中考物理真题集锦——专题十八：电功率（含解析）
1.（广安，27）小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知R1＝20Ω、R2＝30Ω，请计算：
（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能； （3）该电路的最大功率和最小功率之比。
解：（1）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，则总电阻：R串＝R1+R2＝20Ω+30Ω＝50Ω； 所以，电路中的电流：I＝
＝
＝0.2A；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路， 则通电5min电路消耗的电能：W2＝
t＝
×5×60s＝1000J；
可知此时总功率最
（3）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，根据P＝小， 所以，P最小＝
＝
＝2W，
当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，根据P＝因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以此时的总电阻： R并＝
＝
＝12Ω，
可知此时总功率最大，
P最大＝＝＝W，
则：＝＝。
答：（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流为0.2A；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能为1000J； （3）该电路的最大功率和最小功率之比为25：6。
2.（自贡，30）图13是小邦同学设计的调光灯电路，R0为定值电阻，S为选择开关，当S接触a点时，小灯泡正常发光但不能调光，当S接触b点时，电路断开，当S接触c点时，电路可连续调光。已知滑动变阻器R的规格为“10Ω 2A”，灯泡L上标着“10V 12W”的字样，电源电压恒为16V．灯泡电阻随温度变化。
（1）求定值电阻R0的阻值；
（2）当S接触c点时，调节R的滑片至中点位置，电路中的电流为1A，求此时灯泡的实际功率。
解：（1）当S接触a点时，灯泡L与电阻R0串联， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光， 所以，R0两端的电压： U0＝U﹣UL＝16V﹣10V＝6V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI可得，电路中的电流： I＝
＝
＝1.2A，
由I＝可得，定值电阻R0的阻值： R0＝
＝
＝5Ω；
（2）当S接触c点时，灯泡L、R0、R串联，此时电路中的电流I′＝1A，
则R0和R两端的电压之和：
U1＝I′（R0+R）＝1A×（5Ω+×10Ω）＝10V， 此时灯泡两端的电压：
UL′＝U﹣U1＝16V﹣10V＝6V， 则此时灯泡的实际功率： PL′＝UL′I′＝6V×1A＝6W。
答：（1）定值电阻R0的阻值为5Ω；
（2）当S接触c点时，调节R的滑片至中点位置，电路中的电流为1A，此时灯泡的实际功率为6W。 3.（泸州，21）小明家电热水器铭牌标识为“220V 1000W”。由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min，发现电能表指示灯闪烁了242次，电能表规格如图所示。问：
（1）小明测得该电热水器的实际电功率是多少？ （2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？
（3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段电热丝的电阻值为多少？
解：（1）3000imp/kW?h表示每消耗1kW?h的电能，指示灯闪烁3000次， 所以，电能表指示灯闪烁了242次消耗的电能： W=
kW?h=
×3.6×106J=2.904×105J，
该电热水器的实际电功率：
P实===968W；
（2）由P=UI=可得，该电热水器氧化电热丝的实际电阻值： R实=
=
=50Ω；
（3）电热水器铭牌标识的功率对应的电阻： R==
=48.4Ω，
为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝R′， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，=
+，即
=
+，
解得：R′=1512.5Ω。
答：（1）小明测得该电热水器的实际电功率是968W； （2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是50Ω； （3）并联的这段电热丝的电阻值为1512.5Ω。
4.（宿迁，18）某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图所示：
（1）当开关S1断开，S2接a时，该电火锅选用______档工作（选填“高温”、“中温“或“低温”）。 （2）当电火锅使用中温档正常工作时，电路中电流是多大？接入电路的电热丝的阻值是多少？ （3）用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做了多少功？若电热丝产生的热量全部被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为20℃的水升高多少℃（c水=4.2×103J/（kg?℃））？ 解：（1）由图知，当S1断开，S2接a端，R1和R2串联，此时电路的总电阻最大，由P=
可知，此
时总功率最小，则该电火锅选用低温档工作；
（2）当开关S1断开，S2接b时，电阻R2单独接入电路，为中温档，此时电路中的电流： I中温=
=
=2A，
由欧姆定律可得，接入电路的电热丝的阻值： R2=
=
=110Ω；
（3）用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做的功： W=P高温t=880W×7×60s=369600J=3.696×105J，
因电热丝产生的热量全部被水吸收，则Q吸=cm△t可得水升高的温度： △t=
=
=3.696×105J/[4.2×103J/（kg?℃）×1kg]=88℃，
因为在1个标准大气压下，水的沸点是100℃，且水的初温为20℃， 所以只能使水升高80℃。 答：（1）低温；
（2）当电火锅使用中温档正常工作时，电路中电流是2A；接入电路的电热丝的阻值是110Ω； （3）用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做了3.696×105J的功；若电热丝产生的热量全部被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为20℃的水升高80℃。
5.（黔西南，21）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。 （1）求电源电压；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。
解：（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，
由I＝可得，电源电压： U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流， 则电流表的示数： I2＝
＝
＝1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联， 因并联电路中各支路独立工作、互不影响， 所以，通过R1、R2的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，干路电流：
I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A， 通电100s整个电路消耗的电能： W＝UIt＝12V×1.6A×100s＝1920J。 答：（1）电源电压为12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电流表的示数为1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，整个电路消耗的电能为1920J。
6.（盐城，25）新型电饭锅煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，其内部电路如图所示，R1和R2均为电热丝，S1是温度自动控制开关。高、低温挡的额定功率见下表。煮饭时，闭合开关S，电饭锅正常工作30min消耗的电能为0.44kW?h。求:
（1）煮饭时通过R1的电流 （2）电热丝R2电阻
（3）30min内R2消耗的电能
解：由电路图可知，当只闭合S时，只有R1电热丝发热，此时为低温档，功率为P
低=440W，即
R1
工作时的功率为P R1=P低=440W；当S、S1都闭合时，R1与R2并联，共同发热，为高温档，功率为P
高=1100W，即
R1和R2的总功率为P总=P高=1100W。
PR1U（1）通过R1的电流为I1==
440W=2A。 220V2U2（220V）（2）电热丝R2的功率为P R2=P高-P R1=1100W-440W=660W，则R2的电阻为R2==≈
