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电学压轴

来源：宝玛科技网

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一．计算题（共25小题）

1．甲醛对人体的危害非常严重，因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。小明同学设计了移动甲醛检测设备，原理如图甲所示。电源由三节新干电池串联组成，R0是标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻。

（1）当R0的滑片滑到中点时，它两端的电压为1.5V，此时污染指数是多少？（2）当R0的滑片滑到中点，污染指数为50时，电路中的电流是多少？

（3）显示器由0～3V的电压表改装而成，移动滑片位置，使其最大显示污染指数为250，此时电路消耗的总功率是多少？

（4）不增加其它元件的前提下，提出两种增大量程的方法。

2．如图甲所示，电源电压U＝6V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻Rl＝10Ω，设灯丝电阻不随温度变化，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比（如图乙所示），R的正上方固定有一电磁铁

P，其线圈电阻不计。

（1）在R上水平放置铁制品，开关S由接a改为接b，其他条件不变，灯的亮度变；（2）当开关接a，电流表的示数为0.375A时，灯泡两端的电压为多少？此时R上水平放置的铁制品重为多少？

（3）在R上水平放置重为20N的铁制品，开关接b，电流表稳定后的示数为0.4A，则此时压敏电阻的阻值为多少？电磁铁P对铁制品的吸引力为多少？

3．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。电压力锅

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的加热功率为800W、保压功率为200W．S、S1都闭合时是状态；只闭合S时是另一个状态。家庭电路的电压是220V．（水的比热容4.2×103J/（kg•℃），水的密度1×103kg/m3）。

（1）求R1、R2的电阻。

（2）当锅内气压达到202KPa，锅内水的沸点为115℃时，电压力锅切换到保压状态。锅内2L初温为20℃的水加热到保压状态时，吸收的热量是多少？

（3）若加热的效率为95%，计算将上述水加热到115℃需要的时间是多少？

4．某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示，电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2＝30Ω，L是标有“220V 160W”的照明灯泡，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时R1与R2的电功率之比为1：3，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能。灯泡正常发光此状态下系统也需连续工作10h，q答下列问题：

沼气

＝1.8×107J/m3，请解

（1）晚上工作时电路的总功率是多大？

（2）若一天中工作的20h内电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供，其热效率为50%，则每天需要完全燃烧多少m3的沼气？

5．某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示。电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2＝30Ω，L是标有“220V160W”的照明灯泡。白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时R1与R2的电功率之比为1：3；晚上温度较低的时候，需同时开启加热和照明功能，此时灯泡正常发光，此状态下系统需连续工作12h、请解答下列问题（1）白天该系统应断开关（选填“S1”、“S2”或“S1和S2“），开启保温功能。

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（2）R1的阻值是多大？

（3）晚上同时开启加热和照明功能时，电路的总功率是多大？（4）该系统每天消耗的电能是多少kW•h？

6．小明寒假到农村的爷爷家探亲，他发现原来爷爷家冬天用煤球炉取暖，而现在改用电暖器取暖。设备如图甲所示，上下各一根中空的金属管，在管道中充满绝缘、导热性良好的导热油。如图乙是其工作原理图，有“低温”“中温”“高温”三档，其中发热电阻R1＞R2．已知该电暖器额定电压为220V，低温档电功率为550W，中温档电功率为1100W，导热油质量为6kg，导热油的比热容c油＝1.8×103J/（kg•℃）。（1）求R1的阻值。

（2）求电暖器在高温档正常工作时，5min内产生的热量。

（3）不考虑电暖器的热散失，（2）中产生的热量最多可使6kg导热油温度升高多少摄氏度。（保留一位小数）

（4）假如（2）中产生的热量由原来效率为30%的煤球炉提供，需要烧煤多少千克？请你谈一谈使用电暖器取暖比使用煤球炉好的理由。（q煤＝3×107J/kg）

7．如图甲所示是一款座圈加热马桶盖。它有高、低两个挡，其额定电压为220V，低温挡和高温档的功率分别是22W和44W，其内部电路如图乙所示，请你根据所学知识计算下列问题。

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（1）开关如何连接时是低温挡，正常电压下低温挡加热的电流多大？（2）R2的阻值是多少？

（3）如果在额定电压下，高温挡加热5分钟，则在此过程中电路共消耗多少电能？ 8．如图甲为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能，图甲中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路，当电磁铁线圈中的电流I＜10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点a、b接通，热敏电阻中允许通过的最大电流I0＝15mA，其电阻R随温度变化的规律如图乙，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中己知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω、U2＝220V

（1）衔铁被吸下时，电热水器处于（“保温”或“加热”）状态。

（2）已知该热水器的加热效率为80%，则在加热状态下10分钟能将多少千克的水从20℃加热到50℃．（结果保留一位小数）

（3）为使控电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？

9．养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内

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的水加热。下图是某款养生壶及其铭牌上的信息，求：（1）养生壶中1L的水从20℃升高到85℃需要吸收多少热量？

（2）正常工作时，养生壶加热效率为91%，将（1）中的水加热需要多长时间？（3）用电高峰期，养生壶将1L的水从20℃加热到85℃，实际用时363s，则实际电压是多少。（设养生壶的电阻和加热效率不变）。

型号额定电压频率额定功率容量

CH﹣M16 220V 50Hz 1210W 1.5L

10．蒸汽电熨斗不会出现将衣物烧焦，它是在调温型电熨斗的基础上增加蒸汽发生装置和蒸汽控制器而成，如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱装水最多0.4kg，加热功率有大小两个档位，设计师最初设计的内部电路有如图甲，其中电热丝R1＝56Ω，R2＝44Ω．求：（1）该挂烫机最大电流为多少；

（2）请分别计算这款挂烫机两个档位的额定功率；

（3）若将水箱中0.33kg的水从25℃加热到100℃，挂烫机至少需要加热多长时间？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）

（4）在用电高峰期，小玲关闭家中其他用电器，只让挂烫机通电使其处于工作状态，1min能使转速为3000r/kW•h的电能表转盘转了51转，则挂烫机的实际电功率为多少？

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11．某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如图所示，电源两端的电压U为220V，R1

和R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25℃时，S2断开，此时电流表的示数为lA，电阻丝R1的电功率为20W（忽略温度对电阻丝的影响），求：（1）电阻丝R2的阻值是多少？

（2）当气温低于25℃时，电路工作0.5h消耗电能是多少千瓦时？

12．图甲是电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住21楼，他乘电梯从1楼匀速上升到21楼用时60s，已知每层楼的高度为3m。小明重500N，轿厢重4500N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此过程，解答下列问题：

（1）拉力F的功率为多大？（g取10N/kg）（2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少？

（3）图乙是该电梯超载报警系统工作原理图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作在控制电路中，已知电源电压为8V，保护电阻R2＝100Ω，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力（F压）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02A时，电铃就会发出警报声。

①由图丙可知，电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，电阻，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声；

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②若乘客人均重为600N，该电梯最多可以乘载多少人？

③在安全的前提下，如果想增大该电梯的载重量，可以怎样改变控制电路？

13．如图甲是某品牌家用电热水器的简化电路，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器的主要参数如表。

额定电压加热功率

220V 2000W

容积保温功率

2L 400W

（1）如图乙所示电热水壶的水位计是利用的原理。利用它可以判断水壶水位的高低。

（2）R2的阻值为多大？

（3）水箱中装满初温为25℃的水，加热是温度升高到100℃，水需要吸收多少热量？（4）若电热水器的加热效率为90%，将上述水从25℃加热到100℃，热水器需要工作多

少秒？

14．如图所示为某电热饮水机电路原理图，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，当S断开时，处于保温状态，从其说明书上的收集到的信息如下表，为了测量它加热时的实际功率，小明断开家中其它所用电器，只将该饮水机接入家庭电路，闭合开关S，测得水箱装满时水从20℃升高到100℃所用时间为15分钟，同时观察到家中标有“3000r/（KW•h）“字样的电能表转盘转过600转（r）。

热水箱容量

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额定电压加热时的额定功率

根据以上信息，求：

（1）加热电阻R1的阻值（不考虑温度对阻值的影响）；

220V 880W

（2）水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]；（3）饮水机加热时实际功率。

15．如图甲所示为某兴趣小组为学校空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图乙所示。已知电磁铁线圈电阻R0＝10Ω，控制电路电压为6V．当电压表示数大于或等于0.15V时，继电器的衔铁被吸合，空调电路正常工作。

（1）该继电器实质是一个；

（2）通过计算说明该空调的启动温度是多少？

（3）为了节约能源，该小组欲将空调启动温度设定为30℃，需要在控制电路中串入个多大的电阻？控制电路1h产生的热量是多少？

（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。

16．某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参数如下表所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃．简化电路如图所

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示，R1、R2均为加热电阻〔温度对电阻的影响忽略不计）。若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）〕（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。

（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R1的阻值。

（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）

额定电压保温功率慢加热功率快加热功率

220V 605W 1210W

17．如图所示，R0是阻值为80Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω 3A”字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“8V 1.6W”字样。求：

（1）灯泡的额定电流；

（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小；

（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值。

18．如图所示的电路中，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V 3W”的字样，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“10Ω 0.8A”的字样，电流表A的量程为0～3A，电压表V的量程为0～3V，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：

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（1）灯泡L的电阻；

（2）闭合S、S1与S2时，灯泡L正常发光，电流表A的示数为1.5A，求电源电压U和R1的阻值；

（3）闭合S，断开S1与S2时，在确保电路安全的前提下，求滑动变阻器R2接入电路的阻值范围和电路总功率的变化范围。

19．一种便携式电吹风的电路图如图所示，它有冷风和热风两档位，小明在老师协助下，检测的部分数据如表所示。求：

检测的物理量正常工作电压U/V 电动机工作电流I/A 发热丝电阻值R/Ω

数值 220 0.8 110

（1）电吹风正常工作吹出热风时，流过发热丝的电流是多少？（2）电吹风的冷风功率是多少？

（3）电吹风的热风档正常工作1min，电吹风消耗的电能是多少焦耳？（4）电吹风在冷风档和热风档正常工作时，电功率之比是多少？

20．如图甲所示的电热水瓶是指一种加热、保温除氯等多功能电加热器其铭牌如表所示，简化的工作电路如图乙所示，其中R1、R2为定值电阻某次该热水瓶装满初温为20℃的水，接在家庭电路中，通电15min恰好将﹣﹣壶水烧开（外界大气压为1个标准大气压）。求：（1）当开关S、S1均闭合时，电热水瓶处于什么状态？此时电阻R1的阻值是多少？（2）保温时通过电热水瓶插头的电流为多少？（保留1位小数）

（3）傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，电热水瓶保温状态下的实际功率是多少？（保留整数）

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（4）电热水瓶通电15min恰好将一壶水烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]

产品参数型号

PF704C﹣50C

容量

额定电压

220V

加热功率保温功率内胆材质

2000W 400W 304食品接触用不锈钢

净重

2.5kg

21．电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），已知R1的阻值为121Ω，从说明书上收集到如下表的部分参数和如图所示的电路原理图。求：热水箱容积额定电压加热时功率

2L 220V 440W

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保温时功率（1）R1的功率；（2）R2的阻值；

（3）若将水箱内装满20℃的水，需要工作25min才能加热到86℃．求该电热饮水机的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

22．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，S、S1都闭合时为加热烧煮状态，S闭合、S1断开时为保温焖饭状态。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。

23．如甲图所示的电加热恒温箱，由控制电路和加热电路两部分构成，其中控制电路由U1

＝6V的电源、电磁继电器（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串接而成。加热电路由U2＝220V的电源和R0＝48.4Ω的电热丝串联而成。恒温箱内包含了图中虚线框内的电热丝R0和热敏电阻R1．乙图是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图象。当控制电路中的电流达到0.02A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.02A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，根据以上信息回答下列问题：

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（1）加热电路正常工作1min，电热丝R0产生的电热是多少？

（2）通过调节控制电路中滑动变阻器R2的电阻，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度。若恒温箱设定的温度为100℃时，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？（3）若将滑动变阻器的阻值调大，恒温箱设定的温度会升高还是降低？

24．人们对自我保健越来越关注。图甲为某品牌相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，热敏电阻Rx的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。

（1）求R2的阻值。

（2）在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

（3）为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大？（4）若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该如何操作。

25．我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度

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达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表：速度v/（m/s）阻力f/N

100 0.3×104

200 1.2×104

300 2.7×104

400 4.8×104

500 7.5×104

已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：

（1）飞机电力系统中有一个50Ω的电阻，通过它的电流是40m A，求它两端的电压多大？（2）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？

（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以300m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？

二．综合能力题（共7小题）

26．图甲为热敏电阻的R﹣t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω，当线圈中电流大于或等于28mA时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池的电压为6V，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。

（1）从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为 Ω。

（2）恒温箱的加热器应接在端（选填“A、B”或“C、D”），理由是。（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？（4）若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻器，分析当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将如何变化？

27．文杰同学对家中的豆浆机非常感兴趣，于是，她收集了如下信息：如图甲是豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，其额定功率P1＝200W；

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R是加热电阻，额定功率P2＝1100W．图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息，请你根

据

信

息

解

答

以

下

问

题

；

（1）豆浆机加热时，将能转化为能。

（2）求豆浆机正常工作，打浆时的工作电流；（结果保留2位小数）（3）求豆浆机加热电阻的阻值；

（4）一次妈妈做豆浆时，小滨对豆浆机的实际加热电功率产生了怀疑，他用所学知识和妈妈进行了如下实验：关掉家里的所有用电器，只让豆浆机单独工作，豆浆机在加热过程中，他观察到家中的电子式电能表“220V，10A（40A）），1800imp/（kW•h）”耗电指示灯9min闪烁了270imp（imp表示闪烁次数）。请你帮助小滨计算豆浆机的实际加热电功率，并分析产生这种情况的可能原因。

28．如图甲为一恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分控制电路：电源电压恒为12V，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图乙所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时，衔铁被吸下；工作电路：R2为电热器，上面标有“220V 1000W的字样，L1、L2为红、绿指示灯，其额定电压均为220V．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）

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（1）由图甲可知，电磁铁的上端为极，停止加热时灯发光。

（2）为了使水箱内温度保持在60℃（水温低于60℃时电热器工作，高于60℃时停止加热）滑动变阻器接入电路阻值应为多少？

（3）水箱内装有质量为6kg、温度为20℃的冷水，电热器正常工作20min后自动停止加热，求电热器的加热效率为多少？

29．物理实验室用的电加热恒温箱工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1＝9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2＝220V

的电源和电阻为

R2＝48.4Ω

的电热丝组

成。其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到0.05A时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示。解答以下问题：（1）电磁继电器实质上是一个控制工作电路的；（2）求电热丝工作时的电功率；

（3）若恒温箱的设定温度为80℃，求电阻箱R接入电路的阻值；

（4）若要使恒温箱的设定温度低于80℃，电阻箱R接入电路的阻值应调大还是调小？简述理由。

30．如图甲为某品牌“无人机”，由锂电池供电，采用4个电机带动旋翼转动。

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（1）起飞时，旋翼向下“吹风”，无人机就会上升，这是因为。

