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2022年中考物理二轮专题复习——多开关型动态电路计算
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这是一份2022年中考物理二轮专题复习——多开关型动态电路计算，共27页。试卷主要包含了2A时，灯L两端电压；等内容，欢迎下载使用。
2022年中考物理二轮专题复习——多开关型动态电路计算
1.（2021福建）如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热档功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为375s，已知c水=4.2×103J/（kg•℃）。
求：（1）保温档的功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电蒸锅的加热效率。
2.（2021安顺）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3V0.6A”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求:
（1）灯丝电阻；
（2）当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；
（3）当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。
3.（2021长春）某加热器简化电路如图甲所示，其加热元件是利用新型材料制成的，它的电阻R随温度t变化的关系图象如图乙所示；照明灯L标有“220V 100W”。此加热器白天只加热不照明，夜晚加热并照明。
（1）该加热器的金属外壳应与______相连，避免金属外壳带电时发生触电事故；
（2）白天和夜晚加热器的加热元件温度均为t0时，电路总功率之比为4：5，则t0=___________℃；
（3）闭合开关S，若加热元件的温度从16℃升高37℃，通过加热元件的电流变化情况是___________。
4.（2021临沂）某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示，其中R1是额定功率为2000W的电热丝，R2是阻值为130Ω的分压电阻，电磁泵的额定电压为12V，在1标准大气压下，将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶，正常加热8min20s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求该电热水瓶：
（1）此次加热水的效率；
（2）电磁泵的额定功率。
5.（2021眉山）如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压不变，两根电热丝的电阻关系为，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，低温档时的发热功率为。求：
（1）和的电阻值；
（2）电热器处于高温档时的总功率；
（3）如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让、的水，温度升高多少？【水的比热容为 】
6.（2021泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
7.（2021重庆A）如图18甲所示,是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件,该部件由阻值不变的两根电阻丝R1、R2构成,小乔设计了图18乙的电路对该部件进行检测,其中R0=22Ω,M、N为接线柱。
(1)用导线把M和N连接,只闭合开关S1,电流表示数为1A,求电源电压；
(2)把M接A,N接B,只闭合开关S1,电流表示数为0.5A,求R1的阻值；
(3)用导线把B和C连接,然后将M接A,N接B,闭合开关S1和S2,电流表示数为1.5A；检测结束后,小乔利用该部件重新组装一个加热器,求新加热器接入220V电路中能达到的最大电功率。
8.（2021广安）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个档位，工作电路简化为图乙所示，其中为档位开关，、为定值电阻，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火档时，红灯亮；处于文火档时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火档的额定功率为2420W，。
（1）判断A灯是红灯还是绿灯；
（2）求电中药壶文火档的额定功率；
（3）暑假的一天晚上，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，先用猛火档加热6min至沸腾后，再用文火档慢熬30min，共消耗电能0.3KW·h，由此计算电中药壶的实际电压。
9.（2021枣庄）康康家里有一台电火锅，部分技术参数如下表，图甲是其内部电路的工作原理简图，、均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、、的通断可实现三个挡位功能的切换，其中是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。
（1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率；
（2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能；
（3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
10.（2021烟台）图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。
（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?
（2）只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
（3）只闭合S1和S3，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?
11.（2021潍坊）某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示，电路中、、均为发热电阻，已知，，，仅闭合S1时，加热功率；仅闭合S2时，加热功率，求：
（1）电源电压U及的电阻值；
（2）该装置的最大加热功率。
12.（2021威海）某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空档”“低温档”和“高温档”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。和均为电热丝，阻值不受温度影响，。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温档且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
13.（2021邵阳）下表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。，当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：
（1）蓄水箱中水的质量是多少？（）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。（）
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知，求饮水机的保温功率。
14.（2021张家界）百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。
(1)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？
(2)加热电阻正常工作时的电阻是多少？
(3)在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
15．（2021营口）图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40℃，c牛奶＝4.0×103J/（kg•℃）]求：
（1）电阻R2的阻值是多少；
（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从20℃加热到40℃。
16. （2021呼和浩特）如图所示，电源两端电压为6V，且保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1消耗的电功率P1为3W；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.5A，求：
（1）电阻R1和R2的阻值；
（2）开关都闭合时，电路消耗总功率。
17.（2021毕节）某电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示。求：
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
(2)电阻R2的阻值。
18.（2021盘锦）如图甲所示，是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220V，高温挡功率为1200W。其内部电路如图乙所示，电热丝R1=60.5Ω。[c=4.2×103J/(kg⋅℃)]请计算：
(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量；
(2)R2阻值；
(3)若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率。
19. （2021恩施州）如图所示电路，电源电压保持不变，电流表量程0-0.6A，电压表量程0-15V灯泡上标有“6V 3W”字样，R1=18Ω。（a）当开关S2断开，S、S1闭合，滑片移到变阻器中点时，灯泡正常发光。（b）当S1断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻多大?
（2）电源电压多大?
（3）若将R1换成R3=9Ω的定值电阻，闭合开关S、S2，断开S1，电路中的电功率变化范围（结果保留一位小数）?