PR2660W73.33Ω。
（3）电饭锅正常工作时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，不管是高温档还是低温档，R1都工作，则30min内R1消耗的电能为W1=P R1t=0.44kW×0.5h=0.22kW?h。因电饭锅消耗的总电能为0.44kW?h，则R2消耗的电能为W2=W-W1=0.44kW?h-0.22kW?h=0.22kW?h。
7.（新疆，23）如图所示电路中，电阻Rl的阻值为2 Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为1 V，V2的示数为2 V。求：
（1）电源两端的电压；
（2）通过R1的电流和R2的阻值； （3）R2在1 min内产生的热量。
解：由电路图可知，两电阻串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压。 （1）串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压为：U=U1+U2=1V+2V=3V；
U11V?（2）通过R1的电流：I1==0.5A，因串联电路中各处的电流相等，则I2=I1=0.5A； R12ΩU22V?电阻R2的阻值：R2==4Ω。 I20.5A（3）R2在1min内产生的热量Q2=I22R2t=（0.5A）2×4Ω×60s=60J。 答：（1）电源两端的电压为3V；
（2）通过R1的电流为0.5A，R2的阻值为4Ω； （3）R2在1min内产生的热量为60J。
8.（重庆B卷，20）如图所示，定值电阻R1的阻值为10?，R2的阻值为30?，闭合开关后电流表的示数为0.1 A。求：
（1）电源电压；
（2）电限R1在1分钟内产生的热量。
解：（1）由电路图知道，两电阻并联，电流表测量R2 支路的电流， 由于闭合开关后电流表的示数为0.1 A，则定值电阻R2 的两端是：
U2 =I2 R2 =0.1A×30Ω=3V；
由并联电路的电压特点知道，电源电压是：
U=U2 =3V；
（2）由于并联电路各支路两端的电压相等，电阻R1 在1分钟内产生的热量是：
3V??U2Q1?W1?t??60s =54J。
R110?29.（海南，23）小明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图像如图乙所示。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）小明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：（1）由图乙可知，小灯泡正常发光时的电流I额=1A，额定电压U额=6V， 小灯泡正常发光时的电阻R=
U额I额=6V=6Ω； 1A（2）小灯泡正常发光消耗的电能W=UIt=6V×1A×10×60s=3600J； （3）小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，即
P额P=50%，P额=U额I额=6V×1A=6W，此时电
P12W6W路总功率P===12W，电源电压U===12V，当小灯泡两端的电压为3V时，流过
I额1A50P%P额小灯泡的电流为0.7A，此时小灯泡的实际功率P实=U1I1=3V×0.7A=2.1W，电路总功率P′=UI1=12V
P额2.1W×0.7A=8.4W，小灯泡的实际功率P实占电路总功率的百分比为==25%；
P?8.4W（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。
10.（聊城，）如图所示，电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V 3.6W“字样且灯丝电阻保持不变，当只闭合S、S1时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电流表A的示数是1.8A．求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值； （3）小灯泡通电时消耗的最小电功率。
解：（1）由图可知，只闭合S、S1时，L与R1串联，
小灯泡正常发光，由串联电路电流特点和P＝UI可得电路中电流： I＝I1＝IL＝
＝
＝0.6A，
由串联电路的电压特点知，R1两端电压： U1＝U﹣U额＝12V﹣6V＝6V， 所以R1的阻值：R1＝
＝
＝10Ω；
（2）由图可知，当所有开关都闭合时，R1和R2并联，电流表测干路电流，滑片在最右端，其连入阻值最大，
通过R1的电流：I1＝
＝
＝1.2A，
通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1.8W﹣1.2A＝0.6A， 所以R2的最大阻值：R2＝
＝
＝20Ω；
（3）串联电路有分压的特点，且R1＜R2，所以当S、S2闭合且滑片在右端时，灯泡和变阻器R2的最大阻值串联，此时灯泡分得电压最小，灯泡消耗的电功率最小， 灯泡的电阻：RL＝
＝
＝10Ω， ＝
＝0.4A，
电路中的最小电流：I′＝
所以灯泡通电消耗的最小电功率： P最小＝I′2RL＝（0.4A）2×10Ω＝1.6W。 答：（1）定值电阻R1的阻值为10Ω； （2）滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω； （3）小灯泡通电时消耗的最小电功率为1.6W。
11.（杭州，15）如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏，电动机将一个质量为50千
克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培。（g取10牛/千克）
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。 （2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏? 解：（1）Q＝W总－W机＝UIt－mgh
＝120伏×5安×1秒－50千克×10牛/千克×0.9米＝150焦 （2）Q＝I2Rt
R?Q150J??6?22It(5A)?1s
（3）卡住时通过电动机的电流过大（或回答电能全部转化为内能），使电动机温度过高，所以容易烧坏。
12.（福建，31）“国之润，自疏浚始”。新一代国之重器“天鲲号”绞吸挖泥船在河道清淤、湖泊疏浚、吹填造陆等方面发挥着重大作用。
（1）“天鲲号”以功率P1＝6600kW进行绞吸，同时以功率P2＝13400kW向远处输送岩石泥沙，工作时间t＝10min，共做功多少焦？
（2）“天鲲号”绞刀的工作原理与家用破壁机相似。某破壁机的额定电压U＝220V，额定电流I＝10A．“天鲲号”绞刀以功率P1＝6600kW工作，相当于多少台这种破壁机正常工作消耗的总功率？ 解：（1）“天鲲号”工作时的总功率：
P＝P1+P2＝6600kW+13400kW＝20000kW＝2×l07W， 工作时间t＝10min，所做的总功： W＝Pt＝2×l07W×10×60s＝1.2×l010J； （2）每台破壁机的功率：
P0＝UI＝220V×l0A＝2200W，
“天鲲号”绞刀以功率P1＝6600kW工作，相当于破壁机正常工作的台数： n＝
＝
＝3000（台）。
答：（1）共做功1.2×l010J；
（2）相当于3000台这种破壁机正常工作消耗的总功率。
13.（黄石，22）一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊，如表所示，其测温系统可以简化为如图a所示的电路，电源电压为9V恒定电源，R1为4Ω定值电阻，R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图b所示。
（1）为估算电热水器的额定功率，关闭其它用电器，让热水器正常工作1分钟，观察电能表，如图c所示，转动了150转，消耗电能 kW?h，则该电热水器的额定功率是 W。
（2）若已装满水的水箱温度显示75℃时突然停电，但不停水。现有4人要洗浴，正值秋冬季节，需用40℃热水洗浴，通过控水系统将10℃冷水和水箱中热水进行调配，请问每人平均用水量是多少L？（不计热损失）
（3）控温系统某时刻电压表示数为4V，此时水箱中水温是多少？
解：（1）“3000R/kW?h”表示每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000转， 则电能表的转盘转150转，电热水器消耗的电能： W＝
＝0.05kW?h。
电热水器的额定功率： P═＝
＝3kW＝3000W；
（2）由ρ＝可得，水箱内热水的质量：m热水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×60×10﹣3m3＝60kg，
设需要加入冷水的质量为m冷，
则达到热平衡时（即水温最终为40℃），热水放出的热量等于冷水吸收的热量， 即：cm热水△t1＝cm冷水△t2， 化简得：m热水△t1＝m冷水△t2，
代入数据有：60kg×（75℃﹣40℃）＝m冷水（40℃﹣10℃）， 解得m冷水＝70kg，
因原来水箱中有热水60kg，则此时水的总质量：m总＝m热水+m冷水＝60kg+70kg＝130kg， 共4人要洗浴，则每人需要水的质量：m′＝由ρ＝可得，每人需要水的体积：V′＝
＝
＝
＝32.5kg，
＝32.5×10﹣3m3＝32.5L；
