中考物理必考计算 专题09电功及电功率专题计算

中考物理必考计算 专题09电功及电功率专题计算

专题09电功及电功率 考点解读 一、 电功求解：‎ 1、 电功的内容：电流通过导体所做的功。‎ 2、 电功的表达式：W=UIt，推导公式：W=t，W=I2Rt。‎ 二、 焦耳定律内容：‎ ‎1、焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。计算公式：Q=I2Rt(适用于所有电路)。‎ ‎2、对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立Q=UIt，Q=t，Q=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。‎ ‎（1）在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；‎ ‎（2）串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即=；‎ 并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即=。‎ 三、 电功率求解：‎ ‎1、电功率的定义式：推导式：W=Pt ‎ ‎2、电功率计算公式：=UI（适用于所有电路）‎ 对于纯电阻电路可推导出：P=I2R=‎ 串联电路中电流处处相等，比较用电器消耗功率的多少一般采用P=I2R，并联电路各支路两端电压相等，比较用电器消耗功率的多少一般采用P=。‎ 重点考向 考点一：比值问题 ‎1．（2019•新疆）如图电路中，R1：R2＝2：3，开关闭合后，电路的总功率为P0．若将R1的阻值增大2Ω，R2的阻值减小2Ω，电路的总功率仍为P0；若将R1的阻值减小2Ω，R2的阻值增大2Ω，电 20‎ 路的总功率为P；则P：P0等于（　　）‎ A．3：2 B．4：3 C．5：4 D．6：5‎ ‎【解析】由图知，两个滑动变阻器并联；‎ 由题意知，R1：R2＝2：3，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①‎ 开关闭合后，电路的总功率：‎ P0＝+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②‎ 若将R1的阻值增大2Ω，R2的阻值减小2Ω，电路的总功率：‎ P0＝+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③‎ 由以上①②③式可解得：R1＝4Ω，R2＝6Ω；‎ 将R1＝4Ω，R2＝6Ω代入①式可得：P0＝+＝+﹣﹣﹣﹣﹣﹣④‎ 若将R1的阻值减小2Ω，R2的阻值增大2Ω，此时电路的总功率：‎ P＝+＝+﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤‎ 由④⑤两式可解得：P：P0＝（+）：（+）＝3：2。‎ 故选：A。‎ ‎2．（2020•泉州模拟）如图所示，电源电压恒定，闭合开关S、S1，电压表示数为4.5V，R0的功率为1.35W；闭合开关S、S2，电压表示数为3.6V，R2功率为0.576W．若S、S1、S2均闭合，R1与R2功率的比值为（　　）‎ 20‎ A．5：4 B．4：5 C．1：2 D．2：1‎ ‎【解析】由电路图可知，闭合开关S、S1，R0与R1串联，电压表测量R0两端的电压，‎ 由P＝得，定值电阻R0的阻值为：‎ R0＝＝＝15Ω，‎ 电路中的电流：I0＝＝＝0.3A；‎ 闭合开关S、S2，R0与R2串联，电压表测量R0两端的电压，‎ 通过R2的电流：I2＝＝＝0.24A，‎ 由P＝I2R得，R2的电阻：‎ R2＝＝＝10Ω，‎ 电源电压：‎ U＝I2（R0+R2）＝0.24 A×（15Ω+10Ω）＝6 V，‎ 由欧姆定律和串联电路电压规律可知，R1的阻值：‎ R1＝＝＝5Ω，‎ 若S、S1、S2均闭合，R1与R2并联，再与R0串联，R1与R2两端的电压相等，‎ 根据P＝可知，电功率与电阻成反比，‎ 所以R1与R2功率的比值为：‎ P1′：P2′＝R2：R1＝10Ω：5Ω＝2：1。‎ 故选：D。‎ 20‎ 考点二：图像问题 ‎3．（2019•深圳）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W．下列说法错误（　　）‎ A．只闭合开关S1时，小灯泡L 的电阻为4Ω ‎ B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A ‎ C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W ‎ D．再闭合开关S2后，在1min 内电阻R产生的热量为240J ‎【解析】A、只闭合 S1时，电路为小灯泡L的简单电路，L 的实际功率为 1W，根据P＝UI可知，‎ 在甲图L的图线上找符合U、I乘积为 1W 的坐标，则有：UL＝2V，IL＝0.5A，‎ 则小灯泡 L 的电阻：RL＝＝＝4Ω，故 A 正确；‎ B、由 A 选项分析得，电源电压U＝UL＝2V，再闭合 S2后，此时R、L并联接入电路，电流表测干路中的电流，‎ 电压为 2V，在甲图中找出 R 此时对应电流为0.2A，则电流表示数增大0.2A，故B正确；‎ C、电源电压为 2V，R的电流为 IR＝0.2A，L 的电流为IL＝0.5A，‎ 电路中总电流为 I＝IR+IL＝0.2A+0.5A＝0.7A，‎ 则电路总功率：P＝U总I总＝2V×0.7A＝1.4W，故 C 正确；‎ D、再闭合 S2时，电阻R的电压为 2V，电流为 0.2A，‎ 通电 1min 产生热量：Q＝W＝UIt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D错误。