戰(zhàn)2025年《二輪核心考點實戰(zhàn)》中考物理二輪專項復習核心考點講解與必刷題型匯編專題16電學計算問題含答案及解析

專題16電學計算問題知識點一歐姆定律1．內(nèi)容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。公式：I＝eq\f(U,R)。2．電阻串聯(lián)時相當于增加了導體的長度，因此總電阻比任何一個串聯(lián)電阻都大。電阻并聯(lián)時相當于增大了導體的橫截面積，因此總電阻比任何一個并聯(lián)電阻都小。3．串聯(lián)電路分壓：在串聯(lián)電路中各電阻分得的電壓與它們的電阻成正比，表達式：eq\f(U1,U2)＝eq\f(R1,R2)；并聯(lián)電路分流：在并聯(lián)電路中各支路分得的電流與它們的電阻成反比，表達式：eq\f(I1,I2)＝eq\f(R2,R1)。串、并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的特點：電流電壓電阻分配規(guī)律串聯(lián)電路I＝I1＝I2U＝U1＋U2R＝R1＋R2分壓：eq\f(U1,U2)＝eq\f(R1,R2)并聯(lián)電路I＝I1＋I2U＝U1＝U2eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)分流：eq\f(I1,I2)＝eq\f(R2,R1)知識點二電功率1.電功率的計算（1）定義式：。已知某用電器的工作時間t和在這段時間內(nèi)消耗的電能W，就可以用該公式計算用電器的電功率。（2）計算式：將W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用電器兩端電壓U和通過用電器的電流I，就可以用該公式計算出該用電器的電功率。（3）導出式：、。對于純電阻電路，由P=UI及可推導出上述導出式。知識三解題思路1、挖掘題目中的隱含條件有些電學計算題目的已知條件并不明顯給出，而是隱藏其中，求解這類問題的關鍵在于挖掘隱含條件，而這些隱含條件可從物理現(xiàn)象、關鍵用語等己知條件中挖掘。2、構建變化電路中的方程思想當電鍵斷開或閉合，滑動變阻器滑片移動時，電路狀態(tài)將發(fā)生變化,求解此類電路綜合題時，構建電路中的方程思想尤為重要，其方法如下:(1)分清電路在每個狀態(tài)下的結構，即電路的連接方式，滑動變阻器使用的阻值范圍，電壓表、電流表所測定的物理量。(2)針對每種狀態(tài)畫出相應的等效電路圖，在圖中標出這種狀態(tài)下所對應的已知量，不變量，待求量。(3)以“不變量”為中心列出電路方程。當電路狀態(tài)發(fā)生改變時，電源電壓和定值電阻阻值一般不隨電路狀態(tài)的改變而改變。抓住“不變量”，利用歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功及電功率的計算公式，可列出電路方程。(4)以電路中的等量關系、比值關系引出方程或以此作為聯(lián)系方程中物理量間的紐帶，代換求解。（2023?營口）如圖所示，電源電壓恒為18V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V。閉合開關，移動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為12V時，電流表示數(shù)為0.5A。求：（1）電阻R1的阻值以及R1通電60s消耗的電能；（2）在保證元器件安全的前提下，電阻R1的最大功率。（2023?襄陽）L1、L2是額定電壓均為6V的小燈泡，其電流與電壓的關系如圖甲所示。圖乙中R是“30Ω1A”的滑動變阻器。（1）L1正常發(fā)光時的電阻值；（2）求把L1、L2并聯(lián)在6V電源下，電路中消耗的總電功率；（3）按圖乙所示把L1、L2連接在另一恒定電源上，在不損壞電路元件的情況下進行如下操作：當滑片P移至某一位置時，使其中一盞燈正常發(fā)光，此時滑動變阻器消耗的功率為P1；當滑片P移至另一點時，電壓表示數(shù)變化了4V，此時滑動變阻器消耗的功率為P2，且P1：P2＝8：9。求變阻器阻值變化范圍。（2023?河北）如圖1所示，電源電壓不變，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器R的規(guī)格為“50Ω2A”，燈泡L的額定電流為0.3A。圖2是燈泡L的電流與電壓關系圖像。閉合開關S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，當滑片P移至某一位置時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.5V和0.25A。（1）求電源電壓；（2）在保證電路安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，燈泡的最小功率是多少？