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专题4 电功与电功率综合计算 培优
考点一、结合变阻器的动态变化
典例1：（2023九上·杭州期末）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（图乙）。下列说法错误的是（ ）
A．电源电压为16V
B．R＝R0＝8Ω时，R的功率最大
C．虚线b表示的是R的功率与电流的关系
D．当电流表示数为0.5安时，R消耗的功率为5W
【答案】D
【解析】（1）由P=I2R分析可知，实线所表示对应功率与电流关系；
（2）由图像知，电路中最大电流为2A，此时变阻器连入阻值为0，电路为R0的简单电路，由P=UI计算电源电压；
（3）由图乙中R0的功率与电流关系图像知，电流2A时，其功率为32W，由P=I2R计算R0的阻值；
由U=IR计算电流表0.5A时R0两端电压，由串联电路特点可得R的两端电压，由P=UI计算R消耗的功率；
（4）根据电功率P=I2R的推导式表示出滑动变阻器的电功率为，并判断出滑动变阻器的最大功率。【解答】研究电功率和电流的关系，通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流，
由P=I2R知，在电阻一定时，电功率P与电流I是二次函数关系，R0＞0，所以图像开口向上，图乙中实线a是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线b表示滑动变阻器R的功率与电流关系，故C正确不合题意；
由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，
当滑动变阻器R连入阻值为0时，电路为R0的简单电路，电路的电路中电流最大，
由图像知此时的电流I=2A，P0=32W，
由P=UI可得，电源电压：，故A正确不合题意；
由图乙中，R0的功率与电流关系图像知，I=2A时，P0=32W，
由P=I2R可得，R0的阻值；；
由欧姆定律可得，当电路中电流I′=0.5A时，R0两端电压：
U0′=I′R0=0.5A×8Ω=4V，
由串联电路特点知，此时R两端电压：
UR=U-U0′=16V-4V=12V，
R消耗的功率：
PR=URI′=12V×0.5A=6W，故D错误符合题意；
滑动变阻器的电功率为：
，
当R=R0=8Ω时，R的功率最大，故B正确不合题意。
故选D。
变式1：（2023九上·余姚期末）如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压是16V
B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C．R1的阻值是20Ω
D．该电路的最大电功率为7.2W
【答案】C
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，根据欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最大，根据图像读出电表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压和R1的阻值，
（2）根据图乙确定电流表示数为0.4A时电压表的示数，根据欧姆定律求出R2接入电路的阻值。
（4）当电路中电流最大时电路消耗的总功率最大，根据P=UI求出电路消耗的最大功率。
【解答】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，
由图乙可知I1=0.9A，
由可得，电源的电压：U=I1R1=0.9A×R1 ①，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图2可知，I2=0.2A，U2=14V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以电源的电压：U=U2+I2R1=14V+0.2A×R1 ②，
①②联立解得：R1=20Ω，U=18V，故A错误，C正确；
电路的最大功率：P大=UI1=18V×0.9A=16.2W，故D错误；
当电流表的示数是0.4A时，电压表的示数为10V，
则R2的阻值为：，故B错误；
变式2：（2023九上·杭州期末）如图所示，电源电压18V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V“量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω
D．该电路的最大功率是10.8W
【答案】C
【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化；
（2）根据P=UI求出灯泡的额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻，再根据欧姆定律求出电流表的示数为0.4A时灯泡两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电压表的示数。
（3）比较灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小、电路消耗的功率最大，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，进一步求出滑动变阻器接入电路中电阻的范围；（4）根据P=UI求出电路的最大功率。
【解答】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A.滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，
由U=IR可知，灯泡两端的电压变大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以滑动变阻器两端的电压变小即电压表的示数变小，故A错误；
B.由P=UI可得，灯泡的额定电流：
；
灯泡的电阻：，
当电流表示数为0.4A时，灯泡两端的电压：
UL″=IRL=0.4A×12Ω=4.8V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电压表的示数：
U滑=U-UL″=18V-4.8V=13.2V，故B错误；
C.因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流为0.5A，
此时电路中的总电阻：
，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R滑小=R-RL=36Ω-12Ω=24Ω，
当电压表的示数最大为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时灯泡两端的电压：UL′=U-U滑大=18V-15V=3V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，
即，
解得：R滑大=60Ω，
所以滑动变阻器允许调节的范围是24Ω～60Ω，故C正确；
D.电路消耗的最大功率：P大=UI大=18V×0.5A=9W，故D错误。
变式3：（2023九上·海曙期末）小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P-I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 Ω， 电源电压是 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
【答案】（1）20；12 （2）9
【解析】（1）根据图像确定滑动变阻器的两个电功率以及对应的电流值，根据分别计算出对应的电压值，最后根据U总=U0+U变列出方程计算出电源电压和R0，计算出变阻器的最大阻值。
（2）当滑动变阻器的阻值等于定值电阻的阻值时，它的电功率最大。
【解答】（1）根据图片可知，滑动变阻器与R0串联，电压表的变阻器的电压，电流表的总电流。
当电流为0.5A时，变阻器的功率为5W；当电流为2A时，变阻器的功率为8W；
根据公式分别计算出对应的电压表的示数为10V和1V；
根据U总=U0+U变得到：U总=0.5A×Ｒ0＋10Ｖ；
U总=2A×Ｒ0＋4Ｖ；
联立解得：U总=12V，R0=4Ω；
滑动变阻器的最大阻值为：。
（2）当R变=R0=4Ω时，滑动变阻器的功率最大；
根据串联电路的分压规律可知，此时U变=U0=6V；
则变阻器的最大功率为：。
考点二、关于电池容量与机械能的转化
典例1：（2022九上·镇海区期末）学校消防通道内安装的应急灯的参数如下：“蓄电池规格6V 2400mAh”，“灯泡规格6V 3.6W”，“灯泡数量2个”。“2400mA·h”表示当工作电流为2400毫安，电池能持续供电1小时。当外接电源断开时，应急灯的2个灯泡都自动点亮，此时由蓄电池供电。该应急灯的两灯为 联状态，该应急灯（两灯）能用于应急照明的最长时间为 分钟。
【答案】并；120
【解析】已知蓄电池规格，可以得到蓄电池充满电后储存的电能。已知蓄电池储存的电能和灯泡的额定功率，利用求灯泡照明时间。
【解答】（1）在并联电路中，电路的总电压等于各支路两端的电压。蓄电池的电压等于灯泡的额定电压，则该应急灯的两灯为并联状态；
（2）蓄电池充满电储存的电能：W=UIt=6V×2.4A×3600s=51840J，
两只灯泡正常发光的总功率：P=2×3.6W=7.2W，
两只灯泡连续发光时间：
变式1：随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进人普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：
项目 指标参数
工作电压 15V
功率 30W
电池容量 2000mAh
（1）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000 mA，能持续供电1小时。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间
（2）机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10％时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米 (剩余电池容量达自动返回充电时的40％用于提供克服阻力做功)
【答案】（1）蓄电池储藏的电能为：W=UIt=2A×15V×3600s=1.08×105J；
机器人持续正常工作的时间。
（2）机器人充电时克服阻力做功：W阻=W电能×10%×40%=1.08×105J×10%×40%=4320J；
机器人充电时到充电座的最远距离。
【解析】（1）首先根据公式W=UIt计算出蓄电池储藏的能量，再根据公式计算机器人持续正常工作的时间。
（2）首先根据W阻=W电能×10%×40%计算出机器人克服阻力做的功，再根据计算机器人充电时到充电座的最远距离。
变式2：（2021·普陀模拟）如图甲所示是一款小型桌面清洁器，因其外形卡通，小巧实用备受人们喜爱，图乙是其内部部分结构。下表是这款清洁器的部分参数。
小型桌面清洁器部分参数
额定电压 3V
额定功率 6W
电池容量 750mAh
（1）该桌面清洁器是靠电机带动叶轮高速旋转，使清洁器内部形成个低压区，在外界________的作用下将桌面上的碎屑物“吸”入其中.
