初中物理中考复习 专题20 电学综合计算(解析版)-备战2021年中考物理精选考点专项突破题集

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(1)小红的质量；
(2)小红站在A点时，C处受到硬杆对它的拉力；
(3)小红站在C点时，电流表的示数；
(4)在电路安全的情况下，小红在平衡木上缓慢走动的过程中，当电路消耗功率达最小值和最大值时，压力传感器R消耗的功率之比。
【答案】(1)40kg；(2)200N；(3)0.36A；(4)16：25
【解析】
(1)由G=mg可知小红的质量为
(2)小红站在A点时，由杠杆的平衡条件可知
且有
则C处受到硬杆对它的拉力为
(3)小红站在C点时，压力传感器R受到的压力为
由乙图知R=7.5，则
电流表的示数为
(4)当电路消耗功率达最小值时，电路中的电流最小，R最大，硬杆对R的压力最小，对硬杆和杠杆进行受力分析，并根据杠杆平衡原理，此时小红应站在A点；此时R受到的压力为
由乙图可知R’=20，则
同理，经分析可知，在电路安全的情况下，当电路消耗功率最大时，此时小红应站在B点，此时
由杠杆平衡可得
此时R受到的压力为
由乙图可知R’’=5，则
可知电路安全，则压力传感器R消耗的功率之比为
2．（2020·烟台）如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器（以下简称热水器）。图乙为该热水器电加热部分的原理图，S是控制开关，可以在1、2、3三档之间切换；图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时，可用电加热器加热，温度达到预设温度时会自动切换到保温状态，为了防止触电，热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因，太阳辐射能为E＝1.75×106J/(h•m2)（每小时每平方米辐射的热量），太阳能只将水由20℃加热到了30℃，此时开启电加热器，将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2，水吸收太阳能的效率为60%，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。供水过程中不计热量损失，请根据以上条件分析计算：
(1)水吸收太阳能的多少。
(2)太阳能板当天接收太阳能的时间。
(3)电路中电阻R2的阻值。
(4)在热水器向外供水时，通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合，可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃，每个人淋浴用水均为30L，假设热水器内70℃的热水能全部用完，则能满足几个人的淋浴用水？
【答案】(1)；(2)1h；(3)44；(4)4
【解析】
(1)由题意，热水器的容积为50L，则满水状态下水的质量为
太阳能只将水由20℃加热到了30℃，根据吸热公式可知水吸收太阳能为
(2)由于水吸收太阳能的效率为60%，故太阳能板当天接收太阳能的总热量为
已知太阳辐射能为E＝1.75×106J/(h•m2)，太阳能板的面积为2m2，则当天接收太阳能的时间为
(3)由表格中数据可知，热水器处于低温档时只有电阻R1接入，此时
热水器处于低温档时，电阻R1与R2并联接入，此时
联立可得
则电路中电阻R2的阻值为
(4)设每个人淋浴用水体积为V，则
简化得
代入数据可得
解得
热水器的容积为50L，则
则能满足4个人的淋浴用水。
3．（2020·内江）在相距40km的甲、乙两地之间，沿直线架设了两条相同的输电线，这种输电线每千米的电阻为0.2Ω。现由于特殊原因造成输电线上某处发生了短路，为了确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成了如图所示的电路进行检测。当电压表示数为3.0V时，电流表示数为0.5A。
(1)若检修员在检测中用时1min，则检测中输电线消耗的电能是多少J？
(2)短路位置离甲地的距离是多少km？
【答案】(1)90J；(2)15km
【解析】
(1)检测中输电线消耗的电能W=UIt=3.0V×0.5A×60s=90J
(2)导线电阻=6Ω
则导线长度
短路位置离甲地的距离
4．（2020·阜新）某一家用两档可控的恒温餐盘，其高温档电功率为 880W，简化电路如图甲所示，R1、R2 均是发热电阻，R2 的阻值是 R1 的 3 倍。求：
(1)餐盘处于低温档时，电路中电流是多少？
(2)1kg 米饭温度升高 40℃，吸收的热量是多少？[米饭的比热容取 2.5×10 3J /（kg•℃）]
(3)若电路中只使用该恒温餐盘，同样加热 1kg的米饭，电能表的脉冲指示灯闪烁了 125 次，如图乙所示，这个恒温餐盘的效率是多少？