（3）用定值電阻R1替換燈泡L，在保證電路安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的最大值與最小值之差恰好為0.3A，這一過程中滑動變阻器連入電路的阻值始終小于50Ω，求定值電阻R1的可能值。（2023?德州）如圖甲所示，電源電壓U保持不變，當只閉合開關S1，滑動變阻器的滑片從最右端滑向中點過程中得到電壓表與電流表示數(shù)的變化圖象如圖乙所示。閉合開關S1、S3，斷開S2，滑動變阻器的滑片在最左端時，電路的總功率為15W。已知R2＝2R1，求：（1）定值電阻R1的阻值；（2）R0的最大阻值和電源電壓U；（3）定值電阻R3的阻值及整個電路的最大功率。（2023?遂寧）學校組織學生到射洪市“三五三六”廠參加國防教育活動。同學們被展廳自動大門所吸引，他們發(fā)現(xiàn)當人靠近大門時，大門自動打開，如圖甲所示?；匦：?，科技小組利用電磁繼電器、人體紅外傳感器，電動機等元件制作了模擬電路，部分電路如圖乙所示。其中電動機銘牌上標有“220V40W”的字樣，控制電路的電源電壓U為24V，R1為定值電阻，人體紅外傳感器的阻值R隨人體到大門距離L的變化關系如圖丙所示；當電磁鐵線圈中的電流為100mA時，銜鐵剛好被吸下，觸發(fā)電動機工作，大門打開。（不計電磁鐵線圈的電阻）（1）開門一次用時3s，請計算開門一次電動機消耗電能多少焦耳？（2）經(jīng)測試L＝3m時剛好觸發(fā)電動機工作，則R1的阻值為多少？（3）善于思考的小明同學想通過電表示數(shù)直觀反映人與大門間的距離，于是他將一只電壓表并聯(lián)在R兩端。已知R1為第（2）問所求值，請你推導出L在0～6m內(nèi)，電壓表示數(shù)UR隨L的變化關系式。（2024?濟南模擬）圖甲是賓館常見的一種感應干手器，將手放在干手器的風口下，干手器會自動送出溫度適宜的風，當手離開出風口時，感應開關會自動停風關機。圖乙是該干手器的簡化電路圖，其中R是加熱電阻絲，R＝44Ω，M是吹風的電動機，S1是感應開關，S2是溫控開關，會根據(jù)環(huán)境溫度自動斷開或閉合來控制加熱電阻絲。如表是該干手器的部分參數(shù)：額定電壓220V出風速度95m/s感應距離12cm（1）電阻絲加熱功率是多少？（2）熱風干手時，通過感應開關S1的電流是7.5A，求電動機工作時的電流是多少？（3）環(huán)境溫度較高，溫控開關S2斷開后，干手器消耗的電能是4400J，求干手器工作多長時間？（2024?碑林區(qū)校級一模）如圖甲所示是一款超市用的透明玻璃門冷飲展示冰柜，該冰柜的玻璃門采用的是防霧玻璃，玻璃夾層中有電熱絲用來加熱玻璃，可以有效防止水蒸氣凝結在玻璃上，電熱絲與冰柜中的電動壓縮機連接的簡化電路如圖乙所示，其相關參數(shù)如表所示。求：冰柜總質(zhì)量160kg額定電壓220V電動壓縮機的額定功率110W防霧電熱絲的額定功率100W（1）冰柜的電動壓縮機正常工作時的電流為多少？（2）冰柜正常工作時防霧電熱絲的電阻為多少？（3）該冰柜的玻璃門的質(zhì)量是5kg，若不計熱量損失，電熱絲正常工作使門玻璃升高20℃需要多長時間？【玻璃的比熱容為0.84×103J/（kg?℃）】（2024?涼山州模擬）如圖所示電路，電源電壓保持不變，滑動變阻器的最大阻值為30Ω，電壓表的量程為0～3V，燈L1和L2分別標有“2V0.4W”、“2.5V0.625W”的字樣，忽略溫度對燈絲電阻的影響。閉合開關S、S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，當電壓表示數(shù)為2V時，L2正常發(fā)光。求：（1）電源電壓。（2）閉合開關S、S1時，電路中的最小電流。（3）只閉合開關S，保證兩燈泡實際功率不超過額定功率的情況下，滑動變阻器滑片接入電路的最小電阻。（2023?南安市模擬）我國的基建事業(yè)位列世界前茅。某興趣小組模擬建筑工地的起吊機自制了一個起吊模型，如圖甲所示，重為19N的重物掛在滑輪組下方，并在電動機的作用下以0.02m/s的速度勻速提升10s。電動機所在的電路如圖乙所示，已知電源電壓為6V，電阻R1＝10Ω，電動機線圈電阻R2＝8Ω，在勻速提升過程中電壓表示數(shù)為1V。（不計繩重與摩擦）（1）求滑輪組提升重物的有用功；（2）求電動機消耗的電能；（3）求動滑輪的質(zhì)量。（2023?玉林一模）某實驗小組設計了一個汽車超載報警的電路模型，原理圖如圖甲所示。其中ABO是杠桿組件（質(zhì)量忽略不計），O為支點，B點為汽車重力承壓點，A端的壓桿（質(zhì)量忽略不計）作用于壓敏電阻，OA：OB＝4：1。在測量電路中，R為壓敏電阻，阻值隨壓力變化的關系如表所示。對于燈泡：當無車通過時，小燈泡的電流為I0＝150mA，此時不發(fā)光；有車通過時，小燈泡發(fā)綠光；小燈泡的電壓UL≥2.5V是發(fā)紅光的報警點，燈泡電流隨電壓變化的曲線如圖乙所示。電源電壓為7.5V且保持不變。