（3）由图a可知，R1与R2串联，电压表测定值电阻R1的电压，
已知电源电压U＝9V，控温系统某时刻电压表示数为4V，即R1两端电压U1＝4V， 则R2两端电压：U2＝U﹣U1＝9V﹣4V＝5V， 已知R1＝4Ω，由I＝可得，流经R1的电流：I1＝串联电路中电流处处相等，则I＝I1＝I2＝1A， 由I＝可得R2的电阻值：R2＝
＝
＝5Ω，
＝
＝1A，
R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图b所示，其图象为一次函数， 设其关系为R2＝kt+b，
由图象可知，当温度t＝0℃时，R2＝8Ω；当温度t′＝80℃时，R2′＝4Ω， 则有：8Ω＝k×0℃+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 4Ω＝k×80℃+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 解得k＝﹣所以R2＝﹣
，b＝8， t+8，
t+8可得，t＝60℃，
将R2＝5Ω代入R2＝﹣
即此时水箱中水温是60℃。 故：（1）0.05；3000； （2）每人平均用水量是32.5L； （3）此时水箱中水温是60℃。
14.（毕节，23）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。 （1）求电源电压；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。
解：（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流， 由I＝可得，电源电压： U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流， 则电流表的示数： I2＝
＝
＝1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联， 因并联电路中各支路独立工作、互不影响， 所以，通过R1、R2的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，干路电流：
I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A， 通电100s整个电路消耗的电能：
W＝UIt＝12V×1.6A×100s＝1920J。 答：（1）电源电压为12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电流表的示数为1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，整个电路消耗的电能为1920J。
15.（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%。
16.（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.（金华，5）如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：
额定电压：5伏 额定功率：5瓦 光源类型：LED 锂电池输出电压：5伏 锂电池容量：4800毫安时
（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）
（1）若A球内置的磁体下端为N极，则B球内置磁体上端为______极； （2）求平衡台灯正常发光时电路中的电流；
（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为80%，则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间？
解：（1）开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光，若A球内置的磁体下端为N极，根据异名磁极相互吸引，则B球内置磁体上端为S极； （2）额定功率为：P=5W，额定电压为：U=5V， 平衡台灯正常发光时电路中的电流： I=
=
=1A；
（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，输出电能为： W=UIt=UQ=5V×4.8A×3600s=86400J； η=
，故W输入=
=
=108000J；
用完电的台灯充满电至少需要时间： t=
=
=10800s=3h。
答：（1）S；
（2）平衡台灯正常发光时电路中的电流为1A； （3）为用完电的台灯充满电至少需要3h。
18.(衢州，10)空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能，其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时，通常向水箱中加水，使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
（1）向水箱的水里再加入一些碎冰，可降低水温，使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有____。
（2）人在运动大量出汗后，对着空调扇吹，很容易感冒。此时，在脑干调节下，皮肤血管收缩，血流量减少，皮肤温度下降，散热量____，从而维持人体体温恒定。
（3）小科阅读参数表发现，该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。 （4）计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
（5）该空调扇底座安装了万向轮，方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷，为更方便用户使用，请结合表中参数提出条改进建议：____。
解：（1）水箱中的冰熔化吸收水的热量，使水的温度降低；冰熔化后，冰水混合物的温度低于原来水的温度，两者之间存在温度差，发生热传递，使水的温度进一步下降使吹出的风比只有水时更凉爽；
（2）减少； （3）有P＝可得，
该空调扇正常工作10小时消耗的电能：
W＝Pt＝50×10﹣3kW×10h＝0.5kW?h； （4）根据
知，
水箱中水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.5kg， 水箱对水平面的压力等于重力，即
F＝G总＝m总g＝（0.5kg+7.5kg）×10N/kg＝80N， 水箱对水平面的压强为：
p＝＝1×105Pa；
（5）加大水箱的容积，避免频繁加水；加长电源线，方便距离远些使用。
答：（1）水箱中的冰熔化吸收水的热量，使水的温度降低；冰熔化后，冰水混合物的温度低于原来水的温度，两者之间存在温度差，发生热传递，使水的温度进一步下降使吹出的风比只有水时更凉爽； （2）减少；
（3）该空调扇正常工作10小时消耗的电能为0.5kW?h； （4）该空调扇对水平地面的压强为1×105Pa；
（5）加大水箱的容积，避免频繁加水；加长电源线，方便距离远些使用。
19.（包头，12）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0~80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。
（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2=50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？ （3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。 【答案】（1）3.3×104J（2）6V（3）35℃~80℃（4）减小R2的最大阻值
20.（杭州，15）如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏，电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培。（g取10牛/千克）
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。 （2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏? 解：（1）Q＝W总－W机＝UIt－mgh
＝120伏×5安×1秒－50千克×10牛/千克×0.9米＝150焦 （2）Q＝I2Rt
R?Q150J??6?22It(5A)?1s
（3）卡住时通过电动机的电流过大（或回答电能全部转化为内能），使电动机温度过高，所以容易烧坏。
21.（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
22.（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
23.（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 低温 200V 中温 高温 额定功率/W 200 400 600 （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。
