中考物理真题分类汇编——电功率计算专题

中考物理真题分类汇编——电功率计算专题

2019 年中考物理真题分类汇编 ——电功率计算专题 1.（2019 宜宾，18）如图所示电路中，已知电源电压保持不变，小灯泡 L 的规 格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为 30Ω，R0 为定值电阻。 （1）小灯泡 L 正常发光时的电流为多少？ （2）只闭合开关 S1 和 S2，将变阻器滑片从最左端 a 向右滑动，当变阻器接入电 路的阻值为 4Ω时，小灯泡 L 恰好正常发光，则电源电压是多少？ （3）只闭合开关 S1 和 S3，当滑片置于 a 时，电压表示数为 6V，电流表示数为 0.2A，此时滑动变阻器消耗的电功率为 1.2W，当滑片向右滑动到另外某个位置 时，变阻器消耗的电功率仍然为 1.2W，试求在这个位置时电流表的示数。 2.（2019 枣庄，31）节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方 向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表： 假如汽车上只有司机一人，质量为 60kg，汽车以 60km/h 的速度匀速行驶 36km， 耗电 9kW•h，汽车所受的阻力为汽车总重的 0.05 倍。g＝10N/kg，试问： （1）电动机的工作原理是　 　（选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作 用”）电动汽车前进和倒退是通过改变　 　来改变电动机的转动方向的。 （2）电动汽车对水平地面的压强是多少？ （3）电动汽车牵引力所做的功是多大？ （4）电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？ 3.（2019 枣庄，32）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶 正常工作时，求： （1）养生壶正常工作的电阻。 （2）若该养生壶的加热效率为 80%，在标准大气压下，将初温是 12℃的一壶水 烧开，需要多长时间？（c 水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3] （3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测 量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW•h）”，他们把家中的其他用电 器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min 电能表的转盘转了 40r， 求电养容量生壶的实际功率。 4.（2019 河南，20） 5.（2019 泰安，26）某电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图甲所示。 其中控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，R 为热敏电阻，热敏电阻中允许通过的 最大电流 I0=15mA，其电阻 R 随温度变化的规律图像如图乙所示，电源电压 U1 恒 为 6V。当电磁铁线圈中的电流 I＞8mA 时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触 点 a、b 接触，加热电路接通；当电磁铁线圈中的电流 I≤8mA 时，继电器上方 触点和触点 c 接触，保温电路接通。热敏电阻 R 和工作电路中的三只电阻丝 R1、 R2、R3 均置于储水箱中，U2＝220V，加热时的功率 P 加热＝2200W，保温时的功率 P 保温＝110W，加热效率η＝90%，R2＝2R1，水箱内最低温度为 0℃，水的比热容 c 水=4.2×103J/（kg·℃）。 （1）为使控制电路正常工作，保护电阻 R0 的阻值至少为多大？若 R0 为该值， 试求热水器刚开始保温时水的温度。 （2）电阻丝 R1、R2、R3 的阻值分别为多少欧姆？ （3）该热水器在加热状态下，将 44 kg、20℃的水加热到 50℃需要多少时间？ 6.(2019 怀化，35)如图甲是定值电阻的和标有“8 V 8 W"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 12 Ω。当开关 S、S2 闭合, 开关 S1 断开，将滑动变阻器的滑片 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。 7.(2019 济宁，)如图所示,电路中的电源电压不变。只用一根导线连接 b、c 时, 电阻 R 上的电压为 9.6V,通过灯泡 L 的电流为 0.2A;用一根导线连接 a、b,一根 导线连接 c、d 时,电阻 R 与灯泡 L 的电功率之比为 1:4,灯泡 L 正常发光。求 (1)电阻 R 的阻值; (2)灯泡 L 的额定电压; (3)只用一根导线连接 c、d 时电路消耗的总功率 8.（2019 长春，25）科技小组要测量额定电压为 5V 的小灯泡的电功率，可用的 器材有：一个电压表和一个电流表（只有 0~0.6A 量程可用）．电源两端的电压 恒定． （1）按如图甲所示电路图确连接电路．闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到 端（选填“左”或“右”）． （2）闭合开关，记录电压表、电流表示数：调节滑动变阻器并记录多组数 据．当电流表示数为 0.6A 时，电压表示数低于 5V．根据数据绘制出小灯泡的电 流 I 与电压 U 的关系图像如图乙所示，由图像可知，灯丝电阻随温度的升高 而 。 （3）为测量小灯泡的额定功率，小组同学拆除电流表后再接通电路，调节滑动 变阻器直至电压表示数为 5V；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关，将 电压表替换 AB 间导线接入电路，闭合开关，电压表小数为 5.4V，则此时小灯泡 亮度比正常发光时 ：将滑动变阻器的滑片移到最左端，电压表示数 变为 7.2V．则小灯泡的额定功率为 W． 9..(2019 天水,23)（已知 c 煤油=2.1×103J/（kg•℃），ρ煤油=0.8×103kg/m3） （1）煤油温度升高 20℃时，吸收了多少焦耳的热量？ （2）R1 的阻值是多少？（写出必要的文字说明） （3）某同学用两个阻值和 R1、R2 均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器， 将它接在家庭电路中工作 l1min，产生的热量是多少？ 10.（2019 湘西州，27）下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图，R 1、 R2 为电热丝，且电阻不变，高温档位功率为 1100W，低温档位功率为 440W，家 庭电路电压 U=220V，求： （1）电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度； （2）电路中 R1 的阻值； （3）如果普通家庭生活用电的电费价格为每度 0.55 元，试计算用该电取暖器 的低温档位取暖 4 小时需要缴纳的电费。 11..（2019 玉林，）某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图 13 甲所示。OBA 为水平杠杆、OA 长 100cm，O 为支点，OB：BA＝1；4；已知报警器 R0 的阻值恒为 10Ω，压力传感器 R 固定放置，压力传感器受到的压力 F 与 R 的 阻值变化的关系如图.13 乙所示。当托盘空载时，闭合开关 S，电压表的示数为 1V；当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到 2V 时，报警器 R0 开始发出报警 信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为 0～3V。 求： （1）电源电压； （2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力； （3）当托盘受到的压力为 120N 时，报警器是否报警： （4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为 5： 6 时，托盘受到的压力。 12.（2019 菏泽，27）如图所示，将标有“2.5V 0.625W”字样的小灯泡接入电 源电压 4.5V（电压保持不变）电路中，为调节灯泡亮度，在电路中串联一个滑 动变阻器，两个电压表的量程都是 3V。 （1）移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，灯泡正常发光时的电阻是多大？ （2）在小灯泡正常发光的情况下，通电 5 分钟，滑动变阻器消耗的电能是多少？ （3）为保证两个电压表两端的电压不超过 3V，小灯泡两端的电压不超过额定电 压的情况下，滑动变阻器允许的取值范围是多少？（假定灯丝电阻保持不变） 13.（2019 铜仁，24）在如图所示的电路中，电源电压为 12V，滑动变阻器的 阻值范围在 0 至 50Ω之间，闭合开关 S，调节滑动变阻器，当滑片 P 置于滑动 变阻器的中点时，电流表的示数为 0.3A。求: (1)定值电阻 R1 的阻值;(3 分) (2)当滑动变阻器的滑片 P 置于阻值最大处时，电路的总功率是多少?(得数保留 1 位小数)(4 分) (3)电流表接入电路中的量程是 0 至 0.6A，在不改变电流表量程的情况下，为了 保证电流表的安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值是多少?(4 分) 14.（2019 临沂，30）图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两档 加热功能，低温档功率为 5500W，内部等效电路如图乙所示，R1 和 R2 是两个电 热丝。某次小眀用高温档淋浴时，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）该热水器高温档功率。 15.(2019 云南，24)如图所示,R1=6 ，当 S1 闭合，S2、S3 断开时，电流表示数 为 1A；S3 闭合，S1、S2 断开时，电流表示数为 02A.求 (1)电源电压 (2)电阻 R2 的阻值 (3)当 S1、S2 团合,S3 断开时，电路的总功率 Ω 16.（2019 吉林，16）某种荧光台灯铭牌上标有“额定功率 11W，额定电流 0.05A”的字样。当台灯正常发光时，求：（1）台灯两端的电压；（2）10s 内 台灯消耗的电能。 