閉合開關，求：壓力F/N051015202530…壓敏電阻R/Ω40353025201510…（1）無汽車通過時，小燈泡消耗的功率；（2）該系統(tǒng)報警時汽車的總重力；（3）實驗小組發(fā)現(xiàn)，在不改變電路元件、支點位置和杠桿組件的情況下，可以通過更換電源電壓來增大報警時的載重量，若將報警時的載重量增加到130N，則需要更換成多大電壓的電源？（2023?寧德模擬）生態(tài)園區(qū)中有一套自動控制的照明系統(tǒng)和自動調(diào)溫系統(tǒng)，其簡化電路如圖所示，電源電壓恒為220V，R1和R2是加熱電阻（不考慮溫度對電阻的影響），R1＝10Ω，R2＝30Ω，L是標有“220V110W”的照明燈泡。開關S1、S2斷開時，系統(tǒng)開啟保溫模式；開關S1、S2閉合時，系統(tǒng)開啟加熱和照明模式。求：（1）照明燈泡正常發(fā)光時的電阻；（2）保溫模式下的工作電流；（3）加熱和照明模式下電路的總功率。（2023?夏邑縣一模）如表為某電火鍋的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖甲所示，R1、R2為阻值一定的電熱絲，且R2＞R1。通過控制開關S1、S2的斷開或閉合狀態(tài)，可以讓電火鍋在不同擋位工作。（1）求R1的阻值；（2）若家庭電路的電壓是220V，室內(nèi)插座的額定電流是5A，用該插座僅給電火鍋供電，從安全用電和加熱快的角度考慮，應選擇哪擋位？請說明理由。（3）若把家中的其它用電器都與電源斷開，僅讓電火鍋工作5min，發(fā)現(xiàn)如圖乙所示電能表的指示燈閃爍了240次。求電火鍋在這段時間內(nèi)的實際功率。XX牌電火鍋額定電壓220V額定功率低溫擋500W中溫擋1000W高溫擋1500W頻率50Hz（2023?夏津縣二模）如圖所示的電路中，電源電壓恒定為4.5V，燈泡L上標有“2.5V，1.25W”字樣（燈絲電阻不變），定值電阻R1阻值為15Ω，滑動變阻器R2的規(guī)格為“20Ω，1A”，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，求：（1）小燈泡L的電阻；（2）閉合開關S、斷開開關S1、S2，電流表示數(shù)為0.3A，此時滑動變阻器R2連入電路的阻值；（3）閉合開關S、S1、S2，在確保電路各元件安全的情況下，滑動變阻器R2的最大功率。（2023?涼山州模擬）如圖甲所示電路，電源電壓不變，燈泡L上標有“5V2.5W”字樣，電壓表量程為0﹣3V，電流表量程為0﹣0.6A。閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P由b端滑到中點的過程中，燈泡L的電功率與電流的P﹣I關系圖像如圖乙所示，忽略溫度對燈絲電阻的影響。求：（1）燈泡L正常發(fā)光時的電阻；（2）電源電壓；（3）在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器允許連入電路的最小阻值。（2023?西鄉(xiāng)塘區(qū)校級模擬）大型玻璃花房內(nèi)都配有自動加濕器，如圖甲所示。自動加濕器由控制電路和工作電路兩部分組成（圖乙）。已知控制電路電源電壓恒為12V，R是可調(diào)電阻箱，RH為濕敏電阻，其阻值隨相對濕度變化的對應關系如圖丙所示（橫軸為空氣濕度，用百分數(shù)表示）。請分析下列問題：（1）加濕器額定功率為0.5kW，加濕一次的時間是20min，求這段時間消耗的電能；（2）當電阻箱接入電路中的阻值12Ω時，控制電路消耗的功率是4.5W，求此時的空氣濕度；（3）若a、b兩端電壓必須等于或大于9V時，控制電路才能啟動加濕器進入工作狀態(tài)。工作人員設定相對濕度為30%時啟動加濕器工作，則電阻箱的阻值至少應調(diào)到多少？

專題16電學計算問題知識點一歐姆定律1．內(nèi)容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。公式：I＝eq\f(U,R)。2．電阻串聯(lián)時相當于增加了導體的長度，因此總電阻比任何一個串聯(lián)電阻都大。電阻并聯(lián)時相當于增大了導體的橫截面積，因此總電阻比任何一個并聯(lián)電阻都小。3．串聯(lián)電路分壓：在串聯(lián)電路中各電阻分得的電壓與它們的電阻成正比，表達式：eq\f(U1,U2)＝eq\f(R1,R2)；并聯(lián)電路分流：在并聯(lián)電路中各支路分得的電流與它們的電阻成反比，表達式：eq\f(I1,I2)＝eq\f(R2,R1)。串、并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的特點：電流電壓電阻分配規(guī)律串聯(lián)電路I＝I1＝I2U＝U1＋U2R＝R1＋R2分壓：eq\f(U1,U2)＝eq\f(R1,R2)并聯(lián)電路I＝I1＋I2U＝U1＝U2eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)分流：eq\f(I1,I2)＝eq\f(R2,R1)知識點二電功率1.