挑战21计算题(电学综合26题)(原卷版+解析)

2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版）挑战21计算题（电学综合26题）1．（2022•黔东南州）如图甲所示，是芳芳家新买的一款多功能电饭煲，乙为该电饭煲的工作原理图。R1和R2均为阻值不变的电热丝，S为手动开关，S1为自动控制开关，已知R2＝800Ω，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求：品名多功能电饭煲额定电压220V频率50Hz加热挡功率605W保温挡功率（1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值；（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温挡的功率；（3）芳芳想了解家里电路的实际电压，她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热挡工作，观察到家里标有“3000revs/（kW•h）”字样的电能表铝盘2min转过50转，则她家的实际电压。2．（2022•玉林）科技研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量h”的测试，他们用厚钢尺制成了一座跨度为L的桥梁（如图甲所示），并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪，测试仪由压力传感器R与外部电路组成（如图乙所示）。已测得跨度为L时，在一定范围内，其压力F与下垂量h满足关系F＝，k＝1×10﹣3m/N。已知电源电压不变，当电压表的示数为4V时，电流表示数为0.4A。当压力F1＝32N时，电路中的电流为I1，此时R的功率为P1；当压力F2＝40N时，电路中的电流为I2，此时R的功率为P2；且I1与I2相差0.1A。传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线（如图丙所示），忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求：（1）R0的阻值；（2）当桥梁的下垂量为3cm时，压力传感器受到的压力；（3）当压力为零时，电路中的总电阻；（4）P1与P2的差值。3．（2022•永州）小明为了控制灯泡的亮度，设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V6W”字样（灯泡电阻不随温度变化），滑动变阻器R最大阻值为20Ω。将滑片P置于a端，闭合开关S，缓慢移动滑片P，当滑片P位于b端时，灯泡恰好正常发光。（1）求电源电压U；（2）求灯泡L的电阻；（3）当电流表的示数为0.3A时，求此时滑动变阻器接入电路的电阻；（4）将滑动变阻器R连接成如图乙所示电路，电源电压U'＝3V，当滑片P位于a、b之间某一位置时（不包括a、b两点），电路消耗的电功率最小，求此最小电功率。4．（2022•聊城）如图所示，电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。R1为6Ω的定值电阻，小灯泡L上标有“12V”字样，滑动变阻器R2上标有“10Ω3A”字样，电流表使用的量程为0～3A。当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片移到最上端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为1.7A。求：（1）小灯泡L的额定功率；（2）开关S、S2闭合，S1、S3断开时，定值电阻R1两端的电压；（3）开关S、S3闭合，S1、S2断开时，为了保证测量精确，要求电流表示数不小于其量程的，求滑动变阻器R2连入电路的最大阻值。5．（2022•绥化）如图甲所示的电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，a、c为其两个端点，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求：（1）L1正常发光时的电阻；（2）闭合开关S，断开S1、S2，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少？（3）闭合开关S、S2，断开S1，将电源电压调至14V，当滑动变阻器滑片P在b点时，小灯泡正常发光，此时Rab：Rbc＝1：2，则滑动变阻器的最大阻值是多少欧姆？（4）若不限制电路中各开关的状态，滑动变阻器滑片P的移动范围为中点位置至最大阻值处；现移动滑片P的同时调节电源电压，使电路中有小灯泡正常发光，其它各元件均安全，每种电路对应的总功率变化范围。6．（2022•南通）如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有“6V3W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为1.5A。（1）求小灯泡的额定电流；（2）求电阻R0的阻值；（3）闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，求电路总功率的最小值和最大值。7．（2022•淄博）如图所示是一种测定油箱内油量装置的示意图。当油箱中油量改变时，浮子带动滑杆，滑杆带动滑片在电阻片R上滑动，从而改变电路中电流表的示数。已知电源电压15V保持不变，R的规格为“20Ω1A”。当油量最多时，滑片在A端；当油量最少时，滑片在B端，此时电流表示数为0.3A。求：（1）R0的阻值；（2）油量最多时，电流表的示数及R0消耗的电功率。8．（2022•西藏）“开车不饮酒，酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通法规。图（甲）是气体中酒精浓度测试仪的原理图，电源电压U＝12V，R1是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图（乙）所示。气体中酒精浓度大于或等于20mg/100mL小于80mg/100mL为酒驾，大于或等于80mg/100mL为醉驾。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，R1＝100Ω，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数U1＝10V，调零后R2的滑片位置保持不变。求：（1）调零后R2接入电路中的阻值；（2）当U1＝10V时，R1消耗的电功率；（3）在某次检测中，电流表示数为0.3A，试通过计算分析，判断该司机属于酒驾还是醉驾？9．（2022•安顺）在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，滑动变阻器R2标有“20Ω3A”。闭合开关S，电流表的示数为0.3A。求（1）R1的阻值；（2）R2允许接入电路的最小阻值；（3）整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比。10．（2022•湘西州）某品牌电热锅的简化电路如图乙所示，闭合开关S1接通电源后，可以转换触点开关S2使电热锅处于加热或保温状态。设电源电压U＝220V，电热锅加热功率P加＝1100W，保温功率P保＝110W，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，求：（1）连接电热锅的电线至少要能承受多大的电流？（2）保温状态下，电热锅每小时耗电多少度？（3）某次测试中发现将1.5L温度为23℃的水加热至100℃费时10min，则电热锅的效率是多少？