专题08 电功率计算问题--最新中考物理二轮题型专项复习讲练（全国通用）

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专题08 电功率计算问题
计算公式：P=UI=W/t(适用于所有电路) 由此可得电功W=UIt
对于纯电阻电路可推导出：P=I2R=U2/R
串联电路中常用公式：P=I2R P1：P2：P3：…Pn=R1：R2：R3：…：Rn
并联电路中常用公式：P=U2/R P1：P2=R2：R1
无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn
串、并联电路中电流、电压、电阻的特点：
1．（2023•福建）如图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω。闭合开关S，电路的总电流为1A。求：
（1）通过R1的电流。
（2）电阻R2的阻值。
（3）电路消耗的总电功率。
【解答】解：（1）由电路图知，闭合开关S，两个电阻并联，
根据并联电压规律知，R1和R2并联U1＝U2＝U＝6V；
R1的电流I1=U1R1=6V10Ω=0.6A；
（2）根据并联电流特点知，R2的电流I2＝I﹣I1＝1A﹣0.6A＝0.4A，
由I=UR知，R2的电阻R2=U2I2=6V0.4A=15Ω；
（3）电路消耗的总电功率P＝UI＝6V×1A＝6W。
2．（2023•江西）如图所示，电源电压恒定不变，灯L1标有“3V，3W”字样，灯L2标有“3V，6W”字样，闭合开关S，两灯均正常发光。求：
（1）灯L1的电阻；
（2）电流表的示数；
（3）电路消耗的总功率。
【解答】解：由图可知，两灯并联，电流表测量干路电流，两灯此时都正常发光。
（1）由P=U2R可得，灯L1的电阻：R1=U1额2P1=(3V)23W=3Ω；
（2）已知并联电路中干路电流等于各支路电流之和，由P＝UI可得，干路电流为：
I＝I1+I2=P1U1+P2U2=3W3V+6W3V=1A+2A＝3A，
即电流表的示数为3A；
（3）电路消耗的总功率：P＝P1+P2＝3W+6W＝9W。
3．（2023•深圳）R是一个随推力F变化而变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R0为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0～0.6A。
（1）当小白同学推力为0时，求电阻R的阻值。
（2）用300N的力推电阻，求R0的电功率（图乙）。
（3）图丙中当干路电流不超过电流表量程时，小白同学推力F的最大值。
【解答】解：（1）由甲图可知，当F＝0时，电阻R＝40Ω；
（2）图乙中，R和R0串联，已知F＝300N，由甲图可知电阻R＝10Ω，串联电路的电流I=U总R总=6V20Ω+10Ω=0.2A；R0的功率P＝I2R0＝（0.2A）2×20Ω＝0.8W；
（3）图丙中，R和R0并联，通过R0的电流I=UR0=6V20Ω=0.3A；由于电流表的量程为0～0.6A，干路电流最大为Imax＝0.6A；根据并联电路电流的特点，通过R的电流I＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，则电阻R的阻值R=UI=6V0.3A=20Ω，由图甲可知推力F＝200N。
4．（2023•济南）传感器（transducer）是一种能感受被测量信息并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置。图甲是一种常用压力传感器的原理电路图，电源电压恒定，R1为电阻器，压力感应板A和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，压力感应板A、B之间由绝缘弹簧相连，其间有可伸缩的导线。闭合开关S，不对压力感应板A施加力时，滑动变阻器R2的滑片P恰在其最上端，电流表、电压表的示数如图乙所示；当在压力感应板A上施加一个5N的压力F时，电流表的示数变为0.3A。通过计算回答：
（1）电阻器R1的电阻值是多少？
（2）此时电压表的示数是多少？
（3）此时滑动变阻器R2消耗的电功率是多少？
【解答】解：电阻器R1和滑动变阻器R2串联，开始时R2阻值为0Ω，
电源电压U＝3V；
（1）由欧姆定律I=UR，可得：电阻器R1的电阻值R1=UI=3V0.5A=6Ω；
（2）由欧姆定律I=UR，可得：此时电压表的示数U′₁＝I′R₁＝0.3A×6Ω＝1.8V；
（3）U₂′＝U﹣U₁′＝3V﹣1.8V＝1.2V；
此时滑动变阻器R2消耗的电功率P₂′＝U₂′I′＝1.2V×0.3A＝0.36W；
5．（2023•枣庄）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求：
（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少；
