【备考2023】浙教版科学“冲刺重高”压轴训练（三十五）：电能电路分析计算（含解析）
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| 名称 | 【备考2023】浙教版科学“冲刺重高”压轴训练（三十五）：电能电路分析计算（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-05-19 00:26:23 | ||
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文档简介
1.在学校创新比赛中，小科设计了一个多挡位电热水器。其工作电路图如图甲所示，R1 和R2是两根电热丝；旋转开关如图乙所示，内有一块绝缘圆盘，圆盘的边缘共有10个金属触点(触点编号与电路图对应，编号相同的触点用导线连接)。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，可以将相邻的触点连接。
当旋钮上的箭头指向图中位置D，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档依次递增的加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示：
温度挡位 低温 中温1 中温2 高温
加热功率/W 264 440 660 1100
（1）旋钮上的箭头指向D位置时，电热丝R1和R2的连接方式是 (选填“并联”、“串联”或“无法确定”)。
（2）当旋钮上的箭头指向A位置时，求加热器工作30min消耗的电能。
（3）求电热丝R2的阻值。
2.小明家有一台额定电压为220V的加湿器，说明书上的电路图为图甲。R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，S为旋转型开关。1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热），其高挡功率为440W。
（1）求高挡工作时，电路中的电流；
（2）求加湿器处于低挡时的电功率；
（3）加湿器的P﹣t关系如图乙所示，加湿器工作30分钟消耗的电能为多少？
3.小科发现超市收银台自动传送带的末端两侧挡板上有两个相对的小孔，当物品送到两个小孔的中间时传送带就会停止运动，取走物品后传送带又会重新运动。回家后小科利用已学的科学知识自己 设计了一个“自动传送带”（如图）：传送带由工作电路中的电动机带动，A、B是传送带末端两 侧挡板上的小孔，A孔处有一激光源 S； 控制电路中的光敏电阻 R2 刚好位于 B孔处，电磁铁线圈 阻值 R0=20Ω、保护电阻 R1=60Ω、电源 U=5V。
此光敏电阻的阻值 R2与光照强度 E（单位勒克斯，符号lx ）之间的几次实验数据如表所示：
光照强度 E/lx 5 10 15 20 25 30 40
光敏电阻R2/Ω 60 30 20 15 12 10
（1）分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R2随光照强度E变化的规律，求当E=40lx时，R2= Ω。
（2）当光照强度E≥15lx时，继电器的衔铁被吸合，则线圈中的电流满足什么条件？（通过计算说明）
（3）若激光源的光未被物体挡住时，B小孔受到的光照强度为30lx；被物体挡住时，B小孔受到的光照强度为10lx。当传送带停止时，光敏电阻R2消耗的功率为多少？（计算结果精确到0.01W）
（4）随着使用次数的增多，激光源的光逐渐变弱。为了实现在更微弱的光照下，也能使继电器的衔铁被吸合，下列措施正确的是________（可多选）。
A．减小R1的阻值 B．减小控制电路总电压
C．减小工作电路总电压 D．电磁铁向右移
4.小明同学设计了图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6V 3W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如表所示：
电压/V …… 0.5 1.2 2.0 3.0 4.0 5.0 5.5 ……
电流/A …… 0.08 0.12 0.18 0.26 0.34 0.42 0.46 ……
（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点 接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）。
（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示。
①当右转指示灯微弱发光时，通过电磁铁线圈的电流为 安，定值电阻R0的阻值为 欧。
②右转指示灯交替闪烁工作15s时，指示灯和R0消耗的电能分别是多少？
5.如图甲、乙是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω，当只闭合S1时为低温档，此时电烤箱电功率为440W。请计算：
（1）电烤箱低温档工作时，电路中的电流大小。
（2）发热电阻R1的阻值。
（3）要使电烤箱以高温档工作，应该闭合的开关是 ， 高温档的电功率为 瓦。
（4）若小科关闭家里所有用电器，只让电烤箱以低温档正常工作30分钟，则如图丙所示的电能表的转盘会转过 转。
6.如图甲为陶瓷电煎药查，其简化的工作电路如图乙所示，电源电压为220V，S1为单刀双掷开关，R1和R2均为电加热丝。电煎药壶刚开始工作时先武火档快速加热，当药液的温度达到98℃时自动跳到文火档慢熬，药液熬制一段时间后自动跳到保温档防止药液烧干。已知电煎药壶在220V电压下正常工作时，武火快速加热功率为500w，文火慢熬功率为100W，某次救药时药液的温度与电煎药壶工作时间的关系图像如图丙所示。
（1）根据题意可知，当单刀双掷开关S1拨到“2"位置，同时开关S2 (填 “闭合"或“断开”)时，电煎药壶处于文火档。
（2）电加热丝R2的阻值是 欧。
（3）求电煎药壶处于保温档时的功率。
（4）分析图像可知，电放药壶武火加热前半段时间对药液的加热效率 。(填 “大于”“小于”或“等于”)后半段时间的加热效率。
7.图甲中的小灯泡L标有“4V 1.6W”字样（灯丝电阻不变），电源电压恒定，定值电阻R1=20Ω。R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。求：
（1）小灯泡正常发光时电阻为 Ω；
（2）直导体GH每厘米长度上的电阻是多少？
（3）若只闭合S、S2，当x=25cm时，导体R2在10s内产生的热量为多少？
8.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 。
9.灯泡L1标有“12V 12 W"，L2标有“12 V 6 W"，如果把两灯泡分别串联或并联接入同一电源下(电源电压不变)，L1和L2串联时两灯泡的总功率记为P1，并联时两灯泡的总功率记为P2，那么P1：P2= ▲ 。(忽略灯丝电阻的变化，灯泡的实际电压不能超过额定电压)超导限流器利用了超导材料在超导时电阻为零，失超后具有一定电阻的特性制成的一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，内部电路如图甲中虛线框内所示，超导元件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示，限流电阻R2=12Ω，灯泡L上标有“6 V 3 W"字样(忽略温度对灯丝电阻的影响) ，若电源电压为6V，当灯泡发生短路时，电流表的示数为多少？若电源电压为3 V时，电路的总功率为多少？
10.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？
11.近阶段，沉水式鼓风机（如图）在台州市区的一些河道中逐渐安装， 通过自身的强大压力将空气充入水中，提高水中溶解氧，为污水中的微生物提供有氧环境，使其充分发挥其分解污染物的能力，加速污水处理。
（1）下列叙述正确的有 。
A．水体受到污染后，溶解氧会下降
B．图中河道O区域污染最严重
C．水中氧气部分来自水生植物的呼吸作用
（2）该河段有机污染源最有可能在 。
A．① B．② C．③ D．④
（3）沉水式鼓风机运行时，向水体中注入大量的空气，有利于微生物的 作用
（4）下表是某沉水式鼓风机在某河道、某温度下使用前后的一些指标变化， 由此可知， 使用沉水式鼓风机处理后，污水处理效果显著，理由是：
参数 使用前 使用后
溶解氧（毫克/升） 1 5
污泥浓度（毫克/升） 1 0.2
（5）鼓风机某天工作情况(阴影部分)如图所示，则一天内消耗电能是多少？
12.某滚桶洗衣机自带加热功能，其洗衣过程分加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态，图乙是其简化电路图，其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω和242Ω。
（1）当开关置于2位置时，R2与电动机并联，此时洗衣机的工作状态是 ( 填“加，热水“保温洗涤"或“脱水”)。
（2）该洗衣机脱水过中消耗的电能主要转化为 能。
（3）洗衣机处于“加热水”状态(R1与R2并联)正常工作的功率为多少？
13.如表为电烤箱铭牌的部分参数，其简化电路如图所示。
额定电压 220V
额定功率
高温挡 1100W
低温挡 440W
（1）当开关S闭合时，电烤箱处于 挡。
（2）结合数据分析计算，R1、R2的阻值是多少？
（3）当电烤箱处于低温挡工作1分钟，R1消耗的电能是多少？
14.空气炸锅是以空气为介质，利用风机和加热管在封闭的小空间内形成高温循环热空气，达到加热食物的目的。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=50Ω，R2=200Ω，额定工作电压为220V，发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。请回答下列问题：
