2024中考冲刺之电学计算专题突破（含答案）

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2024中考冲刺之电学计算专题突破
1． 为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。
（1）机器人从某块垃圾上取样检测时，检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。
（2）检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少
（3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程机器人至少对垃圾做了多少功
2． 家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率。某同学在家中做了如下实验：他首先查看自己家的电能表，表上标有“3600R/kW h”字样：随后他关闭了家中所有用电器，只让一个标有“220V、1210W”的电水壶盛满水持续工作，与此同时，观察到电能表转盘1分钟转过60圈。假设电水壶的电阻保持不变，求：
（1）电水壶的电阻；
（2）电水壶正常工作0.1h所消耗的电能；
（3）根据电表的转动数据计算此时电水壶工作时的实际电功率；
（4）该同学家的实际电压。
3．（2023 沙坪坝区模拟）如图甲、乙所示是某调温型电烤箱及其简化电路图，它的额定工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为81Ω，低温挡电烤箱的电功率为400W。
（1）发热电阻R1的阻值是多少；
（2）高温挡的电功率是多少；
（3）小关发现傍晚用电高峰时，电烤箱加热时间比平时要长，她猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是她想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，她关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在2分钟内电能表的转盘转了100转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑阻值随温度的变化）
4． 小科对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如表。其内部基本电路原理如图甲，其中R1、R2均为加热电阻，R2阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图乙[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
电源 220V
容积 1.5L
高温挡功率 500W
低温挡功率 100W
预约功率 10W
（1）预约过程中消耗的电能是多少kW h？
（2）R1的阻值是多少Ω？
（3）若此电中药壶的高温挡加热效率为84%，将1.5L水从20℃加热至100℃，需要多长时间？
5． 现有规格分别为“6V 3W”和“6V 6W”两个小灯泡L1、L2，已知它们的电流与电压间关系如图所示。
（1）由图可知，L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为多少焦？
（3）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是多少？
6． （2023忠县模拟）如图1所示的电路中，电源电压为12V，R1标有“30Ω 1A”字样，电流表的接的0-0.6A的量程，灯泡L标有“8V”，通过灯泡的电流随它两端的电压变化的规律如图2所示．
（1）灯泡的额定功率是多少？
（2）只闭合S1，电流表示数为0.2A时，R2的电阻值为多少欧？
（3）S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器的最大功率是多少瓦？
7． （2023环翠区一模）某家用速热式电热水器的铭牌标明，加热功率4400W，保温功率100W，水箱容积25L；其内部结构如图所示，R1、R2是水箱中加热盘内的电热丝，水箱放满水后闭合开关S1开始加热，当水温升高到40℃时，温控开关S2自动切换到保温状态。
（1）R1的阻值是多少？
（2）如果热水器每天平均保温20h，则这台电热水器正常工作时每天因保温要消耗的电能是多少？
（3）当电热水器正常工作时，加热110s，可使一整箱水温度由20℃上升到24℃，则该电热水器的效率是多少？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），不考虑温度对电阻的影响]
