02电功率的计算（计算、解答、科普阅读题）（含答案）-江苏省九年级上学期期末重难点突破练习（苏科版）
文档属性
| 名称 | 02电功率的计算（计算、解答、科普阅读题）（含答案）-江苏省九年级上学期期末重难点突破练习（苏科版） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 521.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-23 17:46:51 | ||
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文档简介
02电功率的计算（计算、解答、科普阅读题）-江苏省九年级上学期期末重难点突破练习（苏科版）
一．计算题（共10小题）
1．梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小0为1kΩ的定值电阻，电源电压恒为3V，R为湿敏电阻，当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时。
（1）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。
（2）若空气湿度为50%，求电路消耗的总功率。
2．如图甲，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样1上标有“50Ω 1A”，定值电阻R2为20Ω，电流表量程为0～3A。当闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡L正常发光。
（1）求灯泡正常发光时的电阻和电源电压；
（2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，求滑动变阻器10s内消耗的电能；
（3）当开关S1、S2、S3均闭合时，求电路允许消耗的最大功率。
3．如图所示，为某电热毯的简化电路图，其中R2＝1760Ω，当开关S1、S2都闭合时，电热毯处于高温加热状态，此时的电功率为110W1时，电热毯处于保温状态，此时电路中的电流为0.1A。通过计算回答：
（1）高温加热时，电路中的电流多大？
（2）R1的电阻值多大？
（3）保温5min，R2产生了多少热量？
4．如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“10V（不考虑温度对灯丝电阻的影响），当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时，电流表的示数为1A，此时灯泡正常发光。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）滑动变阻器的最大值；
（3）当S闭合、S1断开时，移动滑片P，电路消耗的最小电功率。
5．如图甲所示，电路中电源电压不变，定值电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R最大阻值为15Ω，灯泡L的额定电压为6V1，断开S2，滑动变阻器滑片位于最右端时，灯泡L的实际功率为1.2W。求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）电源电压；
（3）只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率。
6．如图所示电路，电源电压恒为9V，灯泡标有“3V，设灯泡的电阻不变。只闭合开关S2、S3时，滑片P移至B端，电流表的示数为0.3A，闭合开关S1、S2、S3时，电流表示数为0.75A。求：
（1）滑动变阻器R1的最大阻值；
（2）若只闭合开关S1时，则电流表的示数为多大？
（3）只闭合开关S2，保证电路安全，电路的总功率变化范围。
7．如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关，将滑片P移到最右端时，R2两端的电压为5V，电流为0.1A；将滑片P移到另一位置时，R1两端的电压为6V，R2的功率为0.4W。求：
（1）滑动变阻器R2的最大阻值；
（2）电源电压。
8．如图甲所示电路，电源电压保持不变，灯泡L的额定电压为6V，当闭合S、S1时，灯泡刚好正常发光；当闭合S1时，电压表示数为4V。求：
（1）灯的额定功率；
（2）电阻R的阻值；
（3）只闭合开关S，灯泡L工作1min消耗的电能。
9．如图所示是我国自主研发的新能源汽车，正在由充电桩进行充电。该充电桩额定输出电压为500V，额定输出电流为20A。该电动汽车的电源由8000节电池组成，该电池的能量密度为0.20kW h/kg（能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值），汽车每行驶100km的耗电量为20kW h。求：
（1）充电桩的额定输出功率是多少千瓦？
（2）该汽车电池一次能够储存的最大电能？将汽车电池从完全没电充电至充满，需要多少小时？
（3）若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶100km的过程中，受到的平均阻力是360N，则该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是多大？
10．如图甲所示，R是压力传感器，其阻值随压力的变化而改变，R0为定值电阻，闭合开关S，改变R上压力大小，求：
（1）电源电压及电阻R0的阻值；
（2）当R0消耗的电功率为1.6W时，压力传感器R消耗的电功率大小。
二．解答题（共4小题）
11．额定电压为220V的某型号电加热器有高、低温两挡，内部电路由发热电阻R1、R2和开关S1组成，其中R1＝44Ω。
（1）在不拆解内部电路的情况下，小明用图甲电路对其进行测试：先闭合S，电流表的示数为1A1，电流表的示数变为5A，则R2＝ Ω；
（2）小明又增加了一个单刀双掷开关S2，利用原有元件对该电加热器的内部电路改装，改装后的电路如图乙，要使改装后的电加热器处于高温挡1和S2的状态应分别是 ，改装后高温挡的功率提升 %；将改装后的电加热器接入电路，高温挡工作10min消耗的电能为多少焦耳？
12．如图甲所示的是某品牌空气炸锅，其内部工作电路可简化为如图乙所示。它主要由电动机带动的电风扇和发热电阻R1和R2组成，其中R1＝50Ω。工作时电加热丝将空气加热，利用高温空气来代替食用油，通过高功率的风扇，通过热流使食物迅速变熟，“无油烹饪
（1）当开关S1闭合，单刀双掷开关S接 端（选填“a”或“b”）时为高温挡。若要实现低温挡，则S1 ，S接 。
（2）已知低温挡正常工作时，流过电阻R2的电流为0.88A，求R2的阻值。
（3）高温挡正常工作时，求高温加热功率。
13．某型号的电饭锅有“高温烧煮”和“焖饭保温”两挡，其测试电路如图所示。
（1）当开关S置于b触点时，此时电饭锅处于 挡。
（2）若开关S先后置于不同触点时，电路中的电流表示数分别为5A和0.1A，则该电饭锅焖饭保温挡的功率是多大？
（3）高温烧煮10分钟产生的电热是多少？R0的阻值多大？
14．阅读短文，回答问题：
电动汽车
某品牌电动汽车（如图1）车身采用大量轻而坚硬的碳纤维材料，地板位置安装有电池系统
电池系统可用能量 53kW h
电量—里程转换率 132.5W h/km
充电时间 交流慢充 6h
直流快充 0.6h
目前电动汽车主流的充电方式为智能恒功率充电，充电电压U和充电电流I的变化如图2所示。第一阶段为限流段，即为预充阶段，该过程充电电流保持不变，充电电压稳定增加，该过程充电功率保持恒定；第四阶段为恒压段，充电电流不断减小，直至充满。
（1）车身采用大量碳纤维材料，是因为碳纤维不仅 小而且硬度大。
（2）电动车需紧急出行而电量不足时，应选择 （直流/交流）充电方式。
（3）电池充电至某一阶段时，充电电压不断增加，充电电流不断减小 。
A．限流段
B．恒流段
C．恒功率段
D．恒压段
（4）电池充满电后，理论续航里程为 km。
（5）在充电恒压段，电池能量E随时间t变化的图像为 。
三．科普阅读题（共1小题）
15．阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压（V） 充电电流（A） 充电时长（min） 充电读数（kW h） 充电费用（元）
400 45 24.0 28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 ；
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 。当D为70%时，充电电流为 A；
