人教版九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练 专题17 电学计算压轴培优专题训练（原卷版+解析）

这是一份人教版九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练 专题17 电学计算压轴培优专题训练（原卷版+解析），共54页。
（1）小灯泡的电阻。
（2）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压。
（3）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值。

2．如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，灯泡电阻不随温度变化。闭合开关S，当开关S1S2都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.4A；当开关S1S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求：
（1）电源电压为多少？
（2）小灯泡的电阻是多少？
3．有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）．其中AO：BO＝5：1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示。
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V．请回答：
（1）踏板空载时，电流表读数是多少mA？
（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10﹣4m2，则该秤的最大称量值是多少？
（3）为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘，我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系。请你写出这个关系式。
4．如图所示的电路，R2的阻值为20Ω，滑动变阻器R1上标有“2A”字样，两电流表量程均为0～3A。闭合开关S，电流表A1、A的示数分别为0.8A、1.2A。
（1）求R2两端电压U2。
（2）更换电源，用10Ω和30Ω的定值电阻先后替换R2，闭合开关S，在电路安全工作的情况下，移动滑片P，某个电流表示数的最大变化量分别为0.8A和1.6A，其中一次变阻器的电流达不到2A。
①试分析变阻器的电流达不到2A的原因。
②求变阻器的最大阻值R1max。

5．朝天门广场视野开阔，市民经常在此放风筝。为了测量风速，翼骏同学设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2，均匀电阻丝AB长为24cm，阻值为12Ω，电源电压U0恒为6V，保护电阻R0为8Ω，电压表量程0～3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
（1）滑片P位于A点时，经过R0的电流；
（2）当电压表示数U为1.5V时，风速仪所测的风为几级？（写出计算过程）
（3）在探究问题时，可以通过找出物理量之间的函数关系式，进而研究函数而得到结果。翼骏想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，即p＝kv2（k为常数）。结合题目，请写出风速（v）与电压表示数（UAP）的关系式。（写出推导过程，用v、k等表示）。
6．如图甲所示，重3N、底面积为150cm2的圆柱形容器置于水平升降台中央，容器中原来装有16cm深的水。一圆柱体A悬挂在轻质细杆下保持静止。已知圆柱体A与容器高度相同。质量为1.6kg。轻杆与圆柱体衔接处为力传感器，电源电压为18V，原理如图甲所示，可通过电流表示数测得轻杆对物体的弹力大小，如表格所示。在向上调节升降台直至圆柱体A与容器底部刚好接触的过程中，记录下电流表示数I与升降台移动的距离h的关系，如图乙所示。求：
（1）未调节升降台时，甲图中力传感器R的阻值大小；
（2）圆柱体A的密度；
（3）当电流表示数为2A时，缓慢撤走细杆和力传感器后，待物体A静止，容器对升降台的压强为多大？
7．如图甲所示的电路中，电源电压为12V，滑动变阻器R2的铭牌上标有“100Ω 0.5A”字样，图乙为定值电阻R1的I﹣U图象。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）当电路中的电流为0.2A时，滑动变阻器R2接入电路中的阻值；
（3）为了不损坏滑动变阻器，R2接入电路中的最小阻值。
8．为锻炼身体，小阳利用所学物理知识设计了一个电子拉力计（通过仪表读数显示拉力的大小），甲图是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计）．定值电阻R0＝15Ω，ab是一根长为6cm的均匀电阻丝，阻值R1＝45Ω，电源电压U＝9V，电流表的量程为0～0.6A．

（1）小明在电路中连入R0的目的是 。当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电流表的示数为多少？
（2）已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示。开关S闭合后，当电流表指针指在0.3A处，作用在拉环上水平向右的拉力为多少N？
9．如图所示是一个调光台灯实验电路，现将两种规格的小灯泡L1“3.8V 1A”、L2“2.5V 0.5A”分别接入电路图中的a、b两点间，电流表量程为“0﹣0.6A”，电压表量程为“0﹣3V”。电源电压恒为4.5V，灯丝电阻不变，在保障电路安全的情况下。求：
（1）小灯泡L1的额定功率：
（2）小灯泡L2接入电路中的最小功率：
（3）为了使两灯泡均能安全发光，滑动变阻器R连入电路的阻值范围。

10．在如图甲所示的电路中，电源电压U＝6V保持不变，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样，灯泡的电流与电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于距左端处。移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为2V；当闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V。电流表的量程为0～3A，电压表V1的量程为0～15V，电压表V2的量程为0～3V。
（1）求小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全求滑动变阻器的取值范围；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求电路消耗的总功率的最大值和最小值。
11．如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，小灯泡L标有“4V 1.6W”字样，R1＝20Ω，滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，只闭合开关S2时，电压表的示数为2V，则：
（1）小灯泡的阻值为多大？
（2）R1消耗的电功率是多少？
（3）在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1，若只闭合开关S3，小灯泡L消耗的电功率变化范围是多少？
12．如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图象，灯泡上标有“12V9.6W”的字样。将它们按图乙所示的电路连接，滑动变阻器上标有“20Ω1.5A”，电流表使用的量程是0～3A，电源电压不变。
（1）求灯泡L正常发光时的电阻RL
（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，灯泡L的实际功率为1W，求电源电压
（3）开关和滑片分别置于什么位置时，电路消耗的电功率最大？最大功率是多少？
13．如图甲。柱体A与B经细线绕过定滑轮（不计绳重及摩擦）相连，A置于力敏电阻Rx上，力敏电阻其电阻值Rx随压力F的变化关系如表，电源电压恒为6V．逐渐向容器中注水至满，得到了电流表的示数与注水体积之间的关系，如图乙。已知GA＝30N，GB＝10N，柱形容器底面积为500cm2，高10cm。求：
（1）水深5cm时，水对容器底部的压强；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）若电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，在注水过程中，为确保电路安全，求电路消耗的功率范围。
14．如图1所示，L上标有“6V 3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，变阻器R的最大电阻为100Ω．只闭合S1，滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra，电流表示数为Ia．只闭合S2，移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示；当滑片置于b点时，电压表示数Ub＝8V，电流表示数为Ib．已知Ra：R0＝12：5，Ia：Ib＝3：5．（灯丝电阻不随温度变化）
求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）定值电阻R0和电源电压；