8． （2023 灌南县模拟）电水壶是大家非常喜欢的电器，如图甲所示，它有加热、保温等功能，接在220V的家庭电路中使用，图乙是电水壶的工作原理电路图，S是一个温控开关，R1为电加热丝，阻值为88Ω，当处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置，电水壶处于保温状态，且保温时加热丝的功率为88W；不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值，A、B是两种不同颜色的指示灯，红灯亮表示加热状态，绿灯亮表示保温状态，求：
（1）请标明指示灯的颜色：A为 　 　色灯，B为 　 　色灯；
（2）该电水壶的加热功率；
（3）电阻R2的阻值及电水壶处于保温状态时R2在10s内产生的热量。
9． （2023仙桃模拟）如图甲是定值电阻R0和标有“6V 6W”灯泡L的信息图像。将它们接入图乙所示的电路，其中电源电压不变，滑动变阻器R最大阻值为8Ω，当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时灯泡L的实际功率为1W。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）电源电压；
（3）当只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率。
10．（2023重庆月考）如图为某型号电汤锅电路原理图，虚线框内的R、R2为两个加热电阻，在电路中可以实现加热和保温功能。用电器加热电阻R的额定电压为220V。加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时红色指示灯亮，当达到一定温度时，温控开关S自动跳接到c，使用电器处于保温状态，此时绿色指示灯亮（绿灯电阻不计）；加热电阻R在加热状态和保温状态时的功率之比为9：1。红灯标有“12V，3W”的字样，用电器工作时两灯均正常发光。求：
（1）红灯正常发光时的电阻R红；
（2）电阻R1的阻值；
（3）当用汤锅处于加热状态时，将4L水温度升高50℃用时14min，设此过程中加热电阻产生的热量全部被水吸收。求加热电阻R的额定加热功率和加热电阻R2的阻值。（已知：c水＝4.2×103J/（kg ℃），ρ水＝1.0×103kg/m3）
11．（2023海伦市一模）如图所示，电源电压保持不变，灯泡上标有“12V 6W”，定值电阻R1＝60Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”，电压表的量程选用“0～3V”。断开S2、闭合S和S1，滑片P移到B端，灯泡刚好正常发光。求：
（1）将滑片P移到B端，三个开关都闭合，2min内电路消耗的电能是多少？
（2）在电路元件安全前提下，调节滑片P的过程中，当　 　时，电路消耗的功率最小，并求出此时的最小功率是多少？
12．（2023越秀区二模）超导限流器是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，内部电路如图甲中虚线框内所示。限流电阻R2＝12Ω，灯泡L上标有“6V3W”字样。如图乙所示，当经过超导元件的电流满足0≤I＜0.6A时，超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如AB段所示，当电流满足I≥0.6A时，超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如CD段所示。求：
（1）灯泡L正常发光时的电流为 　 　A；
（2）电源电压为6V时，分析：小灯泡是否能够正常发光。
（3）当灯泡发生短路时，若电源电压仍为6V，求电流表的示数．
13．（2023鲤城区）如图甲所示电路，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样，变阻器R1上标有“10Ω 1A”字样，移动滑片调到灯正常发光，电压表示数为2V，求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）此时电路的总功率；
（3）用另一个定值电阻R2替换小灯泡，并更换电源，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙所示（可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变），当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘处。求定值电阻R2的可能值是多少。
14．（2023余姚市）LED灯因其节能稳定、寿命长等优势被广泛应用于各个领域。LED灯对于过载电流的耐受性较差，所以一般采用不高于其额定电流的恒流电源。某科学兴趣小组制作了一款亮度可调节的LED灯，已知该装置内部电路由一滑动变阻器和一LED灯连接而成