（2）如图乙所示，该“无人机”自启电路电压为12V，R是电阻箱，Rp是红外探测器，可视为可变电阻，它的阻值与红外线强度变化的对应关系如图丙所示（E为红外线强度，cd表示其单位）。若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小明设定红外线强度为3cd时启动摄像机工作，电阻箱的阻值至少应调到多少？

（3）为了能使控制电路在红外线强度较弱时就能启动摄像机进入工作状态，可采取的措施：一是（选填“调高”或“调低”）电阻箱R的电阻值：二是（选措施：“调高”或“调低”）电源的电压值。

31．空气净化器可以有效过滤空气中的污染物，其工作过程是：空气净化器内的正电钨丝放电，使空气中的灰尘带上正电，带电后的灰尘微粒流到负电格栅板时被吸附此后经过活性炭层时，化学有毒气体被吸附，排出的空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气（如图甲）洁净空气量（CADR）是反映空气净化器净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR：CADR＝

（V，房间容积；t，空气净化

器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）。某品牌的空气净化器的铭牌如下表：

型号

额定电压

频率

额定功率

洁净空气量（CADR）

GH﹣2034A型

220V

50Hz

44W

138m3/h

（1）负电格栅板吸附灰尘的原理是。空气净化器在使用过一段时间后取出其中的活性炭，可以闻到刺激性的气味，说明

。

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（2）若某房间的使用面积为18m2，高度是3m，请计算使用这款空气净化器1h后，能否使房间的污染物浓度下降90%？

（3）半导体材料可以制作二氧化碳传感器，如图乙为其控制电路，电源电压保持6V不，变，R1为可变电阻，其阻值随二氧化碳浓度变化如图丙，R0为定值电阻，当浓度为0.031%时，电压表示数为1V，求R0的阻值？当电压表示数大于3V时，对应的二氧化碳浓度应大于多少，空气净化器会自动报警？

32．新型电饭锅采用“聪明火”技术，只能化地控制实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17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，在电饭锅中的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图1乙所示。求：

（1）为了安全起见，该电饭锅使用的插座应该是图2中的（选填“甲”或“乙”）因为该插座可以将用电器的金属外壳与相连。（2）S和S1都闭合时电饭锅的功率；（3）电热丝R2的阻值；

（4）如果用该电饭锅在30min时间内消耗的电能来加热水，加热效率为80%，则可以使

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多少千克的水从25℃加热到沸腾（1标准大气压）？（c水＝4.2×103J/kg•℃，保留一位小数点）。

三．解答题（共12小题）

33．小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：

××牌电烤箱额定电压额定功率电源频率

220V

高温档 1100W 低温档 440W

50Hz

（1）若某种食物需要用该电烤箱高温档烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？（2）电路中R1的阻值是多少？

（3）该电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别是多少？

34．在某次综合实践活动中，小明利用蓄电池（电压为24V）、电压表（量程为0～15V）校准电阻R0，滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材，设计了一种测定油箱内油量的方案（图甲），选配合适的校准电阻值，能够使油箱装满汽油，滑动变阻器的触片在某一端时，油量表示数为最大值（即电压表示数达到最大值）油箱中的汽油用完，滑动变阻器的触片在另一端时，油量表示数为零（即电压表示数为零）

（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有什么作用？校准电阻的阻值为多少？（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？

（3）另一个小组的小红同学设计了如图乙所示的电路，请你从能耗的角度分析这种方案的

优

点

。

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35．2017年2月28日，杭州交通运管部门向三家网约车企业颁发了首批经营许可证。而其中一家企业重点推广使用的网约车为新能源汽车，即电动汽车；已知其电动汽车在车速为60km/h行驶时电动机工作电压为280V，消耗功率为30.4kW，若车及人总质量为1.68t，行驶时阻力是总重的0.1倍，解答下列问题。（1）工作时的电流为 A。

（2）忽略机械传动时的能量损失，求电动机的电阻。

36．小明设计一拉力计，如图1，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧电阻不计，P与R1间摩擦不计）定值电阻R0＝5Ω，ab是一根长5cm电阻为25Ω的均匀电阻丝，电源电压为3.0V，电流表量程为0～0.6A，当不拉环时，滑片刚好位于a端，已知弹簧伸长量与拉力关系如图2。

（1）改装后的拉力计的零刻度线在电流表表盘的什么位置？（2）通过计算说明电流表表盘上0.6A处应标多少？（3）分析拉力计表盘刻度是否均匀？

37．某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型。接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6V，（左转和右转）指示灯规格均为“6V3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，指示灯的电

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阻不变。

（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与接触点接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）。

（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为Ux，消耗的实际功率为额定功率的

．求：①右转指示灯闪烁交替工作30s消耗的电能。②定值电阻R0的阻值。

38．为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”，餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值，人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图所示，电源电压3V不变，提示器的电阻R0恒为50Ω，传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示，开关S闭合后，问：载盘台所载质量m/g 传感器R1/Ω

100

…

100

110

120

130

140

150

160

…

（1）根据表中数据，当载盘台所载质量是100g时，R1的阻值是多少？电路中的电流是多少？

（2）在第（1）问的基础上，通电5s，电流通过R1产生的热量是多少？

（3）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100g，此时盘内剩余食物的质量是多少？

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39．在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R1的阻值为6Ω．将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为1V和0.5A。（1）灯泡L正常发光时的电阻多大？

（2）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大？（3）为使灯泡安全工作，R2的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请具体说明。

40．如图是某型号电热水器的电路原理图。R1、R2为电热丝，将开关S依次置于ab、bc、cd位置时，电热水器分别处于断电、保温、加热状态。已知该电热水器的保温功率为1.1kW，R2＝8.8Ω．各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表：

导线规格

导线横截面积S/mm2 安全载流量I/A

（1）求电热丝R1的阻值；

（2）从用电安全角度考虑，安装该电热水器时，至少应选择上表中横截面积为多大的铜芯导线，请通过计算说明；

（3）在加热状态下，电热水器正常工作10min所产生的热量相当于完全燃烧多少m3煤气所放出的热量。（假设电热水器正常工作时把电能全部转化为热能）（煤气的热值约为4.0×107J/m3）

2.5 4 6 10 28 37 47 68

41．如图为某品牌电热水壶及其铭牌，请解答下列问题。

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（1）该电热水壶的电热丝的电阻是多大？

（2）晚上，用装满水的电热水壶烧水，如果此时正值用电高峰，实际电压只有额定电压的90%，则此时电热水壶的实际功率为多大？（设电热丝的阻值保持不变）

（3）在第2问中，如果壶中水的初温为19℃，将水加热到100℃需要吸收多少热量？如果电热水壶放出的热量全部被水吸收，则烧开这壶水需要多长时间？[水的比热容为c＝4.2×103J/（kg•℃）]

额定电压频率额定功率水壶容积加热方式

220V 50Hz 1000W 1.0L 底盘加热

水

42．阅读短文，回答问题。

智能洁具

智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等），具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能，已进入百姓家庭。

某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。

这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米

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银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能。表一为该洁具的部分参数，表二为水泵的性能测试参数（表中流量指单位时间内水泵抽送水的体积；扬程指水泵能将水提升的高度）。表一

额定电压烘干机额定功率表二

流量Q/（×104m3•s1）

﹣

220V 180W

清洗喷水量加热器额定功率

0.8L/min～1.2L/min

2100W

0.5 1.25

0.6 1.80

0.8

1.0 5.00

1.2 7.20

扬程H/m

（1）该智能洁具应选用线插头。当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，电磁铁下端是极。

（2）下列说法正确的是。 A．红外线感应装置利用超声波进行工作 B．暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化 C．纳米银是银分子，喷水杆材料具有良好的导电性

D．漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起

（3）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率为 %；清洗结束，暖风烘干机工作40s，消耗的电能会使标有“3000imp/（kW•h）”的电能表指示灯闪烁次。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），室温为18℃]

（4）分析表二数据可得，当该水泵的流量为0.8×104m3/s时，其扬程为 m；当

﹣

水泵的流量为1.0×104m3/s时，输出的水达到对应的扬程，此过程中水泵克服水重力做

﹣

功的功率P＝ W．（g取10N/kg）

（5）图乙为洁具的温控装置原理图。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制。

①适当（填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高； ②电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ω时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的水温相对较高，则控制电压U1是 V。

43．如图甲所示，电源电压U＝6V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻RL＝10Ω，R为

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某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比关系，（如图乙所示），R的正上方装有一电磁铁P，其线圈电阻不计。

（1）在R上水平放置质量为1kg的铁制品，开关接a，通过小灯泡的电流为多大？小灯泡两端的电压为多少伏？

（2）在R上水平放置质量为2kg的铁制品，开关接b，电压表稳定后的示数为4V，则此时压敏电阻的阻值为多少欧？电磁铁P对铁制品的吸引力为多少牛？

44．一个电热毯的简易电路图如图所示，R1是电热毯的电热丝，R2是定值电阻。当开关S闭合时，电热毯才处于高温加热状态，额定加热功率为110W；当开关S断开时，电热毯处于保温加热状态。求：（1）R1的阻值；

（2）该电热毯处于高温加热状态时，10min消耗的电能；

（3）已知R2的阻值为660Ω，当电热毯处于低温加热状态时，R1的实际功率为多少？

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电学压轴

参与试题解析

一．计算题（共25小题）

（1）当R0的滑片滑到中点时，它两端的电压为1.5V，此时污染指数是多少？（2）当R0的滑片滑到中点，污染指数为50时，电路中的电流是多少？

（3）显示器由0～3V的电压表改装而成，移动滑片位置，使其最大显示污染指数为250，此时电路消耗的总功率是多少？

（4）不增加其它元件的前提下，提出两种增大量程的方法。

【分析】（1）当R0的滑片滑到中点时，它两端的电压为1.5V，根据欧姆定律即可求出电路中的电流；然后根据串联电路的电压特点可知可变电阻两端的电压，根据欧姆定律求出可变电阻的阻值，由图乙得出污染指数；

（2）当R0的滑片滑到中点，污染指数为50时，由图乙知，可变电阻的阻值，根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出电路中的电流；

（3）使其最大显示污染指数为250，由图乙知，可变电阻的阻值，根据串联电路的电压特点可知可变电阻两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的电流，最后根据P＝UI求出电路消耗的总功率；

（4）由于可变电阻的阻值随甲醛污染指数的变大而减小，所以根据串联电路的特点即可判断得出。

【解答】解：电源电压为3×1.5V＝4.5V，

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（1）由图知两电阻串联，当R0的滑片滑到中点时，滑动变阻器的电阻为它两端的电压为1.5V，

因串联电路中电流处处相等，则电路的电流为：I＝I0＝

＝

＝0.15A，

＝10Ω，

可变电阻两端的电压：UR＝U﹣U0＝4.5V﹣1.5V＝3V，可变电阻R的阻值：R＝

＝

＝20Ω，

由图乙知当可变电阻的阻值为20Ω时，污染指数为150；

（2）由图乙知污染指数为50时，可变电阻R′＝50Ω，此时R0的滑片滑到中点，电路中的电流：I′＝

＝

＝0.075A；

（3）由图乙知，使其最大显示污染指数为250时，可变电阻R的阻值为10Ω，此时电压表的示数最大为3V，

因串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和，

所以可变电阻两端的电压：UR′＝U﹣U0＝4.5V﹣3V＝1.5V，则此时电路中的电流为I′＝

＝

＝0.15A，

此时电路消耗的总功率：P′＝UI′＝4.5V×0.15A＝0.675W；

（4）由于电压表的量程最大为3V，所以可以减小电源电压，即可利用两节干电池串联作为电源；从而提高污染指数的测量范围；

由于可变电阻的阻值随甲醛污染指数的变大而减小，所以当污染指数变大时可变电阻的阻值减小，根据串联电路的分压特点可知可变电阻两端的电压变小，所以可以将电压表与可变电阻并联；

答：（1）当R0的滑片滑到中点时，它两端的电压为1.5V，此时污染指数是150；（2）当R0的滑片滑到中点，污染指数为50时，电路中的电流是0.075A；

（3）移动滑片位置，使其最大显示污染指数为250，此时电路消耗的总功率是0.675W；（4）不增加其它元件的前提下，增大量程的方法是利用两节干电池串联作为电源；将电压表与可变电阻并联使用。

【点评】本题主要考查的是学生对欧姆定律、电功率公式、串联电路的分压特点的理解和掌握，读懂图象是解决此题的关键。

2．如图甲所示，电源电压U＝6V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻Rl＝10Ω，设灯丝

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电阻不随温度变化，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比（如图乙所示），R的正上方固定有一电磁铁

P，其线圈电阻不计。

（1）在R上水平放置铁制品，开关S由接a改为接b，其他条件不变，灯的亮度变暗；（2）当开关接a，电流表的示数为0.375A时，灯泡两端的电压为多少？此时R上水平放置的铁制品重为多少？

（3）在R上水平放置重为20N的铁制品，开关接b，电流表稳定后的示数为0.4A，则此时压敏电阻的阻值为多少？电磁铁P对铁制品的吸引力为多少？

【分析】（1）由甲电路图可知，开关接a时，L与R串联，开关接b时，L、R和电磁铁串联，由此分析铁制品对R压力的变化，从而判断R电阻的变化和灯泡亮度的变化；（2）由欧姆定律计算灯泡两端电压；由串联电路特点和欧姆定律计算此时R的阻值，从而得到铁制品重力；

（3）由串联电路特点和欧姆定律计算出R此时连接电路的阻值；根据R与F成反比计算R受到的压力，从而计算吸引力。【解答】解：

（1）由甲电路图可知，开关接a时，L与R串联，铁制品对R的压力大小等于其重力；开关接b时，L、R和电磁铁串联，电磁铁通电产生磁性，吸引铁制品，所以铁制品对R的压力减小，因为R的阻值与压力F成反比，所以R的阻值变大，电路的总电阻变大，电源电压一定，由I＝可知，电路中电流变小，由P＝I2R知灯泡实际功率变小，灯的亮度变暗；

（2）由I＝可得，当开关接a时，灯泡两端的电压： UL＝IRL＝0.375A×10Ω＝3.75V，

由串联电路的特点和欧姆定律可得，此时R的阻值： R＝R总﹣RL＝﹣RL＝

﹣10Ω＝6Ω，

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由图乙可知，当R＝6Ω时，R受到的压力为10N，所以R上方水平放置的铁制品重为：G＝F＝10N；

（3）当铁制品G′＝20N放在R上，开关接b时，电流表稳定后的示数为0.4A，此时灯两端的电压：UL′＝I′RL＝0.4A×10Ω＝4V，压敏电阻两端的电压：U′＝U﹣UL′＝6V﹣4V＝2V，则此时压敏电阻的阻值：R′＝

＝

＝5Ω，

因为R与压力F成反比，由图象乙知，FR＝60N•Ω，则当R′＝5Ω时，F′＝

＝12N，

由力的平衡条件可得，电磁铁P对铁制品的吸引力：F吸＝G′﹣F′＝20N﹣12N＝8N。答：（1）暗；

（2）当开关接a，灯泡两端的电压为3.75V，此时R上水平放置的铁制品重为10N；（3）在R上水平放置重为20N的铁制品，开关接b，此时压敏电阻的阻值为5Ω，电磁铁P对铁制品的吸引力为8N。