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元。
02电功率的计算（计算、解答、科普阅读题）-江苏省九年级上学期期末重难点突破练习（苏科版）
参考答案与试题解析
一．计算题（共10小题）
1．梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小0为1kΩ的定值电阻，电源电压恒为3V，R为湿敏电阻，当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时。
（1）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。
（2）若空气湿度为50%，求电路消耗的总功率。
【答案】（1）此时的空气湿度为80%，人体感觉不舒服；
（2）电路消耗的总功率为0.003W。
【解答】解：（1）由图甲可知，闭合开关，电流表测量电路中的电流。
当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时，电路中的电流I＝3.5mA＝0.0015A，
根据欧姆定律可知此时电路的总电阻：R总＝＝＝2000Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据电阻串联的特点可知湿敏电阻的阻值：R＝R总﹣R0＝2000Ω﹣1000Ω＝1000Ω＝6kΩ，
从图乙中可知此时的空气湿度为80%，因人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%，故此时人体感觉不舒服；
（2）若空气湿度为50%，R′＝2kΩ，
电路消耗的总功率：P＝＝0.003W；
答：（1）此时的空气湿度为80%，人体感觉不舒服；
（2）电路消耗的总功率为8.003W。
2．如图甲，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样1上标有“50Ω 1A”，定值电阻R2为20Ω，电流表量程为0～3A。当闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡L正常发光。
（1）求灯泡正常发光时的电阻和电源电压；
（2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，求滑动变阻器10s内消耗的电能；
（3）当开关S1、S2、S3均闭合时，求电路允许消耗的最大功率。
【答案】（1）灯泡正常工作时的电阻为12Ω；电源电压为16V；
（2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，滑动变阻器10s内消耗的电能为52J；
（3）当开关S1、S2、S3均闭合时，电路允许消耗的最大功率为28.8W。
【解答】解：（1）由图乙知，当灯泡两端的电压为6V时，由欧姆定律可得泡L正常发光时的电阻为：
RL＝＝＝12Ω；
根据电路图可知，闭合开关S2，断开开关S6、S3时，灯泡与R2串联，电流表A测量电路电流；
因灯泡正常发光，所以电路中的电流：I＝IL＝4.5A，
由I＝可得2两端电压：U2＝IR2＝0.3A×20Ω＝10V，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U＝UL+U2＝6V+10V＝16V；
（2）当闭合开关S5，断开开关S1、S2时，灯泡与变阻器R6串联，
根据图象可知：灯泡两端的电压为3V，通过灯泡的电流为0.7A时，
根据因串联电路中各处的电流相等，则电路中电流：I′＝IL′＝0.4A，
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：
U5＝U﹣UL′＝16V﹣3V＝13V，
滑动变阻器10s内消耗的电能：
W1＝U6I′t＝13V×0.4A×10s＝52J；
（3）由电路图可知，当开关S3、S2、S3均闭合时，R6、R2并联，电流表测量干路电流；
通过R2的电流：I5＝＝＝0.8A，
由于滑动变阻器R1上标有“50Ω 1A”，所以4的最大电流：I1大＝1A时，
干路电流：I＝I6大+I2＝1A+2.8A＝1.5A＜3A，
因电流表A的量程为0～6A，所以最大＝I＝1.8A，
则电路允许消耗的最大功率：P最大＝UI最大＝16V×3.8A＝28.8W。
答：（1）灯泡正常工作时的电阻为12Ω；电源电压为16V；
（2）当闭合开关S2，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为3.2W；
（3）当开关S1、S2、S3均闭合时，电路允许消耗的最大功率为28.8W。
3．如图所示，为某电热毯的简化电路图，其中R2＝1760Ω，当开关S1、S2都闭合时，电热毯处于高温加热状态，此时的电功率为110W1时，电热毯处于保温状态，此时电路中的电流为0.1A。通过计算回答：
（1）高温加热时，电路中的电流多大？
（2）R1的电阻值多大？
（3）保温5min，R2产生了多少热量？
【答案】（1）高温加热时，电路中的电流为0.5A；
（2）R1的电阻值为440Ω；
（3）保温5min，R2产生了5280J的热量
【解答】解：（1）当开关S1、S2都闭合时，R4被短路，只有R1接入电路中，电热毯处于高温加热状态，根据P＝UI可知＝＝0.6A；
（2）根据I＝可知，R1的电阻值为：R1＝＝＝440Ω；
（3）所以保温5min电阻丝R2产生的热量：Q＝I保2R2t＝（2.1A）2×1760Ω×5×60s＝5280J。
答：（1）高温加热时，电路中的电流为0.5A；
（2）R8的电阻值为440Ω；
（3）保温5min，R2产生了5280J的热量。
4．如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“10V（不考虑温度对灯丝电阻的影响），当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时，电流表的示数为1A，此时灯泡正常发光。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）滑动变阻器的最大值；
（3）当S闭合、S1断开时，移动滑片P，电路消耗的最小电功率。
【答案】（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A，电阻为20Ω；
（2）滑动变阻器的最大值为20Ω；
（3）当S闭合、S1断开时，移动滑片P，电路消耗的最小电功率为2.5W。
【解答】解：（1）灯泡L标有“10V，5W”字样L＝＝＝6.5A，
灯泡正常发光时电阻：RL＝＝＝20Ω；
（2）当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时，灯泡和滑动变阻器的最大阻值并联接入电路，
并联电路各支路两端电压相等，此时灯泡正常发光，所以电源电压为10V，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器的电流：IR＝I﹣IL＝1A﹣6.5A＝0.5A，
滑动变阻器的最大阻值：R＝＝＝20Ω；
（3）当S闭合、S7断开时，滑动变阻器和灯泡串联接入电路，
移动滑片P到B端，滑动变阻器接入电路最大阻值，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得此时通过电路的电流：I′＝＝＝0.25A，
电路的最小电功率：P＝UI′＝10V×0.25A＝4.5W。
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.3A，电阻为20Ω；
（2）滑动变阻器的最大值为20Ω；
（3）当S闭合、S1断开时，移动滑片P。
5．如图甲所示，电路中电源电压不变，定值电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R最大阻值为15Ω，灯泡L的额定电压为6V1，断开S2，滑动变阻器滑片位于最右端时，灯泡L的实际功率为1.2W。求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）电源电压；
（3）只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率。
【答案】（1）灯泡的额定功率为4.8W；
（2）电源电压为11V；
（3）只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率为4.84W。