11．（2022•黔西南州）如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，R1是加热电阻，R2是保温时的分压电阻，S为电源开关，S1为自动温控开关。S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的P﹣t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求：（1）电阻R1的阻值。（2）当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率。（3）当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100s内消耗的电能。12．（2022•通辽）如图所示，电源电压恒定，R1＝12Ω，R2＝5Ω，滑动变阻器R3的规格是“20Ω1.5A”，电流表的量程是0～3A，电压表的量程是0～15V。（1）只闭合开关S，移动滑片，当电流表的示数为0.8A时，电压表示数为8V，求电源电压。（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，在1min内R1产生多少热量？（3）闭合所有开关，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围应为多少？13．（2022•辽宁）图甲是最大功率为1000W的电煎锅，它分为高、中、低三挡。图乙是其简化电路图，S为总开关，S0为调挡开关，转动S0可将开关调至1、2、3位置。R1、R2、R3为发热电阻且阻值相等。求：（1）电煎锅的中挡电功率；（2）将电煎锅调至中挡煎制食物时，3分钟可将50g食物从4℃加热至139℃，电煎锅加热食物的效率。【食物的比热容取4.0×103J/（kg•℃）】14．（2022•丹东）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，电流表示数为0.4A，电压表示数为1V；当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，电流表示数为0.75A。求：（1）电源电压。（2）定值电阻R2的阻值。（3）闭合开关S、S2，断开S1，电路的最小功率。15．（2022•菏泽）如图所示为某用电器的内部简化电路，R1和R2为定值电阻，R1＝176Ω。现将该用电器接入电压为220V的电路，当S1断开、S2接b时，用电器消耗的电功率为220W。求：（1）只闭合S1时，流过R1的电流；（2）电阻R2的阻值；（3）该用电器的最大电功率。16．（2022•潍坊）如图所示是一款自动炖煮机的简化电路图，R1、R2是两个完全相同的电热丝，S为电源开关，通过控制开关S1、S2实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知，其额定电压220V，加热效率为75%，但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息，在炖煮机中装入5kg的水，闭合开关S，通过观察其电子显示屏（消耗电能忽略不计），记录有关信息如表格所示。水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），求：（1）0～14min水吸收的热量；（2）炖煮机高温挡时的功率；（3）炖煮机消耗的电能。指示灯状态工作时间水温变化高温灯亮0～14min34℃升至100℃中温灯亮14～24min100℃保持不变低温灯亮24～29min100℃保持不变17．（2022•烟台）如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：（1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少？（2）电阻R1、R2的阻值分别为多少？（3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）范围为81%≤η＜86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。18．（2022•日照）2022年8月，第25届山东省运动会将在日照市举行。为给运动员加热食品提供方便，某校师生用电阻丝自制了100台电烘箱。其中一台电烘箱在220V电压下工作时，每分钟产生的热量为6.6×104J。假设电烘箱的电阻丝的电阻不随温度变化。（1）求这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率。（2）求制作这台电烘箱所用电阻丝的电阻值。（3）小明家供电线路的总空气开关上标有“C32”字样，通过查阅资料知道，当电流达到或超过32A时，总空气开关就会跳闸，切断电路，起到保护作用。短暂的跳闸能影响正在工作的家用电器，引起不必要的麻烦，例如：电冰箱突然断电；正在播放的电视节目中断；电灯突然熄灭等。小明家现有家用电器的总功率为5600W，在它们都正常工作的情况下，能否将这台电烘箱连接到他家同时使用？19．（2022•滨州）如图甲、乙是某物理兴趣小组，设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中，测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V，电压表量程0～3V，电流表量程0～0.6A，滑动变阻器R1标有“15Ω1A”，滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.5Ω，定值电阻R2＝20Ω。求：（1）当滑片P位于最左端时，电流表的示数。（2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20cm，此时电压表的示数。（3）若既能保证电路各元件的安全，又能使滑片P移动到最右端，则选取R2时，其阻值不能小于多少？20．（2022•东营）在综合实践活动中，兴趣小组设计了一款双挡位电加热器，利用产生的蒸汽加湿或消毒，电加热器工作时，高挡先将水箱内的水加热到100℃，低挡维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路，S1和S均为自动控制开关，当水温达到100℃时，S1自动断开，当水的质量低于0.2kg时S自动断开，R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关，电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L，水的初温为20℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]（1）求低挡工作时加热器的电功率；（2）求R1的电阻；（3）求电加热器高挡位工作的加热效率。21．（2022•深圳）小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路：电源电压调为12V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。要求：当所测温度达到或超过37.3℃时，系统报警。（1）计算R0。（2）38℃时电流约为多少？（3）36℃到40℃过程中，电路最大总功率。22．（2022•青岛）小明家的电热水壶电热丝断了，他想用一根新电热丝R0替换，但不知道阻值，于是他用伏安法进行了测量，用记录的多组数据描绘出R0的U﹣I图象，如图所示。在老师的安全指导下，小明利用R0重新组装好电热水壶，接在220V家庭电路中能正常工作，忽略温度对电阻的影响。求：（1）R0的阻值。