（2）该桌面清洁器正常工作时的电流是多少
（3）该桌面清洁器在电量低于20%时会自动切断电源停止工作，如果每次正常工作的时间为3分钟，该清洁器充满电后能正常工作多少次
【答案】（1）大气压
（2）
答：该桌面清洁器正常工作时的电流是2A。
（3）
其它计算方法合理均得分
答：该清洁器充满电后能正常工作6次。
【解析】（1）根据大气压强的知识分析解答；
（2）根据公式 计算出桌面清洁器正常工作的电流；
（3）首先用电池容量×（1-20%）计算出清洁器消耗的电能，再根据计算它可以连续工作的时间，最后根据 计算出正常工作的次数。
变式3：（2021九上·余姚月考）如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景.
（1）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过该电动机的电流为多少安？
（2）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mA h的电池提供，若电能的80%用于飞行，飞行时的实际总功率为100W，则该机最多能飞行多少时间？
【答案】（1）故电流为：I= = =2A
（2）电池储存的能量：W=UIt=15V×5A×3600s=2.7×105J，W机=W×80%=2.7×105J×80%=2.16×105J，
t= = =2160s(=36分钟＝0.6小时也可以).
答：通过的电流为2A.该机最多能飞行2160s
【解析】（1）根据公式计算出通过电动机的电流；
（2）根据W=UIt计算出电池储存的能量，再根据 W机=W×80% 计算出输出的机械能，最后根据计算出飞行时间。
考点三、用电器间断性工作
典例1：（2022·浙江中考真题）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温档自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。完成下列问题：
（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？
【答案】（1）；（2）110Ω；；（3）（或）
【解析】解：（1）加热状态下通过毛巾架的电流为
（2）由电路图可知，开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电热饮水机处于加热状态，
根据可得，R0的阻值
当开关S断开时，R1与R0串联，电热毛巾架处于保温状态，
此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R1的阻值R1=R-R0=605Ω-110Ω=495Ω
（3）该电热水器正常工作30分钟消耗的电能
变式1：图甲是某品牌的“无油空气炸锅”，内部电路图如图乙所示，电风扇M（220V，50W）能使空气循环流动，电阻R（44Ω）为电热管。工作时，当炸锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热；当炸锅内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，整个过程中电风扇始终处于工作状态。
（1）空气炸锅的温控开关所在位置是___________（选填“S1”或 “S2”）；
（2）小红使用空气炸锅烤玉米，将定时开关设置为12分钟，电热管正常循环工作图像如图丙，计算12分钟内空气炸锅消耗的电能；( )
（3）空气炸锅因为低热量、低油脂、更健康而受到人们的青睐。下列疾病中可能由高油脂引起的是___________。
A．艾滋病 B．贫血 C．冠心病 D．白化病
【答案】S2 6.96×105J C
【解析】（1）[1]由题意可知，整个过程中电风扇始终处于工作状态，由图乙可知，S1一直闭合，电风扇一直工作，再闭合S2时，电阻R和电风扇并联，电热管加热，当炸锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，所以S2是温控开关。
（2）[2]12分钟内电风扇消耗的电能W扇=Pt=50W×12×60s=3.6×104J
电阻R消耗的电能
12分钟内空气炸锅消耗的电能为W总= W扇+ W热=3.6×104J+6.6×105J=6.96×105J
（3）[3] A．艾滋病是传染病，感染了HIV病毒，故A不符合题意。
B．贫血是红细胞过少或血红蛋白含量过少引起的，故B不符合题意。
C．冠心病是由于脂质代谢不正常，血液中的脂质沉着在原本光滑的动脉内膜上，在动脉内膜一些类似粥样的脂类物质堆积而成白色斑块，故C符合题意。
D．白化病是由遗传物质引起的，故D不符合题意。故选C。
变式2：（2023九上·杭州期末）音乐喷泉是集光机电技术于一体的裝置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。图甲、乙是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图像。求：
（1）第10s时红灯两端的电压为100V，求此时通过红灯的电流；
（2）请计算25~30s内红灯和绿灯消耗的总电能。
【答案】（1）解：第10s红灯两端的电压为100V，红灯的功率为P红＝200W，
由P＝UI可得，
此时通过红灯的电流为：I红＝ ＝2A
（2）由图甲可知，红灯和绿灯在25～30秒内的功率都为200W，
则总功率为：P总＝ 200W+200W＝400W
【解析】（1）根据甲图确定第10s时红灯的电功率，然后根据公式 计算通过红灯的电流。
（2）根据甲和乙图确定25~30s内时红灯和绿灯的电功率，然后相加计算总功率，最后根据W总=P总t计算消耗的总电能。
【解答】（2）由图甲可知，红灯和绿灯在25～30秒内的功率都为200W，
则总功率为：P总＝ 200W+200W＝400W；
则这段时间内消耗的总电能：W总=P总t=400W×5s=2000J。
变式3：某电热砂锅的简化电路如图甲。 为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）高档加热时，开关S应旋至触点 （选填“ab”、“be”或“cd”)位置。
（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹饪共消耗多少电能
（3）发热电阻和的阻值分别为多少？
（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
【答案】（1）cd （2）0.94KW.h （3），
（4）电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
【解析】（1）总功率大的是高档，小的是低档，根据公式比较总功率的大小即可
当开关旋至bc时，电阻与串联，当开关旋至cd时，只有电阻工作，根据公式可知，因为，，；即当开关旋至bc时，是低档；旋至cd时，是高档。
（2）观察乙图可知，电热砂锅以440 W的功率工作了1 h，以100 W功率工作了5 h
（3）高档加热时，只有工作，；
低档加热时两个电阻串联，；
；
（4）电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
考点四、电能与其他能的转化与效率
典例1：（2023九上·南浔期末）如图甲所示电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品。如图乙所示为电压力锅的电路图，接通电路后，开关S自动与触点A、B接通，开始加热；当锅内温度达到125℃，开关S自动与A、B断开，并与触点C接通，开始保温保压。现将3Kｇ初温为25℃的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，电压力锅在工作过程中电功率随时间变化图像如丙所示。求：
（1）电路中R1的阻值是多少？
（2）加热过程消耗的电能是多少焦耳？
（3）电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的热效率。 （水的比热容为4.2×103J／（Kg·℃）
（提示：热效率是指水吸收的热量与消耗的电能之比，一般用百分数表示）
【答案】（1）R1的电功率P1＝P﹣P保＝1000W﹣200W＝800W
（2）加热过程消耗的电能：W加热＝Pt＝1000W×28×60s＝1.68×106J
（3）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（125℃﹣25℃）＝1.26×106J
电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的热效率：
【解析】（1）根据乙图可知，当开关S与a、b接通时，两个电阻并联，此时总电阻较小，总功率较大，为加热档，功率为1000W。当开关S与C接通时，此时只有R2自己工作，此时电阻较大，总功率较小，为保温档，功率为800W。
首先根据 P1＝P-P保 计算R1的电功率，再根据 计算R1的电阻。
（2）根据丙图确定加热功率和加热时间，根据W加热=Pt计算加热过程消耗的电能。
（3）首先根据Q吸=cm△t计算水吸收的热量，再根据 计算压力锅的热效率。
变式1：如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻。热水器主要参数如下表。