‎ 故选：D。‎ ‎4．（2019•临沂）如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I﹣U图象。闭合开关S后，下列判断正确的是（　　）‎ 20‎ A．滑动变阻器的滑片P向左滑动时，灯泡变暗 ‎ B．电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻是25Ω ‎ C．电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25W ‎ D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W ‎【解析】A、由图可知，闭合开关S后，灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，‎ 滑片P向左滑动时，电路中的电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P＝I2R可知灯泡的实际功率增大，则灯泡变亮，故A错误；‎ B、由灯泡的I﹣U图象可知，当电流为0.4A时，灯泡的电压为1V，‎ 由欧姆定律可得，灯的电阻：‎ RL＝＝＝2.5Ω，故B错误；‎ C、电压表示数为2.5V时，由串联电路电压的规律，灯的电压为：UL′＝U﹣U滑′＝3V﹣2.5V＝0.5V，‎ 由图象可知，灯的电压为0.5V时电流为0.3A，则小灯泡的功率：‎ PL′＝UL′I′＝0.5V×0.3A＝0.15W，故C错误；‎ D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时，灯正常发光，由图象可知灯的额定电流为0.5A，‎ 根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：U滑＝U﹣UL额＝3V﹣2.5V＝0.5V，‎ 此时滑动变阻器的功率：‎ P滑＝U滑I滑＝0.5V×0.5A＝0.25W，故D正确。‎ 故选：D。‎ ‎5．（2019•锦州）为培养同学们的探究能力，某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行研究。‎ 20‎ 现取“6V 6W”和“6V3W”的小灯泡L1和L2各一个，标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器一个，量程为0～0.6A的电流表和量程为0～3V的电压表各一个，根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图象，如图甲所示。求：‎ ‎（1）小灯泡L2的额定电流。‎ ‎（2）将两灯并联接在电压为6V的电源两端，10min内电路消耗的电能。‎ ‎（3）将小灯泡L2与滑动变阻器R串联接在电压为12V的电源两端，如图乙所示。闭合开关S，调节滑动变阻器，为了保证电路元件安全，求滑动变阻器允许接入电路的最小阻值。‎ ‎【解析】（1）由P＝UI可得，小灯泡L2的额定电流I2额＝＝＝0.5A；‎ ‎（2）将L1和L2并联接在6V电源两端时，‎ 因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，‎ 所以，电路的总功率：‎ P＝P1+P2＝6W+3W＝9W，‎ 由P＝可得10min内电路消耗的电能：‎ W＝Pt＝9W×10×60s＝5400J；‎ ‎（3）由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，‎ 为了保证电路元件安全，电压表的示数为3V时，电路中电流最大，‎ 由I＝可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R滑最小＝＝＝＝30Ω。‎ 答：（1）小灯泡L2的额定电流为0.5A。‎ ‎（2）将两灯并联接在电压为6V的电源两端，10min内电路消耗的电能为5400J。‎ ‎（3）滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为30Ω。‎ 20‎ ‎6．（2019•怀化）如图甲是定值电阻R1和标有“8V 8W”灯泡L的I﹣U关系图象。如图乙所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12Ω．当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器R2的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W．求：‎ ‎（1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量；‎ ‎（2）电源电压；‎ ‎（3）当开关S、S1、S2同时闭合。调节滑片P．求电路消耗的最大功率。‎ ‎【解析】（1）因为P＝＝，‎ 所以灯泡产生的热量为QL＝PLt＝8W×10s＝80J；‎ ‎（2）当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器R2的滑片P滑到b端时，灯泡与整个滑动变阻器串联。