（1）当开关S1断开，开关S接a时为 档(选填“高温”、“中温”或“低温”)
（2）当空气炸锅在高温档工作时，R1、R2消耗的总功率是多少？
（3）用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，一次炸熟200g薯条，烹制一次薯条需要10分钟，若该空气炸锅加热效率为75%，则此时炸锅消耗的功率是多大？[c薯条取3.63×103/(kg℃)]
15.如图所示为某款电热水龙头的电路图，a、b、c、d为四个固定触点，绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P置于不同位置时，有冷水、温水和热水三种状态，正常工作时出温水的电功率为1100W，出热水的电功率为2200W。求：
（1）出温水时电路中的电流；
（2）出热水1分钟消耗的电能；
（3）若水龙头只能出冷水和温水，电路可能存在的故障为： (写出一条即可)
16.如图甲所示，电源电压恒定，R2为定值电阻，滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω，电流表量程为0～0.6A，灯泡L标有“6V 3W”字样，灯泡的电阻保持不变。闭合S1和S3，断开S2时，在移动R1滑片的过程中，R1两端的电压U与R1消耗的功率P之间的关系如图乙所示。
求：
（1）小灯泡的电阻为 Ω。
（2）电源电压和定值电阻 R2。
（3）闭合S1和S2，断开S3时，电路消耗的总功率最大值。
17.某兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关和导线等器材制作了一个电烤箱，将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示。
（1）求通过R1的电流。
（2）求R1消耗的电功率。
（3）该小组发现用甲图的方式烘烤蛋糕耗时过长，同学们找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 ▲ （填“乙”或“丙”）进行改装。
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
18.方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。
（1）实线表示的是 (选填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
（2）求R0的阻值。(写出计算过程)
（3）当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。(写出计算过程)
19.如图甲所示电路，电源为电压可调的直流学生电源，小灯泡L标有“8V 4W”的字样，定值电阻R1=4Ω，滑动变阻器R标有“50Ω 1A”的字样：如图乙所示为小灯泡L的I-U图象。
（1）小灯泡L正常工作时的电阻是 Ω。
（2）只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端，调节电源电压使电压表示数为8V，此时电源电压U是多大？
（3）同时闭合开关S、S1，调节电源电压为12V，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时，小灯泡L消耗的电功率为2W，此时滑动变阻器消耗的电功率是多少？
20.小明参加学校项目化学习挑战赛——设计制作“电热点火器”。
项目要求：
⑴“电热点火器”点燃棉花所用的时间越短，得分越高。
⑵器材：干电池2节，开关1个，导线若干，3条等长的电热丝，设计时只能选其中一条，型号如下表所示。
⑶“电热点火器”的电路自主设计。
项目设计：下图是小明设计的原理图，点火器中电热丝有甲、乙两种连接方案，两种方案中ab间连接的电热丝总长度相等，中间包裹等量的易燃棉花。
为了能使项目取得佳绩，你会帮助小明选择哪种电热丝材料和连接方案，请解释你的选择理由。
电热丝材料 直径售(毫米) 每米电热丝的阻值(欧)
镍铬合金 0.17 40
铁铬铝合金 0.17 80
钨丝 0.17 300
21.寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器，如图为小舟家油汀取吸器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：
产品类型 油汀取暖
额定电压 220V
发热体R1规格 48.4Ω
发热体R2规格 96.8Ω
操作挡位 三挡
（1）取吸器的工作原理：导热油是一种易导热但不易 的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热、温度升高。 变小在油管内上升，同时向周围的空气热到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热；
（2）取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律，取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？
（3）某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障。接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a~i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是 。
22.李红去商店购买电热水壶，售货员给了她一份推销××牌电热水壶的宣传广告，其内容如下：已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），请你根据宣传广告中提供的信息回答、计算：
××牌电热水壶铭牌：
额定电压 220V
额定功率 2000W
容积 2.5L
超温保护器 熔断温度110℃
（1）电热水壶正常工作4min消耗多少电能？
（2）夏季自来水的温度为12℃，若将一壶水烧开需要吸收多少热量？（标准大气压）
（3）此电热水壶正常工作时的热效率为92.4%，则实际 烧开一壶水需要多长时间？根据计算结果，请你对该品牌宣传广告中电热水壶“优点”的有关内容作出评价。
23.如图甲所示是某家用多功能电炖锅。它有三个挡位：高温炖、中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，其中R1与R2均为电加热丝，下表是该电炖锅的部分参数。（其中R1、R2的阻值不变）
项目 参数
电源电压（V) 200
中温挡功率(w) 440
高温挡功率(w) 990
（1）中温挡时，流过R1的电流为多少？
（2）求R2的阻值为多少？
（3）当实际电压为额定电压的0.9倍时，低温挡的实际功率为多少？
24.当今社会由于电子产品的普遍使用，许多人都存在用眼过度的现象。电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品。图乙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为6.0V，已知电热丝R1阻值为3Ω，电热丝R2阻值为5Ω，开关S3只接a或b。
（1）乙电路中S1、S2闭合，S3接b时，加热电路为 （选填“高”、“中”或“低”）温档。
（2）低温档工作2min，眼罩消耗的电功率为多少？
参考答案
1.（1）并联
（2）解：箭头指向A位置时，R1R2串联，加热功率最小，PA=264W
W=Pt=264W×30×60s-475200J或
W=Pt=0.264kW×0.5h=0.132kW·h
（3）解：当箭头指向B位置时，电路中只有R2，由题可知箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档依次递增的加热功率，因此PB=440W。
R2= =110Ω
【解析】（1）旋钮上的箭头指向D位置时，触点1和2接通，3和4接通，如下图所示：
此时R1和R2并排连接在两点之间，为并联。
2.（1）I＝ ＝ ＝2A；
（2）R1的阻值：R1＝ ＝ ＝110Ω，
因R2＝3R1，所以R2的阻值：R2＝3R1＝3×110Ω＝330Ω，
R＝R1+R2＝110Ω+330Ω＝440Ω，
P低挡＝ ＝ ＝110W；
（3）W＝P高t高+P低t低＝440W×10×60s+110W×20×60s＝3.96×105J。
3.（1）7.5
（2）解：当光照强度E=15lx时，R2=20Ω。由欧姆定律可知，
I= = =0.05A
∴线圈中的电流应大于或等于0.05A
（3）解：传送带停止时，E=10lx时，R2′=30Ω
I′= = = A
P=I′2R2′=（ A）2×30Ω≈0.06W
（4）A；D
【解析】（1）将表格中每组中的光照强度与光敏电阻的阻值相乘，它们的乘积都等于300，则当E=40lx时，光敏电阻R2=。
（4）当衔铁被吸合时需要的力是不变时，电磁铁的磁场强度不变，通过电路的电流大小不变，即电路的总电阻应该保持不变。当激光源的光变弱时，光敏电阻R2的阻值变大，根据可知，此时可以减小R1的阻值，或减小变阻器接入的阻值，故A正确；
当激光源的光变弱时，光敏电阻R2的阻值变大，那么总电阻变大，如果要保持通过电路的电流不变，还可以适当增大控制电路的电压，故B错误；
衔铁能否被吸合，与工作电路无关，故C错误；
当激光源的光变弱时，光敏电阻R2的阻值变大，那么总电阻变大，那么通过电磁铁的磁力变小。根据杠杆的平衡条件可知，在其他条件不变时，将电磁铁向右移动，增大动力臂，也可以得到同样的效果，故D正确。 故选AD。
4.（1）3和4