（2）新电热水壶的额定功率。（3）新电热水壶工作400s，把质量为1kg的水从20℃加热到100℃，其加热效率是多少。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]23．（2022•鄂尔多斯）图甲是某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2是阻值不变的加热电阻，R1＝50Ω，S为温控开关，1、2是开关连接的触点。某次煮饭时，只将电饭锅接入220V的电路中，在加热状态下工作了一段时间后，开关S自动切换到保温状态。在保温状态下，电能表（如图乙）的转盘在1min内转动了5r。求：（1）保温状态下该电饭锅的发热功率。（2）R2阻值的大小。（3）用电高峰时，该电饭锅在加热状态下，14min内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾（1个标准大气压），若不计热损失，电饭锅的实际电压。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]24．（2022•盐城）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小字通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1.0×105Pa。求：（1）舱体不漏气时，通过R0的电流；（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能；（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值。25．（2022•铜仁市）你知道串联、并联电路的特点吗？请观察如图所示的电路：已知电源电压恒定，电阻R1＝10Ω，R3＝30Ω。当开关S1、S2断开，S闭合，电流表的示数为0.3A；当开关S、S1、S2均闭合，电流表的示数变化数值为0.2A。求：（1）电源电压；（2）设电路中有两个电阻被烧坏，只有一个电阻处于工作状态，且电流表示数不为零，请你分析并计算电路中电流的大小。26．（2022•张家界）如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3＝22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。工作过程中，电源电压均保持不变，请完成下列问题：（1）图甲中电磁铁的上端为（选填“N极”或“S极”）；（2）加热时电热丝R3的功率为多少？（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数]（4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少Ω？2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）挑战21计算题（电学综合26题）1．（2022•黔东南州）如图甲所示，是芳芳家新买的一款多功能电饭煲，乙为该电饭煲的工作原理图。R1和R2均为阻值不变的电热丝，S为手动开关，S1为自动控制开关，已知R2＝800Ω，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求：品名多功能电饭煲额定电压220V频率50Hz加热挡功率605W保温挡功率（1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值；（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温挡的功率；（3）芳芳想了解家里电路的实际电压，她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热挡工作，观察到家里标有“3000revs/（kW•h）”字样的电能表铝盘2min转过50转，则她家的实际电压。【解答】解：（1）当电饭煲处于加热状态时，R2被短路，电路中只有R1；R1＝＝＝80Ω；（2）电饭煲处于保温状态时，R1和R2串联接入电路，P保温＝＝＝55W；（3）W＝＝kW•h；P实＝＝＝0.5kW＝500W；实际电压U＝＝＝200V；答：（1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值是80Ω；（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温挡的功率是55W；（3）她家的实际电压是200V。2．（2022•玉林）科技研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量h”的测试，他们用厚钢尺制成了一座跨度为L的桥梁（如图甲所示），并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪，测试仪由压力传感器R与外部电路组成（如图乙所示）。已测得跨度为L时，在一定范围内，其压力F与下垂量h满足关系F＝，k＝1×10﹣3m/N。已知电源电压不变，当电压表的示数为4V时，电流表示数为0.4A。当压力F1＝32N时，电路中的电流为I1，此时R的功率为P1；当压力F2＝40N时，电路中的电流为I2，此时R的功率为P2；且I1与I2相差0.1A。传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线（如图丙所示），忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求：（1）R0的阻值；（2）当桥梁的下垂量为3cm时，压力传感器受到的压力；（3）当压力为零时，电路中的总电阻；（4）P1与P2的差值。【解答】解：（1）由图乙可知，R和R0串联，电压表测R0的电压，电压表的示数为4V，即R0的电压为4V，电流表的示数为0.4A，即R0的电流为0.4A，根据欧姆定律得：R0＝＝＝10Ω；（2）压力F与下垂量h满足关系F＝，k＝1×10﹣3m/N，h＝3cm＝0.03m，代入数据F＝＝30N；（3）由图丙可知，压力为零时R＝30Ω，由（1）得R0为10Ω，R总＝R+R0＝30Ω+10Ω＝40Ω；（4）传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线，设R＝aF+b，代入（0N，30Ω）、（60N，0Ω）两组数据得到R＝﹣0.5Ω/N×F+30Ω，当压力F1＝32N时，代入得：R1＝﹣0.5Ω/N×32N+30Ω＝14Ω，当压力F2＝40N时，代入得R2＝0.5Ω/N×40N+30Ω＝10Ω，所以R1时电路总电阻更大，电流更小，I1与I2相差0.1A，因此I2＝I1+0.1A，电源电压不变，因此I1（R0+R1）＝I2（R0+R2），代入数据I1（10Ω+14Ω）＝（I1+0.1A）×（10Ω+10Ω），解得I1＝0.5A，I2＝0.6A，P1＝I×R1＝（0.5A）2×14Ω＝3.5W，P2＝I×R2＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W，ΔP＝P2﹣P1＝3.6W﹣3.5W＝0.1W。故答案为：（1）10Ω；（2）30N；（3）40Ω；（4）0.1W。3．（2022•永州）小明为了控制灯泡的亮度，设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V6W”字样（灯泡电阻不随温度变化），滑动变阻器R最大阻值为20Ω。将滑片P置于a端，闭合开关S，缓慢移动滑片P，当滑片P位于b端时，灯泡恰好正常发光。