（1）小科欲探究其内部结构，给装置通以1A的恒定电流，当向右移动滑片时灯泡变亮。以下是小科绘制的四幅装置内部电路图，其中正确的是 　 　。（填字母代号）
（2）在老师的指导下，小科将电压表并联在滑动变阻器两端，继续在1A的恒流电源下探究滑片移动距离与电压表示数的关系，绘制出图2（定左端为0cm刻度，测得可移动长度12cm，即为滑动变阻器总长度）。
①根据图2中数据，计算滑动变阻器最大阻值R1及LED灯阻值R2。（LED灯阻值不随温度改变）
②给上述装置通以1A的恒定电流，让LED灯在最大功率下工作10分钟，求LED灯消耗的电能W。（假设电路连接正常）
15．小科家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中电能表[3000r/（kW h）]．如图所示。电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为“220V 2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110r，用时120s。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了270s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求：
（1）电水壶和电水龙头的电阻；
（2）导线的电阻；
（3）在洗漱时，导线上产生的热量。
2024中考冲刺之电学计算专题突破（参考答案）
1． 【答案】（1） I=IR R1= =15Ω R垃圾=R总- R=15Ω-10Ω=5Ω
所以该垃圾属于金属垃圾，故应放于金属类垃圾桶内
（2）0.015J （3）0.7J
【解析】【答案】（1）解： I=IR R1= =15Ω R垃圾=R总- R=15Ω-10Ω=5Ω
查表可知，该垃圾属于金属垃圾，故应放于金属类垃圾桶内
答：应投入金属类垃圾桶。
（2）解：W=UIt=1.5V×0.1A×0.1s=0.015J
答：检测电路消耗的电能为0.015J
（3）解：W=Fs=Gh=1N×0.7m=0.7J
答：机器人至少对垃圾做了0.7J的功。
【知识点】欧姆定律及其应用；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据 计算出此时的总电阻，再根据 R垃圾=R总- R 计算出垃圾的电阻，最后根据阻值确定对应的垃圾桶。
（2）根据公式W=UIt计算检测电路消耗的电能；
（3）根据W=Gh计算对垃圾做的功。
2． 【答案】（1）40Ω；（2）4.356×105J；（3）1000W；（4）200V。
【解析】【考点】电能表；电功率的计算．
【解答】解：（1）由P额＝得电水壶的电阻：R＝＝＝40Ω；
（2）电水壶正常工作0.1h所消耗的电能：W＝P额t＝1210W×0.1×3600s＝4.356×105J；
（3）t′＝1min＝60s，t时间内电水壶消耗的电能：W′＝kW h＝kW h＝6×104J，
电水壶的实际电功率：P实＝＝＝1000W；
（4）由P＝，即 U＝，得：该同学家的实际电压：U实＝＝＝200V。
答：（1）电水壶的电阻是40Ω；
（2）电水壶正常工作0.1h所消耗的电能是4.356×105J；
（3）电水壶工作时的实际电功率是1000W；
（4）该同学家的实际电压是200V。
3． 【答案】（1）发热电阻R1的阻值是40Ω；
（2）高温挡的电功率是1210W；
（3）用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
【解析】【考点】电功率的计算；电能表参数的理解与电能的求法．
【分析】（1）当只闭合S1时，R1、R2串联，电路中总电阻最大，由P＝可知，电路的功率最小，电烤箱处于低温挡；由P＝可求R1、R2串联后的总电阻，根据串联电路的特点求发热电阻R1的阻值；
（2）当S1、S2都闭合时，电路中只有电阻R1接入电路中，此时电路中电阻较小，由P＝可知，电路的功率较大，电烤箱处于高温挡；利用P＝求高温挡的电功率；
（3）“3000r/（kW h）”表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000r，据此可求电能表转盘转50转时，电烤箱消耗的电能，再利用P＝求电烤箱的实际功率，知道高温挡电阻，利用P＝求实际电压。
【解答】解：
（1）当只闭合S1时，R1、R2串联，电路中总电阻最大，由P＝可知，电路的功率最小，电烤箱处于低温挡。由P＝可得，电路中的总电阻：R串＝＝＝121Ω，
发热电阻R1的阻值：
R1＝R串﹣R2＝121Ω﹣81Ω＝40Ω；
（2）当S1、S2都闭合时，电路中只有电阻R1接入电路中，此时电路中电阻较小，由P＝可知，电路的功率较大，电烤箱处于高温挡；
则高温挡的电功率：
P高温＝＝＝1210W；