（3）在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合S1时，计算电路消耗的总功率范围？
15．如图甲所示电路，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样，变阻器R1上标有“10Ω 1A”字样，移动滑片调到灯正常发光，电压表示数为2V，求：

（1）此时电路的总功率。
（2）若电流表采用0～0.6A量程，电压表采用0～3V量程，为保证灯两端电压不超过额定电压以及电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在此电路中允许的调节范围（假定灯丝电阻保持不变）。
（3）用另一个定值电阻R2替换小灯泡，并更换电源，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙所示（可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变），当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘处。求定值电阻R2的可能值是多少。
16．如图甲是某品牌电压力锅，图乙所示是它的简化电路图。R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1＝1100W，通过R1的电流为I1，当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，S1仍闭合。电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2．图丙是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系。已知I1＝5I2．求：
（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流。
（2）电压力锅处于保压状态时的功率P2。
（3）做好这次饭总共消耗的电能。
（4）用电高峰期，电路的实际电压为198V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间。（不考虑能量损失，结果保留整数）
17．为方便学生饮水，某学校在各个教室安装了饮水机。如图是饮水机的电路图，S是一个温控开关，R1为电加热管。当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热；达到100℃后，S自动切换到保温状态，A、B是两种不同颜色的指示灯。
（1）若红色表示加热，绿色表示保温，则灯B应为 色。
（2）若饮水机正常工作，加热时电加热管的功率为1100W，保温时电加热管的功率为44W，则电阻R2的阻值为多少？（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）
（3）饮水机的最大容量为1L，装满初温为23℃的水后，发现过了7min后绿灯亮，则这台饮水机的热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg：℃）]

18．如图所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率400W，保温时的功率40W．求：
（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态？
（2）R1和R2的电阻值各是多大？
（3）加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？（C水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3，）
19．如图是家用电热壶及铭牌，假设电热壶电阻丝电阻不变，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3．求：
（1）电热壶电阻丝的电阻。
（2）不考虑热损失，电热壶正常工作时，把1L水从20℃加热到100℃所需要的时间。
（3）当电压为198V时，电热壶的实际功率。
20．人造太阳是指像太阳一样通过核聚变，源源不断地产生巨大的能量。2017年7月4日晚中国科学院合肥物质科学研究院等离子物理研究所宣布，如图1，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置（俗称“人造太阳”）在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。若人造太阳成为现实，某城市构想将来在高空设置一个人造太阳（近似认为是一个点，其能量以该点为中心向四周传播），在夜晚利用人造太阳为城市提供能量。在地面距人造太阳500m处一用户利用一面积为2m2的接收装置垂直获取能量，为家中某加热器供电，其内部简化电路如图2所示、其正常工作时的功率如表所示。
（1）求R2的阻值；
（2）在实际使用中，该用户接收装置获得能量并转化为电能，在使用高温挡时给某材料加热，材料温度升高4℃加热时间为40s。[设电热丝发热全部被材料吸收，材料的质量m＝500g，材料的比热容c＝0.66×103J/（kg•℃），已知半径为r的球其表面积为4πr2．不计传播过程中能量损耗，该接收装置能量转换为电能的效率为15%]
①该加热器的实际功率为多大？
②该人造太阳的功率至少为多少？
（3）利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时应该适当的靠近还是远离地球一些？
21．小明研究了家里的智能电热马桶盖（如图甲），设计出如图乙所示的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见表），求
（1）R1和R2的阻值；
（2）求出表中的“P3”；
（3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升5℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间？（设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m＝300g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg•℃）
22．如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。现将质量为2.0kg，初温为36℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作18min。假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容为c＝4.0×103J/（kg•℃）。求：
（1）R1、R2的阻值；
（2）电压力锅加热多长时间后开始保压；
（3）电压力锅最后2min内消耗的电能。
23．浴室中的平面镜往往凝结大量的小水滴，导致成像模糊，而浴室防雾镜的背面粘贴有等大的电热膜，通电后镜面受热，水蒸气无法凝结其上，成像清晰。如图所示是某型号的浴室防雾镜，其相关数据如表：

（1）在某次洗浴中，浴室温度为30℃，正常工作2min使平面镜的平均温度升高到40℃，求电热膜对平面镜的加热效率。[玻璃的比热容为0.8×103J/（kg•℃）]
（2）如图乙所示，小夏给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R，能使电热膜的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要。求滑动变阻器R的最大阻值。
24．小明给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙，求：
（1）足浴器装入最大容量初温为25℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）上述加热过程用时15min，该足浴器的热效率是多少？
（3）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图像如图丙，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴30min，求这次足浴给水加热消耗的电能是多少？
（4）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里其他用电器都关闭，他观察到该足浴器在高挡工作时，家里标有“2000r/（kW•h）”的电能表转盘在10min内转了216r，则他家电路的实际电压是多少？
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v（m/s）
0.3～1.5
1.6～3.3
3.4～5.4
5.5～7.9
8.0～10.7
10.8～13.8
风压p（帕）
0.055～1.4
1.6～6.8
7.2～18
18.9～39
40～72
72.9～119
电流表示数I与力传感器所受弹力F关系
I/A
9
6
3
2
1
F/N
16
10
4
2
0
F/N
15
20
22
25
28
30
35
Rx/Ω
20
14
13
11
10
9
8
S1
断开
闭合
S2
闭合
闭合
功率
P1＝22W
P2＝44W
S1
断开
断开
闭合
闭合
S2
接b
接a
接a
接b
功率
Pb＝0
P1＝22W
P2＝44W
P3
额定电压/V
220