（2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少；
（3）此体重计所能测量的最大体重为多少。
【解答】解：（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，R＝45Ω，I＝0.12A，则电源电压为：
U＝I（R+R0）＝0.12A×（45Ω+5Ω）＝6V；
（2）由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值R'＝15Ω，此时电路中电流为：I'=UR'+R0=6V15Ω+5Ω=0.3A；
定值电阻R0消耗的功率为：P＝I'2R0＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W；
（3）已知电流表量程为0～0.6A，当电路中的电流最大为Imax＝0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为：R''=UImax−R0=6V0.6A−5Ω＝5Ω；
由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N。
6．（2023•盐城）图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路的电源电压U1＝12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中电流随时间变化的关系图像。当通过电磁铁线圈的电流为0.1A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）当衔铁恰好被吸下时，求电阻RF的阻值。
（2）求喷淋系统的电功率。
（3）求500s内注水系统消耗的电能。
【解答】解：（1）U1＝12V，I＝0.1A，电磁铁线圈的电阻忽略不计，RF=U1I=12V0.1A=120Ω，
（2）根据电路图知，喷淋系统始终工作，而注水系统会停止工作，根据并联不相互影响，喷淋系统的电流为1A；电功率P＝UI'＝220V×1A＝220W；
（3）根据并联电路的电流规律知，注水系统的电流I'＝2A﹣1A＝1A；
500s内注水系统工作400s，消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×400s＝8.8×104J；
7．（2023•聊城）如图所示，电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。小灯泡L标有“6V 1.2W”字样，R0为10Ω的定值电阻，滑动变阻器R铭牌上标有“■Ω 1A”字样（电阻值已模糊不清），电压表使用的量程为0～3V，电流表使用的量程为0～0.6A。闭合所有开关，小灯泡正常发光，此时滑动变阻器的滑片在最右端，滑动变阻器的电功率为0.72W。求：
（1）滑动变阻器R铭牌上标注的电阻值；
（2）当开关S1、S3闭合，S2、S4断开时，小灯泡的实际功率；
（3）当开关S2、S4闭合，S1、S3断开时，在不损坏各电路元件的情况下，电路中允许通过的最大电流。
【解答】解：（1）由图可知，闭合所有开关，灯泡L与滑动变阻器R并联，电流表测量通过滑动变阻器的电流；
根据并联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UR＝UL＝6V；
此时滑动变阻器的滑片在最右端，接入电路的阻值最大，
由P=U2R可知，滑动变阻器的最大阻值：R=UR2PR=(6V)20.72W=50Ω，即滑动变阻器R铭牌上标注的电阻值为50Ω；
（2）由图可知，当开关S1、S3闭合，S2、S4断开时，灯泡与R0串联；
由P=U2R可知，小灯泡的电阻：RL=UL2PL=(6V)21.2W=30Ω，
根据串联电路特点和欧姆定律可知，电路中的电流：I=UR0+RL=6V10Ω+30Ω=0.15A；
小灯泡的实际功率：PL′＝I2RL＝（0.15A）2×30Ω＝0.675W；
（3）由图可知，当开关S2、S4闭合，S1、S3断开时，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，电压表测量R0两端的电压；
根据电压表量程可知，R0两端的最大电压：U0大＝3V，
电路中的最大：I大=U0大R0=3V10Ω=0.3A，
根据题意可知，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，
所以在不损坏各电路元件的情况下，电路中允许通过的最大电流为0.3A。
8．（2023•北京）小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流，并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像，如图乙所示。
（1）画出实物电路所对应的电路图。