额定电压 220V 容积 30L
加热功率 2000W 保温功率 800W
（1）开关S跳至 触点位置时，热水器进入保温状态。
（2）R2的阻值为多大？
（3）在上述加热状态下，热水器正常工作35分钟需要消耗多少电能？
【答案】（1）b
（2）据图片可知，当开关接a时，只有R1自己工作，此时为加热状态，
则R1的阻值为：；
当开关接b时，R1与R2串联，此时为保温状态， 总电阻；
则R2的阻值为：R2=R总-R1=60.5Ω-24.2Ω=36.3Ω。
（3）热水器正常工作35分钟需要消耗电能：W=P加热t=2000W×（60s×35）=4.2×106J。
【解析】（1）当开关切换时，总功率大的为加热状态，总功率小的为保温状态，根据公式分析即可；
（2）首先根据加热状态，利用公式计算出R1的阻值，再根据保温状态计算出总电阻R总，最后根据R2=R总-R1计算即可。
（3）根据W=P加热t计算即可。
【解答】（1）根据图片可知，当开关接a时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
当开关接b时，R1与R2串联，总电阻为R串；则R1
根据公式可知，总功率P1>P串； 则前者为加热状态，后者为保温状态。
变式2：（2021·南湖模拟）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，解决了压力锅的安全问题，如图是某品牌的电压力锅和它的简化电路图，R1为工作时的加热电热丝，额定功率为800W；R2为保温保压电热丝，且R2=4R1，使用时同时闭合开关S1、S2，S1为压力开关，当压强达到设定值时S1会自动断开，排气阀开始排气；S2为限时开关，可以设定保温保压时间。
（1）电压力锅工作时，把电能转化为________能；
（2）加热功率为额定功率800W时，电阻丝R的阻值为多少欧姆
（3）用电压力锅煮骨头汤时食物更容易煮透。假设某次要煮水和骨头共计4千克，水的初温20℃，不计热损失，加热到最高温度120℃时，至少需要多少时间 (C水=4.2×103J/（kg℃），设骨头的比热容与水相同)
【答案】（1）内能（热能） （2）
（3）P1: P2 =R2: R1 P2 = =800W/4=200W
P总=800W+200W=1000W
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×100℃=1.68×106J
Q=Pt t=Q/P=1.68×106J/1000W =1.68×103S
答：需要加热 1.68×103S
【解析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）已知加热功率和电压，根据公式 计算电阻丝的阻值；
（3）根据图片可知，电阻R1与R2并联，根据“ R2=4R1 ”和“并联电路中，功率与电阻成反比”计算出R2单独工作时的电功率，然后将二者的功率相加得到电压力锅的总功率。根据Q=cmΔt计算出骨头汤需要吸收的热量，最后根据计算需要的时间。
变式3：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（用白分比表示）______。
【答案】加热 220Ω 9A 5.28×106J 87.5%
【解析】（1）[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（2）[2]电热丝R1的阻值
（3）[3]加热时流过电热丝R2的电流P2=2200W-200W=1980W
（4）[4][5]水吸收的热量Q=cm（t1-t0）=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×22℃=4.62×106J
消耗的电能W=Pt=2200W×40×60s=5.28×106J
电热水器的效率
1.（2022·浙江舟山·一模）如图所示电路中，电路中电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中
A．电路的总电阻减小 B．电压表的示数减小
C．电流表的示数增大 D．R1的电功率减小
【答案】D
【分析】由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
【解析】A．当滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，故A错误。
BC．根据可知，电路中的电流减小，即电流表的示数减小；根据U=IR可知，定值电阻两端的电压变小，根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压增大，即电压表的示数增大，故BC错误。
D．电路中的电流变小，根据公式可知R1的电功率变小，故D正确。故选D
2.（2022·浙江嘉兴·二模）如图是测量某电路电功率的电路图，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左滑动过程中（ ）
A．电压表测量的是R1两端的电压
B．电流表和电压表的示数均增大
C．R的电功率一定增大
D．电路中总功率先变大后减小
【答案】C
【解析】A.根据图片可知，定值电阻R1与变阻器R2串联，电流表测总电流，电压表测R2的电压，故A错误。
B.闭合开关后，变阻器的滑片向左滑动时，它的阻值减小，根据R总=R1+R2可知，总电阻变小，则总电流变大。根据“串联电路中电压与电阻成正比”可知，电压表的示数减小，故B错误。
C.根据P=I2R可知，定值电阻R1的阻值不变，电流增大，那么它的电功率肯定增大，故C正确。
D.根据可知，电路的总电压不变而总电流变大，则总功率一直变大，故D错误。故选C。
3．（2022九上·舟山月考）如图所示，电源压保持不变，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．电路总功率最小值为1.2W
B．R1的阻值30Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值10Ω
D．电源电压为4V
【答案】A
【解析】（1）（2）从图2中任取两个点，找到对应的电压和电流，然后根据欧姆定律和串联电路的电压规律列出方程后，联立计算出电源电压和R1的阻值；
（3）从图2中找到最小电流，此时变阻器的阻值最大，根据计算出它的最大阻值；
（4）从图2中找到最小电流，然后根据P总=U总I总计算出电路的最小总功率。【解答】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……①；
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……②；
联立①②解得：R1=10Ω，U总=6V；
故B、D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A正确。
4．（2023九上·南浔期末）如图所示一个标有“6伏3.6瓦”字样的小灯泡L和最大阻值为50欧的滑动变阻器Ｒ串联后接在电源电压U恒为6伏的电路中，设灯泡电阻不变，下列判断不正确的是（ ）
A．无论如何移动滑片P，电路中总功率不会超过2瓦
B．移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6瓦
C．当滑片P滑至某个位置时，L和Ｒ的电功率相等
D．当滑片P由A滑向B的过程中，灯泡L的电功率一直是减小的
【答案】A
【解析】（1）当变阻器的滑片在最左端时，此时只有灯泡L，将电源电压与灯泡额定电压进行比较，从而确定电路的最大功率；
（2）当变阻器阻值最大时，总电阻最大而总功率最小。首先根据计算出灯泡的电阻，再根据R总=RL+R计算出总电阻，最后根据计算出总功率；
（3）根据P=I2R分析判断；
（4）首先根据电阻变化分析电流变化，再根据P=I2R分析灯泡的功率变化。
【解答】A.根据图片可知，当滑动变阻器的滑片移到a端时，电路中只有灯泡L自己工作，此时电路的总电阻最小，而总功率是最大的。因为电源电压等于灯泡的额定电压，所以灯泡此时消耗的实际功率等于额定功率，即为3.6W，故A错误符合题意；
B.当滑动变阻器的滑片移到b端时，此时电路的总电阻最大，而总功率是最小的；
灯泡的电阻：，
电路的总电阻：R总=RL+R=10Ω+50Ω=60Ω，
电路的总功率：，
故B正确不合题意；
C.根据串联电路的电流规律可知，通过它们的电流相等。根据公式P=I2R可知，当电流相同时，滑动变阻器的阻值与灯泡的阻值相等，它们消耗的功率也是相等的，故C正确不合题意；
D.当滑片P由a滑向b的过程中，滑动变阻器的阻值在增大，则电路中的电流在减小。根据公式P=I2R可知，灯泡的功率不断减小，故D正确不合题意。
5.（2022·浙江·九年级专题练习）如图甲所示，电源电压保持不变，m、n是滑动变阻器上两点。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中，两电压表示数随电流变化的图像如图乙所示，下列叙述正确的是（ ）
①R2的阻值为4Ω
②图乙中ab是表示电压表V1的示数随电流变化的图像
③滑片从n点滑到m点的过程中，电源消耗的最大功率是12W
④滑片在n点时，5s内电阻R消耗的电能是20J
A．①③ B．①② C．②③ D．②④
【答案】A
