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九年级科学期末复习---电学计算题
1、如图甲电路所示，电源电压为9V且保持不变，小灯泡上标有“6V6W”的字样，小灯泡的I﹣U图象如图乙。
求：（1）小灯泡正常发光时的电流；（2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的实际功率；
（3）当电压表的示数为2V时，整个电路在10s内消耗的电能。
2、PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高，PTC有一个人为设定的温度。当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大。如图甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图乙所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图丙所示。该电热水壶在RT设定温度状态工作时，电路消耗的总功率为1100W。
（1）R0的阻值为多少？（2）当RT的温度为130℃时，电路中RT的实际功率为多少？
3、小红家安装了如图甲所示的电热水龙头，图乙是它的电路简图，旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2＝55Ω．试回答下列问题：
（1）S旋到
（选填“1、2之间”或“2、3之间”）位置时，水龙头流出温水。
（2）测量时小红观察到2min丙电能表的转盘转过了132转，则她家电热水龙头温水档的电功率是多少？
（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？
4、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？
5、家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于加热状态，当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开，使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。
（1）当自动开关S与2连接，此时电饭锅处于
（选填“加热”或“保温”）状态。
（2）该电饭锅处于正常加热状态时的功率为多大？
（3）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少？
6、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）
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，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表。
（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？
（2）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4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。
①乙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为
。
②中温挡功率为多少瓦？
③高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？
8、有种电热课椅，这种电热课椅主要由坐垫和脚踏组成，如图所示是小晨同学绘制的该电热课椅的电路图。坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别为260Ω、150Ω，脚踏内的电热丝R3的阻值为400Ω．（不考虑温度的变化对电阻的影响）。
（1）通过调节S1、S2，说明脚踏有
个温度档，坐垫有
个温度档；
（2）电热椅工作时电热丝内能增加是通过
（选填“热传递”或“做功”）方式实现的；
（3）该电热课椅消耗的最小功率是多少瓦（计算结果保留1位小数）？
（4）当脚踏处于低温挡时，该电热课椅在1天内消耗的电能为多少度（若1天工作9小时）？
9、如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个挡位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1＝56Ω、R2＝44Ω。
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与
相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速
（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
（4）按照所选的电路分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。
10、一天，小明妈妈要用电吹风机时，发现家里的电吹风机只能吹冷风不能吹热风，经检查，原来是机内的电热丝已经烧坏了，小明想用一根阻值相同的电热丝来替换（不考虑电热丝电阻的变化）：
（1）他从铭牌上查到，该电吹风机吹热风时的额定功率为1080W；又认真研究了电吹风机的电路（如图），弄清了当选择开关放在“冷”时，就把
连入了电路；
（2）请你根据上述描述帮小明算出应选配的电热丝的阻值。
（3）当电吹风机正常工作吹热风10分钟消耗的电能？
11、无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。图中所示无链条电动自行车，其锂电池容量为10Ah（电池容量是指放电电流与放电时间的乘积）、电压为30V．若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，可正常行驶1.8×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，“混合动力驱动”可使车连续行驶3.2×104m。
（1）无链条电动自行车的车把龙头是
（填“省力/费力/等臂”）杠杆；
（2）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为
J；
（3）正常行驶时，这款车“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为
。
12、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。如图为某型号无人机，整机质量为2千克。
（1）该无人机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电流为2安，线圈电阻为1欧，无人机正常工作时的总输出功率是多少？
