(2022-2020)三年中考物理真題分項(xiàng)匯編專題18 電功和電功率（含解析）

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?專題18 電功和電功率
【2022年】
一、多選題
1．（2022·天津）如圖所示電路，甲、乙兩燈分別標(biāo)有“6V，6W”和“6V，3W”字樣，電源電壓恒為6V。不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（　?。?br />
A．只閉合S1時(shí)，甲、乙兩燈的實(shí)際功率之比為2：1
B．只閉合S2、S3時(shí)，甲、乙兩燈的實(shí)際功率之比為2：1
C．只閉合S1、S2時(shí)，電路的總功率為6W
D．只閉合S1、S2時(shí)，電路的總功率為3W
【答案】BD
【解析】
A．根據(jù)甲乙兩燈的銘牌信息可得


只閉合S1時(shí)，甲乙兩燈串聯(lián)，在串聯(lián)電路中各處的電流相等，根據(jù)p=I2R可得甲、乙兩燈的實(shí)際功率之比為

故A錯(cuò)誤；
B．只閉合S2、S3時(shí)，甲乙兩燈并聯(lián)，在并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓相等，根據(jù)可知，甲、乙兩燈的實(shí)際功率之比為

故B正確；
CD．只閉合S1、S2時(shí)，甲燈被短路沒有接入電路中，電路只有乙燈的簡(jiǎn)單電路，電源電壓全部加在乙燈上，所以電路的總功率為

故C錯(cuò)誤，D正確。
故選BD。
2．（2022·河北）圖所示的電路中，電源電壓不變，小燈泡L上標(biāo)有“12V???12W”字樣，滑動(dòng)變阻器R0的最大阻值為20Ω，a、b為電流表、電壓表其中之一，且不相同。只閉合開關(guān)S1，滑片P置于左端，電流表示數(shù)為1A；再閉合開關(guān)S2、S3，移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)始終為1A。已知燈泡電阻隨溫度升高而增大。下列說法正確的是（　?。?br />
A．a(chǎn)為電壓表
B．電源電壓為12V
C．只閉臺(tái)開關(guān)S1，若電流表示數(shù)為0.5A，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為12Ω
D．將a與R0互換，開關(guān)均閉臺(tái)，移動(dòng)滑片P，滑動(dòng)變阻器功率的最小值為7.2W
【答案】ABD
【解析】
A．只閉合開關(guān)S1，滑片P置于左端，電路為燈泡L的簡(jiǎn)單電路；開關(guān)都閉合，移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)始終為1A，說明b為電流表，把滑動(dòng)變阻器短路了，導(dǎo)致滑動(dòng)變阻器失去調(diào)節(jié)作用，則a為電壓表，故A正確；
B．燈泡額定電流為

只閉合開關(guān)S1，滑片P置于左端，則電路中只接燈泡，而電流表示數(shù)為1A，則燈泡電壓為電源電壓，即12V，故B正確；
C．只閉合開關(guān)S1，若電流表示數(shù)為0.5A，則燈泡溫度不為額定電流時(shí)的溫度，電阻也不為額定電流時(shí)的電阻，為未知。則無法計(jì)算滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，故C錯(cuò)誤；
D．將a與R0互換，開關(guān)均閉臺(tái)，則電路為滑動(dòng)變阻器和燈泡并聯(lián)，互不影響，根據(jù)公式