【答案】(1)1A；(2)105 J；(3)80%
【解析】
(1)当开关S与2接触时，R1连入电路，恒温餐盘处于高温档
当开关S与1接触时，R1和R2串联连入电路，恒温餐盘处于低温档R2=3×55Ω=165Ω
(2)米饭吸收的热量是 Q吸=c饭m饭（t-t0)=2.5×103J /（kg•℃）×1kg×40℃=105 J
(3) 恒温餐盘消耗的电能为
恒温餐盘的效率是
5．（2020·永州）随着我国经济社会发展，人们生活更加美好。我国农村地区也产泛使用了多档位电热水器，如图甲为某一款多档位电热水器，内部简化电路如图乙所示。已知U＝220V、R1＝48.4Ω，R2＝60.5Ω、c水＝4.2×103J/(kg•℃)，ρ水＝1.0×103kg/m3。
(1)当S1断开、S2闭合时，求电热水器此档位的加热功率；
(2)当S1闭合、S2断开时，将50L水从20℃加热到40℃用时1.5h，求电热水器此档位的加热效率；
(3)如图乙，调节S1、S2用不同档位给水加热，使相同质量的水升高相同的温度，求加热所用的最短时间和最长时间的比值。（设用不同档位加热的效率相同）
【答案】(1)800W；(2)77.8%；(3)4∶9
【解析】
(1)当S1断开、S2闭合时，电路为R2的简单电路，则电热水器此档位的加热功率
(2)当S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，则电热水器此档位的加热功率
由 可得，此档位加热1.5h消耗的电能
加热水的体积
由 可得，加热水的质量
则水吸收的热量
电热水器此档位的加热效率
(3)由题意可知，不同档位消耗的电能W相同，当只有R2工作时，加热功率最小
当R1、R2同时工作时，加热功率最大
由 可得，加热所用的最短时间和最长时间的比值
6．（2020·鄂尔多斯）某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器，其内部简化电路如图甲。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒定U=6V）、开关S0、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、热敏电阻R组成，R阻值随温度的变化图象如图乙。工作电路R1=44Ω，R2=956Ω。当开关S0和S均闭合时，电热水器开始加热[c水=4.2×103J（kg·℃）]。
（1）当温度达到50℃时，衔铁会被吸下，电热水器停止加热，求控制电路中的电流；
（2）电热水器将水箱中2kg的水从17℃加热到50℃，用时5min。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率；
（3）用电高峰期，电热水器两端实际电压为200V，当电热水器处于保温状态时电热水器工作多长时间会消耗1.8×104J的电能?
【答案】（1）0.1A；（2）2.72×105J ；84%；（3）450s
【解析】
(1)由图乙可知，当温度为50℃时，衔铁被吸下，此时R=40Ω，则控制电路中的电流为
(2)水吸收的热量为
方法一：由图甲可知，电热水器处于加热状态时只有R1工作，工作电路的功率为
电热水器加热5min消耗的电能为
电热水器的加热效率为
方法二：由图甲可知，电热水器处于加热状态时只有R1工作，则电加热器加热5min
消耗的电能为
电热水器的加热效率为
(3)方法一：
由图甲可知，衔铁被吸下，电热水器处于保温状态，此时R1、R2串联入电路，此时工作电路的总电阻为
当U实=20V时，电热水器的实际保温功率为
电热器工作时间为
方法二
由图甲可知，衔铁被吸下，电热水器处于保温状态，此时R1、R2串联接入电路。
工作电路的实际保温功率为
电热水器工作时间为
方法三：
由得热水器工作的时间为
方法四：
由图甲可知，衔铁被吸下，电热水器处于保温状态，此时R1、R2串联接入电路。
此时工作电路的总电阻为
当U实=200V时，工作电路中的电流为
工作电路的实际保温功率为
电热器工作时间为
7．（2020·淮安）如图所示为某养生壶的电路原理图，其中R1和R2，都是发热电阻。该壶有“加热”和“保温”两种工作状态。该壶铭牌上提供的部分信息如下表所示：
(1)该壶允许装入水的最大质量是多少kg？（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）
(2)S1、S2闭合后，该壶在额定电压下工作时的发热功率是多少W？结合表格数据判断电路处于哪一种工作状态？
(3)R2阻值是多少Ω？
(4)用该壶加热2L的水，温度由50℃升高到100℃，水需要吸收多少J热量？该壶消耗的电能80%被水吸收，该过程需要消耗多少J电能？（水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）