1挡加热器额定功率/W
550
2挡加热器额定功率/W
110
保压温度/℃
102
最大容积/dm3
3
面积大小
100dm2
镜子质量
1.2kg
额定电压
220V
额定功率
1W/dm2
专题17 电学计算压轴培优专题训练（解析版）
1．如图所示，R1＝25Ω，小灯泡L的规格为“”，电源电压保持不变。（小灯泡的电阻不变）求：
（1）小灯泡的电阻。
（2）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压。
（3）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值。

【解答】解：（1）由I＝可得，小灯泡的电阻：
RL＝＝＝Ω≈8.3Ω；
（2）S1、S2都断开时，R1与L串联，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
所以，电源的电压：
U＝I（R1+RL）＝IL（R1+RL）＝0.3A×（25Ω+Ω）＝10V；
（3）S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，
则电路中的总电阻：
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：R2＝50Ω。
答：（1）小灯泡的电阻为8.3Ω；
（2）电源的电压为10V；
（3）R2的阻值为50Ω。
2．如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，灯泡电阻不随温度变化。闭合开关S，当开关S1S2都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.4A；当开关S1S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求：
（1）电源电压为多少？
（2）小灯泡的电阻是多少？
【解答】解：（1）闭合开关S，当开关S1S2都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，R1与R2阻值的一半串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝可得，电源的电压：
U＝I（R1+）＝0.4A×（10Ω+）＝8V；
（2）当闭合开关S，闭合开关S1、S2时，灯泡L与R2的最大阻值并联，电表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R2的电流：
I2＝＝＝0.4A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过灯泡L的电流：
IL＝I′﹣I2＝0.9A﹣0.4A＝0.5A，
则灯泡的电阻：
RL＝＝＝16Ω。
答：（1）电源电压为8V；
（2）小灯泡的电阻是16Ω。
3．有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）．其中AO：BO＝5：1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示。
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V．请回答：
（1）踏板空载时，电流表读数是多少mA？
（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10﹣4m2，则该秤的最大称量值是多少？
（3）为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘，我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系。请你写出这个关系式。
【解答】解：（1）由表格数据可知，踏板空载时R＝300Ω，
则电流表读数：
I＝＝＝0.016A＝16mA；
（2）由p＝可得，压力传感器R表面能承受的最大压力：
F＝pS＝2×106Pa×2×10﹣4m2＝400N，
由F×AO＝F′×BO得，该秤的最大称量值：
F′＝F×＝400N×＝2000N；
（3）由F×AO＝F′×BO得，人的体重G作用在压力传感器R表面上的压力：
F＝G×＝，
由表格数据可得，压力传感器R的电阻与所受压力的关系：
R＝300﹣F，
故此时对应的电阻为300﹣，
所以此时电流表的示数：
I＝×1000（mA）＝（mA）。
答：（1）踏板空载时电流表读数为16mA；
（2）该秤的最大称量值为2000N；
（3）踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系为（mA）。
4．如图所示的电路，R2的阻值为20Ω，滑动变阻器R1上标有“2A”字样，两电流表量程均为0～3A。闭合开关S，电流表A1、A的示数分别为0.8A、1.2A。
（1）求R2两端电压U2。
（2）更换电源，用10Ω和30Ω的定值电阻先后替换R2，闭合开关S，在电路安全工作的情况下，移动滑片P，某个电流表示数的最大变化量分别为0.8A和1.6A，其中一次变阻器的电流达不到2A。
①试分析变阻器的电流达不到2A的原因。
②求变阻器的最大阻值R1max。

【解答】解：（1）闭合开关S，两电阻并联接入电路，电流表A1测通过R1的电流，电流表A测干路电流，两表的示数分别为0.8A、1.2A，
由于并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流为：I2＝I﹣I1＝1.2A﹣0.8A＝0.4A，
由欧姆定律可得R2两端电压：U2＝I2R2＝0.4A×20Ω＝8V；
（2）①因I2＝I﹣I1，所以当I2不变时，两个电流表示数的最大变化量应该是相同的，在电流表示数最大时，I2越小，电流表示数的最大变化量越大，
用10Ω的电阻替换R2，该支路的电流为：I2′＝＝，
用30Ω的电阻替换R2，该支路的电流为：I2″＝＝，＞，
因通过R2的电流越大，总电流越大，所以用10Ω的电阻替换R2，会使得在R1支路电流达到2A之前，总电流已达到3A，也就是说用10Ω的电阻替换R2，变阻器的电流达不到2A；
②闭合开关S，两电阻并联接入电路，电流表A1测通过R1的电流，电流表A测干路电流，并联电路各并联支路两端电压相等，
电流表示数的最大变化量分别为0.8A和1.6A，
当R2＝30Ω时，通过滑动变阻器的最大电流I1max＝2A，则通过滑动变阻器的最小电流为：I1min＝I1max﹣ΔI1max＝2A﹣1.6A＝0.4A，
当R2′＝10Ω时，通过电路的最大电流为Imax′＝3A，通过滑动变阻器的最小电流为I1min′＝0.4A，
通过滑动变阻器的最大电流：I1max′＝I1max′+ΔI1max′＝0.4A+0.8A＝1.2A，
所以此时通过R2的电流为：I2′＝Imax′﹣I1max′＝3A﹣1.2A＝1.8A，
由欧姆定律可得电源电压为：U＝U2′＝I2′R2′＝1.8A×10Ω＝18V，
所以滑动变阻器的最大阻值为：R1max＝＝＝45Ω。
答：（1）求R2两端电压U2为8V；
（2）①因通过R2的电流越大，总电流越大，所以用10Ω的电阻替换R2，会使得在R1支路电流达到2A之前，总电流已达到3A，也就是说用10Ω的电阻替换R2，变阻器的电流达不到2A；
②求变阻器的最大阻值R1max为45Ω。
5．朝天门广场视野开阔，市民经常在此放风筝。为了测量风速，翼骏同学设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2，均匀电阻丝AB长为24cm，阻值为12Ω，电源电压U0恒为6V，保护电阻R0为8Ω，电压表量程0～3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
（1）滑片P位于A点时，经过R0的电流；
（2）当电压表示数U为1.5V时，风速仪所测的风为几级？（写出计算过程）
（3）在探究问题时，可以通过找出物理量之间的函数关系式，进而研究函数而得到结果。翼骏想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，即p＝kv2（k为常数）。结合题目，请写出风速（v）与电压表示数（UAP）的关系式。（写出推导过程，用v、k等表示）。
【解答】解：（1）滑动变阻器和R0串联接入电路，滑片P位于A点时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以电路总电阻为：R＝RP+R0＝12Ω+8Ω＝20Ω，
串联电路各处电流相等，则通过R0的电流为：I＝＝＝0.3A；
（2）当电压表示数U为1.5V时，与电压表并联部分的电阻为：RP1＝＝＝5Ω，
均匀电阻丝AB长为24cm，阻值为12Ω，则2cm电阻丝的阻值为1Ω，
所以与电压表并联部分的电阻丝的长度为10cm，即弹簧缩短10cm，由乙图可知挡风板受到的力为5N，
挡风板受到的压强为：p＝＝＝25pa，
由表格可知风速仪所测的风为四级；
（3）当电压表示数为UAP时，与电压表并联部分的电阻为：RP0＝＝，
均匀电阻丝AB长为24cm，阻值为12Ω，则2cm电阻丝的阻值为1Ω，
所以与电压表并联部分的电阻丝的长度为，
由乙图可知挡风板受到的力与弹簧长度变化量的关系为：F＝N/cm•X，所以F＝N/cm×＝，
挡风板受到的压强为：p＝＝＝，
该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，即P＝kv2（k为常数），即＝kv2，
所以v＝。
答：（1）滑片P位于A点时，经过R0的电流为0.3A；
（2）当电压表示数U为1.5V时，风速仪所测的风为四级；
（3）风速（v）与电压表示数（UAP）的关系式为v＝。
