中考物理试题专题训练——电功率计算专题word版含答案 31页

‎2019年中考物理专题训练 ‎——电功率计算专题 ‎1.（2019巴彦淖尔，12）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。‎ ‎（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？‎ ‎（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？‎ ‎（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？‎ ‎（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。‎ ‎2.（2019通辽，25）有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1=88Ω，R2=22Ω。‎ ‎ （1）如何控制S1和S2，使热水器处于高温挡； （2）求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量； （3）求中温挡正常工作时热水器的功率。‎ ‎3.（2019黔东南，21）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。‎ ‎（1）求电源电压；‎ ‎（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；‎ ‎（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。‎ ‎4.（2019辽阳，27）图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路，R1、R2均为发热体，将开关S分别置 于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的档位， 已知两档空气炸锅的高温档功率为900W，R2 阻值为96.8Ω，求：‎ ‎（1）发热体R1的阻值是多少？ ‎ ‎（2 ）空气炸锅一次性可装入200g牛柳，若将这些牛柳从40℃加热到190℃，牛柳需要吸收多少热量？ [c牛柳=3×103J/ (kg·℃）］‎ ‎（3）不计热量损失，用高温档将200g牛柳从40℃加热到190℃，需要多长时间？‎ ‎5.（2019湘潭，32）如图1所示为某实验室的自动除湿器，除湿器中的压缩机是整个系统的核心，除湿器的动力，全部由压缩机来提供。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U1＝12V，调控电咀R0的阻值范围为0～1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图象如图2所示，L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：‎ ‎（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成　 　能；当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是　 　极。‎ ‎（2）由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变　 　；若实验室内部的相对湿度为60%RH，此时湿敏电阻R的阻值为　 　Ω。‎ ‎（3）因实验室內有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则调控电阻R0的阻值不能超过多少？‎ ‎（4）若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，工作电路的电流为多少？已知保护电阻Rg＝2Ω，如果除湿器工作时磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，则1h内Rg消耗的电能是多少？‎ ‎6.（2019山西，23）“创新”小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图，电源电压100V，加热电阻R1与R2阻值均为100Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜1min，用温度传感器测得其温度升高了6℃．求：‎ ‎（1）除霜模式下，电路中的电流；‎ ‎（2）除霜模式下，电路的加热效率。[查资料得：视镜玻璃质量约0.5kg，玻璃的比热容约0.8×103/（kg•℃）]‎ ‎7.（2019齐齐哈尔，30）‎ 如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为110Ω，M是电动机。开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风；当S2接2、3时吹温风；当S2接3、4时吹热风，此时空调扇的总功率为1100W．已知：电源电压为220V，c冰＝2.1×103J/（kg•℃）。求：‎ ‎（1）吹冷风时，在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低，若冰袋内冰的质量为lkg，温度从﹣16℃升高到一6℃时，冰从周围吸收的热量是多少？‎ ‎（2）吹冷风时，电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h，此时通过电动机的电流是多少？‎ ‎（3）吹热风时，R2的电阻是多少？‎ ‎8.（2019攀枝花，33）某科技小组探究如图甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表A的示数I之间的变化关系，得到P与I之间的关系如图乙所示。图甲中R0为定值电阻，电源电压不变。求：‎ ‎ （1）滑动变阻器R消耗的最大功率为多少； （2）滑动变阻器R的阻值为多大时，滑动变阻器R消耗的功率最大； （3）滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式。‎ ‎9.（2019贵阳，28）如图所示电路，电源电压恒为8V，小灯泡标有“6V 3W”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：‎ ‎（1）小灯泡的额定电流；‎ ‎（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值。‎ ‎（3）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率。