20. （2021鄂州）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，R1=10Ω，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.8A，求电源电压；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为5V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在保证各电路元件安全的情况下，求电路的最大电功率及此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
21. （2021牡丹江、鸡西）如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样（设灯丝电阻不受温度影响），R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R1的阻值和电流通过R1产生的热量。
22. （2021黄石）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9V 9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
23. （2021荆州）如图所示的电路。电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A．小灯泡L标有“2.5V，0.25A”字样，其I-U图像如图乙所示。只闭合S1时，电流表的示数为I=0.2A，电阻R1消耗的功率为P1；变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，电阻R1消耗的功率为 且P1：P1'=16：25。
（1）求小灯泡L正常发光时的阻值；
（2）求电源电压；
（3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。
24. （2021常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1=8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，问：
（1）电源电压有多大？
（2）灯泡L额定功率有多大？
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？
25. （2021成都）如图所示电路，电源电压，定值电阻R1=10。
（1）当开关闭合、断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2A。求此时定值电阻R3的电功率。
（2）当开关、都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围。
26.（2021菏泽）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
（1）求R1阻值；
（2）求R2的最大阻值；
（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？
27.（2021达州）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，灯L标有“2.5V 1.25W”字样，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R0标有“？Ω 1A”字样，电流表量程为0～3A。当闭合开关S、S3，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时，灯泡恰好正常发光，R0连入的电阻减小了9Ω，电压表示数变化了0.5V。求：
(1)灯泡的电阻。
(2)R0的最大阻值和电源电压。
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是多少？
28．（2021营口）图甲所示的电路中，灯泡L的额定功率为3.6W（灯丝电阻不变），开关S闭合，S1断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像。求：
（1）电源电压；
（2）变阻器R的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率；
（3）什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器1min消耗的电能。
2022年中考物理二轮专题复习——多开关型动态电路计算参考答案
1.（2021福建）如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热档功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为375s，已知c水=4.2×103J/（kg•℃）。
求：（1）保温档的功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电蒸锅的加热效率。
【答案】（1）100W；（2）44Ω；（3）84%
【解析】解：（1）闭合开关S1，断开开关S2，电路中只有R1接入电路，此时电路处于保温档，保温档功率
（2）闭合开关S1、S2，电路中只有R1、R2并联接入电路，电路处于加热档，R2的功率
由可知，R2的电阻
（3）水温度升高75℃吸收的热量
这个过程消耗的电能
电蒸锅的加热效率
答：（1）保温档的功率为100W；
（2）电阻R2的阻值44Ω；
（3）电蒸锅的加热效率为84％。
2.（2021安顺）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3V0.6A”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求:
（1）灯丝电阻；
（2）当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；
（3）当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。
【答案】（1）5Ω；（2）1V；（3）0.9W
3.（2021长春）某加热器简化电路如图甲所示，其加热元件是利用新型材料制成的，它的电阻R随温度t变化的关系图象如图乙所示；照明灯L标有“220V 100W”。此加热器白天只加热不照明，夜晚加热并照明。
（1）该加热器的金属外壳应与______相连，避免金属外壳带电时发生触电事故；
（2）白天和夜晚加热器的加热元件温度均为t0时，电路总功率之比为4：5，则t0=___________℃；
（3）闭合开关S，若加热元件的温度从16℃升高37℃，通过加热元件的电流变化情况是___________。
【答案】 ①. 大地（地线） ②. 40 ③. 先变大后变小
4.（2021临沂）某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示，其中R1是额定功率为2000W的电热丝，R2是阻值为130Ω的分压电阻，电磁泵的额定电压为12V，在1标准大气压下，将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶，正常加热8min20s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求该电热水瓶：
（1）此次加热水的效率；
（2）电磁泵的额定功率。
【答案】（1）84%；（2）19.2W
5.（2021眉山）如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压不变，两根电热丝的电阻关系为，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，低温档时的发热功率为。求：
（1）和的电阻值；
（2）电热器处于高温档时的总功率；
（3）如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让、的水，温度升高多少？【水的比热容为 】
【答案】（1）110Ω；55Ω；（2）1320W；（3）60℃
6.（2021泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
【答案】（1）2A；（2）1100W；（3）0.99kW·h
7.（2021重庆A）如图18甲所示,是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件,该部件由阻值不变的两根电阻丝R1、R2构成,小乔设计了图18乙的电路对该部件进行检测,其中R0=22Ω,M、N为接线柱。
(1)用导线把M和N连接,只闭合开关S1,电流表示数为1A,求电源电压；
(2)把M接A,N接B,只闭合开关S1,电流表示数为0.5A,求R1的阻值；
(3)用导线把B和C连接,然后将M接A,N接B,闭合开关S1和S2,电流表示数为1.5A；检测结束后,小乔利用该部件重新组装一个加热器,求新加热器接入220V电路中能达到的最大电功率。
【答案】（1）22V(2) 22Ω（3）3300W
8.（2021广安）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个档位，工作电路简化为图乙所示，其中为档位开关，、为定值电阻，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火档时，红灯亮；处于文火档时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火档的额定功率为2420W，。
（1）判断A灯是红灯还是绿灯；
（2）求电中药壶文火档的额定功率；
（3）暑假的一天晚上，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，先用猛火档加热6min至沸腾后，再用文火档慢熬30min，共消耗电能0.3KW·h，由此计算电中药壶的实际电压。
【答案】（1）红灯；（2）242W；（3）200V
9.（2021枣庄）康康家里有一台电火锅，部分技术参数如下表，图甲是其内部电路的工作原理简图，、均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、、的通断可实现三个挡位功能的切换，其中是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。
（1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率；
（2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能；
（3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
【答案】（1）；；（2）高温挡更节能；（3）
10.（2021烟台）图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。
（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?