17.（2019 湖州，12）目前全国少数城市已投入使用超级电容公交车。超级电容 器是一种新型电能存储设备，像蓄电池一样也有正、负两极，可通过安装在各 公交站点的充电桩快速充满电，让车能够继续正常行驶。在制动过程中，电车 又能通过发电机回收部分能量为超级电容充电，安全高效环保。 假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为 15 吨，某次运行时从充电桩 充满电后电车储存的能量约为 2×107 焦，能以 10 米/秒的速度保持匀速直线行 驶 6 千米，能量利用的效率为 90%。 （1）电车发电机的工作原理是________。 （2）若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为 0.4 米 2，求公交车对地 面的压强。 （3）若公交车在该次运行中受到的阻力恒定，则牵引力大小是多少? （4）若公交车在该次运行中电容器输出电压为 300 伏，不计电容器输出电能时 的能量损耗，则工作电路的电流有多大? 18.（2019 湖州，13）现有规格分别为“6V3W”和“6V6W”两个小灯泡 L1、L2， 已知它们的电流与电压间关系如图所示。 （1）由图可知，L1、L2 的灯丝电阻都随电流的增大而________（选填“增大” “减小”或“不变”）。 （2）若将 L1、L2 并联接在学生电源间，电源电压调节为 6 伏，通电 5 分钟，则 两灯泡消耗的总电能为多少焦? （3）若将 L1、L2 串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电 压不超过其额定电压的情况下，L1、L2 消耗的实际总功率最大值是多少? 19.（2019 天津，20）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常 工作时，把 1kg 水从 20℃加热到 100℃用时 7min，已知 c 水=4.2×103J/（kg• ℃），求： （1）水吸收的热量； （2）电热水壶的热效率。 20.（2019 岳阳，23）一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅 不同挡位的电阻和加热效率均不变）。 额定电压 电炖锅档位 额定功率/W 低温 200 中温 400 200V 高温 600 （1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）； （2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工 作，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在 12ls 内转了 20 圈，求此时 的实际电压； （3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水 温达到 50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给 信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。 2019 年中考物理真题分类汇编 ——电功率计算专题答案 1.（2019 宜宾，18）如图所示电路中，已知电源电压保持不变，小灯泡 L 的规 格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为 30Ω，R0 为定值电阻。 （1）小灯泡 L 正常发光时的电流为多少？ （2）只闭合开关 S1 和 S2，将变阻器滑片从最左端 a 向右滑动，当变阻器接入电 路的阻值为 4Ω时，小灯泡 L 恰好正常发光，则电源电压是多少？ （3）只闭合开关 S1 和 S3，当滑片置于 a 时，电压表示数为 6V，电流表示数为 0.2A，此时滑动变阻器消耗的电功率为 1.2W，当滑片向右滑动到另外某个位置 时，变阻器消耗的电功率仍然为 1.2W，试求在这个位置时电流表的示数。 2.（2019 枣庄，31）节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方 向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表： 假如汽车上只有司机一人，质量为 60kg，汽车以 60km/h 的速度匀速行驶 36km， 耗电 9kW•h，汽车所受的阻力为汽车总重的 0.05 倍。g＝10N/kg，试问： （1）电动机的工作原理是　 　（选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作 用”）电动汽车前进和倒退是通过改变　 　来改变电动机的转动方向的。 （2）电动汽车对水平地面的压强是多少？ （3）电动汽车牵引力所做的功是多大？ （4）电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？ 3.（2019 枣庄，32）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶 正常工作时，求： （1）养生壶正常工作的电阻。 （2）若该养生壶的加热效率为 80%，在标准大气压下，将初温是 12℃的一壶水 烧开，需要多长时间？