（3）“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，
电能表转盘转100转时，高温挡时电烤箱消耗的电能：
W＝kW h＝×3.6×106J＝1.2×105J，
t＝2min＝120s，
电烤箱的实际功率：
P＝＝＝1000W，
高温挡时电阻R1＝40Ω，由P＝得实际电压：
U实＝＝＝200V。
答：（1）发热电阻R1的阻值是40Ω；
（2）高温挡的电功率是1210W；
（3）用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
4． 【答案】（1）0.08kW h （2）121Ω （3）1200s
【解析】【解析】解：（1）由图乙可知，预约过程中所用的时间：t＝8h，由表格数据可知，预约消耗的电功率：P预约＝10W＝0.01kW；预约过程中消耗的电能：W1＝P预约t＝0.01kW×8h＝0.08kW h
（2）由图乙可知，当开关S、S1闭合时，R1与R2并联，电路总电阻较小，由P＝UI＝U ＝可知总功率较大，为高温状态，P高＝500W；当开关S闭合、S1断开时，电路只有R2工作，总电阻较大，由P＝UI＝U ＝可知总功率较小，为低温状态，P低＝100W；R1的功率为P1＝P高﹣P低＝500W﹣100W＝400W，由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝121Ω；
（3）水的体积：V＝1.5L＝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℃﹣20℃）＝5.04×105J；由η＝可知，消耗的电能：W电＝＝＝6×105J；由P＝可知，需要的时间：t＝＝＝1200s。
答：（1）预约过程中消耗的电能是0.08kW h；
（2）R1的阻值是121Ω；
（3）需要的时间为1200s。
5． 【答案】答：（1）由图可知，L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而增大；
（2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为2700J；
（3）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是4W。
【解析】【分析】（1）对L1来说，由图知当电压为1V时电流大小，由欧姆定律得出电阻大小，当电压为6V时右知对应的电流，同理得出灯的电阻，同理，L2灯丝电阻也能得出相同的结论；
（2）根据并联电路电压的规律知两灯的电压，由图知通过两灯的电流，根据并联电路电流的规律得出干路电流；根据W＝UIt求出通电5分钟两灯泡消耗的总电能为；
（3）由P＝UI，可知灯L1的额定电流，同理可知灯L2的额定电流，根据串联电路电流的规律确定电路的最大电流，根据P＝UI求出灯L2的实际功率，从而得出L1、L2消耗的实际总功率最大值。
【解答】解：（1）对L1来说，由图知，当电压为4V时，电流约为0.4A，由欧姆定律，
R11＝＝＝10Ω；当电压为6V时，电流为0.5A，同理，R12＝12Ω；故L1灯丝电阻都随电流的增大而
增大，
同理，可得出L2灯丝电阻都随电流的增大而增大；
（2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，根据并联电路电压的规律，两灯的电压为6V，通过两灯的电流分别为0.5A和1A，根据并联电路电流的规律，干路电流为：
I＝I1+I2＝0.5A+1A＝1.5A，
通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为：
W＝UIt＝6V×1.5A×5×60s＝2700J；
（3）由P＝UI，灯L1的额定电流为：
IL1＝＝＝0.5A，同理，灯L2的额定电流为1A，根据串联电路电流的规律，电路的最大电流为
0.5A，灯L1的实际功率为3W，
由图知，灯L2的电压为2V，故其实际功率为：
P2＝U2IL1＝2V×0.5A＝1W
L1、L2消耗的实际总功率最大值是：
P＝P1+P2＝3W+1W＝4W。
答：（1）由图可知，L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而增大；
（2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为2700J；
（3）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是4W。
【点评】本题考查欧姆定律、电功率公式的运用及串联电路的规律，关键是从图中获取有效的信息。
6． 【答案】（1）灯泡的额定功率是3.2W；
（2）R2的电阻值为50Ω；
（3）滑动变阻器的最大功率是4.32W。