（2）该无人机在30秒内竖直上升120米，动能增加量为120J，所受空气阻力不变，求无人机在上升过程中所受空气阻力？
（3）该无人机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mAh的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100瓦，则该机最多能飞行多少时间？
13、如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡上标有“12V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω
1A”，电流表量程“0～0.6A”，电压表量程“0～15V”，调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关，小灯泡L恰好正常发光，此时电流2s内对小灯泡L做功12J，不考虑温度对电阻的影响。求：
（1）小灯泡L正常发光时的电流；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全；
（3）小灯泡L两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？
14、电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）．某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温挡有关、低温、高温三档，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙的电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于
档（选填“关”、“低温”或“高温”）。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？
（3）若该电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于高温挡，开关S1
，S2
（选填“断开”或“闭合”）。
（4）图丙中当电热桌垫处于低温挡时，求10分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）
15、小明学习了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率，他的做法是打开标有“220V，1210W”的热水器，断开其他所有用电器，测的电能表（标有1800转/千瓦时）的转盘转过200转时所用的时间是400秒，（热水器的电阻丝电阻不变），试分析：
（1）热水器的实际功率为多少？热水器两端的实际电压是多少？
（2）图是小明家的供电电路图，已知此时供电站输出的电压是220V，则供电站距离小明家的距离大小是多少？（已知每千米的导线电阻为5欧姆）
16、有两只灯泡，A灯“6V
6W”，B灯“6V
3W”。A和B中电流随两端电压变化关系的图象如图甲：
（1）将A、B并联接在6V电源两端，求干路上的电流；
（2）将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求此时A灯电阻；
（3）将A与一个滑动变阻器（20Ω 2A）串联接在6V电源两端，如图乙所示。调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍时，求滑动变阻器的功率。
17、小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W．利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时：
（1）低温挡加热的电流多大？
（2）中温挡加热5h，消耗多少度电？
（3）高温挡加热的额定功率是多少瓦？
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参考答案与试题解析
1、如图甲电路所示，电源电压为9V且保持不变，小灯泡上标有“6V6W”的字样，小灯泡的I﹣U图象如图乙。
求：（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的实际功率；
（3）当电压表的示数为2V时，整个电路在10s内消耗的电能。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，小灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝1A；
（2）当电流表的示数I＝0.7A时，由图象可知，灯泡两端的电压UL′＝3V，
则小灯泡的电功率：PL′＝UL′I＝3V×0.7A＝2.1W；
（3）当电压表的示数为2V时，由图象可知，电路中的电流I″＝0.5A，
整个电路在10s内消耗的电能：W＝UI″t＝9V×0.5A×10s＝45J。
答：（1）小灯泡正常发光时的电流为1A；
（2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的实际功率为2.1W；
（3）当电压表的示数为2V时，整个电路在10s内消耗的电能为45J。
2、PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高，PTC有一个人为设定的温度。当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大。如图甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图乙所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图丙所示。该电热水壶在RT设定温度状态工作时，电路消耗的总功率为1100W。
（1）R0的阻值为多少？（2）当RT的温度为130℃时，电路中RT的实际功率为多少？
【解答】解：（1）根据题意结合图丙可知，PTC的人为设定温度为100℃，此时RT＝34Ω；
由图乙可知，R0、RT串联，U＝220V；由P＝可得，电路中的总电阻：
R总＝＝＝44Ω，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以R0的阻值：R0＝R总﹣RT＝44Ω﹣34Ω＝10Ω；
（2）当RT的温度为130℃时，由图丙可知，此时RT的阻值为100Ω，
电路中的总电阻：R总′＝R0+RT′＝10Ω+100Ω＝110Ω，
电路中的电流：I′＝＝＝2A；
RT的实际功率：PT实＝（I′）2RT′＝（2A）2×100Ω＝400W。
答：（1）R0的阻值为10Ω；（2）当RT的温度为130℃时，电路中RT的实际功率为400W。
3、小红家安装了如图甲所示的电热水龙头，图乙是它的电路简图，旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2＝55Ω．试回答下列问题：