（2）只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
（3）只闭合S1和S3，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?
【答案】（1），；（2）1.5A，330W；（3）
11.（2021潍坊）某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示，电路中、、均为发热电阻，已知，，，仅闭合S1时，加热功率；仅闭合S2时，加热功率，求：
（1）电源电压U及的电阻值；
（2）该装置的最大加热功率。
【答案】（1）12V； 3Ω；（2）72W
12.（2021威海）某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空档”“低温档”和“高温档”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。和均为电热丝，阻值不受温度影响，。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温档且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
【答案】（1），550W；（2）44Ώ；（3）144J
13.（2021邵阳）下表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。，当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：
（1）蓄水箱中水的质量是多少？（）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。（）
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知，求饮水机的保温功率。
【答案】（1）1kg；（2）80％；（3）48.99W
14.（2021张家界）百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。
(1)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？
(2)加热电阻正常工作时的电阻是多少？
(3)在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
【答案】解：(1)线圈产生的热量：Q=I2Rt=(0.1A)2×4Ω×20×60s=48J；
(2)由电功率公式P=U2R可求得加热电阻阻值R=U2P=(220V)21000W=48.4Ω；
(3)4L=4×10−3m3，由密度公式ρ=mV得m=ρV=103kg/m3×4×10−3m3=4kg，
水吸收的热量为Q=c水m△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×4kg×(40℃−20℃)=3.36×105J，
加热电阻所消耗的电能W=Pt=1000W×420s=4.2×105J，
则足浴盆的加热效率η=QW×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。
答：(1)按摩20min，电动机线圈产生的热量是48J；
(2)加热电阻正常工作时的电阻48.4Ω；
(3)足浴盆的加热效率是80%。
15．（2021营口）图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40℃，c牛奶＝4.0×103J/（kg•℃）]求：
（1）电阻R2的阻值是多少；
（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从20℃加热到40℃。
【答案】解：
（1）由图甲可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电路中电阻较大（大于并联时的总电阻），此时电流较小，为保温挡；当S、S1都闭合时，R1、R2并联，总电阻较小，干路中电流较大，为加热挡；
由乙图可知：加热时的总电流I＝1A，保温时通过电阻R1的电流I1＝0.2A，
由并联电路的电流特点可知，加热时通过R2的电流I2＝I﹣I1＝1A﹣0.2A＝0.8A，
电阻R2的阻值R2＝＝＝275Ω。
（2）由图可知加热时间t＝3min＝180s，
加热过程中电路消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×180s＝39600J，
暖奶器的加热效率为80%，所以被牛奶吸收的热量Q吸＝W×80%＝39600J×80%＝31680J，
牛奶升高的温度Δt＝40℃﹣20℃＝20℃，
根据Q吸＝cmΔt可知，能被加热的牛奶的质量：
m＝＝＝0.396kg。
答：（1）电阻R2的阻值是275Ω；
（2）加热过程电路消耗的电能是39600J；这些电能可将0.396千克牛奶从20℃加热到40℃。
16. （2021呼和浩特）如图所示，电源两端电压为6V，且保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1消耗的电功率P1为3W；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.5A，求：
（1）电阻R1和R2的阻值；
（2）开关都闭合时，电路消耗总功率。
【答案】（1）12Ω，6Ω；（2）9W
17.（2021毕节）某电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示。求：
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
(2)电阻R2的阻值。
【答案】解：(1)由题图乙可知，饮水机加热档电功率：P加热=484W；加热时间：t=5min=300s；
饮水机处于加热档阶段消耗的电能：W=P加热t=484W×300s=145200J；
(2)由电路图可知，当开关S、S0 闭合时，R1与R2并联，电路中总电阻最小，根据P=U²/R可知，饮水机总功率最大，此时为加热状态；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态，根据图乙可知，保温档的功率为44W。
加热时电阻丝R2的电功率：P2=P加热−P1=P加热−P保温=484W−44W=440W，
由P=U²/R可得，电阻R2的阻值：R2=U²/P2=(220V)²/440W=110Ω。
故答案为：：(1)饮水机处于加热档阶段消耗的电能为145200J；
(2)电阻R2的阻值为110Ω。
18.（2021盘锦）如图甲所示，是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220V，高温挡功率为1200W。其内部电路如图乙所示，电热丝R1=60.5Ω。[c=4.2×103J/(kg⋅℃)]请计算：
(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量；
(2)R2阻值；
(3)若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率。
【答案】解：(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量：
Q=cmΔt=4.2×10³J/(kg⋅℃)×0.2kg×(100℃−10℃)=75600J。
(2)当开关旋至2位置时只有R1连进电路，处于低温挡，可求得此时的功率：P1=U²/R1=(220V)²/60.5Ω=800W，
当开关旋至3位置时，R1和R2并联，处于高温挡，则R2单独的功率：P2=P−P1=1200W−800W=400W，
根据公式P=U²/R，可推导出R=U²/P，则可求得电阻：R2=U²/P2=(220V)²/400W=121Ω。
(3)高温挡加热水所需的总电能：W=Pt=1200W×70s=84000J
根据加热效率公式：η=Q/W=75600J/84000J×100%=90%。
答：(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量为75600J；
(2)R2阻值为121Ω；
(3)若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率为84000J。
19. （2021恩施州）如图所示电路，电源电压保持不变，电流表量程0-0.6A，电压表量程0-15V灯泡上标有“6V 3W”字样，R1=18Ω。（a）当开关S2断开，S、S1闭合，滑片移到变阻器中点时，灯泡正常发光。（b）当S1断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻多大?