（2）①0.12；40Ω ②由图乙可知，右转指示灯交替闪烁工作15s内，亮、暗发光的时间分别为t1=5s、t2=10s， 当指示灯正常发光时消耗的电能：W1=PLt1=3W×5s=15J 当指示灯微弱发光时，电流为0.12A，这时指示灯消耗的电能：W2=UIt2=1.2V×0.12A×10s=1.44J 灯消耗的总电能：W=W1+W2=15J+1.44J=16.44J， 灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡微弱发光时，R0工作，R0的工作时间t=10s，R0消耗的电能：W0=U0It=4.8V×0.12A×10s=5.76J。
【解析】（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关必须同时接通两个灯泡所在的电路，即与触点3和4接触。
（2）①当转向开关与触点“2和3”接通时，右转向指示灯与电阻R0串联；
根据表格可知，此时灯泡两端的电压为1.2V；
根据表格可知，此时通过电磁铁线圈的电流为0.12A；
则R0两端的电压U0=U总-UL=6V-1.2V=4.8V；
则R0的阻值：。
5.（1）电烤箱低温档工作时，功率为440W，
则通过电路的电流为： ；
（2）当只有开关S1闭合时，为低温档，R1与R2串联。
此时的总电阻 ；
R1的阻值：R1=R总-R2=110Ω-70Ω=40Ω。
（3）S1和S2；1210
（4）660
【解析】（1）根据公式 计算出低温档时电路中的电流。
（2）低温档时，R1与R2串联。首先根据 计算出此时的总电阻，再根据R1=R总-R2计算即可；
（3）根据“只闭合S1时为低温档”分析解答。根据公式 计算出高温档时的功率。
（4）首先根据W=Pt计算出电烤箱消耗的电能，再根据“ ”计算出电能表的转数。
6.（1）断开（2）484
（3）解：当开关S1接2、S2闭合时，R1与R2并联，电煎药壶处于武火挡，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电加热丝R1的电功率： P1=P武火-P文火= 500W- 100W= 400W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，电加热丝R1的阻值： R1= =121Ω，
当开关S1接1、S2断开时，R1与R2串联，电煎药壶处于保温挡，
电煎药壶处于保温挡时的功率： P保温= =80W
答：电煎药壶处于保温挡时的功率80W
（4）小于
【解析】（1）根据图片可知，当开关S1接“2”，S2闭合时，两个电阻并联，此时的总电阻为R并；
当开关S1接“2”，S2断开时，只有R2自己工作，此时电阻为R2；
当开关S1接“1”，S2断开时，两个电阻串联，此时电阻为R串；
则总电阻R并根据公式可知，总功率P并>P2>P串；
则三者对应的状态分别为：武火档、文火档和保温档。
（2）当开关S1接“2”，S2断开时，只有R2自己工作，此时为文火档，
R2的阻值；
（4）根据丙图可知，在武火档加热时，从0~7min时，药液温度上升：48℃-18℃=30℃；从7~14min时，药液温度升高：98℃-48℃=50℃。
根据公式可知，电热药壶武火加热前半段时间对药液的加热效率小于后半段时间的加热效率。
7.（1）10
（2）解：R1与R2串联时，x=35cm，I=0.3A，U总=IR1=0.3A×20Ω=6V
X=25cm，I=0.2A，R总=U总/I=6V/0.2A=30Ω，
则REF=R总-R1=30Ω-20Ω=10Ω
x=0cm，I=0.1A，R总=U总/I=6V/0.1A=60Ω，
则RGH=R总-R1-REF=60Ω-20Ω-10Ω=30Ω
GH每厘米的电阻值=30Ω/15=2Ω
（3）解：灯与R2串联，x=25cm时，REF=10Ω
I=U总/R总=6V/(10Ω+10Ω)=0.3A
Q2=I2REFt=(0.3A)2×10Ω×10s=9J
【解析】（1）根据公式计算小灯泡正常发光时的电阻；
（2）当开关S1和S闭合时，R1与R2串联。当滑片在E点时，此时R2阻值为零，只有R1，此时电阻最小而电流最大为0.3A，可根据U总=IR1计算出电源电压。
当滑片在G点时，此时电流为0.2A，可根据计算此时的总电阻，再根据 REF=R总-R1 计算出EF段的阻值。
当滑片在H点时，此时总电阻最大而总电流最小为0.1A，再根据计算出总电阻，根据 RGH=R总-R1-REF 计算出GH的阻值。此时GH的长度为15cm，用它的阻值除以长度得到每厘米的阻值。
（3）若只闭合S、S2，X=25cm时，灯泡L与EF段串联。首先根据计算出总电流，再根据 Q2=I2REFt 计算出R2产生的热量。
8.（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
【解析】（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。
9.（1）由可得，
两灯泡的电阻分别为：，；
两灯泡串联接在电源电压为U的两端，
电路消耗的总功率：；
两灯泡并联接在该电源上时，
电路消耗的总功率：；
则串并联电路消耗的总功率之比：。
（2）根据求出灯的电阻为：，
当灯泡发生短路时，R1与R2并联，
根据图乙可知，通过R1的电流大于等于0.6A时阻值为10Ω，则
根据欧姆定律可得，R1两端的电压：U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V，
所以U1=U=6V，
即此时R1的阻值为10Ω，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，此时电流表的示数：；
（3）若电源电压降为3V时，则通过灯的电流一定小于：，
根据并联电路电流的规律，通过R1的电流小于0.25A，R1的电阻为0，限流电阻被短路，
电路为灯的简单电路，
这时电路的总功率为：。
10.（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
【解析】（1）当水位下降时，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析M受到浮力的变化，根据F拉=G-F浮分析弹簧受到拉力的变化，进而确定滑片移动的方向，最终确定金属棒接入长度的变化。在串联电路中，电压的分配与电阻呈正比，据此确定电压表的示数变化。
（2）当水位处于位置A时，R1全部接入电路，与R0串联，电压表测R1的电压。首先根据计算出总电流，再根据 U1＝IR1 计算出电压表的示数。
（3）根据V=Sh计算出M的体积 ，然后根据 △F=F浮＝ρ水gV排 计算出弹簧受到拉力的变化量。根据图像可知，弹簧受到20N拉力时伸长10cm，则二者关系为：，根据这个关系计算出60N拉力时弹簧的伸长量△L。
当水位处于位置A时，滑片P在 R1最上端，此时 R1＝20Ω，根据公式 P1＝I12R0 计算出R0的电功率。当水位处于位置B时，此时P向下移动30cm，则此时变阻器接入的长度为：40cm-30cm=10cm，那么此时接入的电阻为：。首先根据计算出总电流，再根据 P2＝I22R0 计算出此时R0的电功率，最后根据 △P＝P2﹣P1 计算即可。
11.（1）A；B（2）B（3）呼吸（或分解）（4）污泥浓度下降（或溶解氧增加）
（5）解：由图中可以：鼓风机在一天内以2kW功率工作了6小时，以1kW功率工作了4h。
W1=P1t1=2kW×6h=12kW·h
W2=P2t2=1kW×4h=4kW·h
W总=W1+W2=12kW·h+4kW·h=16kW·h
答：一天内消耗电能为16kW·h。
【解析】（1）从题干中可以看出沉水式鼓风机通过自身的强大压力将空气充入水中，提高水中溶解氧，为污水中的微生物提供有氧环境，说明水体受到污染后，溶氧量会下降，从图中看出O的溶氧量最低，说明其污染程度最严重的。呼吸作用是消耗氧气而不是产生氧气，所以选AB。
（2）从图中可以看出在②后面溶氧量就开始降低了，说明了该河段有机污染源最有可能在②。
（3）微生物的有氧呼吸可以加快其对于污染物的分解作用，所以沉水式鼓风机运行时，向水体中注入大量的空气，有利于微生物的呼吸作用或者分解作用；
（4）分析表格的数据可以看出，其溶氧量大幅度上升，而且其污泥浓度大量下降，说明使用沉水式鼓风机处理后，污水处理效果显著；
12.（1）保温洗涤
（2）机械（动）
（3）
P=P1+P2=2000W+200W=2200W
【解析】（1）根据乙图可知，当开关位于1位置时，两个电阻并联，此时加热功率最大，应该为加热水状态。
当开关S位于2位置时，电阻R2与电动机并联，此时既发热也洗涤，应该为保温洗涤状态；
当开关S位于3位置时，只有电动机工作，应该为脱水状态。
（2）该洗衣机脱水过中消耗的电能主要转化为机械能。
13.（1）高温
（2）电阻R1的阻值为：R1= =44Ω，
两个电阻串联的总电阻为：R= =110Ω，
电阻R2的阻值为：R2=R-R1=110Ω-44Ω=66Ω
（3）当电烤箱处于低温档时，电路中的电流为：I= =2A
当电烤箱处于低温档工作1min，R1消耗的电能是：W=I2R1t=（2A）2×44Ω×1×60s＝10560J
【解析】（1）根据图片可知，当开关S断开时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当开关S闭合时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
则R串>R1；
根据公式，则P串那么前者为低温档，后者为高温档。
14.（1）低温
（2）开关 S1闭合，开关 S 接 b 端时，电路中 R1、R2并联，为高温档，
1 = 968
2 = =242W
R1、R2消耗的总功率为 P=P1+P2=968W+242W=1210W
（3）薯条吸收的热量Q吸=c薯条m（t-t0）=3.63×103J/（kg ℃）×0.2kg×（170℃-20℃）=1.089×105J
需要消耗的电能： = 吸 = =1.452×105
正常工作时所需时间600s：P= =1.452×105J/600s=242w
【解析】（1）根据乙图可知，当开关S1断开，S接a时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当开关S1闭合，S接a时，只由R2自己工作，总电阻为R2；