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中得出压敏电阻阻值和压力的关系是解决问题的关键。

3．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。电压力锅的加热功率为800W、保压功率为200W．S、S1都闭合时是加热状态；只闭合S时是另一个状态。家庭电路的电压是220V．（水的比热容4.2×103J/（kg•℃），水的密度1×103kg/m3）。

（1）求R1、R2的电阻。

（2）当锅内气压达到202KPa，锅内水的沸点为115℃时，电压力锅切换到保压状态。锅内2L初温为20℃的水加热到保压状态时，吸收的热量是多少？

（3）若加热的效率为95%，计算将上述水加热到115℃需要的时间是多少？

【分析】（1）由图乙可知，S、S1都闭合时R1、R2并联，只闭合S时电路为R1的简单

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电路，根据电阻的并联比较电路的总电阻关系，根据P＝UI＝然后得出电压力锅处于的状态，再根据P＝UI＝

判断电路的总功率关系，

求出R1、R2的电阻；

（2）知道锅内水的体积，根据m＝ρV求出水的质量，锅内水的沸点为115℃，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；（2）根据η＝

×100%求出电压力锅消耗的电能，利用P＝求出需要的加热时间。

【解答】解：（1）由图乙可知，S、S1都闭合时R1、R2并联，只闭合S时电路为R1的简单电路，

因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，只闭合S时，电路的总电阻最大，由P＝UI＝力锅处于保压状态，则R1的电阻： R1＝

＝

＝242Ω，

可知，电路的总功率最小，电压

当S、S1都闭合时，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，电压力锅处于加热状态，则R2的电功率：

P2＝P加热﹣P保压＝800W﹣200W＝600W， R2的电阻： R2＝

＝

≈80.7Ω；

（2）锅内水的体积： V＝2L＝2dm3＝2×103m3，

﹣

由ρ＝可得，水的质量：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×103m3＝2kg，

﹣

锅内水的沸点为115℃，则水吸收的热量：

Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（115℃﹣20℃）＝7.98×105J；（3）由η＝

×100%可得，电压力锅消耗的电能：

＝8.4×105J，

第30页（共101页）

W＝＝

由P＝可得，需要的加热时间： t′＝＝

＝1050s。

答：（1）R1的电阻为242Ω，R2的电阻为80.7Ω；

（2）锅内2L初温为20℃的水加热到保压状态时，吸收的热量是7.98×105J；（3）若加热的效率为95%，计算将上述水加热到115℃需要的时间是1050s。

【点评】本题考查了电功率公式和密度公式、吸热公式、效率公式以及电功公式的应用，分清电压力锅处于不同状态时电路的连接方式是关键。

沼气

＝1.8×107J/m3，请解

（1）晚上工作时电路的总功率是多大？

（2）若一天中工作的20h内电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供，其热效率为50%，则每天需要完全燃烧多少m3的沼气？

【分析】（1）由电路图分析电路的工作状态，白天保温状态时，R1、R2串联，晚上加热时L与R1并联。

由白天工作时两电阻功率计算出R1的阻值，再计算晚上时R1电功率，从而得到晚上工作时电路的总功率；（2）由P＝

计算白天保温的总功率，由Q＝W＝Pt计算一天内电热丝放出的热量，

由沼气效率和Q＝qV计算需要燃烧沼气的体积。【解答】解：

（1）由题知，白天有日光时，系统处于保温状态，灯泡不工作，此时两开关应断开，两电阻R1、R2串联，总电阻最大，总功率最小；

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由串联电路的特点可知，通过两电阻的电流相等，且R1与R2的电功率之比为1：3，由P＝I2R可得：

＝

＝，

由题知R2＝30Ω，所以R1＝10Ω；

晚上系统处于加热状态，且灯泡正常工作，由电路图可知，此时两开关应都闭合，灯泡L与R1并联；

由并联电路的特点可知，此时U＝U1＝220V，且灯泡正常工作，所以R1的功率：P1′＝

＝

＝4840W，

所以晚上工作电路的总功率：P总＝P额+P1'＝160W+4840W＝5000W；（2）由串联电路的特点和P＝

可得，白天系统在保温状态时电热丝的总功率：

P保温＝＝＝1210W，

由题可知白天和晚上系统的工作时间相同，则一天内电热丝放出的热量：

Q＝W＝P1′t+P保温t＝（P1′+P保温）t＝（4840W+1210W）×10×3600s＝2.178×108J，由沼气燃烧的热效率为50%可得：50%Q放＝Q，由Q放＝qV可得需要燃烧沼气的体积： V＝

＝

＝24.2m3。

答：（1）晚上工作时电路的总功率是5000W；（2）每天需要完全燃烧24.2m3的沼气。

【点评】本题考查了串联和并联电路特点、燃料热值、电功率和电热的计算公式的应用，根据题意和电路图分析出白天和晚上系统的工作情况是关键。

5．某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示。电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2＝30Ω，L是标有“220V160W”的照明灯泡。白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时R1与R2的电功率之比为1：3；晚上温度较低的时候，需同时开启加热和照明功能，此时灯泡正常发光，此状态下系统需连续工作12h、请解答下列问题（1）白天该系统应断开关 S1和S2 （选填“S1”、“S2”或“S1和S2“），开启保温功

第32页（共101页）

能。

（2）R1的阻值是多大？

（3）晚上同时开启加热和照明功能时，电路的总功率是多大？（4）该系统每天消耗的电能是多少kW•h？

【分析】（1）根据题意可知处于保温状态时两开关的状态；

（2）当开关都S1、S2都断开时，系统处于保温状态，此时R1与R2串联，根据电阻的串联和P＝I2R求出R1的阻值；

（3）晚上同时开启加热和照明功能时，S1、S2均闭合，L与R1并联，灯泡正常发光，根据P＝UI＝

求出R1的电功率，两者之和即为电路的总功率；

（4）当开关都S1、S2都断开时，系统处于保温状态，此时R1与R2串联，系统连续工作10h，根据电阻的串联和Q＝W＝

t求出白天消耗的电能；晚上温度较低的时候，

S1、S2均闭合，开启加热和照明功能，此时L与R1并联，根据Q＝W＝Pt求出晚上消耗的电能，两者之和即为每天消耗的电能。【解答】解：

（1）由题意可知，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能，此时灯泡不发光，总功率最小，由P＝

可知，电路的总电阻应最大，即R1与R2应串联，所以，由图可知

开关S1、S2都应断开；

（2）当开关都S1、S2都断开时，系统处于保温状态，此时R1与R2串联，由于串联电路中电流处处相等，

则根据P＝I2R可得R1与R2的电功率之比：

＝

＝；

所以，R1＝R2＝＝10Ω；

（3）晚上温度较低的时候，S1、S2均闭合，开启加热和照明功能，此时L与R1并联，

第33页（共101页）

灯泡正常发光，所以，电路的总功率： P＝PL+PR1＝PL+

＝160W+

＝5000W＝5kW；

（4）当开关都S1、S2都断开时，系统处于保温状态，此时R1与R2串联，系统连续工作10h，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，白天系统消耗的电能： W白＝

t＝

×10×3600s＝4.356×107J＝12.1kW•h；

晚上温度较低的时候，S1、S2均闭合，开启加热和照明功能，此时L与R1并联，晚上系统消耗的电能：

W晚＝Pt′＝5kW×12h＝60kW•h，该系统每天消耗的电能：

W总＝W白+W晚＝12.1kW•h+60kW•h＝72.1kW•h。答：（1）S1和S2；（2）R1的阻值是10Ω；

（3）晚上工作时电路的总功率为5000W；（4）该系统每天消耗的电能是72.1kW•h。

【点评】本题考查了串联和并联电路特点、电功率计算公式的应用，根据题意和电路图分析出白天和晚上系统的工作情况是关键。

（2）求电暖器在高温档正常工作时，5min内产生的热量。

（3）不考虑电暖器的热散失，（2）中产生的热量最多可使6kg导热油温度升高多少摄氏度。（保留一位小数）

第34页（共101页）

（4）假如（2）中产生的热量由原来效率为30%的煤球炉提供，需要烧煤多少千克？请你谈一谈使用电暖器取暖比使用煤球炉好的理由。（q煤＝3×107J/kg）

【分析】（1）分析两开关转换时电路连接，根据并联电阻规律和P＝＞R2，确定电路的不同工作状态；已知低温档的功率，根据P＝

及发热电阻R1

变形公式求出R1；

求出每个电阻的

（2）电暖器在高温档正常工作时，即两个电阻都工作时，根据P＝功率相加即为总功率，根据Q＝P高t求出5min内产生的热量；（3）根据Q＝cm△t变形公式求出使6kg导热油温度升高多少：（4）根据η＝

求出Q放；由Q＝mq求出需要烧煤的质量；

使用电暖器较比使用煤球炉的能量利用率高，清洁、无污染。【解答】解：

（1）由图知，S1、S2都闭合时，两电阻并联，根据并电阻小于其中任一电阻，此时总电阻最小，由P＝

可知此时功率最大，为高温档；

只闭合S1时，为R1的简单电路，只闭合S2时，为R2的简单电路，因发热电阻R1＞R2，则由P＝根据P＝

可知只闭合S1时为低温档，只闭合S2时为中温档；可得，R1的阻值：＝

＝88Ω；

R1＝

（2）电暖器在高温档正常工作时，两个电阻都工作，

则高温档的总功率：P高＝P1+P2＝P低+P中＝550W+1100W＝1650W；电暖器在高温档正常工作时，5min内产生的热量： Q＝P高t＝1650W×5×60s＝4.95×105J；

第35页（共101页）

（3）根据Q＝cm△t可得6kg导热油升高的温度： △t＝

＝

≈45.8°C；

（4）假如（2）中产生的热量由原来效率为30%的煤球炉提供，根据η＝Q放＝

＝

可得，煤球燃烧放出的热量：

＝1.65×106J；

根据Q放＝mq可得，需要烧煤的质量： m′＝

＝

＝0.055kg；

使用电暖器的能量利用率高，清洁、无污染，所以使用电暖器取暖比使用煤球炉好。答：（1）R1的阻值为88Ω；

（2）电暖器在高温档正常工作时，5min内产生的热量为4.95×105J；

（3）不考虑电暖器的热散失，（2）中产生的热量最多可使6kg导热油温度升高45.8°C；（4）假如（2）中产生的热量由原来效率为30%的煤球炉提供，需要烧煤0.055kg；使用电暖器的能量利用率高，清洁、无污染。

【点评】本题考查电阻的串联规律及电功率公式、Q＝cm△t、热值公式及效率公式的运用和使用电暖器的好处。关键是低温”“中温”“高温”三档电路的分析。

（1）开关如何连接时是低温挡，正常电压下低温挡加热的电流多大？（2）R2的阻值是多少？

（3）如果在额定电压下，高温挡加热5分钟，则在此过程中电路共消耗多少电能？

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【分析】（1）当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，马桶盖处于低温档；根据P＝UI求出低温档加热的电流；

（2）当开关S1、S2闭合，R2短路，电路为R1的简单电路，马桶盖处于高温档，由P＝

可求R1的阻值；当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，马桶盖处于低温档，可得电路中的总电阻，再根据串联电路的电阻特点可求R2；（3）根据W＝Pt求出中温档加热5min消耗的电能。【解答】解：

（1）由图可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路中总电阻最大，由P＝

可知，此时总功率最小，则马桶盖处于低温档，

由P＝UI可得，低温档加热的电流： I＝

＝

＝0.1A；

（2）当开关S1、S2闭合，R2短路，电路为R1的简单电路，马桶盖处于高温档，由P＝

可得，R1的阻值：＝

＝1100Ω，

R1＝

当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，马桶盖处于低温档，则电路中的总电阻： 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，

（3）由P＝可得，高温档加热5min消耗的电能： W＝P高t＝44W×5×60s＝1.32×104J；

答：（1）当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，马桶盖处于低温档，正常电压下低温挡加热的电流0.1A；（2）R2的阻值是1100Ω；

（3）如果在额定电压下，高温挡加热5分钟，则在此过程中电路共消耗1.32×104J电能。【点评】本题考查了电功率公式和电功公式以及电阻的串联，关键是电热马桶盖处于不

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同档位时电路连接方式的判断。

8．如图甲为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能，图甲中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路，当电磁铁线圈中的电流I＜10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点a、b接通，热敏电阻中允许通过的最大电流I0＝15mA，其电阻R随温度变化的规律如图乙，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中己知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω、U2＝220V

（1）衔铁被吸下时，电热水器处于加热（“保温”或“加热”）状态。

（2）已知该热水器的加热效率为80%，则在加热状态下10分钟能将多少千克的水从20℃加热到50℃．（结果保留一位小数）

（3）为使控电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？

【分析】（1）由甲电路图可知，衔铁没有被吸下时加热电路为R2、R3串联，衔铁被吸下时R1、R2并联，根据电阻的串并联判断总电阻关系，根据P＝UI＝

可知，电源的电

压一定时，电路的总电阻最小时，电路的总功率最大，电热水器处于加热状态，否则处于保温状态；

（2）根据并联电路的特点和P＝UI＝加热状态下10min消耗的电能，利用η＝（t﹣t0）求出加热水的质量；

（3）由热敏电阻的R﹣t图象找出热敏电阻的最小阻值，当R最小，控制电路中的电流

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求出加热状态时的总功率，根据W＝Pt求出在

×100%求出水吸收的热量，利用Q吸＝cm

不超过最大值15mA时，保护电阻R0阻值最小，根据欧姆定律求出电路的最小总电阻，利用电阻的串联求出保护电阻R0的最小值；由题意知，衔铁刚好被吸下时，电路电流为10mA，根据欧姆定律求出此时电路总电阻，利用电阻的串联求出此时热敏电阻的阻值，根据图乙读出此时的水温。【解答】解：

（1）由甲电路图可知，衔铁没有被吸下时加热电路为R2、R3串联，衔铁被吸下时R1、R2并联，

因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，衔铁被吸下时，电路的总电阻最小，由P＝UI＝态；

（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电热水器加热时的功率： P加热＝P1+P2＝

＝

＝2200W，

可知，电源的电压一定时，加热电路的总功率最大，电热水器处于加热状

由P＝可得，在加热状态下10min消耗的电能： W＝P加热t1＝2200W×10×60s＝1.32×106J，由η＝

×100%可得，水吸收的热量：

Q吸＝Wη＝1.32×106J×80%＝1.056×106J，由Q吸＝cm（t﹣t0）可得，加热水的质量： m＝

＝

≈8.4kg；

（3）由图乙可知，热敏电阻的最小值是R＝200Ω，

当R最小，控制电路中的电流不超过最大值15mA时，保护电阻R0阻值最小，由I＝可得，电路的最小总电阻： R总＝

＝

＝400Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，保护电阻R0的最小值：

第39页（共101页）

R0＝R总﹣R＝400Ω﹣200Ω＝200Ω，

由题意知，衔铁刚好被吸下时，电路电流I＝10mA＝0.01A，此时电路的总电阻： R总′＝

＝

＝600Ω，

则此时热敏电阻：

R′＝R总′﹣R0＝600Ω﹣200Ω＝400Ω，由图乙可知，此时水温为60℃。答：（1）加热；

（2）在加热状态下10分钟能将8.4kg的水从20℃加热到50℃；

（3）保护电阻R0的阻值至少为200Ω，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是60℃。【点评】本题考查了电功率公式、电功公式、效率公式、吸热公式以及串联电路的特点和欧姆定律的应用，正确得出保护电阻R0的阻值是关键。