電功率的計算（1）定義式：。已知某用電器的工作時間t和在這段時間內(nèi)消耗的電能W，就可以用該公式計算用電器的電功率。（2）計算式：將W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用電器兩端電壓U和通過用電器的電流I，就可以用該公式計算出該用電器的電功率。（3）導出式：、。對于純電阻電路，由P=UI及可推導出上述導出式。知識三解題思路1、挖掘題目中的隱含條件有些電學計算題目的已知條件并不明顯給出，而是隱藏其中，求解這類問題的關鍵在于挖掘隱含條件，而這些隱含條件可從物理現(xiàn)象、關鍵用語等己知條件中挖掘。2、構建變化電路中的方程思想當電鍵斷開或閉合，滑動變阻器滑片移動時，電路狀態(tài)將發(fā)生變化,求解此類電路綜合題時，構建電路中的方程思想尤為重要，其方法如下:(1)分清電路在每個狀態(tài)下的結構，即電路的連接方式，滑動變阻器使用的阻值范圍，電壓表、電流表所測定的物理量。(2)針對每種狀態(tài)畫出相應的等效電路圖，在圖中標出這種狀態(tài)下所對應的已知量，不變量，待求量。(3)以“不變量”為中心列出電路方程。當電路狀態(tài)發(fā)生改變時，電源電壓和定值電阻阻值一般不隨電路狀態(tài)的改變而改變。抓住“不變量”，利用歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功及電功率的計算公式，可列出電路方程。(4)以電路中的等量關系、比值關系引出方程或以此作為聯(lián)系方程中物理量間的紐帶，代換求解。（2023?營口）如圖所示，電源電壓恒為18V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V。閉合開關，移動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為12V時，電流表示數(shù)為0.5A。求：（1）電阻R1的阻值以及R1通電60s消耗的電能；（2）在保證元器件安全的前提下，電阻R1的最大功率?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)電路圖可知，兩個電阻串聯(lián)接入電路，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓；當電壓表示數(shù)為12V時，電流表示數(shù)為0.5A，則電阻R1的阻值為：R1=U1IR1通電60s消耗的電能為：W＝I2R1t＝（0.5A）2×12Ω×60s＝180J；（2）滑動變阻器接入電路中的電阻變小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，滑動變阻器分擔的電壓變?。淮藭r電路的總電阻越小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流越大，電流表量程為0～0.6A，所以電路中的最大電流為0.6A，此時電阻R1的兩端的電壓為：U'＝I'R1＝0.6A×12Ω＝7.2V；滑動變阻器兩端的電壓為：U'2＝U﹣U'＝18V﹣7.2V＝10.8V，沒有超過電壓表的量程；電阻R1的最大功率為：P＝U'I'＝7.2V×0.6A＝4.32W。答：（1）電阻R1的阻值為12Ω；R1通電60s消耗的電能為180J；（2）在保證元器件安全的前提下，電阻R1的最大功率為4.32W。（2023?襄陽）L1、L2是額定電壓均為6V的小燈泡，其電流與電壓的關系如圖甲所示。圖乙中R是“30Ω1A”的滑動變阻器。（1）L1正常發(fā)光時的電阻值；（2）求把L1、L2并聯(lián)在6V電源下，電路中消耗的總電功率；（3）按圖乙所示把L1、L2連接在另一恒定電源上，在不損壞電路元件的情況下進行如下操作：當滑片P移至某一位置時，使其中一盞燈正常發(fā)光，此時滑動變阻器消耗的功率為P1；當滑片P移至另一點時，電壓表示數(shù)變化了4V，此時滑動變阻器消耗的功率為P2，且P1：P2＝8：9。求變阻器阻值變化范圍?！窘獯稹拷猓海?）L1正常發(fā)光時的電壓U1＝6V，I1＝1.0A；由I=UR可得，此時L1正常發(fā)光時的阻值：R1=U（2）當把L1、L2并聯(lián)在6V電源下，兩個燈的電壓都是6V，電流分別為：I1＝1.0A；I2＝0.8A；干路中電流為I＝I1+I2＝1.0A+0.8A＝1.8A‘’電路中消耗的總電功率P＝UI＝6V×1.8A＝10.8W。