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。 24.（哈尔滨，51）随着智能化的普及，机器人在人类的生活中扮演着重要的角色．在图书管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书，表中所列数据是某新型图书智能管理机器人工作的部分技术参数．
现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提升至最大高度，用时5 s. 则此次提升过程中： （l）机器人提升图书速度是多少？ (2)机器人对书做功是多少？
（3）机器人的电动机工作电流是多少（结果保留两位小数）？电动机做功是多少？
25.（孝感，18）家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于别热状态，当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开，使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。
（1）当锅内温度为100℃时，自动开关S与 （选填“1”或“2”）连接，此时电饭锅处于 （选填“加热“或“保温”）状态。
（2）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少？ （3）电阻R1与R2的阻值之比为多少？
（4）若要使该电饭锅的加热功率提高到1100W，可以给电阻R1并联一个阻值为多大的电阻R3？ 解：（1）根据题意可知，温度为100℃时（低于103℃），电饭锅处于加热状态，开关S与“1”连接，只有R1连入电路，电路中电阻较小，根据P＝（2）电饭锅此次工作30分钟消耗的电能：
W＝W1+W2＝UI1t1+UI2t2＝220V×4A×10×60s+220V×1A×20×60s＝7.92×105J； （3）开关接1时，只有R1连入电路，为加热状态，此时的电流I1＝开关接2时，两电阻串联，为保温状态，此时的电流I2＝
＝4A；
可知，此时的电功率较大，为加热状态；
＝1A，
则＝＝＝，
解得＝；
（4）原来的加热功率P1＝UI1＝220V×4A＝880W， 此时该电饭锅的加热功率提高到1100W， 则并联电阻的功率：
P3＝P﹣P1＝1100W﹣880W＝220W， 由P＝R3＝
得，并联电阻的阻值： ＝
＝220Ω。
答：（1）1；加热；
（2）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为7.92×105J； （3）电阻R1与R2的阻值之比为1：3；
（4）可以给电阻R1并联一个阻值为220Ω的电阻R3。
26.(绥化，32)小泽家有一新型的电热足浴器。其铭牌上的部分信息如下。
（1）求电热足浴器正常工作时的电阻；
（2）用这个足浴器将5kg的水从20℃加热到40℃，求水吸收的热量；
（3）若此足浴器在额定电压下使用，需500s才能将（2）问中的水从20℃加热到40℃，求这个电热足浴器的加热效率；（计算结果精确到0.1%）
（4）小泽家安装的电能表如图所示。某次小泽断开家中的其它用电器，让电热足浴器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r，求此时该足浴器两端的实际电压。
解：（1）由P＝
得，电热足浴器正常工作时的电阻：
R＝＝＝40Ω；
（2）水吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J； （3）足浴器在额定电压下使用500s消耗的电能： W＝Pt＝1210W×500s＝6.05×105J， 电热足浴器的加热效率： η＝×100%＝
×100%≈69.4%；
（4）由图知，电能表上标有3000r/（kW?h），
让电热足浴器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r， 则足浴器1min消耗的电能： W′＝由W＝U实＝
kW?h×50＝
kW?h＝6×104J，
t得，此时该足浴器两端的实际电压： ＝
＝200V。
答：（1）电热足浴器正常工作时的电阻为40Ω； （2）水吸收的热量为4.2×105J； （3）电热足浴器的加热效率为69.4%； （4）此时该足浴器两端的实际电压为200V。
27.（哈尔滨，51）随着智能化的普及，机器人在人类的生活中扮演着重要的角色．在图书管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书，表中所列数据是某新型图书智能管理机器人工作的部分技术参数．
现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提升至最大高度，用时5 s. 则此次提升过程中： （l）机器人提升图书速度是多少？ (2)机器人对书做功是多少？
（3）机器人的电动机工作电流是多少（结果保留两位小数）？电动机做功是多少？
28.（包头，12）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0~80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。
（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2=50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？ （3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。 【答案】（1）3.3×104J（2）6V（3）35℃~80℃（4）减小R2的最大阻值
29..(上海，22)在图8 所示的电路中,电源电压为 12 伏且保持不变,电阻 R1 的阻值为 10欧, 滑动变阻器 R2 上标有“1A”字样。电键S 闭合后,电压表V 的示数为5 伏。求:
①通过电阻 R1 的电流I1
②电路正常工作 10 秒后,电流通过电阻 R1 做的功W1
③移动滑动变阻器的滑片P,电源电压和电压表示数的比值最大为3,求电压表示数的最大值和最小值的差值。
30.（德州，27）如图（a）所示电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V0.5A”字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器R1的最大阻值20Ω．只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。
求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电源电压及定值电阻R2的阻值；
（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图（c）所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。 解：（1）小灯泡的额定功率：P额＝U额l额＝4V×0.5A＝2W；
（2）只闭合开关S、S1，定值电阻R2和滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。 由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压：U＝U1+IR2， 在图（b）中取两组数据代入公式，可得： U＝3.0V+0.2A×R2 ﹣﹣﹣﹣①
U＝1.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得U＝5V，R2＝10Ω；
（3）只闭合开关S和S2，灯泡L串联和滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流，
由串联电路的分压规律可知，当电压表示数最大为3V时，R1接入电路的电阻最大， 此时小灯泡两端电压为：UL＝U﹣U1大＝5V﹣3V＝2V， 由图（c）可知电路中最小电流：I最小＝0.4A，
则R1接入电路的最大电阻：R1大7.5Ω；
灯泡L正常工作时电流：I最大＝0.5A＜0.6A（电流表安全），灯泡L正常工作时的电压为4V，
此时滑动变阻器两端的电压：U1小＝U﹣UL额＝5V﹣4V＝1V，
则R1接入电路的最小电阻：R1小
所以R1允许的取值范围是2Ω～7.5Ω。 答：（1）小灯泡的额定功率为2W；
2Ω，
（2）电源电压为5V，定值电阻R2的阻值为10Ω；
（3）只闭合开关S和S2，滑动变阻器R1允许的取值范围为2Ω～7.5Ω。
31.（烟台，27）某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。
（1）分析说明当绿灯亮
时，电热水器处于保温状态还是加热状态？
（2）工作时，若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？ （3）R1工作时的电阻是多大？
（4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多
3少？[c水?4.2?10J/?kg?℃?。计算结果保留一位小数]
解：（1）绿灯亮时：工作电路中R0和R1串联，根据串联电路的总电阻大于其中任一电阻，由P?U2/R可知，电路消耗的电功率最小，电热水器处于保温状态。 （2）调节保护电阻R2，使滑片P向b端适当移动
2（3）电热水器处于加热状态时P热?800W由P热?U/R0得R0?60.5?