【解答】解：（1）由图乙可知，当灯泡两端电压为6V时，即灯泡的额定电流为0.8A，
灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝6V×0.2A＝4.8W；
（2）当只闭开关S、S7，滑动变阻器滑片位于最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻为15Ω；
由图像知，当通过灯泡的电流为0.6A时L＝2V，
灯泡的实际功率：PL实＝UL×I＝2V×0.4A＝1.2W；
由串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压：U＝UL+U滑＝UL+IR滑＝8V+0.6A×15Ω＝11V；
（3）只闭合开关S、S7，R0与R串联，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，则电路最小电流：Imin＝＝＝0.44A，
电路消耗的最小功率：P＝UImin＝11V×6.44A＝4.84W。
答：（1）灯泡的额定功率为4.7W；
（2）电源电压为11V；
（3）只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率为4.84W。
6．如图所示电路，电源电压恒为9V，灯泡标有“3V，设灯泡的电阻不变。只闭合开关S2、S3时，滑片P移至B端，电流表的示数为0.3A，闭合开关S1、S2、S3时，电流表示数为0.75A。求：
（1）滑动变阻器R1的最大阻值；
（2）若只闭合开关S1时，则电流表的示数为多大？
（3）只闭合开关S2，保证电路安全，电路的总功率变化范围。
【答案】（1）滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω；
（2）若只闭合开关S1时，则电流表的示数为0.3A；
（3）只闭合开关S2，保证电路安全，电路的总功率变化范围为2.025W～2.7W。
【解答】解：（1）只闭合开关S2、S3时，滑片P移至B端4工作，此时电流表的示数为0.3A，
根据I＝知，
滑动变阻器R8的最大阻值为：R1＝＝＝30Ω；
（2）保持滑片位置不变，闭合开关S1、S6、S3时，定值电阻R2和滑动变阻器R2的最大电阻并联，电流表测量干路电流，此时通过滑动变阻器的电流仍为0.3A，
根据并联电路电流的规律知，
通过定值电阻R3的电流为：I2＝I′﹣I＝0.75A﹣7.3A＝0.45A，
R3＝＝＝20Ω，；
只闭合开关S1时，R2和灯泡串联，，＝＝＝0.3A；
（3）根据I＝知，
小灯泡的电阻为：
只闭合开关S2，小灯泡和滑动变阻器串联，
因为小灯泡的额定电流为0.7A，
所以电路的最大电流为0.3A，
最大功率为：P大＝UI大＝4V×0.3A＝6.7W；
当滑动变阻器的电阻最大时，电路的总功率最小，
最小为：P小＝＝＝4.025W。
答：（1）滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω；
（2）若只闭合开关S1时，则电流表的示数为4.3A；
（3）只闭合开关S2，保证电路安全，电路的总功率变化范围为3.025W～2.7W。
7．如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关，将滑片P移到最右端时，R2两端的电压为5V，电流为0.1A；将滑片P移到另一位置时，R1两端的电压为6V，R2的功率为0.4W。求：
（1）滑动变阻器R2的最大阻值；
（2）电源电压。
【答案】（1）滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω；
（2）电源电压为8V。
【解答】解：（1）由题意可知，闭合开关，R2接入电路中的电阻最大，
此时R2两端的电压为3V，电流为0.1A，
根据欧姆定律可知，滑动变阻器R3的最大阻值为R2＝＝＝50Ω；
（2）由电路图可知，R7、R2串联。当滑片在最右端时，电源电压为
U＝5V+4.1A×R1①
将滑片P移到另一位置时，电路中的电流为I′＝＝；
由于R2的功率为0.5W，
由P＝UI得，此时R2两端的电压为U2′＝＝＝，
根据串联电路电压特点可得，此时电源电压为U＝6V+②
联立①②，解得U＝8V。
答：（1）滑动变阻器R7的最大阻值为50Ω；
（2）电源电压为8V。
8．如图甲所示电路，电源电压保持不变，灯泡L的额定电压为6V，当闭合S、S1时，灯泡刚好正常发光；当闭合S1时，电压表示数为4V。求：
（1）灯的额定功率；
（2）电阻R的阻值；
（3）只闭合开关S，灯泡L工作1min消耗的电能。
【答案】（1）灯的额定功率为3W；
（2）电阻R的阻值为5Ω
（3）只闭合开关S，灯泡L工作1min消耗的电能为96J。
【解答】解：（1）由图甲可知，当闭合S、S1时，只有灯泡L工作，
则电源电压和灯泡两端的实际电压U＝UL＝UL额＝6V，
由图乙可知，当灯泡L两端的电压为8V时L＝0.5A，
则灯泡L的额定功率：P＝ULIL＝2V×0.5A＝3W；
（2）由图甲可知，当闭合S1时，灯泡L与电阻R串联，即UL′＝4V，
由图乙可知，当灯泡L两端电压为2V时L′＝0.4A，
根据串联电路的特点可知，电阻R两端的电压：UR＝U﹣UL′＝7V﹣4V＝2V，通过电阻R的电流：IR＝IL′＝7.4A，
根据欧姆定律可知，电阻R的阻值：R＝＝；
（3）只闭合开关S，灯泡L工作1min消耗的电能：W＝UL′IL′t＝5V×0.4A×2×60s＝96J。
答：（1）灯的额定功率为3W；
（2）电阻R的阻值为5Ω
（3）只闭合开关S，灯泡L工作8min消耗的电能为96J。
9．如图所示是我国自主研发的新能源汽车，正在由充电桩进行充电。该充电桩额定输出电压为500V，额定输出电流为20A。该电动汽车的电源由8000节电池组成，该电池的能量密度为0.20kW h/kg（能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值），汽车每行驶100km的耗电量为20kW h。求：
（1）充电桩的额定输出功率是多少千瓦？
（2）该汽车电池一次能够储存的最大电能？将汽车电池从完全没电充电至充满，需要多少小时？
（3）若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶100km的过程中，受到的平均阻力是360N，则该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是多大？
【答案】（1）充电桩的额定输出功率是10千瓦；
（2）该汽车电池一次能够储存的最大电能为80kW h；将汽车电池从完全没电充电至充满，需要8h；
（3）该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是50%。
【解答】解：（1）该充电桩额定输出电压为500V，额定输出电流为20A；
（2）能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值，该电池的能量密度为0.20kW h/kg，
则汽车电池一次能够储存的最大电能：W＝0.20kW h/kg×400kg＝80kW h；
将汽车电池从完全没电充电至充满，需要的时间：t＝＝；
（3）汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力等于阻力，汽车行驶100km的过程中做功：W′＝Fs＝360N×100×106m＝36000000J，
汽车每行驶100km的耗电量为20kW h＝72000000J，该过程中汽车将电能转化为机械能的效率：η＝×100%＝50%。
答：（1）充电桩的额定输出功率是10千瓦；
（2）该汽车电池一次能够储存的最大电能为80kW h；将汽车电池从完全没电充电至充满；
（3）该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是50%。
10．如图甲所示，R是压力传感器，其阻值随压力的变化而改变，R0为定值电阻，闭合开关S，改变R上压力大小，求：
（1）电源电压及电阻R0的阻值；
（2）当R0消耗的电功率为1.6W时，压力传感器R消耗的电功率大小。
【答案】（1）电源电压为6V，电阻R0的阻值为10Ω；
（2）当R0消耗的电功率为1.6W时，压力传感器R消耗的电功率为0.8W。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关0串联，电压表测R两端的电压。
（1）由图像可知，当电路中电流I1＝7.2A时压敏电阻两端的电压U1＝7V，电路中电流I2＝0.8A时压敏电阻两端的电压U2＝1V，