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】（1）由图象得UL＝8V时，IL＝0.4A，根据P＝UI可求得灯泡的额定功率；
（2）只闭合S1，灯泡与R2串联，电流表示数为0.2A，串联电路中电流处处相等，根据图2可知此时灯泡两端电压，然后可求R2两端电压，利用I＝变形可求得R2的电阻值；
（3）S、S1、S2都闭合时，灯泡被短路，R1与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，最大值为0.6A，根据欧姆定律求出定值电阻R2中的电流，根据并联电路的电流特点求出滑动变阻器的最大电流，利用P＝UI求出滑动变阻器的最大功率。
【解答】解：（1）已知灯泡L标有“8V”，则灯泡的额定电压为8V，
由图象得UL＝8V时，IL＝0.4A，灯泡的额定功率P＝ULIL＝8V×0.4A＝3.2W；
（2）只闭合S1，灯泡与R2串联，电流表示数为0.2A，串联电路中电流处处相等，即I＝0.2A，
由图2可知，当电流为0.2A时，灯泡两端电压UL′＝2V，则R2两端电压U2＝U﹣UL′＝12V﹣2V＝10V，
由欧姆定律可得，R2的电阻值：
R2＝＝＝50Ω；
（3）当S、S1、S2都闭合时，灯泡被短路，R2与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，
R2中的电流：I2＝＝＝0.24A，
电流表的最大值为0.6A，所以滑动变阻器中的最大电流：I1大＝I大﹣I2＝0.6A﹣0.24A＝0.36A，
滑动变阻器的最大功率：
P＝UI1大＝12V×0.36A＝4.32W。
答：（1）灯泡的额定功率是3.2W；
（2）R2的电阻值为50Ω；
（3）滑动变阻器的最大功率是4.32W。
7． 【答案】（1）R1的阻值为473Ω；
（2）热水器每天保温20h，热水器消耗的电能为7.2×106J；
（3）电热水器的效率约为86.8%。
【解析】【解答】（1）由P＝知，当开关S2接a时，热水器出于保温挡，则电路的总功率为Ra＝R1+R2＝＝＝484Ω，当开关S2接b时，热水器出于加热挡，则电路的总功率为Rb＝R2＝＝＝11Ω，所以，R1的阻值为：R1＝Ra﹣Rb＝484Ω﹣11Ω＝473Ω；
（2）热水器每天保温20h，热水器消耗的电能为：W＝P保温t＝100W×20×60×60s＝7.2×106J；
（3）水箱容积为25L，由密度公式得，水箱装满水时，水的质量为：m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×25×10﹣3m3＝25kg，一整箱水温度由20℃上升到24℃时，水吸收的热量为：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×25kg×（24℃﹣20℃）＝4.2×105J，热水器加热用时110s，则热水器消耗的电能为W′＝P加热t′＝4400W×110s＝4.84×105J，‘’该电热水器的效率为：η＝＝≈86.8%。
答：（1）R1的阻值为473Ω；
（2）热水器每天保温20h，热水器消耗的电能为7.2×106J；
（3）电热水器的效率约为86.8%。
8． 【答案】（1）红；绿；
（2）该电水壶的加热功率为550W；
（3）电阻R2的阻值为462Ω，电水壶处于保温状态时R2在10s内产生的热量为739.2J。
【解析】【考点】电功率的计算；焦耳定律的计算公式及其应用．
【分析】（1）串联电路中的总电阻大于任一用电器的电阻，分析开关S接左、右不同情况时的电路连接，利用P＝分析功率大小，即可知道电水壶的工作状态，进而可知A、B是什么颜色灯；
（2）利用P＝可求出电水壶加热状态时的功率；
（3）已知保温状态时的功率和电源电压，利用P＝可求出在保温状态时电路的总电阻，已知R1的阻值，进而可求出R2的阻值；再利用欧姆定律求出保温状态时电路中的电流，最后根据Q＝I2R2t求出保温状态时R2在10s内产生的热量。
【解答】解：（1）当开关S接左侧时，电路中只有R1和A灯串联；当开关S接右侧时，R1、R2和B灯串联，由串联电路电阻特点可知此时总电阻最大，由P＝可知此时电路功率最小，即保温状态，因此B灯是绿灯；则开关接左侧时，电路为加热状态，A灯为红灯；
（2）该电水壶的加热功率为：P加热＝＝＝550W；
（3）已知保温状态时的功率P保温＝88W，
由P＝可知在保温状态时电路的总电阻为：R＝＝＝550Ω，
则电阻R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝550Ω﹣88Ω＝462Ω；
保温状态时电路中的电流为：I＝＝＝0.4A，
则保温状态时R2在10s内产生的热量为：Q＝I2R2t＝（0.4A）2×462Ω×10s＝739.2J。
答：（1）红；绿；
（2）该电水壶的加热功率为550W；
（3）电阻R2的阻值为462Ω，电水壶处于保温状态时R2在10s内产生的热量为739.2J。