6．如图甲所示，重3N、底面积为150cm2的圆柱形容器置于水平升降台中央，容器中原来装有16cm深的水。一圆柱体A悬挂在轻质细杆下保持静止。已知圆柱体A与容器高度相同。质量为1.6kg。轻杆与圆柱体衔接处为力传感器，电源电压为18V，原理如图甲所示，可通过电流表示数测得轻杆对物体的弹力大小，如表格所示。在向上调节升降台直至圆柱体A与容器底部刚好接触的过程中，记录下电流表示数I与升降台移动的距离h的关系，如图乙所示。求：
（1）未调节升降台时，甲图中力传感器R的阻值大小；
（2）圆柱体A的密度；
（3）当电流表示数为2A时，缓慢撤走细杆和力传感器后，待物体A静止，容器对升降台的压强为多大？
【解答】解：（1）未调节升降台时h0＝0，I1＝9A，U＝18 V，甲图中力传感器R的阻值：R＝＝＝2Ω；
（2）由图乙可知，当h01＝12cm时，通过电路电流为1A，由表格可知此时力传感器所受弹力为0N，
也就是说此时圆柱体A所受浮力等于自身重力，圆柱体A的重力：G＝mg＝1.6kg×10N/kg＝16N，随着h的增大，物体所受浮力会变大，
当A完全浸没时，h02＝16 cm，通过电路电流I2＝3A，由表格可知力传感器所受弹力为4N，此时杆对物体有竖直向下的压力：F杆＝4 N，
圆柱体A所受浮力：F浮＝G+F杆＝16N+4 N＝20N，
此时排开水的体积为：V＝＝＝2×10﹣3m3，
因物体完全浸没，所以物体排开水的体积即物体体积，则圆柱体A的密度：ρ＝＝＝0.8×103kg/m3；
（3）由图可知，当h03＝2cm，I′＝6A时，水刚好溢出，此时F杆′＝10N，G＝16N，所以A受到的浮力F浮′＝G﹣F杆′＝16N﹣10N＝6N，
V排′＝＝＝6×10﹣4m3＝600cm3，
水面升高的距离：△h水＝＝＝4cm，
所以此时容器内水面的高度：h容＝h1+△h水＝16cm+4cm＝20cm，
由表格可知当通过电路的电流I3＝2A时，力传感器所受弹力为F＝2N，方向可能向下也可能向上，
杆对物体的作用力方向向上时，A受到的浮力：F浮1＝G﹣F杆1′＝16N﹣2N＝14N，
当拿走轻杆后，A向下沉，水向外溢出，水深始终为容器高度20cm，当A完全浸没时A受到的浮力为20N，而A的重力为16N，所以A不会触底。
所以容器对升降台的压强：P＝+P水＝+ρ水gh容＝+1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m＝2200Pa，
杆对物体的作用力方向向下时，A受到的浮力：F浮2＝G+F杆1′＝16N+2N＝18N，
此时水面与容器口齐平，当拿走轻杆后，A上浮最终漂浮，A受到的浮力：F浮3＝G＝16N，
水面下降，水对容器底减少的压强：△P＝＝≈133Pa，
此时容器对升降台的压强：P′＝P﹣△P＝2200Pa﹣133Pa＝2067Pa。
答：（1）未调节升降台时，甲图中力传感器R的阻值为2Ω；
（2）圆柱体A的密度为0.8×103kg/m3；
（3）当电流表示数为2A时，缓慢撤走细杆和力传感器后，待物体A静止，容器对升降台的压强为2200Pa或2067Pa。
7．如图甲所示的电路中，电源电压为12V，滑动变阻器R2的铭牌上标有“100Ω 0.5A”字样，图乙为定值电阻R1的I﹣U图象。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）当电路中的电流为0.2A时，滑动变阻器R2接入电路中的阻值；
（3）为了不损坏滑动变阻器，R2接入电路中的最小阻值。
【解答】解：（1）由乙图象可知，当U1＝6V时，I1＝0.3A，
由I＝可得，电阻R1的阻值：
R1＝＝＝20Ω；
（2）由电路图可知，两电阻串联，由图象可知当电路中的电流I＝0.2A时，U1′＝4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U2＝U﹣U1′＝12V﹣4V＝8V，
则滑动变阻器R2接入电路中的阻值：
R2＝＝＝40Ω；
（3）由滑动变阻器的铭牌可知，电路中的最大电流I大＝0.5A，
则电路中的最小总电阻：
R小＝＝＝24Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路的最小值：
R2小＝R小﹣R1＝24Ω﹣20Ω＝4Ω。
答：（1）电阻R1的阻值为20Ω；
（2）当电路中的电流为0.2A时，滑动变阻器R2接入电路中的阻值为40Ω；
（3）为了不损坏滑动变阻器，R2接入电路中的最小阻值为4Ω。
8．为锻炼身体，小阳利用所学物理知识设计了一个电子拉力计（通过仪表读数显示拉力的大小），甲图是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计）．定值电阻R0＝15Ω，ab是一根长为6cm的均匀电阻丝，阻值R1＝45Ω，电源电压U＝9V，电流表的量程为0～0.6A．

（1）小明在电路中连入R0的目的是 防止电流过大而烧坏电流表 。当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电流表的示数为多少？
（2）已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示。开关S闭合后，当电流表指针指在0.3A处，作用在拉环上水平向右的拉力为多少N？
【解答】解：（1）由图可知，定值电阻R0与可变电阻R1组成串联电路，电流表测电路中的电流；
小明在电路中连入R0的目的是防止电流过大而烧坏电流表；
当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，R0与R1串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中电流表的示数：
I＝＝＝0.15A；
（3）当电流表指针指在0.3A处时，电路中的总电阻：
R＝＝＝30Ω，
则电阻丝接入电路中的电阻：
R1′＝R﹣R0＝30Ω﹣15Ω＝15Ω，
因ab是一根长为6cm的均匀电阻丝，最大阻值R1＝45Ω，
所以，电阻丝连入电路中的长度：
L′＝×6cm＝2cm，
则弹簧的伸长量：
△L＝L﹣L′＝6cm﹣2cm＝4cm，
由图像可知此时的拉力：F＝400N。
答：（1）防止电流过大而烧坏电流表；当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电流表的示数为0.15A；
（2）当电流表指针指在0.3A处，作用在拉环上水平向右的拉力为400N。
9．如图所示是一个调光台灯实验电路，现将两种规格的小灯泡L1“3.8V 1A”、L2“2.5V 0.5A”分别接入电路图中的a、b两点间，电流表量程为“0﹣0.6A”，电压表量程为“0﹣3V”。电源电压恒为4.5V，灯丝电阻不变，在保障电路安全的情况下。求：
（1）小灯泡L1的额定功率：
（2）小灯泡L2接入电路中的最小功率：
（3）为了使两灯泡均能安全发光，滑动变阻器R连入电路的阻值范围。

【解答】解：（1）P额1＝U额1I额1＝3.8V×1A＝3.8W；
（2）小灯泡L2的电阻R2＝＝＝5Ω；
当滑动变阻器两端电压为3V时，灯泡L2的电功率最小，灯泡L2的电压为U2＝U﹣UV＝4.5V﹣3V＝1.5V；
P2＝＝＝0.45W；
（3）当L1接入电路时，滑动变阻器两端电压为3V时，滑动变阻器阻值R最大；
小灯泡L1的电阻R1＝＝＝3.8Ω；
由＝，＝，解得Rp＝7.6Ω；
因为电流表量程为0.6A，当通过L1的电流为0.6A时，滑动变阻器R的阻值最小；
R总＝＝＝7.5Ω；滑动变阻器最小阻值R′＝R总﹣R1＝7.5Ω﹣3.8Ω＝3.7Ω；
当接入电路的灯泡为L2时，通过L2的电流为0.5A时，滑动变阻器R的阻值最小；
R总′＝＝＝9Ω；滑动变阻器最小阻值R''＝R总﹣R2＝9Ω﹣5Ω＝4Ω；
所以滑动变阻器R连入电路的阻值范围4Ω～7.6Ω；
答：（1）小灯泡L1的额定功率3.8V：
（2）小灯泡L2接入电路中的最小功率0.45W：
（3）为了使两灯泡均能安全发光，滑动变阻器R连入电路的阻值范围4Ω～7.6Ω。
10．在如图甲所示的电路中，电源电压U＝6V保持不变，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样，灯泡的电流与电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于距左端处。移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为2V；当闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V。电流表的量程为0～3A，电压表V1的量程为0～15V，电压表V2的量程为0～3V。
（1）求小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全求滑动变阻器的取值范围；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求电路消耗的总功率的最大值和最小值。
【解答】解：（1）小灯泡正常工作时的电阻RL＝＝＝12Ω；
（2）只闭合S3，灯泡和变阻器R2串联，电压表V2测量R2两端的电压，电压表V2的量程为0﹣3V，当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V，由串联电路的分压规律可知，此时R2的阻值较大，由串联电路电压的规律可知，灯泡两端的电压Ul＝U﹣U2＝6V﹣3V＝3V。
由图乙可知，灯泡的电压是3V时，通过它的电流是0.4A，灯泡的电阻Rl＝＝＝7.5Ω。灯泡和R2两端的电压相等，由串联电路的分压规律可知，灯泡和R2的阻值相等，所以此时R2接入电路的最大阻值R2′＝7.5Ω。