‎ 由图象知，灯泡实际功率P实L＝1W时，灯泡两端电压为U实L＝2V，I实＝0.5A，‎ 因为I＝，‎ 所以滑动变阻器两端电压为U2＝I实R2＝0.5A×12Ω＝6V，‎ 所以电源电压为U＝U实L+U2＝2V+6V＝8V；‎ ‎（3）当开关S、S1、S2同时闭合，滑动变阻器滑片位于最左端，灯泡和定值电阻R1并联。‎ 因为U实L′＝U＝U额＝8V，‎ 所以灯泡实际功率P实L′＝P额＝8W；‎ 定值电阻阻值为R1＝＝10Ω，‎ 所以R1功率为P1＝＝＝6.4W；‎ 电路消耗的最大总功率为P总＝P实L′+P1＝8W+6.4W＝14.4W。‎ 答：（1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量为80J；‎ ‎（2）电源电压为8V；‎ 20‎ ‎（3）当开关S、S1、S2同时闭合，电路消耗的最大功率为14.4W。‎ 考点三：简单串联电路问题 ‎7．（2019•贵阳）如图所示电路，电源电压恒为8V，小灯泡标有“6V 3W“字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：‎ ‎（1）小灯泡的额定电流；‎ ‎（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值。‎ ‎（3）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率。‎ ‎【解析】解：（1）灯泡的额定电压是6V，额定功率是3W，‎ 由P＝UI得，灯泡的额定电流：IL＝＝＝0.5A，‎ 由欧姆定律得，灯泡的电阻：R＝＝＝12Ω；‎ ‎（2）灯泡正常工作时电路中的电流为：I＝IL＝0.5A，‎ 滑动变阻器两端的电压：U'＝U总﹣U＝8V﹣6V＝2V，‎ 所以滑动变阻器的电阻：R'＝＝＝4Ω；‎ ‎（3）当电压表示数为3V时，灯泡两端的电压为3V，‎ 此时灯泡的实际功率为：P实＝＝＝0.75W。‎ 答：（1）小灯泡的额定电流是0.5A；‎ ‎（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值是4Ω；‎ ‎（3）电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率是0.75W。‎ ‎8．（2019•北京）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：‎ ‎（1）通电10s电阻丝R1产生的热量；‎ ‎（2）电源两端的电压。‎ 20‎ ‎【解析】解：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量：‎ Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。‎ ‎（2）由I＝得，R1两端的电压：‎ U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，‎ 根据串联电路电压规律可知，电源电压：‎ U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。‎ 答：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量为16J；‎ ‎（2）电源两端的电压为6V。‎ 考点四：简单并联问题 ‎9．（2019•荆州）如图，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω 1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响。‎ 求：（1）灯泡正常工作时电阻为多大；‎ ‎（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大；‎ ‎（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围 ‎【解析】解：‎ ‎（1）根据P＝得，灯泡正常工作时电阻：‎ 20‎ RL＝＝＝6Ω；‎ ‎（2）当开关 S、S1、S2闭合，S3断开时，灯泡 L被短路，定值电阻 R1与滑动变阻器R2并联，‎ 当滑动变阻器R2的阻值最大为15Ω时，电路总电流最小，电路总功率最小，‎ 通过 R1的电流：I1＝＝＝0.45A，‎ 通过滑动变阻器R2的电流：I2＝＝＝0.3A，‎ 电路最小总功率：P最小＝U×（I1+I2）＝4.5V×（0.45A+0.3A）＝3.375W；‎ ‎（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R1断路，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端电压 灯泡的额定电流：I额＝＝＝0.5A；‎ 因为灯泡额定电流I额＝0.5A，电流表量程为 0～3A，滑动变阻器标有“15Ω 1A”字样，‎ 所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为 I最大＝I额＝0.5A，此时滑动变阻器 R2阻值最小，‎ 则电路最小总电阻：R最小＝＝＝9Ω 滑动变阻器R2最小阻值：R2最小＝R最小﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω；‎ 因为电压表量程为 0～3V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为 U2＝3V 时，此时滑动变阻器阻值最大，‎ 此时电路中电流：I最小＝＝＝0.25A，‎ 滑动变阻器R2最大阻值：R2最大＝＝＝12Ω，‎ 综上所述滑动变阻器的阻值范围为 3Ω～12Ω。