（1）S旋到 1、2之间 （选填“1、2之间”或“2、3之间”）位置时，水龙头流出温水。
（2）测量时小红观察到2min丙电能表的转盘转过了132转，则她家电热水龙头温水档的电功率是多少？
（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？
【解答】解：（1）当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据P＝可知：此时电功率最小，此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最小，根据P＝可知：此时电功率最大，此时放出的是热水；
（2）电能表的转盘转过了132转消耗的电能：W＝kW?h＝0.044kW?h；
电热水龙头的功率：P＝＝＝1.32kW＝1320W；
（3）温水功率P温水＝13200W，此时只有电阻R1接入电路，
由P＝可得R1的阻值：R1＝＝＝Ω；
因为S旋到热水档时，电阻R1和R2并联接入电路，根据欧姆定律得：
I1＝＝＝6A，I2＝＝＝4A，总电流：I＝I1+I2＝6A+4A＝10A。
故答案为：（1）1、2之间；
（2）电热水龙头温水档的电功率是1320W；
（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是10A。
4、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增大（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？
【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。
5、家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于加热状态，当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开，使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。
（1）当自动开关S与2连接，此时电饭锅处于保温（选填“加热”或“保温”）状态。
（2）该电饭锅处于正常加热状态时的功率为多大？
（3）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少？
【解答】解：（1）由甲图可知，当自动开关S与2连接，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，根据公式P＝知，电压一定时，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，所以此时电饭锅处于“保温”状态。
（2）由乙图知，该电饭锅处于正常加热状态时电路中的电流为4A，则该电饭锅处于正常加热状态时的功率为：P加热＝UI1＝220V×4A＝880W；
（3）由乙图知，该电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1A，则该电饭锅处于保温状态时的功率为：P保温＝UI2＝220V×1A＝220W；该电饭锅此次工作30分钟过程中，加热时间为10min，保温时间为20min，该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为：
W总＝P加热t加热+P保温t保温＝880W×10×60s+220W×20×60s＝7.92×105J；
答：（1）当自动开关S与2连接，此时电饭锅处于“保温”状态。
（2）该电饭锅处于正常加热状态时的功率为880W。
（3）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为7.92×105J。
6、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 R0 （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）
【解答】解：（1）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，所以图象开口向上，图乙中实线是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线表示滑动变阻器R的功率与电流关系。
（2）由图乙中，R0的功率与电流关系图象知，I＝2A时，P0＝32W，
由P＝I2R可得，R0的阻值；R0＝＝＝8Ω；
（3）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，R0的简单电路，电路的电路中电流最大，
由图象知此时的电流I＝2A，由P＝UI可得，电源电压：U＝U0＝＝＝16V，
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。
故答案为：（1）R0；（2）R0的阻值为8Ω；（3）当电流表示数为0.5安时，R消耗的功率为6W。
7、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，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表。
（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？
（2）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4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。
①乙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为 低温挡 。
②中温挡功率为多少瓦？
③高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？
【解答】解：（1）由表格数据可知，充电电流I＝500mA，电池容量Q＝800mA?h，
当该款眼罩还剩10%的电池容量时，由I＝可得，在额定电压下充电的时间：
t＝＝＝1.44h；
（2）①由电路图可知，当S1闭合、S2断开、S3接a时两电阻串联，当S1闭合、S2闭合、S3接a时电路为R1的简单电路，当S1闭合、S2闭合、S3接b时两电阻并联，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，当S1闭合、S2断开、S3接a时，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，电路的总功率最小，加热电路为低温挡；
②当S1闭合、S2闭合、S3接a时，电路为R1的简单电路，加热电路为中温挡，
则中温挡功率：P中＝＝＝5.76W；