（2）电源电压多大?
（3）若将R1换成R3=9Ω的定值电阻，闭合开关S、S2，断开S1，电路中的电功率变化范围（结果保留一位小数）?
【答案】（1）；（2）；（3）
20. （2021鄂州）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，R1=10Ω，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.8A，求电源电压；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为5V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在保证各电路元件安全的情况下，求电路的最大电功率及此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
【答案】（1）8V；（2）15Ω；（3）14.4W；8Ω
21. （2021牡丹江、鸡西）如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样（设灯丝电阻不受温度影响），R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R1的阻值和电流通过R1产生的热量。
【答案】（1）12Ω；（2）60Ω，30J
22. （2021黄石）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9V 9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
【答案】（1）；（2）；（3）
23. （2021荆州）如图所示的电路。电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A．小灯泡L标有“2.5V，0.25A”字样，其I-U图像如图乙所示。只闭合S1时，电流表的示数为I=0.2A，电阻R1消耗的功率为P1；变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，电阻R1消耗的功率为 且P1：P1'=16：25。
（1）求小灯泡L正常发光时的阻值；
（2）求电源电压；
（3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
24. （2021常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1=8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，问：
（1）电源电压有多大？
（2）灯泡L额定功率有多大？
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？
【答案】（1）6V；（2）1W；（3）2~8Ω
25. （2021成都）如图所示电路，电源电压，定值电阻R1=10。
（1）当开关闭合、断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2A。求此时定值电阻R3的电功率。
（2）当开关、都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围。
【答案】（1）0.8W；（2）0～4V
26.（2021菏泽）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
（1）求R1阻值；
（2）求R2的最大阻值；
（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？
【答案】（1）8Ω；（2）10Ω；（3）8Ω；0.25W
27.（2021达州）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，灯L标有“2.5V 1.25W”字样，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R0标有“？Ω 1A”字样，电流表量程为0～3A。当闭合开关S、S3，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时，灯泡恰好正常发光，R0连入的电阻减小了9Ω，电压表示数变化了0.5V。求：
(1)灯泡的电阻。
(2)R0的最大阻值和电源电压。
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是多少？
【答案】解：(1)由题知，灯泡的额定电压2.5V，额定功率1.25W，
由P=U2R可得，灯泡的电阻：RL=U额2P额=(2.5V)21.25W=5Ω；
(2)由电路图知，当闭合开关S、S3，断开S1、S2时，L、R0、R1串联，电流表测电路中电流，电压表测灯泡两端电压，
当滑片P移动到某一位置时，R0连入的电阻减小了9Ω，灯泡恰好正常发光，所以UL=U额=2.5V，
则滑片P在右端时，其连入阻值最大，分得电压最大，由串联电路的分压原理知，此时灯泡两端分得电压较小，所以此时灯泡两端电压UL′=U额−0.5V=2.5V−0.5V=2V，
由串联电路特点和欧姆定律可得，灯泡两端电压：URL+(R0−9Ω)+R1×RL=U额，
代入数据有：U5Ω+R0−9Ω+10Ω×5Ω=2.5V，
即：UR0+6Ω×5Ω=2.5V------①
当滑片P在右端时，灯泡两端电压：URL+R0+R1×RL=UL′
即：U5Ω+R0+10Ω×5Ω=2V，
UR0+15Ω×5Ω=2V------②
①÷②可得：R0=30Ω，U=18V；
(3)由串联和并联电路的电阻特点知，并联电路的总电阻小于串联电路的总电阻，且小于并联中任意支路电阻，电源电压一定，由P=U2R知，电路的总电阻越小，电路消耗的功率越大。
若四个开关都闭合，L、R0、R1并联，此时灯泡两端电压等于电源电压18V，远超过了灯泡的额定电压，不符合题意；
若闭合S1、S2、S3，断开S，R0、R1并联，
由并联电路特点和欧姆定律可得，此时通过R1的电流：I1=UR1=18V10Ω=1.8A，
由变阻器的规格知，通过它的最大电流I0=1A，
此时干路电流：I=I1+I0=1.8A+1A=2.8A<3A，电流表安全；
所以电路中的最大电流为2.8A，
电路的最大功率：P最大=UI最大=18V×2.8V=50.4W。
答：(1)灯泡的电阻为5Ω；
(2)R0的最大阻值为30Ω，电源电压为18V；
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是50.4W。
28．（2021营口）图甲所示的电路中，灯泡L的额定功率为3.6W（灯丝电阻不变），开关S闭合，S1断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像。求：
（1）电源电压；
（2）变阻器R的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率；
（3）什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器1min消耗的电能。
【答案】解：（1）开关S闭合，S1断开，变阻器在左端时，变阻器与灯泡串联，因额定电压下灯泡正常发光，电路中的电流最大，最大值为0.6A，所以，由灯泡正常发光可知，电源电压U＝＝＝6V
（2）
＝＝20Ω
滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率
PL＝（U﹣UR）Imin＝（6V﹣4V）×0.2A＝0.4W；
（3）电源电压一定，开关S，S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大，此时变阻器1min的电能为
＝＝108J。
答：（1）电源电压为6V；
（2）变阻器R的最大阻值为20Ω，滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率为0.4W；
（3）开关S，S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大，此时变阻器1min的电能为108J。
2022年中考物理二轮专题复习——多开关型动态电路计算
1.（2021福建）如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热档功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为375s，已知c水=4.2×103J/（kg•℃）。
求：（1）保温档的功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电蒸锅的加热效率。
2.（2021安顺）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3V0.6A”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求:
（1）灯丝电阻；
（2）当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；
