浙教版八上第四章专题十八、电能计算3（保加热档、非纯电阻、电与力综合应用、动态电路）（含解析）

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专题十八、电能计算3
（保加热档、非纯电阻、电与力综合应用、动态电路）
一、电流热效应应用（加热&保温档）
1．小明家的电热水器及其简化电路如图所示，R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，电热水器部分参数如表所示：
额定电压 220V
频率 50Hz
保温功率 220W
加热功率 2200W
水箱容量 50L(50kg)
（1）当S1和S2均闭合时，电热水器处于　 　状态。(选填“加热”或“保温”)
（2）电热丝R1的阻值是多少
（3）加热时流过电热丝R2的电流是多少？
（4）假设将一满箱水加热，温度升高22℃，用时40min，则电热水器的效率是多少 已知，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，Q=cm(t1-t0)。电热水器的效率等于水吸收的热量与热水器清耗的电能的比值（用百分比表示）。
2．电热桌垫在冬天很受欢迎(如图甲)。某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温档有关、低温、高温三档，已知两图中R1均为8欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙的电路，当S1闭合、S2闭合时电热桌垫处于　 　档 (选填“关”、“低温”或“高温”)。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦
（3）若电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于高温档，开关S1闭合，S2　 　(选填“断开”或“闭合”)。
（4）图丙中当电热桌垫处于低温档时，求10分钟内产生的热量是多少焦 (不考虑温度的变化对电阻的影响)。
3．甲图是普通家用两挡电取暖器内部简化电路图，R1、R2为电热丝。当开关S1、S2都闭合时为高温挡位，功率为1100W；当开关S1闭合、S2断开时为低温挡位，功率为440W。家庭电路电压U=220V。
（1）取暖器通电工作时会发热，原因是　 　
（2）电路中R1的阻值；
（3）用电高峰，电压往往会偏低，如果实际电压是200V，低温挡工作时的实际功率为多少？（计算结果保留一位小数）
（4）图乙是另外一种型号两档电取暖器内部简化电路图，请你判断：当该电取暖器处于高温档时，开关的闭合情况是　 　。
4．近年来生活节奏越来越快，用手机的低头族也越来越多，颈部热敷仪（如图甲）也逐渐风靡起来。学校项目化小组的同学想探究它的工作原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，电路图如图乙，发热部分由R1和R2组成，调温的低、中、高三档通过三个开关来控制（调节每个温度档时只闭合其中的一个开关），当电压一定时，电路中电流越大，温度越高。已知R1为6欧，R2为4欧。
（1）当　 　（填开关状态）时，热敷仪处于低温档。
（2）当S1闭合，S2，S3断开时，热敷仪处于高温档，此时电路中的电流为　 　。
（3）当热敷仪处于中温档时，持续工作8分钟，产生的热量为多少？
5．如图为有高温、中温、低温三个档位的养生壶，图丁是它的工作电路图，下表是其部分参数，其中R1， R2， 为发热电阻，R2=88Ω。求
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）中温档加热5分钟，共消耗多少电能？
二、非纯电阻应用（电机）
6．如图所示为某品牌豆浆机铭牌标注的参数和简化电路。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到一定温度时，加热器停止工作，电动机开始工作打磨，加热打磨交替进行，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。用初温20℃，质量为1kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源电压220V恒定不变。求：
豆浆机铭牌
最大容积 2L
额定电压 220V
加热器功率 880W
电动机功率 120W
（1）本次制作豆浆用时共计10min， 电动机工作4分钟， 求本次制作豆浆共消耗多少电能。
（2）若加热器产生的热量70%被水吸收，本次制作产出的豆浆温度为多少度 （豆子吸收热量不计)[C水=4.2×103J/(kg·℃)]
7．如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m＝50kg，电源电压U＝110V保持不变，电动机线圈的电阻R＝4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I＝5A，g＝10N/kg。