电热水器处于保温状态时P温?40W
2?U/?R0?R1?得R0?R1?1210? 由P温R1工作时的电阻：R1?1149.5?
（4）电热水器加热4.2min消耗的电能：W?Pt?2.016?105J
5温度升高40℃水吸收的热量：Q?cm?t?1.68?10J
电热水器的效率?=Q/W?83.3%
32.（威海，27）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温档功率为高温档功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω．（忽略温度对电阻的影响）
（1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温档？
（2）R3的阻值是多少欧姆？电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？ （3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温档加热汤液2分钟，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？[电能表的铭牌上标有3000r/（kW?h）] 解：（1）当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，R2、R3串联，电路电阻最大，根据P＝最小，火锅处于低温档；
当旋钮开关置于“2和3”接线柱时，R3被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较大，根据P＝知，电功率较大，火锅处于中温档；
当旋钮开关置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，电路电阻最小，根据P＝锅处于高温档。
（2）高温档时的电功率：P高＝P1+P2＝
+
＝
+
＝1000W，
可知，电功率最大，火
可
可知，电功率
由题意知，低温档功率为高温档功率的，即：P低＝P高＝×1000W＝200W， 由P＝R＝
可得，低温档时电路总电阻： ＝
＝242Ω，
因串联电路总电阻等于各分电阻之和，
所以，R3的阻值：R3＝R﹣R2＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω。 电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量： Q＝W＝P低t＝200W×60s＝1.2×104J。
（3）电能表的表盘转了81转，电火锅消耗的电能： W′＝
＝0.027kW?h＝9.72×104J，
＝
＝810W，
则电火锅的功率：P′＝
因为电火锅的实际功率P′＜P高，所以，此时电火锅不正常工作。 答：（1）当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，火锅处于低温档；
（2）R3的阻值是181.5欧姆；电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是1.2×104J焦耳；
（3）此时电火锅不正常工作。
33.（潍坊，26）在如图所示电路中，小灯泡R1标有“4V1.6W”字样，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时，电压表的示数为2V；将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表A2示数为0.5A．求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器R3的最大阻值；
（3）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。
解：（1）由可得，灯泡的电阻：，
只闭合开关S2时，灯泡R1与电阻R2串联，电压表测R1两端的电压， 因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电源的电压：
U=I（R1+R2）=0.2A×（10Ω+20Ω）=6V；
（2）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，电阻R2与R3的最大阻值并联，电流表A2测干路电流，
此时电路的总电阻：
，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，
解得：R3=30Ω；
，
（3）只闭合开关S3时，灯泡R1与滑动变阻器R3串联，电流表A1测电路中的电流，电压表测R1两端的电压，
当电压表的示数R1′=3V时，灯泡两端的电压最大，其实际功率最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R1的功率最小， 此时电路中的电流：则灯泡的最小功率：
，
，
P1小=I小2R1=（0.15A）2×10Ω=0.225W， 所以，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。 答：（1）电源电压为6V；
（2）滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω；
（3）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。
34.（呼和浩特18，）如图所示，灯泡上标有“9V 5.4W”的字样（假设灯丝电阻不变），只闭合S1，当滑动变阻器滑动到某处时，电流表A2读数为0.2A.电压表V读数为9V；两个开关全部闭合，滑动变阻器滑动到最左端时，灯泡恰好正常发光，电流表A2读数为1.0.A，则
（1）只闭合S1，电流表A2读数为0.2A时，滑动变阻器接人电路电阻值； （2）电阻R1的电阻值；
（3）滑动变阻器从左向右滑动过程中，滑动变阻器的最大功率。
22UL（9V）U2??15Ω；只闭合S1时，滑动变阻器R与灯解：（1）由P?UI?可得，灯泡的电阻：RL?PL5.4WR泡串联，电流表A2测电路中的电流，电压表测电源两端的电压，由题知，此时电压表V读数为9V，则电源电压U=9V；由I?UU9V?45Ω，因可得，电流表A2读数为0.2A时，电路的总电阻：R总??I0.2AR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电阻值：R?R总?RL=45Ω-15Ω=30Ω；
（2）两个开关全部闭合，滑动变阻器滑动到最左端时，电阻R1与灯泡并联，电流表A2测干路电流，此时灯泡恰好正常发光，由P?UI可得，通过灯泡的电流：IL?PL5.4W??0.6A，因并联电路中干路UL9V的电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流：I1=I′-IL=1.0A-0.6A=0.4A，因并联电路中各支路两
端的电压相等，所以，电阻R1的电阻值：R1?U9V??22.5Ω； I10.4AU??I?（3）滑动变阻器从左向右滑动过程中，电路中的电流：，变阻器的电功率：R??RL?U?U2U2U2''2PR?(I)R????'2??R??222，当R′=RL=15Ω时，滑??(R)?2RR?(R)R?R??R?RR?R????LLL??LL?4RL?R??RR2动变阻器的电功率最大，则PR大?U??1.35W。 4RL4?15Ω2?9V?235.（赤峰，23）同学们发现电饭锅、电高压锅等用电器的功率都是可以调节的。于是，他们利用实验室中的器材，设计了一个功率可以调节的电路（如图所示）来模拟上述电器的工作状况。已知R1＝10?，学生电源提供的电压为12V且保持不变R1、R2电阻保持不变。
（1）开关S1闭合且开关S2接a时，电路的总功率为21.6W。 ①此时R1与R2 联； ②求：电路中总电流和R2阻值
（2）开关S1断开且开关S2接b时，求：10s时间内电流通过整个电路做的功。 解：（1）由图知，开关S1闭合且开关S2接a时，R1、R2并联， 根据P＝UI可得总电流： I＝＝
＝1.8A，
通过R1的电流：
I1＝＝＝1.2A，
因并联电路干路电流等于各支路电流之和， 所以通过R2的电流：
I2＝I﹣I1＝1.8A﹣1.2A＝0.6A； 由I＝可得，R2的阻值：
R2＝＝＝20Ω；
