10 min则在高挡正常工作时消耗的电能：W高＝P高t高＝400 W×10×60 s＝2.4×10 J 产生的热量全部被水吸收，
5
Q2.4×10 J
即Q＝W＝2.4×10 J Δt＝＝≈19 ℃ (3)电能表的转盘转过27 r时，加湿器在
cm4.2×103 J/（kg·℃）×3 kg
5
5
5分钟消耗的电能：W′＝
27 rW′
＝0.006 75 kW·h 加湿器在低挡加热的实际功率：P′＝＝
4 000 r/（kW·h）t2
0.006 75 kW·hP1I·R1R1R12
＝0.081 kW＝81 W 由P＝IR可得，R1的实际功率P1和R2实际功率P2之比：＝2＝＝，5P2I·R2R23R1 h6033
则R2的实际功率P2＝P′＝×81 W＝60.75 W
44
题型之三 实际应用型电路类(含电力综合、电力热综合)
ΔFΔG10 NΔFΔGΔmg例1 (1)Δx＝＝＝＝0.1 m (2)A点上升的距离，即弹簧缩短的长度Δx＝＝＝＝
kk100 N/mkkk1.5 kg×10 N/kgΔFΔGmgmgm?L－ΔL?·R＝＝0.15 m (3)h＝＝＝＝＝ 例2 (1)R连入电路的阻值R′＝??100 N/mkkk10010?L?0.2 m－0.15 mU6 VU×20 Ω＝5 Ω 此时电路中的电流I＝＝＝0.24 A (2)I＝＝
0.2 mR′＋R05 Ω＋20 ΩR′＋R06 V?3?A
＝＝??L－Lb0.2 m－Lb?20－50Lb?·R＋R0×20 Ω＋20 ΩL0.2 m
3因为h＝Lb，所以I＝ A＝
20－50Lb3
A＝ A m20－5m20－50×
10
3
U针对训练
1．(1)由图可知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，当F1＝1 N时，电流表示数为1 A，电压表示数为3 V，由串联电路特点可知，此时U1＝U－U2＝12 V－3 V＝9 V，并且：I1＝I2＝1 A，由欧姆定律可得，
U19 VU23 VF11 N
R1的阻值：R1＝＝＝9 Ω 此时R2连入电路的阻值：R2＝＝＝3 Ω 所以压力F1与R2阻值之比：k＝＝I11 AI21 AR23 Ω
1
＝ N/Ω (2)当滑片P滑至最下端时，变阻器连入阻值最大，电压表示数为7.5 V，此时电路中电流：I′＝I2′3＝I1′＝
U1′U－U2′12 V－7.5 VU2′7.5 V1
＝＝＝0.5 A 所以R2的最大阻值：R2最大＝＝＝15 Ω 则压力F2＝ R1R19 ΩI20.5 A3
1FFN/Ω×R2最大＝ N/Ω×15 Ω＝5 N (3)由F＝kR2有：R2＝＝ 根据串联电路特点和欧姆定律表示电压表示
3k1
N/Ω312 V×
1
N/Ω3U12 V·R23 UV
数：UV＝IR2＝·R2＝＝化简可得：F＝ N
R1＋R29 Ω＋R2F12 V－UV
9 Ω＋
1
N/Ω3
FU3 V
2．(1)由图a知，压力传感器R与电流表串联在电源上，电流表示数为12 mA时，R连入电路的阻值：R＝＝I0.012 A
＝250 Ω 由图象可知，此时压力传感器所受压力F＝100 N 人对踏板压力F压＝G人＝m人g，由杠杆平衡条件有：
F×AO100 N×5
F×AO＝m人g×BO，所以：m人＝＝＝50 kg (2)由图象知，电阻R与所受压力F成线性关系，设R＝
g×BO10 N/kgaF＋b当F＝100 N时，R＝250 Ω，即：250 Ω＝100 N×a＋b…① 当F＝200 N时，R＝200 Ω，即：200 Ω＝200 N×a＋b…② 解①②可得：a＝－0.5 Ω/N b＝300 Ω 所以R＝－0.5 Ω/N·F＋300 Ω 因为R阻值随F增大而减小，所以当电流表示数达到最大0.1 A时，R阻值最小，压力传感器受到压力最大，人对踏板压力最大，此时
传感器的电阻：R′＝
3 V＝＝30 Ω 则：30 Ω＝－0.5 Ω/N·F′＋300 Ω 所以压力传感器受到的压力：I′0.1 A
5F′5×540 N
＝＝270 g10 N/kg
UF′＝540 N 由杠杆平衡条件有：F′×AO＝m人′g×BO 该秤能显示的最大体重值：m人′＝
kg
U2
3．(1)自动停止加热 (2)由图乙可知，该洗碗机正常加热时的功率P＝800 W，不计水的电阻，由P＝可得，
RU2（220 V）2W发热电阻的阻值：R＝＝＝60.5 Ω (3)由图乙可知，加热时间：t＝22 min－1 min＝21 min 由P＝