③当S1闭合、S2闭合、S3接b时，两电阻并联，加热电路为高温挡，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，
所以，高温挡时电路中的电流：I′＝+＝+＝2A，
由P＝可得，高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能：
W＝UI′t′＝4.8V×2A×20×60s＝1.152×104J。
答：（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要1.44h；
①低温挡；②中温挡功率为5.76W；
③高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为1.152×104J。
8、有种电热课椅，这种电热课椅主要由坐垫和脚踏组成，如图所示是小晨同学绘制的该电热课椅的电路图。坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别为260Ω、150Ω，脚踏内的电热丝R3的阻值为400Ω．（不考虑温度的变化对电阻的影响）。
（1）通过调节S1、S2，说明脚踏有 3 个温度档，坐垫有 2 个温度档；
（2）电热椅工作时电热丝内能增加是通过 做功 （选填“热传递”或“做功”）方式实现的；
（3）该电热课椅消耗的最小功率是多少瓦（计算结果保留1位小数）？
（4）当脚踏处于低温挡时，该电热课椅在1天内消耗的电能为多少度（若1天工作9小时）？
【解答】解：（1）由题意可知，R1＝260Ω＞R2＝150Ω，则由电路图可知，开关S1闭合后，
当S2接A时，坐垫内没有电阻丝工作，电路为脚踏电阻R3的简单电路；当S2接B时，坐垫电阻R2与脚踏电阻R3串联；当S2接C时，坐垫电阻R1与脚踏电阻R3串联；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以三种情况下电路中的总电阻不同，由I＝可知，三种情况下电路中的电流不同，由P＝UI＝I2R可知，三种情况下，坐垫对应有两个不同的功率、脚踏对应有三个不同的功率，则脚踏有3个温度档，坐垫有2个温度档。
（2）电热椅工作时，电流通过电热丝做功，把电能转化为内能，从而使电热丝内能增加，即电热丝内能增加是通过做功方式实现的；
（3）由R1＞R2可知，当S2接C时，R1与R3串联，电路的总电阻最大，此时该电热课椅消耗的功率最小，则P小＝＝＝W≈73.3W；
（4）当S2接C时，R1与R3串联，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，R3的电功率最小，脚踏处于低温挡，由P＝可得，该电热课椅在1天内消耗的电能：
W＝P小t＝W×9h＝660W?h＝0.66kW?h＝0.66度。
答：（1）3；2；（2）做功；（3）该电热课椅消耗的最小功率是73.3W；
（4）当脚踏处于低温挡时，该电热课椅在1天内消耗的电能为0.66度。
9、如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个挡位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1＝56Ω、R2＝44Ω。
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与 地线 相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速 液化 （填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
（4）按照所选的电路分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。
【解答】解：（1）电加热器属于金属外壳用电器，因此与电冰箱外壳相连接的是地线，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生；
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服时迅速由气态变成液态是液化现象，液化要放出大量的热，从而将衣服熨平；
（3）如果选择甲电路，当开关旋至1、2之间时，电路为R2的简单电路，此时的电路中的电流最大，则电路中的最大电流：I大＝＝＝5A；如果选择乙电路，当开关旋至1、2之间时，R1、R2并联，此时电路中电流最大，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，电路中的最大电流：I大′＝I1+I2＝+＝+≈3.9A+5A＝8.9A；
因熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，所以，设计师应该选择甲电路；
（4）甲挂烫机大功率挡工作时，电路中电流为5A，此时的功率：P1＝UI大＝220V×5A＝1100W；
挂烫机小功率挡工作时，R1、R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，此时的功率：P2＝＝＝484W。
答：（1）地线；（2）液化；（3）通过计算可知设计师应该选择甲电路；
（4）该挂烫机的两个挡位的额定功率分别是1100W和484W。
10、一天，小明妈妈要用电吹风机时，发现家里的电吹风机只能吹冷风不能吹热风，经检查，原来是机内的电热丝已经烧坏了，小明想用一根阻值相同的电热丝来替换（不考虑电热丝电阻的变化），为此：
（1）他从铭牌上查到，该电吹风机吹热风时的额定功率为1080W；又认真研究了电吹风机的电路（如图），弄清了当选择开关放在“冷”时，就把 电动机 连入了电路；
（2）请你根据上述描述帮小明算出应选配的电热丝的阻值。
（3）当电吹风机正常工作吹热风10分钟消耗的电能？
【解答】解：（1）由图可知：当开关放在“冷”时，只用电动机连入电路；当开关放到“热”时，电动机和电热丝并联连入电路。
（2）由表格数据知，吹热风时功率为1080W，吹冷风时功率为200W，所以电热丝的功率：
P电热＝P额﹣P冷风＝1080W﹣200W＝880W，
根据P＝可得，电热丝电阻：R＝＝＝55Ω；
（3）当电吹风机正常工作且吹热风时，P额＝1080W，
由P＝可得，工作10min消耗的电能：W＝P额t＝1080W×10×60s＝6.48×105J。
答：（1）电动机；（2）应选配的电热丝的阻值为55Ω。
（3）当电吹风机正常工作吹热风10分钟消耗的电能为6.48×105J。
11、无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。图中所示无链条电动自行车，其锂电池容量为10Ah（电池容量是指放电电流与放电时间的乘积）、电压为30V．若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，可正常行驶1.8×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，“混合动力驱动”可使车连续行驶3.2×104m。