（c 水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3] （3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测 量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW•h）”，他们把家中的其他用电 器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min 电能表的转盘转了 40r， 求电养容量生壶的实际功率。 4.（2019 河南，20） 【答案】 5.（2019 泰安，26）某电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图甲所示。 其中控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，R 为热敏电阻，热敏电阻中允许通过的 最大电流 I0=15mA，其电阻 R 随温度变化的规律图像如图乙所示，电源电压 U1 恒 为 6V。当电磁铁线圈中的电流 I＞8mA 时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触 点 a、b 接触，加热电路接通；当电磁铁线圈中的电流 I≤8mA 时，继电器上方 触点和触点 c 接触，保温电路接通。热敏电阻 R 和工作电路中的三只电阻丝 R1、 R2、R3 均置于储水箱中，U2＝220V，加热时的功率 P 加热＝2200W，保温时的功率 P 保温＝110W，加热效率η＝90%，R2＝2R1，水箱内最低温度为 0℃，水的比热容 c 水=4.2×103J/（kg·℃）。 （1）为使控制电路正常工作，保护电阻 R0 的阻值至少为多大？若 R0 为该值， 试求热水器刚开始保温时水的温度。 （2）电阻丝 R1、R2、R3 的阻值分别为多少欧姆？ （3）该热水器在加热状态下，将 44 kg、20℃的水加热到 50℃需要多少时间？ 解：（1）热敏电阻中允许通过的最大电流 I0 = 15mA，此时控制电路中最小电阻 R 总小= U1 I0 = 6V 1.5 × 10－2A = 400Ω 由图象得水箱内最低温度为 0℃时热敏电阻阻值最小， R 最小=100Ω 保护电阻阻值至少为 R0=R 总小－R 最小=400Ω－100Ω=300Ω… 热水器刚开始保温时，控制电路中的总电阻 R 总= U1 I控制1 = 6V 8 × 10－3A = 750Ω 热敏电阻的阻值 R = R 总－R0 = 750Ω－300Ω= 450Ω 由图乙图象查得，储水箱中水温是 70℃ （2）加热状态时，电阻 R1、R2 并联在工作电路中 R 并＝ R1R2 R1＋R2…………………………………………………① 并联电路的总电阻：R 并＝ U22 P加热＝（220V）2 2200W ＝22Ω……………② R2＝2R1……………………………………………………………③ 由①②③式解得：R1＝33Ω、R2＝66Ω 保温状态时，电阻 R2、R3 串联在工作电路中 R 串＝ U22 P保温＝（220V）2 110W ＝440Ω R3=R 串－R2=440Ω－66Ω=374Ω （3）水吸收的热量：Q 吸= cm（t－t0） 电流做的功：W 加热＝Q吸 η 加热时间：t 加热＝W加热 P加热＝2800s 6.(2019 怀化，35)如图甲是定值电阻的和标有“8 V 8 W"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 12 Ω。当开关 S、S2 闭合, 开关 S1 断开，将滑动变阻器的滑片 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： （1）灯泡正常发光 10s，电流通过灯泡产生的热量: Q=P 额 t= 8 W×10s=80J; （2）开关 S、S2 闭合, 开关 S1 断开，将滑动变阻器的滑片 P 滑到 b 端时，灯泡 L 的实际功率为 1W ，由图甲可知，此时，小灯泡两端的电压 UL=2V；电流 I=0.5A； 则滑动变阻器两端的电压 U2=IR2=0.5A×12 Ω=6V； 电源电压 U=UL+U2=2V+6V=8V （3）当开关 S、S1、S2 同时闭合，调节滑片 P 到 a 端时，小灯泡达到额定电压， 此时电路消耗的功率最大，灯泡和 R1 并联，由甲图可计算出 R1=U1/I1=2V/0.2A=1 Ω;其电功率 P1=U2/R1=(8V)2/1 Ω=64W。 电路消耗的最大功率 W=P 额+P1=8W+64W=72W. 7.(2019 济宁，)如图所示,电路中的电源电压不变。只用一根导线连接 b、c 时, 电阻 R 上的电压为 9.6V,通过灯泡 L 的电流为 0.2A;用一根导线连接 a、b,一根 导线连接 c、d 时,电阻 R 与灯泡 L 的电功率之比为 1:4,灯泡 L 正常发光。求 (1)电阻 R 的阻值; (2)灯泡 L 的额定电压; (3)只用一根导线连接 c、d 时电路消耗的总功率 8.（2019 长春，25）科技小组要测量额定电压为 5V 的小灯泡的电功率，可用的 器材有：一个电压表和一个电流表（只有 0~0.6A 量程可用）．电源两端的电压 恒定． （1）按如图甲所示电路图确连接电路．闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到 端（选填“左”或“右”）． （2）闭合开关，记录电压表、电流表示数：调节滑动变阻器并记录多组数 据．