（1）求电源的输出功率；
（2）求电动机线圈电阻R的发热功率；
（3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。
8．实验室有一个微型电动机，铭牌上标有“12V 6W”的字样。兴趣小组的同学想让这个电动机正常工作，但手边只有一个电压恒为18V的电源，于是他们找来一个阻值合适的电阻R与之串联后接入电路（如图所示），使小电动机刚好正常工作。 求：
（1）小电动机正常工作时的电流以及整个电路在1分钟的时间内消耗的总电能；
（2）若小电动机正常工作时刚好能将一个5牛顿重的物体以1m/s的速度匀速提升，则该微型电动机的电阻有多大？
9．当前城镇化延设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊"的起正设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示。假设某“塔吊"配鲣的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38 kW，线圈电阻0.5Ω。在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25 s．把质量为3 t的重物吊起22 m(g收10 N/kg)。求：
（1）电动机吊起正物的过程中消耗的电能。
（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量。
（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率。
10．如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为20V且保持不变，电路中的电流为2A，质量为3.6kg的某物体在电动机带动下以1m/s的速度匀速上升10秒，不计各处摩擦，求
（1）电动机线圈的电阻；
（2）若将某灯泡串联在该电路中正常发光，保持电源电压不变，随后增大物体质量使电动机无法转动，则该灯泡的亮度会发生什么变化？并证明。(忽略灯泡阻值的变化)
11．如图，电动机的线圈电阻为0.5Ω，其转轴上所绕的细线悬挂一个质量为2kg的重物，细线足够长。当S闭合时，标有“6V，3W”的电灯L恰好能正常工作；电动机使重物匀速上升时，电流表读数为2.5A，取g=10N/kg。计算：
（1）通过电灯L的电流有多大？
（2）重物被匀速提升时，电动机输出的机械功率有多大？
（3）重物被匀速提升时的速度有多大？
三、电与力的综合应用
12．某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压 U 恒为 15V，定值电阻 R0＝10Ω，R1为一竖直固定的光滑金属棒，总长 40cm，阻值为 20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定，滑片 P 固定在弹簧下端且与 R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体 M 通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重 80N，高 60cm，底面积为 100cm2。当水位处于最高位置 A 时，M 刚好浸没在水中，此时滑片 P 恰在 R1最上端；当水位降至最低位置 B 时，M 的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力 F 与其伸长量△L 的关系如图乙所示。
（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g 取 10N/kg）闭合开关 S，试问：
（1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度　 　，电压表示数　 　。（两空均 填“增大”或“减小”）
（2）当水位处于位置 A 时，电压表的示数为多少？
（3）水位由位置 A 降至 B 这一过程，弹簧的长度增加了多少？定值电阻 R0消耗的电功率变化了多少？
13．有一种电子秤的原理如图，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示重力大小的仪表(实质是电流表)。其中AO长20厘米，BO长5厘米，压力传感器R的阻值与所受压力的关系如下表所示。 踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为6伏。
压力F/牛 0 50 100 150 200 250 300 …….
电阻R/欧 30 27 24 21 18 15 12 ……..