（3）当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。
3.（2021长春）某加热器简化电路如图甲所示，其加热元件是利用新型材料制成的，它的电阻R随温度t变化的关系图象如图乙所示；照明灯L标有“220V 100W”。此加热器白天只加热不照明，夜晚加热并照明。
（1）该加热器的金属外壳应与______相连，避免金属外壳带电时发生触电事故；
（2）白天和夜晚加热器的加热元件温度均为t0时，电路总功率之比为4：5，则t0=___________℃；
（3）闭合开关S，若加热元件的温度从16℃升高37℃，通过加热元件的电流变化情况是___________。
4.（2021临沂）某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示，其中R1是额定功率为2000W的电热丝，R2是阻值为130Ω的分压电阻，电磁泵的额定电压为12V，在1标准大气压下，将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶，正常加热8min20s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求该电热水瓶：
（1）此次加热水的效率；
（2）电磁泵的额定功率。
5.（2021眉山）如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压不变，两根电热丝的电阻关系为，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，低温档时的发热功率为。求：
（1）和的电阻值；
（2）电热器处于高温档时的总功率；
（3）如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让、的水，温度升高多少？【水的比热容为 】
6.（2021泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
7.（2021重庆A）如图18甲所示,是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件,该部件由阻值不变的两根电阻丝R1、R2构成,小乔设计了图18乙的电路对该部件进行检测,其中R0=22Ω,M、N为接线柱。
(1)用导线把M和N连接,只闭合开关S1,电流表示数为1A,求电源电压；
(2)把M接A,N接B,只闭合开关S1,电流表示数为0.5A,求R1的阻值；
(3)用导线把B和C连接,然后将M接A,N接B,闭合开关S1和S2,电流表示数为1.5A；检测结束后,小乔利用该部件重新组装一个加热器,求新加热器接入220V电路中能达到的最大电功率。
8.（2021广安）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个档位，工作电路简化为图乙所示，其中为档位开关，、为定值电阻，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火档时，红灯亮；处于文火档时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火档的额定功率为2420W，。
（1）判断A灯是红灯还是绿灯；
（2）求电中药壶文火档的额定功率；
（3）暑假的一天晚上，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，先用猛火档加热6min至沸腾后，再用文火档慢熬30min，共消耗电能0.3KW·h，由此计算电中药壶的实际电压。
9.（2021枣庄）康康家里有一台电火锅，部分技术参数如下表，图甲是其内部电路的工作原理简图，、均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、、的通断可实现三个挡位功能的切换，其中是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。
（1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率；
（2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能；
（3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
10.（2021烟台）图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。
（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?
（2）只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
（3）只闭合S1和S3，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?
11.（2021潍坊）某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示，电路中、、均为发热电阻，已知，，，仅闭合S1时，加热功率；仅闭合S2时，加热功率，求：
（1）电源电压U及的电阻值；
（2）该装置的最大加热功率。
12.（2021威海）某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空档”“低温档”和“高温档”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。和均为电热丝，阻值不受温度影响，。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温档且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
13.（2021邵阳）下表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。，当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：
（1）蓄水箱中水的质量是多少？（）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。（）
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知，求饮水机的保温功率。
14.（2021张家界）百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。
(1)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？
(2)加热电阻正常工作时的电阻是多少？
(3)在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
15．（2021营口）图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40℃，c牛奶＝4.0×103J/（kg•℃）]求：
（1）电阻R2的阻值是多少；
（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从20℃加热到40℃。
16. （2021呼和浩特）如图所示，电源两端电压为6V，且保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1消耗的电功率P1为3W；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.5A，求：
（1）电阻R1和R2的阻值；
（2）开关都闭合时，电路消耗总功率。
17.（2021毕节）某电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示。求：
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
(2)电阻R2的阻值。
18.（2021盘锦）如图甲所示，是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220V，高温挡功率为1200W。其内部电路如图乙所示，电热丝R1=60.5Ω。[c=4.2×103J/(kg⋅℃)]请计算：
(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量；
(2)R2阻值；
(3)若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率。
19. （2021恩施州）如图所示电路，电源电压保持不变，电流表量程0-0.6A，电压表量程0-15V灯泡上标有“6V 3W”字样，R1=18Ω。（a）当开关S2断开，S、S1闭合，滑片移到变阻器中点时，灯泡正常发光。（b）当S1断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻多大?
（2）电源电压多大?
（3）若将R1换成R3=9Ω的定值电阻，闭合开关S、S2，断开S1，电路中的电功率变化范围（结果保留一位小数）?