当电流表示数为 0.6A 时，电压表示数低于 5V．根据数据绘制出小灯泡的电 流 I 与电压 U 的关系图像如图乙所示，由图像可知，灯丝电阻随温度的升高 而 。 （3）为测量小灯泡的额定功率，小组同学拆除电流表后再接通电路，调节滑动 变阻器直至电压表示数为 5V；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关，将 电压表替换 AB 间导线接入电路，闭合开关，电压表小数为 5.4V，则此时小灯泡 。）（）（：所以 常发光，只有小灯泡工作，且正，）（ 。率光，则小灯泡的额定功并联时，小灯泡正常发 ；电源电压： ；为串联时，灯泡两端电压 ； ；由于电压相等时， ；并联时， ）电阻解：（ 源 源额 源 W1212 V12 R UP消耗的 总耗的 电路时d、c只用一根 导用一根3 V12UU V12V4.2V6.9UUU V4.212A2.0IRU 12R R R I I P P 4:1P P的功率之比L与灯泡R电阻)2( ;48A2.0 V6.9 I UR1 2 L 2 L LL L L L R L R L R =Ω== == =+=+= =Ω×== Ω=∴ == = Ω=== 亮度比正常发光时 ：将滑动变阻器的滑片移到最左端，电压表示数 变为 7.2V．则小灯泡的额定功率为 W． 【答案】（1）右；（2）变大；（3）暗；4 9..(2019 天水,23)（已知 c 煤油=2.1×103J/（kg•℃），ρ煤油=0.8×103kg/m3） （1）煤油温度升高 20℃时，吸收了多少焦耳的热量？ （2）R1 的阻值是多少？（写出必要的文字说明） （3）某同学用两个阻值和 R1、R2 均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器， 将它接在家庭电路中工作 l1min，产生的热量是多少？ 10.（2019 湘西州，27）下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图，R 1、 R2 为电热丝，且电阻不变，高温档位功率为 1100W，低温档位功率为 440W，家 庭电路电压 U=220V，求： （1）电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度； （2）电路中 R1 的阻值； （3）如果普通家庭生活用电的电费价格为每度 0.55 元，试计算用该电取暖器 的低温档位取暖 4 小时需要缴纳的电费。 W=P 低 温 t=0.44kW×4h=1.76kW•h， 需要交纳的电费为： 1.76kW•h×0.55 元/kW•h=0.968 元≈0.97 元。 答：（1）电 取暖 器处于高温档位时电路中的电流强度为 5A； （2）电 路中 R 1 的阻值是 44Ω； （3）用 该电 取暖 器的低温档位取暖 4 小时需要缴纳的电费为 0.97 元。 11..（2019 玉林，）某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图 13 甲所示。OBA 为水平杠杆、OA 长 100cm，O 为支点，OB：BA＝1；4；已知报警器 R0 的阻值恒为 10Ω，压力传感器 R 固定放置，压力传感器受到的压力 F 与 R 的 阻值变化的关系如图.13 乙所示。当托盘空载时，闭合开关 S，电压表的示数为 1V；当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到 2V 时，报警器 R0 开始发出报警 信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为 0～3V。 求： （1）电源电压； （2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力； （3）当托盘受到的压力为 120N 时，报警器是否报警： （4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为 5： 6 时，托盘受到的压力。 解：（1）当托盘空载时，此时电路中的电流， 由图乙可知托盘空载时，压力传感器 R＝30Ω 电源电压 U＝I1（R0＋R）＝0.1A×（10Ω＋30Ω）＝4V （2）当报警器开始报警时，此时电路中的电流 压力传感器的电阻 由图乙可知当压力传感器为 10Ω时，压力传感器受到的压力 F＝20N （3）根据杠杆平衡条件 F1l1＝F2l2，可知 F 托盘×OB＝F×OA， 由 OB：BA＝1：4，可得 OB:OA＝1：5， 压力传感器受到的压力 F’＝F’托盘× ＝120N× ＝24N 由于报警器报警时 F＝20N，而 F’>F，因此报警器报警。 （4）要保证电路安全， ，P 最大＝UI 最大＝4V×0.3A＝1.2W 由 P’’：P最大＝5:6 可得 P’’＝P最大× ＝1.2W× ＝1W AV R UI 1.010 1 0 0 1 =Ω== AV R UI 2.010 2 0 ' 0 2 =Ω== Ω==−=−== 102.0 2 2.0 24' 2 ' 0 2 ' A V A VV I UU I UR OA OB 5 1 AV R UI 3.010 3 0 '' 0 Ω==最大 6 5 6 5 此时电路输出的电功率 P’’＝ ，则 由图乙可知当压力传感器 R’’＝6Ω时，压力传感器受到的压力 F’’＝30N 由杠杆平衡条件可得，托盘受到的压力 F’’托盘＝F’’× ＝30N× ＝150N 12.