（1）电子秤开机后，没有秤量物体时压力传感器R消耗的电功率为多少瓦
（2）当重300牛的学生站在踏板上时，通过压力传感器R的电流为多大？(答案保留两位小数)
（3）电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，为了保证秤量准确，则踏板触点B应向　 　方向移动。
14．图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起，图乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象(不计摩擦、水的阻力及绳重．忽略动滑轮受到的浮力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg)，物体A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为80%。请解答下列问题：
（1）求动滑轮的重力为多少？
（2）当物体A完全离开水面后，电动机两端电压为380V，通过的电流为5A，电动机线圈的电阻为多少？ (不计电动机内部摩擦)
15．为锻炼身体,小明利用所学知识设计了一个电子拉力计,图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0=5Ω，a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1=25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程为0～0.6A。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。
（1）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后,此时R0消耗的功率是多少 当拉力为300N时,R1消耗的功率又是多少
（2）通过计算说明,开关S闭合后，当电流表指针指在0.3A处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大
四、动态电路应用
16．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P由最右端移到最左端，得到两电表示数的U﹣I图像。有关说法正确的是（　　）
A．电源电压为4V B．R1的阻值30Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值10Ω D．电路总功率最小值1.2W
17．如图甲所示电路图，闭合开关S，在滑片P移动的过程中，定值电阻R1的U﹣I图象如图乙所示。求：
（1）滑片P在最左端时，通电1min电流所做的功；
（2）R1消耗的最小功率；
（3）当R2消耗的功率是0.5W时，R2的阻值。
18．如图甲所示，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器；图乙反映了开关由断开到闭合，在移动滑片P的过程中，ab两端的电压U和通过的电流I之间的关系；图丙是滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）当变阻器消耗的功率为80W时，整个电路1min消耗的电能；
（4）在图乙中画出滑片移动过程中，电阻R1两端的电压和通过的电流之间关系的图线。
19．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器最大值为R1=40Ω，小灯泡的电阻为10Ω且保持不变。当S1、S2均闭合且滑片P 滑到b 端时，电流表 A1、A2的示数之比为3:2；当S1　、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时，小灯泡 L的功率为10W。求：
（1）电阻R2 的阻值；
（2）当S1、S2 均闭合且滑片P 在b 端时，电压表 V 的示数；
（3）整个电路消耗的最小电功率。
20．为培养同学们的探究能力，某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行研究。现取“6V 6W”和“6V 3W”的小灯泡L1和L2各一个，标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器一个．量程为0～0.6A的电流表和量程为0～3V的电压表各一个，根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图象，如图甲所示。
求：
（1）小灯泡L2的额定电流。
（2）将两灯并联接在电压为6V的电源两端，10min内电路消耗的电能。
（3）将小灯泡L2与滑动变阻器R串联接在电阻为12V的电源两端，如图乙所示。闭合开关S。调节滑动变阻器，求当L2正常发光时，滑动变阻器的电功率是多少。
答案解析部分
1．（1）加热
（2）解：R1= =220欧
（3）解：P2=2200瓦-200瓦=1980瓦
I2= =9安
（4）解：Q=Cm(t1-t0)=4200 J/(Kg·℃) ×50Kg×22℃=4.62×106焦
W=Pt=2200瓦×40×60秒=5.28×106焦
η= =87.5%
（1）当开关S1闭合时，只有R1工作，此时的总电阻为R1；
当开关S1和S2闭合时，R1与R2并联，此时的总电阻为R并；
则R1>R并；
根据公式可知，当电压相同时，功率与电阻成反比；
则功率P1那么前者为保温状态，后者为加热状态。
2．（1）高温
（2）当两个开关都闭合时，电路中只有R2，
此时电路的最大功率：；
（3）闭合
（4）图丙中，只闭合S1时，电路中只有R1，为低温挡，
10分钟内产生的热量是：。
（1）如图乙的电路，当S1和S2都闭合时，电阻R1被短路，此时只有R2自己工作；
当S1闭合、S2断开时，两电阻串联，总电阻为R串；
根据串联电路的电阻特点可知，R2由可知，总功率P2>P串；
那么此时是为电热桌垫处在高温挡；
（3）根据并联电阻小于其中任一个电阻，两电阻并联时，电路的总最电阻最小，总根据公式可知，此时总功率最大，故开关S1闭合，S2闭合；
3．（1）电流的热效应
（2）当开关S1、S2都闭合时为高温档位，此时R2被短路，只有R1工作，
则R1的阻值为：；
（3）当开关S1闭合、S2断开时为低温档位，此时R1与R2串联。
此时总电阻为：；
当实际电压为200V时，实际功率为：.