‎ 答：（1）灯泡正常工作时电阻为6Ω；‎ ‎（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为3.375W；‎ ‎（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围为 3Ω～12Ω。‎ 20‎ ‎10．（2019•临沂）图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两挡加热功能，低温挡功率为5500W，内部等效电路如图乙所示，R1和R2是两个电热丝。某次小眀用高温挡淋浴时，水的初温是20℃，淋浴头的出水温度为40°C，淋浴20min共用水100L．假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收【c水＝4.2×103J/（kg•°C）】求：‎ ‎（1）电热丝R1的阻值。‎ ‎（2）该热水器高温挡功率。‎ ‎【解析】解：‎ ‎（1）由图知，两开关同时闭合时，两电阻并联，只闭合S1时，为R1的简单电路；‎ 因为并联的总电阻小于其中任一分电阻，根据P＝可知，只闭合S1时，电阻较大，功率较小，为低温挡，‎ 电热丝R1的阻值：R1＝＝＝8.8Ω；‎ ‎（2）用高温挡淋浴时，淋浴20min共用水100L，‎ 水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg；‎ 水从初温20℃升高到40°C吸收的热量：‎ Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•°C）×100kg×（40°C﹣20°C）＝8.4×106J；‎ 由题知，假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收，‎ 则消耗的电能：W＝Q＝8.4×106J；‎ 该热水器高温挡功率：‎ P高＝＝＝7000W。‎ 答：（1）电热丝R1的阻值为8.8Ω；‎ ‎（2）该热水器高温挡功率为7000W。‎ 20‎ 考点五：动态电路问题 ‎11．（2019•丹东）如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样（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。‎ ‎（1）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。‎ ‎（2）当电路中有元件工作时，求电路消耗的最小功率。‎ ‎【解析】解：（1）当开关S、S1、S2都闭合时，灯泡L与电阻R1并联，电流表测干路电流，‎ 因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡恰好正常发光，‎ 所以，电源的电压U＝UL＝6V，‎ 由P＝UI可得，通过小灯泡的电流：‎ IL＝＝＝0.5A，‎ 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，‎ 所以，通过R1的电流：‎ I1＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，‎ 由I＝可得，R1的阻值：‎ R1＝＝＝60Ω，‎ ‎50s内电流通过R1产生的热量：‎ Q1＝I12R1t＝（0.1A）2×60Ω×50s＝30J；‎ ‎（2）灯泡的电阻：‎ RL＝＝＝12Ω，‎ 因RL＜R1，‎ 所以，当开关S闭合，S1、S2都断开且滑片位于右端时，R1与R2的最大阻值串联，此时电路的总 20‎ 电阻最大，电路的总功率最小，‎ 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，‎ 所以，电路消耗的最小功率：‎ P小＝＝＝0.36W。‎ 答：（1）R1的阻值为60Ω，电流通过R1产生的热量为30J；‎ ‎（2）当电路中有元件工作时，电路消耗的最小功率为0.36W。‎ ‎12．（2019•辽阳）图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路，R1、R2均为发热体，将开关S分别置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的档位。已知两档空气炸锅的高温档功率为900W，R2阻值为96.8Ω．求：‎ ‎（1）发热体R1的阻值是多少？‎ ‎（2）空气炸锅一次性可装入200克牛柳，若将这些牛柳从40℃加热到190℃，牛柳需要吸收多少热量？【c牛柳＝3×103J/（kg•℃）】‎ ‎（3）不计热量损失，用高温档将200g牛柳从40℃加热到190℃，需要多长时间？‎ ‎【解析】解：（1）由电路图可知，当S置于1位置时，R1、R2并联，‎ 当S置于2位置时，只有电阻R2接入电路；‎ 因为并联电路的电阻小于任何一个分电阻，即并联电阻小于R2，所以接1时为高温档，‎ 因此由P＝可知，当S置于1位置时，功率较大，即空气炸锅处于高温档；‎ 当S置于2位置时，空气炸锅处于保温状态；‎ 则R2的功率P2＝＝＝500W，‎ 发热体R1的功率：P1＝900W﹣500W＝400W；‎ 20‎ 由P＝可知，R1＝＝＝121Ω。