9．养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。下图是某款养生壶及其铭牌上的信息，求：（1）养生壶中1L的水从20℃升高到85℃需要吸收多少热量？

型号额定电压频率额定功率容量

CH﹣M16 220V 50Hz 1210W 1.5L

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【分析】（1）已知水的体积、水的比热容和水温的变化，利用热量公式求出水吸收的热量；

（2）求出电热水壶产生的热量，根据效率公示求出养生壶消耗的电能，然后应用功率公式的变形公式求出电热水壶正常工作的时间；

（3）已知养生壶的额定功率和额定电压，由电功率公式的变形公式可以求出养生壶的电阻；根据W＝

t求出用电高峰时实际电压。

﹣

【解答】解：（1）由ρ＝得，水的质量m＝ρV＝1×103kg/m3×1×103m3＝1kg，水吸收的热量：

Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（85℃﹣20℃）＝2.73×105J；（2）由η＝

可得，养生壶消耗的电能：

＝3×105J，

W＝＝

由P＝可得，养生壶工作时间： t＝＝（3）由P＝R＝

＝

≈248s；

可得，养生壶正常工作时的电阻：

＝40Ω；

在用电高峰时，养生壶仍然将1L水从20℃加热到85℃，且加热效率不变，所以养生壶消耗的电能不变，仍然为3×105J，根据W＝

t可知，养生壶的实际电压：

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U实＝＝≈182V。

答：（1）养生壶中1L的水从20℃升高到85℃需要吸收2.73×105J的热量；（2）正常工作时，养生壶加热效率为91%，将（1）中的水加热需要248s；

（3）用电高峰期，养生壶将1L的水从20℃加热到85℃，实际用时363s，则实际电压是182V。

【点评】本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活息息相关，使学生觉得学了物理有用，在应用时要注意应结合题意选择合适的计算公式。

（2）请分别计算这款挂烫机两个档位的额定功率；

（3）若将水箱中0.33kg的水从25℃加热到100℃，挂烫机至少需要加热多长时间？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）

【分析】（1）当开关旋至2时，电路为R2的简单电路，此时的电路中的电阻较小，由欧姆定律求出最大电流；

（2）当开关旋至1时，R1、R2串联，此时电路中电阻最大，根据电阻的串联和P＝UI＝

可知其大小功率；

（3）根据Q＝cm△t可求得需要吸收多少热量；不考虑热损失，使用大功率挡工作时需要的加热时间最短，

第42页（共101页）

根据t＝求出挂烫机至少需要加热时间；

（4）根据1min能使转速为3000r/kW•h的电能表转盘转了51转求出消耗的电能，根据P＝

求出挂烫机的实际电功率。

【解答】解：

（1）当开关旋至2时，电路为R2的简单电路，此时电路中电阻最小，电路中电流最大，此时电路中的电流： I大＝

＝

＝5A；

可

（2）当开关旋至1时，R1、R2串联，根据电阻的串联，此时电阻最大，由P＝UI＝知为小功率挡； P小＝

＝

＝484W；

大功率挡的额定功率：

P大＝UI大＝220V×5A＝1100W；

（2）将水箱中0.4kg的水从25℃加热到100℃，需要吸收热量：

Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.4kg×（100℃﹣25℃）＝1.26×105J；不考虑热损失，且使用大功率挡工作时需要的加热时间最短，挂烫机至少需要加热时间： t＝

＝

≈114.5s；

（4）1min能使转速为300r/kW•h的电能表转盘转了51转，消耗的电能为： W′＝

×51kW•h＝

kW•h，

挂烫机的实际电功率为：

P＝＝＝1.02kW＝1020W。

答：（1）该挂烫机最大电流为5A；

（2）这款挂烫机小、大两个档位的额定功率为484W和1100W；

第43页（共101页）

（3）若将水箱中0.33kg的水从25℃加热到100℃，挂烫机至少需要加热114.5s；（4）只让挂烫机通电使其处于工作状态，1min能使转速为3000r/kW•h的电能表转盘转了51转，则挂烫机的实际电功率为1020W。

【点评】本题为电热综合题，考查串联电路的规律、欧姆定律、电功率公式和Q＝cm△t的运用，综合性较强。

11．某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如图所示，电源两端的电压U为220V，R1

（2）当气温低于25℃时，电路工作0.5h消耗电能是多少千瓦时？

【分析】（1）当气温等于或高于25℃时，S2断开，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据P＝I2R求出电阻丝R1的阻值，根据欧姆定律求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出电阻丝R2的阻值；

（2）当气温低于25℃时，S1、S2都闭合，电路为R1的简单电路，根据P＝UI＝电路的总功率，利用W＝Pt求出电路工作0.5h消耗电能。

【解答】解：（1）当气温等于或高于25℃时，S2断开，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，

此时R1的电功率为20W，由P＝I2R可得，电阻丝R1的阻值： R1＝

＝

＝20Ω，

求出

由I＝可得，电路的总电阻： R＝＝

＝220Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

第44页（共101页）

所以，电阻丝R2的阻值： R2＝R﹣R1＝220Ω﹣20Ω＝200Ω；

（2）当气温低于25℃时，S1、S2都闭合，电路为R1的简单电路，此时电路的总功率： P＝

＝

＝2420W＝2.42kW，

由P＝可得，电路工作0.5h消耗电能： W＝Pt＝2.42kW×0.5h＝1.21kW•h。答：（1）电阻丝R2的阻值为200Ω；

（2）当气温低于25℃时，电路工作0.5h消耗电能是1.21千瓦时。

【点评】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，分清不同温度时电路的连接方式是关键。

（1）拉力F的功率为多大？（g取10N/kg）（2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少？

①由图丙可知，电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，电阻越小，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声； ②若乘客人均重为600N，该电梯最多可以乘载多少人？

③在安全的前提下，如果想增大该电梯的载重量，可以怎样改变控制电路？

第45页（共101页）

【分析】（1）乘电梯从1楼匀速升到21楼时上升的高度为20层楼的高度，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，根据W＝Gh求出拉力F做的总功，根据P＝求出拉力F的功率；

（2）克服小明重力做的功为有用功，根据W＝Gh求出其大小，利用η＝出动滑轮A提升小明的机械效率；

×100%求

（3）①电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知其阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；

②当电流达到0.02A时，根据欧姆定律求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出此时压力传感器的电阻值，由图丙可知此时的最大压力，然后得出电梯承载的人数。【解答】解：（1）他乘电梯从1楼匀速升到21楼时，上升的高度：h＝（21﹣1）×3m＝60m，

因动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，所以，拉力F做的总功：W总＝（G+G轿厢）h＝（500N+4500N）×60m＝3×105J，拉力F的功率：P＝

＝

＝5000W；

（2）动滑轮A提升小明时做的有用功：W有＝Gh＝500N×60m＝3×104J，动滑轮A提升小明的机械效率：η＝

×100%＝

×100%＝10%；

（3）①电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知，电阻越小，电路中的总电阻越小，

由I＝可知，电路中电流越大，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声；

第46页（共101页）

②当电流达到0.02A时，电路的总电阻：R＝因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

＝400Ω，

所以，此时压力传感器的电阻值：R1＝R﹣R2＝400Ω﹣100Ω＝300Ω，由图丙可知，此时的最大压力为8000N，电梯承载的人数＝

≈13.3，即13人。

③在安全的前提下，如果想增大该电梯的载重量，可以增大电阻R1的阻值。答：（1）拉力F的功率为5000W；

（2）动滑轮A提升小明的机械效率为10%；

（3）①越小；②该电梯最多可以乘载13人；③在安全的前提下，如果想增大该电梯的载重量，可以增大电阻R1的阻值。

【点评】本题考查了做功公式和功率公式、机械效率公式、欧姆定律以及串联电路特点的应用，明确有用功和总功以及从图象中获取有用的信息是关键。

13．如图甲是某品牌家用电热水器的简化电路，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器的主要参数如表。

额定电压加热功率

220V 2000W

容积保温功率

2L 400W

（1）如图乙所示电热水壶的水位计是利用连通器的原理。利用它可以判断水壶水位的高低。

（2）R2的阻值为多大？

少秒？

【分析】（1）连通器：上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体，在液体不流动的情况下，连通器各容器中液面的高度总是相平的。

第47页（共101页）

（2）开关S与a触点连接时，电路为R1的简单电路，此时电路的电阻较小，电路的总功率最大，处于加热状态；根据P＝UI＝

求出R1的阻值；

当开关S接b时，R1，R2串联在电路中，是保温状态，然后可求得R2的阻值；（3）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；（4）根据η＝

可得，需要消耗的电能，然后利用P＝可得，加热时间。

【解答】解：（1）电热水壶的水位计，是上端开口，下部连同，是利用连通器的原理工作的；

（2）当开关S接a时，电路为R1的简单电路，此时电路的电阻较小，电路的总功率最大，是加热状态，由P加热＝

得，R1的阻值：R1＝

＝

＝24.2Ω，

当开关S接b时，R1，R2串联在电路中，是保温状态，由P保温＝

得：R1+R2＝

＝

＝121Ω，

所以：R2＝121Ω﹣24.2Ω＝96.8Ω；

（3）水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×103m3＝2kg

﹣

水吸收的热量：

Q吸＝cm（t1﹣t2）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×105J；（4）由η＝

可得，需要消耗的电能：

＝7×105J；

W＝＝

由P＝可得，加热时间： t＝＝

＝350s。

故答案为：（1）连通器；（2）R2的阻值为96.8Ω；（3）水需要吸收6.3×105J热量；（4）热水器需要工作350s。

【点评】本题考查了电功率公式、吸热公式、电热公式以及效率公式的应用，正确的判

第48页（共101页）

断电热水器处于不同状态时电路的连接方式是关键。

热水箱容量额定电压加热时的额定功率

根据以上信息，求：

（1）加热电阻R1的阻值（不考虑温度对阻值的影响）；

（2）水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]；（3）饮水机加热时实际功率。

2L 220V 880W

【分析】（1）当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，饮水机处于加热状态，根据P＝UI＝

求出加热电阻R1的阻值：

吸

（2）水箱装满时水的体积和其容积相等，根据ρ＝求出水的质量，利用Q﹣t0）求出水吸收的热量；

＝cm（t

（3）“3000r/kW•h”表示每转3000转，用电器消耗1kW•h的电能，据此求出饮水机消耗的电能，利用P＝求出饮水机加热时的实际功率。【解答】解：

（1）当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，饮水机处于加热状态，由P＝UI＝

可得，加热电阻R1的阻值：＝

＝55Ω；

R1＝

（2）水箱装满时水的体积：

第49页（共101页）

V＝2L＝2dm3＝2×103m3，

﹣

由ρ＝可得，水的质量：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×103m3＝2kg，

﹣

水吸收的热量：

Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；（3）因“3000r/（kW•h）”表示每转3000转，用电器消耗1kW•h的电能，所以，饮水机消耗的电能： W＝

kW•h＝0.2kW•h＝7.2×105J，

饮水机加热时的实际功率： P＝

＝

＝800W。

答：（1）加热电阻R1的阻值为55Ω；

（2）水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量为6.72×105J；（3）饮水机加热时实际功率为800W。

【点评】本题考查了电功率公式和密度公式、吸热公式的灵活应用，明白电能表参数的含义是关键。

（1）该继电器实质是一个开关；

第50页（共101页）

（2）通过计算说明该空调的启动温度是多少？

（3）为了节约能源，该小组欲将空调启动温度设定为30℃，需要在控制电路中串入个多大的电阻？控制电路1h产生的热量是多少？

（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。

【分析】（1）根据继电器可以控制空调是否工作判断其实质；

（2）由题意可知，电压表示数U0＝0.15V时空调开始启动，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出热敏电阻两端的电压，根据欧姆定律求出热敏电阻的阻值，根据图乙读出对应的温度即为此时的启动温度；（3）根据图乙读出空调启动温度设定为30℃时热敏电阻的阻值，根据空调启动时电压表的示数1.5V不变可知电路启动时的总电阻不变，根据电阻的串联求出电路中串联电阻的阻值，利用Q＝W＝UIt求出控制电路1h产生的热量；

（4）本装置通过调节电阻来改变设定温度，我们也可以考虑通过改变电源电压，实现对其调节的作用。

【解答】解：（1）由题意可知，继电器可以控制空调是否工作可知，其实质是一个开关；

（2）当电压表示数U0＝0.15V时，空调开始启动，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流： I＝

＝

＝0.015A，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，热敏电阻R两端的电压： UR＝U﹣U0＝6V﹣0.15V＝5.85V，热敏电阻的阻值： R＝

＝

＝390Ω，

由图乙可知，对应的温度为25℃，即此时的启动温度是25℃；

（3）由图乙可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，因空调启动时电压表的示数1.5V不变，

第51页（共101页）

所以，电路启动时的总电阻R总＝＝因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中串联的电阻：

＝400Ω不变，

R串＝R总﹣R′﹣R0＝400Ω﹣360Ω﹣10Ω＝30Ω；控制电路1h产生的热量：

Q＝W＝UIt＝6V×0.015A×3600s＝324J；（4）因空调启动时电压表的示数不变，

所以，可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。

答：（1）开关；

（2）该空调的启动温度是25℃；

（3）欲将空调启动温度设定为30℃，需要在控制电路中串入一个30Ω的电阻，控制电路1h产生的热量是324J

（4）可以将左边电源改为可调压电源。

【点评】本题考查了电磁继电器的作用和串联电路的特点、欧姆定律、电热公式的应用，从图中获取有用的信息和明白该装置的工作特点是关键。

16．某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参数如下表所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃．简化电路如图所示，R1、R2均为加热电阻〔温度对电阻的影响忽略不计）。若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）〕（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。

（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R1的阻值。

（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）

额定电压保温功率慢加热功率快加热功率

220V 605W 1210W

第52页（共101页）

【分析】由电路图可知，开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联；开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路；开关S1断开、S2接a时，电路断路；开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，根据P＝UI＝此判断电热水器的档位。

（1）根据Q＝cm△t计算把水加热到最高温度，水需要吸收的热量；

（2）开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，电热水器处于慢加热档，根据P＝

求出电阻R1的阻值；

求

可知，电路中的电阻越小，电路的总功率越大，据

（3）根据并联电路的电阻特点，可求得R1与R2并联时的总电阻，然后利用P＝

出快加热功率，根据加热电阻产生的热量有84%被水吸收，可求得消耗的电能：用慢加热消耗的电能与用快加热消耗的电能相同，然后利用P＝公式变形分别求得快加热和用慢加热所用时间，然后可得出结论。【解答】解：

（1）水需要吸收的热量：

Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（75℃﹣25℃）＝8.4×106J；

（2）开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，电热水器处于慢加热档，由P＝

可得，电阻R1的阻值：

＝

＝40Ω；

R1＝

（3）开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，电路中电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温档，此时电路的总电阻： R串＝