‎ ‎10(2019宁夏,17)‎ 小明家中的电热水水壶坏了，他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如图表11所示：‎ ‎（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了多少电能？‎ ‎（2）小明认为“品牌1”这款电热水壶功率小，更省电。从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗？为什么？‎ ‎11.(2019北京，34)如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：‎ ‎（1）通电10s电阻丝R1产生的热量；‎ ‎（2）电源两端的电压。‎ ‎12.（2019年郴州，30）甲、乙两地相距60km，在甲、乙两地之间沿直线铺设了两条地下电缆。已知每条地下电缆每千米的电阻为0.2Ω．现地下电缆在某处由于绝缘层老化而发生了漏电，设漏电电阻为Rx．为了确定漏电位置，检修员在甲、乙两地用电压表、电流表和电源各进行了一次检测。在甲地进行第一次检测时，如图所示连接电路，闭合开关S，电压表示数为6.0V，电流表示数为0.5A．用同样的方法在乙地进行第二次检测时，电压表示数为6.0V，电流表示数为0.3A．求：‎ ‎（1）第一次与第二次检测的电源输出功率之比；‎ ‎（2）漏电电阻Rx的阻值；‎ ‎（3）漏电位置到甲地的距离。‎ ‎13.（2019年郴州，29）一辆重为2×104‎ N的电动汽车，以恒定功率50kW在平直的公路上匀速行驶3km，用时3min。已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1倍，汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5m2．求：‎ ‎（1）汽车对地面的压强；‎ ‎（2）汽车的牵引力所做的功；‎ ‎（3）汽车发动机的机械效率（计算结果保留一位小数）。‎ ‎14.（2019安顺，18）如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 1.6W“的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2＝20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：‎ ‎（1）小灯泡正工作时的电阻是多少？‎ ‎（2）只闭合开关S、S2和S3移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W．此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？‎ ‎（3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？‎ ‎15.（2019北部湾，30）图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U控=5V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V 0.3A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4=10Ω。在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4=4:1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为，。已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求：‎ ‎（1）灯泡L的额定功率；‎ ‎（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；‎ ‎（3）将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值；‎ ‎（4）工作电路的电源电压Ux。‎ ‎16.（2019广东，29）如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简称电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池扳将太阳能转化为电能（转化效率为10%），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60W；蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则：‎ ‎（l）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为　 　能的过程。‎ ‎（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关　 　。‎ ‎（3）10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为　 　W。‎ ‎（4）要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电　 　小时。若充电电压为20V，则充电电流为　 　A。‎ ‎（5）该百叶窗电池板的面积为　 　m2。‎ ‎17.（2019广东，26）如图所示，电源的电压恒定R1、R2为定值电阻。R2的阻值为60Ω．只闭合开关S0时，电流表的示数为0.2A，再闭合开关Sl时，电流表的示数为0.6A．求：‎ ‎（1）电源的电压；‎ ‎（2）电阻R1的阻值；‎ ‎（3）开关S0、Sl均闭合后，通电l0s电路消耗的总电能。‎ ‎2019年中考物理专题训练 ‎——电功率计算专题答案 ‎1.（2019巴彦淖尔，12）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。‎ ‎（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？‎ ‎（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？‎ ‎（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？‎ ‎（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。