【答案】(1) 2kg；(2) 1100W，电路处于加热状态；(3) 42Ω；(4) 4.2×105J，5.25×105J
【解析】
(1)由表格数据可知，该壶允许装入水的最大体积V＝2L＝2dm3＝2×10﹣3m3
壶允许装入水的最大质量m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg
(2)由电路图可知，S1、S2闭合后，电路为R1的简单电路，由表格数据可知，R1＝44Ω，该壶在额定电压下工作时的发热功率P1＝＝1100W
由1100W＞200W可知，电路处于加热状态。
(3)由电路图可知，S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻较大，由P=可知电功率较小，养生壶处于低温档，此时电路的总电阻R＝＝242Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2阻值R2＝R﹣R1＝242Ω﹣200Ω＝42Ω
(4)用该壶加热2L的水，温度由50℃升高到100℃，水需要吸收的热量Q吸＝c水m(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg·℃）×2kg×(100℃﹣50℃)＝4.2×105J
该过程需要消耗的电能W＝＝5.25×105J
8．（2020·遵义）如图甲所示电路，电源为电压可调的直流学生电源，小灯泡L标有“8V 4W”的字样，定值电阻R1=4Ω，滑动变阻器R标有“50Ω 1A”的字样；如图乙所示为小灯泡L的I﹣U图象。
(1)小灯泡L正常工作时的电阻是多少？
(2)只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端，调节电源电压使电压表示数为8V，此时电源电压U是多大？
(3)同时闭合开关S、S1，调节电源电压为12V，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时，小灯泡L消耗的电功率为2W，此时滑动变阻器消耗的电功率是多少？
【答案】(1)16Ω；(2)10V；(3)2.8W
【解析】
(1)小灯泡L标有“8V 4W”的字样，表示灯的额定电压为8V，额定功率为4W，由图乙知小灯泡正常发光的电流为IL=0.5A，由欧姆定律，灯正常发光的电阻
(2)只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω，R1与L串联，电压表测小灯泡两端电压，此时UL=8V，故灯正常发光，则通过电路的电流
由欧姆定律，则R1两端电压
根据串联电路电压的规律，此时电源电压
(3)同时闭合开关S、S1时，R1被短路，R与L串联，由图乙可知，当PL＇=2W时，UL＇=5V，IL＇=0.4A，据串联电路电压的规律，此时滑动变阻器两端的电压
此时滑动变阻器消耗的电功率
9．（2020·金华）为延长疏果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置。装置如图甲所示，控制电路中电源电压恒为3伏，R1为热敏电阻，R2阻值为10欧，电磁铁线圈阻值忽略不计。R1阻值随温度的变化关系如图乙所示。当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0.1安，衔铁吸下，制冷器启动工作；当温度降低到设定值后。工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。
请完成下列问题：
(1)通过计算并结合图乙确定该制冷器启动工作的温度。
(2)在图丙所示的1小时内工作电路中制冷器消耗的总电能是多少？
【答案】(1) 5.6℃；(2) 6.48×106J。
【解析】
(1)由图可知，R1与R2串联，由可得，该制冷器启动工作的总电阻
则
查乙图可知定该制冷器启动工作的温度5.6℃。
(2)在图丙所示的1小时内工作时间
由可得，制冷器消耗的总电能W＝Pt＝2400W×2700s＝6.48×106J
10．（2020·贵港）如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡L上标有“3.6V 0.3A”字样，其I-U图象如图乙所示。当闭合、断开，滑片移到某点a时，两端电压为10V，电流表示数为，变阻器消耗的功率为；当闭合、断开，滑片移到某点b时，小灯泡正常发光，电流表示数为，变阻器消耗的功率为。已知，。求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少？
(2)当闭合、断开，移动滑片使电流表示数为0.1A，通电1min电流通过小灯泡所做的功是多少？
(3)电源电压是多少？
【答案】(1)12Ω；(2)3.6J；(3)18V