＝

＝80Ω，

第53页（共101页）

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串﹣R1＝80Ω﹣40Ω＝40Ω；

开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联，电路中电阻最小，总功率最大，电热水器处于快加热档；由电阻的并联可得：即

＝

＝，

，

解得R并＝20Ω，则快加热功率：P快加热＝

＝

＝2420W，

加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，则由η＝可得，消耗的电能： W＝

＝

＝1×107J，

分别用慢加热档和快加热档加热时，水吸收的热量不变、且热效率也不变，所以用两档加热时消耗的电能相同，都为W＝1×107J，由P＝可得，用快加热所用的时间：

t快＝＝≈4132s；

由P＝可得，用慢加热所用的时间：

t慢＝＝≈82s；

则用快加热比用慢加热节约的时间：△t＝t慢﹣t快＝82s﹣4132s＝4132s。答：（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量为8.4×106J。（2）R1的阻值为40Ω；

（3）用快加热比用慢加热节约4132s。

【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电热公式的应用，关键是判断出电热水器处于不同档位时电路的连接方式是关键。

17．如图所示，R0是阻值为80Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω 3A”字样，

第54页（共101页）

电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“8V 1.6W”字样。求：

（1）灯泡的额定电流；

（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小；

（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值。

【分析】（1）根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，可利用公式I＝计算出灯泡L额定电流。

（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，而此时灯泡正常工作，从而可以判断出灯泡两端的电压和电路中的电流，利用U＝IR求出R0两端的电压，进而关口、根据串联电路的电压特点求出电源电压。

（3）开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路，电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流。知道滑动变阻器的最大电阻，可利用公式P＝

计算出R2上消耗电功率的最小值。知道定值电阻R1两端的电压和R1

的阻值，可利用公式I＝计算出此时通过R0的电流，又知道电流表A2量程为0～3A，从而可以判断出干路中的最大电流，再利用并联电路电流的特点计算出通过R的最大电流，再利用公式P＝UI计算出求R上消耗电功率的最大值。【解答】解：（1）由P＝UI得灯泡L额定电流为： I额＝

＝

＝0.2A。

（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，灯泡正常发光，则此时灯泡两端的电压为UL＝I额＝8V，此时电路中的电流为I＝I额＝0.2A，由I＝可知：

电阻R0两端的电压为：U0＝IR0＝0.2A×80Ω＝16V，

第55页（共101页）

所以，电源电压U＝U0+UL＝16V+8V＝24V。

（3）开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路；电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流。

由于滑动变阻器的最大电阻为R大＝100Ω，则R消耗电功率的最小值为： Pmin＝

＝

＝5.76W。

＝

＝0.3A，

此时通过R0的电流为：I0＝

电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，

所以，通过R的最大电流为：Imax＝I﹣I0＝3A﹣0.3＝2.7A， R消耗电功率的最大值为：Pmax＝UImax＝24V×2.7A＝.8W。答：（1）灯泡的额定电流为0.2A；

（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，电源电压为24V；

（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，R消耗电功率的最小值为5.76W、最大值为.8W。

【点评】本题综合性较强，考查的内容较多。会辨别串、并联，会用欧姆定律计算，会用电功率公式计算，知道串、并联电路的电压规律，电流规律。关键是公式及其变形的灵活运用，难点是开关断开闭合过程中对电路连接情况的影响。

18．如图所示的电路中，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V 3W”的字样，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“10Ω 0.8A”的字样，电流表A的量程为0～3A，电压表V的量程为0～3V，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯泡L的电阻；

（2）闭合S、S1与S2时，灯泡L正常发光，电流表A的示数为1.5A，求电源电压U和R1的阻值；

（3）闭合S，断开S1与S2时，在确保电路安全的前提下，求滑动变阻器R2接入电路的阻值范围和电路总功率的变化范围。

第56页（共101页）

【分析】（1）根据灯泡铭牌，由P＝UI＝

解题；

（2）闭合S、S1与S2时，分析可知L与R1并联，电流表测干路电流，R2未接入电路，根据并联电路的特点及欧姆定律解题；

（3）闭合S，断开S1与S2时，R1与R2串联，电压表测R2电压，根据串联电路的特点和欧姆定律，结合电压表和电流表的量程解题。

【解答】解：（1）由题可知，灯泡L上标有“6V 3W”的字样，灯泡电阻RL＝

＝

＝12Ω；

（2）闭合S、S1与S2时，由图可知L与R1并联，电流表测干路电流I＝1.5A，R2未接入电路，

灯泡L正常发光，则灯泡两端实际电压等于额定电压，电源电压：U＝UL额＝6V，

灯泡L正常发光，此时通过灯泡的电流：IL＝R1的阻值：R1＝

＝

＝0.5A，

＝6Ω；

（3）由图可知，闭合S，断开S1与S2时，R1与R2串联，电压表测R2电压，根据题意，滑动变阻器R2上标有“10Ω 0.8A”的字样，电流表A的量程为0～3A，可得电路中的最大电流I大＝0.8A，

此时电压表的示数U小＝U﹣I大R1＝6V﹣0.8A×6Ω＝1.2V＜3V，故不会损坏电压表，变阻器R2的值：R2小＝

＝

＝1.5Ω，

电路总功率：P大＝UI大＝6V×0.8A＝4.8W；

当滑片向右滑动时，其接入电路的电阻变大，电流变小，根据分压原理，变阻器两端电压即电压表示变大，由于电压表使用的量程为0～3V，

第57页（共101页）

可得U大＝3V，电路中的电流：I小＝

＝

＝0.5A，

变阻器R2的值：R2大＝＝＝6Ω，

电路总功率：P小＝UI小＝6V×0.5A＝3W，

故R2的阻值范围为1.5Ω～6Ω，电路总功率变化范围为3W～4.8W。答：（1）灯泡L的电阻为12Ω；

（2）闭合S、S1与S2时，灯泡L正常发光，电流表A的示数为1.5A，电源电压U为6V，R1的阻值为6Ω；

（3）闭合S，断开S1与S2时，在确保电路安全的前提下，滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为1.5Ω～6Ω，电路总功率的变化范围为3W～4.8W。

【点评】本题考串联、并联电路规律的运用，要掌握欧姆定律及电功率的公式及其变形，正确分析电路的关键。

19．一种便携式电吹风的电路图如图所示，它有冷风和热风两档位，小明在老师协助下，检测的部分数据如表所示。求：

检测的物理量正常工作电压U/V 电动机工作电流I/A 发热丝电阻值R/Ω

数值 220 0.8 110

（1）电吹风正常工作吹出热风时，流过发热丝的电流是多少？（2）电吹风的冷风功率是多少？

（3）电吹风的热风档正常工作1min，电吹风消耗的电能是多少焦耳？（4）电吹风在冷风档和热风档正常工作时，电功率之比是多少？

【分析】（1）吹热风时，已知电源电压、发热丝的电阻值，根据欧姆定律可求出流过发热丝的电流；

第58页（共101页）

（2）电吹风在冷风档时，只有电动机工作，知道电动机的工作电流，由P＝UI求出电吹风的冷风功率；

（3）当电吹风在热风档时，发热丝和电动机并联，由并联电路的电流特点求出电路中的总电流，根据W＝UI总t求出电吹风的热风档正常工作1min时消耗的电能；

（4）已经求出了电吹风的冷风功率，再根据P热＝UI总求出热风档的功率，最后求出电功率之比。【解答】解：

（1）由图知，当电吹风在热风档时，发热丝和电动机并联同时工作，则发热丝两端的电压U＝220V，由欧姆定律可得，流过发热丝的电流： IR＝＝

＝2A；

（2）当电吹风在冷风档时，只有电动机工作，则电吹风的冷风功率：

P冷＝UIM＝220V×0.8A＝176W；

（3）当电吹风在热风档时，发热丝和电动机并联，则电路中的总电流：I总＝IR+IM＝2A+0.8A＝2.8A，电吹风的热风档正常工作1min，电吹风消耗的电能： W＝UI总t＝220V×2.8A×60s＝3.696×104J；（4）电吹风在热风档工作时的功率（总功率）： P热＝UI总＝220V×2.8A＝616W；

则电吹风在冷风档和热风档正常工作时，电功率之比：

＝

＝。

答：（1）电吹风正常工作吹出热风时，流过发热丝的电流是2A；（2）电吹风的冷风功率是176W；

（3）电吹风的热风档正常工作1min，电吹风消耗的电能是3.696×104J；（4）电吹风在冷风档和热风档正常工作时，电功率之比是2：7。

【点评】本题主要考查了欧姆定律、电功、电功率公式的综合应用，解题的关键是明确电吹风在冷风档和热风档时的电路结构、从表格中找到有用数据。

第59页（共101页）

（3）傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，电热水瓶保温状态下的实际功率是多少？（保留整数）

（4）电热水瓶通电15min恰好将一壶水烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]

产品参数型号

PF704C﹣50C

容量

额定电压

220V

加热功率保温功率内胆材质

2000W 400W 304食品接触用不锈钢

净重

2.5kg

第60页（共101页）

【分析】（1）由电路图可知，当开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，根据P＝UI＝利用P＝UI＝

可知电路的总功率最大，据此得出电热水瓶的状态，进一步

求出电阻R1的阻值；

（2）根据P＝UI求出保温时通过电热水瓶插头的电流；

（3）当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联，电热水瓶处于保温状态，根据P＝UI＝求出电路的总电阻，当实际电压只有200V时，再根据P＝UI＝态下的实际功率；

（4）由表格数据可知一壶水的体积，利用ρ＝求出水的质量，1个标准大气圧水的沸点是100℃，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据P＝求出15min内电热水瓶消耗的电能，利用η＝

×100%求出电热水瓶效率。

求出电热水瓶保温状

【解答】解：（1）由电路图可知，当开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，由P＝UI＝

可知，电路的总功率最大，电热水瓶处于加热状态；

则电阻R1的阻值： R1＝

＝

＝24.2Ω；

（2）由P＝UI可得，保温时通过电热水瓶插头的电流： I＝

＝

≈1.8A；

（3）当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联，电热水瓶处于保温状态，则电路中的总电阻：

第61页（共101页）

R总＝＝＝121Ω，

当实际电压只有200V时，电热水瓶保温状态下的实际功率： P保温′＝

＝

≈331W；

（4）一壶水的体积： V＝5L＝5dm3＝5×103m3，

﹣

由ρ＝可得，水的质量：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×103m3＝5kg，

﹣

1个标准大气圧水的沸点是100℃，则水吸收的热量：

Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J，由P＝可得，15min内电热水瓶消耗的电能： W＝P加热t′＝2000W×15×60s＝1.8×106J，加热时电热水瓶的热效率： η＝

×100%＝

×100%≈93.3%。

答：（1）当开关S、S1均闭合时，电热水瓶处于加热状态，此时电阻R1的阻值是24.2Ω；（2）保温时通过电热水瓶插头的电流为1.8A；

（3）傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，电热水瓶保温状态下的实际功率是331W；

（4）电热水瓶通电15min恰好将一壶水烧开，则加热时电热水瓶的热效率是93.3%。【点评】本题考查了电功率公式、密度公式、吸热公式、电功公式以及效率公式的应用，从表格中获取有用的信息和正确的判断电热水瓶不同状态时电路的连接方式是关键。 21．电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），已知R1的阻值为121Ω，从说明书上收集到如下表的部分参数和如图所示的电路原理图。求：热水箱容积额定电压加热时功率

2L 220V 440W

第62页（共101页）

保温时功率（1）R1的功率；（2）R2的阻值；

（3）若将水箱内装满20℃的水，需要工作25min才能加热到86℃．求该电热饮水机的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

【分析】（1）根据P＝

即可求出R1的功率；

分求出

（2）由图可知：R2为保温电阻，求出R2的功率大小，再根据电功率公式P＝R2的阻值；

（3先根据m＝ρV求出水箱内水的质量，根据Q＝cm△t求出水吸收的热量，根据W＝Pt求出加热时消耗的电能，利用η＝【解答】解：（1）由P＝

可得，R1的功率：

＝400W；

×100%求出该电热饮水机的加热效率。

P1＝＝

（2）由电路图可知，当S、S0均闭合时，R1与R2并联；当开关S0断开后，电路为R2的简单电路；

由于电阻越并越小、总电阻小于任何一个分电阻，根据P＝

可知，开关S0断开时，

电路中的电阻最大，电功率最小，所以此时处于保温状态；而当S、S0均闭合时，R1与R2并联，处于加热状态；则R2的功率为：

P2＝P保温＝P加热﹣P1＝440W﹣400W＝40W；根据P＝

可得R2的阻值：

＝1210Ω；

R2＝＝

第63页（共101页）

（3）由ρ＝得水箱中的水质量： m＝ρ

水

V水＝1.0×103kg/m3×2×103m3＝2kg，

﹣

水吸收的热量：

Q吸＝cm（t2﹣t1）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（86℃﹣20℃）＝5.544×105J，加热时消耗的电能：

W＝P加热t＝440W×25×60s＝6.6×105J，饮水机的加热效率： η＝

×100%＝

×100%＝84%。

答：（1）R1的功率为400W；（1）电阻R2的阻值1210Ω；

（2）加热过程中该电热饮水机的加热效率为84%。

【点评】本题考查质量、电阻、电功、吸收热量、效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点利用电功率的公式结合电路图对饮水机状态的判断。

（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。

【分析】（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。

第页（共101页）

（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。【解答】解：（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。

【点评】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。

23．如甲图所示的电加热恒温箱，由控制电路和加热电路两部分构成，其中控制电路由U1

第65页（共101页）

（1）加热电路正常工作1min，电热丝R0产生的电热是多少？

（2）通过调节控制电路中滑动变阻器R2的电阻，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度。若恒温箱设定的温度为100℃时，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？（3）若将滑动变阻器的阻值调大，恒温箱设定的温度会升高还是降低？【分析】（1）根据Q＝W＝

t求出加热电路正常工作1min电热丝R0产生的电热；

（2）恒温箱设定的温度为100℃时电路中的电流为0.02A，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，由图乙可知此时R1的阻值，根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路的阻值；（3）温度达到设定温度时，控制电路的电压和电流不变，电路中的总电阻不变，根据电阻的串联可知将滑动变阻器的阻值调大时R1阻值的变化，根据图乙可知恒温箱设定的温度的变化。

【解答】解：（1）加热电路正常工作1min，电热丝R0产生的电热： Q＝W＝

t＝

×60s＝6×104J；

（2）恒温箱设定的温度为100℃时，电路中的电流I＝0.02A，由I＝可得，电路中的总电阻： R＝＝

＝300Ω，

由图乙可知，温度为100℃时，R1的阻值为220Ω，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阻值： R2＝R﹣R1＝300Ω﹣220Ω＝80Ω；

（3）温度达到设定温度时，控制电路的电压和电流不变，电路中的总电阻不变，当滑动变阻器的阻值调大时，R1的阻值减小，

第66页（共101页）

由图乙可知，恒温箱设定的温度升高。

答：（1）加热电路正常工作1min，电热丝R0产生的电热是6×104J；（2）若恒温箱设定的温度为100℃时，滑动变阻器接入电路的阻值为80Ω；（3）若将滑动变阻器的阻值调大，恒温箱设定的温度会升高。