（3）按圖乙所示把L1、L2連接在另一恒定電源上，由電路圖知三個用電器串聯(lián)，電壓表測量L1、L2兩端的電壓，在不損壞電路元件的情況下進行如下操作：當滑片P移至某一位置時，使其中一盞燈正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路中的電流處處相等，最大電流為0.8A，則兩個燈泡的電壓分別為3V和6V，此時電壓表的示數(shù)為U'＝3V+6V＝9V；滑動變阻器的電壓為U源﹣9V，此時滑動變阻器消耗的功率為P1＝（U源﹣9V）×0.8A；當滑片P移至另一點時，電壓表示數(shù)變化了4V，因為保證電路安全，只能是電壓表示數(shù)減小了4V，是5V，此時兩個燈泡電流相同，電壓之和為5V，根據(jù)圖像知，此時I＝0.6A；此時滑動變阻器消耗的功率為P2＝（U源﹣5V）×0.6A；根據(jù)P1：P2＝8：9，有[（U源﹣9V）×0.8A]：[（U源﹣5V）×0.6A]＝8：9；解得U源＝17V；則第一次變阻器阻值R小=U源?9V則第二次變阻器阻值R大=U源?5V則變阻器阻值變化范圍是10Ω～20Ω。（2023?河北）如圖1所示，電源電壓不變，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器R的規(guī)格為“50Ω2A”，燈泡L的額定電流為0.3A。圖2是燈泡L的電流與電壓關系圖像。閉合開關S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，當滑片P移至某一位置時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.5V和0.25A。（1）求電源電壓；（2）在保證電路安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，燈泡的最小功率是多少？（3）用定值電阻R1替換燈泡L，在保證電路安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的最大值與最小值之差恰好為0.3A，這一過程中滑動變阻器連入電路的阻值始終小于50Ω，求定值電阻R1的可能值?！窘獯稹拷猓海?）閉合S，燈L與滑動變阻器R串聯(lián)，當I＝0.25A時，U滑＝2.5V，由圖2可知，UL＝2V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點得U電源＝UL+U滑＝2V+2，5V＝4.5V；（2）由題意知，當電壓表示數(shù)最大為3V時，燈L兩端電壓最小，此時燈L的功率最??；燈L兩端最小電壓UL?。経電源﹣U滑′＝4.5V﹣3V＝1.5V，由圖2知，燈L的最小電流I?。?.2A，燈L的最小功率P＝UL小I小＝1.5V×0.2A＝0.3W；（3）用定值電阻R1替換燈泡L后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，電路中最大電流有兩種可能：I大＝0.6A或I大＜0.6A；①若I大＝0.6A時，則最小電流I?。絀大﹣ΔI＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，此時電壓表示數(shù)最大為3V，R1中最小電流I小=U即0.3A=4.5V?3VR1，解得R1②若I大＜0.6A時，由題意可得，最大電流I大=U電源R1則ΔI＝I大﹣I小，即ΔI=U代入數(shù)值得0.3A=4.5V解得R1＝10Ω；故定值電阻R1的可能值為5Ω或10Ω。答：（1）電源電壓是4.5V；（2）燈泡的最小功率是0.3W；（3）定值電阻R1的可能值為5Ω或10Ω。（2023?德州）如圖甲所示，電源電壓U保持不變，當只閉合開關S1，滑動變阻器的滑片從最右端滑向中點過程中得到電壓表與電流表示數(shù)的變化圖象如圖乙所示。閉合開關S1、S3，斷開S2，滑動變阻器的滑片在最左端時，電路的總功率為15W。已知R2＝2R1，求：（1）定值電阻R1的阻值；（2）R0的最大阻值和電源電壓U；（3）定值電阻R3的阻值及整個電路的最大功率?！窘獯稹拷猓海?）只閉合S1時，R0與R1串聯(lián)，電壓表V測量R1兩端電壓，電流表A測串聯(lián)電路中的電流，由乙圖可知，R1的阻值為：R1=U1I（2）只閉合開關S1，滑片位于最右端時，電源電壓為：U＝U1+I1R0＝2.5V+0.25A×R0﹣﹣﹣﹣﹣①滑片位于R0的中點時，電源電壓為：U＝U2+I212R0＝4V+0.4A×12R聯(lián)立兩式解得：R0＝30Ω，U＝10V；（3）由題意知：R2＝2R1＝2×10Ω＝20Ω，閉合開關S1和S3，斷開開關S2，滑動變阻器滑片到最左端時，R1和R3并聯(lián)，由P總＝P1+P3=UR3=U2P當滑片位于最左端，開關S1、S2、S3都閉合時，R1、R2、R3并聯(lián)，此時電路總電阻最小，電路總功率最大，整個電路最大功率為：P最大＝P1+P2+P3=U（2023?遂寧）學校組織學生到射洪市“三五三六”廠參加國防教育活動。同學們被展廳自動大門所吸引，他們發(fā)現(xiàn)當人靠近大門時，大門自動打開，如圖甲所示?；匦：螅萍夹〗M利用電磁繼電器、人體紅外傳感器，電動機等元件制作了模擬電路，部分電路如圖乙所示。