因为电流表的量程为0﹣3A，当R2的滑片移动到最左端，R2连入电路的电阻为零，电路中只有灯泡，电源电压是6V，灯泡两端的电压是6V，此时灯泡的电流是0.5A，没有超过量程，所以滑动变阻器的取值范围是0～7.5Ω。
（3）当闭合开关S3，断开S1、S2，在当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V，由（2）可知，当R2的滑片在距左端处时阻值7.5Ω，则R2的最大阻值R2大＝4R2′＝4×7.5Ω＝30Ω；
当闭合开关S3，断开S1、S2，L和R2串联，将R2的滑片置于距左端处。移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为2V，电压表V1测量R2两端的电压，示数为2V，由串联电路的分压规律得到：
＝，即：＝，
解得：R1＝15Ω
当开关S2，S3都闭合，R2的滑片在最左端，R1和L并联，由串并联电路电阻的规律可知电路的总电阻最小，由P＝ 可知，电路的总功率最大，电路消耗的总功率的最大值：P最大＝+U额I额＝+6V×0.5A＝5.4W。
由（1）可知小灯泡正常发光时的电阻是12Ω，由图乙可知，RL＝12Ω是它的最大阻值，灯泡的电阻小于R1的阻值，所以闭合S2，R1和R2串联，电压表为3V时，R2接入电路的电阻最大，此时电路的总电阻最大，由P＝ 可知，电路的总功率最小，由串联电路电压的规律和欧姆定律得到通过电路的电流：I′＝＝＝0.2A
最小功率：P最小＝UI′＝6V×0.2A＝1.2W
答：（1）小灯泡正常工作时的电阻是12Ω；
（2）只闭合S3，为保证安全，滑动变阻器的取值范围是0～7.5Ω；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，电路消耗的总功率的最大值是5.4W，最小值是1.2W。
11．如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，小灯泡L标有“4V 1.6W”字样，R1＝20Ω，滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，只闭合开关S2时，电压表的示数为2V，则：
（1）小灯泡的阻值为多大？
（2）R1消耗的电功率是多少？
（3）在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1，若只闭合开关S3，小灯泡L消耗的电功率变化范围是多少？
【解答】解：（1）由P＝可得，小灯泡的阻值：
RL＝＝＝10Ω；
（2）由图知，只闭合开关S2时，R1与L串联，电压表测L两端的电压，即UL＝2V，
因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：
I＝I1＝IL＝＝＝0.2A，
R1消耗的电功率：
P1＝I2R1＝（0.2A）2×20Ω＝0.8W；
（3）由串联电路特点和欧姆定律可得，电源的电压：
U＝I（R1+RL）＝0.2A×（20Ω+10Ω）＝6V；
由图知，闭合所有开关时，R1与R2并联，电流表测滑动变阻器R2的电流，
因并联电路各支路两端电压相等（等于电源电压），则由P＝可知，当滑动变阻器R2接入电路中的电阻最大时，其消耗的电功率最小，
则滑动变阻器R2消耗的最小功率为：P2小＝，
由题知，滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，
所以通过滑动变阻器的最大电流I2大＝0.6A，
则滑动变阻器R2消耗的最大功率：P2大＝UI2大，
由题知，滑动变阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比为3：1，
所以，＝＝，
则R2＝＝＝30Ω；
由图知，只闭合开关S3时，L与R2串联，电压表测L两端电压，电流表测电路中电流，
当电压表的示数最大为UL′＝3V时，电路中的电流：
IL′＝＝＝0.3A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
所以电路中的最大电流为0.3A，
则小灯泡消耗的最大电功率：
PL大＝IL′2RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，
当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中电流最小，R1消耗的电功率最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以电路中的最小电流：
I′＝＝＝0.15A，
小灯泡L消耗的最小电功率：
PL小＝I′2RL＝（0.15A）2×10Ω＝0.225W，
所以小灯泡L消耗的电功率变化范围是0.225W～0.9W。
答：（1）小灯泡的阻值是10Ω；
（2）R1消耗的电功率是0.8W；
（3）若只闭合开关S3，小灯泡L消耗的电功率变化范围是0.225W～0.9W。
12．如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图象，灯泡上标有“12V9.6W”的字样。将它们按图乙所示的电路连接，滑动变阻器上标有“20Ω1.5A”，电流表使用的量程是0～3A，电源电压不变。
（1）求灯泡L正常发光时的电阻RL
（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，灯泡L的实际功率为1W，求电源电压
（3）开关和滑片分别置于什么位置时，电路消耗的电功率最大？最大功率是多少？
【解答】解：（1）根据P＝可知灯泡的电阻为RL＝＝＝15Ω；
（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，RL与滑动变阻器的最大阻值串联，
由图象可知，当UL1＝2V，通过灯泡的电流IL1＝0.5A时，
RL的实际功率PL1＝UL1IL1＝2V×0.5A＝1W；
所以，灯泡L的实际功率为1W时，灯泡两端的电压UL1＝2V，电路中电流IL1＝0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，所以，滑动变阻器两端的电压：
UR＝IL1R＝0.5A×20Ω＝10V，
所以，电源的电压：
U＝UR+UL1＝10V+2V＝12V；
（3）根据P＝可知当电路中的电阻最小时电路消耗的功率最大；
由于滑片P移到b端时，同时闭合开关S、S1、S2，灯泡与R1并联时总电阻最小，所以此时电路消耗的电功率最大；
由于电源电压U＝12V，则灯泡正常工作，PL＝P额＝9.6W，
由图象可知，当U1＝2V，通过电阻R1的电流I1＝0.2A，
由I＝得：R1＝＝＝10Ω；
R1的实际功率P1＝＝＝14.4W；
所以P＝P1+PL＝14.4W+9.6W＝24W。
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻RL为15Ω；
（2）电源电压为12V；
（3）三个开关都闭合，滑片置于b端时，电路消耗功率最大；最大功率是24W。
13．如图甲。柱体A与B经细线绕过定滑轮（不计绳重及摩擦）相连，A置于力敏电阻Rx上，力敏电阻其电阻值Rx随压力F的变化关系如表，电源电压恒为6V．逐渐向容器中注水至满，得到了电流表的示数与注水体积之间的关系，如图乙。已知GA＝30N，GB＝10N，柱形容器底面积为500cm2，高10cm。求：
（1）水深5cm时，水对容器底部的压强；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）若电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，在注水过程中，为确保电路安全，求电路消耗的功率范围。
【解答】解：
（1）水深5cm时，水对容器底部的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m＝500Pa；
（2）由图乙可知，注水的体积为2500cm3前，电路中的电流I＝0.3A不变，此前水没有达到B的底面，
因不计绳重及摩擦，且定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，
所以，力敏电阻受到的压力：
F＝GA﹣GB＝30N﹣10N＝20N，
由表格数据可知，此时力敏电阻的阻值Rx＝14Ω，
由I＝可得，电路中的总电阻：
R＝＝＝20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，定值电阻R0的阻值：
R0＝R﹣Rx＝20Ω﹣14Ω＝6Ω；
（3）水没有达到B的底面前，力敏电阻的受到的压力最小，其阻值最大，电路中的电流最小，电路的功率最小，
则P小＝UI＝6V×0.3A＝1.8W；
由图乙可知，当容器注满水时注水的体积V水＝4000cm3，
此时物体B排开水的体积：
V排＝V容﹣V水＝S容h′﹣V水＝500cm2×10cm﹣4000cm3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
此时物体B受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N，
因F浮＝GB，
所以，力敏电阻受到的最大压力F′＝GA＝30N，
由表格数据可知，力敏电阻的阻值Rx′＝9Ω，
此时电路中的电流：
I′＝＝＝0.4A＜0.6A，
此时电压表的示数：
U＝I′R0＝0.4A×6Ω＝2.4V＜3V，
则电路消耗的最大功率：
P大＝UI′＝6V×0.4A＝2.4W，
所以，电路消耗的功率范围为1.8W～2.4W。
答：（1）水深5cm时，水对容器底部的压强为500Pa；
（2）定值电阻R0的阻值为6Ω；