【解析】
(1)灯泡正常发光的电阻
(2)当闭合S2、断开S1，小灯泡和滑动变阻器串联，移动滑片使电流表示数为0.1A，由图乙可知，此时小灯泡两端的电压为0.6V，通电1min电流通过小灯泡所做的功为W=UL′IL′t=0.6V×0.1A×60s=3.6J
(3)当闭合S1、断开S2，滑片移到某点a时，定值电阻R0和滑动变阻器R串联，此时R0两端电压为10V，电流表示数为Ia，变阻器消耗的功率Pa=(U-U0)Ia
当闭合S2、断开S1，滑片移到某点b时，小灯泡和滑动变阻器串联，小灯泡正常发光，电流表示数为Ib，变阻器消耗的功率Pb=(U-UL)Ib
U=18V
11．（2020·牡丹江）图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其铭牌上标有电加热的功率为1000W。图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表（由量程为0~0.6A电流表改成），R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。
(1)热水器正常电加热时，电热丝电阻多大？（结果保留一位小数）
(2)阴雨天，将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
(3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时，探测电路中的电流多大？
【答案】(1)48.4Ω；(2)4200s；(3)0.15A
【解析】
(1)根据功率计算公式可知，热水器正常电加热时电热丝电阻为
(2)根据吸热公式，可知水需吸热
若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，在加热状态下需用时
(3)由图像可知，当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时Rx=150Ω
两个电阻串联，由欧姆定律可知探测电路中的电流为
12．（2020·广安）如图，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 3.6W”的字样（灯泡电阻受温度的影响忽略不计）。R1=30Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，当S､S1闭合，S2断开且滑片P在b端时，电流表的示数为0.2A。求：
(1)灯泡正常工作时的电阻；
(2)电源电压；
(3)断开S1，闭合S､S2，调节滑动变阻器的滑片，电阻R1消耗的电功率变化范围。
【答案】(1)；(2)12V；(3)
【解析】
(1)根据电功率公式可知，灯泡正常工作时的电阻
灯泡正常工作时的电阻是。
(2)当S､S1闭合，S2断开且滑片P在b端时，灯泡和滑动变阻器是串联在电路中，滑动变阻器R2接入电路的阻值是50Ω，电流表的示数为0.2A，根据欧姆定律的变换式可知电源电压
电源电压是12V。
(3)断开S1，闭合S､S2，只有电阻R1和R2串联接在电路中，调节滑动变阻器的滑片，当滑片P在b端时，变阻器接入电路的电阻最大，电路的总电阻最大，电流最小，电阻R1消耗的电功率最小，电流大小
电阻R1消耗的最小电功率
当滑片P在a端时，变阻器接入电路的电阻最小，电路的总电阻最小，电流最大，电阻R1消耗的电功率最大，电流大小
电阻R1消耗的最大电功率
电阻R1消耗的电功率变化范围。
13．（2020·沈阳）康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，、均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为，保温功率为。[，]求：
(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量；
(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间；
(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值。
【答案】(1)1.26×105J；(2)126s；(3)1051.6Ω
【解析】
(1)水的质量为
水需要吸收的热量为
(2)由于不计热量损失，所以电水壶的加热挡消耗的电能为
由得，电水壶加热过程需要的时间为
(3)当旋钮开关接2时，只有接入电路，此时为加热状态由，得
已知家庭电路的电压是，所以R2的阻值为
当旋钮开关接1时，与串联，此时为保温状态，电路中的总电阻为
根据欧姆定律及串联电路电流、电压规律得R1的阻值为
14．（2020·青海）王明同学家买了一个电热水壶，其铭牌上部分信息如下表所示。求：
(1)该电热水壶正常工作时的电阻是多少？