其中電動機銘牌上標有“220V40W”的字樣，控制電路的電源電壓U為24V，R1為定值電阻，人體紅外傳感器的阻值R隨人體到大門距離L的變化關系如圖丙所示；當電磁鐵線圈中的電流為100mA時，銜鐵剛好被吸下，觸發(fā)電動機工作，大門打開。（不計電磁鐵線圈的電阻）（1）開門一次用時3s，請計算開門一次電動機消耗電能多少焦耳？（2）經(jīng)測試L＝3m時剛好觸發(fā)電動機工作，則R1的阻值為多少？（3）善于思考的小明同學想通過電表示數(shù)直觀反映人與大門間的距離，于是他將一只電壓表并聯(lián)在R兩端。已知R1為第（2）問所求值，請你推導出L在0～6m內(nèi)，電壓表示數(shù)UR隨L的變化關系式?！窘獯稹拷猓海?）電動機銘牌上標有“220V40W”的字樣，根據(jù)P=WW＝Pt＝40W×3s＝120J；（2）當電磁鐵線圈中的電流為100mA時，銜鐵剛好被吸下，觸發(fā)電動機工作，大門打開，此時控制電路的總電阻為：R總=UI=由丙圖可知，當L＝3m時，R的阻值為120Ω，根據(jù)電阻的串聯(lián)可知，R1＝R總﹣R＝240Ω﹣120Ω＝120Ω；（3）由圖丙可知，R與L的數(shù)學關系為：R＝20L+60（6m≥L≥0）；設電壓表示數(shù)UR，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律和分壓原理可知，URU?U解得：UR=24V×R因R＝20L+60（6m≥L≥0），故UR=24L+72（2024?濟南模擬）圖甲是賓館常見的一種感應干手器，將手放在干手器的風口下，干手器會自動送出溫度適宜的風，當手離開出風口時，感應開關會自動停風關機。圖乙是該干手器的簡化電路圖，其中R是加熱電阻絲，R＝44Ω，M是吹風的電動機，S1是感應開關，S2是溫控開關，會根據(jù)環(huán)境溫度自動斷開或閉合來控制加熱電阻絲。如表是該干手器的部分參數(shù)：額定電壓220V出風速度95m/s感應距離12cm（1）電阻絲加熱功率是多少？（2）熱風干手時，通過感應開關S1的電流是7.5A，求電動機工作時的電流是多少？（3）環(huán)境溫度較高，溫控開關S2斷開后，干手器消耗的電能是4400J，求干手器工作多長時間？【解答】解：（1）如圖所示，當開關S1和S2都閉合時，電阻R和電動機M并聯(lián)接入電路，已知電阻絲電阻R＝44Ω，根據(jù)P=U（2）熱風干手時，開關S1和S2都閉合，電阻R和電動機M并聯(lián)接入電路，通過感應開關S1的電流是7.5A，根據(jù)并聯(lián)分流可知，通過電阻絲的點IR=UR=220V44Ω（3）電動機的功率是P＝UIM＝220V×2.5A＝550W；環(huán)境溫度較高，溫控開關S2斷開，只有電動機M接入電路，若干手器消耗的電能是4400J，干手器工作時間t=W答：（1）電阻絲加熱功率是1100W；（2）流過電動機的電流是2.5A；（3）干手器工作8s時間。（2024?碑林區(qū)校級一模）如圖甲所示是一款超市用的透明玻璃門冷飲展示冰柜，該冰柜的玻璃門采用的是防霧玻璃，玻璃夾層中有電熱絲用來加熱玻璃，可以有效防止水蒸氣凝結在玻璃上，電熱絲與冰柜中的電動壓縮機連接的簡化電路如圖乙所示，其相關參數(shù)如表所示。求：冰柜總質(zhì)量160kg額定電壓220V電動壓縮機的額定功率110W防霧電熱絲的額定功率100W（1）冰柜的電動壓縮機正常工作時的電流為多少？（2）冰柜正常工作時防霧電熱絲的電阻為多少？（3）該冰柜的玻璃門的質(zhì)量是5kg，若不計熱量損失，電熱絲正常工作使門玻璃升高20℃需要多長時間？【玻璃的比熱容為0.84×103J/（kg?℃）】【解答】解：（1）由P＝UI可得，冰柜的電動壓縮機正常工作時的電流：I=P（2）由P=UR=U2P（3）門玻璃升高20℃吸收的熱量，Q吸＝cmΔt＝0.84×103J/（kg?℃）×5kg×20℃＝8.4×104J，不計熱量損失，則W＝Q吸＝8.4×104J，由P=Wt=W答：（1）冰柜的電動壓縮機正常工作時的電流為0.5A；（2）冰柜正常工作時防霧電熱絲的電阻為484Ω；（3）電熱絲正常工作使門玻璃升高20℃需要840s時間。（2024?涼山州模擬）如圖所示電路，電源電壓保持不變，滑動變阻器的最大阻值為30Ω，電壓表的量程為0～3V，燈L1和L2分別標有“2V0.4W”、“2.5V0.625W”的字樣，忽略溫度對燈絲電阻的影響。閉合開關S、S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，當電壓表示數(shù)為2V時，L2正常發(fā)光。求：（1）電源電壓。（2）閉合開關S、S1時，電路中的最小電流。（3）只閉合開關S，保證兩燈泡實際功率不超過額定功率的情況下，滑動變阻器滑片接入電路的最小電阻?