（4）开关S4和S3闭合时
（1）取暖器通电工作时会发热，原因是电流的热效应；
（4）根据图乙可知，当开关S4闭合，S3断开时，只有R2自己工作，此时总电阻为R2；
当开关S4和S3闭合时，两个电阻并联，总电阻为R并；
那么R2>R并；
根据公式可知，电功率P2那么前者为低温档，后者为高温档。
4．S2闭合(S2闭合，S1、S3断开) 当S1闭合，S2，S3断开时，热敷仪处于高温档，此时电路中的电流为 。 1.5A 当热敷仪处于中温档时，持续工作8分钟，产生的热量为多少？ 解：Q=I2Rt= =(6V)2/6Ω×8×60S=2880J
（1）S2闭合(S2闭合，S1、S3断开)
（2）1.5A
（3）解：Q=I2Rt= =(6V)2/6Ω×8×60S=2880J
（1）根据图片可知，当S1闭合，S2，S3断开时，此时只有电阻R2；
当S3闭合，S1和S2断开时，只有电阻R1工作；
当S2闭合，S1和S3断开时，两电阻串联，总电阻为R串；
那么总电阻R2根据公式可知，总功率P2>P1>P串；
则三者对应的状态分别为高温、中温和低温档。
5．（1）当开关S1断开，而S2与B接触时，两个电阻串联，此时总电阻最大，总功率最小，为保温状态，
此时的总电阻为：；
电阻R1的阻值：R1=R总-R2=100Ω-88Ω=12Ω。
（2）当开关S1闭合，而S2与B接触时，只有电阻R1工作，此时为中温档，
5分钟消耗的电能：。
6．（1）解：W=Pt=P电t+ P加 t
W =120w×4×60s+880w×6×60s=3.456×105J
（2）解：Q吸=W热×0.7= Pt ×0.7=880w×6×60s×0.7=2.2176×105 J
Q吸=Cm△t
T=20℃+52.8℃=72.8℃
7．（1）解：U=110，I=5A，P出=UI=110 V×5A=550W。
答:电源的输出功率为550W。
（2）解：R=4Q， =I2R=(5A)2×4Ω=100 w。答:电动机线圈电阻R的发热功率为100 w。
（3）解：由能量守恒，电动机对重物做功的功率 =550 w-100 W=450 w,
匀速向上提升重物时F=G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N。
答:重物上升的速度为0.9 m/s。
【解析】【分析】（1）根据公式P输出=UI计算电源的输出功率；
（2）根据公式P热=I2R计算出电动机线圈的发热功率；
（3）电动机消耗电能转化为热能和机械能，因此根据 计算出对重物做功的机械功率，根据计算重物上升的高度。
8．（1）电动机正常工作时的电流；
整个电流1min内消耗的总电能W=UIt=18V×0.5A×60s=540J。
（2）电动机的输出功率P机械=Fv=5N×1m/s=5W；
发热功率P热=P-P机械=6W-5W=1W；
根据公式P热=I2R得到：1W=（0.5A）2R；
解得：R=4Ω。
（1）电动机正常工作时的电流；
整个电流1min内消耗的总电能W=UIt=18V×0.5A×60s=540J。
（2）电动机的输出功率P机械=Fv=5N×1m/s=5W；
发热功率P热=P-P机械=6W-5W=1W；
根据公式P热=I2R得到：1W=（0.5A）2R；
解得：R=4Ω。
9．（1）由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，
即P=38kW=3.8×104W，工作时间t=25s，
所以电动机消耗的电能为：W=Pt=3.8×104W×25s=9.5×105J
（2）电动机正常工作时的电流：；
线圈产生的热量：Q=I2Rt=（100A）2×0.5Ω×25s=1.25×105J。
（3）线圈电流产生热量，即该“塔吊”本身消耗的电能为：W1=Q=1.25×105J，
所以“塔吊”电能转化为机械能的总量，
即机械部分所做的总功为：W总=W-W1=9.5×105J-1.25×105J=8.25×105J，
该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率：
。
10．（1）电路的总功率：P=UI=20V×2A=40W；
电动机的输出功率：P机=Gv=3.6kg×10N/kg×1m/s=36W；
电动机的发热功率：P热=P总-P机=40W-36W=4W；