P800 Wt可得，加热时产生的热量：Q＝W＝Pt＝800 W×21×60 s＝1.008×10 J 已知加热时产生的热量全部被水吸收，即
6
Q吸
＝Q＝1.008×10 J，由Q＝cmΔt可得，洗碗机洗碗一次用水的质量：m＝
6
6
QcΔt＝
1.008×10 J
＝8 kg 人工洗碗一次用水20 kg，改用该洗碗机洗碗一次用水8 kg，3
4.2×10 J/（kg·℃）×（50 ℃－20 ℃）
则该家庭一年(300天)可节约水的质量：m总＝(20 kg－8 kg)×2×300＝7 200 kg 4.(1)
3
放大 (2)将25 ℃
6
的水加热至沸腾时水吸收的热量为Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×10 J/(kg·℃)×4 kg×(100 ℃－25 ℃)＝1.26×10 J
U2（220 V）2Q吸6
加热过程中消耗的电能W＝Pt＝t＝×12×60 s＝1.44×10 J 电热水瓶的加热效率η＝×100%＝
R24.2 ΩW1.26×10 JV4×10 m
×100%＝87.5% (3)最高水位离内胆底部的高度h＝＝＝0.16 m 则2 L水的高度h2＝16
1.44×10 JS2.5×10－2 m23
0.08 m 1 L水被提升的高度h＝0.16 m－×0.08＋0.03 m＝0.13 m 抽水的过程中出水电动机所做的功W＝Gh2
4＝mgh2＝ρVgh2＝1×10 kg/m×1×10 m×10 N/kg×0.13 m＝1.3 J 抽水过程中出水电动机输出功率P＝＝1.3 J
＝0.065 W 20 s
5．(1)R1未放入水中时，受到的水的压力为0，由图象可知，此时R1＝30 Ω (2)R1未放入水中时，由图乙知，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至最上端，此时R0、R1串联，电压表示数达到最大值3 V，由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中电流：I＝
3
3
3
3
－3
3
6
－3
3
WtUR0＋R1R0＋30 Ω
－4
＝
U……① 测量头放到水下深度h1＝10 m时，R1受到压力：F＝pS＝ρghS2
＝1.0×10 kg/m×10 N/kg×10 m×2×10 m＝20 N 由图象丙知，此时压敏电阻R1的阻值为R1′＝10 Ω 此时，
P总I′2R总6
闭合S，断开S1，将R2的滑片移至某一位置时，R0、R2、R1串联，由P＝IR有：＝＝，可得：R总＝60 Ω
P1I′2R11
2
U电路中电流：I′＝
UUP0IR09I3IR0＋30 Ω3＝……② ＝2＝，所以＝ 由①②可得：＝＝，解得：R总60 ΩP0′I′R04I′2I′U2
2
60 Ω
U0
R0＝10 Ω当闭合S，断开S1，将R2的滑片移至最上端，电压表示数达到最大值3 V，此时电路中电流：I＝I0＝＝
R0
3 V22
＝0.3 A 所以，I′＝I＝×0.3 A＝0.2 A 所以测量头在水深10 m时，R0两端的电压为：U0′＝I′R0＝10 Ω330.2 A×10 Ω＝2 V (3)由串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压：U＝I(R0＋R1)＝0.3 A×(10 Ω＋30 Ω)＝12 V 当两开关都闭合时，R0、R2串联，当电压表示数最大时电流最大，电路中最大电流：I最大
＝
U0最大3 V
＝＝0.3 A R010 Ω
所以控制盒的功率最大值：Pm＝UI最大＝12 V×0.3 A＝3.6 W
33
测量头放到水下深度h2＝3 m时，R1受到压力：F′＝p′S＝ρgh′S＝1.0×10 kg/m×10 N/kg×3 m×2×10－42
m＝6 N
由图象丙知，此时压敏电阻R1的阻值为R1″＝20 Ω，当变阻器R2连入阻值最大时，控制电路的总电阻最大为
12 V?U?×R＝??R控＝R0＋R2大＝10 Ω＋90 Ω＝100 Ω，电流最小，P控有最小值，则：P控最小＝??控??
?R控＋R1″??100 Ω＋20 Ω?2
×100 Ω＝1 W 所以控制盒的最小功率与Pm的比值为：1 W∶3.6 W＝5∶18
2
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