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，閉合開關S、S1，燈泡L2與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，由燈泡L2正常發(fā)光可知，燈泡L2兩端的電壓為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，電源電壓U＝2V+2.5V＝4.5V；（2）只閉合開關S、S1，燈泡L2與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)P＝UI可知，燈泡L2正常發(fā)光時的電流I2=P根據(jù)I=UR可得：R2=U已知電壓表的量程為0～3V，則當電壓表示數(shù)最大為3V時電路中的電流最小，則根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和可得燈泡L2兩端的電壓為：U2＝′＝U﹣U滑大＝4.5V﹣3V＝1.5V，則電路中的最小電流，I最小=U（3）根據(jù)P＝UI可知，燈泡L1正常發(fā)光時的電流I1=P根據(jù)I=UR可得：R1=U只閉合開關S，燈泡L1、L2、滑動變阻器串聯(lián)，為了使電路元件安全，保證兩燈泡實際功率不超過額定功率的情況下，電路中的最大電流I大＝I2＝0.2A，根據(jù)I=UR可得：R最小=U則根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各用電器的阻值之和可得滑動變阻器接入電路的最小電阻為：R滑小＝R最小﹣R1﹣R2＝22.5Ω﹣10Ω﹣10Ω＝2.5Ω。答：（1）電源電壓為4.5V。（2）閉合開關S、S1時，電路中的最小電流為0.15A。（3）只閉合開關S，保證兩燈泡實際功率不超過額定功率的情況下，滑動變阻器滑片接入電路的最小電阻為2.5Ω。（2023?南安市模擬）我國的基建事業(yè)位列世界前茅。某興趣小組模擬建筑工地的起吊機自制了一個起吊模型，如圖甲所示，重為19N的重物掛在滑輪組下方，并在電動機的作用下以0.02m/s的速度勻速提升10s。電動機所在的電路如圖乙所示，已知電源電壓為6V，電阻R1＝10Ω，電動機線圈電阻R2＝8Ω，在勻速提升過程中電壓表示數(shù)為1V。（不計繩重與摩擦）（1）求滑輪組提升重物的有用功；（2）求電動機消耗的電能；（3）求動滑輪的質(zhì)量。【解答】解：（1）物體移動的距離為s＝vt＝0.02m/s×10s＝0.2m，有用功W有＝Gs＝19N×0.2m＝3.8J；（2）由圖乙可知，該電路為串聯(lián)電路，電路中的電流I=I電動機兩端的電壓UM＝U﹣U1＝6V﹣1V＝5V，電動機消耗的電能W＝UMIMt＝5V×0.1A×10s＝5J；（3）電流通過電動機線圈產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2R2t＝（0.1A）2×8Ω×10s＝0.8J，電動機輸出的機械能：W′＝W﹣Q＝5J﹣0.8J＝4.2J，由圖甲可知，滑輪組繩子的段數(shù)為3段，繩子移動的距離為s′＝3s＝3×0.2m＝0.6m，繩子的拉力F=W'由F=13(G+解得G滑＝2N，動滑輪的質(zhì)量m滑=G答：（1）滑輪組提升重物的有用功為3.8J；（2）電動機消耗的電能為5J；（3）動滑輪的質(zhì)量為0.2kg。（2023?玉林一模）某實驗小組設計了一個汽車超載報警的電路模型，原理圖如圖甲所示。其中ABO是杠桿組件（質(zhì)量忽略不計），O為支點，B點為汽車重力承壓點，A端的壓桿（質(zhì)量忽略不計）作用于壓敏電阻，OA：OB＝4：1。在測量電路中，R為壓敏電阻，阻值隨壓力變化的關系如表所示。對于燈泡：當無車通過時，小燈泡的電流為I0＝150mA，此時不發(fā)光；有車通過時，小燈泡發(fā)綠光；小燈泡的電壓UL≥2.5V是發(fā)紅光的報警點，燈泡電流隨電壓變化的曲線如圖乙所示。電源電壓為7.5V且保持不變。閉合開關，求：壓力F/N051015202530…壓敏電阻R/Ω40353025201510…（1）無汽車通過時，小燈泡消耗的功率；（2）該系統(tǒng)報警時汽車的總重力；（3）實驗小組發(fā)現(xiàn)，在不改變電路元件、支點位置和杠桿組件的情況下，可以通過更換電源電壓來增大報警時的載重量，若將報警時的載重量增加到130N，則需要更換成多大電壓的電源？【解答】解：由圖甲可知，燈泡與壓敏電阻R串聯(lián)，電壓表測壓敏電阻兩端的電壓，電流表測電路中的電流；（1）由題意可知，無車時電路中的電流I＝150mA＝0.15A，由圖乙可知，此時燈泡兩端的電壓為1.5V，此時燈泡的電功率P＝UI＝1.5V×0.15A＝0.225W；（2）當電路報警時，小燈泡兩端的電壓U＝2.5V，由圖乙可知，此時電路中的電流I'＝0.2A，由串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可知，壓敏電阻的阻值為：R=URI由表格數(shù)據(jù)可得，壓力增大5N，則電阻減小5Ω，壓敏電阻阻值與壓力函數(shù)關系式為：R＝40Ω﹣1Ω/N×F，代入數(shù)據(jù)可得：25Ω＝40Ω﹣1Ω/N×F，解得：FA＝15N；由杠桿平衡條件可得：FA×AO＝G×BO，解得：G=OAOB×（3）在不改變電路元件、支點位置和杠桿組件的情況下，可以通過更換電源電壓來增大報警時的載重量，若將報警時的載重量增加到130N，根據(jù)FA×AO＝G×BO，F(xiàn)A=14G壓敏電阻阻值R＝40Ω﹣1Ω/N×F＝7.5Ω，此時此時電路中的電流I'＝0.2A，則電源電壓U＝UL+IR＝2.5V+0.2A×7.5Ω＝4V。