（1）求电源电压U；（2）求灯泡L的电阻；（3）当电流表的示数为0.3A时，求此时滑动变阻器接入电路的电阻；（4）将滑动变阻器R连接成如图乙所示电路，电源电压U'＝3V，当滑片P位于a、b之间某一位置时（不包括a、b两点），电路消耗的电功率最小，求此最小电功率。【解答】解：（1）由图甲可知，当滑片P移到b端时，只有灯泡L工作，灯泡L正常发光，则电源电压U＝UL＝6V；（2）由P＝可知，灯泡L的电阻：RL＝＝＝6Ω；（3）由图甲可知，滑动变阻器和灯泡L串联，电流表测量电路中的电流，当电流表的示数为I＝0.3A时，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻R总＝＝＝20Ω；根据串联电路的电阻特点可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻R′＝R总﹣RL＝20Ω﹣6Ω＝14Ω；（4）由图乙可知，滑动变阻器分为两部分并联接入电路，假设上端为R1，下端为R2，由题意可知，滑动变阻器R＝R1+R2＝20Ω则并联的总电阻R并＝＝＝＝；电路消耗的电功率：P＝＝＝，当R1＝10Ω时，电路消耗的电功率最小，P小＝＝1.8W。答：（1）电源电压U为6V；（2）灯泡L的电阻为6Ω；（3）当电流表的示数为0.3A时，此时滑动变阻器接入电路的电阻为14Ω；（4）将滑动变阻器R连接成如图乙所示电路，电源电压U'＝3V，当滑片P位于a、b之间某一位置时（不包括a、b两点），电路消耗的电功率最小为1.8W。4．（2022•聊城）如图所示，电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。R1为6Ω的定值电阻，小灯泡L上标有“12V”字样，滑动变阻器R2上标有“10Ω3A”字样，电流表使用的量程为0～3A。当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片移到最上端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为1.7A。求：（1）小灯泡L的额定功率；（2）开关S、S2闭合，S1、S3断开时，定值电阻R1两端的电压；（3）开关S、S3闭合，S1、S2断开时，为了保证测量精确，要求电流表示数不小于其量程的，求滑动变阻器R2连入电路的最大阻值。【解答】解：（1）当所有开关都闭合时，小灯泡L与滑动变阻器R2并联，小灯泡正常发光，则U＝U2＝UL＝12V，滑动变阻器的滑片移到最上端时，滑动变阻器连入的电阻R2＝10Ω，通过滑动变阻器的电流，通过小灯泡的电流IL＝I﹣I2＝1.7A﹣1.2A＝0.5A，小灯泡的额定功率PL＝ULIL＝12V×0.5A＝6W。（2）开关S、S2闭合，S1、S3断开时，定值电阻R1与小灯泡L串联，小灯泡的电阻，电路中的电流，定值电阻R1两端的电压U1＝I1R1＝0.4A×6Ω＝2.4V。（3）开关S、S3闭合，S1、S2断开时，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，题中要求的电流至少达到电流表量程的，电流表的量程为0～3A则电路中的最小电流，电路中的最大电阻，滑动变阻器连入电路中的最大阻值R2最大＝R﹣R1＝12Ω﹣6Ω＝6Ω。答：（1）小灯泡L的额定功率为6W；（2）开关S、S2闭合，S1、S3断开时，定值电阻R1两端的电压为2.4V；（3）开关S、S3闭合，S1、S2断开时，滑动变阻器R2连入电路的最大阻值为6Ω。5．（2022•绥化）如图甲所示的电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，a、c为其两个端点，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求：（1）L1正常发光时的电阻；（2）闭合开关S，断开S1、S2，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少？（3）闭合开关S、S2，断开S1，将电源电压调至14V，当滑动变阻器滑片P在b点时，小灯泡正常发光，此时Rab：Rbc＝1：2，则滑动变阻器的最大阻值是多少欧姆？（4）若不限制电路中各开关的状态，滑动变阻器滑片P的移动范围为中点位置至最大阻值处；现移动滑片P的同时调节电源电压，使电路中有小灯泡正常发光，其它各元件均安全，每种电路对应的总功率变化范围。【解答】解：（1）L1正常发光的电阻R1＝＝＝5Ω；（2）闭合开关S，断开S1、S2，L1、L2和R串联，此时电压表测两灯串联的总电压，若不损害电路，只能L2正常发光，由图像乙可知串联电路电流I＝0.8A；此时两灯泡电压分别为U1＝2V，U2＝6V；电压表示数U＝U1+U2＝2V+6V＝8V；（3）闭合开关S、S2，断开S1，L1被短路，L2和R串联，L2正常发光，此时串联电路电流I＝0.8A；滑动变阻器两端的电压U滑＝U总﹣U＝14V﹣6V＝8V；滑动变阻器接入阻值Rab＝＝＝10Ω；滑动变阻器总电阻R＝3Rab＝3×10Ω＝30Ω；（4）滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由图像乙可知L1的额定电流是1.2A，大于滑动变阻器的允许通过的最大电流为1A，所以L1不能正常发光，只能让L2正常发光；此情况对于两种电路。电路1：闭合开关S，断开S1、S2，L1、L2和R串联，若不损害电路，只能L2正常发光，由图像乙可知串联电路电流I＝0.8A；此时两灯泡电压分别为U1＝2V，U2＝6V；此时L1的电阻R′1＝＝＝2.5Ω；L2的电阻R′2＝＝＝7.5Ω；最小功率P小＝I2（R′1+R′2+）＝（0.8）2（2.5Ω+7.5Ω+15Ω）＝16W；最大功率P大＝I2（R′1+R′2+R）＝（0.8）2（2.5Ω+7.5Ω+30Ω）＝25.6W；总功率范围16W～25.6W；电路2：闭合开关S、S2，断开S1，L1被短路，L2和R串联，L2正常发光，此时串联电路电流I＝0.8A；最小功率P小＝I2（R′1+）＝（0.8）2（7.5Ω+15Ω）＝14.4W；最大功率P大＝I2（R′1+R）＝（0.8）2（7.5Ω+30Ω）＝24W；总功率范围14.4W～24W。答：（1）L1正常发光时的电阻是5Ω；（2）闭合开关S，断开S1、S2，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是8V；（3）闭合开关S、S2，断开S1，将电源电压调至14V，当滑动变阻器滑片P在b点时，小灯泡正常发光，此时Rab：Rbc＝1：2，则滑动变阻器的最大阻值是30Ω；（4）电路1：闭合开关S，断开S1、S2，L1、L2和R串联，总功率范围16W～25.6W；电路2：闭合开关S、S2，断开S1，总功率范围14.4W～24W。6．（2022•南通）如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有“6V3W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为1.5A。（1）求小灯泡的额定电流；（2）求电阻R0的阻值；（3）闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，求电路总功率的最小值和最大值。【解答】解：（1）根据P＝UI可知小灯泡的额定电流IL＝＝＝0.5A；（2）三个开关均闭合时，灯泡和定值电阻并联，小灯泡恰好正常发光，根据并联电路的电压特点可知电源电压U＝UL＝6V，电流表示数为1.5A，根据并联电路的电流特点可知通过定值电阻的电流I0＝I﹣IL＝1.5A﹣0.5A＝1A，根据欧姆定律可知电阻R0的阻值R0＝＝＝6Ω；（3）闭合S，断开S1和S2，定值电阻和滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，电源电压不变，根据P＝可知电路的总功率最小；滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时，总电阻最小，电源电压不变，根据P＝可知电路的总功率最大。