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电热公式的应用，分清控制电路和加热电路的特点以及从题干、图象中获取有用的信息是关键。

（1）求R2的阻值。

（2）在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

（3）为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大？（4）若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该如何操作。

【分析】（1）在工作电路两电阻并联，同时工作时为加热模式，保温模式只有R1接入电路中，根据甲中参数，先计算R2的功率，再根据P＝（2）由W＝Pt计算加热过程消耗的电能；根据Q＝cm△t算出水升高的温度；

（3）根据I＝算出电路的总电阻，根据串联电路电阻的规律算出滑动变阻器的电阻；（4）从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值；但为了使衔铁

第67页（共101页）

计算R2的阻值；

吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。【解答】解：

（1）由题知，加热至40℃时，控制电路中的弹簧会将衔铁拉起来，自动进入保温模式，由图乙知，此时工作电路中只有R1接入电路；

当温度降低时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸下来，进入加热模式，由图乙知，此时工作电路中R1和R2并联接入电路；

所以R2的功率：P2＝P加热﹣P保温＝2100W﹣100W＝2000W；根据P＝

知R2的阻值：

＝24.2Ω；

R2＝＝

（2）根据P＝知，

加热5min消耗的电能：W＝P加热t＝2100W×5×60s＝6.3×105J；根据Q＝cm△t知水升高的温度： △t＝

＝

＝30℃；

（3）温度加热至40℃时，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，由图丙知，此时热敏电阻Rx的阻值为40Ω，根据I＝知电路的总电阻： R＝

＝

＝200Ω，

滑动变阻器的电阻：R滑＝R﹣Rx＝200Ω﹣40Ω＝160Ω；

（4）若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，即要提高恒温箱的设定温度，从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值，但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。答：（1）R2的阻值为24.2Ω。

（2）在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中耗的电能是6.3×105J；不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高30℃；

（3）为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到160Ω；（4）若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。

第68页（共101页）

【点评】本题考查了电磁继电器的认识、串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功和电功率公式的应用，很好的体现物理知识在生活中的应用。

25．我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表：速度v/（m/s）阻力f/N

100 0.3×104

200 1.2×104

300 2.7×104

400 4.8×104

500 7.5×104

已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：

（1）飞机电力系统中有一个50Ω的电阻，通过它的电流是40m A，求它两端的电压多大？（2）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？

（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以300m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？

【分析】（1）已知电阻和电流，可根据欧姆定律计算电压；

（2）由Q＝mq计算燃油完全燃烧放出热量，即飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量；

（3）已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率可求得机械能，从表中查到以300m/s速度飞行时的阻力，利用W＝fs可求得飞机的最大航程。【解答】解：

（1）由题知，电阻为50Ω，通过它的电流：40mA＝0.04A，由欧姆定律可得这个电阻两端电压：U＝IR＝0.04A×50Ω＝2V；（2）完全燃烧10t燃油获得的能量： Q＝mq＝1×104kg×5×107J/kg＝5×1011J；

（3）已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，则有用功：W＝30%×Q＝30%×5×1011J＝1.5×1011J，根据表格数据可知，速度为300m/s时的阻力为2.7×104N，则由W＝fs＝Fs可得，飞机的飞行距离（最大航程）：

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s＝＝

≈5.56×106m＝5.56×103km。

答：（1）电阻两端的电压是2V；

（2）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；

（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以300m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是5.56×103km。

【点评】新一代战斗机是一项高科技的研究成果，它包含了众多与物理学相关的知识，我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相关的疑问。二．综合能力题（共7小题）

（1）从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为 90 Ω。

（2）恒温箱的加热器应接在 A、B 端（选填“A、B”或“C、D”），理由是当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，控制电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器处于工作状态。

（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？（4）若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻器，分析当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将如何变化？

【分析】（1）据图甲可得50℃时热敏电阻的阻值；

（2）当温度低的时候，电路与AB相连，此时加热器要工作，所以加热器的电路要与

第70页（共101页）

AB相连；

（3）当恒温箱内的温度保持 100℃，据甲图可知此时电阻R 大小，而后结合欧姆定律计算电流，与28mA比较即可。

（4）电磁继电器的衔铁被吸合时的电流不变，且控制电路的电源电压不变，根据欧姆定律可知此时电路中的总电阻不变，根据电阻的串联可知可变电阻增大时热敏电阻的阻值变化，根据图甲可知所控制的恒温箱内的最高温度变化。【解答】解：（1）由图甲可知，50℃时热敏电阻的阻值为90Ω；

（2）由图甲可知，当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，控制电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器处于工作状态，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端。

（3）由图甲可知，当温度达到100℃时，热敏电阻的电阻为50Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，所以该电路的电流： I＝

＝

＝0.03A＝30mA＞28mA，

所以，恒温箱不处于工作状态；

（4）由题可知，电磁继电器的衔铁被吸合时的电流不变，且控制电路的电源电压不变，由I＝可知，控制电路中的总电阻不变，

由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，可变电阻增大时，热敏电阻的阻值应变小，根据图甲可知，热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，则可变电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将升高。答：（1）90；

（2）A、B；当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，控制电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器处于工作状态；（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算可知恒温箱加热器不工作；

（4）若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻器，当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将升高。

【点评】在解答本题的时候要分析清楚，控制电路和加热电路是两个不同的电路，只有当温度较低，需要加热的时候，加热电路才会工作，而控制电路是一直通电的。 27．文杰同学对家中的豆浆机非常感兴趣，于是，她收集了如下信息：如图甲是豆浆机的工

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作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，其额定功率P1＝200W；R是加热电阻，额定功率P2＝1100W．图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息，请你根

据

信

息

解

答

以

下

问

题

；

（1）豆浆机加热时，将电能转化为内能。

（2）求豆浆机正常工作，打浆时的工作电流；（结果保留2位小数）（3）求豆浆机加热电阻的阻值；

【分析】（1）判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。

（2）豆浆机正常工作时的功率和额定功率相等，根据P＝UI求出打浆时的工作电流；（3）知道豆浆机加热时的功率，根据P＝

求出加热电阻的阻值；

（4）根据电能表闪烁的次数求出消耗的实际电能，根据P＝求出实际功率，根据P＝UI＝

分析产生这种情况的可能原因。

【解答】解：（1）豆浆机加热时，将电能转化为内能；（2）由P＝UI可得，豆浆机正常工作打浆时的工作电流： I＝

＝

≈0.91A；

可得，加热电阻的阻值：

（2）由P＝

R＝＝＝44Ω；

第72页（共101页）

（3）由题意可得，豆浆机在加热过程消耗的电能： W＝

＝0.15kW•h＝5.4×105J，

豆浆机的实际加热功率： P实＝＝

＝1000W，

实际加热电功率1000W＜1100W，由P＝UI＝小于220V）。答：（1）电；内；

（2）打浆时的工作电流为0.91A；（3）豆浆机加热电阻的阻值为44Ω；

（4）豆浆机的实际加热电功率为1000W，产生这种情况的原因是实际电压小于额定电压。【点评】本题主要考查了电功率公式和电功公式的灵活应用，明白电能表参数的含义是关键。

可知，实际功率小于额定功率的原因可能是：实际电压小于额定电压（即

（1）由图甲可知，电磁铁的上端为 N 极，停止加热时绿灯发光。

第73页（共101页）

（2）为了使水箱内温度保持在60℃（水温低于60℃时电热器工作，高于60℃时停止加热）滑动变阻器接入电路阻值应为多少？

（3）水箱内装有质量为6kg、温度为20℃的冷水，电热器正常工作20min后自动停止加热，求电热器的加热效率为多少？

【分析】（1）知道电流的方向，根据安培定则判断出电磁铁的N、S极；

根据题意可知，当动触点与上方静触点接触时，停止加热时绿灯正常发光，因此此时为绿灯的基本电路；当动触点与下方静触点接触时，加热电路工作，并且红灯亮，因此R2与红灯并联接入电路；

（2）先根据图2读出当温度为60℃时R1欧姆定律求出控制电流为0.2A时，电路中的总电阻，然后根据串联电路电阻的特点求出滑动变阻器接入电路阻值；

（3）先根据Q吸＝cm△t求出水吸收的热量，然后根据W＝Pt求出电流做的功，最后根据η＝

×100%求出电热器的加热效率。

【解答】解：（1）根据安培定则知电磁铁上端是N极；

停止加热时，当动触点与上方静触点接触时，电路为绿灯的基本电路，即绿灯发光；（2）根据图2示可知，当温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值为32Ω；由I＝可知，当电路电流为0.2A时，控制电路的总电阻： R＝＝

＝60Ω；

因为R1与R0串联，所以R0接入电路的阻值：R0＝R﹣R1＝60Ω﹣32Ω＝28Ω；（3）水吸收的热量：

Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×6kg×（60℃﹣20℃）＝1.008×106J；电流做的功：

W＝Pt＝1000W×20×60s＝1.2×106J；电热器的加热效率： η＝

×100%＝

×100%＝84%；

答：（1）N；绿；

（2）滑动变阻器接入电路阻值应为28Ω；（3）电热器的加热效率为84%。

【点评】本题考查了欧姆定律的运用、热量、电功公式的运用、效率公式、等知识，关

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键点是弄明白工作原理，并能从图中读出有用信息，具有一定的综合性。

的电源和电阻为

R2＝48.4Ω

的电热丝组

成。其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到0.05A时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示。解答以下问题：（1）电磁继电器实质上是一个控制工作电路的自动开关；（2）求电热丝工作时的电功率；

（3）若恒温箱的设定温度为80℃，求电阻箱R接入电路的阻值；

（4）若要使恒温箱的设定温度低于80℃，电阻箱R接入电路的阻值应调大还是调小？简述理由。

【分析】（1）电磁继电器是利用电磁铁来控制电路的一种开关；（2）知道工作电路的电压和电热丝的电阻，利用P＝

求电热丝工作时的功率；

（3）恒温箱的温度为80℃，从图乙的出热敏电阻的阻值，此时电路中的电流为0.05A，衔铁被吸合，切断工作电路，又知道控制电路的电压，利用欧姆定律求电阻箱连入电阻的阻值；

（4）从图乙可知，要减小恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为0.05A，根据欧姆定律和电阻的串联分析。【解答】解：（1）电磁继电器实质上是一个控制工作电路的自动开关；（2）电热丝工作时的功率：

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P＝＝＝1000W；

（3）如果恒温箱的温度设定为80℃，由图乙可知，热敏电阻的阻值R1＝70Ω，由题知，此时控制电路的电流I＝0.05A，根据电阻的串联和欧姆定律， I＝

，即：0.05A＝

，

电阻箱R应接入电路的阻值： R＝110Ω；

（4）若要使恒温箱的设定温度低于80℃，由图乙知道，热敏电阻的阻值R1将增大，衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A，即要求控制电路中的总电阻不变，所以R0的阻值必须调小。答：（1）自动开关；

（2）电热丝工作时的电功率1000W；

（3）若恒温箱的设定温度为80℃，电阻箱R接入电路的阻值为110Ω；

（4）电阻箱R接入电路的阻值应调小。设定温度低于80℃，由图乙知道，热敏电阻的阻值R1将减大，衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A，即要求控制电路中的总电阻不变，所以R0的阻值必须调小。

【点评】本题考查串联电路的及欧姆定律和电磁的有关知识，关键是从图中获取有效的信息。

30．如图甲为某品牌“无人机”，由锂电池供电，采用4个电机带动旋翼转动。

（1）起飞时，旋翼向下“吹风”，无人机就会上升，这是因为物体间力的作用是相互的。

（2）如图乙所示，该“无人机”自启电路电压为12V，R是电阻箱，Rp是红外探测器，

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可视为可变电阻，它的阻值与红外线强度变化的对应关系如图丙所示（E为红外线强度，cd表示其单位）。若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小明设定红外线强度为3cd时启动摄像机工作，电阻箱的阻值至少应调到多少？

（3）为了能使控制电路在红外线强度较弱时就能启动摄像机进入工作状态，可采取的措施：一是调高（选填“调高”或“调低”）电阻箱R的电阻值：二是调高（选措施：“调高”或“调低”）电源的电压值。【分析】（1）物体间力的作用是相互的；

（2）根据图象读出红外线强度为3cd时Rp的阻值，然后根据串联电路特点和欧姆定律求出电阻箱的最小阻值；

（3）在红外线强度较弱时，红外探测器RP的阻值较大，为了保证a、b两端电压必须等于或大于9V不变，根据串联分压特点即可得出答案。

【解答】解：（1）四旋翼无人机，当电机带动旋翼（螺旋桨）转动时，对下方空气施加向下的作用力，根据物体间力的作用是相互的，空气对它施加向上的反作用力即为升力，无人机就会上升；

（2）由图象知，红外线强度为3cd时，红外探测器RP的阻值的阻值为6Ω，

由题知，启动摄像机工作时，a、b两端的最小电压（即电阻箱的最小电压）UR＝9V，则RP两端的电压：UP＝U﹣UR＝12V﹣9V＝3V，电路中的电流：I＝

＝

＝0.5A，

由I＝得，电阻箱的最小阻值： R＝

＝

＝18Ω；

（3）在红外线强度较弱时，红外探测器RP的阻值较大，其两端的电压将增大，为了保证a、b两端电压必须等于或大于9V不变，

可采取的措施：一是调高电阻箱R的电阻值；二是调高电源的电压值。故答案为：（1）物体间力的作用是相互的；

（2）红外线强度为3cd时启动摄像机工作，电阻箱的阻值至少应调到18Ω；（3）调高；调高。

【点评】本题是一道以多旋翼无人机为背景的信息给予题，涉及到的知识点较多，关键

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能从题干中获取有用的信息，熟练运用已学的知识即可正确解题，综合性强，难度较大。 31．空气净化器可以有效过滤空气中的污染物，其工作过程是：空气净化器内的正电钨丝放电，使空气中的灰尘带上正电，带电后的灰尘微粒流到负电格栅板时被吸附此后经过活性炭层时，化学有毒气体被吸附，排出的空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气（如图甲）洁净空气量（CADR）是反映空气净化器净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR：CADR＝

（V，房间容积；t，空气净化

器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）。某品牌的空气净化器的铭牌如下表：

型号

额定电压

频率

额定功率

洁净空气量（CADR）

GH﹣2034A型

220V

50Hz

44W

138m3/h

（1）负电格栅板吸附灰尘的原理是异种电荷相吸引。空气净化器在使用过一段时间后取出其中的活性炭，可以闻到刺激性的气味，说明分子在不停的做无规则运动。

（2）若某房间的使用面积为18m2，高度是3m，请计算使用这款空气净化器1h后，能否使房间的污染物浓度下降90%？

【分析】（1）由图甲，根据电荷间相互作用规律分析解答；由分子在做不停息的无规则

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运动分析解答；

（2）根据表格数据和CADR＝

计算使房间污染物浓度下降90%所用时间；

（3）由电路图结合图象，根据串联电路特点和欧姆定律计算R0阻值；计算电压表示数为3V时R1的阻值由图象得到二氧化碳浓度。【解答】解：

（1）由图甲知，正电钨丝使灰尘带正电，因为异种电荷相吸引，所以负电格栅板能吸附灰尘的；

活性碳吸附化学气体，又因为分子在不停的做无规则运动，所以使用一段时间后的活性炭取出后运动到空气中，从而使人闻到刺激性的气味；

（2）由题可知，房间体积V＝Sh，由表格数据知：洁净空气量CADR＝138m3/h，所以使房间污染物浓度下降90%的时间： t＝

＝

＝0.9h，

所以能在1小时内使房间污染物浓度下降90%；（3）由图乙知，R1、R0串联，电压表测R0两端电压，由图象知，当浓度为0.031%时，R1＝50Ω，电压表示数为1V，由串联电路特点和欧姆定律得： R0＝