(2)用该电热水壶将1.5L的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少（水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）？
(3)王明兴趣小组在测量电热水壶实际功率时，断开家中的其它用电器，让电热水壶单独工作，测得1.5min内电能表指示灯闪烁了72次（电能表如图所示），此电热水壶的实际功率是多少？
【答案】(1)48.4Ω；(2)5.04×105J；(3)900W
【解析】
(1)该电热水壶正常工作时的电阻
(2)水的体积V=1.5L=1.5dm3=1.5×10-3m3
水的质量m=ρV=1×103kg/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
(3)指示灯闪烁72次，电热水壶消耗的电能
电热水壶的实际电功率
15．（2020·海南）小益家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到64℃时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。小益用初温20℃，质量1kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源电压为220V恒定不变，不计导线的电阻。求：
(1)从物理学的角度解释热气腾腾的豆浆散发出香味的原因；
(2)加热器单独工作时电路中的电流；
(3)质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量[c水=4.2×103J（kg･℃）] ；
(4)本次制作豆浆共计用了9min的时间。如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收，且不计豆子吸收的热量。求本次制作豆浆共消耗的电能。
【答案】(1)由于扩散现象（或分子热运动），豆浆分子进入到空气中 ；(2) ；(3)；(4)5.04×105J
【解析】
(1)由于扩散现象（或分子热运动），豆浆分子进入到空气中。（合理即可）
(2)加热器单独工作时电路的电流为
(3)水吸收的热量
(4)豆浆机的水温升到64℃前只有加热器工作，加热器单独工作时消耗的电能
加热器单独工作时间
加热器和电动机一起工作的时间为
9min豆浆机消耗的电能为
16．（2020·长沙）实验小组设计了如图所示的电路，已知电源电压不变，灯泡L标有“2.5V 0.3A”字样，其阻值会随温度变化，将滑动变阻器R2的滑片置于最右端，只闭合开关S1时，电压表的示数为3V，R1的功率为P1；只闭合开关S1，移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3A，R1的功率为P2；闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A，已知。
(1)灯泡L的额定功率为_____W；
(2)滑动变阻器的最大阻值为_____Ω；
(3)在有电流通过灯泡L的情况下，灯泡的最小功率与最大功率之比为_____。
【答案】0.75 20 1∶20
【解析】
(1)灯泡L的额定功率
(2)将滑动变阻器R2的滑片置于最右端，只闭合开关S1时，电压表的示数为3V，R1的功率为P1，如图甲；只闭合开关S1，移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3A，R1的功率为P2，如图乙；闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A，如图丙
因为
所以甲乙两图中电流之比
又因为,所以
所以滑动变阻器最大阻值
在丙电路中，滑动变阻器接入电路的电阻
所以电源电压①
由于乙电路电流为0.3A，所以灯泡正常发光，电压为2.5V，所以电源电压②
由①②两式可得
(3)在只闭合S1时，灯泡才有电流通过，即甲乙两个电路中，甲电路滑动变阻器电阻最大，电路电流最小，灯泡的功率最小，此时滑动变阻器的电压，R1两端电压
所以灯泡两端电压
灯泡的最小功率
乙电路滑动变阻器接入电路阻值为零，电路电流最大，最大电流是0.3A，灯泡正常发光，灯泡的功率最大
所以，灯泡的最小功率与最大功率之比
17．（2020·铜仁）如图所示，电源电压为可调电压，小灯泡L标有“4V 1.6W”，滑动变阻器R1标有“ 1A”的字样，电流表的量程为，电压表的量程为。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求：
(1)小灯泡L的阻值是多少?
(2)当S、S1、S2都闭合，将滑动变阻器的滑片P移到中点时，电流表的示数为0.45A，电压表示数为3V，则R2消耗的电功率是多少?