因电源的电压不变，
所以由欧姆定律和串联电路的电压规律可得：U＝I4R0+U1＝I7R0+U2，
即：6.2A×R0+6V＝0.5A×R4+1V，
解得：R0＝10Ω，U＝8V；
（2）当R0消耗的电功率为1.6W时，根据P＝UI＝I2R可得此时电流为：I′＝＝＝7.4A，
由图像可知此时R的电压U1＝5V，
则此时R消耗的电功率：P＝U1I′＝2V×2.4A＝0.2W。
答：（1）电源电压为6V，电阻R0的阻值为10Ω；
（2）当R8消耗的电功率为1.6W时，压力传感器R消耗的电功率为2.8W。
二．解答题（共4小题）
11．额定电压为220V的某型号电加热器有高、低温两挡，内部电路由发热电阻R1、R2和开关S1组成，其中R1＝44Ω。
（1）在不拆解内部电路的情况下，小明用图甲电路对其进行测试：先闭合S，电流表的示数为1A1，电流表的示数变为5A，则R2＝ 176 Ω；
（2）小明又增加了一个单刀双掷开关S2，利用原有元件对该电加热器的内部电路改装，改装后的电路如图乙，要使改装后的电加热器处于高温挡1和S2的状态应分别是 开关S1闭合，S2接b ，改装后高温挡的功率提升 25 %；将改装后的电加热器接入电路，高温挡工作10min消耗的电能为多少焦耳？
【答案】（1）176；
（2）开关S1闭合，S2接b；25；将改装后的电加热器接入电路，高温挡工作10min消耗的电能为8.25×105J。
【解答】解：（1）若R1单独接入电路中，则电路中的电流：I1＝＝＝5A，
因先闭合开关S时电流表的示数为1A（低温挡），再闭合S6时电流表的示数变为5A（高温挡），
所以，高温挡时电路为R1的简单电路，
低温挡时，电路中的电流较小（为6A），则此时电路是R1与R2串联，
由以上分析可知，该电加热器的内部电路如下图所示：
低温挡时R6与R2串联，电路中的总电阻：R＝＝，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝220Ω﹣44Ω＝176Ω；
（2）利用原有元件对该电加热器的内部电路改装，改装后的电路如图乙，
由乙图可知，开关S4闭合且S2接b时，R1与R5并联，电路的总电阻最小，电加热器处于高温挡；
开关S1断开且S2接a时，R7与R2串联，电路的总电阻最大，电加热器处于低温挡，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，改装后的高温挡功率：P高′＝+＝+＝1375W，
而改装前的高温挡功率：P高＝UI1＝220V×4A＝1100W，
则改装后高温挡的功率提升：η＝×100%＝；
（3）由P＝可得，消耗的电能为：W＝P′高t＝1375W×10×60s＝8.25×105J。
故答案为：（1）176；
（2）开关S2闭合，S2接b；25，高温挡工作10min消耗的电能为8.25×106J。
12．如图甲所示的是某品牌空气炸锅，其内部工作电路可简化为如图乙所示。它主要由电动机带动的电风扇和发热电阻R1和R2组成，其中R1＝50Ω。工作时电加热丝将空气加热，利用高温空气来代替食用油，通过高功率的风扇，通过热流使食物迅速变熟，“无油烹饪
（1）当开关S1闭合，单刀双掷开关S接 b 端（选填“a”或“b”）时为高温挡。若要实现低温挡，则S1 断开 ，S接 a 。
（2）已知低温挡正常工作时，流过电阻R2的电流为0.88A，求R2的阻值。
（3）高温挡正常工作时，求高温加热功率。
【答案】（1）b；断开；a；
（2）R2的阻值为200Ω；
（3）高温挡正常工作时，高温加热功率为1210W。
【解答】解：（1）当开关S1闭合，单刀双掷开关S接b端时，并联电路总电阻小于任一分电阻可知为高温挡；
开关S4断开，开关S接a时，串联电路总电阻大于任一分电阻可知为为低温挡；
（2）串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得电路总电阻：R＝＝，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则R8的阻值：R2＝R﹣R1＝250Ω﹣50Ω＝200Ω；
（3）并联电路各支路两端电压相等，根据P＝1的电功率：P1＝＝＝968W，
R3的电功率：P2＝＝＝242W，
则高温加热功率：P＝P1+P2＝968W+242W＝1210W。
答：（1）b；断开；a；
（2）R2的阻值为200Ω；
（3）高温挡正常工作时，高温加热功率为1210W。
13．某型号的电饭锅有“高温烧煮”和“焖饭保温”两挡，其测试电路如图所示。
（1）当开关S置于b触点时，此时电饭锅处于 高温烧煮 挡。
（2）若开关S先后置于不同触点时，电路中的电流表示数分别为5A和0.1A，则该电饭锅焖饭保温挡的功率是多大？
（3）高温烧煮10分钟产生的电热是多少？R0的阻值多大？
【答案】（1）高温烧煮；
（2）该电饭锅焖饭保温挡的功率是22W；
（3）高温烧煮10分钟产生的电热是6.6×105J，R0的阻值为44Ω。
【解答】解：（1）由图知，当开关S置于b触点时，电路为R0的简单电路，电阻较小，由P＝，此时电路消耗功率较大；
当开关S置于a触点时，电阻R与R5串联，总电阻较大可知，因此电饭锅处于焖饭保温挡；
（2）由P＝UI可知，电源电压一定时，通过它的电流越小，高温烧煮时的电流为5A，
所以保温挡的功率：
P保温＝UI保温＝220V×8.1A＝22W；
（3）电饭锅处于高温烧煮挡，只有R0连入电路，高温烧煮10分钟产生的电热：
Q＝W＝UI高温t＝220V×3A×10×60s＝6.6×108J；
R0的阻值：
R0＝＝＝44Ω。
故答案为：（1）高温烧煮；
（2）该电饭锅焖饭保温挡的功率是22W；
（3）高温烧煮10分钟产生的电热是6.6×107J，R0的阻值为44Ω。
14．阅读短文，回答问题：
电动汽车
某品牌电动汽车（如图1）车身采用大量轻而坚硬的碳纤维材料，地板位置安装有电池系统
电池系统可用能量 53kW h
电量—里程转换率 132.5W h/km
充电时间 交流慢充 6h
直流快充 0.6h
目前电动汽车主流的充电方式为智能恒功率充电，充电电压U和充电电流I的变化如图2所示。第一阶段为限流段，即为预充阶段，该过程充电电流保持不变，充电电压稳定增加，该过程充电功率保持恒定；第四阶段为恒压段，充电电流不断减小，直至充满。
（1）车身采用大量碳纤维材料，是因为碳纤维不仅 密度 小而且硬度大。
（2）电动车需紧急出行而电量不足时，应选择 直流 （直流/交流）充电方式。
（3）电池充电至某一阶段时，充电电压不断增加，充电电流不断减小 C 。
A．限流段
B．恒流段
C．恒功率段
D．恒压段
（4）电池充满电后，理论续航里程为 400 km。
（5）在充电恒压段，电池能量E随时间t变化的图像为 B 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）车身采用大量碳纤维材料，是因为碳纤维不仅密度小而且硬度大。
（2）表格数据可得，交流慢充为6h，故直流电充电更加迅速，应选择直流充电方式。
（3）电池充电至某一阶段时，充电电压不断增加，从图2可知，故选C。
（4）电池系统可用能量为53kW h＝53000W h，电量—里程转换率为132.4W h/km，
故电池充满电后，理论续航里程为：。
（5）电池能量E不可能为0，故AC错误，
第四阶段为恒压段，即浮充阶段，根据W＝UIt可知，故B正确，故选B。
故答案为：（1）密度；（2）直流；（4）400。
三．科普阅读题（共1小题）
15．阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压（V） 充电电流（A） 充电时长（min） 充电读数（kW h） 充电费用（元）
400 45 24.0 28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 大 ；
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 先变大后不变 。当D为70%时，充电电流为 100 A；
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 50.4 元。
【答案】（1）大；（2）先变大后不变；100；（3）50.4。
【解答】解：（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高，由P＝UI可知；
（2）由图乙知，D从30%增至70%的过程中，后不变；
当D达到70%时，充电功率为40kW＝40000W，
由表中数据知，D达到70%时，
由P＝UI可知，此时的充电电流：
I＝＝＝100A；