（2）求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻。
（3）求小灯泡正常发光时的电功率。
【解答】解：（1）根据实物图可知：电压表并联在灯泡的两端，电流表串联在电路中，滑动变阻器“一上一下”串联接入电路，电路图如下：
。
（2）由图像可知小灯泡两端电压U＝1.0V时，通过小灯泡的电流I＝0.2A；此时小灯泡的电阻R=UI=Ω；
（3）小灯泡正常发光时，两端电压UL＝2.5V，由图像可知此时通过小灯泡的电流IL＝0.28A；
小灯泡正常发光时的电功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.28A＝0.7W
9．（2023•锦江区模拟）如图所示，电源电压保持不变，R1、R2的阻值分别为20Ω、50Ω，滑动变阻器R3的最大电阻值为20Ω。只闭合开关S2，移动滑片至滑动变阻器的中点，此时电压表的示数为5V。求：
（1）电源电压；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总功率。
【解答】解：（1）只闭合开关S2，R2和R3串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压，移动滑片至滑动变阻器的中点处时，
由I=UR可得，电路中的电流I＝I2=U2R2=5V50Ω=0.1A，
根据欧姆定律和串联的总电阻规律可知，电源电压U＝IR总＝I（R2+12R3）＝0.1A×(50Ω+12×20Ω)=6V；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器被短路，电路为R1和R2并联的电路，
电路中的总电流I总＝I1+I 2=UR1+UR2=6V20Ω+6V50Ω=0.42A；
电路消耗的总功率P＝UI总＝6V×0.42A＝2.52W。
10．（2023•金溪县一模）如图所示电路，电源电压恒为6V保持不变。小灯泡L标有“5V，0.5A”字样（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器R1的铭牌“20Ω，1A”，电流表量程0∼0.6A，电压表量程0∼3V。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）只闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片P置于最右端时，电压表的示数为2V，求定值电阻R2的阻值；
（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，在保证各元件安全工作的情况下，求电路中的最大电流和滑动变阻器R1接入电路中的最小阻值。
【解答】解：（1）由题知，灯的额定电压为5V，额定电流为0.5A，
根据I=UR知，
小灯泡的电阻为：
RL=ULIL=5V0.5A=10Ω；
（2）只闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片P置于最右端时，滑动变阻器R1的最大电阻与定值电阻R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，
此时电路的电流为：I=U1R1最大=2V20Ω=0.1A，
根据串联电路电压的规律知，定值电阻R2两端的电压为：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
定值电阻R2的阻值为：R2=U2I=4V0.1A=40Ω；
（3）只闭合开关S和S2，滑动变阻器R1和灯泡L串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，
因为小灯泡的额定电流为0.5A，电流表量程为0～0.6A，根据串联电路电流的规律可知，电路中的最大电流为I大＝0.5A，
滑动变阻器R1的最小阻值：
R1小＝R总﹣RL=UI大−RL=6V0.5A−10Ω＝2Ω。
11．（2023•三明一模）某兴趣小组设计了一个监测湖水水位的报警装置，其原理如图1。电源电压恒定，电阻R0的阻值为30Ω；R是竖直放置的长条形电阻片。浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动、AP与R组成滑动变阻器。当电流表的示数达到设定数值时，表示水位达到警戒水位，装置发出报警信号。已知滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，电压表示数与电流表示数的U﹣I图像如图2所示。
（1）求滑动变阻器的最大阻值。
（2）求电源电压和电路的最小功率。
（3）滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，记录下几组水位和对应的电流表示数，数据如下表。当电流表的示数为0.25 A时，水位达到警戒值，求警戒水位。
【解答】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，