可知，移動(dòng)滑片P，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，功率最小。為

故D正確。
故選ABD。
3．（2022·河南）如圖所示，兩個(gè)相同透明容器中密封著等量的空氣。用該裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)時(shí)，下列說法正確的是（　?。?br />
A．用U形管中液面高度差反映電流產(chǎn)生熱量的多少
B．通電后可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系
C．通電后可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系
D．通電一段時(shí)間后，左側(cè)U形管中液面高度差較大
【答案】AC
【解析】
A．電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但空氣吸收熱量后溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法，故A正確；
BC．由圖可知，左側(cè)容器中的電阻絲與右側(cè)容器中的電阻絲串聯(lián)，通過的電流與通電時(shí)間相同，兩個(gè)容器中的電阻絲阻值不同，因此裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故B錯(cuò)誤，C正確；
D．已知右側(cè)容器中的電阻絲阻值大于左側(cè)容器中電阻絲阻值，則裝置中右側(cè)容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱量較多，因此右側(cè)容器中的U形管液面高度差較大，故D錯(cuò)誤。
故選AC。
二、單選題
4．（2022·重慶）如圖的電路中，電源電壓保持不變，L為阻值不變的燈泡。開關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器R的滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是（　?。?br />
A．燈泡L變暗 B．電壓表示數(shù)變大
C．電路的總功率變大 D．電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變大
【答案】C
【解析】
由圖可知，該電路為燈泡L與滑動(dòng)變阻器R的串聯(lián)電路，電流表測(cè)量該電路的電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓。開關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器R的滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，R接入電路的電阻變小，燈泡L的阻值不變，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電路的總阻值變小，由歐姆定律可知，電路的電流變大，即電流表的示數(shù)變大。由U=IR可知，燈泡兩端的電壓變大，由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知，R兩端的電壓變小，即電壓表示數(shù)變小。由P=UI可知，燈泡L的實(shí)際功率變大，故燈泡L變亮，因電源電壓不變，故電路的總功率變大。因電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大，故電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變小。故ABD錯(cuò)誤，C正確。
故選C。
5．（2022·重慶）小林受穿戴式“智能體溫計(jì)”（如圖甲所示）的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖乙所示的體溫計(jì)電路圖，用電表示數(shù)大小反映溫度高低，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大，定值電阻起保護(hù)電路的作用。下列分析正確的是（　?。?br />
A．該電路中的電表是電流表 B．溫度變化時(shí)兩端電壓不變
C．溫度升高時(shí)電路中電流變大 D．溫度降低時(shí)電路的總功率變大
【答案】D
【解析】
A．由圖可知，該電路為串聯(lián)電路，由于電表并聯(lián)在熱敏電阻R1的兩端，因此該電表為電壓表，故A錯(cuò)誤；
BC．當(dāng)熱敏電阻的溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值變大，電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，根據(jù)U=IR可知，定值電阻R2 兩端的電壓變小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，熱敏電阻兩端的電壓變大，即電壓表示數(shù)變大，故BC錯(cuò)誤；
D．溫度降低時(shí)，熱敏電阻的阻值變小，串聯(lián)電路的總電阻變小，電路中的電流變大，電源電壓不變，根據(jù)P=UI可知，電路消耗的總功率變大，故D正確。
故選D。
6．（2022·四川）在瀘州市第37屆科技創(chuàng)新大賽上，某學(xué)生設(shè)計(jì)了一款可同時(shí)測(cè)量身高和體重的儀器，當(dāng)被測(cè)者站在絕緣臺(tái)面上時(shí)，能自動(dòng)顯示其身高及體重，其原理圖如圖所示。已知電源電壓恒定，R1為壓敏電阻，其阻值隨壓力增大而減小，R2為粗細(xì)均勻的電阻絲，且阻值與其長(zhǎng)度成正比。測(cè)量時(shí)電壓表、電流表均未超過所選量程，滑片P始終與電阻絲接觸良好。下列說法中正確的是（　　）