(3)将电源电压调至6V时，闭合开关S，断开开关S1、S2，在确保电路安全的前提下，则滑动变阻器R1允许接入电路的阻值范围。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
(1)根据灯炮L的铭牌标志可求灯泡L的电阻
(2)当S、S1、S2都闭合时，R1和R2并联、灯泡L被短路。将滑动变阻器的滑片P移到中点时，R1接入的电阻为，此时通过R1的电流
此时通过R2的电流
R2消耗的电功率
(3)开关S闭合，断开开关S1、S2时，变阻器R1和灯泡L串联。当灯泡恰好正常发时R1的电流和灯泡L的电流相等
此时R1接入电路中的电阻
综上所述，要使灯泡L不超过额定电压、且电流表示数不超过测量范围，变阻器R1接入的最小电阻为。
电压表测量的是变阻器R1的两端电压，由串联电路的分压原是可知，电压表示数会随着R1接入阻值的增大而增大，故电压表示数达到时，R1接入电阻为最大值，由串联电路分压原理可得
代入数据可得
解上式可得
所以滑动变阻器R1允许接入电路的阻值范围为
18．（2020·湘西）如图为电吹风的内部结构示意图和电路原理图。其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，当选择开关O接在C、D位置时，电吹风处于关停状态。已知电吹风冷风档的额定功率为44W，电吹风热风档的额定功率为484W。额定电压均为220V。当电吹风处于正常工作状态时，求：
(1)电吹风吹冷风时，电路中的电流是多大？
(2)电吹风吹热风时，电路中每小时耗电是多少度（1度＝ ）？
(3)电吹风电热丝的电阻是多大？
【答案】(1) 0.2A；(2) 0.484度；(3)110Ω
【解析】
(1)由题意知，冷风功率P冷＝44W，由公式P＝UI可知，此时电路中的电流为
(2)电吹风吹热风时，其电功率为
则电路中每小时消耗的电能
(3)当选择开关与A、B接触时，电动机与电热丝并联，电吹风处于热风档，热风档的功率等于电动机与电热丝的功率之和，所以电热丝消耗的功率为
由 可得，电吹风电热丝的电阻为
19．（2020·包头）小宇家购置一款用来煎烤食物的双面电饼铛，上下盘既可以同时加热｡也可以把上盘掀开，使用下盒单独加热，电饼铛简化的内部电路如图甲所示，闭合开关S1，温控开关S2接接线柱“2”时，下盘加热｡再闭合开关S3，上盘也开始加热，当度超过设定温度时，温控开关S2自动转接接线柱“1”，电饼铛进入保温状态，电饼部分参数如图乙。（忽略温度对电阻值的影响∶L1、L2、L3为指示灯，不计指示灯消耗的电能）求∶
(1)下盘加热电阻R1的阻值和保温时电路中的额定电流；
(2)某次电饼铛在额定电压下煎烤食物时，指示灯L1，L2发光时间分别为10min5min， 电饼铛消耗的电能是多少？
(3)用电高峰时，小字关闭家中其他用电器，用电饼铛下盘煎烤食物10min。电能表（如图丙）的转盘转过500转， 电饼铛的实际电压是多大？
【答案】(1)1.5A；(2)；(3)200V
【解析】
（1）根据公式可算出加热电阻R1的阻值为
根据公式可算出保温时电路中的额定电流为
(2)下盘消耗的电能为
上盘消耗的电能为
电饼铛消耗的总电能是
(3) 电饼铛消耗的实际电能是
电饼实际功率为
实际电压为
20．（2020·东营）空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，美味际，无油烟味，深受广大市民青睐｡如图甲所示，为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=50Ω，R1=200Ω，额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关S1闭合，开关S接b端时为高温档；开关S1闭合，开关S断开时为中温档
(1)中温档正常工作时，求流过电阻R2的电流｡
(2)高温档正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率｡
(3)若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量，[c薯条取 ]
(4)若使用空气炸锅高温档完成以上烹制，空气炸锅电能转化为热能效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间｡