9． 【答案】（1）灯泡正常发光时的电阻为6Ω；
（2）电源电压为6V；
（3）当只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率为2W。
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】（1）根据P＝得灯泡正常发光时的电阻；
（2）当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L与R最大值串联，
灯泡L的实际功率为1W，根据P＝UI，结由图甲可得灯泡两端的电压合通过灯泡的电流；因串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压；因串联电路中总电压等于各分电压之和，据此得出电源的电压；
（3）当S、S2闭合时，R0与R串联，滑片移到最右端时，电路的总电阻最大，电源电压不变，根据P＝可知电路的总功率最小。
由图甲可知，U0＝2V时，通过的电流I0＝0.2A，根据欧姆定律得出R0的阻值，根据电阻串联的特点得出电路的最大电阻，根据P＝得出电路的最小功率。
【解答】解：
（1）根据P＝得灯泡正常发光时的电阻为RL＝＝＝6Ω；
（2）当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L与R最大值串联，
灯泡L的实际功率为1W，由图甲可得，灯泡两端的电压UL＝2V，通过的电流IL＝0.5A时符合，因串联电路中各处的电流相等，所以，滑动变阻器两端的电压UR＝IRR＝ILR＝0.5A×8Ω＝4V；
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＝UL+UR＝2V+4V＝6V；
（3）当S、S2闭合时，R0与R串联，滑片移到最右端时，电路的总电阻最大，
电路的总功率最小。
由图甲可知，U0＝2V时，通过的电流I0＝0.2A，由得R0的阻值R0＝＝＝10Ω；
电路的最大电阻为：R总＝R0+R＝10Ω+8Ω＝18Ω，则电路的最小功率为Pmin＝＝＝2W。
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为6Ω；
（2）电源电压为6V；
（3）当只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率为2W。
10．【答案】（1）红灯正常发光时的电阻R红为48Ω；
（2）电阻R1的阻值为832Ω；
（3）加热电阻R的额定加热功率为1000W，加热电阻R2的阻值为96.8Ω。
【解析】【解答】（1）根据P＝知，红灯正常发光时的电阻为：R红＝＝＝48Ω；
（2）加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时外围电路中电阻R1和红灯串联，红色指示灯亮，且正常发光，根据P＝UI知，通过红灯的电流：I＝＝＝0.25A；
根据串联电路电压的规律可得，电阻R1两端的电压：U1＝U﹣UL红＝220V﹣12V＝208V，
因为串联电路电流处处相等知：I1＝I＝0.25A，电阻R1的阻值：R1＝＝＝832Ω；
（3）根据ρ＝知，4L水的质量为：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3＝4kg，
水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×50℃＝8.4×105J，
因为加热电阻产生的热量全部被水吸收，所以加热时消耗的电能W＝Q吸＝8.4×105J，
加热功率（即加热电阻R的额定功率）：P加热＝＝＝1000W，
根据P＝知，加热电阻R的阻值：R＝＝＝48.4Ω；
因为加热电阻R在加热状态和保温状态时的功率之比为9：1，所以保温时R的电功率为PR保温＝W，
温控开关S跳接到c时，用电器处于保温状态，此时R与R2串联（绿灯电阻不计），
根据P＝I2R得，保温时电路的电流为：I保温＝＝＝A，
保温时R与R2的总电阻为：R总＝＝＝145.2Ω，
则加热电阻R2的阻值为：R2＝R总﹣R＝145.2Ω﹣48.4Ω＝96.8Ω。
答：（1）红灯正常发光时的电阻R红为48Ω；
（2）电阻R1的阻值为832Ω；
（3）加热电阻R的额定加热功率为1000W，加热电阻R2的阻值为96.8Ω。
11．【答案】（1）将滑片P移到B端，三个开关都闭合，2min内电路消耗的电能是1008J；
（2）断开S1，闭合S和S2，在安全前提下，调节滑片P的过程中，电路消耗的最小功率是1.8W。
【解析】【考点】电功率的计算；电功与电能的计算．
【分析】（1）断开S2，闭合S和S1，滑片P移到B端，电路为灯泡的简单电路，灯泡刚好正常发光，可得电源电压等于小灯泡的额定电压；将滑片P移到B端，三个开关都闭合，灯泡L和R1并联，根据W＝Pt和W＝t可求2min内电路消耗的电能；