A．被測(cè)者身高越高，電壓表的示數(shù)越小
B．被測(cè)者體重越重，電流表的示數(shù)越小
C．被測(cè)者身高越高，R2消耗的電功率越大
D．被測(cè)者體重越重，R1消耗的電功率越大
【答案】D
【解析】
由電路圖可知，R1、R2串聯(lián)，R2全部接入電路，電壓表測(cè)量R2滑片以下部分電阻兩端的電壓，電流表測(cè)通過R1的電流。
AC．由于R2兩端的電壓始終等于電源電壓，R2全部接入電阻不變，根據(jù)可知，通過R2的電流始終不變，P=UI可知，R2消耗的電功率不變；被測(cè)者身高越高，滑片越靠上，電壓表所測(cè)電阻越大，通過R2的電流始終不變，根據(jù)U=IR可知，電壓表示數(shù)變大，故AC錯(cuò)誤；
BD．由于R1阻值隨壓力增大而減小，所以被測(cè)者體重越大，對(duì)R1壓力越大，R1接入電路中的電阻變小，根據(jù)可知，通過R1的電流變大，即電流表示數(shù)變大，由于并聯(lián)電路電壓等于電源電壓，且保持不變，根據(jù)P=UI可知，R1消耗的功率變大，故B錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
三、綜合題
7．（2022·天津）小明利用圖甲所示電路研究“電流與電壓關(guān)系”時(shí)，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片從右端移動(dòng)到左端的整個(gè)過程中，定值電阻的U-I關(guān)系圖像如圖所示。其中U0、Um、I0均為已知量，電源電壓不變。請(qǐng)解答如下問題：
（1）寫出電源電壓值；
（2）在圖乙所示的坐標(biāo)系中，畫出滑片整個(gè)移動(dòng)過程中滑動(dòng)變阻器的U-I關(guān)系圖像，并標(biāo)出端點(diǎn)的坐標(biāo)；
（3）滑片移動(dòng)過程中，當(dāng)電壓表V1示數(shù)由U1變?yōu)閁2時(shí)，電流表示數(shù)增加了ΔI，請(qǐng)你推導(dǎo)出定值電阻的電功率變化量ΔP的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用U1、U2和ΔI表示）。

【答案】（1）Um；（2） ；（3）
【解析】
解：（1）由電路圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)電路中電流，電壓表V1測(cè)定值電阻兩端電壓，電壓表V2測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值越小，電路中電流越大，定值電阻兩端電壓越大，由圖乙可知，電路中電流最大時(shí)，此時(shí)定值電阻兩端電壓最大為Um，因此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為零，故此時(shí)電源電壓等于定值電阻兩端電壓，即電源電壓為Um。
（2）因定值電阻與滑動(dòng)變阻器兩端電壓之和等于電源電壓不變，故當(dāng)電路中電流最小時(shí)，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大為
U滑大=Um-U0
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最小為零時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為零，由歐姆定律可得，此時(shí)電路中的最大電流為

故滑片整個(gè)移動(dòng)過程中滑動(dòng)變阻器的U-I關(guān)系圖像如下圖所示

（3）設(shè)定值電阻的阻值為R，則由可得，定值電阻的電功率變化量為

答：（1）電源電壓值為Um；
（2） ；
（3）定值電阻的電功率變化量ΔP的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。
四、填空題
8．（2022·重慶）如圖甲所示電路，電源電壓恒定，電流表量程為0~0.6A，小燈泡L的額定電壓為2.5V，其I—U圖像如圖乙所示，則燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率為___________W。當(dāng)所有開關(guān)都閉合，滑片P位于變阻器R2的最右端時(shí)，定值電阻R1兩端的電壓為U1，電路的總功率為P1；只閉合開關(guān)S1時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A，R1兩端的電壓為U1′；只閉合開關(guān)S2，在保證電路元件都安全的情況下，移動(dòng)滑片P，當(dāng)電路中電流達(dá)到最大時(shí)，變阻器R2的功率為P2.，已知U1∶U1′=5∶4，P1∶P2=4∶1，則R2的最大阻值是___________Ω。

【答案】???? 0.625???? 20
【解析】
[1]小燈泡的額定電壓為2.5V，由乙圖可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí)，電流為0.25A，所以小燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率為

[2]所有開關(guān)都閉合，R1與R2并聯(lián)，小燈泡被短路，電流表測(cè)干路電流。滑片P位于變阻器R2的最右端，此時(shí)R2接入阻值最大。根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，定值電阻R1兩端的電壓等于電源電壓為U1，即
U=U1①
電路的總功率為
②
只閉合S1，R1與燈泡L串聯(lián)，電流表示數(shù)為0.2A，由乙圖可知，此時(shí)燈泡兩端的電壓UL=1V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可得，電源電壓為
U=U1′+UL=I′R1+1V③
又已知
U1：U1′=5∶4④
由①③④可得
U=U1=5V
R1的電阻為