‎ 解：（1）工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成，‎ 则R在1min内产生的热量：‎ Q＝t＝×1×60s＝3.3×104J；‎ ‎（2）当温度为60℃时，由表格数据可知R1＝50Ω，‎ 已知此时滑动变阻器R2＝50Ω，则控制电路的总电阻为：‎ R＝R1+R2+R0＝50Ω+50Ω+20Ω＝120Ω，‎ 此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流I＝50mA＝0.05A，‎ 由欧姆定律可得，控制电路的电源电压：‎ U＝IR＝0.05A×120Ω＝6V；‎ ‎（3）当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律可得，控制电路的总电阻最大为：‎ R大＝＝＝120Ω，‎ 滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）的最大电阻为80Ω，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：‎ R1＝R大﹣R2﹣R0＝120Ω﹣80Ω﹣20Ω＝20Ω，由表中数据知可控制的最高温度为80℃；‎ 当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路，由欧姆定律，控制电路的总电阻最小为：‎ R小＝＝＝150Ω，‎ 滑动变阻器R2的最小电阻为0时，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低）：‎ R′1＝150Ω﹣20Ω＝130Ω，由表中数据知可控制的最低温度为35℃；‎ 所以，若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃～80℃；‎ ‎（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，即热敏电阻R1的阻值增大，因吸合时的电流不变，由欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，故应减小R2的最大阻值。‎ 答：（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是3.3×104J；‎ ‎（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是6V；‎ ‎（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃～80℃；‎ ‎（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，应减小R2的最大阻值。‎ ‎2.（2019通辽，25）有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1=88Ω，R2=22Ω。‎ ‎ （1）如何控制S1和S2‎ ‎，使热水器处于高温挡； （2）求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量； （3）求中温挡正常工作时热水器的功率。‎ 答：（1）当闭合开关s1，并将s2拨至位置a时，热水器处于高温档；‎ ‎（2）低温档正常工作5min内电热丝产生的热量为1.32×105j； ‎ ‎（3）中温档正常工作时热水器的功率为550w。‎ ‎3.（2019黔东南，21）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。‎ ‎（1）求电源电压；‎ ‎（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；‎ ‎（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。‎ 解：（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，‎ 由I＝可得，电源电压：‎ U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V；‎ ‎（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流，‎ 则电流表的示数：‎ I2＝＝＝1.2A；‎ ‎（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，‎ 因并联电路中各支路独立工作、互不影响，‎ 所以，通过R1、R2的电流不变，‎ 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，‎ 所以，干路电流：‎ I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A，‎ 通电100s整个电路消耗的电能：‎ W＝UIt＝12V×1.6A×100s＝1920J。‎ 答：（1）电源电压为12V；‎ ‎（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电流表的示数为1.2A；‎ ‎（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，整个电路消耗的电能为1920J。‎ ‎4.（2019辽阳，27）图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路，R1、R2均为发热体，将开关S分别置 于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的档位， 已知两档空气炸锅的高温档功率为900W，R2 阻值为96.8Ω，求：‎ ‎（1）发热体R1的阻值是多少？ ‎ ‎（2 ）空气炸锅一次性可装入200g牛柳，若将这些牛柳从40℃加热到190℃，牛柳需要吸收多少热量？ [c牛柳=3×103J/ (kg·℃）］‎ ‎（3）不计热量损失，用高温档将200g牛柳从40℃加热到190℃，需要多长时间？‎ ‎5.（2019湘潭，32）如图1所示为某实验室的自动除湿器，除湿器中的压缩机是整个系统的核心，除湿器的动力，全部由压缩机来提供。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U1＝12V，调控电咀R0的阻值范围为0～1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图象如图2所示，L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：‎ ‎（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成　 　能；当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是　 　极。‎ ‎（2）由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变　 　；若实验室内部的相对湿度为60%RH，此时湿敏电阻R的阻值为　 　Ω。‎ ‎（3）因实验室內有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则调控电阻R0的阻值不能超过多少？