当滑片P置于最下端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，电流表示数为0.1A，则电压表示数为6V：此时滑动变阻器的最大值为R=UI=6V0.1A=60Ω；
（2）根据串联电路的总电压等于各部分电压之和，通过电路的电流为0.1A时，根据欧姆定律可得电源电压：U＝UP+I′R0＝6V+0.1A×30Ω＝9V；
电路的最小功率P＝UI＝9V×0.1A＝0.9W；
（3）当电路中的电流为0.3A时，
电路的总电阻R总=UI=9V0.3A=30Ω；
滑动变阻器的电阻滑动变阻器接入电路的电阻为R滑＝R总﹣R0＝30Ω﹣30Ω＝0；
根据滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，
则从0.1A到0.3A，电阻减小了60Ω，水位上升了30cm﹣10cm＝20cm，电阻每减小3Ω，水位升高1cm；
当电路中的电流为0.25A时，
电路的总电阻R'总=UI'=9V0.25A=36Ω；
滑动变阻器的电阻滑动变阻器接入电路的电阻为R'滑＝R'总﹣R0＝36Ω﹣30Ω＝6Ω；
根据电阻每减小3Ω，水位升高1cm得；
此时电阻比0.3A时的电阻大6Ω，说明水位30cm小2cm；因而此时的水位为28cm，即警戒水位是28cm。
12．（2023•裕华区校级模拟）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“12V 12W”，滑动变阻器标有“30Ω 2A”的字样。闭合开关S，滑片P从最右端向左滑动的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。求：
（1）小灯泡正常发光的电阻；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻；
（3）电路总功率的变化范围。
【解答】解：由图甲可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流；
（1）由P＝UI=U2R可知，小灯泡正常发光的电阻：RL=U额2P额=(12V)212W=12Ω；
（2）由P＝UI可知，灯泡正常发光时电路中的电流：I＝I额=P额U额=12W12V=1A，
由图乙可知，电路中电流最大时灯泡两端的电压灯泡两端的电压为12V，
因此电路中的最大电流：I1＝I＝1A，
由图乙可知，电路中的最小电流：I2=12I1=12×1A＝0.5A，
由欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，
由欧姆定律可知，此时滑动变阻器两端的电压：U滑大＝I2R滑大＝0.5A×30Ω＝15V，
由图乙可知，电路中电流最小时灯泡两端的电压灯泡两端的电压为3V，
由串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U滑大+UL小＝15V+3V＝18V，
灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣U额＝18V﹣12V＝6V，
由欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻：R滑=U滑I=6V1A=6Ω；
（3）电路总功率的最小值：P小＝UI2＝18V×0.5A＝9W，
电路总功率的最大值：P大＝UI大＝18V×1A＝18W，
则电路总功率的变化范围为9W～18W。
13．（2023•佛冈县一模）如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有“12V 3W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.55A。求：
（1）小灯泡的额定电流和电源电压；
（2）电阻R0的阻值；
（3）闭合S，断开S1和S2时，当滑片P移到最左端时，10min内电路消耗的电能。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电流IL=PLUL=3W12V=0.25A；
三个开关均闭合时，滑动变阻器短路，灯泡和定值电阻并联，电流表测干路中的电流，小灯泡恰好正常发光，灯泡两端的实际电压为UL＝12V，根据并联电路的电压规律可知电源电压U＝UL＝12V；
（2）根据并联电路电流的规律可知，三个开关均闭合时，通过定值电阻的电流I0＝I﹣IL＝0.55A﹣0.25A＝0.3A，
根据并联电路电压的规律可知，R0两端的电压为U0＝U＝12V，
R0的阻值R0=U0I0=12V0.3A=40Ω；
（3）闭合S，断开S1和S2时，定值电阻和滑动变阻器串联，当滑片P移到最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大。
此时电路中的电流I′=UR1+R0=12V(20+40)Ω=0.2 A，