只閉合開關(guān)S2，在保證電路元件都安全的情況下，移動(dòng)滑片P，電路中最大電流為0.25A，電路中的總電阻為

小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為

R2此時(shí)接入電路中的電阻為
R2=R總-RL=20Ω-10Ω=10Ω
變阻器R2的功率P2，為
P2=I大2R2=（0.25A）2×10Ω=0.625W
由于
P1∶P2=4∶1
所以電功率P1為
P1=4×0.625W=2.5W
將U=5V、R1=20Ω、P1=2.5W帶入②式得

解得R2大=20Ω。
9．（2022·重慶）如圖甲所示電路中，電源電壓恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 0.3A”字樣，電流表量程0~0.6A、電壓表量程0~3V。在保障電路安全的前提下，只閉合開關(guān)S、S1，滑片P位于最右端，小燈泡恰好正常發(fā)光，則小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為___________J，再移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)與R2關(guān)系如圖乙a所示，當(dāng)斷開S1閉合S、S2、S3時(shí)，電流表示數(shù)與R2的關(guān)系如圖乙b所示，則I1=___________A（忽略小燈泡電阻變化）。

【答案】???? 18???? 0.45
【解析】
[1]如圖甲所示電路中，只閉合開關(guān)S、S1，滑片P位于最右端，電路中只有燈泡L接入電路，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，小燈泡L標(biāo)有“6V 0.3A”字樣，則小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為

[2]由上可知，電路中只有燈泡L接入電路中，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，說明電源電壓為

再移動(dòng)滑片P，小燈泡電阻不變，燈泡L與R2一起串聯(lián)在電路中，電流表測(cè)電路中的電流，此時(shí)電壓表測(cè)量R2兩端的電壓，其中燈泡電阻為

電流表示數(shù)與R2關(guān)系如圖乙a所示，隨著電阻R2增大，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大，在保障電路安全的前提下，當(dāng)電壓表示數(shù)U2最大為3V時(shí)，此時(shí)利用串聯(lián)電路電流相等可知

則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為

當(dāng)斷開S1閉合S、S2、S3時(shí)，燈泡L被短路，定值電阻R1與R2并聯(lián)在電路中，電流表測(cè)量干路上的電流，此時(shí)當(dāng)R2電阻為20Ω時(shí)，電路中電流最大，在保障電路安全的前提下，此時(shí)最大電流為0.6A，其中通過R2電阻的電流為

通過R1的電流為

可以求出定值電阻R1電阻為

如圖乙b所示，隨著電阻R2增大，電流表示數(shù)減小，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為

此時(shí)該支路的電流為

則此時(shí)對(duì)應(yīng)干路上的電流

此時(shí)圖中總電流I1示數(shù)為0.45A。
10．（2022·四川）電學(xué)興趣小組的同學(xué)連接了如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，電源電壓恒定，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω???1A”字樣，現(xiàn)有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四個(gè)定值電阻，實(shí)驗(yàn)時(shí)在a、b間每次只接入其中一個(gè)定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)保持2V不變，分別讀出電流表的示數(shù)，此實(shí)驗(yàn)所采用的主要科學(xué)探究方法是___________ ，當(dāng)完成對(duì)15Ω定值電阻的探究后，為了繼續(xù)對(duì)20Ω定值電阻進(jìn)行探究，應(yīng)___________，換接20Ω定值電阻，正確操作后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P移至最大阻值時(shí)，恰能達(dá)到探究目的，若持續(xù)通電10s，則滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量為___________J。

【答案】???? 控制變量法???? 斷開開關(guān)???? 2
【解析】
[1]由題意可知，在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，控制電阻兩端電壓不變，故此實(shí)驗(yàn)所采用的主要科學(xué)探究方法是控制變量法。
[2]當(dāng)完成對(duì)15Ω定值電阻的探究后，為了繼續(xù)對(duì)20Ω定值電阻進(jìn)行探究，應(yīng)更換電阻，故應(yīng)斷開開關(guān)，換接20Ω定值電阻。
[3]換接20Ω定值電阻后，由題意可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為R滑=20Ω，此時(shí)定值電阻兩端電壓為UR=2V，故由歐姆定律可得，此時(shí)電路中的電流為

