2021年中考物理考前突破练习：电学+力学 综合计算题（含答案）

2021年中考物理考前突破练习：电学+力学综合计算题

电学综合计算题

1.如图是某电子秤的原理示意图，Ri为定值电阻，托盘下方的电阻R2为压敏电阻，其电阻大小与托盘内

所放物体质量m大小关系图如图乙所示，已知电源电压为6V并保持不变。

(1)当托盘为空时，R2的电阻为。；

(2)若托盘为空时，电流表示数为0.01A,求定值电阻Ri的阻值；

(3)若放入某个物体后，电流表的示数为0.03A,求该物体的质量大小。

2.如图所示，电源电压不变，小灯泡L上标有“6V6W”字样(灯丝电阻不变)。定值电阻Ri的阻值为

ion,R2为滑动变阻器。

(1)当开关Si、S2、S3都闭合时，小灯泡L正常发光，求此时电流表的示数。

(2)当断开开关Si和S3,闭合开关S2,滑动变阻器的滑片调至阻值最大时，电压表示数为1.5V,求

R2的最大阻值。

3.在如图所示的电路中，电源电压U=6V保持不变，电阻Ri的阻值为20。，电流表A2的示数为0.2A。

闭合开关S,求：

(1)Ri两端电压Ui。(2)电流表Ai示数。(3)R2的阻值。

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Ri

4.如图甲所示的电路中，Ri为滑动变阻器，Ro、R2,均为定值电阻，电源电压恒定，改变滑动变阻器Ri

的滑片位置，两电压表的示数随电流变化的I-U图像如图乙所示•求：

①电压表Vi测量的是哪部分电路的电压；

②定值电阻R2的阻值大小；

③定值电阻Ro和电源电压U的大小。

5.某型号汽车的油量显示电路如图甲所示，其中定值电阻Ro=2OC,R为压敏电阻(厚度不计)，位于油

箱底部，油量表是量程为0〜0.6A的电流表改装而成的，压敏电阻的阻值随其表面受到液体的压强的变

化而变化，其对应关系如图乙所示。已知油箱加满汽油时压敏电阻表面受到的液体压强为2.8Xl()3pa,

油量表如图丙所示。(g取10N/kg)

P/X103Pa

甲乙丙

(1)汽车行驶过程中，油箱中油量减少，油量表的指针偏转角度(选填“变大”“变小”或“不

变〜

(2)电源电压是多少？

(3)当压敏电阻的电功率最大时，电路中的电流是多少？

(4)某辆汽车装满油后在高速公路上匀速行驶过程中，油量表的指针偏转速度。

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6.如图所示是检测某一传感器的电路图，这种传感器上标有“9V2.7W”的字样(该传感器可看作一个纯

电阻用电器)，滑动变阻器上标有“20。1A”的字样，电流表的量程为0〜0.6A,电压表的量程为0〜

3V,当a、b之间所加的电压恒为7V时，求：

(1)传感器Ro的额定阻值；

(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为5Q时，电流表的示数；

(3)某次实际检测时，将另一个电压恒定的电源接在a、b之间，闭合开关S,调节滑动变阻器Ri的

阻值，记录电流表和电压表的示数如表所示，根据技术资料可知，如果测得该传感器的实际电阻与传感

器Ro的额定阻值偏差大于1C,则该传感器不能正常使用、请通过计算判断这个传感器是否可以正常使

用。

7.如图所示的电路，R2的阻值为20Q,滑动变阻器Ri上标有“2A”字样，两电流表量程均为0〜3A。闭

合开关S,电流表Ai、A的示数分别为0.8A、1.2A。

(1)求R2两端电压U2。

(2)更换电源，用10。和30。的定值电阻先后替换R2,闭合开关S,在电路安全工作的情况下，移动

滑片P,某个电流表示数的最大变化量分别为0.8A和L6A,其中一次变阻器的电流达不到2A。

①试分析变阻器的电流达不到2A的原因。

②求变阻器的最大阻值Rlmax。

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8.亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理图如图甲所示。其中，电