20. （2021鄂州）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，R1=10Ω，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.8A，求电源电压；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为5V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在保证各电路元件安全的情况下，求电路的最大电功率及此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
21. （2021牡丹江、鸡西）如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样（设灯丝电阻不受温度影响），R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R1的阻值和电流通过R1产生的热量。
22. （2021黄石）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9V 9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
23. （2021荆州）如图所示的电路。电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A．小灯泡L标有“2.5V，0.25A”字样，其I-U图像如图乙所示。只闭合S1时，电流表的示数为I=0.2A，电阻R1消耗的功率为P1；变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，电阻R1消耗的功率为 且P1：P1'=16：25。
（1）求小灯泡L正常发光时的阻值；
（2）求电源电压；
（3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。
24. （2021常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1=8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，问：
（1）电源电压有多大？
（2）灯泡L额定功率有多大？
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？
25. （2021成都）如图所示电路，电源电压，定值电阻R1=10。
（1）当开关闭合、断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2A。求此时定值电阻R3的电功率。
（2）当开关、都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围。
26.（2021菏泽）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
（1）求R1阻值；
（2）求R2的最大阻值；
（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？
27.（2021达州）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，灯L标有“2.5V 1.25W”字样，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R0标有“？Ω 1A”字样，电流表量程为0～3A。当闭合开关S、S3，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时，灯泡恰好正常发光，R0连入的电阻减小了9Ω，电压表示数变化了0.5V。求：
(1)灯泡的电阻。
(2)R0的最大阻值和电源电压。
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是多少？
28．（2021营口）图甲所示的电路中，灯泡L的额定功率为3.6W（灯丝电阻不变），开关S闭合，S1断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像。求：
（1）电源电压；
（2）变阻器R的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率；
（3）什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器1min消耗的电能。
2022年中考物理二轮专题复习——多开关型动态电路计算参考答案
1.（2021福建）如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热档功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为375s，已知c水=4.2×103J/（kg•℃）。
求：（1）保温档的功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电蒸锅的加热效率。
【答案】（1）100W；（2）44Ω；（3）84%
【解析】解：（1）闭合开关S1，断开开关S2，电路中只有R1接入电路，此时电路处于保温档，保温档功率
（2）闭合开关S1、S2，电路中只有R1、R2并联接入电路，电路处于加热档，R2的功率
由可知，R2的电阻
（3）水温度升高75℃吸收的热量
这个过程消耗的电能
电蒸锅的加热效率
答：（1）保温档的功率为100W；
（2）电阻R2的阻值44Ω；
（3）电蒸锅的加热效率为84％。
2.（2021安顺）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3V0.6A”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求:
（1）灯丝电阻；
（2）当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；
（3）当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。
【答案】（1）5Ω；（2）1V；（3）0.9W
3.（2021长春）某加热器简化电路如图甲所示，其加热元件是利用新型材料制成的，它的电阻R随温度t变化的关系图象如图乙所示；照明灯L标有“220V 100W”。此加热器白天只加热不照明，夜晚加热并照明。
（1）该加热器的金属外壳应与______相连，避免金属外壳带电时发生触电事故；
（2）白天和夜晚加热器的加热元件温度均为t0时，电路总功率之比为4：5，则t0=___________℃；
（3）闭合开关S，若加热元件的温度从16℃升高37℃，通过加热元件的电流变化情况是___________。
【答案】 ①. 大地（地线） ②. 40 ③. 先变大后变小
4.（2021临沂）某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示，其中R1是额定功率为2000W的电热丝，R2是阻值为130Ω的分压电阻，电磁泵的额定电压为12V，在1标准大气压下，将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶，正常加热8min20s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求该电热水瓶：
（1）此次加热水的效率；
（2）电磁泵的额定功率。
【答案】（1）84%；（2）19.2W
5.（2021眉山）如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压不变，两根电热丝的电阻关系为，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，低温档时的发热功率为。求：
（1）和的电阻值；
（2）电热器处于高温档时的总功率；
（3）如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让、的水，温度升高多少？【水的比热容为 】
【答案】（1）110Ω；55Ω；（2）1320W；（3）60℃
6.（2021泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
【答案】（1）2A；（2）1100W；（3）0.99kW·h
7.（2021重庆A）如图18甲所示,是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件,该部件由阻值不变的两根电阻丝R1、R2构成,小乔设计了图18乙的电路对该部件进行检测,其中R0=22Ω,M、N为接线柱。
(1)用导线把M和N连接,只闭合开关S1,电流表示数为1A,求电源电压；
(2)把M接A,N接B,只闭合开关S1,电流表示数为0.5A,求R1的阻值；
(3)用导线把B和C连接,然后将M接A,N接B,闭合开关S1和S2,电流表示数为1.5A；检测结束后,小乔利用该部件重新组装一个加热器,求新加热器接入220V电路中能达到的最大电功率。
【答案】（1）22V(2) 22Ω（3）3300W
8.（2021广安）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个档位，工作电路简化为图乙所示，其中为档位开关，、为定值电阻，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火档时，红灯亮；处于文火档时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火档的额定功率为2420W，。
（1）判断A灯是红灯还是绿灯；
（2）求电中药壶文火档的额定功率；
（3）暑假的一天晚上，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，先用猛火档加热6min至沸腾后，再用文火档慢熬30min，共消耗电能0.3KW·h，由此计算电中药壶的实际电压。
【答案】（1）红灯；（2）242W；（3）200V
9.（2021枣庄）康康家里有一台电火锅，部分技术参数如下表，图甲是其内部电路的工作原理简图，、均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、、的通断可实现三个挡位功能的切换，其中是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。
（1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率；
（2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能；
（3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
【答案】（1）；；（2）高温挡更节能；（3）
10.（2021烟台）图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。
（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?
（2）只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
（3）只闭合S1和S3，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?