当开关S1闭合，S接b时，两个电阻并联，总电阻为R并。
那么R串>R2>R并；
根据公式可知，总功率P串则对应的状态分别为低温、中温和高温状态。
15.（1）当开关接bc位置时，此时只有R1工作；当开关接cd位置时，此时R1与R2并联。
比较可知，前者电功率小，后者电功率大，
那么前者为温水，后者为热水。
则出温水时，电路中的电流；
（2）出热水时1分钟消耗的电能：W=P热t=2200W×1×60s=1.32×105J；
（3）R2发生断路(合理即可)
【解析】（3）当开关在cd时，R1和R2并联接入电路，电阻比R1小，根据可知，此时功率比开关接bc位置的功率大，故此时出热水。若水龙头只能出冷水和温水，说明cd端发生故障，可能原因为R2发生断路。
16.（1）12
（2）解：闭合S1和S3，断开S2时，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路电流。
从图乙可知，当R1两端的电压为2V时，R1消耗的功率为0.8W，根据P＝UI可知此
电路中的电流为I1＝ ＝ = 0.4A，
则电源电压U＝U1+I1R2＝2V+0.4A×R2.......①
从图乙可知，当R1两端的电压为4V时，R1消耗的功率为1.2W，根据P＝UI可知此时电路中的电流为I1′＝ ＝ =0.3A，
则电源电压U＝U1′+I1′R2＝4V+0.3A×R2.......②
根据①②可得：U＝10V，R2＝20Ω
（3）解：闭合S1和S2，断开S3时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路电流。
电源电压不变，根据P＝UI可知电路中电流最大时，总功率最大。
灯泡正常发光的电流IL＝ ＝ ＝0.5A，则此时电路中的最大电流为0.5A
电路的最大功率P＝UI＝10V×0.5A＝5W
【解析】（1）根据公式计算小灯泡的电阻。
（2） 闭合S1和S3，断开S2时，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路电流。 从图乙中找到两组对应的变阻器的电压和对应的功率，根据公式 分别计算出对应的电流，接下来根据串联电路的电压特点U总=U1+U2，结合欧姆定律U=IR分别列出两个方程，二者联立计算出电源电压和定值电阻R2的阻值即可。
（3） 闭合S1和S2，断开S3时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路电流。 当灯泡正常发光时，通过电路的电流最大，即根据 计算最大电流，最后根据P=UI计算出电路的最大功率即可。
17.（1）解：I1= =2.5A
（2）解：P= = =550W
（3）解：①乙
②P总=2P1=2×550W=1100W
Q=W总=P总t=1100W×600s=660000J
【解析】（1）根据公式 计算出通过R1的电流；
（2）根据公式 计算R1消耗的功率；
（3）①根据和串并联电路的电阻特点分析；
②两根电阻丝并联，因为它们的电阻相等，所以它们的电功率也相等，根据 P总=2P1 计算出总功率，再根据 Q=W总=P总t 计算出电烤箱产生的热量即可。
【解答】（3）①根据W=Pt可知，蛋糕被烤熟需要的热量是一定的，而烘烤时间过长，其实就是电功率太小所致。根据可知，电压一定时，总电阻越小，总功率越大，因此应该设法减小总电阻。
18.（1）R0
（2）解：当I=2A时 PR0=32W R0= =8Ω
（3）解：解：当I'=0.5A时 =0.5A×8Ω=4V
电源电压U= =16V
U'R=12V PR=12V× 0.5A=6W
【解析】（1）根据P=I2R分析电阻R0的电功率随电流的变化规律，然后与图乙对照即可；
（2）根据图乙找到有关R0的一组电流和对应的电功率，然后根据公式P=I2R计算出R0的阻值。
（3）根据 =I'R0计算出R0两端的电压。当变阻器R的阻值为零时，通过R0的电流最大，此时它的电功率最大，此时R0的电压就等于电源电压，据此根据计算出电源电压，再根据UR'=U-UR0'计算出R两端的电压，最后根据PR=URI'计算出它的电功率即可。
19.（1）16
（2）解：只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端时，
此时UL=8V，故灯正常发光，则通过电路的电流： (由图知或计算得)
I=IL=0.5A
由欧姆定律，则Ri两端电压： U1=IR1=0.5A×4Ω=2V
根据串联电路电压的规律，此时电源电压： U=U1+UL=2V+8V=10V
（3）解：同时闭合开关S、S1时，R1被短路，R与L串联，由图乙可知，当PL'=2W时，UL'=5V(2分)IL'=0.4A
根据串联电路电压的规律，此时滑动变阻器两端的电压：
U滑=U'-UL'=12V- 5V=7V
此时滑动变阻器消耗的电功率： P=IL'U滑=0.4A×7V=2.8W
【解析】（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式计算灯泡正常发光的电阻；
（2）只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端时，变阻器的阻值为零，此时灯泡L与定值电阻R1串联，此时电压表测灯泡的电压。此时灯泡正常发光，根据乙图确定通过电路的电流，再根据U1=IR1计算出R1两端的电压，最后根据串联电路U=U1+UL计算此时的电源电压
（3）同时闭合开关S、S1时，R1被短路，R与L串联。首先根据公式P=UI和图乙，确定灯泡的功率为2W时它的电压UL'和通过的电流IL'，然后根据串联电路U滑=U'-UL'计算出此时变阻器两端的电压，最后根据公式 P=IL'U滑计算出此时变阻器的电功率即可。
20.①选择镍铬合金，电阻最小；②焦耳定律公式；③分析总电阻越小，产热越快；④选择方案甲，并联总功率最大或总电阻最小。
如果选择方案乙，指出接触面积大，容易点燃，最多给1分。
5分示例：
选择镍铬合金和方案甲，因为根据Q=I2Rt=U2t/R，在电压不变的情况下，电路中的总电阻越小，相同时间内导体产生的热量越多，就越容易点燃棉花，相同长度时，镍铬合金丝的电阻最小，方案甲将两根电阻丝并联，总电阻最小。
4分示例：选择镍铬合金，因为根据Q=I2Rt=U2t/R，在电压不变的情况下，电路中的总电阻越小，相同时间内导体产生的热量越多，就越容易点燃棉花，相同长度时，镍铬合金丝的电阻最小，方案乙将电热丝和棉花接触更充分，容易点燃。
3分示例：选择镍铬合金和方案甲，因为电压不变，Q=I2Rt=U2t/R，相同时间内导体产生的热量越多
2分示例：选择镍铬合金和方案甲，电阻越小，相同时间产生的热量越多
1分示例：选择镍铬合金，因为它电阻最小，电流最大，产热快；选择方案乙，因为金属丝与棉花的接触出面积大容易点燃。
0分示例：选择甲或乙
【解析】选择镍铬合金和方案甲，因为根据，在电压不变的情况下，电路中的总电阻越小，相同时间内导体产生的热量越多，就越容易点燃棉花，相同长度时，镍铬合金丝的电阻最小，方案甲将两根电阻丝并联，总电阻最小。
21.（1）导电；密度
（2）由表格数据知R1电阻值小于R2电阻值，
根据可知，当只闭合开关S、S2时电阻R2工作，是低温挡；
只闭合开关S、S1时电阻R1工作，是中温挡；
开关均闭合时，R1、R2并联，是高温挡。
取暖器中温挡的功率：，
根据题意可知，在一个小时内，循环两次，
取暖器中温挡每小时消耗的电能：W=Pt=1000W×（25+25）×60s=3×106J；
（3）温控开关断路
【解析】（1）取暖器是将电能转化为内能的，油是绝缘体，用其来导热比较安全。根据液体温度升高，质量不变，体积膨胀，集合公式可得出液体密度的变化；
（2）结合开关闭合情况，利用比较总功率的大小，确定取暖器三个档位，再利用计算中温挡的功率，用W=Pt计算取暖器每小时消耗的电能；
（3）测电笔是用来辨别火线和零线的设备，即当用测电笔检测时，若是碰到火线，氖管会发光的；取暖器不工作，说明电路发生了断路或短路，根据各选项中现象分析故障原因。
22.（1）解：由P＝ 可知。电热水壶正常工作4min消耗的电能：W＝Pt＝2000W×4×60s＝4.8×105J；
答：电热水壶正常工作4min消耗4.8×105J电能；
（2）解：电热水壶内水的体积V＝2.5L＝2.5dm3＝2.5×10﹣3m3，
由ρ＝ 可知，水的质量m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg，
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×（100℃﹣12℃）＝9.24×105J，
答：夏季自来水的温度为12℃，若将一壶水烧开需要吸收9.24×105J的热量；
（3）解：由η＝ 可知，烧开一壶水消耗的总电能
W总＝ ＝ ＝1×106J，
由P＝ 可知，烧开一壶水的时间：t＝ ＝ ＝500≈8.3min；
而电热水壶4 min内产生的热量：Q＝W＝4.8×105J，
该热量远远小于烧开一壶水所用的热量1×106J，所以4分钟不可能将水烧开，此宣传广告不可信。
答：此电热水壶正常工作时的热效率为92.4%，则实际烧开一壶水需要的时间为8.3min；所以4分钟不可能将水烧开，此宣传广告不可信。
23.（1）解：由题意可知，电炖锅处于中温挡时，只有电阻R1接入电路，则由P＝UI可得流过R1的电流：I1＝ ＝ ＝2A；
答：中温挡时，流过R1的电流为2A；
（2）解：高温挡时，R1、R2并联，此时R2消耗的电功率为：
P2＝P高﹣P中＝990W﹣440W＝550W；
则由P＝UI＝ 可得，R2的阻值为：R2＝ ＝ ＝88Ω；
答：R2的阻值为88Ω；
（3）解：根据欧姆定律可得R1的阻值为：R1＝ ＝ ＝110Ω，
低温挡时电阻R1、R2串联，则串联的总电阻：R＝R1+R2＝110Ω+88Ω＝198Ω，
当实际电压为额定电压的0.9倍时，即实际电压：U实＝0.9U额＝0.9×220V＝198V，