（1）无链条电动自行车的车把龙头是 省力 （填“省力/费力/等臂”）杠杆；
（2）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为 1.08×106 J；
（3）正常行驶时，这款车“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 7：9 。
【解答】解：（1）车把龙头的支点就是车把的转轴，车轮与地面之间的摩擦力就是阻力，人手施加的力就是动力，这时动力臂大于阻力臂，因此它是省力杠杆；
（2）这款车的锂电池最多所储存的电能：W＝UIt＝30V×10A×3600s＝1.08×106J；
（3）人的能量驱动的路程s1＝3.2×104m﹣1.8×104m＝1.4×104m，
正常行驶时，这款车“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比：＝＝＝＝。
故答案为：（1）省力；（2）1.08×106；（3）7：9。
12、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。如图为某型号无人机，整机质量为2千克。
（1）该无人机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电流为2安，线圈电阻为1欧，无人机正常工作时的总输出功率是多少？
（2）该无人机在30秒内竖直上升120米，动能增加量为120J，所受空气阻力不变，求无人机在上升过程中所受空气阻力？
（3）该无人机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mAh的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100瓦，则该机最多能飞行多少时间？
【解答】解：（1）无人机正常工作时，一个电动机的额定功率PM＝30W，电路中的电流I＝2A，线圈电阻R＝1Ω，则一个电动机线圈的热功率：PR＝I2R＝（2A）2×1Ω＝4W，
则一个电动机的输出功率：P机械＝PM﹣PR＝30W﹣4W＝26W，
该无人机有4个电动机，所以，无人机正常工作时的总输出功率：P总＝4P机械＝4×26W＝104W；
（2）由P＝可得，无人机在30秒获得的总机械能：W总＝P总t＝104W×30s＝3120J，
克服重力所做的功：WG＝Gh＝mgh＝2kg×10N/kg×120m＝2400J，
由能量守恒定律可得，克服空气阻力所做的功：Wf＝W总﹣WG﹣W动＝3120J﹣2400J﹣120J＝600J，
则无人机在上升过程中所受空气阻力：f＝＝＝5N；
（3）电池提供的电能：W电＝UIt＝15V×5000×10﹣3A×3600s＝2.7×105J，
电动机获得的电能：W电′＝W电η＝2.7×105J×80%＝2.16×105J，
该机最多能飞行的时间：t＝＝＝2160s。
答：（1）无人机正常工作时的总输出功率是104W；（2）无人机在上升过程中所受空气阻力为5N；（3）该机最多能飞行2160s。
13、如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡上标有“12V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω
1A”，电流表量程“0～0.6A”，电压表量程“0～15V”，调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关，小灯泡L恰好正常发光，此时电流2s内对小灯泡L做功12J，不考虑温度对电阻的影响。求：
（1）小灯泡L正常发光时的电流；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全；
（3）小灯泡L两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？
【解答】解：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）灯泡正常发光时的电压UL＝12V，t＝2s时电流对小灯泡做的功WL＝12J，
由W＝UIt可得，小灯泡L正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A；
（2）因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
由I＝可得，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为：
R总＝＝＝36Ω，RL＝＝＝24Ω，
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小＝R总﹣RL＝36Ω﹣24Ω＝12Ω，
当电压表的示数UR＝15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时灯泡两端的电压：UL′＝U﹣UR＝18V﹣15V＝3V，
则电路中的最小电流：I小＝＝＝A，
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R大＝＝＝120Ω，
则滑动变阻器接入电路的阻值在12Ω～120Ω的范围时才能保证电路的安全；
（3）滑动变阻器消耗的电功率：
PR＝URI＝（U﹣IRL）I＝（18V﹣I×24Ω）I＝﹣I2×24Ω+18V×I＝3.375W﹣24（I﹣A）2，
当I＝A时，变阻器消耗的电功率最大，此时灯泡两端的电压：UL″＝IRL＝A×24Ω＝9V，
滑动变阻器消耗的最大电功率：PR大＝（U﹣UL″）I＝（18V﹣9V）×A＝3.375W。
答：（1）小灯泡L正常发光时的电流为0.5A；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值在12Ω～120Ω的范围时才能保证电路的安全；
（3）小灯泡L两端电压为9V时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是3.375W。
14、电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）．某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温挡有关、低温、高温三档，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙的电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 低温 档（选填“关”、“低温”或“高温”）。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？
（3）若该电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于高温挡，开关S1 闭合 ，S2 闭合 （选填“断开”或“闭合”）。