10 min内电路消耗的电能W＝UI′t＝12V×0.2A×10×60s＝1440J。
14．（2023•丹东一模）如图所示，电源电压恒为9V，R0的阻值为45Ω，滑动变阻器R1的规格为“30Ω 1A”，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡上标有“3V 1.5W”字样。S闭合，S1、S2均断开，调节滑动变阻器的滑片P的位置，使小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡正常发光的电流。
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值。
（3）当S、S1和S2均闭合时，电路消耗的最小功率。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，小灯泡正常发光的电流：I额=P额U额=1.5W3V=0.5A；
（2）当S闭合，S1、S2均断开时，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路电流，
因串联电路各处电流相等，所以通过灯泡和滑动变阻器的电流相等，
所以，当灯泡正常发光时，变阻器中通过的电流为：I滑＝I额＝0.5A，
由串联电路电压规律可得，变阻器两端的电压：U滑＝U﹣U额＝9V﹣3V＝6V，
由欧姆定律可得，变阻器接入电阻：R滑=U滑I滑=6V0.5A=12Ω；
（3）当S、S1、S2均闭合时，滑动变阻器与R0并联，灯泡被短接，电流表测干路电流，
通过R0的电流：I0=UR0=9V45Ω=0.2A，
当滑动变阻器的阻值最大时，此支路上的电流最小，则I2最小=UR滑大=9V30Ω=0.3A，
则干路上的电流：I最小＝I0+I2最小＝0.2A+0.3A＝0.5A，
电路消耗的总功率最小值：P最小＝UI最小＝9V×0.5A＝4.5W；
15．（2023•凤庆县模拟）如图所示的电路，电源电压恒定，滑动变阻器R1的规格为“48Ω 2A”，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡L上标有“12V 6W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当只闭合开关S且R1连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光。在电路安全的情况下，求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S时，小灯泡的最小功率；
（3）只闭合开关S和S2时，滑动变阻器连入电路的最小阻值。
【解答】解：根据P＝UI知小灯泡的额定电流为：IL=P额U额=6W12V=0.5A，
根据欧姆定律可得小灯泡的电阻为：RL=U额IL=12V0.5A=24Ω；
（1）当只闭合开关S时，滑动变阻器与灯泡串联，此时R1连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知电源电压为：U＝IL（R1+RL）＝0.5A×（12Ω+24Ω）＝18V；
（2）当只闭合开关S时，滑动变阻器与灯泡串联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，通过电路的电流最小，小灯泡功率最小，
其最小功率是：PL小＝I小2×RL＝（URL+R1）2×RL＝（18V24Ω+48Ω）2×24Ω＝1.5W；
（3）只闭合开关S和S2，灯泡L被短路，电路只有滑动变阻器接入电路；
由滑动变阻器的规格“48Ω 2A”和电流表的量程0～3A可知通过滑动变阻器的最大电流为2A，
根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的电阻：R1′=UI1大=18V2A=9Ω，即滑动变阻器连入的最小值是9Ω。
16．（2023•杜尔伯特县二模）小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，当它接入家庭电路中正常工作时：
（1）低温挡加热时的电流多大？
（2）中温挡加热3min，消耗多少J的电能？
（3）高温挡加热的额定功率是多少W？
【解答】解：（1）由P＝UI可得，低温挡加热的电流：I=P低温U=22W220V=0.1A；
（2）由P=Wt可得，中温挡加热3min消耗的电能：W＝P中温t＝44W×3×60s＝7920J；
（3）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，马桶盖处于中温挡，
由P=U2R可得，R1的阻值：R1=U2P中温=(220V)244W=1100Ω，
当开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，马桶盖处于低温挡，