（2）开关S1断开且开关S2接b时，R1、R2串联， 则总电阻：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω， 所以，10s时间内电流通过整个电路做的功：
W＝t＝×10s＝48J。
答：（1）①并；②电路中总电流为1.8A，R2阻值为20Ω； （2）10s时间内电流通过整个电路做的功是48J。
36.（昆明，25）如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R′的最大阻值为30Ω，小灯泡L上标有“2.5W”字样（忽略温度对灯泡电阻的影响）。
（1）滑片移至最右端，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，小灯泡的功率为0.9W，求电源电压。 （2）将滑片移至某一位罝时，电压表的示数为7V，此时小灯泡正常发光，求小灯泡正常发光时的电流和电路的总功率。
（3）若把小灯泡换成一个定值电阻R，假设电流流过电阻R产生的热量为Q、转化的电能为E、做的功为W，请写出这三个物理量的大小关系。
解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）．滑片移至最右端，闭合开关后，滑动变阻器的电阻全部连入电路，根据I?端的电压：
U可得滑动变阻器两RU′=IR′=0.3A×30Ω=9V， 根据P=UI可得灯泡两端的电压：
UL?PL0.9W?=3V I0.3A则电源电压:
U=U′+UL=9V+3V=12V。
（2）．将滑片移至某一位置时，由于小灯泡正常发光，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：灯泡的额定电压:
U额=U-U″=12V-7V=5V；
根据P=UI可得灯泡正常发光时的电流:
IL?P额U额?2.5W=0.5A 5V电路的总功率:
P总=UIL=12V×0.5A=6W
（3）．若把小灯泡换成一个定值电阻R，根据电阻的热效应可知：通过电阻的电流所做的功都用于产生热量。则:
Q=W；
由于通过电阻的电流所做多少功，电阻就需要消耗多少电能，则:
W=E； 所以:
Q=W=E。 37.（江西，22）如图所示，是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌，暖奶器具有加热、保温双重功能，当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态，连接触点2和3时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态(温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃)
(1)求电阻R2的阻值；
(2)把400g牛奶从20℃加热到40℃，求牛奶所吸收的热量【c牛奶=4.0×103J/(kg·℃)】
(3)如图所示，是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图象，求暖奶器在加过程中的热效率.(结果保留到小数点后一位)
解：（1）由题意可知，当S接“2、3”时，电路为R1的简单电路，调奶器处于保温状态； 当接“3、4”时，电路为R1、R2并联，奶器处于加热状态， 因电路中总功率等于各用电器功率之和， 所以，R2的电功率：
P2=P加热-P保温=220W-20W=200W，
U2由P=可得，电阻R2的阻值：
RU2?220V?2R2===242Ω；
P2200W（2）牛奶从20℃加热到40℃吸收的热量：
Q=cm(t-t0)= 4.0×103J/(kg·℃)?0.4kg?(40℃?20℃)= 3.2×104J;
（3）由图像可知，加热时间为t=200s，加热过程消耗的电能：W=Pt=220W?200s=44000J,
4Q3.2?10J???100%?72.7％. %则暖奶器在加过程中的热效率：=100=W44000J,38.（重庆A卷，19）如图所示，电源电压恒定，电阻R1为20，R2为10Ω，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为0.9A和0.6A。求：
的
（1）通过R1的电流；
（2）通电10秒电阻R2产生的电热。
解：（1）由电路图知，R1 R2 并联，并且电流表A1 测量干路电流，A2 测量通过R2 的电流，即：
I=0.9A，I2 =0.6A，
又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1 的电流是：
I1 =I-I2 =0.9A-0.6A=0.3A；
（2）通电10秒，电阻R2 产生的电热是：
Q2 =（I2）2 R2 t=（0.6A）2 ×10Ω×10s=36J。
39.（重庆B卷，22）特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为1.1×105 kW ，输电电压为1100 kV，经变压器降至220V供家庭用户使用。小明家中有一个标有
“220 V 2200 w\的即热式水龙头，其电阻为R0，他发现冬天使用时水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计）改装了电路，如图所示.开关S1，可以同时与a .b相连或只与c相连.使其有高温和低温两档。求：
（1）通过特高压输电线电流；
（2）改装前，若水龙头的热效率为90%，正常加热1分钟提供的热量；
（3）改装后,水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为4：1，请计算出高温档时的电功率。
解：（1）根据题意知道，某发电站输送的电功率为1.1×105 kW ，输电电压为1100 kV，
P1.1?105?103W由P=UI知道，通过特高压输电线的电流是：I?? =10A；
U1100?103V（2）由P?由??W 知道，正常加热1分钟消耗的电能是：W=Pt=2200W×60s=1.32×105 J， tQ 知道，正常加热1分钟提供的热量：Q=Wη=1.32×105 J×90%=1.188×105 J； W（3）因为即热式水龙头标有“220 V 2200 W\，所以，R0 电阻是：R0?U额2P额?220V?=22200W?22? ，
由电路图知道，当开关S与a、b相连时，电阻R与R0 并联，电阻较小，
U2U2U2?由P=UI= 知道，此时电路的总功率最大，水龙头处于加热状态，P加热= ； RR0RU2当开关S与c相连时，R与R0 串联，总电阻较大，总功率较小，水龙头处于保温状态，P保温= ，
R?R0P加热又因为水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为4：1，即
P保温由此解得：R=R0 =22Ω，
U2U22U22??220V??=?所以，高温档时的电功率是：P加热==4400W。 RR0R22?2U2U2?RR04== ， 2U1R?R040.（贵港，30）如图甲所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，小灯泡L的额定电压是6V且灯丝电阻不随温度变化。当闭合开关S1、S3，断开开关S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数从1V变为3V的过程中，电路总功率变化了3.6W，其中电压表示数为3V时，电流表示数为0.3A；滑动变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图所示，滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时，对应电压表示数为Ua、Ub，且Ub=8Ua。求：
（1）定值电阻R1的阻值。 （2）电源电压。
（3）滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点过程中，R2接入电路的阻值范围。
（4）当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，小灯泡L恰好正常发光，其电功率为PL；当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时，小灯泡L的电功率为P′L。则PL与P′L之比是多少？ 解：（1）当闭合开关S1、S3，断开开关S2时，变阻器与R1串联，电压表则R1两端电压，电流表测