‎ ‎（2）牛柳需要吸收的热量Q吸＝cm△t＝3×103J/（kg•℃）×0.2kg×（190℃﹣40℃）＝9×104J；‎ ‎（3）不计热量损失Q吸＝W＝9×104J；‎ 由P＝可得，用高温档牛柳从40℃加热到190℃，需要时间t＝＝＝100s。‎ 答：（1）发热体R1的阻值是121Ω。‎ ‎（2）牛柳需要吸收9×104J热量；‎ ‎（3）需要100s长时间。‎ ‎13．（2019•通辽）有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1＝88Ω，R2＝22Ω。‎ ‎（1）如何控制S1和S2，使热水器处于高温挡；‎ ‎（2）求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量；‎ ‎（3）求中温挡正常工作时热水器的功率。‎ ‎【解析】解：‎ ‎（1）由图知，当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，R1和R2并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，电源电压不变，由P＝可知，此时总功率最大，热水器处于高温挡；‎ ‎（2）当断开S1，并将S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，由P＝可知，此时总功率最小，热水器处于低温挡；‎ 此时热水器正常工作5min内电热丝产生的热量：‎ Q＝t＝×5×60s＝1.32×105J；‎ ‎（3）只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，热水器处于中温挡；‎ 20‎ 此时电路的功率：P中＝＝＝550W；‎ 答：（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温挡；‎ ‎（2）低温挡正常工作5min内电热丝产生的热量为1.32×105J；‎ ‎（3）中温挡正常工作时热水器的功率为550W。‎ 考点六：综合计算 ‎14．（2019•鄂尔多斯）甜甜要制作一个电动航模，需要电动机作为动力源，她找来电吹风，研究了电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为50Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题：‎ ‎（1）PTC电阻是由　　材料制成的；电动机的工作原理是　。‎ ‎（2）电吹风吹热风时，求电热丝的最大发热功率。‎ ‎（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，电动机的机械效率为90%，求电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量）‎ ‎【解析】解：（1）由图乙可知，PTC电阻R0的阻值随温度的变化而变化，是由半导体材料制成的；‎ 电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；‎ ‎（2）由图乙可知，R0的最小阻值为10Ω，此时电热丝支路的总电阻最小，该支路中的电流最大，电热丝的发热功率最大，‎ 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，‎ 所以，电热丝支路中的电流：‎ I大＝＝＝A，‎ 则电热丝的最大发热功率：‎ 20‎ P热＝I大2R＝（A）2×50Ω≈672.2W ‎（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，消耗的电能：‎ W电＝UIt＝220V×1A×20s＝4400J，‎ 由η＝×100%可得，输出的机械能：‎ W机械＝W电η＝4400J×90%＝3960J，‎ 电动机线圈电阻产生的热量：‎ Q＝W电﹣W机械＝4400J﹣3960J＝440J，‎ 由Q＝I2Rt可得，电动机线圈的电阻：‎ R线圈＝＝＝22Ω。‎ 答：（1）半导体；通电导体在磁场中受到力的作用；‎ ‎（2）电吹风吹热风时，电热丝的最大发热功率为672.2W；‎ ‎（3）电动机线圈电阻为22Ω。‎ ‎15．（2019•抚顺）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝176Ω加热杯的部分参数如表。求：c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]‎ ‎（1）R2的阻值是多少？‎ ‎（2）加热杯的低温档功率是多少？‎ ‎（3）若不计热量损失，加热杯使用高温档加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要多长时间？