（4）图丙中当电热桌垫处于低温挡时，求10分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）
【解答】解：（1）如图乙的电路，当S1闭合、S2断开时，两电阻串联，根据串联的电阻大于其中任一电阻，由P＝UI＝，可知，此时是为电热桌垫处在低温挡；
（2）当两个开关都闭合时，电路中只有R2，此时电路的最大功率：P大＝＝＝32W；
（3）根据并联电阻小于其中任一个电阻，故两电阻并联时，电路的总最电阻最小，功率最大，故开关S1闭合，S2闭合；
（4）图丙中，只闭合S1时，电路中只有R1，为低温挡，10分钟内产生的热量是：
W＝t＝×10×60s＝6400J。
答：（1）低温；
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是32W；
（3）闭合；闭合；（4）图丙中当电热桌垫处于低温挡时，求10分钟内产生的热量是6400J。
15、小明学习了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率，他的做法是打开标有“220V，1210W”的热水器，断开其他所有用电器，测的电能表（标有1800转/千瓦时）的转盘转过200转时所用的时间是400秒，（热水器的电阻丝电阻不变），试分析：
（1）热水器的实际功率为多少？热水器两端的实际电压是多少？
（2）图是小明家的供电电路图，已知此时供电站输出的电压是220V，则供电站距离小明家的距离大小是多少？（已知每千米的导线电阻为5欧姆）
【解答】解：（1）电能表转盘转过200转，则热水器消耗的电能：
W＝kW?h＝kW?h＝×3.6×106J＝4×105J；
热水器的实际功率为：P＝＝＝1000W；
由P＝可得，热水器电热丝的电阻：R＝＝＝40Ω，
由P＝可得，热水器的实际电压：U实＝＝＝200V；
（2）由P＝I2R可得，此时电路中电流：I＝＝＝5A，
由题意可知，热水器的电阻和导线的电阻串联，
根据欧姆定律可得电路的总电阻：R总＝＝＝44Ω，
根据串联电路的特点可得，输电线的电阻：R线＝R总﹣R＝44Ω﹣40Ω＝4Ω，
输电线的总长度为：L线＝＝0.8km＝800m，
则小明家至供电站的距离：s＝L线＝×800m＝400m。
答：（1）热水器的实际功率为1000W；热水器两端的实际电压是200V；
（2）供电站距离小明家的距离大小是400m。
16、有两只灯泡，A灯“6V
6W”，B灯“6V
3W”。A和B中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。
（1）将A、B并联接在6V电源两端，求干路上的电流；
（2）将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求此时A灯电阻；
（3）将A与一个滑动变阻器（20Ω 2A）串联接在6V电源两端，如图乙所示。调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍时，求滑动变阻器的功率。
【解答】解：（1）将A、B并联接在6V电源两端，因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两灯泡两端的电压均为6V，由图甲可知，通过两灯泡的电流分别为IA＝1.0A，IB＝0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路上的电流：I＝IA+IB＝1.0A+0.5A＝1.5A；
（2）将A、B串联接在某电源两端，因串联电路中各处的电流相等，且使B灯恰好正常发光，
所以，由图象可知，电路中的电流I′＝IB＝0.5A，此时A灯泡两端的电压UA′＝2V，
由I＝可得，此时A灯电阻：RA＝＝＝4Ω；
（3）将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端时，因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍，所以，由P＝UI可知，U滑＝2UA′，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＝U滑+UA′＝2UA′+UA′＝3UA′＝6V，解得：UA′＝2V，U滑＝2UA′＝2×2V＝4V，
由图象可知，此时电路中的电流I＝0.5A，则滑动变阻器的功率：P滑＝U滑I＝4V×0.5A＝2W。
答：（1）将A、B并联接在6V电源两端，则干路上的电流为1.5A；
（2）将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，此时A灯电阻为4Ω；
（3）将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端，当滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍时，滑动变阻器的功率为2W。
17、小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W．利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时：
（1）低温挡加热的电流多大？
（2）中温挡加热5h，消耗多少度电？
（3）高温挡加热的额定功率是多少瓦？
【解答】解：（1）由P＝UI可得，低温挡加热的电流：I＝＝＝0.1A；
由P＝，中温挡加热5h消耗的电能：W＝P中温t＝44×10﹣3kW×5h＝0.22kW?h＝0.22度；
（3）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，马桶盖处于中温挡，
由P＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝1100Ω，
当开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，马桶盖处于低温挡，
则电路中的总电阻：R＝＝＝2200Ω，
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＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω，
当开关S1闭合、S2接a时R1与R2并联，电热马桶盖处于高温挡，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻：R′＝＝＝550Ω，
高温挡加热的额定功率：P高温＝＝＝88W。
答：（1）低温挡加热的电流为0.1A；
（2）中温挡加热5h，消耗0.22度电；
（3）高温挡加热的额定功率是88W。
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精品试卷·第
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