根据P热=I2R得到：4W=（2A）2R；
解得：R=1Ω。
（2）当电动机正常转动时，
电动机的总功率大于发热功率，
即 P电>P热；
UI>I2(R+r)；
U>I(R+r)；
解得：；
即I不转>I转。
因此灯泡会变亮
11．（1）
（2）由题可知电源电压：U=UL=6V
电动机中电流I=I总-IL=2.5A-0.5A=2A
电动机总功率：P=UI=6V×2A=12W
发热功率为：P热=I2R=（2A）2×0.5Ω=2W
机械功率为：P机=P-P热=12W-2W=10W
（3）P机=mgv ；
12．（1）减小；减小
（2）解：I＝U/R ＝15V/(20Ω+10Ω)=0.5A
U1＝IR1＝0.5A×20Ω＝10V
（3）解：△F=F 浮＝ρ水 gV 排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3＝60N；
△L＝0.5cm/N×60N＝30cm。
当水位处于位置 A 时，滑片 P 在 R1 最上端，此时 R1＝20Ω， P1＝I12R0＝（0.5A）2×10Ω＝2.5W
当水位处于位置 B 时，此时 R1 接入电路的阻值：R1′＝5Ω，
此时电路中的电流：I2＝U/R =15V/(5Ω+10Ω)=1A
P2＝I22R0＝（1A）2×10Ω＝10W
△P＝P2﹣P1＝10W﹣2.5W＝7.5W
（1）当水位下降时，物体M排开水的体积减小，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它受到的浮力减小。根据F拉=G-F浮可知，物体M受到的弹簧的拉力增大，那么弹簧变长，则滑片向下移动，因此金属棒接入电路的长度减小。因为电阻与长度成正比，所以金属棒接入的阻值减小，根据“串联电路电压与电阻成正比”可知，此时电压表的示数减小。
13．（1）没有秤量物体时，压力传感器受到的压力为0，由表格数据可知压力传感器的电阻R=30Ω，压力传感器R消耗的电功率： ；
（2）当重300牛的学生站在踏板上时，由杠杆平衡条件得：F×AO=F′×BO， F×20cm=300N×5cm；
解得：F=75N；由表格数据可知，当压力增大50N时压力传感器的电阻减小3Ω，
则75N时压力传感器的电阻等于27Ω减去3Ω的一半，即 ，
此时通过压力传感器R的电流： ；
（3）左或A
（3）当电源电压降低后，根据可知，此时电流表的示数会减小，则要保持电流表的示数不变，需要减小电阻。根据表格可知，此时要增大传感器受到的压力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当体重不变时，需要增大动力臂OB，即触点B向左移动。
14．（1）根据乙图可知，当物体完全浸没时，它受到的拉力F=2×104N；
根据公式得到：；
解得：G动=5000N；
（2）根据乙图可知，当物体完全出水后，物体受到的拉力为3×104N；
那么机械功率为：P=Fv=（3×104N+5000N）×0.05m/s=1750W；
电动机的总功率为：P总=U总I总=380V×5A=1900W；
那么线圈的发热功率P热=P总-P=1900W-1750W=150W；
根据公式P热=I2R得到：150W=（5A）2R；
解得：R=6Ω。
15．（1）根据图甲可知，R1与R0串联，电流表测电路中的电流。
（1）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，变阻器接入电路中的电阻最大，
电路中的电流：；
此时R0消耗的功率：P0=I总2R0=（0.1A）2×5Ω=0.05W。
由图乙可知，当拉力为300N时，弹簧的伸长量△L=3cm，
变阻器接入电路中的电阻：；
此时电路中的电流：；
则R1消耗的功率：P1=I总'2R1′=（0.2A）2×10Ω=0.4W。
（2）当电流表指针指在0.3A处，
电路中的总电阻：;
则变阻器接入电路中的电阻：R1″=R-R0=10Ω-5Ω=5Ω;
根据得到：；
解得：△L′=4cm，
由图乙可知，此时的拉力为400N。
16．D
根据图1可知，当滑片在最右端时，R1与R2串联，电压表测R2的电压。
此时变阻器的阻值最大，电流最小。
根据图2可知，此时电压表的示数为4V，电流表的示数为0.2A；