则低温挡的实际功率：P实＝ ＝ ＝198W。
答：当实际电压为额定电压的0.9倍时，低温挡的实际功率为198W。
24.（1）高（2）解：P总=
【解析】（1）根据图乙可知，当开关S2和S1闭合，S3接b时，两个电阻并联，总电阻为R并；
当开关S2和S1闭合，S3接a时，只有R1工作，总电阻为R1；
当开关S1闭合，S2断开，S3接a时，两个电阻串联，总电阻为R串；
则总电阻R并根据公式可知，总功率P并>P1>P串；
则对应的三种状态分别为：高温、中温和低温档。
电能电路分析计算
当旋钮上的箭头指向图中位置D，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档依次递增的加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示：
温度挡位 低温 中温1 中温2 高温
加热功率/W 264 440 660 1100
（1）旋钮上的箭头指向D位置时，电热丝R1和R2的连接方式是 (选填“并联”、“串联”或“无法确定”)。
（2）当旋钮上的箭头指向A位置时，求加热器工作30min消耗的电能。
（3）求电热丝R2的阻值。
2.小明家有一台额定电压为220V的加湿器，说明书上的电路图为图甲。R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，S为旋转型开关。1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热），其高挡功率为440W。
（1）求高挡工作时，电路中的电流；
（2）求加湿器处于低挡时的电功率；
（3）加湿器的P﹣t关系如图乙所示，加湿器工作30分钟消耗的电能为多少？
3.小科发现超市收银台自动传送带的末端两侧挡板上有两个相对的小孔，当物品送到两个小孔的中间时传送带就会停止运动，取走物品后传送带又会重新运动。回家后小科利用已学的科学知识自己 设计了一个“自动传送带”（如图）：传送带由工作电路中的电动机带动，A、B是传送带末端两 侧挡板上的小孔，A孔处有一激光源 S； 控制电路中的光敏电阻 R2 刚好位于 B孔处，电磁铁线圈 阻值 R0=20Ω、保护电阻 R1=60Ω、电源 U=5V。
此光敏电阻的阻值 R2与光照强度 E（单位勒克斯，符号lx ）之间的几次实验数据如表所示：
光照强度 E/lx 5 10 15 20 25 30 40
光敏电阻R2/Ω 60 30 20 15 12 10
（1）分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R2随光照强度E变化的规律，求当E=40lx时，R2= Ω。
（2）当光照强度E≥15lx时，继电器的衔铁被吸合，则线圈中的电流满足什么条件？（通过计算说明）
（3）若激光源的光未被物体挡住时，B小孔受到的光照强度为30lx；被物体挡住时，B小孔受到的光照强度为10lx。当传送带停止时，光敏电阻R2消耗的功率为多少？（计算结果精确到0.01W）
（4）随着使用次数的增多，激光源的光逐渐变弱。为了实现在更微弱的光照下，也能使继电器的衔铁被吸合，下列措施正确的是________（可多选）。
A．减小R1的阻值 B．减小控制电路总电压
C．减小工作电路总电压 D．电磁铁向右移
4.小明同学设计了图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6V 3W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如表所示：
电压/V …… 0.5 1.2 2.0 3.0 4.0 5.0 5.5 ……
电流/A …… 0.08 0.12 0.18 0.26 0.34 0.42 0.46 ……
（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点 接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）。
（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示。
①当右转指示灯微弱发光时，通过电磁铁线圈的电流为 安，定值电阻R0的阻值为 欧。
②右转指示灯交替闪烁工作15s时，指示灯和R0消耗的电能分别是多少？
5.如图甲、乙是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω，当只闭合S1时为低温档，此时电烤箱电功率为440W。请计算：
（1）电烤箱低温档工作时，电路中的电流大小。
（2）发热电阻R1的阻值。
（3）要使电烤箱以高温档工作，应该闭合的开关是 ， 高温档的电功率为 瓦。
（4）若小科关闭家里所有用电器，只让电烤箱以低温档正常工作30分钟，则如图丙所示的电能表的转盘会转过 转。
6.如图甲为陶瓷电煎药查，其简化的工作电路如图乙所示，电源电压为220V，S1为单刀双掷开关，R1和R2均为电加热丝。电煎药壶刚开始工作时先武火档快速加热，当药液的温度达到98℃时自动跳到文火档慢熬，药液熬制一段时间后自动跳到保温档防止药液烧干。已知电煎药壶在220V电压下正常工作时，武火快速加热功率为500w，文火慢熬功率为100W，某次救药时药液的温度与电煎药壶工作时间的关系图像如图丙所示。
（1）根据题意可知，当单刀双掷开关S1拨到“2"位置，同时开关S2 (填 “闭合"或“断开”)时，电煎药壶处于文火档。
（2）电加热丝R2的阻值是 欧。
（3）求电煎药壶处于保温档时的功率。
（4）分析图像可知，电放药壶武火加热前半段时间对药液的加热效率 。(填 “大于”“小于”或“等于”)后半段时间的加热效率。
7.图甲中的小灯泡L标有“4V 1.6W”字样（灯丝电阻不变），电源电压恒定，定值电阻R1=20Ω。R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。求：
（1）小灯泡正常发光时电阻为 Ω；
（2）直导体GH每厘米长度上的电阻是多少？
（3）若只闭合S、S2，当x=25cm时，导体R2在10s内产生的热量为多少？
8.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 。
9.灯泡L1标有“12V 12 W"，L2标有“12 V 6 W"，如果把两灯泡分别串联或并联接入同一电源下(电源电压不变)，L1和L2串联时两灯泡的总功率记为P1，并联时两灯泡的总功率记为P2，那么P1：P2= ▲ 。(忽略灯丝电阻的变化，灯泡的实际电压不能超过额定电压)超导限流器利用了超导材料在超导时电阻为零，失超后具有一定电阻的特性制成的一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，内部电路如图甲中虛线框内所示，超导元件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示，限流电阻R2=12Ω，灯泡L上标有“6 V 3 W"字样(忽略温度对灯丝电阻的影响) ，若电源电压为6V，当灯泡发生短路时，电流表的示数为多少？若电源电压为3 V时，电路的总功率为多少？
10.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？
11.近阶段，沉水式鼓风机（如图）在台州市区的一些河道中逐渐安装， 通过自身的强大压力将空气充入水中，提高水中溶解氧，为污水中的微生物提供有氧环境，使其充分发挥其分解污染物的能力，加速污水处理。
（1）下列叙述正确的有 。
A．水体受到污染后，溶解氧会下降
B．图中河道O区域污染最严重
C．水中氧气部分来自水生植物的呼吸作用
（2）该河段有机污染源最有可能在 。
A．① B．② C．③ D．④
（3）沉水式鼓风机运行时，向水体中注入大量的空气，有利于微生物的 作用
（4）下表是某沉水式鼓风机在某河道、某温度下使用前后的一些指标变化， 由此可知， 使用沉水式鼓风机处理后，污水处理效果显著，理由是：
参数 使用前 使用后
溶解氧（毫克/升） 1 5
污泥浓度（毫克/升） 1 0.2
（5）鼓风机某天工作情况(阴影部分)如图所示，则一天内消耗电能是多少？
12.某滚桶洗衣机自带加热功能，其洗衣过程分加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态，图乙是其简化电路图，其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω和242Ω。
（1）当开关置于2位置时，R2与电动机并联，此时洗衣机的工作状态是 ( 填“加，热水“保温洗涤"或“脱水”)。
（2）该洗衣机脱水过中消耗的电能主要转化为 能。
（3）洗衣机处于“加热水”状态(R1与R2并联)正常工作的功率为多少？
13.如表为电烤箱铭牌的部分参数，其简化电路如图所示。
额定电压 220V
额定功率
高温挡 1100W
低温挡 440W
（1）当开关S闭合时，电烤箱处于 挡。
（2）结合数据分析计算，R1、R2的阻值是多少？
（3）当电烤箱处于低温挡工作1分钟，R1消耗的电能是多少？
14.空气炸锅是以空气为介质，利用风机和加热管在封闭的小空间内形成高温循环热空气，达到加热食物的目的。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=50Ω，R2=200Ω，额定工作电压为220V，发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。请回答下列问题：
（1）当开关S1断开，开关S接a时为 档(选填“高温”、“中温”或“低温”)
（2）当空气炸锅在高温档工作时，R1、R2消耗的总功率是多少？
（3）用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，一次炸熟200g薯条，烹制一次薯条需要10分钟，若该空气炸锅加热效率为75%，则此时炸锅消耗的功率是多大？[c薯条取3.63×103/(kg℃)]
