Pt=1100W×14×60s=9.24×105J，
热水壶的效率：η=×100%=×100%≈63.6%。
答：（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是0.2A；（2）电热丝R0、R的阻值分别是48.4Ω和1051.6Ω；（3）热水壶的效率是63.6%．
【点睛】电功与热量的综合计算。
（1）由表格数据，根据P=UI计算在保温档正常工作时，电路中的电流；
（2）由电路图知S接1时两电阻串联，为保温状态；S接2时只有R0接入电路，为加热状态，根据电路特点和P=计算两电阻的阻值；
（3）利用吸热公式Q吸=cm△t来计算热量；消耗的电能可利用公式W=Pt来计算，热水壶的效率则是吸收的热量与消耗的总电能的比。
1.（2022·安徽省阜阳实验中学中考物理一模）电吹风是现代家庭的常用电器。如图所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，某电吹风的主要技术参数如图乙所示。
(1) 当只闭合S1时，电吹风吹冷风，正常工作1min消耗的电能是多少J？
(2) 当同时闭合S1、S2时，电吹风吹热风。正常工作，通过R的电流为多大？
(3) 当电吹风正常工作并且吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是多少J？
【解析】(1)只闭合S1，电路只有电动机工作，即。
由P=Wt可得，正常工作1min消耗电能：W=Pt=80W×60s=4.8×103J。
(2)同时闭合S1、S2时，电路为电动机与电热丝并联，吹热风，
，UR=U=220V。
电热丝功率：，
电热丝电流：IR=PRUR=800W220V≈3.64A。
(3)吹热风时，电动机与电热丝并联，PR=800W，
电热丝消耗的电能全部转化为内能：
产生热量：Q=W=Pt=800W×60s=4.8×104J。
答：(1)当只闭合S1时，电吹风正常工作lmin消耗的电能是4.8×104J。(2)当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，通过R的电流为3.64A。(3)吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是4.8×104J。
【点睛】此题考查了电功的计算，电功率的计算，关键是分析电路，明确电路的连接方式，知道吹冷风时只有电动机工作，吹热风时电动机和电阻同时工作，功率是它们的和，灵活应用并联电路的特点和电功率公式即可解答。
(1)当只闭合S1时，电路只有电动机工作，即根据W=Pt代入数值计算即可。
(2)当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，发热的电阻丝和带动风扇转动的电动机同时工作，吹热电功率是880W，电热丝功率：由可计算。
(3)吹热风时，电动机与电热丝并联，电热丝消耗的电能全部转化为内能，由Q=W=Pt可计算产生的热量。
2．（2022·贵州省黔东南州中考物理模拟试卷）图甲是某品牌家用蛋糕机。该蛋糕机配有很多卡通模型，可以做出多种多样的创意小蛋糕。图乙是该蛋糕机的简化电路图，可以实现低、中、高三挡加热功能，单独闭合开关S1时，蛋糕机处于440W的低温挡加热状态：单独闭合开关S2时，阻值为55Ω的电阻R2工作，蛋糕机处于中温挡加热状态。
（1）求蛋糕机在低温挡正常工作时的加热电流；
（2）求蛋糕机在中温挡正常工作时的加热功率；
（3）将蛋糕机单独连入家庭电路中用高温挡加热5min，则家庭电路中标有“3000r/（kW•h）”的电能表的转盘转多少转？
【解析】（1）蛋糕机正常工作时的电压U＝220V，
根据P＝UI可得，低温挡加热电流为：I低＝＝＝2A；
（2）由题知，中温挡时只有电阻R2工作，
由P＝UI，I＝得，中温挡加热功率为：P中＝＝＝880W；
（3）当开关S1和S2都闭合时处于高温加热挡，此时两电阻并联，
其功率为低温挡与中温挡的功率之和，即P高温＝P低+P中＝440W+880W＝1320W＝1.32kW；
由P＝得，高温挡加热5min消耗的电能为：W＝P高温t＝1.32kW×h＝0.11kW•h；
电能表转盘转的转数：n＝0.11kW•h×3000r/（kW•h）＝330r。
答：（1）低温挡加热电流为2A；（2）中温挡加热功率为880W；（3）电能表的转盘转330转。
3．（2022·陕西省商洛市中考物理模拟试卷）某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路图如图甲所示，定值电阻R1的U﹣I图象如图乙所示。已知U＝220V、R2＝525.8Ω、c水＝4.2×103J/（kg•℃）、ρ水＝1.0×103kg/m3。
（1）求定值电阻R1的阻值；
（2）当S1闭合、S2断开时，电热水壶处于 挡位，求电热水壶此挡位的功率；
（3）已知电热水壶加热效率为80%，将1.5L水从20℃加热到100℃，求水吸收的热量和加热所需时间。
【解析】（1）由图乙可知：当U1＝12.1V时通过的电流为I1＝0.5A，
则根据I＝可得R1的阻值：R1＝＝＝24.2Ω；
（2）由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路中的电阻最大，根据P＝可知，电功率最小，则电热水壶处于保温状态；
此时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝24.2Ω+525.8Ω＝550Ω，
则保温功率：P保温＝＝＝88W；
（3）水的体积V＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，
由ρ＝得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J，
根据η＝可得，需要消耗的电能：W＝＝＝6.3×105J，
开关S1、S2均闭合时，R2短路，R1通路，电热水壶处于加热挡，
电热水壶的加热功率：P加热＝＝＝2000W，
根据P＝可得，加热时间：t＝＝＝315s。
答：（1）定值电阻R1的阻值为24.2Ω；（2）当S1闭合、S2断开时，电热水壶处于保温挡位，电热水壶此挡位的功率为88W；（3）水吸收的热量为5.04×105J，加热所需时间为315s。