【答案】（1），；（2）1.5A，330W；（3）
11.（2021潍坊）某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示，电路中、、均为发热电阻，已知，，，仅闭合S1时，加热功率；仅闭合S2时，加热功率，求：
（1）电源电压U及的电阻值；
（2）该装置的最大加热功率。
【答案】（1）12V； 3Ω；（2）72W
12.（2021威海）某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空档”“低温档”和“高温档”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。和均为电热丝，阻值不受温度影响，。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温档且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
【答案】（1），550W；（2）44Ώ；（3）144J
13.（2021邵阳）下表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。，当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：
（1）蓄水箱中水的质量是多少？（）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。（）
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知，求饮水机的保温功率。
【答案】（1）1kg；（2）80％；（3）48.99W
14.（2021张家界）百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。
(1)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？
(2)加热电阻正常工作时的电阻是多少？
(3)在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
【答案】解：(1)线圈产生的热量：Q=I2Rt=(0.1A)2×4Ω×20×60s=48J；
(2)由电功率公式P=U2R可求得加热电阻阻值R=U2P=(220V)21000W=48.4Ω；
(3)4L=4×10−3m3，由密度公式ρ=mV得m=ρV=103kg/m3×4×10−3m3=4kg，
水吸收的热量为Q=c水m△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×4kg×(40℃−20℃)=3.36×105J，
加热电阻所消耗的电能W=Pt=1000W×420s=4.2×105J，
则足浴盆的加热效率η=QW×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。
答：(1)按摩20min，电动机线圈产生的热量是48J；
(2)加热电阻正常工作时的电阻48.4Ω；
(3)足浴盆的加热效率是80%。
15．（2021营口）图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40℃，c牛奶＝4.0×103J/（kg•℃）]求：
（1）电阻R2的阻值是多少；
（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从20℃加热到40℃。
【答案】解：
（1）由图甲可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电路中电阻较大（大于并联时的总电阻），此时电流较小，为保温挡；当S、S1都闭合时，R1、R2并联，总电阻较小，干路中电流较大，为加热挡；
由乙图可知：加热时的总电流I＝1A，保温时通过电阻R1的电流I1＝0.2A，
由并联电路的电流特点可知，加热时通过R2的电流I2＝I﹣I1＝1A﹣0.2A＝0.8A，
电阻R2的阻值R2＝＝＝275Ω。
（2）由图可知加热时间t＝3min＝180s，
加热过程中电路消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×180s＝39600J，
暖奶器的加热效率为80%，所以被牛奶吸收的热量Q吸＝W×80%＝39600J×80%＝31680J，
牛奶升高的温度Δt＝40℃﹣20℃＝20℃，
根据Q吸＝cmΔt可知，能被加热的牛奶的质量：
m＝＝＝0.396kg。
答：（1）电阻R2的阻值是275Ω；
（2）加热过程电路消耗的电能是39600J；这些电能可将0.396千克牛奶从20℃加热到40℃。
16. （2021呼和浩特）如图所示，电源两端电压为6V，且保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1消耗的电功率P1为3W；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.5A，求：
（1）电阻R1和R2的阻值；
（2）开关都闭合时，电路消耗总功率。
【答案】（1）12Ω，6Ω；（2）9W
17.（2021毕节）某电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示。求：
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
(2)电阻R2的阻值。
【答案】解：(1)由题图乙可知，饮水机加热档电功率：P加热=484W；加热时间：t=5min=300s；
饮水机处于加热档阶段消耗的电能：W=P加热t=484W×300s=145200J；
(2)由电路图可知，当开关S、S0 闭合时，R1与R2并联，电路中总电阻最小，根据P=U²/R可知，饮水机总功率最大，此时为加热状态；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态，根据图乙可知，保温档的功率为44W。
加热时电阻丝R2的电功率：P2=P加热−P1=P加热−P保温=484W−44W=440W，
由P=U²/R可得，电阻R2的阻值：R2=U²/P2=(220V)²/440W=110Ω。
故答案为：：(1)饮水机处于加热档阶段消耗的电能为145200J；
(2)电阻R2的阻值为110Ω。
18.（2021盘锦）如图甲所示，是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220V，高温挡功率为1200W。其内部电路如图乙所示，电热丝R1=60.5Ω。[c=4.2×103J/(kg⋅℃)]请计算：
(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量；
(2)R2阻值；
(3)若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率。
【答案】解：(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量：
Q=cmΔt=4.2×10³J/(kg⋅℃)×0.2kg×(100℃−10℃)=75600J。
(2)当开关旋至2位置时只有R1连进电路，处于低温挡，可求得此时的功率：P1=U²/R1=(220V)²/60.5Ω=800W，
当开关旋至3位置时，R1和R2并联，处于高温挡，则R2单独的功率：P2=P−P1=1200W−800W=400W，
根据公式P=U²/R，可推导出R=U²/P，则可求得电阻：R2=U²/P2=(220V)²/400W=121Ω。
(3)高温挡加热水所需的总电能：W=Pt=1200W×70s=84000J
根据加热效率公式：η=Q/W=75600J/84000J×100%=90%。
答：(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量为75600J；
(2)R2阻值为121Ω；
(3)若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率为84000J。
19. （2021恩施州）如图所示电路，电源电压保持不变，电流表量程0-0.6A，电压表量程0-15V灯泡上标有“6V 3W”字样，R1=18Ω。（a）当开关S2断开，S、S1闭合，滑片移到变阻器中点时，灯泡正常发光。（b）当S1断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻多大?