【解析】①②由电路图可知，R、R1、R2串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压，电流表测电路中电流。滑动变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中，R1连入电路的阻值变小，电路中总电阻变小，由可知，电路中的电流变大，R2两端的电压变大，即电压表V2的示数变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，综上可知，图乙中，bc段表示V1的示数随电流表示数的变化的图线，ab段表示V2的示数随电流表示数变化的图线，由图乙可知，当的电流In=0.5A时，电压表V2的示数U2=2V，电阻R2=
故①正确，②错误；
③当滑片位于n点时，接入电路中的电阻较大，电路中的电流较小，由图乙可知，电路中的电流In=0.5A，两电压表的示数分别为U1=8V，U2=2V
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压U=U1+U2+InR=8V+2V+0.5A×R------①
当滑片位于m点时，接入电路中的电阻较小，电路中的电流较大，由图乙可知，电路中的电流Im=1A，两电压表的示数分别为U1′=U2′=4V
则电源的电压U=U1′+U2′+ImR=4V+4V+1A×R---------②
由①②可得R=4Ω，U=12V
滑片从n点滑到m点的过程中，电源消耗的最大功率P=UIm=12V×1A=12W故③正确；
④滑片在n点时，5s内电阻R消耗的电能WR=URInt=In2Rt=(0.5A)2×4Ω×5s=5J故④错误。故选A。
6．（2023九上·三台期末）如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率P随电阻变化关系如图乙，根据图像信息，下列判断正确的是
A．电路中最小电流是0.3A （ ）
B．定值电阻R0的阻值是10Ω
C．R0消耗的最大电功率是0.4W
D．整个电路最大功率为12.5W
【答案】B
【解析】根据图甲可以看出R1与R0串联，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中R1的阻值逐渐减小，电流逐渐变大.
【解答】A. 当R1阻值最大时，电路中的电流最小，从乙图可以看出R1最大的电阻为40Ω，对于的功率P为1.6W，根据P=I2R，，A错误
B. 当R1为10Ω时，功率P为2.5W，此时电流，根据电源电压不变，
设电源电压为U，根据U=IR
当R1为40Ω时：U=0.2A×（40Ω+R0） ①
当R1为10Ω时：U=0.5A×（10Ω+R0） ②
联立①②可以解得U=10V，R0=10Ω B正确
C. 当电路中电流最大时，R0消耗的功率最大，最大值为P=I2R0=(0.5A)2×10Ω=2.5W，C错误
D. 当电路中电流最大时，整个电路的功率最大，最大值为P=UI=10V×0.5A=5W，D错误
7.（2022·浙江·九年级专题练习）在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1=8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的（ ）
①定值电阻R2=4Ω ②电源的电压为6V
③电压表的最大示数为3V ④滑动变阻器的最大电功率为2W
A．①③ B．②④ C．①② D．①④
【答案】C
【解析】①由电路图可知，R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当R1=2Ω和R1′=8Ω时，滑动变阻器的电功率均为P1=2W，由P=I2R可得，两次电路中的电流分别为
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定，电源的电压U=I(R1+R2)=I′(R1′+R2)
1A×(2Ω+R2)=0.5A×(8Ω+R2) 解得R2=4Ω，故①正确；
②电源的电压U=I(R1+R2)=1A×(2Ω+4Ω)=6V ，故②正确；
③由串联分压的规律可知，当变阻器R1接入电路中的电阻最大为8Ω时，电压表的示数最大，此时电路中的电流I′=0.5A，则电压表的最大示数U1大=I′R1′=0.5A×8Ω=4V故③错误；
④当R=R2=4Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则
故④错误，综上可知，①②正确。故选C。
8．（2023九上·海曙期末）如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
【答案】C
【解析】（1）（2）（4）将开关S1、S2都闭合，电路为灯泡的简单电路，电压表测量电源电压，电流表测量电路中的电流，由P=UI可得小灯泡L的额定电压，由欧姆定律可得灯泡的电阻。将开关S1断开，电阻和灯泡串联接入电路，电压表测灯泡两端电压，电流表测量电路中的电流，根据电压表的示数变化可知灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律可知电阻两端的电压，由欧姆定律可计算通过该电路的电流，由P=UI可得此时电路的总功率，进一步计算开关S1断开前、后电路的总功率变化量；
（3）根据串联电路分压规律欧姆定律即可求出定值电阻R的阻值。【解答】将开关S1、S2都闭合，电路为灯泡的简单电路，电压表测量电源电压，灯泡两端的电压即电源电压，
此时电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W，
由P=UI可得小灯泡L的额定电压为：，
灯泡的电阻为：，故A正确不合题意；
将开关S1断开，只闭合开关S2时，电阻和灯泡串联接入电路，电压表测灯泡两端电压，
电压表的示数变化了4V，此时电压表的示数为：6V-4V=2V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则电阻两端的电压为2V，
串联电路各处电流相等，通过该电路的电流为：，故D正确不合题意；
由P=UI可得此时电路的总功率为：P′=UI′=6V×0.2A=1.2W，
开关S1断开前、后电路的总功率变化量为：△P=P-P′=3.6W-1.2W=2.4W，故B正确不合题意；
由串联电路分压规律可知：；；解得：R=20Ω，故C错误符合题意。
9.图甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑。请回答
（1）身高越高，电压表示数________（填“变大、变小、不变” 下同）
（2）体重越大，电路消耗的总功率________。
【答案】（1）变大（2）变小
【解析】（1）电压表测与R0与它并联部分电阻的电压，根据公式U=IR分析即可；
（2）首先根据体重变化分析压敏电阻R的阻值变化，再根据“并联电路总电阻，只要有一个电阻变大，总电阻就变大”的规律分析总电阻的变化，最后根据分析总功率的变化。
【解答】变阻器R0与压敏电阻R并联，电压表测R0滑片下面电阻的电压，电流表测压敏电阻的电流。
（1）根据乙图可知，无论变阻器的滑片怎么滑动，它都全部接入电路，根据公式可知，通过R0的电流不变。身高增大时，滑片向上滑动，与电压表并联的阻值变大，根据U=IR可知，电压表的示数变大。
（1）体重越大，压敏电阻的阻值越大，那么并联电路的总电阻越大，根据公式可知，此时电路消耗的总功率变小。
10．（2022·浙江杭州·一模）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至最左端的过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示，且滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）滑片P在最左端时，5分钟内电路消耗的电能；
（3）滑动变阻器的最大阻值。
【答案】（1）2.4W；（2）720J；（3）20Ω
【解析】解：（1）由电路图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，则此时电路中的电阻最小，电流最大，由图乙可知，此时电路中的电流为0.4A，小灯泡两端的电压为6V，则小灯泡的额定功率P额=UI=6V×0.4A=2.4W
（2）滑片P在最左端时，只有小灯泡接入电路中，此时电压表的示数是电源电压，流过小灯泡的电流为0.4A，小灯泡两端的电压为6V，即电源电压为6V，则5分钟内电路消耗的电能
W=UIt=6V×0.4A×5×60s=720J
（3）当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器的最大值接入电路中，根据欧姆定律可知，电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流为0.2A，小灯泡两端的电压是2V，则滑动变阻器两端的电压为UR=U-U1=6V-2V=4V
则滑动变阻器的最大阻值
11.质量为50kg的小帆同学骑电动平衡车在水平路面上行驶。已知小帆骑行时受到的阻力为人与车总重的0.02倍，该电动平衡车的部分参数如下表。当小帆骑着电动平衡车时，求：
（1）匀速行驶时，电动平衡车所受的牵引力；
（2）电动平衡车对路面的压强；
（3）锂电池充满电后储存的电能；若以最大速度行驶，电动平衡车能行驶的最长时间。
最大速度 5m/s
单轮胎触地面积 25cm2
轮胎个数 2
车身自重 10kg
锂电池容量 10A·h
充电电压 10V