＝

＝10Ω；

当电压表示数为3V时，R1的阻值： R1′＝

＝

＝10Ω，

由图象知，R1阻值越小，二氧化碳浓度越大，此时二氧化碳浓度为0.035%，即：当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于0.035%。

故答案为：（1）异种电荷相吸引；分子在不停的做无规则运动；（2）使用这款空气净化器1h后，能使房间的污染物浓度下降90%；

（3）R0的阻值为10Ω；当电压表示数大于3V时，对应的二氧化碳浓度应大于0.035%，空气净化器会自动报警。

第79页（共101页）

【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用及电功率公式的应用，关键是仔细阅读短文，读懂题意，看清表格和图象，此题有一定的难度，属于难题。

（1）为了安全起见，该电饭锅使用的插座应该是图2中的乙（选填“甲”或“乙”）因为该插座可以将用电器的金属外壳与大地相连。（2）S和S1都闭合时电饭锅的功率；（3）电热丝R2的阻值；

（4）如果用该电饭锅在30min时间内消耗的电能来加热水，加热效率为80%，则可以使多少千克的水从25℃加热到沸腾（1标准大气压）？（c水＝4.2×103J/kg•℃，保留一位小数点）。

【分析】（1）三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的，三脚插头中有一根导线要与用电器金属外壳相连，目的就是为了防止触电；

（2）由电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大，由乙图可知此时电路的电流，利用P＝UI求出电饭锅的电功率；

（3）由电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单的电路，电路的电流最小，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，然后根据欧姆定律即可求出R2的阻值；

（4）根据P＝UI求出只有R1工作时电饭锅的功率，由乙图可知30min内两种情况下各自的工作时间，根据Q＝W＝Pt分别求出两种情况下各自产生的热量，两者之和即为产生的总热量，利用η＝

×100%求出水吸收的热量，1标准大气压下水的沸点为100℃，

利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出加热水的质量。

第80页（共101页）

【解答】解：

（1）电饭锅为金属外壳的家用电器，为了安全用电必须使用三孔插座乙，因为它能保证电饭锅金属外壳与大地相连，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生；

（2）由电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大，由乙图可知，此时电流值I大＝3A，则此时电饭锅的电功率： P大＝UI大＝220V×3A＝660W；

（3）由电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单的电路，电路的电流最小，由乙图可知，通过R1的电流I1＝2A，因并联电路中各支路工作、互不影响，

所以，电阻R1与R2并联时，通过R1的电流值不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流： I2＝I大﹣I1＝3A﹣2A＝1A，

因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I＝可得，电热丝R2的阻值： R2＝

＝

＝220Ω；

（4）只有R1工作时电饭锅的功率： P小＝UI小＝220V×2A＝440W，

由乙图可知，功率最大时的工作时间t大＝15min＝900s，功率较小时的工作时间t小＝15min＝900s，

这30min内消耗的电能：

W＝P大t大+P小t小＝660W×900s+440W×900s＝9.9×105J，由η＝

×100%可得，水吸收的热量：

Q吸＝Wη＝9.9×105J×80%＝7.92×105J，因1标准大气压下水的沸点为100℃，

所以，由Q吸＝cm（t﹣t0）可得，加热水的质量：

第81页（共101页）

m＝＝≈2.5kg。

答：（1）乙；大地；

（2）S和S1都闭合时电饭锅的功率为660W；（3）电热丝R2的阻值为220Ω；

（4）可以使2.5kg的水从25℃加热到沸腾。

【点评】本题考查了安全用电的原则和电功率公式、欧姆定律、电功公式、吸热公式、效率公式、吸热公式的综合应用，从图象中获取有用的信息是关键，有一定的难度。三．解答题（共12小题）

33．小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：

××牌电烤箱额定电压额定功率电源频率

220V

高温档 1100W 低温档 440W

50Hz

（1）若某种食物需要用该电烤箱高温档烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？（2）电路中R1的阻值是多少？

（3）该电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别是多少？

【分析】（1）开关S1S2都闭合时，电路中只有电阻R1，电烤箱在高温挡正常工作，根据公式W＝Pt可求消耗的电能。

（2）根据公式P＝UI先求出电烤箱在高温挡正常工作时电路的电流，再根据欧姆定律计算出电路中R1的阻值。

（3）开关S1闭合S2断开时，两电阻串联，电烤箱在低温挡正常工作，根据公式P＝UI可求电路电流，根据公式P＝I2R1可求R1的功率。

第82页（共101页）

【解答】解：（1）电烤箱在高温挡正常工作1000s所消耗的电能： W＝P高t＝1100W×1000s＝1.1×106J；（2）由P高＝UI得： I＝

＝

＝5A，

由欧姆定律知，R1的阻值为： R1＝＝

＝44Ω；

（3）设电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流为I′，则由P低＝UI′，得I′＝

＝

＝2A，

所以，电烤箱在低温档正常工作时，R1的功率为： P1＝（I′）2R1＝（2A）2×44Ω＝176W。答：（1）该电烤箱消耗的电能是1.1×106J；（2）电路中R1的阻值是44Ω；

（3）该电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流为2A，R1的功率为176W。【点评】本题考查消耗电能、电阻和功率的计算以及欧姆定律的应用，关键是公式及其变形的应用，难点是会分析开关断开与闭合时电路的连接情况，还要学会从所给信息中找到有用的数据。

（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有什么作用？校准电阻的阻值为多少？（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？

（3）另一个小组的小红同学设计了如图乙所示的电路，请你从能耗的角度分析这种方案的

优

点

。

第83页（共101页）

【分析】（1）由图分析若没有R0电压表的示数情况，从而可知R0的作用；

油箱装满汽油时，油量表（电压表）示数为最大值15V，此时滑动变阻器的触头在电阻最大值一端，由串联电路特点和I＝计算R0的阻值；（2）变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，由P＝算；

当汽油用完时，滑片在另一端，即在上端，此时电路为R0的简单电路，电路功率最大，由P＝

电路消耗功率的最大值，从而可得电路消耗功率的变化范围；

分析电路中功率大

知整个电路功率最小，并计

（3）由图乙知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，由P＝小，从而判断电路电能的消耗情况。【解答】解：

（1）由题知，电源电压U＝24V，电路中若没有变阻器R，则R两端电压等于电源电压24V，超过了电压表量程0﹣15V，会被烧坏，所以校准电阻R0串联在电路中，除了可以校准表盘，还起到分压的作用，能避免电压超过电压表量程而损坏；

当油箱装满汽油，由图甲知，滑片在下端，此时变阻器连入阻值最大，电压表示数达到最大值15V，

所以电路中电流：I＝I0＝IR＝所以R0的阻值：R0＝

＝

＝＝

＝0.15A，

＝60Ω；

（2）当油箱装满汽油，变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，电源电压一定，由P＝

知整个电路功率最小，

第84页（共101页）

电路最小功率：P最小＝＝＝3.6W；

当汽油用完时，滑片在另一端，即在上端，此时只有R0接入电路中，电路功率最大， P最大＝

＝

＝9.6W，

所以整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W；

（3）由图乙知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，电压表示数UV＝IR应测量的变化情况，且电路中电阻始终处于最大值，由P＝

滑

，能反

可知电路中功率最小，由

W＝Pt可知，同样时间内电路消耗的电能最少，所以乙图的电路设计可以节能。故答案为：（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有能起保护电路的作用，校准电阻的阻值为60Ω；

（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W；（3）图乙的设计从能耗的角度看优点是节约电能。

【点评】本题以测量表为情景考查了电路设计、串联电路特点和欧姆定律定律以及电功率公式的应用，从能耗上分析电路设计优点起到培养学生节能的意识，有意义。 35．2017年2月28日，杭州交通运管部门向三家网约车企业颁发了首批经营许可证。而其中一家企业重点推广使用的网约车为新能源汽车，即电动汽车；已知其电动汽车在车速为60km/h行驶时电动机工作电压为280V，消耗功率为30.4kW，若车及人总质量为1.68t，行驶时阻力是总重的0.1倍，解答下列问题。（1）工作时的电流为 108.6 A。

（2）忽略机械传动时的能量损失，求电动机的电阻。

【分析】（1）知道电动机工作的电压和消耗的功率，根据P＝UI求出工作时的电流；（2）电动汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F＝f＝0.1G＝0.1mg求出汽车的牵引力，根据P＝＝

＝Fv求出牵引力的

功率即为电动机输出的机械功率，电动机消耗的电功率减去输出的机械功率即为电动机线圈的热功率，根据P＝I2R求出电动机的电阻。【解答】解：（1）由P＝UI可得，电动机工作时的电流： I＝

＝

A≈108.6A；

（2）因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，

第85页（共101页）

所以，汽车的牵引力：

F＝f＝0.1G＝0.1mg＝0.1×1.68×103kg×10N/kg＝1.68×103N，电动机输出的机械功率： P机械＝Fv＝1.68×103N×电动机的热功率：

P热＝PM﹣P机械＝30.4×103W﹣2.8×104W＝2.4×103W，由P＝I2R可得，电动机的电阻： R＝

＝

≈0.2Ω。

m/s＝2.8×104W，

故答案为：（1）108.6；（2）电动机的电阻为0.2Ω。

【点评】本题考查了电功率公式、重力公式、机械功率公式以及二力平衡条件的应用，明确电动机的功率等于输出的机械功率（牵引力的功率）和电动机线圈的热功率之和是关键。

（1）改装后的拉力计的零刻度线在电流表表盘的什么位置？（2）通过计算说明电流表表盘上0.6A处应标多少？（3）分析拉力计表盘刻度是否均匀？

【分析】由图可知定值电阻R0与可变电阻Rab组成串联电路，当滑片P在a端时Rab＝25Ω，电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，弹簧没有伸长，处于不受拉力状态。

第86页（共101页）

当滑片P在b端时Rab＝0Ω，此时电路中的电阻最小，电流最大，弹簧伸长最长，处于受拉力最大状态。

【解答】解：（1）如图所示，当不拉拉环时Rab＝25Ω，定值电阻R0＝5Ω，定值电阻R0与可变电阻Rab组成串联电路，电源电压U＝3V，电流表的示数为：I＝

＝

＝0.1A，

所以拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的0.1A处。（2）电流表表盘示数为0.6A处，电路中的电阻为电路中电阻Rab＝0Ω，弹簧伸长5cm，由图乙可知此时拉力的大小为500N，故应标为500N。（3）由于I＝

可得，当U、R一定时，表盘示数即I与接入电阻Rab不成正比，

＝5Ω，

所以该拉力计表盘上的刻度值不是均匀的，刻度盘往右方向拉力数值越来越大；拉力刻度值跨距左密右疏。

答：（1）改装后的拉力计的零刻度线在电流表表盘的0.1A处；（2）电流表表盘上0.6A处应标500N；（3）拉力计表盘刻度不均匀。

【点评】能否通过图1准确判断定值电阻R0与可变电阻Rab的电路关系，了解滑片在不同位置时电路所处的状态，并转化成拉力所对应的示数是本题的解题关键。 37．某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型。接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6V，（左转和右转）指示灯规格均为“6V3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，指示灯的电阻不变。

（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与接触点 3和4 接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）。

．求：①右转指示灯闪烁交替工作30s消耗的电能。②定值电阻R0的阻值。

第87页（共101页）

【分析】（1）由电路图可知，左转、右转指示灯同时工作时开关的位置。（2）①知道指示灯的额定电压和额定功率，根据P＝

求出指示灯的电阻，根据题意

求出当右转指示灯微弱发光时指示灯的实际功率，由图乙可知，交替工作的周期和一个周期内加热时间，据此求出右转指示灯闪烁交替工作30s内正常发光的时间，进一步求出微弱发光的时间，根据P＝求出正常发光消耗的电能和微弱发光时消耗的电能，两者之和即为共消耗电能； ②再根据P＝

求出灯泡两端的实际电压，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电

压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出R0的阻值。

【解答】解：（1）由电路图可知，转向开关接3和4时，左转、右转指示灯同时工作；（2）①由P＝

可得，指示灯的电阻：

RL＝＝＝12Ω，

当右转指示灯微弱发光时，指示灯的实际功率： PL实＝

PL＝

×3W＝0.12W，

由图乙可知，交替工作的周期为1.5s，一个周期内正常工作的时间为0.5s，则右转指示灯闪烁交替工作30s内，正常发光的时间t1＝

×0.5s＝10s，微弱发光的时间t2＝t﹣t1＝30s﹣10s＝20s，

由P＝可得，正常发光消耗的电能： W1＝PLt1＝3W×10s＝30J，微弱发光时消耗的电能：

第88页（共101页）

W2＝P实t2＝0.12W×20s＝2.4J，共消耗电能：

W＝W1+W2＝30J+2.4J＝32.4J；

（2）当右转指示灯微弱发光时，灯泡两端的实际电压： Ux＝

＝

＝1.2V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压： U0＝U﹣Ux＝6V﹣1.2V＝4.8V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流： I＝

＝

，即

＝

，

解得：R0＝48Ω。答：（1）3和4；

（2）①右转指示灯闪烁交替工作30s消耗的电能为32.4J； ②定值电阻R0的阻值为48Ω。

【点评】本题考查了电路连接的判断和电功率公式、串联电路的特点、欧姆定律、电功公式的应用，关键是从图象中得出指示灯正常工作的时间和微弱发光时的时间。 38．为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”，餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值，人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图所示，电源电压3V不变，提示器的电阻R0恒为50Ω，传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示，开关S闭合后，问：载盘台所载质量m/g 传感器R1/Ω

100

…

100

110

120

130

140

150

160

…

（1）根据表中数据，当载盘台所载质量是100g时，R1的阻值是多少？电路中的电流是多少？

（2）在第（1）问的基础上，通电5s，电流通过R1产生的热量是多少？

（3）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100g，此时

第页（共101页）

盘内剩余食物的质量是多少？

【分析】（1）先根据表中数据读出，当载盘台所载质量是100g时对应R1的阻值，然后根据串联电路电阻的特点求出电路的总电阻，然后根据欧姆定律求出电路中的电流；（2）根据Q＝I2Rt即可求出通电5s，电流通过R1产生的热量；

（3）先根据欧姆定律的变形公式求出电路中电流为0.03A时电路的电阻，然后根据串联电路电阻的特点求出传感器的阻值，并从表中读出对应载盘台上物体的质量，进一步求出盘内剩余食物的质量。

【解答】解：（1）根据表中数据可知，当载盘台所载质量是100g时，R1的阻值为100Ω；此时电路的总电阻：R＝R1+R0＝100Ω+50Ω＝150Ω；电路中的电流：I＝＝