15.如图所示为某款电热水龙头的电路图，a、b、c、d为四个固定触点，绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P置于不同位置时，有冷水、温水和热水三种状态，正常工作时出温水的电功率为1100W，出热水的电功率为2200W。求：
（1）出温水时电路中的电流；
（2）出热水1分钟消耗的电能；
（3）若水龙头只能出冷水和温水，电路可能存在的故障为： (写出一条即可)
16.如图甲所示，电源电压恒定，R2为定值电阻，滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω，电流表量程为0～0.6A，灯泡L标有“6V 3W”字样，灯泡的电阻保持不变。闭合S1和S3，断开S2时，在移动R1滑片的过程中，R1两端的电压U与R1消耗的功率P之间的关系如图乙所示。
求：
（1）小灯泡的电阻为 Ω。
（2）电源电压和定值电阻 R2。
（3）闭合S1和S2，断开S3时，电路消耗的总功率最大值。
17.某兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关和导线等器材制作了一个电烤箱，将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示。
（1）求通过R1的电流。
（2）求R1消耗的电功率。
（3）该小组发现用甲图的方式烘烤蛋糕耗时过长，同学们找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 ▲ （填“乙”或“丙”）进行改装。
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
18.方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。
（1）实线表示的是 (选填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
（2）求R0的阻值。(写出计算过程)
（3）当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。(写出计算过程)
19.如图甲所示电路，电源为电压可调的直流学生电源，小灯泡L标有“8V 4W”的字样，定值电阻R1=4Ω，滑动变阻器R标有“50Ω 1A”的字样：如图乙所示为小灯泡L的I-U图象。
（1）小灯泡L正常工作时的电阻是 Ω。
（2）只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端，调节电源电压使电压表示数为8V，此时电源电压U是多大？
（3）同时闭合开关S、S1，调节电源电压为12V，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时，小灯泡L消耗的电功率为2W，此时滑动变阻器消耗的电功率是多少？
20.小明参加学校项目化学习挑战赛——设计制作“电热点火器”。
项目要求：
⑴“电热点火器”点燃棉花所用的时间越短，得分越高。
⑵器材：干电池2节，开关1个，导线若干，3条等长的电热丝，设计时只能选其中一条，型号如下表所示。
⑶“电热点火器”的电路自主设计。
项目设计：下图是小明设计的原理图，点火器中电热丝有甲、乙两种连接方案，两种方案中ab间连接的电热丝总长度相等，中间包裹等量的易燃棉花。
为了能使项目取得佳绩，你会帮助小明选择哪种电热丝材料和连接方案，请解释你的选择理由。
电热丝材料 直径售(毫米) 每米电热丝的阻值(欧)
镍铬合金 0.17 40
铁铬铝合金 0.17 80
钨丝 0.17 300
21.寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器，如图为小舟家油汀取吸器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：
产品类型 油汀取暖
额定电压 220V
发热体R1规格 48.4Ω
发热体R2规格 96.8Ω
操作挡位 三挡
（1）取吸器的工作原理：导热油是一种易导热但不易 的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热、温度升高。 变小在油管内上升，同时向周围的空气热到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热；
（2）取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律，取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？
（3）某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障。接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a~i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是 。
22.李红去商店购买电热水壶，售货员给了她一份推销××牌电热水壶的宣传广告，其内容如下：已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），请你根据宣传广告中提供的信息回答、计算：
××牌电热水壶铭牌：
额定电压 220V
额定功率 2000W
容积 2.5L
超温保护器 熔断温度110℃
（1）电热水壶正常工作4min消耗多少电能？
（2）夏季自来水的温度为12℃，若将一壶水烧开需要吸收多少热量？（标准大气压）
（3）此电热水壶正常工作时的热效率为92.4%，则实际 烧开一壶水需要多长时间？根据计算结果，请你对该品牌宣传广告中电热水壶“优点”的有关内容作出评价。
23.如图甲所示是某家用多功能电炖锅。它有三个挡位：高温炖、中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，其中R1与R2均为电加热丝，下表是该电炖锅的部分参数。（其中R1、R2的阻值不变）
项目 参数
电源电压（V) 200
中温挡功率(w) 440
高温挡功率(w) 990
（1）中温挡时，流过R1的电流为多少？
（2）求R2的阻值为多少？
（3）当实际电压为额定电压的0.9倍时，低温挡的实际功率为多少？
24.当今社会由于电子产品的普遍使用，许多人都存在用眼过度的现象。电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品。图乙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为6.0V，已知电热丝R1阻值为3Ω，电热丝R2阻值为5Ω，开关S3只接a或b。
（1）乙电路中S1、S2闭合，S3接b时，加热电路为 （选填“高”、“中”或“低”）温档。
（2）低温档工作2min，眼罩消耗的电功率为多少？
参考答案
1.（1）并联
（2）解：箭头指向A位置时，R1R2串联，加热功率最小，PA=264W
W=Pt=264W×30×60s-475200J或
W=Pt=0.264kW×0.5h=0.132kW·h
（3）解：当箭头指向B位置时，电路中只有R2，由题可知箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档依次递增的加热功率，因此PB=440W。
R2= =110Ω
【解析】（1）旋钮上的箭头指向D位置时，触点1和2接通，3和4接通，如下图所示：
此时R1和R2并排连接在两点之间，为并联。
2.（1）I＝ ＝ ＝2A；
（2）R1的阻值：R1＝ ＝ ＝110Ω，
因R2＝3R1，所以R2的阻值：R2＝3R1＝3×110Ω＝330Ω，
R＝R1+R2＝110Ω+330Ω＝440Ω，
P低挡＝ ＝ ＝110W；
（3）W＝P高t高+P低t低＝440W×10×60s+110W×20×60s＝3.96×105J。
3.（1）7.5
（2）解：当光照强度E=15lx时，R2=20Ω。由欧姆定律可知，
I= = =0.05A
∴线圈中的电流应大于或等于0.05A
（3）解：传送带停止时，E=10lx时，R2′=30Ω
I′= = = A
P=I′2R2′=（ A）2×30Ω≈0.06W
（4）A；D
【解析】（1）将表格中每组中的光照强度与光敏电阻的阻值相乘，它们的乘积都等于300，则当E=40lx时，光敏电阻R2=。
（4）当衔铁被吸合时需要的力是不变时，电磁铁的磁场强度不变，通过电路的电流大小不变，即电路的总电阻应该保持不变。当激光源的光变弱时，光敏电阻R2的阻值变大，根据可知，此时可以减小R1的阻值，或减小变阻器接入的阻值，故A正确；
当激光源的光变弱时，光敏电阻R2的阻值变大，那么总电阻变大，如果要保持通过电路的电流不变，还可以适当增大控制电路的电压，故B错误；
衔铁能否被吸合，与工作电路无关，故C错误；
当激光源的光变弱时，光敏电阻R2的阻值变大，那么总电阻变大，那么通过电磁铁的磁力变小。根据杠杆的平衡条件可知，在其他条件不变时，将电磁铁向右移动，增大动力臂，也可以得到同样的效果，故D正确。 故选AD。
4.（1）3和4
（2）①0.12；40Ω ②由图乙可知，右转指示灯交替闪烁工作15s内，亮、暗发光的时间分别为t1=5s、t2=10s， 当指示灯正常发光时消耗的电能：W1=PLt1=3W×5s=15J 当指示灯微弱发光时，电流为0.12A，这时指示灯消耗的电能：W2=UIt2=1.2V×0.12A×10s=1.44J 灯消耗的总电能：W=W1+W2=15J+1.44J=16.44J， 灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡微弱发光时，R0工作，R0的工作时间t=10s，R0消耗的电能：W0=U0It=4.8V×0.12A×10s=5.76J。