【答案】（1）12N；（2）1.2×105Pa；（3）6×103s
【解析】解：（1）人和电动平衡车的总重力G总=(m人+m车)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N
因为电动平衡车在水平地面上匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，所以牵引力F=f=0.02G总12N
（2）车对水平地面的压力F压=G总=600N
车对水平地面的压强
（3）锂电池提供电能W=UIt=10V×10A×3600s=3.6×105J
电动平衡车运动的最大路程
若以最大速度行驶，电动平衡车能行驶的最长时间
12.（2021·浙江杭州·二模）随着科技进步，智能扫地机器人功能越来越强大，不仅能实现洗拖一体化，还能自动躲避障碍物和规划清扫区域。扫地机器人“小黑”铭牌上的部分参数如表。
项目 指标参数
工作电压 20V
电池容量 2500mAh
清扫功率 25W
（1）“小黑”在清扫时，主要将电能转化为___________能。
（2）“小黑”清扫过程中的工作电流___________。
（3）“2500mAh”是指工作电压下，以2500mA的电流，电池能持续供电1小时。请求出充满电时电池储存的能量___________。
【答案】机械能 1.25A 180000J
【解析】（1）[1]“小黑”在清扫时，主要将电能转化为机械能。
（2）[2]“小黑”清扫过程中的工作电流。
（3）[3]充满电时电池储存的能量。
13.（2021·浙江金华·九年级期中）双轮电动平衡车是利用动态平衡原理控制前进及后退的高科技智能产品，因其体积小、操控新颖方便等优点深受年轻人的喜爱，下表是某双轮电动平衡车的部分技术参数。
车身自重 额定工作电压 锂电池容量 标准充电电压 标准充电电流 最高速度 最大续航里程
20kg 60V 10Ah 42V 2A 20km/h 36km
注：锂电池容量10Ah表示若以1A的电流工作，可以工作10h。
（1）小科按技术参数要求给平衡车充电，则充电的功率为多少
（2）某次充电时，平衡车还剩下30%的电量，若按标准电压充电，需要多少时间才能将电充满
（3）若该电动车充电一次所存储的电能（假设充电时没有能量损失），由燃烧汽油释放的内能来提供，则至少需要燃烧多少克的汽油（汽油的热值为4.6107J/Kg） （结果保留一位小数）
【答案】（1）84w；（2）5h；（3）32.8g
【解析】解：（1）根据表格中数据，充电电压为42V，充电电流为2A，所以充电功率为
（2）平衡车锂电池充满的电量为
平衡车还剩下30%的电量，则需要充入的电量为
若按标准电压充电，需要充电时间
（3）根据，可知
14.（2021·浙江台州·九年级期中）小明在学了电学知识后，对家里的电瓶车进行了研究，图甲是该电瓶车铭牌的部分参数。然后他进行了测试，获得如图乙、丙所示的速度随时间变化的关系图像和牵引力随时间变化的关系图像。（不考虑空气阻力）
（1）在1～2 s时电瓶车受到的摩擦力为___________N。
（2）在7～12 s时电瓶车功率为___________W。
（3）假设电动车一直做匀速直线运动，假设电能全部转化为机械能，若消耗电池容量的50﹪，理论上能行驶多少千米？( )
【答案】36 216 48km
【解析】（1）[1]根据图乙可知，电动车在7-12s内做匀速直线运动，速度为6m/s。根据丙图可知，此时电动机受到的牵引力F=36N
根据二力平衡的知识可知，电瓶车受到的摩擦力f=F=36N
在1-2s内电瓶车做加速运动，但是它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此它受到的摩擦力不变，还是36N。
（2）[2]在7～12 s时电瓶车功率P=Fv=36N×6m/s=216W
（3）[3]电动车一次充电储存电能W总=UIt==48V×20A×3600s=3.456×106J
由于电动车行驶时F=f=36N
假设匀速行驶，消耗的电能全部转化为机械能，根据W=Fs得
15.（2022·浙江衢州·二模）图甲是某品牌的“无油空气炸锅”，内部电路图如图乙所示，电风扇M（220V，50W）能使空气循环流动，电阻R（44Ω）为电热管。工作时，当炸锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热；当炸锅内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，整个过程中电风扇始终处于工作状态。
（1）空气炸锅的温控开关所在位置是___________（选填“S1”或 “S2”）；
（2）小红使用空气炸锅烤玉米，将定时开关设置为12分钟，电热管正常循环工作图像如图丙，计算12分钟内空气炸锅消耗的电能；( )
（3）空气炸锅因为低热量、低油脂、更健康而受到人们的青睐。下列疾病中可能由高油脂引起的是___________。
A．艾滋病 B．贫血 C．冠心病 D．白化病
【答案】S2 6.96×105J C
【解析】（1）[1]由题意可知，整个过程中电风扇始终处于工作状态，由图乙可知，S1一直闭合，电风扇一直工作，再闭合S2时，电阻R和电风扇并联，电热管加热，当炸锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，所以S2是温控开关。
（2）[2]12分钟内电风扇消耗的电能W扇=Pt=50W×12×60s=3.6×104J
电阻R消耗的电能
12分钟内空气炸锅消耗的电能为W总= W扇+ W热=3.6×104J+6.6×105J=6.96×105J
（3）[3] A．艾滋病是传染病，感染了HIV病毒，故A不符合题意。
B．贫血是红细胞过少或血红蛋白含量过少引起的，故B不符合题意。
C．冠心病是由于脂质代谢不正常，血液中的脂质沉着在原本光滑的动脉内膜上，在动脉内膜一些类似粥样的脂类物质堆积而成白色斑块，故C符合题意。
D．白化病是由遗传物质引起的，故D不符合题意。故选C。
16.（2021·浙江师范大学婺州外国语学校九年级期中）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？
【答案】（1）2A；（2）110W；（3）3.96×105J。
【解析】解：（1）高档工作时，电路中的电流
（2）当旋转开关接3、4触点时，R2短路，电路为R1的简单电路；由可知，此时功率最大，加湿器处于高档，旋转开关接2、3触点时，R1与R2串联，由电阻的串联规律，此时电路的总电阻最大，由可知，此时功率最小，加湿器处于低档，正常工作时的低档功率①
高温挡时的功率=400W②
由①和②得到P低=×440W=110W
（3）由图乙可知，加湿器工作30min内，高档工作的时间为10min，低档工作的时间为20min，加湿器工作30分钟消耗的电能W=P高t高+P低t低=440W×10×60s+110W×20×60s=3.96×105J
17．近年来新能源汽车越来越受到人们的青睐。某新能源汽车部分参数如表所示。
项目 参数
充电电压 220伏
快充电流 200安
慢充电流 50安
整车质量 1200千克
轮与地面的总接触面积 0.1米2
（1）车上坐有司机和乘客的总质量为200千克，该新能源汽车静止停在路面时对路面产生的压强是多少帕___________？
（2）快充时电能转化为化学能，计算半小时消耗的电能为多少___________？
（3）已知匀速行驶时汽车所受阻力与速度的平方成正比（即f=kv2）。当汽车分别以120千米/小时和60千米/小时的速度在水平路面上匀速行驶时，汽车牵引力在以上两种车速下的功率之比为___________。
【答案】1.4×105Pa 22kW·h 8∶1
【解析】（1）[1]该新能源汽车静止停在路面时对路面的压力F=G=mg=(1200kg+200kg)×10N/kg=14000N
对路面产生的压强
（2）[2]快充半小时消耗的电能为W=UIt=220V×200A×0.5×3600s=7.92×107J=22kW·h
（3）[3]已知匀速行驶时汽车所受阻力与速度的平方成正比（即f=kv2）。当汽车分别以120km/h和60km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，处于平衡状态，所受牵引力大小等于阻力大小，根据
汽车牵引力在相应车速下的功率之比
答：（1）匀速行驶时，电动平衡车所受的牵引力是12N；
（2）电动平衡车对路面的压强是1.2×105Pa；
（3）锂电池充满电后储存的电能；若以最大速度行驶，电动平衡车能行驶的最长时间是6×103s
18．（2022·浙江金华·九年级期末）小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温挡功率数值模糊不清。其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
xx牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温挡
低温挡 440W
电源频率 50Hz
（1）当S1、S2均闭合时，电烤箱处于___________（填“高温”或“低温”）挡工作状态；
（2）当电烤箱在低温挡正常工作时的电流是多少__________？