‎ ‎（4）若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，工作电路的电流为多少？已知保护电阻Rg＝2Ω，如果除湿器工作时磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，则1h内Rg消耗的电能是多少？‎ 解：（1）压缩机在工作过程中利用做功方式改变了工作媒质的内能；所以主要把电能转化成内能；‎ 当S接通时，由安培定则可判断出图2中线圈的上端P的磁极是N极；‎ ‎（2）根据图3可知湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变小；相对湿度为60%RH时湿敏电阻R的阻值为50Ω ‎（3）由图3可知，当相对湿度控制在45%RH时湿敏电阻R的阻值R′＝100Ω，‎ 已知当电流I≥20mA＝0.02A时L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。‎ 由I＝可得，电路中的总电阻：‎ R总＝＝＝600Ω，‎ 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，‎ 所以，调控电阻R0的阻值：R0＝R总﹣R′T＝600Ω﹣100Ω＝500Ω；‎ ‎（4）已知自动除湿器是在家庭电路中工作的，则电源电压U0＝220V；则根据P＝UI可得：‎ I＝＝＝5A；‎ 则保护电阻Rg的功率Pg＝I2Rg＝（5A）2×2Ω＝50W，‎ 因磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，则1h内Rg的工作时间t＝×3600s＝1800s；‎ 则Wg＝Pgt＝50W×1800s＝9×104J。‎ 答：（1）内；D；（2）小；50；（3）调控电阻R0的阻值不能超过500Ω；（4）若1h内Rg消耗的电能是9×104J。‎ ‎6.（2019山西，23）“创新”‎ 小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图，电源电压100V，加热电阻R1与R2阻值均为100Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜1min，用温度传感器测得其温度升高了6℃．求：‎ ‎（1）除霜模式下，电路中的电流；‎ ‎（2）除霜模式下，电路的加热效率。[查资料得：视镜玻璃质量约0.5kg，玻璃的比热容约0.8×103/（kg•℃）]‎ 解：（1）由图知，只闭合开关S时，两电阻串联；当开关S、S1都闭合时，R2被短路，只有R1工作，此时电阻最小，根据P＝可知此时电路的功率最大，处于高温除霜模式，除霜模式下，电路中的电流：‎ I＝＝＝1A；‎ ‎（2）除霜模式下1min消耗的电能：‎ W＝UIt＝100V×1A×60s＝6000J，‎ 后视镜玻璃吸收的热量：‎ Q＝cm△t＝0.8×103/（kg•℃）×0.5kg×6℃＝2400J，‎ 除霜模式下，电路的加热效率：‎ η＝×100%＝×100%＝40%。‎ 答：（1）除霜模式下，电路中的电流为1A；‎ （2） 除霜模式下，电路的加热效率为40%。‎ ‎7.（2019齐齐哈尔，30）如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为110Ω，M是电动机。开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风；当S2接2、3时吹温风；当S2接3、4时吹热风，此时空调扇的总功率为1100W．已知：电源电压为220V，c冰＝2.1×103J/（kg•℃）。求：‎ ‎（1）吹冷风时，在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低，若冰袋内冰的质量为lkg，温度从﹣16℃升高到一6℃时，冰从周围吸收的热量是多少？‎ ‎（2）吹冷风时，电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h，此时通过电动机的电流是多少？‎ ‎（3）吹热风时，R2的电阻是多少？‎ 解：（1）冰吸收的热量为：‎ Q吸＝c冰m冰△t＝2.1×103J/（kg•℃）×1kg×[﹣6℃﹣（﹣16℃）]＝2.1×104J；‎ ‎（2）开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风，此时只有电动机工作，‎ 由W＝UIt可得，通过电动机的电流为：‎ I冷＝＝＝0.5A；‎ ‎（3）电动机的功率为：‎ P电动机＝＝＝0.11kW＝110W，‎ 当S2接3、4时吹热风，此时电动机、R1、R2并联，‎ 因并联电路各支路两端的电压相等，‎ 则R1消耗的功率：‎ P1＝＝＝440W，‎ 已知此时空调扇的总功率为1100W，则消耗R2的功率为：‎ P2＝P﹣P电动机﹣P1＝1100W﹣110W﹣440W＝550W，‎ 由P＝可得，R2的阻值为：‎ R2＝＝＝88Ω。‎ 答：（1）吹冷风时，冰从周围吸收的热量是2.1×104J；‎ ‎（2）吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；‎ ‎（3）吹热风时，R2的电阻是88Ω。‎ ‎8.（2019攀枝花，33）某科技小组探究如图甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表A的示数I之间的变化关系，得到P与I之间的关系如图乙所示。图甲中R0为定值电阻，电源电压不变。求： （1）滑动变阻器R消耗的最大功率为多少； （2）滑动变阻器R的阻值为多大时，滑动变阻器R消耗的功率最大； （3）滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式。‎ ‎【答案】（1）滑动变阻器R消耗的最大功率为4W； （2）滑动变阻器R的阻值为4Ω时，滑动变阻器R消耗的功率最大； （3）滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式为UR=8V-4Ω×I。‎ ‎9.（2019贵阳，28）如图所示电路，电源电压恒为8V，小灯泡标有“6V 3W”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：‎ ‎（1）小灯泡的额定电流；‎ ‎（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值。‎ ‎（3）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率。