电路总功率的最小值P1＝＝≈1.4W；电路总功率的最大值P2＝＝＝6W。答：（1）小灯泡的额定电流为0.5A；（2）电阻R0的阻值为6Ω；（3）闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，电路总功率的最小值和最大值分别为1.4W、6W。7．（2022•淄博）如图所示是一种测定油箱内油量装置的示意图。当油箱中油量改变时，浮子带动滑杆，滑杆带动滑片在电阻片R上滑动，从而改变电路中电流表的示数。已知电源电压15V保持不变，R的规格为“20Ω1A”。当油量最多时，滑片在A端；当油量最少时，滑片在B端，此时电流表示数为0.3A。求：（1）R0的阻值；（2）油量最多时，电流表的示数及R0消耗的电功率。【解答】解：由电路图可知，R与R0串联，电流表测电路中的电流。（1）当油量最少时，滑片在B端，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流I＝0.3A，根据欧姆定律可知此时电路的总电阻：R总＝＝＝50Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R0的阻值：R0＝R总﹣R＝50Ω﹣20Ω＝30Ω；（2）当油量最多时，滑片在A端，变阻器接入电路中电阻为零，此时电路为R0的简单电路，则此时电路中的电流：I′＝＝＝0.5A，R0消耗的电功率：P0＝UI′＝15V×0.5A＝7.5W。答：（1）R0的阻值为30Ω；（2）油量最多时，电流表的示数为0.5A，R0消耗的电功率为7.5W。8．（2022•西藏）“开车不饮酒，酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通法规。图（甲）是气体中酒精浓度测试仪的原理图，电源电压U＝12V，R1是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图（乙）所示。气体中酒精浓度大于或等于20mg/100mL小于80mg/100mL为酒驾，大于或等于80mg/100mL为醉驾。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，R1＝100Ω，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数U1＝10V，调零后R2的滑片位置保持不变。求：（1）调零后R2接入电路中的阻值；（2）当U1＝10V时，R1消耗的电功率；（3）在某次检测中，电流表示数为0.3A，试通过计算分析，判断该司机属于酒驾还是醉驾？【解答】解：（1）由甲图可知，两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路的电流，由乙图可知，当气体中的酒精浓度为0时，R1＝100Ω，此时电路中的电流：I＝＝＝0.1A，根据串联电路电压的规律及欧姆定律可得，R2接入电路的阻值为R2＝＝＝＝20Ω；（2）R1消耗的电功率：P1＝U1I＝10V×0.1A＝1W；（3）当电流表示数为0.3A时，由欧姆定律可得，电路的总电阻：R′＝＝＝40Ω，由电阻的串联规律可得，气敏电阻的阻值为：R1′＝40Ω﹣20Ω＝20Ω，由图乙知，当气敏电阻的阻值为20Ω时，气体中的酒精浓度为140mg/mL，可知该司机属于醉驾。答：（1）调零后R2接入电路中的阻值为20Ω；（2）R1消耗的电功率为1W；（3）计算如上，该司机属于醉驾。9．（2022•安顺）在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，滑动变阻器R2标有“20Ω3A”。闭合开关S，电流表的示数为0.3A。求（1）R1的阻值；（2）R2允许接入电路的最小阻值；（3）整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比。【解答】解：电阻R1与滑动变阻器R2并联，U＝U1＝U2＝6V；（1）电流表测R1的电流I1＝0.3A，根据欧姆定律I＝，则R1电阻为R1＝＝20Ω；（2）滑动变阻器R2标有“20Ω3A”表示允许通过的最大电流I2＝3A，R2允许接入电路的最小阻值R2＝＝2Ω；（3）当变阻器接入电路的电阻最小时，电流最大I大＝0.3A+3A＝3.3A；当变阻器接入电路的电阻最大时，电流最小，变阻器最大电流I'2＝＝0.3A，电路的最小总电流I小＝0.3A+0.3A＝0.6A；由P＝UI得，当电压相同时，电功率之比等于电流之比，整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比P大：P小＝I大：I小＝3.3A：0.6A＝11：2。故答案为：（1）R1的阻值为20Ω；（2）R2允许接入电路的最小阻值为2Ω；（3）整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比为11：2。10．（2022•湘西州）某品牌电热锅的简化电路如图乙所示，闭合开关S1接通电源后，可以转换触点开关S2使电热锅处于加热或保温状态。设电源电压U＝220V，电热锅加热功率P加＝1100W，保温功率P保＝110W，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，求：（1）连接电热锅的电线至少要能承受多大的电流？（2）保温状态下，电热锅每小时耗电多少度？（3）某次测试中发现将1.5L温度为23℃的水加热至100℃费时10min，则电热锅的效率是多少？【解答】解：（1）当电热锅处于加热状态时，电路中的电流最大，由P＝UI可知，连接电热锅的电线能承受最大电流I＝＝＝5A；（2）电热锅P保温＝110W＝0.11kW，由P＝可知，电热锅每小时消耗的电能W＝P保温t＝0.11kW×1h＝0.11kW•h＝0.11度；（3）水的体积V＝1.5L＝1.5dm3＝1.5×10﹣3m3，由ρ＝可知，水的质量m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣23℃）＝4.851×105J；由P＝可知，电热锅加热10min消耗的电能W′＝P加热t′＝1100W×10×60s＝6.6×105J；电热锅的效率η＝＝＝73.5%。答：（1）连接电热锅的电线至少要能承受5A的电流；（2）保温状态下，电热锅每小时耗电0.11度；（3）某次测试中发现将1.5L温度为23℃的水加热至100℃费时10min，则电热锅的效率是73.5%。11．（2022•黔西南州）如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，R1是加热电阻，R2是保温时的分压电阻，S为电源开关，S1为自动温控开关。S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的P﹣t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求：（1）电阻R1的阻值。（2）当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率。（3）当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100s内消耗的电能。