‎ 额定电压 ‎220V 高温档功率 ‎1100W 中温档功率 ‎440W 低温档功率 容量 ‎1L 20‎ ‎【解析】解：（1）当S接高温档触点时，电路为R3的简单电路，‎ 由P＝UI＝可得，R3的阻值：‎ R3＝＝＝44Ω，‎ 当S接中温档触点时，R2、R3串联，则此时电路中的总电阻：‎ R总＝＝＝110Ω，‎ 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总﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；‎ ‎（2）当S接低温档触点时，R1、R3串联，则加热杯的低温档功率：‎ P低＝＝＝220W；‎ ‎（3）满壶水的体积：‎ V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，‎ 由ρ＝可得，水的质量：‎ m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，‎ 水吸收的热量：‎ Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，‎ 不计热量损失时，消耗的电能：‎ W＝Q吸＝3.696×105J，‎ 由P＝可得，需要的加热时间：‎ 20‎ t′＝＝＝336s。‎ 答：（1）R2的阻值是66Ω；‎ ‎（2）加热杯的低温档功率是220W；‎ ‎（3）若不计热量损失，加热杯使用高温档加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要336s。‎ ‎16．（2019•海南）小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I﹣U图象如图乙所示。‎ 求：‎ ‎（1）小灯泡正常发光时的电阻。‎ ‎（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能。‎ ‎（3）经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？‎ ‎（4）小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因。‎ ‎【解析】解：（1）小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，由图乙可知，小灯泡正常发光时的电流，IL＝1A，‎ 由I＝可得小灯泡的电阻：RL＝＝＝6Ω；‎ ‎（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能：‎ WL＝ULILt＝6V×1A×10×60s＝3600J；‎ ‎（3）小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，＝＝50%可得电源电压：‎ ‎＝＝50%，解得：U＝12V；‎ 20‎ 把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比：‎ ‎＝＝＝25%；‎ ‎（4）由（3）分析可知，调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，是小灯泡两端的电压太小或滑动变阻器两端的电压太大。‎ 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻是6Ω。‎ ‎（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能是3600J。‎ ‎（3）经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是25%；‎ ‎（4）小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，是小灯泡两端的电压太小或滑动变阻器两端的电压太大。‎ ‎17．（2019•齐齐哈尔）如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为110Ω，M是电动机。开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风；当S2接2、3时吹温风；当S2接3、4时吹热风，此时空调扇的总功率为1100W．已知：电源电压为220V，c冰＝2.1×103J/（kg•℃）。求：‎ ‎（1）吹冷风时，在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低，若冰袋内冰的质量为lkg，温度从﹣16℃升高到一6℃时，冰从周围吸收的热量是多少？‎ ‎（2）吹冷风时，电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h，此时通过电动机的电流是多少？‎ ‎（3）吹热风时，R2的电阻是多少？‎ ‎【解析】解：（1）冰吸收的热量为：‎ Q吸＝c冰m冰△t＝2.1×103J/（kg•℃）×1kg×[﹣6℃﹣（﹣16℃）]＝2.1×104J；‎ ‎（2）开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风，此时只有电动机工作，‎ 由W＝UIt可得，通过电动机的电流为：‎ 20‎ I冷＝＝＝0.5A；‎ ‎（3）电动机的功率为：‎ P电动机＝＝＝0.11kW＝110W，‎ 当S2接3、4时吹热风，此时电动机、R1、R2并联，‎ 因并联电路各支路两端的电压相等，‎ 则R1消耗的功率：‎ P1＝＝＝440W，‎ 已知此时空调扇的总功率为1100W，则消耗R2的功率为：‎ P2＝P﹣P电动机﹣P1＝1100W﹣110W﹣440W＝550W，‎ 由P＝可得，R2的阻值为：‎ R2＝＝＝88Ω。‎ 答：（1）吹冷风时，冰从周围吸收的热量是2.1×104J；‎ ‎（2）吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；‎ ‎（3）吹热风时，R2的电阻是88Ω。‎ 20‎