【答案】(1)1.1A；(2)1210W；(3)120s。
【解析】
(1)空气炸锅处于中温档工作时
(2)高温档工作时电阻R1、R2并联
电阻R1、R2消耗的总功率
(3)空气炸锅加工一次薯条所吸收的热量
若使用空气炸锅高温档完成以上烹制，由W=Pt和可知，所需时间
21．（2020·天门）某科技小组自制了一个测量池水深度的装置，如图甲，它主要是由控制盒和测量盒构成，其电路连接如图乙所示（连接导线带绝缘皮，足够长，不计电阻和质量）｡测量盒是一个底面积为8cm2､高5cm､重2.0N的圆柱体，其底部为压敏电阻R，R与水接触的表面涂有绝缘漆，其阻值随下表面压力变化的部分参数见下表∶控制盒中电源电压恒定，R0为定值电阻｡科技小组的同学将测量盒缓慢浸入水中，工作时測量盒底部始终与水平面相平，不考虑大气压强的影响。
(1)当测量盒浸入深度为1m时，电压表的示数为1.5V，求此时R底部受到水的压强｡
(2)当测量盒浸入深度为2m时，电压表的示数为2.0V，求电源电压和R0的阻值｡
(3)将测量盒放入水平池底（R与池底未紧密结合，导线松弛），静止时电压表示数为3V，则池水深度为多少米？
【答案】(1) 1×104Pa；(2) 6V 5Ω；(3)5.8m
【解析】
(1)由p=ρgh得R底部受到水的压强p1=ρgh1=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
(2)由图知压敏电阻R与R0串联，电压表测量R0两端的电压，当h1为1m时，水对R底部的压力为F1=p1S=1×104Pa×8×10-4m2=8N；
查表得∶R1=15Ω，则有U=I1R1+U0=R1+U0……①
当h2为2m时，水对R底部的压力为F2=p2S=ρgh2S=1×103kg/m3×10N/kg×2m×8×10-4m2=16N
查表得∶R2=10Ω，则有U=I2R2+U0’=R2+U0……②
联立①②式代入数据解得∶电源电压U=6V，R0=5Ω
(3)电压表示数为U3=3V时，有U=I3R3+U3=R3+U3
代入数据解得R3=5Ω，查表得测量盒底部受到的总压力F3=48N
又∶测量盒沉底时受到重力､支持力和浮力，其中G=2.0N
F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m2×0.05m=0.4N
则池底对测量盒底部的支持力F支=G- F浮=2.0N-0.4N=1.6N
所以，水对测量盒底部的压力为F=F3-F支=48N-1.6N=46.4N
由F=pS=1.0×103kg/m3×10 N/kg×h3×8×10-4m2=46.4N
解得h3=5.8m。
22．（2020·黄冈）右图是多功能汤锅加热的测试电路图，使用时通过旋钮开关（虚线圆圈部分）可实现保温､慢炖､快炖三种功能切换，且保温､慢炖､快炖状态的加热功率依次增大｡已知四个发热电阻的阻值相等，测试电源电压为220V，慢炖状态的功率为550W｡求
(1)R1的阻值｡
(2)保温状态的功率
(3)若把1.1kg的水从20℃加热到100℃，快炖需要6min40s，则加热的效率是多少？
【答案】(1)88；(2)275W；(3)84%
【解析】
(1)因为，当开关旋转到“2”时，汤锅处于慢炖状态，由得
(2)当开关旋转到“1”时，汤锅处于保温状态，因为，所以
(3)水吸收热量
当开关旋转到“3”时，汤锅处于快炖状态，则
t=6min40s=400s，400s快炖产生的热量
由得
23．（2020·黄石）一个标有“3V3W”小灯泡L（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器（0~6Ω），电流表A连接成如图所示的电路，滑片P正处在滑动变阻器正中间点位置，电源电压恒定。
(1)闭合S1、S2、S3，断开S4，电流表的读数为2.0A，求此时灯泡实际消耗的电功率；
(2)闭合S1，断开S2、S3、S4，求此时电流表A的读数；
(3)闭合S1、S3、S4，断开S2，将滑片P由滑到a点过程中，电流表A的读数最大值为2.25A，求滑动变阻器a之间的电阻值，并求出电流表读数为2.25A时，滑动变阻器消耗的总功率。