故由P=I2R可得，滑動(dòng)變阻器的功率為
P滑=I2R滑=(0.1A)2×20Ω=0.2W
由W=Pt可得，持續(xù)通電10s，滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量為
Q=W=P滑t=0.2W×10s=2J
11．（2022·安徽）如圖所示，電源電壓保持不變，電阻、。閉合開關(guān)，則通電，電阻產(chǎn)生的熱量為______。

【答案】10
【解析】
因?yàn)榇?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以電路中總電阻為

根據(jù)歐姆定律可得，電路中電流為

根據(jù)焦耳定律可得，通電，電阻產(chǎn)生的熱量為

12．（2022·天津）小明同學(xué)依據(jù)教材中“想想議議”欄目的內(nèi)容編寫了一道習(xí)題：某工廠上半年共節(jié)電5000kW·h，可供500W電吹風(fēng)工作多少小時(shí)？其中“kW·h”是______的單位（填物理量名稱），“5000kW·h”在實(shí)際生活中又可記為5000______（填單位）。
【答案】???? 電能???? 度
【解析】
[1]kW?h是電能的單位，是表示用電器消耗電能多少的物理量。
[2]kW?h在生活中又記為度，故5000kW?h在生活中又可記為5000度。
13．（2022·河南）在圖所示的電路中，電源電壓不變，電阻R2的阻值為20Ω。閉合開關(guān)S，兩電流表的示數(shù)分別為0.5A和0.2A，則電源電壓為___________V，電阻R1的阻值為___________Ω。通電1min，該電路消耗的總電能為_____J。

【答案】???? 6???? 30???? 180
【解析】
[1]由電路圖知道，閉合開關(guān)S，電阻R1、R2并聯(lián)，電流表A2、A1分別測(cè)量干路和電阻R1支路中的電流。因?yàn)椴⒙?lián)電路干路中的電流等于各支路中的電流之和，所以電流表A2的示數(shù)為0.5A，即干路中的電流為
I=0.5A
電流表A1的示數(shù)為0.2A，即通過電阻R2的電流為
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
電阻R2兩端的電壓為
U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路兩端電壓相等，且等于電源電壓，所以電源電壓為
U=U2=6V
[2]由歐姆定律知道，電阻R1的阻值為

[3]由 知道，通電1min，該電路消耗的總電能

五、計(jì)算題
14．（2022·重慶）商業(yè)街移動(dòng)攤位使用可顯示電費(fèi)的新型插座（如圖甲所示）計(jì)費(fèi)，某攤位使用空氣炸鍋（如圖乙所示）烹制食物，如圖丙所示是該空氣炸鍋加熱部分的簡(jiǎn)化電路圖，其額定電壓為220V，定值電阻和為發(fā)熱體，其中。開關(guān)S1、S2、S3的通斷可實(shí)現(xiàn)高、中、低三個(gè)檔位的調(diào)節(jié)（S1、S2不會(huì)同時(shí)閉合），只閉合S3時(shí)為中溫檔，額定功率為440W。求：
（1）的電阻；
（2）高溫檔正常工作100s，電流通過產(chǎn)生的電熱；
（3）只有空氣炸鍋單獨(dú)工作，表盤示數(shù)使用前后如圖甲、丁所示，通過表盤顯示的數(shù)據(jù)估算該空氣炸鍋消耗的電功率（已知商用電費(fèi)單價(jià)為0.75元/kW·h）。

【答案】（1）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W
【解析】
解：（1）當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合、S2斷開時(shí)，兩電阻并聯(lián)，總電阻最小，根據(jù)可知，此時(shí)總功率最大，為高溫?fù)酰恢婚]合S3時(shí)，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，總電阻較小，根據(jù)可知，此時(shí)總功率較大，為中溫檔；當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開、S2閉合時(shí)，兩電阻串聯(lián)，總電阻最大，根據(jù)可知此時(shí)總功率最小，為低溫?fù)酢tR2的電阻