（2）电源电压多大?
（3）若将R1换成R3=9Ω的定值电阻，闭合开关S、S2，断开S1，电路中的电功率变化范围（结果保留一位小数）?
【答案】（1）；（2）；（3）
20. （2021鄂州）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，R1=10Ω，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.8A，求电源电压；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为5V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在保证各电路元件安全的情况下，求电路的最大电功率及此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
【答案】（1）8V；（2）15Ω；（3）14.4W；8Ω
21. （2021牡丹江、鸡西）如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样（设灯丝电阻不受温度影响），R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R1的阻值和电流通过R1产生的热量。
【答案】（1）12Ω；（2）60Ω，30J
22. （2021黄石）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9V 9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
【答案】（1）；（2）；（3）
23. （2021荆州）如图所示的电路。电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A．小灯泡L标有“2.5V，0.25A”字样，其I-U图像如图乙所示。只闭合S1时，电流表的示数为I=0.2A，电阻R1消耗的功率为P1；变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，电阻R1消耗的功率为 且P1：P1'=16：25。
（1）求小灯泡L正常发光时的阻值；
（2）求电源电压；
（3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
24. （2021常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1=8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，问：
（1）电源电压有多大？
（2）灯泡L额定功率有多大？
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？
【答案】（1）6V；（2）1W；（3）2~8Ω
25. （2021成都）如图所示电路，电源电压，定值电阻R1=10。
（1）当开关闭合、断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2A。求此时定值电阻R3的电功率。
（2）当开关、都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围。
【答案】（1）0.8W；（2）0～4V
26.（2021菏泽）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
（1）求R1阻值；
（2）求R2的最大阻值；
（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？
【答案】（1）8Ω；（2）10Ω；（3）8Ω；0.25W
27.（2021达州）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，灯L标有“2.5V 1.25W”字样，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R0标有“？Ω 1A”字样，电流表量程为0～3A。当闭合开关S、S3，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时，灯泡恰好正常发光，R0连入的电阻减小了9Ω，电压表示数变化了0.5V。求：
(1)灯泡的电阻。
(2)R0的最大阻值和电源电压。
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是多少？
【答案】解：(1)由题知，灯泡的额定电压2.5V，额定功率1.25W，
由P=U2R可得，灯泡的电阻：RL=U额2P额=(2.5V)21.25W=5Ω；
(2)由电路图知，当闭合开关S、S3，断开S1、S2时，L、R0、R1串联，电流表测电路中电流，电压表测灯泡两端电压，
当滑片P移动到某一位置时，R0连入的电阻减小了9Ω，灯泡恰好正常发光，所以UL=U额=2.5V，
则滑片P在右端时，其连入阻值最大，分得电压最大，由串联电路的分压原理知，此时灯泡两端分得电压较小，所以此时灯泡两端电压UL′=U额−0.5V=2.5V−0.5V=2V，
由串联电路特点和欧姆定律可得，灯泡两端电压：URL+(R0−9Ω)+R1×RL=U额，
代入数据有：U5Ω+R0−9Ω+10Ω×5Ω=2.5V，
即：UR0+6Ω×5Ω=2.5V------①
当滑片P在右端时，灯泡两端电压：URL+R0+R1×RL=UL′
即：U5Ω+R0+10Ω×5Ω=2V，
UR0+15Ω×5Ω=2V------②
①÷②可得：R0=30Ω，U=18V；
(3)由串联和并联电路的电阻特点知，并联电路的总电阻小于串联电路的总电阻，且小于并联中任意支路电阻，电源电压一定，由P=U2R知，电路的总电阻越小，电路消耗的功率越大。
若四个开关都闭合，L、R0、R1并联，此时灯泡两端电压等于电源电压18V，远超过了灯泡的额定电压，不符合题意；
若闭合S1、S2、S3，断开S，R0、R1并联，
由并联电路特点和欧姆定律可得，此时通过R1的电流：I1=UR1=18V10Ω=1.8A，
由变阻器的规格知，通过它的最大电流I0=1A，
此时干路电流：I=I1+I0=1.8A+1A=2.8A<3A，电流表安全；
所以电路中的最大电流为2.8A，
电路的最大功率：P最大=UI最大=18V×2.8V=50.4W。
答：(1)灯泡的电阻为5Ω；
(2)R0的最大阻值为30Ω，电源电压为18V；
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是50.4W。
28．（2021营口）图甲所示的电路中，灯泡L的额定功率为3.6W（灯丝电阻不变），开关S闭合，S1断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像。求：
（1）电源电压；
（2）变阻器R的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率；
（3）什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器1min消耗的电能。
【答案】解：（1）开关S闭合，S1断开，变阻器在左端时，变阻器与灯泡串联，因额定电压下灯泡正常发光，电路中的电流最大，最大值为0.6A，所以，由灯泡正常发光可知，电源电压U＝＝＝6V
（2）
＝＝20Ω
滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率
PL＝（U﹣UR）Imin＝（6V﹣4V）×0.2A＝0.4W；
（3）电源电压一定，开关S，S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大，此时变阻器1min的电能为
＝＝108J。
答：（1）电源电压为6V；
（2）变阻器R的最大阻值为20Ω，滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率为0.4W；
（3）开关S，S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大，此时变阻器1min的电能为108J。
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