【解答】解：（1）由图甲可知，S、S1都闭合时，R2被短路、电路中只有R1工作，此时煮茶器处于加热状态，根据图乙可知，加热时的电功率P加＝1100W，根据P＝可知，电阻R1的阻值：R1＝＝＝44Ω；（2）当S闭合、S1断开时，R1、R2串联，此时为保温状态，由图乙可知，保温功率P保＝44W，由P＝UI可知，保温状态时的电流I保＝＝＝0.2A；根据串联电路的特点可知，通过R1的电流I1＝I2＝I保＝0.2A，当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率：P＝I12R1＝（0.2A）2×44Ω＝1.76W；（3）由欧姆定律可知，保温状态时R1两端的电压：U1＝I1R1＝0.2A×44Ω＝8.8V；根据串联分压的特点可知，R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝220V﹣8.8V＝211.2V；当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100s内消耗的电能：W2＝U2I2t＝211.2V×0.2A×100s＝4224J。答：（1）电阻R1的阻值为44Ω；（2）当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率为1.76W（3）当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100s内消耗的电能为4224J。12．（2022•通辽）如图所示，电源电压恒定，R1＝12Ω，R2＝5Ω，滑动变阻器R3的规格是“20Ω1.5A”，电流表的量程是0～3A，电压表的量程是0～15V。（1）只闭合开关S，移动滑片，当电流表的示数为0.8A时，电压表示数为8V，求电源电压。（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，在1min内R1产生多少热量？（3）闭合所有开关，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围应为多少？【解答】解：（1）只闭合开关S时，定值电阻R2与变阻器R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，当电流表的示数为0.8A时，电压表示数为8V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I＝可得，电源的电压：U＝IR2+U3＝0.8A×5Ω+8V＝12V；（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关时，R1与R3的最大阻值并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，在1min内R1产生的热量：Q1＝I12R1t＝t＝×60s＝720J；（3）闭合所有开关，R1与R3并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，通过R1的电流：I1＝＝＝1A；当通过滑动变阻器的电流I3大＝1.5A时，干路电流：I′＝I大+I1＝1.5A+1A＝2.5A＜3A，此时变阻器接入电路中的电阻最小，则变阻器接入电路中的最小阻值：R3小＝＝＝8Ω，当滑动变阻器接入电路中的电阻越大时，通过滑动变阻器的电流越小，干路电流越小，电路安全，所以，滑动变阻器接入电路的阻值范围应为8Ω～20Ω。答：（1）电源电压为12V。（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，在1min内R1产生的热量为720J。（3）闭合所有开关，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围应为8Ω～20Ω。13．（2022•辽宁）图甲是最大功率为1000W的电煎锅，它分为高、中、低三挡。图乙是其简化电路图，S为总开关，S0为调挡开关，转动S0可将开关调至1、2、3位置。R1、R2、R3为发热电阻且阻值相等。求：（1）电煎锅的中挡电功率；（2）将电煎锅调至中挡煎制食物时，3分钟可将50g食物从4℃加热至139℃，电煎锅加热食物的效率。【食物的比热容取4.0×103J/（kg•℃）】【解答】解：（1）当S闭合，S0接1时，R1、R2、R3串联；当S0接2时，R2、R3串联；S0接3时，为R3的简单电路，根据串联电阻大于其中任一电阻，故S0接3时电路的电阻最小，S0接1时电路总电阻最大，根据P＝可知，S0接1时为电煎锅的低挡，S0接2时为电煎锅的中挡，S0接3时为高挡，R1、R2、R3为发热电阻且阻值相等，则R1＝R2＝R3＝＝＝48.4Ω，电煎锅的中挡电功率：P中＝＝＝500W；（2）食物吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg⋅℃）×50×10﹣3kg×（139℃﹣4℃）＝2.7×104J，电煎锅消耗的电能：W＝P中t＝500W×3×60s＝9×104J，电煎锅的电热效率：η＝×100%＝×100%＝30%。答：（1）电煎锅的中挡电功率为500W；（2）电煎锅加热食物的效率为30%。14．（2022•丹东）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，电流表示数为0.4A，电压表示数为1V；当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，电流表示数为0.75A。求：（1）电源电压。（2）定值电阻R2的阻值。（3）闭合开关S、S2，断开S1，电路的最小功率。【解答】解：（1）当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，此时R1与R3串联，电压表测R3两端电压，电流表测电路中电流，由欧姆定律可知，R1两端电压为：U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，所以电源电压为：U＝U1+U3＝4V+1V＝5V；（2）当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，此时R1与R2并联，电流表测干路电流，此时通过R1的电流为：I1＝＝＝0.5A，则通过R2的电流为：I2＝I'﹣I1＝0.75A﹣0.5A＝0.25A，由欧姆定律可知，定值电阻R2的阻值为：R2＝＝＝20Ω；（3）闭合开关S、S2，断开S1，此时R2与R3串联，要使电路中总功率最小，由P＝UI可知，应使电路中电流最小，当变阻器全部连入电路时，最小电流为：I小＝＝＝0.125A，所以电路的最小功率为：P小＝UI小＝5V×0.125A＝0.625W。答：（1）电源电压为5V；（2）定值电阻R2的阻值为20Ω；（3）闭合开关S、S2，断开S1，电路的最小功率为0.625W。15．（2022•菏泽）如图所示为某用电器的内部简化电路，R1和R2为定值电阻，R1＝176Ω。现将该用电器接入电压为220V的电路，当S1断开、S2接b时，用电器消耗的电功率为220W。求：（1）只闭合S1时，流过R1的电流；（2）电阻R2的阻值；（3）该用电器的最大电功率。【解答】解：（1）由电路图可知，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，此时流过R1的电流：I＝＝＝1.25A；（2）当S1断开、S2接b时，R1和R2串联，由P＝UI＝可知，此时电路中的总电阻：R＝＝＝220Ω；由串联电路的电阻特点可知，电阻R2的阻值：R2＝R﹣R1＝220Ω﹣176Ω＝44Ω；（3）由P＝UI＝可知，电源电压一定时，电路中的电阻越小，电功率越大，根据串并联电路的电阻特点可知，两电阻并联时电路中的总电阻最小，此时R1和R2的电功率分别为：P1＝＝＝275W，P2＝＝＝1100W，因此该用电器的最大电功率：P最大＝P1+P2＝275W+1100W＝1375W。