（3）电路消耗的功率范围为1.8W～2.4W。
14．如图1所示，L上标有“6V 3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，变阻器R的最大电阻为100Ω．只闭合S1，滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra，电流表示数为Ia．只闭合S2，移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示；当滑片置于b点时，电压表示数Ub＝8V，电流表示数为Ib．已知Ra：R0＝12：5，Ia：Ib＝3：5．（灯丝电阻不随温度变化）
求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）定值电阻R0和电源电压；
（3）在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合S1时，计算电路消耗的总功率范围？
【解答】解：
（1）由P＝可得小灯泡的电阻：
RL＝＝＝12Ω；
（2）由图可知，只闭合开关S1，滑片置于a点时，L与变阻器R串联，变阻器连入电路中的电阻为Ra，
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可得电路中的电流：
Ia＝＝，
由图可知，只闭合开关S2，滑片P置于b点时，R0与变阻器R串联，电压表测变阻器两端电压，电压表示数Ub＝8V，由图2可知此时变阻器连入电路中的电阻为R＝16Ω，
由欧姆定律可得：Ib＝IR＝＝＝0.5A，
由串联电路的特点和欧姆定律可得电路中的电流：
Ib＝＝＝0.5A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由题可知Ia：Ib＝3：5，所以Ia＝0.3A，
即：＝0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
又因为Ra：R0＝12：5﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
联立①②③解得：U＝18V，R0＝20Ω；
（3）只闭合开关S1时，L与变阻器R串联，电压表测R两端电压，电流表测电流中的电流，
由P＝UI可得灯泡的额定电流：I额＝＝＝0.5A，
电流表量程0～0.6A，根据串联电路中电流处处相等，
所以电路中最大电流为：I最大＝I额＝0.5A，
则电路消耗的最大功率：P最大＝UI最大＝18V×0.5A＝9W，
电压表量程0～15V，当电压表示数最大为15V时，此时灯泡两端电压最小，由串联电路电流特点和欧姆定律可得电路中的最小电流：
I最小＝＝＝＝0.25A，
则电路消耗的最小功率：P最小＝UI最小＝18V×0.25A＝4.5W，
所以电路消耗的功率范围为：4.5W～9W。
答：（1）小灯泡的电阻为12Ω；
（2）定值电阻R0和电源电压U分别为20Ω和18V；
（3）在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，只闭合开关S1时，电路消耗的功率范围为4.5W～9W。
15．如图甲所示电路，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样，变阻器R1上标有“10Ω 1A”字样，移动滑片调到灯正常发光，电压表示数为2V，求：
（1）此时电路的总功率。
（2）若电流表采用0～0.6A量程，电压表采用0～3V量程，为保证灯两端电压不超过额定电压以及电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在此电路中允许的调节范围（假定灯丝电阻保持不变）。
（3）用另一个定值电阻R2替换小灯泡，并更换电源，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙所示（可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变），当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘处。求定值电阻R2的可能值是多少。
【解答】解：（1）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯正常发光，
所以，电源的电压：
U＝UL+U1＝2.5V+2V＝4.5V，
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＝＝＝0.5A，
则此时电路的总功率：
P＝UI＝4.5V×0.5A＝2.25W；
（2）灯泡的电阻：
RL＝＝＝5Ω，
由题意可知，灯泡正常发光时的电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
此时电路中的总电阻：
R总＝＝＝9Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，变阻器接入电路中的最小阻值：
R1小＝R总﹣RL＝9Ω﹣5Ω＝4Ω，
当电压表的示数U1大＝3V时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时灯泡两端的电压：
UL小＝U﹣U1大＝4.5V﹣3V＝1.5V，
此时电路中的电流：
I小＝＝，即＝，
解得：R1大＝10Ω，
所以，滑动变阻器在此电路中允许的调节范围为4Ω～10Ω；
（3）因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，
所以，由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，此时电路中的电流I1＝0.5A，
若电压表的量程为0～15V其示数为12V，电压表的量程为0～3V其示数为2.4V，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：
R1′＝＝＝24Ω＞10Ω，R1′＝＝＝4.8Ω＜10Ω，
所以，电压表的量程为0～3V，示数为2.4V；
①设电流表达到满量程，则电流表示数增大了△I＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
电压表示数减小了△U＝2.4V﹣×3V＝0.4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R2两端电压表示数的变化量和电压表示数的变化量相等，
则定值电阻的阻值R2＝＝＝4Ω；
②设电压表达到满量程，则电压表示数增大了△U＝3V﹣2.4V＝0.6V，
电流表示数减小了△I＝0.5A﹣×0.6A＝0.1A，
则定值电阻的阻值R2＝＝＝6Ω。
答：（1）此时电路的总功率为2.25W；
（2）滑动变阻器在此电路中允许的调节范围为4Ω～10Ω；
（3）定值电阻R2的可能值是4Ω或6Ω。
16．如图甲是某品牌电压力锅，图乙所示是它的简化电路图。R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1＝1100W，通过R1的电流为I1，当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，S1仍闭合。电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2．图丙是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系。已知I1＝5I2．求：
（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流。
（2）电压力锅处于保压状态时的功率P2。
（3）做好这次饭总共消耗的电能。
（4）用电高峰期，电路的实际电压为198V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间。（不考虑能量损失，结果保留整数）
【解答】解：
（1）闭合开关S1，开关S2与触点b接通时，电路为R1的简单电路，电压力锅处于加热状态，
由P＝UI可得，通过电阻R1的电流：
I1＝＝＝5A；
（2）当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，此时电路为R2的简单电路，电压力锅处于保压状态，
由I1＝5I2可得，此时电路中的电流：
I2＝I1＝×5A＝1A，
则保压状态时的功率：
P2＝UI2＝220V×1A＝220W；
（3）由图丙可知，加热时间t1＝10min＝600s，保压时间t2＝20min﹣10min＝10min＝600s，
由P＝可得，做好这次饭总共消耗的电能：
W＝W1+W2＝P1t1+P2t2＝1100W×600s+220W×600s＝7.92×105J；
（4）不考虑能量损失，做好同样一次饭在加热状态下消耗的电能相等，即W1＝W1实，
所以，根据W＝t可得：t1＝t1实，
解得：t1实＝t1＝×600s≈741s。
答：（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流为5A；
（2）电压力锅处于保压状态时的功率为220W；
（3）做好这次饭总共消耗的电能为7.92×105J；
（4）用电高峰期，电路的实际电压为198V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间为741s。
17．为方便学生饮水，某学校在各个教室安装了饮水机。如图是饮水机的电路图，S是一个温控开关，R1为电加热管。当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热；达到100℃后，S自动切换到保温状态，A、B是两种不同颜色的指示灯。