（3）为了测出高温挡工作时的功率，小科先断开其它家用电器，并将电烤箱调到高温挡接入220V的家庭电路中，发现他们家的电子式电能表（3000imp/(kW·h)）在2min内指示灯恰好闪了120次，请你帮助他计算电烤箱高温挡时的电功率。__________ [“3000imp/(kW·h)”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次]
【答案】高温 2A 1200W
【解析】（1）[1]当S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，由可知，电功率最大，处于高温挡；当S1闭合时，两电阻串联，电路的总电阻最大，由可知，电功率最小，处于低温挡。
（2）[2]当电烤箱在低温挡正常工作时的电流
（3）[3]指示灯闪烁120次消耗的电能
电烤箱的电功率
19.（2021·南湖模拟）电压力锅结合了压力锅和电饭锅优点，解决了压力锅的安全问题，如图是某品牌的电压力锅和它的简化电路图，R1为工作时的加热电热丝，额定功率为800W；R2为保温保压电热丝，且R2=4R1，使用时同时闭合开关S1、S2，S1为压力开关，当压强达到设定值时S1会自动断开，排气阀开始排气；S2为限时开关，可以设定保温保压时间。
（1）电压力锅工作时，把电能转化为________能；
（2）加热功率为额定功率800W时，电阻丝R的阻值为多少欧姆
（3）用电压力锅煮骨头汤时食物更容易煮透。假设某次要煮水和骨头共计4千克，水的初温20℃，不计热损失，加热到最高温度120℃时，至少需要多少时间 (C水=4.2×103J/（kg℃），设骨头的比热容与水相同)
【答案】（1）内能（热能）
（2）解；
（3）解；P1: P2 =R2: R1 P2 = =800W/4=200W
P总=800W+200W=1000W
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×100℃=1.68×106J
Q=Pt t=Q/P=1.68×106J/1000W =1.68×103S
答：需要加热 1.68×103S
【解析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）已知加热功率和电压，根据公式 计算电阻丝的阻值；
（3）根据图片可知，电阻R1与R2并联，根据“ R2=4R1 ”和“并联电路中，功率与电阻成反比”计算出R2单独工作时的电功率，然后将二者的功率相加得到电压力锅的总功率。根据Q=cmΔt计算出骨头汤需要吸收的热量，最后根据计算需要的时间。
20.（2021·浙江·九年级专题练习）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______；______？
【答案】3和4 0.12 40 16.44J 5.76J
【解析】（1）[1]若让左转、右转指示灯同时工作，应让两灯并联后全部接入电路中，故转向开关应与触点3和4接通。
（2）①[2]当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯与R0串联接入电路中，电流相同，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1：4，根据P=UI知道，右转指示灯的功率与定值电阻R0的电压之比
在串联电路中电源电压等于各部分电压之和U=UL+U0=6V
则UL=1.2V，U0=4.8V，由表格知道，当灯泡两端电压为1.2V时，灯泡的电流为0.12A。[3]由欧姆定律知道，R0的阻值
②[4]由图乙知道，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
[5]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
21.（2020·桐乡模拟）实行垃圾分类以来，我市各小区常会见到如图甲所示的电瓶垃圾车对垃圾进行分类清运。若将垃圾桶看成近似的长方体，底部是边长a为60cm的正方形，桶高b为100cm。某垃圾桶及垃圾总质量为50Kg，且均匀分布。电瓶垃圾车的金属杆与其他附属结构质量忽略，3秒钟内垃圾桶可被金属杆绕O点从竖直匀速拉至水平。垃圾桶水平时，O点到金属杆的距离为20cm，如图乙所示。试分析回答：
（1）图乙中金属杆与垃圾桶构成了________杠杆。
（2）图乙位置时，金属杆对垃圾桶(含垃圾)的拉力是多少 (g取10N/Kg)
（3）某电瓶垃圾车的电瓶组电压为48V、最大电流为20A，输出效率(输出功率占电源总功率的比值)为80%。试分析该电瓶垃圾车能否正常工作
【答案】（1）费力
（2）根据杠杆平衡原理：F杆×L杆=G桶×L桶
F杆×20cm=50Kg×10N/Kg×50cm
解得F杆=1250N
（3）P电源=UI=48V×20A=960W
P输出=P电源×80%=960W×80%=768W
P桶=W/t=Gh/t=mgh/t=50Kgx10N/Kg
x(0.50m+0.30m)/3s=133.3W
P输出>P桶电瓶垃圾车能正常工作
【解析】（1）如果动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；如果动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
（2）O点为杠杆的支点，垃圾桶的重力G为阻力，阻力臂L2=0.5b；F为动力，动力臂为L1=20cm，根据杠杆的平衡条件计算；
（3）首先根据 P电源=UI 计算出电池的总功率，然后根据 P输出=P电源×80% 计算出垃圾车的输出功率，接下来根据W=Gh=mgh计算出做的机械功，根据 P桶=W/t 计算出机械功率，最后比较两个功率的大小即可。
【解答】（1）如下图所示：
因为动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆。
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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专题4 电功与电功率综合计算 培优
考点一、结合变阻器的动态变化
典例1：（2023九上·杭州期末）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（图乙）。下列说法错误的是（ ）
A．电源电压为16V
B．R＝R0＝8Ω时，R的功率最大
C．虚线b表示的是R的功率与电流的关系
D．当电流表示数为0.5安时，R消耗的功率为5W
变式1：（2023九上·余姚期末）如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压是16V B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C．R1的阻值是20Ω D．该电路的最大电功率为7.2W
变式2：（2023九上·杭州期末）如图所示，电源电压18V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V“量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω
D．该电路的最大功率是10.8W
变式3：（2023九上·海曙期末）小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P-I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 Ω， 电源电压是 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
考点二、关于电池容量与机械能的转化
典例1：（2022九上·镇海区期末）学校消防通道内安装的应急灯的参数如下：“蓄电池规格6V 2400mAh”，“灯泡规格6V 3.6W”，“灯泡数量2个”。“2400mA·h”表示当工作电流为2400毫安，电池能持续供电1小时。当外接电源断开时，应急灯的2个灯泡都自动点亮，此时由蓄电池供电。该应急灯的两灯为 联状态，该应急灯（两灯）能用于应急照明的最长时间为 分钟。
变式1：随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进人普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：
项目 指标参数
工作电压 15V
功率 30W
电池容量 2000mAh
（1）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000 mA，能持续供电1小时。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间
（2）机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10％时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米 (剩余电池容量达自动返回充电时的40％用于提供克服阻力做功)
变式2：（2021·普陀模拟）如图甲所示是一款小型桌面清洁器，因其外形卡通，小巧实用备受人们喜爱，图乙是其内部部分结构。下表是这款清洁器的部分参数。
小型桌面清洁器部分参数
额定电压 3V
额定功率 6W
电池容量 750mAh
（1）该桌面清洁器是靠电机带动叶轮高速旋转，使清洁器内部形成个低压区，在外界________的作用下将桌面上的碎屑物“吸”入其中.