答：（1）只闭合S1时，流过R1的电流为1.25A；（2）电阻R2的阻值为44Ω；（3）该用电器的最大电功率为1375W。16．（2022•潍坊）如图所示是一款自动炖煮机的简化电路图，R1、R2是两个完全相同的电热丝，S为电源开关，通过控制开关S1、S2实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知，其额定电压220V，加热效率为75%，但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息，在炖煮机中装入5kg的水，闭合开关S，通过观察其电子显示屏（消耗电能忽略不计），记录有关信息如表格所示。水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），求：（1）0～14min水吸收的热量；（2）炖煮机高温挡时的功率；（3）炖煮机消耗的电能。指示灯状态工作时间水温变化高温灯亮0～14min34℃升至100℃中温灯亮14～24min100℃保持不变低温灯亮24～29min100℃保持不变【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣34℃）＝1.386×106J；（2）根据η＝知高温挡消耗的电能为：W1＝＝＝1.848×106J，由P＝知炖煮机高温挡时的功率为：P1＝＝＝2200W；（3）高温挡时总功率最大，由P＝可知总电阻最小，由图可知此时R1和R2并联，且两电阻相同，根据P＝知两电阻丝的阻值为：R1＝R2＝＝＝44Ω，由表格数据知24～29min低温挡工作，低温挡时总功率最小，由P＝可知总电阻最大，由图可知此时R1和R2串联，低温挡的功率为：P2＝＝＝550W，低温挡消耗的电能为：W2＝P2t2＝550W×（29﹣24）×60s＝1.65×105J，14～24min中温挡工作，中温挡时总功率较大，由P＝可知总电阻较小，由图可知此时电路中只有R1工作，中温挡的功率为：P3＝＝＝1100W，中温挡消耗的电能为：W3＝P3t3＝1100W×（24﹣14）×60s＝6.6×105J，炖煮机消耗的电能为：W＝W1+W2+W3＝1.848×106J+1.65×105J+6.6×105J＝2.673×106J。答：（1）0～14min水吸收的热量为1.386×106J；（2）炖煮机高温挡时的功率为2200W；（3）炖煮机消耗的电能为2.673×106J。17．（2022•烟台）如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：（1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少？（2）电阻R1、R2的阻值分别为多少？（3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）范围为81%≤η＜86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。【解答】解：（1）“3000r/（kW•h）”表示每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000圈，只让电饭煲在“保温”状态下工作，转盘在5min内转了22转，消耗的电能为：W＝＝kW•h，电饭锅处于“保温”状态时的功率为：P保温＝＝＝0.088kW＝88W；（2）由电路图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态，当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态，由P＝可得R1的电阻：R1＝＝＝40Ω，由P＝可得R1、R2的总电阻为：R总＝＝＝550Ω，R2的电阻为：R2＝R总﹣R1＝550Ω﹣40Ω＝510Ω；（3）水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃﹣23℃）＝7.1148×105J；用时700s消耗的电能为：W′＝P加热t′＝1210W×700s＝8.47×105J，该电饭锅的热效率为：η＝×100%＝×100%＝84%，故该电饭锅的热效率值达到三级能效。答：（1）该电饭锅的保温功率为88W；（2）电阻R1、R2的阻值分别为40Ω、510Ω；（3）该电饭锅的热效率值达到三级能效。18．（2022•日照）2022年8月，第25届山东省运动会将在日照市举行。为给运动员加热食品提供方便，某校师生用电阻丝自制了100台电烘箱。其中一台电烘箱在220V电压下工作时，每分钟产生的热量为6.6×104J。假设电烘箱的电阻丝的电阻不随温度变化。（1）求这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率。（2）求制作这台电烘箱所用电阻丝的电阻值。（3）小明家供电线路的总空气开关上标有“C32”字样，通过查阅资料知道，当电流达到或超过32A时，总空气开关就会跳闸，切断电路，起到保护作用。短暂的跳闸能影响正在工作的家用电器，引起不必要的麻烦，例如：电冰箱突然断电；正在播放的电视节目中断；电灯突然熄灭等。小明家现有家用电器的总功率为5600W，在它们都正常工作的情况下，能否将这台电烘箱连接到他家同时使用？【解答】解：（1）电烘箱在220V电压下工作时，消耗的电能：W＝Q＝6.6×104J，此时电烘箱的电功率：P＝＝＝1100W；（2）由P＝UI＝可知，此时电烘箱所用电阻丝的电阻值：R＝＝＝44Ω；（3）小明家供电线路允许的最大功率：P最大＝UI最大＝220V×32A＝7040W，现有用电器的总功率和电烘箱的功率之和：P总后＝P总+P＝5600W+1100W＝6700W＜P最大，因此可以将这台电烘箱连接到他家同时使用。答：（1）这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率为1100W；（2）制作这台电烘箱所用电阻丝的电阻值为44Ω；（3）可以将这台电烘箱连接到他家同时使用。19．（2022•滨州）如图甲、乙是某物理兴趣小组，设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中，测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V，电压表量程0～3V，电流表量程0～0.6A，滑动变阻器R1标有“15Ω1A”，滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.5Ω，定值电阻R2＝20Ω。求：（1）当滑片P位于最左端时，电流表的示数。（2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20cm，此时电压表的示数。（3）若既能保证电路各元件的安全，又能使滑片P移动到最右端，则选取R2时，其阻值不能小于多少？