源两端电压U=4V(恒定不变)，V是电压表，量程为0-3V,Ro是定值电阻，Ro=3OC,Ri是热敏电

阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后，求：

(1)当环境温度为40℃时，热敏电阻Ri的阻值是多少？

(2)当环境温度为40C时，电压表的示数是多少？

(3)电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？

RiRo

I—»—II-

TI《

甲乙

9.如图甲所示的电路，电源电压保持不变，Ri为定值电阻。闭合开关S,调节变阻器R2的滑片P,电压

表的示数随电路中电流变化的关系图像如图乙所示。

求：(1)变阻器R2接入电路的最大阻值。(2)电源电压U。

10.如图所示的电热水壶有“加热”和“保温”两种工作状态，由温控开关与控制，从它的说明书上收集

到如下数据，电路原理图已经看不清楚。经阅读可知，电路原理图中有两个相同的发热电阻Ri、R2和

电源开关。

容量1L加热功率1100W

额定电压220V保温功率?W

频率50Hz加热效率%

(1)请你画出电热水壶内部电路图。

(2)计算Ri的电阻。

(3)电热水壶加满水后，在额定电压下将水从20℃烧开(标准大气压)用时6min,求该电热水壶的加

热效率？[C*=4.2X103J/(kg*℃)]

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11.如图甲所示是多功能电饭煲，它具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎，图乙是该电

饭煲的简化电路图，下表是该品牌电饭煲的铭牌。[pIXl^kg/m3,c*=4.2X103J/(kg*℃)]

项目参数

电源电压(V)220

低温挡功率(W)220

中温挡功率(W)550

高温挡功率(W)1050

容积(L)2

(1)电饭煲处于中温挡工作时，求电路中的电流大小；

(2)求R2的阻值；

(3)电饭煲的加热效率为80%,在1标准大气压下，如果用高温挡将初温是23℃质量为2千克的水烧

开，求烧开一壶水需要的时间。

12.如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜，该冰柜的玻璃门采用的是防雾玻璃，玻璃夹层

中有电热丝用来加热玻璃，可以有效防止水蒸气凝结在玻璃上，电热丝与冰柜中的电动压缩机连接的简

化电路如图乙所示，其相关参数如表所示。求：

(1)冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为多少？

(2)冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为多少？

(3)该冰柜的玻璃门的质量是5kg,若不计热量损失，电热丝正常工作使玻璃门升高20℃需要多长时

间?[玻璃的比热容为0.84Xl()3j/(kg・c)]

(4)若断开其他所有用电器，只将该冰柜接入家庭电路，发现如图丙所示的电能表的转盘在5min内转

了27圈，求此冰柜工作时的实际电功率是多少？

冰柜总质量160kg额定电压220V

电动压缩机now防雾电热丝100W

的额定功率的额定功率

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O220VO

压缩机温控开关

0^-4

电阻丝防雾开关

甲乙

13.如图甲所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“2.5V0.25A”字样，其R-U图像如图乙所

示，滑动变阻器Ri的最大值为30。，定值电阻R2=30C,电流表的量程为0〜0.6A,电压表的量程为0〜

3V。当只闭合开关S、S2和S3,将变阻器Ri的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A。

（1）求小灯泡的额定功率；

（2）当只闭合开关S、S2和S3时，求整个电路消耗的最大功率；

（3）当只闭合开关S和Si时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器Ri允许的取值范围。

14.如图所示，电源电压恒为12V,小灯泡上标有“6V3.6W”字样且灯丝电阻保持不变，当只闭合S、

S）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Ri的阻值；

（2）滑动变阻器R2的最大阻值；

（3）请分析在什么情况下给小灯泡通电时小灯泡消耗的电功率最小，并计算出小灯泡消耗的最小电功

率。

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15.当空气湿度比较低时，很多人家里都会使用电热加湿器如图甲，其工作原理如图乙，相关参数如表所

示。工作时，电热加湿器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，

增加环境湿度；当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入加热仓中。求:

甲乙

(1)当电热加湿器以最大运行功率工作时，电热丝Ri的阻值为多大？

(2)如果加热仓内冷水的温度为20℃,用最大运行功率正常工作，经过5min36s恰好使水沸腾产生水

蒸气，求加热仓中水的质量？(设电热丝R1产生的热量全部被水吸收，当地气压为标准大气压)

(3)电热加湿器以最低气雾量工作时，求气雾调节器消耗的电功率？

工作电压220V

工作频率50Hz

最大运行功率40W

储水箱容量2.4L

气雾调节器最大电阻990Q

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参考答案

1.如图是某电子秤的原理示意图，Ri为定值电阻，托盘下方的电阻R2为压敏电阻，其电阻大小与托盘内

所放物体质量m大小关系图如图乙所示，已知电源电压为6V并保持不变。

(1)当托盘为空时，R2的电阻为500。；

(2)若托盘为空时，电流表示数为0.01A,求定值电阻Ri的阻值；

(3)若放入某个物体后，电流表的示数为0.03A,求该物体的质量大小。

【解析】(1)当托盘为空时，物体质量为0,由图像可知，R2的阻值为500。；

(2)由I=U可得，电路的总电阻：R=—=-一①一=600。，

RI0.01A

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻Ri的阻值：R1=R-R2=600C-5000=100。。

(3)当放入某物体后，电流表示数为I'=0.03A,

由I=U可得，此时电路的总电阻：R'=-y_=-6V.=20011,

RI'0.03A

则此时压敏电阻的阻值：R2-R'-Ri=200ft-1000=100。，

由图像可知，此时物体质量为800g。

答：(1)500。；

(2)电阻Ri的阻值为100C；

(3)该物体的质量大小为800g。

2.如图所示，电源电压不变，小灯泡L上标有“6V6W”字样(灯丝电阻不变)。定值电阻Ri的阻值为

1011,R2为滑动变阻器。

(1)当开关Si、S2、S3都闭合时，小灯泡L正常发光，求此时电流表的示数。

(2)当断开开关Si和S3,闭合开关S2,滑动变阻器的滑片调至阻值最大时，电压表示数为1.5V,求

R2的最大阻值。

【解析】(1)当开关Si、S2、S3都闭合时，灯泡L与电阻Ri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，且灯泡L正常发光，则电源的电压：U=UL=6V,

通过电阻RI的电流为：

11--U----_6V-_O0A.6AA,

Rl10O

根据P=UI可得，通过灯泡的电流：

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九=包=更=1A,

UL6V

则电流表的示数：

I=IL+II—1A+O.6A=1.6A；

(2)断开开关Si和S3,闭合开关S2时.，电阻Ri与滑动变阻器R2串联，电压表测Ri两端的电压,

此时电路中的电流为：

r=Vw=015A>

根据串联分压原理可得，U2=U-Ui=6V-1.5V=4.5V,

根据I=U可得，R2的最大阻值为：

R

R2=~^-=生5"'=3℃。

I'0.15A

答：(1)电流表示数1.6A；

(2)R2的最大阻值为30C。

3.在如图所示的电路中，电源电压U=6V保持不变，电阻Ri的阻值为20C,电流表A2的示数为0.2A。

闭合开关S,求：

(1)Ri两端电压Ui，

(2)电流表Ai示数。

电流表Ai测Ri支路电流，电流表A2测R2支路的电流。

(1)因并联电路中各支路两端的电压相等，

所以R1两端电压为：Ui=U=6V；

(2)通过Ri的电流为：

S号"A，

所以电流表Ai示数为0.3A；

(3)R2的阻值:

R2=—=-^-=30£lo

I20.2A

答：(1)Ri两端电压UI为6V；

(2)电流表Ai示数为O.3A；

(3)R2的阻值是30。。

4.如图甲所示的电路中，Ri为滑动变阻器，Ro、R2,均为定值电阻，电源电压恒定，改变滑动变阻器Ri

的滑片位置，两电压表的示数随电流变化的I-U图像如图乙所示.求：

①电压表Vi测量的是哪部分电路的电压；

②定值电阻R2的阻值大小；

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③定值电阻Ro和电源电压U的大小。

【解析】①由图知Ro、Ri和R2串联在电源两端，电压表Vi测量Ri和R2两端的总电压，电压表V2

测量R2两端的电压；

②由图知，当滑片P向左移动时，滑动变阻器R1连入的电阻变小，从而使电路中的总电阻变小，电路

中的电流变大；根据U=IR可知，Ro两端的电压变大，R2两端的电压变大，由串联电路电压的特点可

知，Ri和R2两端的总电压变小；

所以，图像中上半部分为Ri和R2的U-I图像，下半部分为R2的U-I图像，

即：图像中上半部分为电压表Vi示数变化的图线；

由U-I图像得定值电阻R2的阻值为：

R2=

I24A

③由图像可知：当Ri和R2两端的电压为10V时，R2两端的电压为IV,电路中的电流为1A,

则电源电压：U=Ui+Uo=lOV+IRo=lOV+IAXRo------------------------------------------------------①

当滑片P移至最左端，滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R2两端的电压，示数都为4V,

电路中的电流最大为4A,

则电源电压：U=U2'+Uo'=4V+4AXR（）-------------------------------------------------------②

由①②得：10V+1AXR0=4V+4AXRo

解得:Ro=2。,

则电源电压为：U=Ui+Uo=10V+IRo=10V+lAX2n=12Vo

答：①电压表V］测量的是Ri和R2两端的总电压；

②定值电阻R2的阻值大小为m；

③定值电阻Ro，为20,电源电压U的大小为12V。

5.某型号汽车的油量显示电路如图甲所示，其中定值电阻Ro=2OC,R为压敏电阻（厚度不计），位于油

箱底部，油量表是量程为0〜0.6A的电流表改装而成的，压敏电阻的阻值随其表面受到液体的压强的变

化而变化，其对应关系如图乙所示。已知油箱加满汽油时压敏电阻表面受到的液体压强为2.8XIO3Pa,

油量表如图丙所示。（g取10N/kg）

（1）汽车行驶过程中，油箱中油量减少，油量表的指针偏转角度变小（选填“变大”“变小”或“不

变

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(2)电源电压是多少？

(3)当压敏电阻的电功率最大时，电路中的电流是多少？

(4)某辆汽车装满油后在高速公路上匀速行驶过程中，油量表的指针偏转速度先变快后变慢。

【解析】(1)汽车行驶过程中，油箱中油量减少，汽油的深度减小，由p=pi8gh可知，压敏电阻受到

的压强减小，

由图乙可知，压敏电阻R的阻值变大，则电路的总电阻变大，由I=U可知，电路中的电流变小，即油

R

量表的指针偏转角度变小；

(2)当油箱加满汽油时，压敏电阻表面受到的液体压强为2.8Xl()3pa,

由图乙可知，压敏电阻的阻值R小=10。，由油量表的量程0〜0.6A可知，此时电路中的电流I火=0.6A,

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大R总=1大(R小+Ro)=0.6AX(lOn+2011)=18V；

(3)当压敏电阻的阻值为R时，电路中的电流：1=’U=」—,

R总R+RQ

TJ2Tj2

则压敏电阻的电功率：2歹=

PR=IR=(―—)/=-------y=-5J------

R+Ro尔+%)2R+2RR0+R/

RR

[j2__________________lj2

222

R-2RR0+R0+4RR0(R-RO)