（2019 菏泽，27）如图所示，将标有“2.5V 0.625W”字样的小灯泡接入电 源电压 4.5V（电压保持不变）电路中，为调节灯泡亮度，在电路中串联一个滑 动变阻器，两个电压表的量程都是 3V。 （1）移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，灯泡正常发光时的电阻是多大？ （2）在小灯泡正常发光的情况下，通电 5 分钟，滑动变阻器消耗的电能是多少？ （3）为保证两个电压表两端的电压不超过 3V，小灯泡两端的电压不超过额定电 压的情况下，滑动变阻器允许的取值范围是多少？（假定灯丝电阻保持不变） 解：由电路图可知，灯泡 L 与滑动变阻器 R 串联，电压表 V1 测 L 两端的电压， 电压表 V2 测 R 两端的电压。 （1）由 可得，灯泡正常发光时的电阻： ； （2）因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡正常发光，所以，电路中的电流： ， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动 变阻器两端的电压： UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V， 则通电 5 分钟，滑动变阻器消耗 的电能： WR=URIt=2V×0.25A×5×60S=150J； （3）为保证两个电压表两端的电压不超过 3V，小灯泡两端的电压不超过额定电 压的情况下， 当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中 '' 0 2 RR U + Ω=Ω−=−= 6101 )4( 2 0'' 2 '' W VRP UR OB OA 1 5 的电阻最小， 则 ； 当电压表 V2 的示数 UR 大=3V 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时灯泡 两 端 的 电 压 ： UL 小 =U-UR 大 =4.5V-3V=1.5V ， 此 时 电 路 中 的 电 流 ： ， 解得：R 大=20Ω， 所以，滑动变阻器允许的取值范围是 8Ω～20Ω。 答：（1）灯泡正常发光时的电阻是 10Ω； （2）在小灯泡正常发光的情况下， 通电 5 分钟，滑动变阻器消耗的电能是 150J； （3）滑动变阻器允许的取值范 围是 8Ω～20Ω。 13.（2019 铜仁，24）在如图所示的电路中，电源电压为 12V，滑动变阻器的 阻值范围在 0 至 50Ω之间，闭合开关 S，调节滑动变阻器，当滑片 P 置于滑动 变阻器的中点时，电流表的示数为 0.3A。求: (1)定值电阻 R1 的阻值;(3 分) (2)当滑动变阻器的滑片 P 置于阻值最大处时，电路的总功率是多少?(得数保留 1 位小数)(4 分) (3)电流表接入电路中的量程是 0 至 0.6A，在不改变电流表量程的情况下，为了 保证电流表的安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值是多少?(4 分) 14.（2019 临沂，30）图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两档 加热功能，低温档功率为 5500W，内部等效电路如图乙所示，R1 和 R2 是两个电 热丝。某次小眀用高温档淋浴时，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）该热水器高温档功率。 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，为低温档， 电热丝 R1 的阻值：R1= = =8.8Ω； 。小此时变阻器的电阻也最 ；此时，总电阻最小 ，，最大电流）为了保护电流表安全（ ；）（则整个电路的总功率 ，总电阻 ，电阻在最大阻值时，变阻器）（ 。定值电阻 ；总电阻 ，变阻器电阻 在中点时，解： Ω=ΩΩ== Ω=== = =Ω== Ω=Ω+Ω=+= Ω= Ω=ΩΩ== Ω=== Ω=Ω= 515-20R-RR 20A6.0 V12 I UR A6.0I3 W2.265 V12 R UP 655015RRR 50RP2 1525-40R-RR 40A3.0 V12 I UR 252 50R P)1( 12 22 21 2 21 2 （2）用高温档淋浴时，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； 该热水器高温档功率： P 高= = =7000W。 答：（1）电热丝 R1 的阻值为 8.8Ω； （2）该热水器高温档功率为 7000W。 15.(2019 云南，24)如图所示,R1=6 ，当 S1 闭合，S2、S3 断开时，电流表示数 为 1A；S3 闭合，S1、S2 断开时，电流表示数为 02A.求 (1)电源电压 (2)电阻 R2 的阻值 (3)当 S1、S2 团合,S3 断开时，电路的总功率 Ω 16.（2019 吉林，16）某种荧光台灯铭牌上标有“额定功率 11W，额定电流 0.05A”的字样。当台灯正常发光时，求：（1）台灯两端的电压；（2）10s 内 台灯消耗的电能。 