＝0.02A；

（2）电流通过R1产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.02A）2×100Ω×5s＝0.2J；（3）当电路中的电流达到0.03A，R′＝则R1′＝100Ω﹣50Ω＝50Ω；

查表可知，载盘台所载质量为150g，则剩余食物的质量为150g﹣100g＝50g。

答：（1）根据表中数据，当载盘台所载质量是100g时，R1的阻值是100Ω；电路中的电流是0.02A；

（2）通电5s，电流通过R1产生的热量是0.2J；

（3）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100g，此时盘内剩余食物的质量是50g。

【点评】本题考查电阻、电流和热量的计算以及欧姆定律的应用，关键是公式及其变形的应用，并能从表中获得有用的信息。

39．在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R1的阻值为6Ω．将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为1V和0.5A。

第90页（共101页）

＝＝100Ω；

（1）灯泡L正常发光时的电阻多大？

【分析】由电路图可知，灯泡L、R1、R2串联连接，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P＝

求出灯泡的电阻；

（2）已知滑片在某一点时电压表和电流表的示数，然后灯泡的额定电流比较确定灯泡的发光情况，并根据欧姆定律的变形公式求出R1两端电压，再根据串联电路电压的特点求出电源电压；当P在最右端时，根据欧姆定律的变形公式求出R1两端电压，再利用串联电路电压的特点求出灯泡两端电压，最后利用P＝UI求出灯泡的实际功率；

（3）根据题意确定滑动变阻器的位置，然后根据欧姆定律的变形公式求出电路中的总电阻，最后根据串联电路电阻的特点求出串联电阻的阻值。

【解答】解：由电路图可知，灯泡、R1、R2串联连接，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由P＝

可得，灯泡正常发光时的电阻：

RL＝＝＝12Ω；

（2）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流： IL＝

＝

＝0.5A，

P在某一位置时，U2＝1V，I＝0.5A，则此时灯泡正常发光，并且灯泡两端电压为6V，由I＝可知，电阻R1两端电压： U1＝IR1＝0.5A×6Ω＝3V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

第91页（共101页）

所以，电源的电压：

U＝UL+U1+U2＝6V+3V+1V＝10V；

当P在最右端时，U2′＝6V，I′＝0.3A，则电阻R1两端电压： U1′＝I′R1＝0.3A×6Ω＝1.8V，灯泡两端的实际电压：

UL′＝U﹣U1′﹣U2′＝10V﹣1.8V﹣6V＝2.2V，灯泡的实际功率：

PL′＝UL′IL′＝2.2V×0.3A＝0.66W；

（3）根据题意可知，滑片P在最左端时，灯泡正常发光，此时电路中的总电阻：R＝

＝

＝20Ω，

所以需要在电路中串联定值电阻的阻值： R′＝R﹣RL﹣R1＝20Ω﹣12Ω﹣6Ω＝2Ω。答：（1）灯泡L正常发光时的电阻是12Ω；

（2）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率为0.66W；（3）在电路中串联一个2Ω的电阻。

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。

导线规格

导线横截面积S/mm2 安全载流量I/A

（1）求电热丝R1的阻值；

（2）从用电安全角度考虑，安装该电热水器时，至少应选择上表中横截面积为多大的铜芯导线，请通过计算说明；

（3）在加热状态下，电热水器正常工作10min所产生的热量相当于完全燃烧多少m3煤气所放出的热量。（假设电热水器正常工作时把电能全部转化为热能）（煤气的热值约为

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2.5 4 6 10 28 37 47 68

4.0×107J/m3）

【分析】（1）当开关S置于bc时，电路为R1的简单电路，热水器处于保温状态，知道保温功率，根据P＝

求出电热丝R1的阻值；

（2）当开关S置于cd时，R1、R2并联，为加热状态，分别求出支路电流，再根据并联电路电流的特点求出干路电流即可选择合适的导线；

（3）根据Q＝W＝UIt求出电热水器正常工作10min所产生的热量，再根据Q放＝mq求出这些热量相当于完全燃烧煤气的体积。

【解答】解：（1）电热水器保温时，只有R1工作，由P＝

可得，电热丝R1的阻值：＝

＝44Ω；

R1＝

（2）电热水器加热时，R1与R2并联工作，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过两电热丝的电流分别为： I1＝

＝

＝5A，I2＝

＝

＝25A，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路中的电流：

I＝I1+I2＝5A+25A＝30A＜37A，

所以应选择表中横截面积为4mm2的铜芯导线；（3）电热水器产生的热量：

Q＝W＝UIt＝220V×30A×10×60s＝3.96×106J，由Q＝Q放＝mq可得，所需煤气的体积： V＝

＝

＝0.099m3。

答：（1）电热丝R1的阻值为44Ω；

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（2）从用电安全角度考虑，安装该电热水器时，至少应选择横截面积为4mm2的铜芯导线；

（3）在加热状态下，电热水器正常工作10min所产生的热量相当于完全燃烧0.099m3煤气所放出的热量。

【点评】本题考查了电功率公式、并联电路的特点、电功公式和热量完全燃烧放热公式的灵活应用，关键是根据题意判断出热水器状态对应的电路连接方式。 41．如图为某品牌电热水壶及其铭牌，请解答下列问题。（1）该电热水壶的电热丝的电阻是多大？

额定电压频率额定功率水壶容积加热方式

220V 50Hz 1000W 1.0L 底盘加热

水

【分析】（1）由铭牌可知，电热水壶的额定电压和额定功率，根据P＝电阻；

（2）根据题意求出用电高峰时的实际电压，根据P＝

求出时电热水壶的实际功率；

求出电热丝的

（3）根据密度公式求出热水壶装满水时水的质量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，电热水壶放出的热量全部被水吸收，根据W＝Pt求出加热时间。【解答】解：（1）由P＝

可得，电热丝的电阻：

第94页（共101页）

R＝＝＝48.4Ω；

（2）用电高峰时电热水壶的实际功率：

P＝＝＝＝810W；

（3）由ρ＝可得，水的质量：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×103m3＝1kg，

﹣

水吸收的热量：

Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣19℃）＝3.402×105J， ∵电热水壶放出的热量全部被水吸收， ∴根据W＝Pt可得，加热时间： t′＝

＝

＝420s。

答：（1）该电热水壶的电热丝的电阻是48.4Ω；（2）用电高峰时电热水壶的实际功率为810W；（3）烧开这壶水需要420s。

【点评】本题考查了电功和热量的综合计算以及电功率公式的灵活应用，要注意第三问用的是实际功率进行计算。 42．阅读短文，回答问题。

智能洁具

智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等），具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能，已进入百姓家庭。

某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在

第95页（共101页）

铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。

这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能。表一为该洁具的部分参数，表二为水泵的性能测试参数（表中流量指单位时间内水泵抽送水的体积；扬程指水泵能将水提升的高度）。表一

额定电压烘干机额定功率表二

流量Q/（×104m3•s1）

﹣

220V 180W

清洗喷水量加热器额定功率

0.8L/min～1.2L/min

2100W

0.5 1.25

0.6 1.80

0.8

1.0 5.00

1.2 7.20

扬程H/m

（1）该智能洁具应选用两线插头。当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，电磁铁下端是 N 极。

（2）下列说法正确的是 D 。 A．红外线感应装置利用超声波进行工作 B．暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化 C．纳米银是银分子，喷水杆材料具有良好的导电性

D．漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起

（3）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率为 80 %；清洗结束，暖风烘干机工作40s，消耗的电能会使标有“3000imp/（kW•h）”的电能表指示灯闪烁 6 次。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），室温为18℃]

（4）分析表二数据可得，当该水泵的流量为0.8×104m3/s时，其扬程为 3.20 m；当

﹣

水泵的流量为1.0×104m3/s时，输出的水达到对应的扬程，此过程中水泵克服水重力做

﹣

功的功率P＝ 5 W．（g取10N/kg）

①适当减小（填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高；

第96页（共101页）

②电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ω时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的水温相对较高，则控制电压U1是 6 V。

【分析】（1）根据某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，可确定答案，根据右手螺旋定则可知电磁铁的磁极；

（2）①红外线的主要应用有：红外线照相、红外线夜视仪、红外线加热、红外线摇控等。 ②影响蒸发快慢的因素有：液体的温度、液体的表面积、液体上方的空气流动速度； ③喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好； ④根据智能洁具的工作原理分析。

（3）根据清洗喷水量可知水的体积，利用密度公式可求水的质量，利用Q＝cm△t可求得水吸收的热量，利用P＝可求消耗的电能，然后利用η＝可求得加热器的效率，已知电能表的参数“3000imp/（kW•h）”，然后可求闪烁的次数。（4）根据流量为0.6×104m3•s

﹣

﹣1

和0.8×104m3•s

﹣

﹣1

时的扬程，可得出流量增大和扬

程增大的关系，然后可求得该水泵的流量为1.0×104m3/s时，其扬程为5m；根据密度

﹣

公式变形求得水的质量，然后利用G＝mg可求得其重力，再利用W＝Gh可求得其重力做功，利用P＝可求功率；

（5）当滑动变阻器的阻值一定时，热敏电阻越小，则电源电压需减小。

根据欧姆定律和串联电路的电压特点，利用P＝UI可求得U1，然后根据题意由于要使得水温度较高，则R2的电阻较小，电路中的电流较大，则必须使得U1较大。

【解答】解：（1）已知智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，所以该智能洁具应选用两线插头即可；

当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，由右手沿着电流方向抓住螺线管，则大拇指朝下，即螺线管下端为N极，上端为S极，

（2）A、红外线感应水龙头是通过红外线反射原理，故A错误；

B、暖风烘干，有热风吹，使水的温度升高，水上方的空气流动速度增大，从而加快了水的蒸发，很快变干，故B错误。

C、纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，具有良好的导电性，但纳米银不是银分子，故C错误；

D、漏电保护装置是在火线和零线中电流不等的情况下工作，因而短路时虽然电流很大，但是互相和零线的电流相等，不会工作，则开关S不会被吸起，故D正确。

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（3）由ρ＝可得，每分钟喷出水的质量： m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.2×103m3＝1.2kg，

﹣

水吸收的热量：

Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（38℃﹣18℃）＝1.008×105J，由P＝可得：

W电＝Pt＝2100W×60s＝1.26×105J，加热效率： η＝×100%＝

×100%＝80%；

由P＝可得，暖风烘干机工作40s，消耗的电能： W＝P烘干t＝180W×40s＝7200J＝7200×

kW•h＝0.002kW•h，

电能表指示灯闪烁次数n＝0.002kW•h×3000imp/（kW•h）＝6，

（4）根据表格中的数据可知，当流量增大为2倍时，扬程增大为原来的4倍，说明扬程与流量的平方成正比，因而当流量为为0.8×104m3/s时，为1.2×104m3/s的，则扬

﹣

程为7.20m×＝3.2m，

﹣

由ρ＝可得，当水泵的流量为1.0×104m3/s时，

每秒钟流过水的质量m′＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×104m3＝0.1kg，

﹣

重力G＝m′g＝0.1kg×10N/kg＝1N，

当水泵的流量为1.0×104m3/s时，输出的水达到对应的扬程为5m，水泵做功W＝Fs＝

﹣

Gh＝1N×5m＝5J，则功率P＝＝

＝5W，

（5）①当设定的温度升高时，则热敏电阻的阻值减小，要保持电阻R1的电压不变，则必须保持电路中的电流不变，因而必须减小电源电压； ②当R1＝6Ω时的电压U1，电路中的电流为I＝﹣U1，

电功率P＝U2I，则有4W＝（10V﹣U1）×

，

，热敏电阻的电压U2＝U﹣U1＝10V

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解得U1＝4V或U1＝6V，由于要使得水温度较高，则R2的电阻较小，电路中的电流较大，则必须使得U1较大，设计为6V。

故答案为：（1）两；N；（2）D；（3）80； 6；（4）3.20 5；（5）减小；6。

【点评】综合考查了电能表参数的理解和电能的求法，功率的计算，重力的计算，密度公式及其变形的应用，电功率的计算等多个知识点，难度较大。

43．如图甲所示，电源电压U＝6V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻RL＝10Ω，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比关系，（如图乙所示），R的正上方装有一电磁铁P，其线圈电阻不计。

（1）在R上水平放置质量为1kg的铁制品，开关接a，通过小灯泡的电流为多大？小灯泡两端的电压为多少伏？

（2）在R上水平放置质量为2kg的铁制品，开关接b，电压表稳定后的示数为4V，则此时压敏电阻的阻值为多少欧？电磁铁P对铁制品的吸引力为多少牛？

【分析】（1）根据G＝mg计算出铁制品的重力，可得对压敏电阻的压力，由图乙确定此时R的阻值，根据欧姆定律计算出电路中的电流值；由U＝IR计算出灯泡两端的电压；

（2）根据电压表的示数计算出电路中的电流值和R两端的电压，根据欧姆定律得出压敏电阻的阻值；

对照乙图得出此时铁制品对压敏电阻的压力，根据平衡力的知识可计算出P对铁制品的吸引力。【解答】解：

（1）铁制品的重力G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N；由图乙知，当F＝10N时，电阻R＝6Ω，则电路中电流I＝

＝

＝0.375A；

由I＝得，灯泡两端的电压UL＝IRL＝0.375A×10Ω＝3.75V；（2）2kg铁制品的重力G′＝m′g＝2kg×10N/kg＝20N；

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此时电路中的电流I′＝＝＝0.4A；

电阻R两端的电压U′＝6V﹣4V＝2V；则R的阻值为R′＝

＝

＝5Ω，

＝12N；

由图象知，FR＝60N•Ω，则当R＝5Ω时，F＝所以吸引力F′＝20N﹣12N＝8N。

答：（1）通过小灯泡的电流为0.375A；小灯泡两端的电压为3.75V；（2）此时压敏电阻的阻值为5Ω；电磁铁P对铁制品的吸引力为8N。

【点评】本题是有关欧姆定律的题目，解决此题的关键是通过图象乙，从中确定压力与电阻的关系。

（2）该电热毯处于高温加热状态时，10min消耗的电能；

（3）已知R2的阻值为660Ω，当电热毯处于低温加热状态时，R1的实际功率为多少？

【分析】（1）当开关S闭合时，电热毯才处于高温加热状态，额定加热功率为110W；又已知电压为220V，因此直接利用R＝

即可求出R1的阻值；

（2）直接利用W＝Pt即可求出消耗的电能；

（3）当电热毯处于低温加热状态时，R1、R2串联，先利用I＝求出电路中的电流，然后再利用P＝I2R求出R1的实际功率。【解答】解：（1）R1＝

＝

＝440Ω；

（2）电热毯处于高温加热状态时，10min消耗的电能：W＝Pt＝110W×10×60s＝6.6×104J；

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（3）当电热毯处于低温加热状态时，R1、R2串联，电路中的电流：I＝

＝0.2A；

P实＝I2R1＝（0.2A）2×440Ω＝17.6W。答：（1）R1的阻值为440Ω；

（2）该电热毯处于高温加热状态时，10min消耗的电能为6.6×104J；

＝

（3）已知R2的阻值为660Ω，当电热毯处于低温加热状态时，R1的实际功率为17.6W。【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的计算、电功的计算以及功率的计算；关键是正确分析出开关断开与闭合时电路中电阻的连接情况。

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