U13V?电路中的电流，其中电压表示数为3V时，电流表示数为0.3A，由欧姆定律，R1==10Ω； I10.3AU1?1V?（2）电压表示数为1V时，电路电流为：I1′==0.1A，设电源电压为U，根据P=UI，因电R110Ω路总功率变化了3.6W，故有：UI1-UI1′=ΔP，故U=
（3）滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时，对应电压表示数为Ua、Ub，且Ub=8Ua-----①；由图乙
可知，滑片在a点、b点时变阻器的电功率相等，根据串联电路的规律及欧姆定律和P=UI得到：（U-Ua）
UaUbUaU?Ub18V?Ub==×=（U-Ub）×，得到----②，由①②得：Ua=2V；Ub=16V；滑片在a
R1R1UbU?Ua18V?Ua点时，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：18V-2V=16V，根据分压原理，变阻器连入电路的电阻：R2a?16V2V×10Ω=80Ω；同理滑片在b点时，R2b=×10Ω=1.25Ω；滑动变阻器R2的滑片从
16V2Va点滑到b点过程中，R2接入电路的阻值范围为80Ω-1.25Ω；
（4）当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，变阻器与灯（电阻为RL）串联，电压表测灯泡两端的电压，因小灯泡L恰好正常发光，灯泡两端的电压为6V，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：U滑1=18V-6V=12V，由分压原理，变阻器连入电路的电阻为：R滑=
的的?PI1?I1??3.6W0.3A-0.1A=18V；
12V×6VRL=2RL，其电功率为PL；当滑动变阻器R2的滑片在阻值最大处时，变阻器的最大电阻为2R滑=2×
112RL=4RL，由分压原理，灯的电压为变阻器电压的，故此时灯的实际电压为：U灯=×18V=3.6V；
45U2根据P=可知，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，则PL：PL′=（6V）2：（3.6V）2=25：
R9。
答：（1）定值电阻R1的阻值为10Ω； （2）电源电压为18V；
（3）滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点过程中，R2接入电路的阻值范围为80Ω-1.25Ω； （4）PL与PL′之比是25：9。
41.（襄阳，26）如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L上标有“6V、2W”字样,当S1和S2同时闭合时,电流表的示数为0.5A；当只闭合S1时,电压表的示数为3V,此时R1消耗的功率为0.4W。求:
(1)小灯泡正常工作时的电阻值； (2)R1的阻值。 解：（1）由
得，小灯泡正常工作时的电阻值：
；
--------①，，此时R1
（2）当S1和S2同时闭合时，灯泡被短路，电路中只有R1工作，电路中的电流当只闭合S1时，R1和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，此时电路中的电流：消耗的功率：
当R1=3.6Ω时，电源电压值为10Ω。
------②，联立①②两式解得R1=3.6Ω或R1=10Ω。，不合题意，所以R1=3.6Ω应舍去，即R1的阻
42.（淮安，24）如图是一款家庭常用的电热水壶，经测量该电热水壶的质量为0.6kg，它与桌面的 接触面积为0.02m2。该电热水壶的额定电压为220V，额定功率为1000W.[g取10 N/kg， 水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
（1）求电热水壶的额定电流（保留一位小数） （2）求电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压强。
（3）用此电热水壶将1kg，初温为20℃的水加热到100℃，水至少吸收多少热量？
（4）电热水壶正常工作时，若不考虑热量损失，将壶中质量为lkg、初温为20℃的水加热到100 ℃需要多长时间。
解：（1）由P=UI可得，电热水壶的额定电流：I?（2）电热水壶对桌面的压力： F=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N， 电热水壶对桌面的压强：p?（3）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃-20℃）=336000J； （4）已知不考虑热量损失，所以消耗的电能W=Q=336000J， 由P?W336000JW??336s 可得，需要的加热时间：t?tP1000WF6N??300Pa 2S0.02mP1000W??4.5A U220V43.（德阳，22）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡上标有“8V”字样，电流表的量程为0～1.2A，如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2的阻值为9Ω，当闭合S和S2、断开S1、滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）电源电压是多少？
（2）闭合S和S1、断开S2，为保证电流表的安全，滑动变阻器的取值范围为多少?
（3）闭合S和S2、断开S1，当滑动变阻器的阻值调到17.5Ω时，这时小灯泡的功率为3.2W，此时电流表的读数为多少?
解：（1）当闭合S和S2、断开S1，滑片移到中点时，R1 与L串联，电流表测电路中的电流。由于灯泡L正常发光时的电压是：UL =8V，
由图乙知道此时通过灯泡的电流是：IL =1A，
因为串联电路中各处的电流相等，所以，由欧姆定律知道，滑动变阻器两端的电压是：U1 =IL R1 =1A×
1×20Ω=10V， 2又因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压是：U=UL +U1 =8V+10V=18V； （2）闭合S和S1、断开S2时，R1 与R2 串联，电流表测电路中的电流，由于电流表的量程为0～1.2A，所以，电路中的最大电流是1.2A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小为R1小，由欧姆定律知道，电路中的电流是：I?U18V??1.2A ，解得R1小=6Ω，所以滑动变阻器的取值范围是6~20Ω； R9??R1小（3）根据题意知道，闭合S和S2、断开S1，当滑动变阻器的阻值调到R1=17.5Ω时，这时小灯泡的功率是：P2=3.2W，设此时电流表的示数是I，则U=U1+U2，即U?IR1?8I2=A（不合题意，舍去），即此时电流表的读数是0.8A。
35P2 ，代入数据解得：I1=0.8A I44.（巴中，33）如图所示，某品牌智能电火锅的铭牌，（不计温度对电阻的影响）。求：
（1）该电火锅锅正常加热30分钟时所消耗的电能为多少kW?h？
（2）某天用电高峰期，只使用电火锅加热10min，家用电能表（1200r/kW．h）的转盘转了200转，此时电火锅的实际功率是多少？
（3）如图所示是电火锅的简化电路图，其中R1、R2均为发热电阻，S2为加热保温自动力切换开关，求
R2的电阻是多少？
解：（1）由P＝可得，电火锅正常工作时间为30min消耗的电能： W总＝Pt总＝1.21kW×0.5h＝0.605kW?h； （2）转200转消耗的电能： W＝
×200r＝kW?h，
此时消耗的实际功率：
P实＝＝＝1kW＝1000W；
（3）由图知，当S1闭合、S2接a时，电路中只有R1，电路中电阻最小，由P＝大，处于加热状态； 由P＝R1＝
得电火锅正常加热时的电阻： ＝
＝40Ω；
可知此时电功率最
由图知，当S1闭合、S2接b时，电路中R1和R2串联，电路中电阻最大，由P＝小，处于保温状态； 由P＝
得串联总电阻：
＝
＝100Ω，
可知此时电功率最
R串＝R1+R2＝R2的电阻：
R2＝R串﹣R1＝100Ω﹣40Ω＝60Ω；
答：（1）该电火锅锅正常加热30分钟时所消耗的电能为0.605kW?h；（2）此时电火锅的实际功率是1000W；（3）R2的电阻是40Ω。