【解析】（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关必须同时接通两个灯泡所在的电路，即与触点3和4接触。
（2）①当转向开关与触点“2和3”接通时，右转向指示灯与电阻R0串联；
根据表格可知，此时灯泡两端的电压为1.2V；
根据表格可知，此时通过电磁铁线圈的电流为0.12A；
则R0两端的电压U0=U总-UL=6V-1.2V=4.8V；
则R0的阻值：。
5.（1）电烤箱低温档工作时，功率为440W，
则通过电路的电流为： ；
（2）当只有开关S1闭合时，为低温档，R1与R2串联。
此时的总电阻 ；
R1的阻值：R1=R总-R2=110Ω-70Ω=40Ω。
（3）S1和S2；1210
（4）660
【解析】（1）根据公式 计算出低温档时电路中的电流。
（2）低温档时，R1与R2串联。首先根据 计算出此时的总电阻，再根据R1=R总-R2计算即可；
（3）根据“只闭合S1时为低温档”分析解答。根据公式 计算出高温档时的功率。
（4）首先根据W=Pt计算出电烤箱消耗的电能，再根据“ ”计算出电能表的转数。
6.（1）断开（2）484
（3）解：当开关S1接2、S2闭合时，R1与R2并联，电煎药壶处于武火挡，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电加热丝R1的电功率： P1=P武火-P文火= 500W- 100W= 400W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，电加热丝R1的阻值： R1= =121Ω，
当开关S1接1、S2断开时，R1与R2串联，电煎药壶处于保温挡，
电煎药壶处于保温挡时的功率： P保温= =80W
答：电煎药壶处于保温挡时的功率80W
（4）小于
【解析】（1）根据图片可知，当开关S1接“2”，S2闭合时，两个电阻并联，此时的总电阻为R并；
当开关S1接“2”，S2断开时，只有R2自己工作，此时电阻为R2；
当开关S1接“1”，S2断开时，两个电阻串联，此时电阻为R串；
则总电阻R并
则三者对应的状态分别为：武火档、文火档和保温档。
（2）当开关S1接“2”，S2断开时，只有R2自己工作，此时为文火档，
R2的阻值；
（4）根据丙图可知，在武火档加热时，从0~7min时，药液温度上升：48℃-18℃=30℃；从7~14min时，药液温度升高：98℃-48℃=50℃。
根据公式可知，电热药壶武火加热前半段时间对药液的加热效率小于后半段时间的加热效率。
7.（1）10
（2）解：R1与R2串联时，x=35cm，I=0.3A，U总=IR1=0.3A×20Ω=6V
X=25cm，I=0.2A，R总=U总/I=6V/0.2A=30Ω，
则REF=R总-R1=30Ω-20Ω=10Ω
x=0cm，I=0.1A，R总=U总/I=6V/0.1A=60Ω，
则RGH=R总-R1-REF=60Ω-20Ω-10Ω=30Ω
GH每厘米的电阻值=30Ω/15=2Ω
（3）解：灯与R2串联，x=25cm时，REF=10Ω
I=U总/R总=6V/(10Ω+10Ω)=0.3A
Q2=I2REFt=(0.3A)2×10Ω×10s=9J
【解析】（1）根据公式计算小灯泡正常发光时的电阻；
（2）当开关S1和S闭合时，R1与R2串联。当滑片在E点时，此时R2阻值为零，只有R1，此时电阻最小而电流最大为0.3A，可根据U总=IR1计算出电源电压。
当滑片在G点时，此时电流为0.2A，可根据计算此时的总电阻，再根据 REF=R总-R1 计算出EF段的阻值。
当滑片在H点时，此时总电阻最大而总电流最小为0.1A，再根据计算出总电阻，根据 RGH=R总-R1-REF 计算出GH的阻值。此时GH的长度为15cm，用它的阻值除以长度得到每厘米的阻值。
（3）若只闭合S、S2，X=25cm时，灯泡L与EF段串联。首先根据计算出总电流，再根据 Q2=I2REFt 计算出R2产生的热量。
8.（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
【解析】（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
9.（1）由可得，
两灯泡的电阻分别为：，；
两灯泡串联接在电源电压为U的两端，
电路消耗的总功率：；
两灯泡并联接在该电源上时，
电路消耗的总功率：；
则串并联电路消耗的总功率之比：。
（2）根据求出灯的电阻为：，
当灯泡发生短路时，R1与R2并联，
根据图乙可知，通过R1的电流大于等于0.6A时阻值为10Ω，则
根据欧姆定律可得，R1两端的电压：U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V，
所以U1=U=6V，
即此时R1的阻值为10Ω，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，此时电流表的示数：；
（3）若电源电压降为3V时，则通过灯的电流一定小于：，
根据并联电路电流的规律，通过R1的电流小于0.25A，R1的电阻为0，限流电阻被短路，
电路为灯的简单电路，
这时电路的总功率为：。
10.（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
【解析】（1）当水位下降时，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析M受到浮力的变化，根据F拉=G-F浮分析弹簧受到拉力的变化，进而确定滑片移动的方向，最终确定金属棒接入长度的变化。在串联电路中，电压的分配与电阻呈正比，据此确定电压表的示数变化。
（2）当水位处于位置A时，R1全部接入电路，与R0串联，电压表测R1的电压。首先根据计算出总电流，再根据 U1＝IR1 计算出电压表的示数。
（3）根据V=Sh计算出M的体积 ，然后根据 △F=F浮＝ρ水gV排 计算出弹簧受到拉力的变化量。根据图像可知，弹簧受到20N拉力时伸长10cm，则二者关系为：，根据这个关系计算出60N拉力时弹簧的伸长量△L。
当水位处于位置A时，滑片P在 R1最上端，此时 R1＝20Ω，根据公式 P1＝I12R0 计算出R0的电功率。当水位处于位置B时，此时P向下移动30cm，则此时变阻器接入的长度为：40cm-30cm=10cm，那么此时接入的电阻为：。首先根据计算出总电流，再根据 P2＝I22R0 计算出此时R0的电功率，最后根据 △P＝P2﹣P1 计算即可。
11.（1）A；B（2）B（3）呼吸（或分解）（4）污泥浓度下降（或溶解氧增加）
（5）解：由图中可以：鼓风机在一天内以2kW功率工作了6小时，以1kW功率工作了4h。
W1=P1t1=2kW×6h=12kW·h
W2=P2t2=1kW×4h=4kW·h
W总=W1+W2=12kW·h+4kW·h=16kW·h
答：一天内消耗电能为16kW·h。
【解析】（1）从题干中可以看出沉水式鼓风机通过自身的强大压力将空气充入水中，提高水中溶解氧，为污水中的微生物提供有氧环境，说明水体受到污染后，溶氧量会下降，从图中看出O的溶氧量最低，说明其污染程度最严重的。呼吸作用是消耗氧气而不是产生氧气，所以选AB。
（2）从图中可以看出在②后面溶氧量就开始降低了，说明了该河段有机污染源最有可能在②。
（3）微生物的有氧呼吸可以加快其对于污染物的分解作用，所以沉水式鼓风机运行时，向水体中注入大量的空气，有利于微生物的呼吸作用或者分解作用；
（4）分析表格的数据可以看出，其溶氧量大幅度上升，而且其污泥浓度大量下降，说明使用沉水式鼓风机处理后，污水处理效果显著；
12.（1）保温洗涤
（2）机械（动）
（3）
P=P1+P2=2000W+200W=2200W
【解析】（1）根据乙图可知，当开关位于1位置时，两个电阻并联，此时加热功率最大，应该为加热水状态。
当开关S位于2位置时，电阻R2与电动机并联，此时既发热也洗涤，应该为保温洗涤状态；
当开关S位于3位置时，只有电动机工作，应该为脱水状态。
（2）该洗衣机脱水过中消耗的电能主要转化为机械能。
13.（1）高温
（2）电阻R1的阻值为：R1= =44Ω，
两个电阻串联的总电阻为：R= =110Ω，
电阻R2的阻值为：R2=R-R1=110Ω-44Ω=66Ω
（3）当电烤箱处于低温档时，电路中的电流为：I= =2A
当电烤箱处于低温档工作1min，R1消耗的电能是：W=I2R1t=（2A）2×44Ω×1×60s＝10560J
【解析】（1）根据图片可知，当开关S断开时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当开关S闭合时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
则R串>R1；
根据公式，则P串
14.（1）低温
（2）开关 S1闭合，开关 S 接 b 端时，电路中 R1、R2并联，为高温档，
1 = 968
2 = =242W
R1、R2消耗的总功率为 P=P1+P2=968W+242W=1210W
（3）薯条吸收的热量Q吸=c薯条m（t-t0）=3.63×103J/（kg ℃）×0.2kg×（170℃-20℃）=1.089×105J
需要消耗的电能： = 吸 = =1.452×105
正常工作时所需时间600s：P= =1.452×105J/600s=242w
【解析】（1）根据乙图可知，当开关S1断开，S接a时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当开关S1闭合，S接a时，只由R2自己工作，总电阻为R2；
当开关S1闭合，S接b时，两个电阻并联，总电阻为R并。
那么R串>R2>R并；
根据公式可知，总功率P串
15.（1）当开关接bc位置时，此时只有R1工作；当开关接cd位置时，此时R1与R2并联。
比较可知，前者电功率小，后者电功率大，
那么前者为温水，后者为热水。
则出温水时，电路中的电流；
（2）出热水时1分钟消耗的电能：W=P热t=2200W×1×60s=1.32×105J；
（3）R2发生断路(合理即可)