解：（1）台灯两端的电压：∵P=UI, ∴U=P/I=11W/0.05A=220V; （2）10s 内台灯消耗的动能：W=Pt=11w×10s=110J 17.（2019 湖州，12）目前全国少数城市已投入使用超级电容公交车。超级电容 器是一种新型电能存储设备，像蓄电池一样也有正、负两极，可通过安装在各 公交站点的充电桩快速充满电，让车能够继续正常行驶。在制动过程中，电车 又能通过发电机回收部分能量为超级电容充电，安全高效环保。 假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为 15 吨，某次运行时从充电桩 充满电后电车储存的能量约为 2×107 焦，能以 10 米/秒的速度保持匀速直线行 驶 6 千米，能量利用的效率为 90%。 （1）电车发电机的工作原理是________。 （2）若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为 0.4 米 2，求公交车对地 面的压强。 （3）若公交车在该次运行中受到的阻力恒定，则牵引力大小是多少? （4）若公交车在该次运行中电容器输出电压为 300 伏，不计电容器输出电能时 的能量损耗，则工作电路的电流有多大? 【答案】（1）电磁感应 （2）3.75×105Pa （3）3×103N （4）111.1A 18.（2019 湖州，13）现有规格分别为“6V3W”和“6V6W”两个小灯泡 L1、L2， 已知它们的电流与电压间关系如图所示。 （1）由图可知，L1、L2 的灯丝电阻都随电流的增大而________（选填“增大” “减小”或“不变”）。 （2）若将 L1、L2 并联接在学生电源间，电源电压调节为 6 伏，通电 5 分钟，则 两灯泡消耗的总电能为多少焦? （3）若将 L1、L2 串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电 压不超过其额定电压的情况下，L1、L2 消耗的实际总功率最大值是多少? 【答案】（1）增大 （2）2700J （3）4W 19.（2019 天津，20）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常 工作时，把 1kg 水从 20℃加热到 100℃用时 7min，已知 c 水=4.2×103J/（kg• ℃），求： （1）水吸收的热量； （2）电热水壶的热效率。 解：（1）水吸收的热量： Q 吸=c 水 m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J。 （2）工作时间 t=7min=420s， 电热水壶正常工作 7min 消耗的电能： W=Pt=1000W×420s=4.2×105J， 则电热水壶的热效率： η= ×100%= ×100%=80%。 答：（1）水吸收的热量为 3.36×105J； （2）电热水壶的热效率为 80%。 20.（2019 岳阳，23）一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅 不同挡位的电阻和加热效率均不变）。 额定电压 电炖锅档位 额定功率/W 低温 200 中温 400 200V 高温 600 （2）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）； （2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工 作，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在 12ls 内转了 20 圈，求此时 的实际电压； （3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水 温达到 50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给 信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。 解：（1）由表中数据可知，高温的功率 p 高=600w，由 p=ui 可得，在高温档工 作时，电路中的电流 ， （2）由 可得，电炖锅的电阻：r= u2 p = (220v)2 400w =121ω， 电炖锅在 高档工作时，电能表转盘在在 121s 内转了 20r，则电炖锅消耗的电能： ， 由 可得，电路的实际电压： （3）高温档消耗的电能 W 高=p 高 t 高=600W×6×60s=2.16×105J， 则水升高 1 ℃消耗的电能 2.16×105J20 =1.08×104j， 低温档消耗的电能 W 低=P 低 t 低 =200W×9×60s=1.08×105J， 则水升高 1℃消耗的电能为 1.08×105J 8 =1.35 ×104J， 因为 1.08×104J＜1.35×104J，且两档加热水的质量相同，所以加热 等质量的水升高 1℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。 答：（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是 2.7A； （2）在用电高峰期， 此时的实际电压是 200V； （3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给 质量相同的冷水加热，由（3）可知用高温挡更节能。