（3）由表中数据知，D达到70%时，充电度数为24.0kW h，
电费单价为：＝6.20元/kW h，
则充满电还需充入30%，需消耗的电能为：W′＝，
测试全过程的充电费用为（24+18）kW h×1.20元/kW h＝50.6元。
故答案为：（1）大；（2）先变大后不变；（3）50.4。
一．计算题（共10小题）
1．梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小0为1kΩ的定值电阻，电源电压恒为3V，R为湿敏电阻，当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时。
（1）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。
（2）若空气湿度为50%，求电路消耗的总功率。
2．如图甲，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样1上标有“50Ω 1A”，定值电阻R2为20Ω，电流表量程为0～3A。当闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡L正常发光。
（1）求灯泡正常发光时的电阻和电源电压；
（2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，求滑动变阻器10s内消耗的电能；
（3）当开关S1、S2、S3均闭合时，求电路允许消耗的最大功率。
3．如图所示，为某电热毯的简化电路图，其中R2＝1760Ω，当开关S1、S2都闭合时，电热毯处于高温加热状态，此时的电功率为110W1时，电热毯处于保温状态，此时电路中的电流为0.1A。通过计算回答：
（1）高温加热时，电路中的电流多大？
（2）R1的电阻值多大？
（3）保温5min，R2产生了多少热量？
4．如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“10V（不考虑温度对灯丝电阻的影响），当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时，电流表的示数为1A，此时灯泡正常发光。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）滑动变阻器的最大值；
（3）当S闭合、S1断开时，移动滑片P，电路消耗的最小电功率。
5．如图甲所示，电路中电源电压不变，定值电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R最大阻值为15Ω，灯泡L的额定电压为6V1，断开S2，滑动变阻器滑片位于最右端时，灯泡L的实际功率为1.2W。求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）电源电压；
（3）只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率。
6．如图所示电路，电源电压恒为9V，灯泡标有“3V，设灯泡的电阻不变。只闭合开关S2、S3时，滑片P移至B端，电流表的示数为0.3A，闭合开关S1、S2、S3时，电流表示数为0.75A。求：
（1）滑动变阻器R1的最大阻值；
（2）若只闭合开关S1时，则电流表的示数为多大？
（3）只闭合开关S2，保证电路安全，电路的总功率变化范围。
7．如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关，将滑片P移到最右端时，R2两端的电压为5V，电流为0.1A；将滑片P移到另一位置时，R1两端的电压为6V，R2的功率为0.4W。求：
（1）滑动变阻器R2的最大阻值；
（2）电源电压。
8．如图甲所示电路，电源电压保持不变，灯泡L的额定电压为6V，当闭合S、S1时，灯泡刚好正常发光；当闭合S1时，电压表示数为4V。求：
（1）灯的额定功率；
（2）电阻R的阻值；
（3）只闭合开关S，灯泡L工作1min消耗的电能。
9．如图所示是我国自主研发的新能源汽车，正在由充电桩进行充电。该充电桩额定输出电压为500V，额定输出电流为20A。该电动汽车的电源由8000节电池组成，该电池的能量密度为0.20kW h/kg（能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值），汽车每行驶100km的耗电量为20kW h。求：
（1）充电桩的额定输出功率是多少千瓦？
（2）该汽车电池一次能够储存的最大电能？将汽车电池从完全没电充电至充满，需要多少小时？
（3）若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶100km的过程中，受到的平均阻力是360N，则该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是多大？
10．如图甲所示，R是压力传感器，其阻值随压力的变化而改变，R0为定值电阻，闭合开关S，改变R上压力大小，求：
（1）电源电压及电阻R0的阻值；
（2）当R0消耗的电功率为1.6W时，压力传感器R消耗的电功率大小。
二．解答题（共4小题）
11．额定电压为220V的某型号电加热器有高、低温两挡，内部电路由发热电阻R1、R2和开关S1组成，其中R1＝44Ω。
（1）在不拆解内部电路的情况下，小明用图甲电路对其进行测试：先闭合S，电流表的示数为1A1，电流表的示数变为5A，则R2＝ Ω；
（2）小明又增加了一个单刀双掷开关S2，利用原有元件对该电加热器的内部电路改装，改装后的电路如图乙，要使改装后的电加热器处于高温挡1和S2的状态应分别是 ，改装后高温挡的功率提升 %；将改装后的电加热器接入电路，高温挡工作10min消耗的电能为多少焦耳？
12．如图甲所示的是某品牌空气炸锅，其内部工作电路可简化为如图乙所示。它主要由电动机带动的电风扇和发热电阻R1和R2组成，其中R1＝50Ω。工作时电加热丝将空气加热，利用高温空气来代替食用油，通过高功率的风扇，通过热流使食物迅速变熟，“无油烹饪
（1）当开关S1闭合，单刀双掷开关S接 端（选填“a”或“b”）时为高温挡。若要实现低温挡，则S1 ，S接 。
（2）已知低温挡正常工作时，流过电阻R2的电流为0.88A，求R2的阻值。
（3）高温挡正常工作时，求高温加热功率。
13．某型号的电饭锅有“高温烧煮”和“焖饭保温”两挡，其测试电路如图所示。
（1）当开关S置于b触点时，此时电饭锅处于 挡。
（2）若开关S先后置于不同触点时，电路中的电流表示数分别为5A和0.1A，则该电饭锅焖饭保温挡的功率是多大？
（3）高温烧煮10分钟产生的电热是多少？R0的阻值多大？
14．阅读短文，回答问题：
电动汽车
某品牌电动汽车（如图1）车身采用大量轻而坚硬的碳纤维材料，地板位置安装有电池系统
电池系统可用能量 53kW h
电量—里程转换率 132.5W h/km
充电时间 交流慢充 6h
直流快充 0.6h
目前电动汽车主流的充电方式为智能恒功率充电，充电电压U和充电电流I的变化如图2所示。第一阶段为限流段，即为预充阶段，该过程充电电流保持不变，充电电压稳定增加，该过程充电功率保持恒定；第四阶段为恒压段，充电电流不断减小，直至充满。
（1）车身采用大量碳纤维材料，是因为碳纤维不仅 小而且硬度大。
（2）电动车需紧急出行而电量不足时，应选择 （直流/交流）充电方式。
（3）电池充电至某一阶段时，充电电压不断增加，充电电流不断减小 。
A．限流段
B．恒流段
C．恒功率段
D．恒压段
（4）电池充满电后，理论续航里程为 km。
（5）在充电恒压段，电池能量E随时间t变化的图像为 。
三．科普阅读题（共1小题）
15．阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压（V） 充电电流（A） 充电时长（min） 充电读数（kW h） 充电费用（元）
400 45 24.0 28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 ；
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 。当D为70%时，充电电流为 A；
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元。
02电功率的计算（计算、解答、科普阅读题）-江苏省九年级上学期期末重难点突破练习（苏科版）
参考答案与试题解析
一．计算题（共10小题）