则电路中的总电阻：R=U2P低温=(220V)222W=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，
当开关S1闭合、S2接a时R1与R2并联，电热马桶盖处于高温挡，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻：R′=R1R2R1+R2=1100Ω×1100Ω1100Ω+1100Ω=550Ω，
高温挡加热的额定功率：P高温=U2R'=(220V)2550Ω=88W。
17．（2023•广饶县校级模拟）如图甲是小明家购买的某型号电热加湿器，乙是其内部的原理图，表格为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”和“高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热），R1在“低挡”状态与“高挡”状态正常工作时的功率之比是1：16，求：
（1）R1的电阻及R1在“低挡”工作时的功率；
（2）加湿器处于低挡加热状态下的额定功率是多少W？
（3）小明关闭家中其他电器，单独让加湿器接在丙图中的电能表上，加湿器在高挡加热状态下正常工作5min，电能表转盘转了25转，则电能表上模糊不清的这个参数应该是多少r/（kW•h）？
【解答】解：
（1）由图乙可知，开关S置于2、3时，R1与R2串联，此时总电阻最大，由P=U2R可知此时电路消耗的总功率最小，则电热加湿器处于低挡；开关S置于3、4时，R1与R2并联，此时总电阻最小，由P=U2R可知此时电路消耗的总功率最大，则电热加湿器处于高挡；
由表中数据可知高温挡的额定功率为400W，根据P=U2R可得R1的阻值：
R1=U2P高=(220V)2400W=121Ω，
因为R1在“低挡”状态与“高挡”状态正常工作时的功率之比是1：16，
则R1在“低挡”工作时的功率：
P1=116P高=116×400W=25W；
（2）由P＝I2R1可得低挡时电路中的电流：
I低=P1R1=25W121Ω=511A，
电源电压不变，则加湿器处于低挡加热状态下的额定功率：P低＝UI低＝220V×511A＝100W；
（3）加湿器在高挡加热状态下正常工作5min消耗的电能：
W=P高t=400×10−3kW×560ℎ=130kW⋅ℎ，
已知这段时间内电能表转盘转了25转，则电能表上模糊不清的这个参数为：
N=25r130kW⋅ℎ=750r/(kW⋅ℎ)。
18．（2023•莘县二模）某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图像。
（1）用所学的物理知识分析说明：当开关S接触点2时，电饭煲处于什么功能状态？此时电饭煲的电功率为多少？
（2）分析计算电路中R1、R2的电阻分别是多少？
（3）电饭煲在这一次工作中一共消耗多少焦的电能？合用了多少度电？
【解答】解：
（1）由电路图可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中；开关S接触点2时，两电阻串联；
由串联电路电阻规律可知，开关S接触点2时，电路总电阻较大，由P=U2R可知，电源电压一定时，电路总电阻越大，电路消耗的电功率越小，因此开关S接触点2时，电饭煲处于保温状态，由图乙可知，此处的电功率：P保温＝200W；
（2）开关S接触点1时，只有R1连入电路中，则电饭煲处于加热状态，电功率：P加热＝800W，
由P=U2R可知，R1的阻值：R1=U2P加热=(220V)2800W=60.5Ω，
开关S接触点2时，两电阻串联，电路的总电阻：R=U2P保温=(220V)2200W=242Ω，
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以R2的阻值：R2＝R﹣R1＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω；
（3）根据图乙可知，电饭煲加热时间：t1＝12min，
电饭煲的保温时间：t2＝21min﹣12min＝9min，
电饭煲加热消耗的电能：W1＝P加热t1＝800W×12×60s＝5.76×105J，
电饭煲保温消耗的电能：W2＝P保温t2＝200W×9×60s＝1.08×105J，
电饭煲在这一次工作中一共消耗的电能：W＝W1+W2＝5.76×105J+1.08×105J＝6.84×105J＝0.19kW•h＝0.19度。
电 流
电 压
电 阻
分配规律
串联电路
I＝I1＝I2
U＝U1＋U2
R＝R1＋R2
分压：eq \f(U1,U2)＝eq \f(R1,R2)
并联电路
I＝I1＋I2
U＝U1＝U2
eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)
分流：eq \f(I1,I2)＝eq \f(R2,R1)
水位h/cm
10
15
20
30
电流I/A
0.1
0.12
0.15
0.3
额定电压/V
220
高温挡额定功率/W
400
低温挡额定功率/W