~~RR-+4R0

当R=Ro=2OQ时,压敏电阻的电功率最大,

此时电路中的电流:1=U_U=18V♦=0.45A；

R总'R+Ro20Q+20Q

(4)某辆汽车装满油后在高速公路上匀速行驶过程中，相同时间内消耗汽油的体积相等，油箱内汽油

深度减少量相等,

由p=p浪gh可知，相同时间内压敏电阻受到压强的减少量相等，

由图乙可知,压敏电阻表面受到的液体压强分别为2.8Xl()3pa、2.1X103Pa,1.4X103Pa^0.7X103Pa,

OPa时，

对应压敏电阻R的电流分别为10。、18。、34。、63。、110。，

由【=.U可得,油量表的示数依次为0.6A、0.474A、0.333A、0.217A、0.138A,

R+R。

对应电流表示数的减少量依次为0.126A、0.141A、0.116A、0.079A,

综上可知，油量表的指针偏转速度先变快后变慢•

答：(1)变小；

(2)电源电压是18V；

(3)当压敏电阻的电功率最大时，电路中的电流是0.45A：

(4)先变快后变慢。

6.如图所示是检测某一传感器的电路图，这种传感器上标有“9V2.7W”的字样(该传感器可看作一个纯

电阻用电器)，滑动变阻器上标有“20Q1A”的字样，电流表的量程为0〜0.6A,电压表的量程为0〜

3V,当a、b之间所加的电压恒为7V时，求：

(1)传感器Ro的额定阻值；

(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为5Q时，电流表的示数；

(3)某次实际检测时，将另一个电压恒定的电源接在a、b之间，闭合开关S,调节滑动变阻器Ri的

阻值，记录电流表和电压表的示数如表所示，根据技术资料可知，如果测得该传感器的实际电阻与传感

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器Ro的额定阻值偏差大于m,则该传感器不能正常使用、请通过计算判断这个传感器是否可以正常使

用。

【解析】(1)由公式p=比得传感器的额定阻值：

R

2

Ro=%_=9Zli=3OC；

P额2.7W

(2)乙图知Ro与Ri串联，当Ri接入电路的电阻为5。时，电路的总电阻为：R=Ri+Ro=5Q+3OQ=

35Q；

此时电流表的示数为：I=U=一4=0.2A；

R35Q

(3)电源电压：U=Uo+Ui=IR传+Ui；

将表中数据代入得：

U=0.16AXR传+1.92V①

U=0.2AXR传+0.70V②

联立①②两式得：R传=30.5。；

传感器的阻值变化为：△R=R,「Ro=3O.5C-3OQ=O.5Q<lQ；则这个传感器可以正常使用。

答：(1)传感器Ro的额定阻值为30C；

(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为5Q时，电流表的示数为0.2A；

(3)这个传感器可以正常使用。

7.如图所示的电路，R2的阻值为20"滑动变阻器Ri上标有“2A”字样，两电流表量程均为0〜3A。闭

合开关S,电流表Ai、A的示数分别为0.8A、1.2A。

(1)求R2两端电压U2。

(2)更换电源，用10Q和30。的定值电阻先后替换R2,闭合开关S,在电路安全工作的情况下，移动

滑片P,某个电流表示数的最大变化量分别为0.8A和L6A,其中一次变阻器的电流达不到2A。

①试分析变阻器的电流达不到2A的原因。

【解析】(1)闭合开关S,两电阻并联接入电路，电流表A)测通过R1的电流，电流表A测干路电流,

两表的示数分别为0.8A、1.2A,

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由于并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流为：l2=I-h=1.2A-0.8A=0.4A,