（2）该桌面清洁器正常工作时的电流是多少
（3）该桌面清洁器在电量低于20%时会自动切断电源停止工作，如果每次正常工作的时间为3分钟，该清洁器充满电后能正常工作多少次
变式3：（2021九上·余姚月考）如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景.
（1）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过该电动机的电流为多少安？
（2）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mA h的电池提供，若电能的80%用于飞行，飞行时的实际总功率为100W，则该机最多能飞行多少时间？
考点三、用电器间断性工作
典例1：（2022·浙江中考真题）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温档自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。完成下列问题：
（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？
变式1：图甲是某品牌的“无油空气炸锅”，内部电路图如图乙所示，电风扇M（220V，50W）能使空气循环流动，电阻R（44Ω）为电热管。工作时，当炸锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热；当炸锅内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，整个过程中电风扇始终处于工作状态。
（1）空气炸锅的温控开关所在位置是___________（选填“S1”或 “S2”）；
（2）小红使用空气炸锅烤玉米，将定时开关设置为12分钟，电热管正常循环工作图像如图丙，计算12分钟内空气炸锅消耗的电能；( )
（3）空气炸锅因为低热量、低油脂、更健康而受到人们的青睐。下列疾病中可能由高油脂引起的是___________。
A．艾滋病 B．贫血 C．冠心病 D．白化病
变式2：（2023九上·杭州期末）音乐喷泉是集光机电技术于一体的裝置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。图甲、乙是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图像。求：
（1）第10s时红灯两端的电压为100V，求此时通过红灯的电流；
（2）请计算25~30s内红灯和绿灯消耗的总电能。
变式3：某电热砂锅的简化电路如图甲。 为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）高档加热时，开关S应旋至触点 （选填“ab”、“be”或“cd”)位置。
（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹饪共消耗多少电能
（3）发热电阻和的阻值分别为多少？
（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
考点四、电能与其他能的转化与效率
典例1：（2023九上·南浔期末）如图甲所示电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品。如图乙所示为电压力锅的电路图，接通电路后，开关S自动与触点A、B接通，开始加热；当锅内温度达到125℃，开关S自动与A、B断开，并与触点C接通，开始保温保压。现将3Kｇ初温为25℃的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，电压力锅在工作过程中电功率随时间变化图像如丙所示。求：
（1）电路中R1的阻值是多少？
（2）加热过程消耗的电能是多少焦耳？
（3）电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的热效率。 （水的比热容为4.2×103J／（Kg·℃）
（提示：热效率是指水吸收的热量与消耗的电能之比，一般用百分数表示）
变式1：如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻。热水器主要参数如下表。
额定电压 220V 容积 30L
加热功率 2000W 保温功率 800W
（1）开关S跳至 触点位置时，热水器进入保温状态。
（2）R2的阻值为多大？
（3）在上述加热状态下，热水器正常工作35分钟需要消耗多少电能？
变式2：（2021·南湖模拟）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，解决了压力锅的安全问题，如图是某品牌的电压力锅和它的简化电路图，R1为工作时的加热电热丝，额定功率为800W；R2为保温保压电热丝，且R2=4R1，使用时同时闭合开关S1、S2，S1为压力开关，当压强达到设定值时S1会自动断开，排气阀开始排气；S2为限时开关，可以设定保温保压时间。
（1）电压力锅工作时，把电能转化为________能；
（2）加热功率为额定功率800W时，电阻丝R的阻值为多少欧姆
（3）用电压力锅煮骨头汤时食物更容易煮透。假设某次要煮水和骨头共计4千克，水的初温20℃，不计热损失，加热到最高温度120℃时，至少需要多少时间 (C水=4.2×103J/（kg℃），设骨头的比热容与水相同)
变式3：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（用白分比表示）______。
1.（2022·浙江舟山·一模）如图所示电路中，电路中电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中
A．电路的总电阻减小 B．电压表的示数减小
C．电流表的示数增大 D．R1的电功率减小
2.（2022·浙江嘉兴·二模）如图是测量某电路电功率的电路图，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左滑动过程中（ ）
A．电压表测量的是R1两端的电压
B．电流表和电压表的示数均增大
C．R的电功率一定增大
D．电路中总功率先变大后减小
3．（2022九上·舟山月考）如图所示，电源压保持不变，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．电路总功率最小值为1.2W
B．R1的阻值30Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值10Ω
D．电源电压为4V
4．（2023九上·南浔期末）如图所示一个标有“6伏3.6瓦”字样的小灯泡L和最大阻值为50欧的滑动变阻器Ｒ串联后接在电源电压U恒为6伏的电路中，设灯泡电阻不变，下列判断不正确的是（ ）
A．无论如何移动滑片P，电路中总功率不会超过2瓦
B．移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6瓦
C．当滑片P滑至某个位置时，L和Ｒ的电功率相等
D．当滑片P由A滑向B的过程中，灯泡L的电功率一直是减小的
5.（2022·浙江·九年级专题练习）如图甲所示，电源电压保持不变，m、n是滑动变阻器上两点。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中，两电压表示数随电流变化的图像如图乙所示，下列叙述正确的是（ ）
①R2的阻值为4Ω
②图乙中ab是表示电压表V1的示数随电流变化的图像
③滑片从n点滑到m点的过程中，电源消耗的最大功率是12W
④滑片在n点时，5s内电阻R消耗的电能是20J
A．①③ B．①② C．②③ D．②④
6．（2023九上·三台期末）如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率P随电阻变化关系如图乙，根据图像信息，下列判断正确的是
A．电路中最小电流是0.3A （ ）
B．定值电阻R0的阻值是10Ω
C．R0消耗的最大电功率是0.4W
D．整个电路最大功率为12.5W
7.（2022·浙江·九年级专题练习）在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1=8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的（ ）
①定值电阻R2=4Ω ②电源的电压为6V
③电压表的最大示数为3V ④滑动变阻器的最大电功率为2W
A．①③ B．②④ C．①② D．①④