（1）若红色表示加热，绿色表示保温，则灯B应为 绿 色。
（2）若饮水机正常工作，加热时电加热管的功率为1100W，保温时电加热管的功率为44W，则电阻R2的阻值为多少？（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）
（3）饮水机的最大容量为1L，装满初温为23℃的水后，发现过了7min后绿灯亮，则这台饮水机的热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg：℃）]

【解答】解：
（1）当开关S接左面时，电路中电阻R1和A灯串联，且指示灯的阻值不计，此时总电阻最小，电流路中电流最大，发热管的功率最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯；
当开关S接右面时，电路中电阻R1、R2和B灯串联，指示灯的阻值不计，此时总电阻大，电流路中电流小，发热管的功率最小，处于保温状态，因此B灯为绿色灯。
（2）当开关S与左侧接触时，电路为只有R1的简单电路（指示灯的阻值不计），饮水机处于加热状态，
已知加热时电加热管的功率为P加热＝1100W；
由P＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝44Ω；
当开关S与右侧接触时，电路中R1与R2串联（指示灯的阻值不计），饮水机处于保温状态，
由题知，保温时电加热管的功率为44W，
由P＝可得，此时电加热管两端的电压：U1＝＝＝44V，
由欧姆定律可得，保温状态下电加热管中的电流：I＝＝＝1A，
保温状态下，R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝220V﹣44V＝176V，
由I＝可得，R2的电阻值：R2＝＝＝176Ω；
（3）水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣23℃）＝3.234×105J；
这台饮水机加热时消耗的电能：W＝P加热t＝1100W×7×60s＝4.62×105J；
这台饮水机的热效率：η＝×100%＝×100%＝70%。
故答案为：（1）绿；
（2）则电阻R2的阻值为176Ω；
（3）饮水机的最大容量为1L，装满初温为23℃的水后，发现过了7min后绿灯亮，则这台饮水机的热效率为70%。
18．如图所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率400W，保温时的功率40W．求：
（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态？
（2）R1和R2的电阻值各是多大？
（3）加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？（C水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3，）
【解答】解：（1）由电路图可知，开关S0断开时两电阻串联，开关S0闭合时电路为R1的简单电路，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，开关S0断开时，电路中的总电阻最大，
电源电压U一定，由P＝可知，此时电路的总功率最小，饮水机处于保温状态；
同理可知，开关S0闭合时，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，饮水机处于加热状态；
（2）饮水机处于加热状态时，电路为R1的简单电路，
由P＝可得，R1的电阻值：
R1＝＝＝121Ω，
饮水机处于保温状态时，两电阻串联，则电路中的总电阻：
R总＝＝＝1210Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的电阻值：
R2＝R总﹣R1＝1210Ω﹣121Ω＝1089Ω；
（3）装满水箱时水的体积：
V＝2L＝2dm3＝2×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水箱中水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
则水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，
由η＝可得，消耗的电能：
W＝＝＝8.4×105J，
由P＝可得，需要的加热时间：
t′＝＝＝2100s。
答：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态；
（2）R1和R2的电阻值依次为121Ω、1089Ω；
（3）将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要2100s。
19．如图是家用电热壶及铭牌，假设电热壶电阻丝电阻不变，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3．求：
（1）电热壶电阻丝的电阻。
（2）不考虑热损失，电热壶正常工作时，把1L水从20℃加热到100℃所需要的时间。
（3）当电压为198V时，电热壶的实际功率。
【解答】解：（1）由电热壶的铭牌可知，额定功率P额＝1000W，额定电压U额＝220V，
由P＝可得，电热壶电阻丝的电阻：
R＝＝＝48.4Ω；
（2）水的体积V＝1L＝1×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
因不考虑热损失，所以，电热壶消耗的电能：W＝Q吸＝3.36×105J，
电热壶正常工作时的功率为1000W，由P＝可得，加热时间：
t＝＝＝336s；
（3）当电压为198V时，电热壶的实际功率：
P实＝＝＝810W。
答：（1）电热壶电阻丝的电阻为48.4Ω；
（2）不考虑热损失，电热壶正常工作时，把1L水从20℃加热到100℃需要336s；
（3）当电压为198V时，电热壶的实际功率为810W。
20．人造太阳是指像太阳一样通过核聚变，源源不断地产生巨大的能量。2017年7月4日晚中国科学院合肥物质科学研究院等离子物理研究所宣布，如图1，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置（俗称“人造太阳”）在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。若人造太阳成为现实，某城市构想将来在高空设置一个人造太阳（近似认为是一个点，其能量以该点为中心向四周传播），在夜晚利用人造太阳为城市提供能量。在地面距人造太阳500m处一用户利用一面积为2m2的接收装置垂直获取能量，为家中某加热器供电，其内部简化电路如图2所示、其正常工作时的功率如表所示。
（1）求R2的阻值；
（2）在实际使用中，该用户接收装置获得能量并转化为电能，在使用高温挡时给某材料加热，材料温度升高4℃加热时间为40s。[设电热丝发热全部被材料吸收，材料的质量m＝500g，材料的比热容c＝0.66×103J/（kg•℃），已知半径为r的球其表面积为4πr2．不计传播过程中能量损耗，该接收装置能量转换为电能的效率为15%]
①该加热器的实际功率为多大？
②该人造太阳的功率至少为多少？
（3）利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时应该适当的靠近还是远离地球一些？
【解答】解：（1）由图可知，S2、S1都闭合时，电路中只有电阻R1；
只有S2闭合，S1断开时，R1、R2串联，根据串联电阻大于其中任一电阻，
由P＝可知，S2、S1都闭合时，功率较大，由表中数据可知，此时功率P2＝44W，
则R1＝＝＝1100Ω；
只有S2闭合，S1断开时，R1、R2串联，由P＝可得：R总＝＝＝2200Ω，
R2＝R总﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω；
（2）①该用户接收装置获得能量并转化为电能，即W＝Pt＝Q，
即P实t＝cm△t，
P实＝＝＝＝33W，
②该人造太阳的功率至少为P，工作时间为t，则人造太阳的能量至少为Pt，其能量以该点为中心向四周传播，半径为r的球其表面积为4πr2，故每平方米获能的能量：
，面积为S获得的能量为：
W总＝×S﹣﹣﹣①，
故2m2获得的能量：
W总＝×2m2。
不计传播过程中能量损耗，该接收装置能量转换为电能的效率为15%，
η＝＝×100%﹣﹣﹣﹣﹣②
将①代入②有：
η＝，
该人造太阳的功率至少为：
P＝＝＝1.1×108πW＝3.454×108W；
（3）由①式知，W总＝×S，
利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，r要小一些，即在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些靠近。
答：（1）R2的阻值为1100Ω；
（2）①该加热器的实际功率为33W；
②该人造太阳的功率至少为3.454×108W；
（3）利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些。
21．小明研究了家里的智能电热马桶盖（如图甲），设计出如图乙所示的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见表），求
（1）R1和R2的阻值；
（2）求出表中的“P3”；