（2）高溫?fù)鯐r(shí)R1功率為

電流通過R1產(chǎn)生的電熱
Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J
（3）空氣炸鍋消耗的電能

空氣炸鍋工作的時(shí)間
t=9∶25-9∶10=15min=0.25h
空氣炸鍋的電功率


答：（1） R2 的電阻為110Ω；
（2）高溫檔正常工作100s，電流通過 R1 產(chǎn)生的電熱為1.21×105J；
（3）空氣炸鍋消耗的電功率為320W。
15．（2022·重慶）如圖所示，是小鈞為寵物小屋設(shè)計(jì)的既可發(fā)熱供暖、也可照明的電路，電源電壓恒定。R1為電熱絲，白熾燈泡L標(biāo)有“12V 18W”字樣（R1和L電阻均恒定不變），滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為40Ω。當(dāng)只閉合開關(guān)S和S2，將滑片P移到最右端時(shí)，燈泡正常發(fā)光。當(dāng)所有開關(guān)都閉合，P位于最右端時(shí)，電路中的總電流為2.1A。求：
（1）電源電壓；
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S2，滑片P位于最左端時(shí)，通過燈泡的電流；
（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1，移動(dòng)滑片P，電熱絲R1工作1min產(chǎn)生的最大熱量。

【答案】（1）12V；（2）0.25A；（3）108J
【解析】
解：（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S2，將滑片P移到最右端時(shí)，只有燈泡的簡(jiǎn)單電路，燈泡正常發(fā)光，此時(shí)燈泡兩端的電壓是12V，電源電壓是12V。
（2）燈泡的電阻

當(dāng)只閉合開關(guān)S和S2，滑片P位于最左端時(shí)，變阻器連入電路的電阻最大，變阻器和燈泡串聯(lián)，通過燈泡的電流

（3）當(dāng)所有開關(guān)都閉合，P位于最右端時(shí)，燈泡和電阻R1并聯(lián)，此時(shí)通過燈泡的電流

由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過電阻R1的電流
I1=I總-IL=2.1A-1.5A=0.6A
電阻R1的阻值

當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1，電阻R1和變阻器R串聯(lián)，電熱絲R1產(chǎn)生的熱量

當(dāng)
R=R1=20Ω
電阻絲R1在1min產(chǎn)生的熱量最大，電熱絲R1工作1min產(chǎn)生的最大熱量

答：（1）電源電壓是12V；
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S2，滑片P位于最左端時(shí)，通過燈泡的電流是0.25A；
（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1，移動(dòng)滑片P，電熱絲R1工作1min產(chǎn)生的最大熱量是108J。
16．（2022·四川）隨著科技創(chuàng)新教育在全市廣泛開展，有些學(xué)校已配置了如圖甲所示的3D打印筆。3D打印筆通過加熱，擠出熱熔的塑膠，然后在空氣中迅速冷卻，最后固化成穩(wěn)定的形狀。此打印筆有快慢兩擋，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，將該3D打印筆單獨(dú)接人裝有如圖丙所示電能表的家庭電路中正常工作?？鞊醮蛴?min，電能表指示燈閃爍8次，剛好將15g的塑膠從20℃加熱到260℃。已知該3D打印筆慢擋打印功率為22W，R1、R2是用于發(fā)熱的定值電阻，塑膠的比熱容為2×103J/（kg·℃）。求：
（1）3D打印筆快擋打印2min所消耗的電能；
（2）3D打印筆快擋打印時(shí)的熱效率；
（3）R1的阻值。

【答案】（1）9600J；（2）75%；（3）1595Ω
【解析】
解：（1）快擋打印2min，電能表指示燈閃爍8次，由電能表的參數(shù)可知，消耗的電能為

（2）15g的塑膠從20℃加熱到260℃吸收的熱量為

3D打印筆快擋打印時(shí)的熱效率為

（3）由可知，電壓一定時(shí)，電阻越大，功率越小，擋位越低。由電路圖可知，開關(guān)旋轉(zhuǎn)至與1、2接觸時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電阻較大，功率較小，為慢擋；開關(guān)旋轉(zhuǎn)至與2、3接觸時(shí)，只有R2接入電路，電阻較小，功率較大，為快擋?？鞊醯墓β蕿?br />
快擋工作時(shí)，只有R2接入電路，所以R2的阻值為