8．（2023九上·海曙期末）如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω
B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω
D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
9.图甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑。请回答
（1）身高越高，电压表示数________（填“变大、变小、不变” 下同）
（2）体重越大，电路消耗的总功率________。
10．（2022·浙江杭州·一模）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至最左端的过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示，且滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）滑片P在最左端时，5分钟内电路消耗的电能；
（3）滑动变阻器的最大阻值。
11.质量为50kg的小帆同学骑电动平衡车在水平路面上行驶。已知小帆骑行时受到的阻力为人与车总重的0.02倍，该电动平衡车的部分参数如下表。当小帆骑着电动平衡车时，求：
（1）匀速行驶时，电动平衡车所受的牵引力；
（2）电动平衡车对路面的压强；
（3）锂电池充满电后储存的电能；若以最大速度行驶，电动平衡车能行驶的最长时间。
最大速度 5m/s
单轮胎触地面积 25cm2
轮胎个数 2
车身自重 10kg
锂电池容量 10A·h
充电电压 10V
12.（2021·浙江杭州·二模）随着科技进步，智能扫地机器人功能越来越强大，不仅能实现洗拖一体化，还能自动躲避障碍物和规划清扫区域。扫地机器人“小黑”铭牌上的部分参数如表。
项目 指标参数
工作电压 20V
电池容量 2500mAh
清扫功率 25W
（1）“小黑”在清扫时，主要将电能转化为___________能。
（2）“小黑”清扫过程中的工作电流___________。
（3）“2500mAh”是指工作电压下，以2500mA的电流，电池能持续供电1小时。请求出充满电时电池储存的能量___________。
13.（2021·浙江金华·九年级期中）双轮电动平衡车是利用动态平衡原理控制前进及后退的高科技智能产品，因其体积小、操控新颖方便等优点深受年轻人的喜爱，下表是某双轮电动平衡车的部分技术参数。
车身自重 额定工作电压 锂电池容量 标准充电电压 标准充电电流 最高速度 最大续航里程
20kg 60V 10Ah 42V 2A 20km/h 36km
注：锂电池容量10Ah表示若以1A的电流工作，可以工作10h。
（1）小科按技术参数要求给平衡车充电，则充电的功率为多少
（2）某次充电时，平衡车还剩下30%的电量，若按标准电压充电，需要多少时间才能将电充满
（3）若该电动车充电一次所存储的电能（假设充电时没有能量损失），由燃烧汽油释放的内能来提供，则至少需要燃烧多少克的汽油（汽油的热值为4.6107J/Kg） （结果保留一位小数）
14.（2021·浙江台州·九年级期中）小明在学了电学知识后，对家里的电瓶车进行了研究，图甲是该电瓶车铭牌的部分参数。然后他进行了测试，获得如图乙、丙所示的速度随时间变化的关系图像和牵引力随时间变化的关系图像。（不考虑空气阻力）
（1）在1～2 s时电瓶车受到的摩擦力为___________N。
（2）在7～12 s时电瓶车功率为___________W。
（3）假设电动车一直做匀速直线运动，假设电能全部转化为机械能，若消耗电池容量的50﹪，理论上能行驶多少千米？( )
15.（2022·浙江衢州·二模）图甲是某品牌的“无油空气炸锅”，内部电路图如图乙所示，电风扇M（220V，50W）能使空气循环流动，电阻R（44Ω）为电热管。工作时，当炸锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热；当炸锅内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，整个过程中电风扇始终处于工作状态。
（1）空气炸锅的温控开关所在位置是___________（选填“S1”或 “S2”）；
（2）小红使用空气炸锅烤玉米，将定时开关设置为12分钟，电热管正常循环工作图像如图丙，计算12分钟内空气炸锅消耗的电能；( )
（3）空气炸锅因为低热量、低油脂、更健康而受到人们的青睐。下列疾病中可能由高油脂引起的是___________。
A．艾滋病 B．贫血 C．冠心病 D．白化病
16.（2021·浙江师范大学婺州外国语学校九年级期中）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？
17．近年来新能源汽车越来越受到人们的青睐。某新能源汽车部分参数如表所示。
项目 参数
充电电压 220伏
快充电流 200安
慢充电流 50安
整车质量 1200千克
轮与地面的总接触面积 0.1米2
（1）车上坐有司机和乘客的总质量为200千克，该新能源汽车静止停在路面时对路面产生的压强是多少帕___________？
（2）快充时电能转化为化学能，计算半小时消耗的电能为多少___________？
（3）已知匀速行驶时汽车所受阻力与速度的平方成正比（即f=kv2）。当汽车分别以120千米/小时和60千米/小时的速度在水平路面上匀速行驶时，汽车牵引力在以上两种车速下的功率之比为___________。
18．（2022·浙江金华·九年级期末）小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温挡功率数值模糊不清。其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
xx牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温挡
低温挡 440W
电源频率 50Hz
（1）当S1、S2均闭合时，电烤箱处于___________（填“高温”或“低温”）挡工作状态；
（2）当电烤箱在低温挡正常工作时的电流是多少__________？
（3）为了测出高温挡工作时的功率，小科先断开其它家用电器，并将电烤箱调到高温挡接入220V的家庭电路中，发现他们家的电子式电能表（3000imp/(kW·h)）在2min内指示灯恰好闪了120次，请你帮助他计算电烤箱高温挡时的电功率。__________ [“3000imp/(kW·h)”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次]
19.（2021·南湖模拟）电压力锅结合了压力锅和电饭锅优点，解决了压力锅的安全问题，如图是某品牌的电压力锅和它的简化电路图，R1为工作时的加热电热丝，额定功率为800W；R2为保温保压电热丝，且R2=4R1，使用时同时闭合开关S1、S2，S1为压力开关，当压强达到设定值时S1会自动断开，排气阀开始排气；S2为限时开关，可以设定保温保压时间。
（1）电压力锅工作时，把电能转化为________能；
（2）加热功率为额定功率800W时，电阻丝R的阻值为多少欧姆
（3）用电压力锅煮骨头汤时食物更容易煮透。假设某次要煮水和骨头共计4千克，水的初温20℃，不计热损失，加热到最高温度120℃时，至少需要多少时间 (C水=4.2×103J/（kg℃），设骨头的比热容与水相同)
20.（2021·浙江·九年级专题练习）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______；______？
21.（2020·桐乡模拟）实行垃圾分类以来，我市各小区常会见到如图甲所示的电瓶垃圾车对垃圾进行分类清运。若将垃圾桶看成近似的长方体，底部是边长a为60cm的正方形，桶高b为100cm。某垃圾桶及垃圾总质量为50Kg，且均匀分布。电瓶垃圾车的金属杆与其他附属结构质量忽略，3秒钟内垃圾桶可被金属杆绕O点从竖直匀速拉至水平。垃圾桶水平时，O点到金属杆的距离为20cm，如图乙所示。试分析回答：
（1）图乙中金属杆与垃圾桶构成了________杠杆。
（2）图乙位置时，金属杆对垃圾桶(含垃圾)的拉力是多少 (g取10N/Kg)
（3）某电瓶垃圾车的电瓶组电压为48V、最大电流为20A，输出效率(输出功率占电源总功率的比值)为80%。试分析该电瓶垃圾车能否正常工作
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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