‎ 解：‎ ‎10(2019宁夏,17)小明家中的电热水水壶坏了，他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如图表11所示：‎ ‎（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了多少电能？‎ ‎（2）小明认为“品牌1”这款电热水壶功率小，更省电。从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗？为什么？‎ ‎【答案】（1）2.4×105J （2）这种想法不合理。功率反映的是做功的快慢，要烧开同样多的水，两种电热器需要消耗的电能一样多，不存在节约了电能。由于功率小的电热器加热时间较长，过程中水散失的热量要多些，所以反而要费电些。‎ ‎11.(2019北京，34)如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：‎ ‎（1）通电10s电阻丝R1产生的热量；‎ ‎（2）电源两端的电压。‎ 解：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量：‎ Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。‎ ‎（2）由I＝得，R1两端的电压：‎ U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，‎ 根据串联电路电压规律可知，电源电压：‎ U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。‎ 答：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量为16J；‎ ‎（2）电源两端的电压为6V。‎ ‎12.（2019年郴州，30）甲、乙两地相距60km，在甲、乙两地之间沿直线铺设了两条地下电缆。已知每条地下电缆每千米的电阻为0.2Ω ‎．现地下电缆在某处由于绝缘层老化而发生了漏电，设漏电电阻为Rx．为了确定漏电位置，检修员在甲、乙两地用电压表、电流表和电源各进行了一次检测。在甲地进行第一次检测时，如图所示连接电路，闭合开关S，电压表示数为6.0V，电流表示数为0.5A．用同样的方法在乙地进行第二次检测时，电压表示数为6.0V，电流表示数为0.3A．求：‎ ‎（1）第一次与第二次检测的电源输出功率之比；‎ ‎（2）漏电电阻Rx的阻值；‎ ‎（3）漏电位置到甲地的距离。‎ 解：（1）由P＝UI可得，第一次与第二次检测的电源输出功率之比：‎ ‎＝＝＝＝；‎ ‎（2）设漏电处分别到甲地和乙地单根电缆的电阻分别为R1和R2，则 R1+R2＝60km×0.2Ω/km＝12Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①‎ 在甲地进行第一次检测时，有：‎ ‎2R1+Rx＝＝＝12Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②‎ 在乙地进行第二次检测时，有：‎ ‎2R2+Rx＝＝＝20Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③‎ 由①②③可得：Rx＝4Ω，R1＝4Ω，R2＝8Ω；‎ ‎（3）漏电位置到甲地的距离L1＝＝20km。‎ 答：（1）第一次与第二次检测的电源输出功率之比为5：3；‎ ‎（2）漏电电阻Rx的阻值为4Ω；‎ ‎（3）漏电位置到甲地的距离为20km。‎ ‎13.（2019年郴州，29）一辆重为2×104N的电动汽车，以恒定功率50kW在平直的公路上匀速行驶3km，用时3min。已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1倍，汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5m2．求：‎ ‎（1）汽车对地面的压强；‎ ‎（2）汽车的牵引力所做的功；‎ ‎（3）汽车发动机的机械效率（计算结果保留一位小数）。‎ 解：（1）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，‎ 所以，汽车对地面的压强：‎ p＝＝＝＝4×104Pa；‎ ‎（2）因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，‎ 所以，汽车的牵引力：‎ F′＝F阻＝0.1G＝0.1×2×104N＝2×103N，‎ 则汽车的牵引力所做的功：‎ W机械＝F′s＝2×103N×3×103m＝6×106J；‎ ‎（3）由P＝可得，电动汽车消耗的电能：‎ W电＝Pt＝50×103W×3×60s＝9×106J，‎ 汽车发动机的机械效率：‎ η＝×100%＝×100%≈66.7%。‎ 答：（1）汽车对地面的压强为4×104Pa；‎ ‎（2）汽车的牵引力所做的功为6×106J；‎ ‎（3）汽车发动机的机械效率为66.7%。‎ ‎14.（2019安顺，18）如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 1.6W“的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2＝20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：‎ ‎（1）小灯泡正工作时的电阻是多少？‎ ‎（2）只闭合开关S、S2和S3移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W．此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？‎ ‎（3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？‎ 解：（1）灯泡L标有“4V，1.6W”字样表示灯的额定电压为4V，额定功率为1.6W，根据P＝UI＝可得：‎ 灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω；‎ ‎（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，由于变阻器和R2并联，则电流表测总电流I＝0.5A，‎ 根据P＝UI＝得电源电压：‎ U＝＝＝5V；‎ 则通过R2的电流，‎ I2＝＝＝0.25A；‎ 由并联电路电流的规律，通过动变阻器R1的电流：‎ I1＝0.5A﹣0.25A＝0.25A，‎ 由I＝可得R1接入电路中的阻值为：‎ R1＝＝＝20Ω；‎ ‎（3）只闭合开关S和S1，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，根据P＝UI，灯正常工作时的电流：‎ IL＝＝＝0.4A，‎ 电流表量程为0～0.6A，根据串联电路电流的规律，电路中的最大电流为I最大＝0.4A，此时灯正常发光，由欧姆定律和电阻的串联规律，变阻器有最小阻值；‎ 由串联电路电压的规律和欧姆定律，滑动变阻器R1的最小阻值：‎ R滑小＝﹣RL＝﹣10Ω＝2.5Ω；‎ 因电压表的量程为0～3V，电压表的最大示数为U最大＝3V时，变阻器连入电路中的电阻最大，‎ 根据串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和可知：‎ 灯泡两端的最小电压UL最小＝5V﹣3V＝2V，‎ 由图乙可知，此时通过灯的电流为电路中的最小电流，则I最小＝0.25A，‎ 由欧姆定律和串联电路电流的规律，变阻器连入电路中的最大电阻：‎ R滑大＝＝＝12Ω，‎ 故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。