根据U总=U1+U2得到：U总=0.2A×R1+4V ；
当滑片在最左边时，只有R1工作，此时电流表的示数为0.6A，电压表的示数为零；
根据U总=I总R总得到：U总=0.6A×R1；
二者联立解得：R1=10Ω，U总=6V；
故A、B错误；
根据上面的分析可知，变阻器的最大阻值：，
故C错误；
电路的最小电功率为：P总=U总I总=6V×0.2A=1.2W，故D正确。
故选D。
17．（1）解；由图知，滑片P在最左端时，电路中只有R1工作，它两端的电压最大，由图象可知：U1=6V（即为电源电压），I1=0.6A，
由I= 可得R1的阻值：R1= = =10Ω；
则通电1min电流所做的功：W=U1I1t1=6V×0.6A×60s=216J
答：滑片P在最左端时，通电1min电流所做的功216J；
（2）解；当电路电流最小时，R1消耗的功率最小，由图象可知此时U′1=1.5V，I′1=0.15A，
R1消耗的最小功率：P1小=U′1I′1=1.5V×0.15A=0.225W
答：R1消耗的最小功率0.225W；
（3）解；当R2最大时，电流最小为I′=0.15A，此时电路的总电阻为：
R= = =40Ω，
则R2的最大阻值为：
R2max=R﹣R1=40Ω﹣10Ω=30Ω；
当P2=0.5W时，有：P2=I22R2=0.5W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
此时电路中的电流：I2= ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
②代入①解得：R2=2Ω或50Ω，
因R2=50Ω＞30Ω，故舍去，所以R2=2Ω。
答：当R2消耗的功率是0.5W时，R2的阻值2Ω。
18．（1）当开关断开时，ab两点之间的电压就等于电源电压。根据乙图可知，当电流为0时，ab之间电压为60V，那么电源电压为60V。
（2）闭合开关后，变阻器的阻值最大，通过电路的电流最小，
根据乙图可知，最小电流为1A，此时ab之间电压为50V；
那么R1的电压U1=U总-Uab=60V-50V=10V；
R1的阻值；
（3）根据丙图可知，当变阻器的功率为80W时，通过电流为2A；
那么整个电路1min消耗的电能：W总=U总I总t总=60V×2A×60s=7200J；
（4）
（1）当开关断开时，ab两点之间的电压就等于电源电压。根据乙图可知，当电流为0时，ab之间电压为60V，那么电源电压为60V。
（2）闭合开关后，变阻器的阻值最大，通过电路的电流最小，
根据乙图可知，最小电流为1A，此时ab之间电压为50V；
那么R1的电压U1=U总-Uab=60V-50V=10V；
R1的阻值；
（3）根据丙图可知，当变阻器的功率为80W时，通过电流为2A；
那么整个电路1min消耗的电能：W总=U总I总t总=60V×2A×60s=7200J；
（4）R1为定值电阻，它两端的电压与电流成正比，图像为一条通过坐标原点的斜线。当电流为5A时，它两端的电压U=IR=5A×10Ω=50V，因此得到图像如下：
19．（1）解：当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时,小灯泡L短路,R1、R2并联
∵∴
∵
∴
（2）解：当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器中点时，小灯泡L和R1串联
∵Ｐ=I2RL
∴I=
电源电压U=I(RL+0.5R1)=1×(10+0.5×40)=30（V）
当S1、S2均闭合且滑片P在b端时，电压表测电源电压
∴电压表示数U示=30V
（3）解：当S1、S2均断开且滑片P滑到端b时,电路总电阻最大，电路消耗电功最小
20．（1）I2额= =0.5A或查图甲得:I2额=0.5A
（2）当L1和L2并联接在6V电源两端时两灯均正常发光
P=P1+P2=6W+3W=9W
W=Pt=9W×10×60s=5400J
（3）∵I2额=0.5A L2和滑动变阻器串联
∴R2= =12Ω
R总= =24Ω
Rp=24Ω-12Ω=12V
P=I2Rp=(0.5A)2×12Ω=3W
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