（3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升5℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间？（设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m＝300g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg•℃）
【解答】解：
（1）由表格可知，当开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，
由P＝UI＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝1100Ω，
当开关S1断开、S2接a时，R1和R2串联，此时电路中的总电阻：
R＝＝＝2200Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω；
（2）由表格数据可知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，此时电路中的总电阻：
R′＝＝＝550Ω，
则P3的大小：
P3＝＝＝88W；
（3）马桶圈吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝0.44×103J/（kg•℃）×0.3kg×5℃＝660J，
中温挡加热功率P中温＝P2＝44W，
电热丝发热全部被马桶圈吸收，由P＝可得用“中温挡”加热的方式需要的时间：
t＝＝＝＝15s。
答：（1）R1和R2的阻值都为1100Ω；
（2）表中的P3＝88W；
（3）想让马桶圈的温度升高5℃，用“中温挡”加热的方式需要15s。
22．如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。现将质量为2.0kg，初温为36℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作18min。假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容为c＝4.0×103J/（kg•℃）。求：
（1）R1、R2的阻值；
（2）电压力锅加热多长时间后开始保压；
（3）电压力锅最后2min内消耗的电能。
【解答】解：（1）由题意可知，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，2挡加热器工作，
开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，1挡加热器开始加热，
因电路中各用电器功率之和等于各用电器功率之和，
所以，R1的电功率P1＝P加热2﹣P加热1＝550W﹣110W＝440W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P＝UI＝可知，两电阻的阻值分别为：
R2＝＝＝440Ω，R1＝＝＝110Ω；
（2）当锅内混合物质温度达到102℃时，开始保压，
则混合物质温度升高到102℃时所吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg•℃）×2kg×（102℃﹣36℃）＝5.28×105J，
因加热器产生的热量全部被混合物质吸收，
所以，由W＝Q吸＝Pt可得，从加热到保压的时间：
t′＝＝＝960s＝16min；
（3）由于电压力锅正常工作时间为18min，所以电压力锅最后2min处于保压状态，
则消耗的电能：W＝P加热2t″＝110W×2×60s＝1.32×104J。
答：（1）R1、R2的阻值依次为110Ω、440Ω；
（2）电压力锅加热16min后开始保压；
（3）电压力锅最后2min内消耗的电能为1.32×104J。
23．浴室中的平面镜往往凝结大量的小水滴，导致成像模糊，而浴室防雾镜的背面粘贴有等大的电热膜，通电后镜面受热，水蒸气无法凝结其上，成像清晰。如图所示是某型号的浴室防雾镜，其相关数据如表：

（1）在某次洗浴中，浴室温度为30℃，正常工作2min使平面镜的平均温度升高到40℃，求电热膜对平面镜的加热效率。[玻璃的比热容为0.8×103J/（kg•℃）]
（2）如图乙所示，小夏给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R，能使电热膜的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要。求滑动变阻器R的最大阻值。
【解答】解：（1）正常工作2min，平面镜吸收的热量：
Q吸＝cm△t升＝0.8×103J/（kg•℃）×1.2kg×（40℃﹣30℃）＝9.6×103J，
求电热膜的加热功率P＝P额＝1W/dm2×100dm2＝100W，
则正常工作2min，电流产生的热量：
Q＝W＝Pt＝100W×2×60s＝1.2×104J，
加热效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
（3）当滑动变阻器阻值最大时，P实＝25%P额＝25%×100W＝25W，
根据P＝可得电热膜的电阻R0＝＝＝484Ω，
由P＝I2R可得，I＝＝＝A，
由欧姆定律可得：R总＝＝＝968Ω，
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知：R＝R总﹣R0＝968Ω﹣484Ω＝484Ω。
答：（1）求电热膜对平面镜的加热效率为80%。
（3）滑动变阻器R的最大阻值为484Ω。
24．小明给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙，求：
（1）足浴器装入最大容量初温为25℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）上述加热过程用时15min，该足浴器的热效率是多少？
（3）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图像如图丙，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴30min，求这次足浴给水加热消耗的电能是多少？
（4）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里其他用电器都关闭，他观察到该足浴器在高挡工作时，家里标有“2000r/（kW•h）”的电能表转盘在10min内转了216r，则他家电路的实际电压是多少？
【解答】解：（1）足浴器装入最大容量时水的体积：
V＝5L＝5dm3＝5×10﹣3m3，
由ρ＝得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg，
由图乙可知，控制面板上显示的温度45℃，
则水所吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（45℃﹣25℃）＝4.2×105J；
（2）由图乙可知，加热功率为800W，加热时间t′＝15min＝900s，
由P＝得，电热足浴器消耗的电能：
W＝Pt′＝800W×900s＝7.2×105J，
则该足浴器的热效率：
η＝×100%＝×100%≈58.3%；
（3）由（2）的计算可知，水温从25℃加热到45℃时，温度的变化量△t＝20℃，需要加热时间为15min，
则水温从40℃加热到45℃时，温度的变化量△t′＝5℃，需要加热时间为t1＝×15min＝3.75min，
由图丙可知，足浴时一个加热循环的时间为10min+3.75min＝13.75min，
足浴30min内加热循环的个数n＝≈2.2个，
即30min内2个循环后剩余2.5min，剩余的2.5min不需要加热，需要的加热时间t2＝2×3.75min＝7.5min，
所以，这次足浴给水加热的总时间t总＝t′+t2＝15min+7.5min＝22.5min＝1350s，
这次足浴给水加热消耗的电能：
W′＝Pt总＝800W×1350s＝1.08×106J；
（4）由P＝可得，足浴器的电阻：R＝＝＝60.5Ω，
足浴器在高挡工作时，电能表转盘在10min内转了216r，则足浴器消耗的电能：
W实＝＝0.108kW•h＝0.108×3.6×106J＝3.888×105J，
实际功率：P实＝＝＝648W，
由P＝可得，电路的实际电压：
U实＝＝＝198V。
答：（1）水所吸收的热量是4.2×105J；
（2）上述加热过程用时15min，该足浴器的热效率是58.3%；
（3）这次足浴给水加热消耗的电能是1.08×106J；
（4）他家电路的实际电压是198V。压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v（m/s）
0.3～1.5
1.6～3.3
3.4～5.4
5.5～7.9
8.0～10.7
10.8～13.8
风压p（帕）
0.055～1.4
1.6～6.8
7.2～18
18.9～39
40～72
72.9～119
电流表示数I与力传感器所受弹力F关系
I/A
9
6
3
2
1
F/N
16
10
4
2
0
F/N
15
20
22
25
28
30
35
Rx/Ω
20
14
13
11
10
9
8
S1
断开
闭合
S2
闭合
闭合
功率
P1＝22W
P2＝44W
S1
断开
断开
闭合
闭合
S2
接b
接a
接a
接b
功率
Pb＝0
P1＝22W
P2＝44W
P3
额定电压/V
220
1挡加热器额定功率/W
550
2挡加热器额定功率/W
110
保压温度/℃
102
最大容积/dm3
3
面积大小
100dm2
镜子质量
1.2kg
额定电压
220V
额定功率
1W/dm2