45.（北海，31）图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U＝5V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示：工作电路中，灯泡L标有“9V0.3A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4＝10Ω，在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合
开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触：调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4＝4：1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为P0′，P0′：P0＝4：9，已知电源电压，灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计，求：
（1）灯泡L的额定功率；
（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流； （3）将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值； （4）工作电路的电源电压Ux。
解：（1）灯泡L标有“9V0.3A”的字样，表示灯的额定电压为9V，额定电流为0.3A，则灯的额定功率为：
P＝ULIL＝9V×0.3A＝2.7W；
（2）将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，控制电路为R2的简单电路，控制电路的电流： I＝
＝
＝0.2A；
（3）由图乙知，将报警温度设为50℃时，R2′＝10Ω； 根据电阻的串联和欧姆定律有： I＝
，即0.2A＝
，故R1＝15Ω；
（4）在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，R0与灯串联，灯泡L
恰好正常发光，灯的电压为9V；此时R0的电功率为P0；
调节R3的滑片，此时R3、R4与R0串联，当R3与R4的电压之比U3：U4＝4：1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为P0′，P0′：P0＝4：9， 根据P＝故
＝
，在R不变时，功率与电压的平方成正比， ＝，
故U0＝1.5U0′，
根据欧姆定律，在电阻不变时，电流与电压成正比，故I0＝1.5I0′，因I0＝0.3A，所以，I0′＝0.2A， R3与R4的电压之比U3：U4＝4：1，由分压原理，R3：R4＝4：1， 故R3＝4×10Ω＝40Ω；
由串联电路的规律及欧姆定律，根据两种情况下工作电路的电源电压不变有： UR0+UL＝UR3+UR4+UR0′，
即1.5U0′+9V＝U0′+（10Ω+40Ω）×0.2A 故U0′＝2V，
工作电路的电源电压： UX＝1.5×2V+9V＝12V。 答：
（1）灯泡L的额定功率为2.7W；
（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流为0.2A； （3）将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值为15Ω； （4）工作电路的电源电压Ux为12V。
46.（沈阳，19）如图所示的电路中，a和b是两个接线柱，电源电压恒为6V。若只闭合S1，电流表的示数为0.6A：若ab间接入小灯泡L，且只闭合S1、S3，此时小灯泡L恰好正常发光，电流表示数为1A；若ab间接入定值电阻R2，且只闭合S2，电流表示数为0.2A。求：
(1)小灯泡L的额定功率是多少？
(2)只闭合S2时，ab间接入的定值电阻R2通电1min所消耗的电能是多少？ 解：(1)当只闭合s1时，只有R1接入电路 I=， R1=
=10Ω
当小灯泡L接ab间，且只闭合S1、S3时，R1与小灯泡L并联，小灯炮正常发光 U=U1=UL=6V I1=0.6A IL=I-I1=1A-0.6A=0.4A PL=UIL
=6V×0.4A=2.4W
(2)当R2接ab间，且只闭合S2时，R1与R2串联。I’=I1’=I2’=0.2A U1'=I1'R1=0.2A×10Ω=2V U2'=U总-U1'=6V-2V=4V W2= U2'I2’t
=4V×0.2A×60s=48J
47.（大庆，21）如图是一个温度可调的育苗箱电路，电源电压为36V，且保持不变。发热电阻R1的阻值为40Ω，R2为滑动变阻器其阻值变化范围为0﹣50Ω，允许通过的电流足够大。试求：
（1）R1的最大功率是多少？
（2）将滑片P移到某一位置，R2两端电压为6V时，通电5min，电流对整个电路做的功是多少？ （3）在调节滑片P的过程中，滑动变阻器R2能达到的最大功率是多少？
解：（1）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为零时，电路为R1的简单电路，此时R1的功率最大，则R1的最大功率 P1＝
＝
＝32.4W；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，当R2两端电压为6V时，R1两端的电压： U1＝U﹣U2＝36V﹣6V＝30V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流： I＝
＝
＝0.75A，
通电5min电流对整个电路做的功： W＝UIt＝36V×0.75A×5×60s＝8100J； （3）因串联中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流： I1＝
，
滑动变阻器R2的电功率： P2＝（I1）2R2＝（
）2R2＝
＝
＝
＝
，
所以，当R2＝R1＝40Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则： P2大＝
＝
＝8.1W。
答：（1）R1的最大功率是32.4W；
（2）通电5min，电流对整个电路做的功是8100J； （3）滑动变阻器R2能达到的最大功率是8.1W。
48.(邵阳，35)如图甲所示的电路中，电源电压不变，L是标有“6V 3W的电灯，当S1和S3闭合、S2断开时，灯L正常发光，电流表的示数如图乙所示。求：
（1）电源电压。 （2）定值电阻R的值
（3）S1和S3断开、S2闭合时，灯L的实际功率。（不考虑温度对电阻的影响） 解：（1）当S1和S3闭合、S2断开时，灯泡L与电阻R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，且灯L正常发光， 所以，电源电压U＝UL＝6V；
（2）当S1和S3闭合、S2断开时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流， 由P＝UI可得，通过灯泡的电流： IL=
=0.5A，
由图乙可知，电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I＝1A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过定值电阻R的电流： IR＝I﹣IL＝1A﹣0.5A＝0.5A， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由I=可得，定值电阻R的值：
R1=6V/0.5A=12Ω；
（3）灯泡的电阻：
,
当S1和S3断开、S2闭合时，灯泡L与定值电阻R串联， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流：
0.25A，
灯L的实际功率：
PL′＝（I′）2RL＝（0.25A）2×12Ω＝0.75W。 答：（1）电源电压为6V； （2）定值电阻R的值为12Ω；
（3）S1和S3断开、S2闭合时，灯L的实际功率为0.75W。
49.（常州，28）如图所示的电路中,电源电压恒定,灯L1、L2电阻不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为12V,电流表示数为1.2A,L1和L2都正常发光断开开关S1、S2,将电压表、电流表的位置互换,只闭合开关S1,电流表示数为0.75A,电压表示数不变,问
(1)L1的电阻和额定功率各为多大? (2)L2的电阻和额定功率各为多大? 【答案】
中考物理真题集锦专题18：电功率综合计算（含解析）