【答案】(1) 3W； (2) 0.5A； (3) 1Ω，6.75W
【解析】
(1)闭合S1、S2、S3，断开S4时，滑动变阻器的下半部分与灯泡并联接入电路，则滑动变阻器下半部分的电阻为3Ω，
又因为小灯泡L标有“3V3W”，可知灯泡的电阻为
则电路总电阻为
则电源电压为
即小灯泡两端电压为3V，则小灯泡正常发光，故小灯泡此时的实际功率等于额定功率3W。
(2)闭合S1，断开S2、S3、S4时，滑动变阻器上半部分与灯泡串联，则此时电路中的电流为
(3)闭合S1、S3、S4，断开S2时，滑动变阻器的下半部分与上半部分并联接入电路，滑片P由滑到a点过程中，上部分电阻设为Ra，则总电阻的函数关系为
由函数知识可知，P由滑到a点过程中，总电阻不断减小，即在a点时，电流最大。总电阻为
则有
可得或
上半部分电阻不超过3Ω，所以，则滑动变阻器a之间的电阻值为
电流表读数为2.25A时，滑动变阻器消耗的总功率，即电路总功率
24．（2020·荆门）“开车不饮酒，酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通法规。图甲是气体中酒精浓度测试仪的原理图，电源电压U=12V， R1是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。气体中酒精浓度大于或等于20小于80mg/100mL为酒驾，大于或等于80mg/100mL为醉驾。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数U1=10V，调零后R2的滑片位置保持不变。求：
(1)调零后R2接入电路中的阻值；
(2)当U1=10V时，R1消耗的电功率；
(3)在某次检测中，电流表示数为0.3A，试通过计算分析，判断该司机属于酒驾还是醉驾？
【答案】(1) 20Ω；(2) 1W；(3) 醉驾
【解析】
(1)由乙图可知，当气体中酒精的浓度为0时，R1=100Ω， 此时电路中的电流
R2接入电路中的阻值
(2) R1消耗的电功率
(3) 当电流表示数为0.3A时，电路的总电阻
气敏电阻的阻值
分析乙图可知，当气敏电阻的阻值为时，气体中酒精浓度为80mg/100mL，对照相关标准可以判定，被测司机属于醉驾。
25．（2020·咸宁）如图甲所示的电路，电源两端电压U不变，R0是定值电阻，R是滑动变阻器｡将滑动变阻器的滑片滑到a端，闭合开关时滑动变阻器R消耗的功率P1为1.8W，断开开关时电流表的示数改变了0.3A；当开关S断开后，滑动变阻器的滑片在滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值R与电流表示数的倒数的关系如图乙所示｡求：
(1)电源两端的电压U和滑动变阻器最大的阻值Rm；
(2)定值电阻的阻值R0；
(3)电路消耗的最小功率P2｡
【答案】(1) 6V ；20Ω；(2) 10Ω；(3)1. 2W
【解析】
(1)当滑片滑至a端，闭合开关时，R与R0并联，R接入的阻值最大，滑动变阻器R消耗的功率P1=1.8W，通过滑动变阻器的电流为I1，断开开关时，R所在的支路电路断开，变化的电流即为I1=0.3A
电源两端的电压U=U1===6V
电源两端的电压为6V。
滑动变阻器接入的最大阻值Rm===20Ω
滑动变阻器最大的阻值为20Ω。
(2)当开关S断开后，滑动电阻器与定值电阻R0串联，根据图像可知，当R=2Ω时，=2A-1，即I=0.5A
根据串联电路电压的规律，电源的电压为U=I(R0+R)
即6V=0.5A(R0+2Ω)
定值电阻的阻值为R0=10Ω
定值电阻的阻值为10Ω。
(3)当开关S断开，滑片滑到b端时，滑动变阻器接入的最大阻值R与定值电阻R0串联，电路消耗的电功率最小，根据串联电路电阻的规律R总=Rm+R0=30Ω
电路消耗的最小功率P2===1.2W
电路消耗的最小功率为1.2W。
项目
参数
电源电压（V）
220
低温档功率（W）
100
高温档功率（W）
1200
容积（L）
50
养生壶容量
2L
额定电压
220V
保温功率
200W
加热功率
R1阻值
440
额定电压
220V
频率
50HZ
额定容量
1.8L
额定功率
1000W
豆浆机铭牌
最大容积
2L
额定频率
50Hz
额定电压
220V
加热器功率
880W
电动机功率
120W