慢擋打印時(shí)，R1、R2串聯(lián)，慢擋功率為22W，所以R1、R2的總電阻為

所以R1的阻值為

答：（1）3D打印筆快擋打印2min所消耗的電能為9600J；
（2）3D打印筆快擋打印時(shí)的熱效率為75%；
（3）R1的阻值為1595Ω。
17．（2022·安徽）圖甲為某電火鍋的銘牌，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，R1、R2為阻值一定的電熱絲，且。通過控制開關(guān)S1、S2的斷開或閉合狀態(tài)，可以讓電火鍋在不同檔位工作。
（1）電火鍋在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，開關(guān)S1、S2分別處于什么狀態(tài)？
（2）求的值；
（3）若家庭電路的電壓是，某插座的額定電流是，用該插座僅給電火鍋供電，從安全用電和加熱快這兩個(gè)角度綜合考慮，應(yīng)選擇哪個(gè)檔位？說明理由。
××牌電火鍋
額定電壓
220V
額定功率
低溫?fù)?br /> 500W
中溫?fù)?br /> 1000W
高溫?fù)?br /> 1500W
??????????????????

【答案】（1）S1斷開，S2閉合；（2）；（3）中溫?fù)?br /> 【解析】
解：（1）根據(jù)可知，電火鍋在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電路中電阻應(yīng)該最大，由題意可知，故當(dāng)R2單獨(dú)接入電路后，電路中的功率最小，為低溫?fù)?，此時(shí)開關(guān)S1斷開，S2閉合。
（2）根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律可知，若R1、R2并聯(lián)，電路中電阻最小，根據(jù)可知，功率最大，為高溫?fù)?，由?）可知當(dāng)R2單獨(dú)接入電路后，為低溫?fù)酰訰1單獨(dú)接入電路后，為中溫?fù)?，根?jù)可知，R1、R2的阻值之比為

（3）該插座最大允許接入的最大功率為

所以功率之間關(guān)系為

從安全用電和加熱快這兩個(gè)角度綜合考慮選用中溫?fù)酢?br /> 答：（1）電火鍋在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，開關(guān)S1斷開，S2閉合；
（2）的值為；
（3）從安全用電和加熱快這兩個(gè)角度綜合考慮，應(yīng)選擇中溫?fù)酢?br /> 18．（2022·天津）額定功率為3000W的電熱水器正常工作時(shí)，把質(zhì)量為60kg的水從20oC加熱到70oC。已知c水=4.2×103J/(kg·oC)，不計(jì)熱量損失，求：
（1）水吸收的熱量；
（2）加熱所需要的時(shí)間。
【答案】（1）1.26×107J；（2）4.2×103s
【解析】
解：（1）水吸收的熱量

（2）加熱所需要的時(shí)間

答：（1）水吸收的熱量為；
（2）加熱所需要的時(shí)間為。
19．（2022·河北）如圖所示，電源電壓為18V，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器，電流表量程為“0~0.6A”，電壓表量程為“0~15V”。閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片，當(dāng)滑片移至滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.36A，電壓表的示數(shù)為3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）在保證電路安全的情況下，電路消耗的最大功率為P1；將電壓表改接在R兩端，電路消耗的最小功率為P2。求P1∶P2。

【答案】（1）10Ω；（2）80Ω；（3）2∶1
【解析】
解：由電路圖可知，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。
（1）閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片至中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.36A，電壓表的示數(shù)為3.6V，所以R0的阻值為

（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為3.6V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓為
UR=U-U0=18V-3.6V=14.4V
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為

由于電壓表示數(shù)為3.6V時(shí)，滑片移至滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)，接入電阻為總電阻的一半，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為
R總=2R=2×40Ω=80Ω
（3）由于電流表量程為“0~0.6A”，所以電路中的最大電流為0.6A，此時(shí)R0兩端的電壓
U0大=I大R0=0.6A×10Ω=6V