由欧姆定律可得R2两端电压：U2=I2R2=0.4AX20fl=8V；

(2)①因l2=I-h，所以当I2不变时，两个电流表示数的最大变化量应该是相同的，在电流表示数最

大时，12越小，电流表示数的最大变化量越大，

用10Q的电阻替换R2,该支路的电流为：12,=_2_=一▽，

Z

R210。

用30Q的电阻替换R2,该支路的电流为：匕"=—V=—-4->—

R230Q10Q30Q

因通过R2的电流越大，总电流越大，所以用10。的电阻替换R2,会使得在Ri支路电流达到2A之前，

总电流已达到3A,也就是说用10。的电阻替换R2,变阻器的电流达不到2A；

②闭合开关S,两电阻并联接入电路，电流表Ai测通过Ri的电流，电流表A测干路电流，并联电路各

并联支路两端电压相等，

电流表示数的最大变化量分别为0.8A和1.6A,

当R2=30C时.，通过滑动变阻器的最大电流Ilmax=2A,则通过滑动变阻器的最小电流为：hmin=Ilmax

-△llmax=2A-1.6A=0.4A,

当R2'=10。时，通过电路的最大电流为【max'=3A,通过滑动变阻器的最小电流为limin'=0.4A,

通过滑动变阻器的最大电流：Ilmax'=Ilmax'+/^Ilmax'-0.4A+0.8A=1.2A,

所以此时通过R2的电流为：［2'=Imax'-hmax'=3A-1.2A=1.8A,

由欧姆定律可得电源电压为：U=U2'=12'R2'=1.8AX10Q=18V,

所以滑动变阻器的最大阻值为：Rimax=U—=」里=45。。

Lmin°，姑

答：(1)求R2两端电压U2为8V；

(2)①因通过R2的电流越大，总电流越大，所以用10。的电阻替换R2,会使得在R1支路电流达到

2A之前，总电流已达到3A,也就是说用10。的电阻替换R2,变阻器的电流达不到2A；

②求变阻器的最大阻值Rlmax为45。。

8.亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理图如图甲所示。其中，电

源两端电压U=4V(恒定不变)，V是电压表，量程为0-3V,Ro是定值电阻，Ro=3OQ,Ri是热敏电

阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后，求：

(1)当环境温度为40℃时，热敏电阻Ri的阻值是多少？

(2)当环境温度为40℃时，电压表的示数是多少？

(3)电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？

【解析】由电路图可知，闭合开关，Ro、Ri串联，电压表测Ro两端的电压。

(1)由图乙知，当环境温度为40℃时，Ri的阻值是20。；

(2)根据欧姆定律可知：

此时电路中的电流：

I=——=----------=0.08A,

R0+Rt30^+20O

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电压表的示数等于Ro两端的电压，

为：Uv=Uo=IRo=O.O8AX3On=2.4V；

(3)从图乙中可知，环境温度越高，热敏电阻的阻值越小，根据串联分压特点可知，Ro两端的电压越

大，

电压表两端电压不能超过其最大测量值，故当Ro两端的电压达到3V时，此时是此电路所允许的最高

环境温度，

此时电路中的电流为：r=u^=^v=01A

Ro30Q

根据串联电路的电压特点可知，此时加在热敏电阻两端的电压为：

Ul，=U-U'=4V-3V=1V,

根据欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值为：

R/=-...=1)=10。；

I'0.1A

由图乙可知，热敏电阻为10。时，对应的环境温度为80℃。

答：(1)当环境温度为40℃时，热敏电阻Ri的阻值是20C；

(2)当环境温度为40℃时，电压表的示数是2.4V；

(3)电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是80℃。

9.如图甲所示的电路，电源电压保持不变，Ri为定值电阻。闭合开关S,调节变阻器R2的滑片P，电压

表的示数随电路中电流变化的关系图像如图乙所示。

求：(1)变阻器R2接入电路的最大阻值。

(2)电源电压U。

【解析】闭合开关S,Ri和变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流。

(1)根据串联分压特点可知，变阻器R2的滑片P在最右端时，变阻器接入电路的阻值最大时，电压表

的示数最大，从图乙可知为4V,此时电路中的电流为0.1A,变阻器R2接入电路的最大阻值R2=1Z=

I

—^L=40Q；

0.1A

(2)设电源电压为U,变阻器R2的滑片P在最右端时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知U

=4V+0.1AXRi…①

变阻器R2的滑片P在最左端时，变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中的电流为0.3A,根据串联电