（2）根据欧姆定律计算灯泡的电阻，比较灯泡电阻与定值电阻阻值的大小，根据串联电路电阻规律可知断开S1，闭合S和S2时，R1与滑动变阻器R2串联时电路的电阻最大，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，根据P＝UI可知此时的电功率最小；
电压表测滑动变阻器两端的电压，当电压表示数最大为3V时，滑动变阻器接入电阻值最大，电路中的电流最小，电路中的功率最小；根据电压表的量程和欧姆定律确定电路的最小电流，并根据P＝UI求出电路消耗功率的最小值。
【解答】解：（1）断开S2，闭合S和S1，滑片P移到B端，电路为灯泡的简单电路，因灯泡刚好正常发光，所以可知电源电压等于小灯泡的额定电压，即U＝UL＝12V；
将滑片P移到B端，三个开关都闭合，灯泡L和R1并联，
因并联电路中各支路两端的电压等于电源电压，所以此时灯泡仍然正常发光，即PL＝6W，
则1min内电路消耗的电能：W＝WL+W1＝PLt+t＝6W×2×60s+×2×60s＝720J+288J＝1008J；
（2）灯泡的电阻：RL＝＝＝24Ω＜60Ω，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，断开S2，闭合S和S1，灯泡与滑动变阻器R2串联，断开S1，闭合S和S2，R1与滑动变阻器R2串联，此时电路电阻最大，由欧姆定律可知通过电路的电流最小，由P＝UI可知电路电功率最小，
电压表测变阻器两端的电压，电压表的量程选用“0～3V”，当电压表示数最大为3V时，由串联分压规律可知，滑动变阻器接入电阻值最大，
因串联电路电流处处相等，所以根据欧姆定律可得：＝，即＝，
解得变阻器接入电路的最大阻值：R2＝20Ω；
则电路中的最小电流：Imin＝=12V/(60Ω+20Ω)=0.15A，
所以电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝12V×0.15A＝1.8W。
答：（1）将滑片P移到B端，三个开关都闭合，2min内电路消耗的电能是1008J；
（2）断开S1，闭合S和S2，在安全前提下，调节滑片P的过程中，电路消耗的最小功率是1.8W。
12．【答案】答：（1）0.5；
（2）电源电压为6V时，小灯泡能够正常发光；
（3）当灯泡发生短路时，若电源电压仍为6V，电流表的示数为1.1A。
【解析】【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】（1）已知灯泡L上标有“6V 3W”字样，根据P＝UI求出灯泡L正常发光时的电流；
（2）利用灯泡L正常发光时的电流与超导元件的电阻比较即可判断灯泡是否能够正常发光；
（3）当灯泡发生短路时，电路中电流会大于0.6A，由图乙可知，超导元件的电阻R1为10Ω，然后根据电路的连接方式，利用并联电路的特点和欧姆定律求出电流表的示数。
【解答】解：（1）已知灯泡L上标有“6V 3W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），
根据P＝UI可知灯泡的额定电流：I额＝＝＝0.5A；
（2）若电源电压为6V时，灯泡L正常发光时的电流为0.5A＜0.6A；
由图乙可知，此时超导元件的电阻R1为0，所以灯泡L正常发光；
（3）当灯泡发生短路时，由于电路中电流会大于0.6A，由图乙可知，则此时超导元件的电阻R1为10Ω，电路为R1与R2并联，电流表测量干路电流，
则根据欧姆定律和并联电路的特点可得，电流表示数为：
I＝I1+I2＝+＝+＝1.1A。
答：（1）0.5；
（2）电源电压为6V时，小灯泡能够正常发光；
（3）当灯泡发生短路时，若电源电压仍为6V，电流表的示数为1.1A。
【点评】本题考查电功率的计算问题，有一定综合性。
13．【答案】（1）灯泡正常发光时的电阻为5Ω；
（2）此时电路的总功率为2.25W；
（3）定值电阻R2的可能值是4Ω和6Ω。
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】由图可知，该电路为灯泡和R1的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压；
（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，利用P＝可求出灯泡正常发光时的电阻；
（2）利用P＝UI可求出灯泡正常发光时的电流，即此时电路中的电流，已知此时电压表的示数，即R1两端的电压，串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和，据此可求出电源电压，再根据P＝UI可求出此时电路总功率；