答：（1）無汽車通過時，小燈泡消耗的功率0.225W；（2）該系統(tǒng)報警時汽車的總重力60N；（3）需要更換成多大電壓的電源4V。（2023?寧德模擬）生態(tài)園區(qū)中有一套自動控制的照明系統(tǒng)和自動調(diào)溫系統(tǒng)，其簡化電路如圖所示，電源電壓恒為220V，R1和R2是加熱電阻（不考慮溫度對電阻的影響），R1＝10Ω，R2＝30Ω，L是標有“220V110W”的照明燈泡。開關S1、S2斷開時，系統(tǒng)開啟保溫模式；開關S1、S2閉合時，系統(tǒng)開啟加熱和照明模式。求：（1）照明燈泡正常發(fā)光時的電阻；（2）保溫模式下的工作電流；（3）加熱和照明模式下電路的總功率。【解答】解：（1）L是標有“220V110W”的照明燈泡，根據(jù)P=U照明燈泡正常發(fā)光時的電阻RL=U額2（2）開關S1、S2斷開時，R1和R2是串聯(lián)，電路的總電阻R總＝R1+R2＝10Ω+30Ω＝40Ω；電路中的電流I=U（3）開關S1、S2閉合時，此時L與R1并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路不相互影響，燈泡的電功率為110W；R1的電功率：P1=U2R1=答：（1）照明燈泡正常發(fā)光時的電阻40Ω；（2）保溫模式下的工作電流5.5A；（3）加熱和照明模式下電路的總功率4950W。（2023?夏邑縣一模）如表為某電火鍋的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖甲所示，R1、R2為阻值一定的電熱絲，且R2＞R1。通過控制開關S1、S2的斷開或閉合狀態(tài)，可以讓電火鍋在不同擋位工作。（1）求R1的阻值；（2）若家庭電路的電壓是220V，室內(nèi)插座的額定電流是5A，用該插座僅給電火鍋供電，從安全用電和加熱快的角度考慮，應選擇哪擋位？請說明理由。（3）若把家中的其它用電器都與電源斷開，僅讓電火鍋工作5min，發(fā)現(xiàn)如圖乙所示電能表的指示燈閃爍了240次。求電火鍋在這段時間內(nèi)的實際功率。XX牌電火鍋額定電壓220V額定功率低溫擋500W中溫擋1000W高溫擋1500W頻率50Hz【解答】解：（1）由圖知只閉合開關S1時，只有電阻R1接入電路，只閉合開關S2時，只有電阻R2接入電路，閉合開關S1、S2時兩電阻并聯(lián)，由于并聯(lián)電路的總電阻小于任何分電阻且R1＜R2，根據(jù)P=U2R知只閉合開關S2時電阻最大，電路的功率最小，電火鍋處于低溫擋，只閉合開關S1時電阻較大，電火鍋處于中溫擋，閉合開關S1根據(jù)P=U2R可知R1的阻值：R1=（2）某插座允許接入的用電器的最大功率為：P大＝UI大＝220V×5A＝1100W，1000W＜1100W＜1500W，所以從安全用電和加熱快這兩個角度綜合考慮，應選擇中擋位；（3）電能表指示燈閃爍240次電火鍋消耗的電能：W=2403000kW?h＝0.08kW?h＝2.88×10電火鍋的實際電功率：P=W答：（1）R1的阻值為48.4Ω；（2）由于插座的最大功率為1100W，大于中溫擋的功率，小于高溫擋的功率，所以從安全用電和加熱快這兩個角度綜合考慮，應選擇中擋位（3）電火鍋在這段時間內(nèi)的實際功率為960W。（2023?夏津縣二模）如圖所示的電路中，電源電壓恒定為4.5V，燈泡L上標有“2.5V，1.25W”字樣（燈絲電阻不變），定值電阻R1阻值為15Ω，滑動變阻器R2的規(guī)格為“20Ω，1A”，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，求：（1）小燈泡L的電阻；（2）閉合開關S、斷開開關S1、S2，電流表示數(shù)為0.3A，此時滑動變阻器R2連入電路的阻值；（3）閉合開關S、S1、S2，在確保電路各元件安全的情況下，滑動變阻器R2的最大功率?！窘獯稹拷猓海?）由P＝UI=U2R可知，小燈泡L的電阻：RL=（2）閉合開關S、斷開開關S1、S2，燈泡L與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測燈泡L兩端的電壓，電流表測電路中的電流；由歐姆定律可知，電路中的總電阻：R=UI=由串聯(lián)電路的電阻特點可知，此時滑動變阻器R2連入電路的阻值：R2＝R﹣RL＝15Ω﹣5Ω＝10Ω；（3）閉合開關S、S1、S2，燈泡L與電壓表被短路，定值電阻R1與滑動變阻器R2并聯(lián)，電流表測干路電流；通過定值電阻R1的電流：I1=U因