1．梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小0为1kΩ的定值电阻，电源电压恒为3V，R为湿敏电阻，当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时。
（1）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。
（2）若空气湿度为50%，求电路消耗的总功率。
【答案】（1）此时的空气湿度为80%，人体感觉不舒服；
（2）电路消耗的总功率为0.003W。
【解答】解：（1）由图甲可知，闭合开关，电流表测量电路中的电流。
当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时，电路中的电流I＝3.5mA＝0.0015A，
根据欧姆定律可知此时电路的总电阻：R总＝＝＝2000Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据电阻串联的特点可知湿敏电阻的阻值：R＝R总﹣R0＝2000Ω﹣1000Ω＝1000Ω＝6kΩ，
从图乙中可知此时的空气湿度为80%，因人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%，故此时人体感觉不舒服；
（2）若空气湿度为50%，R′＝2kΩ，
电路消耗的总功率：P＝＝0.003W；
答：（1）此时的空气湿度为80%，人体感觉不舒服；
（2）电路消耗的总功率为8.003W。
2．如图甲，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样1上标有“50Ω 1A”，定值电阻R2为20Ω，电流表量程为0～3A。当闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡L正常发光。
（1）求灯泡正常发光时的电阻和电源电压；
（2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，求滑动变阻器10s内消耗的电能；
（3）当开关S1、S2、S3均闭合时，求电路允许消耗的最大功率。
【答案】（1）灯泡正常工作时的电阻为12Ω；电源电压为16V；
（2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W，滑动变阻器10s内消耗的电能为52J；
（3）当开关S1、S2、S3均闭合时，电路允许消耗的最大功率为28.8W。
【解答】解：（1）由图乙知，当灯泡两端的电压为6V时，由欧姆定律可得泡L正常发光时的电阻为：
RL＝＝＝12Ω；
根据电路图可知，闭合开关S2，断开开关S6、S3时，灯泡与R2串联，电流表A测量电路电流；
因灯泡正常发光，所以电路中的电流：I＝IL＝4.5A，
由I＝可得2两端电压：U2＝IR2＝0.3A×20Ω＝10V，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U＝UL+U2＝6V+10V＝16V；
（2）当闭合开关S5，断开开关S1、S2时，灯泡与变阻器R6串联，
根据图象可知：灯泡两端的电压为3V，通过灯泡的电流为0.7A时，
根据因串联电路中各处的电流相等，则电路中电流：I′＝IL′＝0.4A，
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：
U5＝U﹣UL′＝16V﹣3V＝13V，
滑动变阻器10s内消耗的电能：
W1＝U6I′t＝13V×0.4A×10s＝52J；
（3）由电路图可知，当开关S3、S2、S3均闭合时，R6、R2并联，电流表测量干路电流；
通过R2的电流：I5＝＝＝0.8A，
由于滑动变阻器R1上标有“50Ω 1A”，所以4的最大电流：I1大＝1A时，
干路电流：I＝I6大+I2＝1A+2.8A＝1.5A＜3A，
因电流表A的量程为0～6A，所以最大＝I＝1.8A，
则电路允许消耗的最大功率：P最大＝UI最大＝16V×3.8A＝28.8W。
答：（1）灯泡正常工作时的电阻为12Ω；电源电压为16V；
（2）当闭合开关S2，断开开关S1、S2时，调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为3.2W；
（3）当开关S1、S2、S3均闭合时，电路允许消耗的最大功率为28.8W。
3．如图所示，为某电热毯的简化电路图，其中R2＝1760Ω，当开关S1、S2都闭合时，电热毯处于高温加热状态，此时的电功率为110W1时，电热毯处于保温状态，此时电路中的电流为0.1A。通过计算回答：
（1）高温加热时，电路中的电流多大？
（2）R1的电阻值多大？
（3）保温5min，R2产生了多少热量？
【答案】（1）高温加热时，电路中的电流为0.5A；
（2）R1的电阻值为440Ω；
（3）保温5min，R2产生了5280J的热量
【解答】解：（1）当开关S1、S2都闭合时，R4被短路，只有R1接入电路中，电热毯处于高温加热状态，根据P＝UI可知＝＝0.6A；
（2）根据I＝可知，R1的电阻值为：R1＝＝＝440Ω；
（3）所以保温5min电阻丝R2产生的热量：Q＝I保2R2t＝（2.1A）2×1760Ω×5×60s＝5280J。
答：（1）高温加热时，电路中的电流为0.5A；
（2）R8的电阻值为440Ω；
（3）保温5min，R2产生了5280J的热量。
4．如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“10V（不考虑温度对灯丝电阻的影响），当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时，电流表的示数为1A，此时灯泡正常发光。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）滑动变阻器的最大值；
（3）当S闭合、S1断开时，移动滑片P，电路消耗的最小电功率。
【答案】（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A，电阻为20Ω；
（2）滑动变阻器的最大值为20Ω；
（3）当S闭合、S1断开时，移动滑片P，电路消耗的最小电功率为2.5W。
【解答】解：（1）灯泡L标有“10V，5W”字样L＝＝＝6.5A，
灯泡正常发光时电阻：RL＝＝＝20Ω；
（2）当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时，灯泡和滑动变阻器的最大阻值并联接入电路，
并联电路各支路两端电压相等，此时灯泡正常发光，所以电源电压为10V，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器的电流：IR＝I﹣IL＝1A﹣6.5A＝0.5A，
滑动变阻器的最大阻值：R＝＝＝20Ω；
（3）当S闭合、S7断开时，滑动变阻器和灯泡串联接入电路，
移动滑片P到B端，滑动变阻器接入电路最大阻值，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得此时通过电路的电流：I′＝＝＝0.25A，
电路的最小电功率：P＝UI′＝10V×0.25A＝4.5W。
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.3A，电阻为20Ω；
（2）滑动变阻器的最大值为20Ω；
（3）当S闭合、S1断开时，移动滑片P。
5．如图甲所示，电路中电源电压不变，定值电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R最大阻值为15Ω，灯泡L的额定电压为6V1，断开S2，滑动变阻器滑片位于最右端时，灯泡L的实际功率为1.2W。求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）电源电压；
（3）只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率。
【答案】（1）灯泡的额定功率为4.8W；
（2）电源电压为11V；
（3）只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率为4.84W。
【解答】解：（1）由图乙可知，当灯泡两端电压为6V时，即灯泡的额定电流为0.8A，
灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝6V×0.2A＝4.8W；
（2）当只闭开关S、S7，滑动变阻器滑片位于最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻为15Ω；