【解答】解：电路图可知，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；（1）当滑片P位于最左端时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I＝＝＝0.3A，即电流表示数为0.3A；（2）滑片P每移动1cm，R1的电阻变化0.5Ω，某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20cm，此时滑动变阻器接入电路的电阻：R1＝0.5Ω/cm×20cm＝10Ω，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I′＝＝＝0.2A，此时滑动变阻器两端的电压：U1＝I′R1＝0.2A×10Ω＝2V，即电压表示数为2V；（3）当电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路电流最小，因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以定值电阻R2两端电压：U2＝U﹣UV＝6V﹣3V＝3V，电路中最小电流：I小＝＝＝0.2A，根据欧姆定律可得此时定值电阻的阻值：R2′＝＝＝15Ω，已知电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，根据串联电路电流特点可知电路中的最大电流为0.6A，当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路电流最大，电路为定值电阻R2的简单电路，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I大＝＝＝0.4A＜0.6A，所以既能保证电路各元件的安全，又能使滑片P移动到最右端，选取R2时，其阻值不能小于15Ω。答：（1）当滑片P位于最左端时，电流表的示数为0.3A；（2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20cm，此时电压表的示数为2V；（3）若既能保证电路各元件的安全，又能使滑片P移动到最右端，则选取R2时，其阻值不能小于15Ω。20．（2022•东营）在综合实践活动中，兴趣小组设计了一款双挡位电加热器，利用产生的蒸汽加湿或消毒，电加热器工作时，高挡先将水箱内的水加热到100℃，低挡维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路，S1和S均为自动控制开关，当水温达到100℃时，S1自动断开，当水的质量低于0.2kg时S自动断开，R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关，电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L，水的初温为20℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]（1）求低挡工作时加热器的电功率；（2）求R1的电阻；（3）求电加热器高挡位工作的加热效率。【解答】解：（1）由题意可知，低档工作时，开关S1断开，由乙图可知加热器低档工作时的电流I低＝2A，则低挡工作时加热器的电功率：P低＝UI低＝220V×2A＝440W；（2）低档工作时，R2的电阻R2＝＝＝110Ω，当两个开关都闭合时，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由P＝可知，电功率最大，处于高挡，总电流I总＝10A，由并联电路的电流特点可知；I总＝+，即10A＝+，解得R1＝27.5Ω；（3）电加热器高挡位工作7min时，消耗的电能W＝UI总t＝220V×10A×7×60s＝9.24×105J，由ρ＝可得，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.2×10﹣3m3＝2.2kg，水吸收的热量：Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃﹣20℃）＝7.392×105J，加热效率η＝×100%＝×100%＝80%。答：（1）低挡工作时加热器的电功率为440W；（2）R1的电阻为27.5Ω；（3）求电加热器高挡位工作的加热效率为80%。21．（2022•深圳）小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路：电源电压调为12V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。要求：当所测温度达到或超过37.3℃时，系统报警。（1）计算R0。（2）38℃时电流约为多少？（3）36℃到40℃过程中，电路最大总功率。【解答】解：（1）图甲中R0与热敏电阻RT串联，电路中的总电阻：R＝＝＝1200Ω，从图乙可知37.3℃时热敏电阻RT的阻值为400Ω，R0的阻值：R0＝R﹣RT＝1200Ω﹣400Ω＝800Ω；（2）从图乙可知38℃时热敏电阻RT其阻值为300Ω，电流中的电流：I＝＝≈0.011A；（3）串联电路中电源电压一定，由P＝可知，电路中的电阻最小时，电路总功率最大，36℃到40℃过程中，热敏电阻RT其阻值最小为200Ω，电路最大总功率：P最大＝＝＝0.144W。答：（1）R0的阻值为800Ω；（2）38℃时电流中的电流为0.011A；（3）36℃到40℃过程中，电路最大总功率为0.144W。22．（2022•青岛）小明家的电热水壶电热丝断了，他想用一根新电热丝R0替换，但不知道阻值，于是他用伏安法进行了测量，用记录的多组数据描绘出R0的U﹣I图象，如图所示。在老师的安全指导下，小明利用R0重新组装好电热水壶，接在220V家庭电路中能正常工作，忽略温度对电阻的影响。求：（1）R0的阻值。（2）新电热水壶的额定功率。（3）新电热水壶工作400s，把质量为1kg的水从20℃加热到100℃，其加热效率是多少。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【解答】解：（1）由图知当电压为11V时对应的电流为0.25A，根据I＝得R0的阻值为：R0＝＝＝44Ω；（2）新电热水壶的额定功率为：P＝＝＝1100W，（3）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；由P＝可得消耗的电能：W＝P加热t＝1100W×400s＝4.4×105J，电热水壶的加热效率：η＝×100%＝×100%≈76.4%。答：（1）R0的阻值为44Ω；（2）新电热水壶的额定功率为1100W；（3）新电热水壶工作400s，把质量为1kg的水从20℃加热到100℃，其加热效率是76.4%。23．（2022•鄂尔多斯）图甲是某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2是阻值不变的加热电阻，R1＝50Ω，S为温控开关，1、2是开关连接的触点。某次煮饭时，只将电饭锅接入220V的电路中，在加热状态下工作了一段时间后，开关S自动切换到保温状态。在保温状态下，电能表（如图乙）的转盘在1min内转动了5r。求：（1）保温状态下该电饭锅的发热功率。（2）R2阻值的大小。（3）用电高峰时，该电饭锅在加热状态下，14min内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾（1个标准大气压），若不计热损失，电饭锅的实际电压。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【解答】解：（1）3000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转，在保温状态下，电能表（如图乙）的转盘在1min内转动了5r，电饭锅消耗的电能为：W保温＝kW•h＝×3.6×106J＝6000J，保温功率为：P保温＝＝＝100W；（2）由图甲可知，当开关S与触点1连接时，电路中只有R1，电路中电阻较小；当开关S与触点2连接时，电路中R1、R2串联，电路中电阻较大；电源电压一定，由P＝可知，当开关S与触点1连接时，电路电功率较大、电饭锅处于加热状态；当开关S与触点2连接时，电路电功率较小、电饭锅处于保温状态；由P＝可得保温时电路总电阻为：R串＝＝＝484Ω，R2的阻值为：R2＝R串﹣R1＝484Ω﹣50Ω＝434Ω；（3）标准大气压下水的沸点为100℃，电饭锅将2kg初温为20℃的水加热至沸腾时，水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