（3）根据滑动变阻器允许通过的最大电流确定电流表的量程，根据电流表的分度值读出电路中电流；根据电压表的量程和分度值读出可能的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后确定电压表的示数和量程；分别讨论电流表和电压表达到满量程时示数的变化量以及对应另一个电表示数的变化量，根据串联电路的分压特点可知R2两端电压示数的变化量和电压表示数的变化量相等，根据欧姆定律求出定值电阻R2的阻值。
【解答】解：由图可知，该电路为灯泡和R1的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压；
（1）由P＝可知灯泡正常发光时的电阻为：RL＝＝＝5Ω；
（2）此时灯泡正常发光，由P＝UI可知灯泡正常发光时的电流为：IL＝＝＝0.5A，即电路中的电流为I＝IL＝0.5A；
已知此时电压表的示数为2V，即R1两端的电压为U1＝2V，
由串联电路的电压特点可知电源电压为：U＝U1+UL＝2V+2.5V＝4.5V，
此时电路总功率为：P＝UI＝4.5V×0.5A＝2.25W；
（3）由题知滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，滑动变阻器的最大阻值为10Ω；
所以由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，此时电路中的电流I1＝0.5A，
若电压表的量程为0～15V，其示数为12V；若电压表的量程为0～3V，其示数为2.4V；
则滑动变阻器接入电路中的电阻：
R1′＝＝＝24Ω＞10Ω（不符合题意），R1′＝＝＝4.8Ω＜10Ω（符合题意），所以电压表的量程为0～3V，示数为2.4V；
①设电流表达到满量程，则电流表示数增大了：ΔI＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
电压表示数减小了：ΔU＝2.4V﹣×3V＝0.4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以R2两端电压示数的变化量和电压表示数的变化量相等，
则定值电阻的阻值R2的阻值为：R2＝＝＝4Ω；
②设电压表达到满量程，则电压表示数增大了：ΔU′＝3V﹣2.4V＝0.6V，
电流表示数减小了：ΔI′＝0.5A﹣×0.6A＝0.1A，
则定值电阻R2的阻值为：R2＝＝＝6Ω；则定值电阻R2的可能值是4Ω和6Ω。
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为5Ω；
（2）此时电路的总功率为2.25W；
（3）定值电阻R2的可能值是4Ω和6Ω。
14．【答案】（1）A （2）①R1＝12Ω；R2＝12Ω； ②1800J
【解析】【考点】电功与电能；欧姆定律．
【解答】解：（1）当向右移动滑片时灯泡变亮，说明通过灯泡的电流变大；若灯泡与滑动变阻器串联，给装置通以1A的恒定电流，则通过灯泡的电流不变，则灯泡亮度不变，故CD不符合题意；若灯泡与滑动变阻器并联，给装置通以1A的恒定电流，即干路电流不变，要使通过灯泡的电流变大，根据并联电路中电流的规律，则通过滑动变阻器的电流应变小，滑动变阻器接入电路的电阻应变大，而电路图A中，当向右移动滑片时，电阻变大，所以A符合题意，故选A；
（2）①当滑片移动距离为12cm时，滑动变阻器的阻值最大，由图2知，此时，滑动变阻器两端的电压U＝6V，根据欧姆定律以及并联电路的电流规律得：+＝1A，即+＝1A.....①；当滑片移动距离为6cm时，滑动变阻器的接入电路的阻值为R1，由图2知，此时，滑动变阻器两端的电压U′＝4V，根据欧姆定律以及并联电路的电流规律得：+＝1A，即+＝1A.....②；由①②两式联立，解得R1＝12Ω；R2＝12Ω；
②给上述装置通以1A的恒定电流，当LED灯两端电压最大为6V时，灯的功率最大，最大功率PL＝＝＝3W。W=Pt=3w×10×60s=1800J
故答案为：（1）A （2）①R1＝12Ω；R2＝12Ω； ②1800J
15．【答案】（1）电水壶和电水龙头的电阻分别为40Ω和20Ω （2）4Ω （3）90750J
【解析】【解析】（1）电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为“220V 2420W”，
电水壶的电阻为：；
电水龙头的电阻为：；
答： 电水壶和电水龙头的电阻分别为40Ω和20Ω；
（2）当电路中单独使电电用电水壶烧水时，消耗的电能为：；
此时电路的总功率为：；
此时电水壶和导线的总电阻为：；
由于导线与电水壶串联接入电路中，则导线的电阻为：R线=R总-R壶=44Ω-40Ω=4Ω；
答：导线的电阻为4Ω；
（3）电水龙头和导线的总电阻为：R'=R线+R水龙头=20Ω+4Ω=24Ω；
此时通过导线的电流：；
则导线上产生的热量为：。
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