路的电压特点和欧姆定律可知U=0.3AXRi…②

由①②可得出：U=6Vo

答：(1)变阻器R2接入电路的最大阻值为40。。

(2)电源电压U为6V。

10.如图所示的电热水壶有“加热"和''保温"两种工作状态，由温控开关Si控制，从它的说明书上收集

到如下数据，电路原理图已经看不清楚。经阅读可知，电路原理图中有两个相同的发热电阻Ri、R2和

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电源开关。

容量1L加热功率11OOW

额定电压220V保温功率?W

频率50Hz加热效率%

(1)请你画出电热水壶内部电路图。

(2)计算Ri的电阻。

(3)电热水壶加满水后，在额定电压下将水从20℃烧开(标准大气压)用时6min,求该电热水壶的加

热效率？lc*=4.2XI03J/(kg.℃)J

【解析】

(1)①可设计成串联型加热电路，如图甲所示；

S闭合，Si断开，两电阻串联，电阻较大，由P=比可知电路消耗的电功率较小，则电热水壶处于保

R

温状态；

S、Si都闭合，R2被短路，只有Ri接入电路，电阻较小，电路消耗的电功率较大，处于加热状态;

②也可设计成并联型加热电路，如图乙所示；

S、Si都闭合，两电阻并联，电阻较小，由P=止可知电路消耗的电功率较大，电热水壶处于加热状态;

R

S闭合，Si断开，只有Ri接入电路，电阻较大，电热水壶处于保温状态；

(2)如图甲，当S、Si闭合时，电路中只有Ri，热水壶处于加热状态,

根据P=UI得，此时电路的电流为：

I产型=3_=5A；

U220V

根据1=旦得心的电阻为：

R

R1=_U_=220V=4411；

I热5A

如图乙，当S、Si闭合时，Ri与R2并联，热水壶处于加热状态,

根据P=UI得，此时电路总电流为：

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I总=P热」]00W“=5A；

U220V

根据题意知，R1=R2，则h=l2=]•[总=2.5A,

根据I=U^^RI的电阻为：

R

R1=jj_=22pv=88n,

Il2.5A

(3)根据P=1■得电热水壶6min消耗的电能为：

t

W=P加热t=11OOWX360S=3.96X105J；

水的体积V=lL=lX10-3m3,

由p=,得水的质量为：

m=pV=1.0X103kg/m3XlX10_3m3=lkg,

在标准大气压下，水的沸点为1OOC,

水吸收的热量为：

Q吸=c水m(t-to)=4.2X103J/(kg»℃)XlkgX(100℃-20℃)=3.36X1O5J；

该热水壶的加热效率：

5

n=^=3,J6^10Jx]00%=84.8%。

W3.96X1O5,I

答：(1)见上图；

(2)Ri的电阻为44。或88Q；

(3)该电热水壶的加热效率为84.8%。

11.如图甲所示是多功能电饭煲，它具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎，图乙是该电

饭煲的简化电路图，下表是该品牌电饭煲的铭牌。[p*=1Xl^kg/m3,c*=4.2X103J/(kg*℃)]

项目参数

电源电压(V)220

低温挡功率(W)220

中温挡功率(W)550

高温挡功率(W)1050

容积(L)2

(1)电饭煲处于中温挡工作时，求电路中的电流大小；

(2)求R2的阻值；

(3)电饭煲的加热效率为80%,在1标准大气压下，如果用高温挡将初温是23℃质量为2千克的水烧

开，求烧开一壶水需要的时间。

©220V。

甲乙

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【解析】(1)由P=UI得：1=包=殳处=2.5A；

U220V

(2)由电路图可知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R|、R2串联，电路中的电阻最大，

222

由P=1L可知，电功率最小，所以此时养生壶为低温挡，此时的电阻R=」I_=(220V)=220。；

RP低220V

由电路图可知，当开关Si闭合，S2接A时，电阻R2被短路，电路为Ri的简单电路，则Ri的阻值：

R尸尤=(220V)2=88Q；

P中550W

R2的电阻:R2=R-R1=22OC-88c=1320；

(3)在1个标准大气压下，水沸腾时的温度t=100℃,

水吸收的热量：

Q^=cm(t-to)=4.2X1()3J/(kg・℃)X2kgX(1(X)℃-23℃)=6.468Xio'j,

由n=%X100%得，养生壶消耗的电能：

W

W=%=6.468x1()5J=&09x105J=809X105Jo

T\80%105Ow

由P=更得，烧开一壶水需要的时间：

t

5

t=JL=8.09XlQJ=462so

P高105Ow

故答案为：(1)2.5A；(2)132ft；(3)462s(.