‎ 答：（1）小灯泡正常工作时的电阻是10Ω；‎ ‎（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是20Ω；‎ ‎（3）在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。‎ ‎15.（2019北部湾，30）图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U控=5V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V 0.3A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4=10Ω。在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4=4:1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为，。已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求：‎ ‎（1）灯泡L的额定功率；‎ ‎（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；‎ ‎（3）将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值；‎ ‎（4）工作电路的电源电压Ux。‎ 解：（1）灯泡L的额定功率为 ‎ P额=U额×I额=9V×0.3A=2.7W ‎ （2）当衔铁刚好被吸下时，变阻器R1接入电路的阻值刚好为0‎ 由图乙知温度为20℃时R2的阻值为R2=25Ω 控制电路的电流为 ‎ （3）当将报警温度设为50℃时，由图乙知，R2的阻值变为=10Ω，‎ ‎ 此时控制电路的电流仍然为I=0.2A ‎ 由得R1接入电路的阻值为 ‎ ‎ ‎ （4）当继电器的衔铁还没被吸下时，‎ 电路中的电流为I额=0.3A，则有；‎ 当继电器的衔铁被吸下时，‎ 设此时电路的电流为I，则有；‎ 由即可求得I=0.2A，‎ 此时 而，则得U3=8V 因为，所以得，‎ 即有，‎ 即 解得Ux=12V ‎16.（2019广东，29）如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简称电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池扳将太阳能转化为电能（转化效率为10%），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60W；蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则：‎ ‎（l）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为　 　能的过程。‎ ‎（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关　 　。‎ ‎（3）10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为　 　W。‎ ‎（4）要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电　 　小时。若充电电压为20V，则充电电流为　 　A。‎ ‎（5）该百叶窗电池板的面积为　 　m2。‎ 解：（l）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为化学能的过程。‎ ‎（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关S1。‎ ‎（3）10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为：‎ P＝10×3W＝30W。‎ ‎（4）蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，蓄电池充满电的电能为：‎ W＝Pt＝0.03kW×6h＝0.18kW•h；‎ 要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电时间为：‎ t＝＝＝1.5h；‎ 若充电电压为20V，根据P＝UI可得，则充电电流为：‎ I＝＝＝3A。‎ ‎（5）太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），‎ 故有η＝＝＝×100%＝＝10%，‎ 该百叶窗电池板的面积为S＝0.5m2。‎ ‎17.（2019广东，26）如图所示，电源的电压恒定R1、R2为定值电阻。R2的阻值为60Ω．只闭合开关S0时，电流表的示数为0.2A，再闭合开关Sl时，电流表的示数为0.6A．求：‎ ‎（1）电源的电压；‎ ‎（2）电阻R1的阻值；‎ ‎（3）开关S0、Sl均闭合后，通电l0s电路消耗的总电能。‎ 解：（1）只闭合开关S0时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，‎ 由I＝可得，电源的电压：‎ U＝I2R2＝0.2A×60Ω＝12V；‎ ‎（2）闭合S0、Sl时，R1与R2并联，电流表测干路电流，‎ 因并联电路中各支路独立工作、互不影响，‎ 所以，通过R2的电流不变，‎ 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，‎ 所以，通过R1的电流：‎ I1＝I﹣I2＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，‎ 因并联电路中各支路两端的电压相等，‎ 所以，电阻R1的阻值：‎ R1＝＝＝30Ω；‎ ‎（3）开关S0、Sl均闭合后，通电l0s电路消耗的总电能：‎ W＝UIt＝12V×0.6A×10s＝72J。‎ 答：（1）电源的电压为12V；‎ ‎（2）电阻R1的阻值为30Ω；‎ ‎（3）开关S0、Sl均闭合后，通电l0s电路消耗的总电能为72J