由图像知，当通过灯泡的电流为0.6A时L＝2V，
灯泡的实际功率：PL实＝UL×I＝2V×0.4A＝1.2W；
由串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压：U＝UL+U滑＝UL+IR滑＝8V+0.6A×15Ω＝11V；
（3）只闭合开关S、S7，R0与R串联，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，则电路最小电流：Imin＝＝＝0.44A，
电路消耗的最小功率：P＝UImin＝11V×6.44A＝4.84W。
答：（1）灯泡的额定功率为4.7W；
（2）电源电压为11V；
（3）只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率为4.84W。
6．如图所示电路，电源电压恒为9V，灯泡标有“3V，设灯泡的电阻不变。只闭合开关S2、S3时，滑片P移至B端，电流表的示数为0.3A，闭合开关S1、S2、S3时，电流表示数为0.75A。求：
（1）滑动变阻器R1的最大阻值；
（2）若只闭合开关S1时，则电流表的示数为多大？
（3）只闭合开关S2，保证电路安全，电路的总功率变化范围。
【答案】（1）滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω；
（2）若只闭合开关S1时，则电流表的示数为0.3A；
（3）只闭合开关S2，保证电路安全，电路的总功率变化范围为2.025W～2.7W。
【解答】解：（1）只闭合开关S2、S3时，滑片P移至B端4工作，此时电流表的示数为0.3A，
根据I＝知，
滑动变阻器R8的最大阻值为：R1＝＝＝30Ω；
（2）保持滑片位置不变，闭合开关S1、S6、S3时，定值电阻R2和滑动变阻器R2的最大电阻并联，电流表测量干路电流，此时通过滑动变阻器的电流仍为0.3A，
根据并联电路电流的规律知，
通过定值电阻R3的电流为：I2＝I′﹣I＝0.75A﹣7.3A＝0.45A，
R3＝＝＝20Ω，；
只闭合开关S1时，R2和灯泡串联，，＝＝＝0.3A；
（3）根据I＝知，
小灯泡的电阻为：
只闭合开关S2，小灯泡和滑动变阻器串联，
因为小灯泡的额定电流为0.7A，
所以电路的最大电流为0.3A，
最大功率为：P大＝UI大＝4V×0.3A＝6.7W；
当滑动变阻器的电阻最大时，电路的总功率最小，
最小为：P小＝＝＝4.025W。
答：（1）滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω；
（2）若只闭合开关S1时，则电流表的示数为4.3A；
（3）只闭合开关S2，保证电路安全，电路的总功率变化范围为3.025W～2.7W。
7．如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关，将滑片P移到最右端时，R2两端的电压为5V，电流为0.1A；将滑片P移到另一位置时，R1两端的电压为6V，R2的功率为0.4W。求：
（1）滑动变阻器R2的最大阻值；
（2）电源电压。
【答案】（1）滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω；
（2）电源电压为8V。
【解答】解：（1）由题意可知，闭合开关，R2接入电路中的电阻最大，
此时R2两端的电压为3V，电流为0.1A，
根据欧姆定律可知，滑动变阻器R3的最大阻值为R2＝＝＝50Ω；
（2）由电路图可知，R7、R2串联。当滑片在最右端时，电源电压为
U＝5V+4.1A×R1①
将滑片P移到另一位置时，电路中的电流为I′＝＝；
由于R2的功率为0.5W，
由P＝UI得，此时R2两端的电压为U2′＝＝＝，
根据串联电路电压特点可得，此时电源电压为U＝6V+②
联立①②，解得U＝8V。
答：（1）滑动变阻器R7的最大阻值为50Ω；
（2）电源电压为8V。
8．如图甲所示电路，电源电压保持不变，灯泡L的额定电压为6V，当闭合S、S1时，灯泡刚好正常发光；当闭合S1时，电压表示数为4V。求：
（1）灯的额定功率；
（2）电阻R的阻值；
（3）只闭合开关S，灯泡L工作1min消耗的电能。
【答案】（1）灯的额定功率为3W；
（2）电阻R的阻值为5Ω
（3）只闭合开关S，灯泡L工作1min消耗的电能为96J。
【解答】解：（1）由图甲可知，当闭合S、S1时，只有灯泡L工作，
则电源电压和灯泡两端的实际电压U＝UL＝UL额＝6V，
由图乙可知，当灯泡L两端的电压为8V时L＝0.5A，
则灯泡L的额定功率：P＝ULIL＝2V×0.5A＝3W；
（2）由图甲可知，当闭合S1时，灯泡L与电阻R串联，即UL′＝4V，
由图乙可知，当灯泡L两端电压为2V时L′＝0.4A，
根据串联电路的特点可知，电阻R两端的电压：UR＝U﹣UL′＝7V﹣4V＝2V，通过电阻R的电流：IR＝IL′＝7.4A，
根据欧姆定律可知，电阻R的阻值：R＝＝；
（3）只闭合开关S，灯泡L工作1min消耗的电能：W＝UL′IL′t＝5V×0.4A×2×60s＝96J。
答：（1）灯的额定功率为3W；
（2）电阻R的阻值为5Ω
（3）只闭合开关S，灯泡L工作8min消耗的电能为96J。
9．如图所示是我国自主研发的新能源汽车，正在由充电桩进行充电。该充电桩额定输出电压为500V，额定输出电流为20A。该电动汽车的电源由8000节电池组成，该电池的能量密度为0.20kW h/kg（能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值），汽车每行驶100km的耗电量为20kW h。求：
（1）充电桩的额定输出功率是多少千瓦？
（2）该汽车电池一次能够储存的最大电能？将汽车电池从完全没电充电至充满，需要多少小时？
（3）若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶100km的过程中，受到的平均阻力是360N，则该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是多大？
【答案】（1）充电桩的额定输出功率是10千瓦；
（2）该汽车电池一次能够储存的最大电能为80kW h；将汽车电池从完全没电充电至充满，需要8h；
（3）该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是50%。
【解答】解：（1）该充电桩额定输出电压为500V，额定输出电流为20A；
（2）能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值，该电池的能量密度为0.20kW h/kg，
则汽车电池一次能够储存的最大电能：W＝0.20kW h/kg×400kg＝80kW h；
将汽车电池从完全没电充电至充满，需要的时间：t＝＝；
（3）汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力等于阻力，汽车行驶100km的过程中做功：W′＝Fs＝360N×100×106m＝36000000J，
汽车每行驶100km的耗电量为20kW h＝72000000J，该过程中汽车将电能转化为机械能的效率：η＝×100%＝50%。
答：（1）充电桩的额定输出功率是10千瓦；
（2）该汽车电池一次能够储存的最大电能为80kW h；将汽车电池从完全没电充电至充满；
（3）该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是50%。
10．如图甲所示，R是压力传感器，其阻值随压力的变化而改变，R0为定值电阻，闭合开关S，改变R上压力大小，求：
（1）电源电压及电阻R0的阻值；
（2）当R0消耗的电功率为1.6W时，压力传感器R消耗的电功率大小。
【答案】（1）电源电压为6V，电阻R0的阻值为10Ω；
（2）当R0消耗的电功率为1.6W时，压力传感器R消耗的电功率为0.8W。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关0串联，电压表测R两端的电压。
（1）由图像可知，当电路中电流I1＝7.2A时压敏电阻两端的电压U1＝7V，电路中电流I2＝0.8A时压敏电阻两端的电压U2＝1V，
因电源的电压不变，
所以由欧姆定律和串联电路的电压规律可得：U＝I4R0+U1＝I7R0+U2，
即：6.2A×R0+6V＝0.5A×R4+1V，
解得：R0＝10Ω，U＝8V；
（2）当R0消耗的电功率为1.6W时，根据P＝UI＝I2R可得此时电流为：I′＝＝＝7.4A，
由图像可知此时R的电压U1＝5V，
则此时R消耗的电功率：P＝U1I′＝2V×2.4A＝0.2W。