12.如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜，该冰柜的玻璃门采用的是防雾玻璃，玻璃夹层

中有电热丝用来加热玻璃，可以有效防止水蒸气凝结在玻璃上，电热丝与冰柜中的电动压缩机连接的简

化电路如图乙所示，其相关参数如表所示。求：

(1)冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为多少？

(2)冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为多少？

(3)该冰柜的玻璃门的质量是5kg,若不计热量损失，电热丝正常工作使玻璃门升高20℃需要多长时

间？[玻璃的比热容为0.84X103J/(kg・C)]

(4)若断开其他所有用电器，只将该冰柜接入家庭电路，发现如图丙所示的电能表的转盘在5min内转

了27圈，求此冰柜工作时的实际电功率是多少？

冰柜总质量160kg额定电压220V

电动压缩机now防雾电热丝100W

的额定功率的额定功率

O220VO

压缩机学餐.

电阻丝防雾开关

甲乙丙

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【解析】(I)由P-UI可得，冰柜的电动压缩机正常工作时的电流:

I=£^=HO£=05A。

U额220V

(2)由p—ui一止可得，冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻：

R

2

2

R_M__(220V)_484no

PR100W

(3)质量是5kg的门玻璃温度升高20℃吸收的热量：

34

QBft—cmAt_0.84X10J(/kg・℃)X5kgX20℃—8.4X10J,

因为不计热量损失，所以W=Q吸=8.4X1()4J,

由P-t可得，电热丝正常工作时使门玻璃升高20℃需要的时间：

t

4

t—1--8-4X10J_840SO

p热100V

(4)电能表的转盘转过27圈时，冰柜在5min消耗的电能：

W'-...........也------0.00675kW・h,

4000r/(kI'h)

冰柜的实际功率：

P'-一。・1kw=81W。

,5X60h

答：(1)冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为0.5A。

(2)冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为4840。

(3)不计热量损失，电热丝正常工作使该门玻璃升高20℃需要840s。

(4)此冰柜工作时的实际电功率是81W。

13.如图甲所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“2.5V0.25A”字样，其R-U图像如图乙所

示，滑动变阻器R1的最大值为30。，定值电阻R2=30Q,电流表的量程为0〜0.6A,电压表的量程为0〜

3V。当只闭合开关S、S2和S3,将变阻器Ri的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A。

(1)求小灯泡的额定功率；

(2)当只闭合开关S、S2和S3时，求整个电路消耗的最大功率；

(3)当只闭合开关S和Si时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器Ri允许的取值范围。

【解析】(1)小灯泡的额定功率是:

PL^=UL额11额=2.5VX0.25A=0.625W；

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(2)只闭合开关S、S2和S3,将变阻器R的滑片P调到中点时，L短路，电路为』Ri与R2并联，电

2

流表测量干路电流；

yRjRgyX30QX30O

并联的总电阻，R----------=彳---------------=10。，

4%+即4x300+300

由1=且可得电源电压：U=IR井=0.45AX10Q=4.5V；

R

由于电流表的量程为0〜0.6A,则干路电流最大为0.6A,

所以最大功率P且大=UI垠大=4.5VX0.6A=2.7W；

(3)只闭合开关S、S],灯泡L与Ri串联，R2不接入电路，移动变阻器的滑片P,向左移动时，R1

变大，电压表的示数也变大，当电压表示数为3V时，Ri最大，则Ri的电压Ui大=3V,此时小灯泡两

端的电压为：UL=U-Ui大=4.5V-3V=L5V,

由图乙可知此时灯泡的电阻为：丸=叽8。，

瓦

则]母小=[L=L_§y_=0.]875A,

RL80

所以由i=U可得R|连入电