4．（2022·云南省昆明市中考物理模拟试卷 ）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
【解析】（1）质量为1kg，初温为35℃的水加热到100℃所吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣35℃）＝2.73×105J；
（2）由题意和电路图可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电热水壶处于加热状态；
开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电热水壶处于保温状态，
因电路的总功率等于各电阻消耗功率之和，且R2在两种状态下消耗的功率不变，
则P加热＝+，P保温＝，
已知加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，所以+＝5×，
解得R2＝4R1＝4×50Ω＝200Ω；
（3）由效率公式可得，电热水壶加热时消耗的电能：W＝＝＝＝3×105J，
电热水壶加热时的实际功率为：P＝＝＝1000W，即+＝1000W，
将R1＝50Ω，R2＝200Ω代入上式，解得U实＝200V。
答：（1）将1kg初温为35℃的水加热到100℃需要吸收2.73×105J热量；（2）电阻R2的阻值为200Ω。（3）晚上用电高峰期的实际电压为200V。
5．（四川省广元市2022年中考物理模拟卷）图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2，实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如下表所示，求：
加热效率
75%
额定电压
220V
电功率
低温挡
440W
中温挡
880W
高温挡
（1）低温挡加热时电流的大小；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）已知粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg•℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，求需要工作的时间？
【解析】（1）由P＝UI可得，低温挡加热时的电流：I低＝P/U＝2A；
（2）由电路图可知，只闭合S1时电路为R1的简单电路，只闭合S2时电路为R2的简单电路，同时闭合S1、S2时R1与R2并联，
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，同时闭合S1、S2时，电路的总电阻最小，由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，电路的总功率最大，处于高温挡，
则只闭合S1或只闭合S2时，电饭锅处于低温挡或高温挡，对应的电阻分别为：
R低＝＝＝110Ω，R中＝＝＝55Ω，
由R1的阻值为110Ω可知，电热丝R2的阻值为55Ω；
（3）因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，电饭锅高温挡的功率：
P高＝P低+P中＝440W+880W＝1320W，
将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃时粥吸收的热量：
Q吸＝c粥m（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg•℃）×2.2kg×（74℃﹣20℃）＝4.752×105J，
由表格数据可知，电饭锅的加热效率为75%，
由η＝×100%可得，消耗的电能：W＝＝＝6.336×105J，
由P＝可得，需要用高温挡工作的时间：t′＝＝＝480s。
答：（1）低温挡加热时电流的大小为2A；（2）电热丝R2的阻值为55Ω；（3）将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃，加热效率为75%，则需要工作的时间为480s。
6．（江苏省无锡市2021年中考物理一模）某厂家生产的油汀取暖器有四种规格，每种规格都有两根电热丝、三个挡位和相同的电路图，对应的功率如表所示。
规格
9片
10片
11片
12片
功率
1挡
600W
800W
800W
1000W
2挡
1000W
1000W
1200W
1200W
3挡
1600W
1800W
2000W
（1）“12片”的油汀取暖器3挡的功率为 W。
（2）“11片”的油汀取暖器的空腔内灌有4kg的导热油，导热油的比热容为2.1×103J/（kg•℃），可知油温升高100℃吸收的热量为 ×105J。
（3）“10片”的油汀取暖器在2挡正常工作时，其电热丝的电阻为 Ω。（家庭电路电压220V）
（4）如图是“9片”的油汀取暖器的旋钮式功率选择开关。转动旋钮可以将左侧相邻两个金属触点相连，同时与右侧金属板连通。已知图中旋钮处于位置M（金属片连接b、c两触点）时对应的挡位是2，则位置H对应的挡位是 （填“1”或“3”）。
【解析】（1）分析“9片”、“10片”、“11片”三种规格的油汀取暖器可知，3挡功率等于1挡、2挡功率之和，而每种规格都有两根电热丝、三个挡位和相同的电路图，所以，“12片”的油汀取暖器3挡的功率为1挡与2挡功率之和，即为1000W+1200W＝2200W；
（2）导热油吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝2.1×103J/（kg•℃）×4kg×100℃＝8.4×105J；
（3）“10片”的油汀取暖器在2挡正常工作时，功率P＝1000W，由P＝可得，此时电热丝的电阻为：R＝＝＝48.4Ω；
（4）由图可知，当转动旋钮处于位置H（金属片连接a、b两触点）时，两电热丝组成并联电路；当转动旋钮处于位置M（金属片连接b、c两触点）时，只有上面电热丝接入电路；当转动旋钮处于位置M（金属片连接c、d两触点）时，只有下面电热丝接入电路；
由题可知，当图中旋钮处于位置M（金属片连接b、c两触点）时对应的挡位是2，根据P＝可知，在电压一定时，电功率与电阻成反比，当转动旋钮处于位置H时，两电热丝组成并联电路，此时总电阻最小，功率最大，故位置H对应的挡位是3。
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