答：（1）电源电压为6V，电阻R0的阻值为10Ω；
（2）当R8消耗的电功率为1.6W时，压力传感器R消耗的电功率为2.8W。
二．解答题（共4小题）
11．额定电压为220V的某型号电加热器有高、低温两挡，内部电路由发热电阻R1、R2和开关S1组成，其中R1＝44Ω。
（1）在不拆解内部电路的情况下，小明用图甲电路对其进行测试：先闭合S，电流表的示数为1A1，电流表的示数变为5A，则R2＝ 176 Ω；
（2）小明又增加了一个单刀双掷开关S2，利用原有元件对该电加热器的内部电路改装，改装后的电路如图乙，要使改装后的电加热器处于高温挡1和S2的状态应分别是 开关S1闭合，S2接b ，改装后高温挡的功率提升 25 %；将改装后的电加热器接入电路，高温挡工作10min消耗的电能为多少焦耳？
【答案】（1）176；
（2）开关S1闭合，S2接b；25；将改装后的电加热器接入电路，高温挡工作10min消耗的电能为8.25×105J。
【解答】解：（1）若R1单独接入电路中，则电路中的电流：I1＝＝＝5A，
因先闭合开关S时电流表的示数为1A（低温挡），再闭合S6时电流表的示数变为5A（高温挡），
所以，高温挡时电路为R1的简单电路，
低温挡时，电路中的电流较小（为6A），则此时电路是R1与R2串联，
由以上分析可知，该电加热器的内部电路如下图所示：
低温挡时R6与R2串联，电路中的总电阻：R＝＝，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝220Ω﹣44Ω＝176Ω；
（2）利用原有元件对该电加热器的内部电路改装，改装后的电路如图乙，
由乙图可知，开关S4闭合且S2接b时，R1与R5并联，电路的总电阻最小，电加热器处于高温挡；
开关S1断开且S2接a时，R7与R2串联，电路的总电阻最大，电加热器处于低温挡，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，改装后的高温挡功率：P高′＝+＝+＝1375W，
而改装前的高温挡功率：P高＝UI1＝220V×4A＝1100W，
则改装后高温挡的功率提升：η＝×100%＝；
（3）由P＝可得，消耗的电能为：W＝P′高t＝1375W×10×60s＝8.25×105J。
故答案为：（1）176；
（2）开关S2闭合，S2接b；25，高温挡工作10min消耗的电能为8.25×106J。
12．如图甲所示的是某品牌空气炸锅，其内部工作电路可简化为如图乙所示。它主要由电动机带动的电风扇和发热电阻R1和R2组成，其中R1＝50Ω。工作时电加热丝将空气加热，利用高温空气来代替食用油，通过高功率的风扇，通过热流使食物迅速变熟，“无油烹饪
（1）当开关S1闭合，单刀双掷开关S接 b 端（选填“a”或“b”）时为高温挡。若要实现低温挡，则S1 断开 ，S接 a 。
（2）已知低温挡正常工作时，流过电阻R2的电流为0.88A，求R2的阻值。
（3）高温挡正常工作时，求高温加热功率。
【答案】（1）b；断开；a；
（2）R2的阻值为200Ω；
（3）高温挡正常工作时，高温加热功率为1210W。
【解答】解：（1）当开关S1闭合，单刀双掷开关S接b端时，并联电路总电阻小于任一分电阻可知为高温挡；
开关S4断开，开关S接a时，串联电路总电阻大于任一分电阻可知为为低温挡；
（2）串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得电路总电阻：R＝＝，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则R8的阻值：R2＝R﹣R1＝250Ω﹣50Ω＝200Ω；
（3）并联电路各支路两端电压相等，根据P＝1的电功率：P1＝＝＝968W，
R3的电功率：P2＝＝＝242W，
则高温加热功率：P＝P1+P2＝968W+242W＝1210W。
答：（1）b；断开；a；
（2）R2的阻值为200Ω；
（3）高温挡正常工作时，高温加热功率为1210W。
13．某型号的电饭锅有“高温烧煮”和“焖饭保温”两挡，其测试电路如图所示。
（1）当开关S置于b触点时，此时电饭锅处于 高温烧煮 挡。
（2）若开关S先后置于不同触点时，电路中的电流表示数分别为5A和0.1A，则该电饭锅焖饭保温挡的功率是多大？
（3）高温烧煮10分钟产生的电热是多少？R0的阻值多大？
【答案】（1）高温烧煮；
（2）该电饭锅焖饭保温挡的功率是22W；
（3）高温烧煮10分钟产生的电热是6.6×105J，R0的阻值为44Ω。
【解答】解：（1）由图知，当开关S置于b触点时，电路为R0的简单电路，电阻较小，由P＝，此时电路消耗功率较大；
当开关S置于a触点时，电阻R与R5串联，总电阻较大可知，因此电饭锅处于焖饭保温挡；
（2）由P＝UI可知，电源电压一定时，通过它的电流越小，高温烧煮时的电流为5A，
所以保温挡的功率：
P保温＝UI保温＝220V×8.1A＝22W；
（3）电饭锅处于高温烧煮挡，只有R0连入电路，高温烧煮10分钟产生的电热：
Q＝W＝UI高温t＝220V×3A×10×60s＝6.6×108J；
R0的阻值：
R0＝＝＝44Ω。
故答案为：（1）高温烧煮；
（2）该电饭锅焖饭保温挡的功率是22W；
（3）高温烧煮10分钟产生的电热是6.6×107J，R0的阻值为44Ω。
14．阅读短文，回答问题：
电动汽车
某品牌电动汽车（如图1）车身采用大量轻而坚硬的碳纤维材料，地板位置安装有电池系统
电池系统可用能量 53kW h
电量—里程转换率 132.5W h/km
充电时间 交流慢充 6h
直流快充 0.6h
目前电动汽车主流的充电方式为智能恒功率充电，充电电压U和充电电流I的变化如图2所示。第一阶段为限流段，即为预充阶段，该过程充电电流保持不变，充电电压稳定增加，该过程充电功率保持恒定；第四阶段为恒压段，充电电流不断减小，直至充满。
（1）车身采用大量碳纤维材料，是因为碳纤维不仅 密度 小而且硬度大。
（2）电动车需紧急出行而电量不足时，应选择 直流 （直流/交流）充电方式。
（3）电池充电至某一阶段时，充电电压不断增加，充电电流不断减小 C 。
A．限流段
B．恒流段
C．恒功率段
D．恒压段
（4）电池充满电后，理论续航里程为 400 km。
（5）在充电恒压段，电池能量E随时间t变化的图像为 B 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）车身采用大量碳纤维材料，是因为碳纤维不仅密度小而且硬度大。
（2）表格数据可得，交流慢充为6h，故直流电充电更加迅速，应选择直流充电方式。
（3）电池充电至某一阶段时，充电电压不断增加，从图2可知，故选C。
（4）电池系统可用能量为53kW h＝53000W h，电量—里程转换率为132.4W h/km，
故电池充满电后，理论续航里程为：。
（5）电池能量E不可能为0，故AC错误，
第四阶段为恒压段，即浮充阶段，根据W＝UIt可知，故B正确，故选B。
故答案为：（1）密度；（2）直流；（4）400。
三．科普阅读题（共1小题）
15．阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压（V） 充电电流（A） 充电时长（min） 充电读数（kW h） 充电费用（元）
400 45 24.0 28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 大 ；
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 先变大后不变 。当D为70%时，充电电流为 100 A；
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 50.4 元。
【答案】（1）大；（2）先变大后不变；100；（3）50.4。
【解答】解：（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高，由P＝UI可知；
（2）由图乙知，D从30%增至70%的过程中，后不变；
当D达到70%时，充电功率为40kW＝40000W，
由表中数据知，D达到70%时，
由P＝UI可知，此时的充电电流：
I＝＝＝100A；
（3）由表中数据知，D达到70%时，充电度数为24.0kW h，
电费单价为：＝6.20元/kW h，
则充满电还需充入30%，需消耗的电能为：W′＝，
测试全过程的充电费用为（24+18）kW h×1.20元/kW h＝50.6元。
故答案为：（1）大；（2）先变大后不变；（3）50.4。
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