【解析】（3）当开关在cd时，R1和R2并联接入电路，电阻比R1小，根据可知，此时功率比开关接bc位置的功率大，故此时出热水。若水龙头只能出冷水和温水，说明cd端发生故障，可能原因为R2发生断路。
16.（1）12
（2）解：闭合S1和S3，断开S2时，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路电流。
从图乙可知，当R1两端的电压为2V时，R1消耗的功率为0.8W，根据P＝UI可知此
电路中的电流为I1＝ ＝ = 0.4A，
则电源电压U＝U1+I1R2＝2V+0.4A×R2.......①
从图乙可知，当R1两端的电压为4V时，R1消耗的功率为1.2W，根据P＝UI可知此时电路中的电流为I1′＝ ＝ =0.3A，
则电源电压U＝U1′+I1′R2＝4V+0.3A×R2.......②
根据①②可得：U＝10V，R2＝20Ω
（3）解：闭合S1和S2，断开S3时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路电流。
电源电压不变，根据P＝UI可知电路中电流最大时，总功率最大。
灯泡正常发光的电流IL＝ ＝ ＝0.5A，则此时电路中的最大电流为0.5A
电路的最大功率P＝UI＝10V×0.5A＝5W
【解析】（1）根据公式计算小灯泡的电阻。
（2） 闭合S1和S3，断开S2时，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路电流。 从图乙中找到两组对应的变阻器的电压和对应的功率，根据公式 分别计算出对应的电流，接下来根据串联电路的电压特点U总=U1+U2，结合欧姆定律U=IR分别列出两个方程，二者联立计算出电源电压和定值电阻R2的阻值即可。
（3） 闭合S1和S2，断开S3时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路电流。 当灯泡正常发光时，通过电路的电流最大，即根据 计算最大电流，最后根据P=UI计算出电路的最大功率即可。
17.（1）解：I1= =2.5A
（2）解：P= = =550W
（3）解：①乙
②P总=2P1=2×550W=1100W
Q=W总=P总t=1100W×600s=660000J
【解析】（1）根据公式 计算出通过R1的电流；
（2）根据公式 计算R1消耗的功率；
（3）①根据和串并联电路的电阻特点分析；
②两根电阻丝并联，因为它们的电阻相等，所以它们的电功率也相等，根据 P总=2P1 计算出总功率，再根据 Q=W总=P总t 计算出电烤箱产生的热量即可。
【解答】（3）①根据W=Pt可知，蛋糕被烤熟需要的热量是一定的，而烘烤时间过长，其实就是电功率太小所致。根据可知，电压一定时，总电阻越小，总功率越大，因此应该设法减小总电阻。
18.（1）R0
（2）解：当I=2A时 PR0=32W R0= =8Ω
（3）解：解：当I'=0.5A时 =0.5A×8Ω=4V
电源电压U= =16V
U'R=12V PR=12V× 0.5A=6W
【解析】（1）根据P=I2R分析电阻R0的电功率随电流的变化规律，然后与图乙对照即可；
（2）根据图乙找到有关R0的一组电流和对应的电功率，然后根据公式P=I2R计算出R0的阻值。
（3）根据 =I'R0计算出R0两端的电压。当变阻器R的阻值为零时，通过R0的电流最大，此时它的电功率最大，此时R0的电压就等于电源电压，据此根据计算出电源电压，再根据UR'=U-UR0'计算出R两端的电压，最后根据PR=URI'计算出它的电功率即可。
19.（1）16
（2）解：只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端时，
此时UL=8V，故灯正常发光，则通过电路的电流： (由图知或计算得)
I=IL=0.5A
由欧姆定律，则Ri两端电压： U1=IR1=0.5A×4Ω=2V
根据串联电路电压的规律，此时电源电压： U=U1+UL=2V+8V=10V
（3）解：同时闭合开关S、S1时，R1被短路，R与L串联，由图乙可知，当PL'=2W时，UL'=5V(2分)IL'=0.4A
根据串联电路电压的规律，此时滑动变阻器两端的电压：
U滑=U'-UL'=12V- 5V=7V
此时滑动变阻器消耗的电功率： P=IL'U滑=0.4A×7V=2.8W
【解析】（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式计算灯泡正常发光的电阻；
（2）只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端时，变阻器的阻值为零，此时灯泡L与定值电阻R1串联，此时电压表测灯泡的电压。此时灯泡正常发光，根据乙图确定通过电路的电流，再根据U1=IR1计算出R1两端的电压，最后根据串联电路U=U1+UL计算此时的电源电压
（3）同时闭合开关S、S1时，R1被短路，R与L串联。首先根据公式P=UI和图乙，确定灯泡的功率为2W时它的电压UL'和通过的电流IL'，然后根据串联电路U滑=U'-UL'计算出此时变阻器两端的电压，最后根据公式 P=IL'U滑计算出此时变阻器的电功率即可。
20.①选择镍铬合金，电阻最小；②焦耳定律公式；③分析总电阻越小，产热越快；④选择方案甲，并联总功率最大或总电阻最小。
如果选择方案乙，指出接触面积大，容易点燃，最多给1分。
5分示例：
选择镍铬合金和方案甲，因为根据Q=I2Rt=U2t/R，在电压不变的情况下，电路中的总电阻越小，相同时间内导体产生的热量越多，就越容易点燃棉花，相同长度时，镍铬合金丝的电阻最小，方案甲将两根电阻丝并联，总电阻最小。
4分示例：选择镍铬合金，因为根据Q=I2Rt=U2t/R，在电压不变的情况下，电路中的总电阻越小，相同时间内导体产生的热量越多，就越容易点燃棉花，相同长度时，镍铬合金丝的电阻最小，方案乙将电热丝和棉花接触更充分，容易点燃。
3分示例：选择镍铬合金和方案甲，因为电压不变，Q=I2Rt=U2t/R，相同时间内导体产生的热量越多
2分示例：选择镍铬合金和方案甲，电阻越小，相同时间产生的热量越多
1分示例：选择镍铬合金，因为它电阻最小，电流最大，产热快；选择方案乙，因为金属丝与棉花的接触出面积大容易点燃。
0分示例：选择甲或乙
【解析】选择镍铬合金和方案甲，因为根据，在电压不变的情况下，电路中的总电阻越小，相同时间内导体产生的热量越多，就越容易点燃棉花，相同长度时，镍铬合金丝的电阻最小，方案甲将两根电阻丝并联，总电阻最小。
21.（1）导电；密度
（2）由表格数据知R1电阻值小于R2电阻值，
根据可知，当只闭合开关S、S2时电阻R2工作，是低温挡；
只闭合开关S、S1时电阻R1工作，是中温挡；
开关均闭合时，R1、R2并联，是高温挡。
取暖器中温挡的功率：，
根据题意可知，在一个小时内，循环两次，
取暖器中温挡每小时消耗的电能：W=Pt=1000W×（25+25）×60s=3×106J；
（3）温控开关断路
【解析】（1）取暖器是将电能转化为内能的，油是绝缘体，用其来导热比较安全。根据液体温度升高，质量不变，体积膨胀，集合公式可得出液体密度的变化；
（2）结合开关闭合情况，利用比较总功率的大小，确定取暖器三个档位，再利用计算中温挡的功率，用W=Pt计算取暖器每小时消耗的电能；
（3）测电笔是用来辨别火线和零线的设备，即当用测电笔检测时，若是碰到火线，氖管会发光的；取暖器不工作，说明电路发生了断路或短路，根据各选项中现象分析故障原因。
22.（1）解：由P＝ 可知。电热水壶正常工作4min消耗的电能：W＝Pt＝2000W×4×60s＝4.8×105J；
答：电热水壶正常工作4min消耗4.8×105J电能；
（2）解：电热水壶内水的体积V＝2.5L＝2.5dm3＝2.5×10﹣3m3，
由ρ＝ 可知，水的质量m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg，
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×（100℃﹣12℃）＝9.24×105J，
答：夏季自来水的温度为12℃，若将一壶水烧开需要吸收9.24×105J的热量；
（3）解：由η＝ 可知，烧开一壶水消耗的总电能
W总＝ ＝ ＝1×106J，
由P＝ 可知，烧开一壶水的时间：t＝ ＝ ＝500≈8.3min；
而电热水壶4 min内产生的热量：Q＝W＝4.8×105J，
该热量远远小于烧开一壶水所用的热量1×106J，所以4分钟不可能将水烧开，此宣传广告不可信。
答：此电热水壶正常工作时的热效率为92.4%，则实际烧开一壶水需要的时间为8.3min；所以4分钟不可能将水烧开，此宣传广告不可信。
23.（1）解：由题意可知，电炖锅处于中温挡时，只有电阻R1接入电路，则由P＝UI可得流过R1的电流：I1＝ ＝ ＝2A；
答：中温挡时，流过R1的电流为2A；
（2）解：高温挡时，R1、R2并联，此时R2消耗的电功率为：
P2＝P高﹣P中＝990W﹣440W＝550W；
则由P＝UI＝ 可得，R2的阻值为：R2＝ ＝ ＝88Ω；
答：R2的阻值为88Ω；
（3）解：根据欧姆定律可得R1的阻值为：R1＝ ＝ ＝110Ω，
低温挡时电阻R1、R2串联，则串联的总电阻：R＝R1+R2＝110Ω+88Ω＝198Ω，
当实际电压为额定电压的0.9倍时，即实际电压：U实＝0.9U额＝0.9×220V＝198V，
则低温挡的实际功率：P实＝ ＝ ＝198W。
答：当实际电压为额定电压的0.9倍时，低温挡的实际功率为198W。
24.（1）高（2）解：P总=
【解析】（1）根据图乙可知，当开关S2和S1闭合，S3接b时，两个电阻并联，总电阻为R并；
当开关S2和S1闭合，S3接a时，只有R1工作，总电阻为R1；
当开关S1闭合，S2断开，S3接a时，两个电阻串联，总电阻为R串；
则总电阻R并
则对应的三种状态分别为：高温、中温和低温档。
电能电路分析计算
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