壓軸題01 電學(xué)綜合計(jì)算題（原卷版）-2023年中考物理壓軸題專項(xiàng)訓(xùn)練

第第頁壓軸題01電學(xué)綜合計(jì)算題綜合近幾年中考對于電磁學(xué)的考查形式，2023年中考對于電磁學(xué)的考查仍然是重要照顧點(diǎn)。串、并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律對于整個(gè)初中電磁學(xué)的串聯(lián)作用將起到至關(guān)重要的效果，所以不論是選擇題還是大題，電磁學(xué)問題一直都是命題人提高學(xué)生關(guān)鍵物理素養(yǎng)的重要知識點(diǎn)，因此在近幾年的中考命題中電磁學(xué)問題一直都是以壓軸題的形式存在，其中包括電對與力學(xué)結(jié)合、電和磁相互結(jié)合等常見的幾種形式，以及對于圖像問題的考查，都比前幾年要頻繁，所以要求考生了解題型的知識點(diǎn)及要領(lǐng)，對于?？嫉哪Ｐ鸵笥谐浞值恼J(rèn)知。一、串并聯(lián)電路電流、電壓特點(diǎn)1.串聯(lián)電路的特點(diǎn)（1）電流：各處的電流都相等。表達(dá)式：I=I1=I2（2）電壓：電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。表達(dá)式：U=U1+U2（3）電阻：電路的總電阻等于各用電器電阻之和。表達(dá)式：R=R1+R22.并聯(lián)電路的特點(diǎn)：（1）電流：干路中的電流等于各支路中的電流之和。表達(dá)式：I=I1+I2（2）電壓：各支路兩端的電壓相等。表達(dá)式：U=U1=U2（3）電阻：電路的總電阻的倒數(shù)等于各用電器電阻倒數(shù)之和。表達(dá)式：二、歐姆定律1.數(shù)學(xué)表達(dá)式：其中I代表電流，單位是AU代表電壓，單位是VR代表電阻，單位是Ω2.說明：（1）I、U、R三量必須對應(yīng)同一導(dǎo)體（或者同一段電路）；（2）I、U、R三量對應(yīng)的是同一時(shí)刻三、電功公式1.電功計(jì)算式:W=UIt其中W代表電功,單位是JU代表電壓，單位是VI代表電流，單位是At代表通電時(shí)間，單位是s說明：（1）I、U、t必須對同一段電路、同一時(shí)刻而言。(2)式中各量必須采用國際單位；1度=1kWh=3.6×106J。(3)普遍適用公式，對任何類型用電器都適用。2.電功導(dǎo)出式：W=I2Rt與只能用于如電烙鐵、電熱器、白熾燈等純電阻電路（對含有電動機(jī)、日光燈等非純電阻電路不能用）四、電功率公式1.電功率定義式：其中P代表電功率，單位是WW代表電功，單位是Jt代表通電時(shí)間，單位是s說明：（1）P、W、t必須對同一段電路、同一時(shí)刻而言。(2)式中各量必須采用國際單位；1度=1kWh=3.6×106J。(3)普遍適用公式，對任何類型用電器都適用。2.電功率計(jì)算式：P=IU其中P代表電功率，單位是WI代表電流，單位是AU代表電壓，單位是V說明：（1）I、U必須對同一段電路而言。(2)式中各量必須采用國際單位；(3)普遍適用公式，對任何類型用電器都適用。3.電功率導(dǎo)出式：這兩個(gè)到處公式只能用于純電阻電路。五、焦耳定律1．焦耳定律內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時(shí)間成正比。2．焦耳定律公式：Q=I2Rt，（式中單位Q→焦；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒。）3．當(dāng)電流通過導(dǎo)體做的功(電功)全部用來產(chǎn)生熱量(電熱)，則有W=Q，可用電功公式來計(jì)算Q。（如電熱器，電阻就是這樣的。）一、計(jì)算題1．（2023·山東泰安·統(tǒng)考一模）如圖所示是一款自動燉煮機(jī)的簡化電路圖，R1、R2是兩個(gè)完全相同的電熱絲，S為電源開關(guān)，通過控制開關(guān)S1、S2實(shí)現(xiàn)“低溫”“中溫”“高溫”三個(gè)擋位間的切換。從該燉煮機(jī)銘牌信息中獲知，其額定電壓220V，加熱效率為75%，但功率信息模糊不清。為研究該燉煮機(jī)的工作情況及有關(guān)信息，在燉煮機(jī)中裝入5L的水，閉合開關(guān)S，通過觀察其電子顯示屏（消耗電能忽略不計(jì)），記錄有關(guān)信息如表格所示。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)，求：（1）0～14min水吸收的熱量；（2）燉煮機(jī)高溫?fù)鯐r(shí)的功率；（3）燉煮機(jī)消耗的電能。指示燈狀態(tài)工作時(shí)間水溫變化高溫?zé)袅?～14min34℃升至100℃中溫?zé)袅?4～24min100℃保持不變低溫?zé)袅?4～29min100℃保持不變2．（2023·重慶·西南大學(xué)附中?？家荒＃隘偪裎锢肀眲?chuàng)新大賽中，評委對小楊的量水儀進(jìn)行評審檢測，其內(nèi)部簡化結(jié)構(gòu)如圖所示。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)桿將木塊A與輕質(zhì)滑片P固定在一起，底面積為0.01m2的木塊A放在圓柱形容器內(nèi)，當(dāng)容器中注入水時(shí)，滑片P隨A的浮動在滑動變阻器R1上滑動。評委檢測發(fā)現(xiàn)滑動變阻器ab一段發(fā)生短路，滑動變阻器的電功率P、電壓表示數(shù)U與水深H的關(guān)系分別如圖甲和乙所示。已知電源電壓U0恒定不變，R2為定值電阻，R1的阻值與自身長度成正比（容器足夠高，不計(jì)絕緣桿、滑片的體積和自重及滑片處的摩擦）。求：（1）當(dāng)水深H=5cm時(shí)，水對容器底的壓強(qiáng)；（2）木塊A的重力；（3）圖甲和乙中對應(yīng)H0的值。3．（2023·江蘇蘇州·蘇州市振華中學(xué)校校考模擬預(yù)測）某展覽廳為保護(hù)展品，在屋頂采用光敏材料設(shè)計(jì)了調(diào)光天窗，當(dāng)外界光照較強(qiáng)時(shí)，啟動電動卷簾適時(shí)調(diào)整進(jìn)光量；當(dāng)外界光照較弱時(shí)，自動啟動節(jié)能燈泡予以補(bǔ)光。調(diào)光天窗的電路原理如圖所示，控制電路電源電壓U1＝12V，工作電路電源電壓U2＝220V，R2為定值電阻，P為電磁鐵，其線圈電阻約10Ω，當(dāng)電流達(dá)到60mA時(shí)剛好能吸合銜鐵，使電動卷簾工作。R1為光敏電阻，其阻值與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系如表所示。光照強(qiáng)度E/cd1.01.52.53.03.5光敏電阻R1/Ω12090584840（1）工作電路中的L代表安裝在展廳內(nèi)的20盞“220V10W”的節(jié)能燈，這些燈同時(shí)正常發(fā)光4小時(shí)，耗電多少千瓦時(shí)_____？（1、2、3小問要有必要的解題過程）（2）當(dāng)外界光照強(qiáng)度達(dá)到1.0cd時(shí)，電動卷簾便開始工作，R2的阻值是多少_____？（3）當(dāng)電阻R2消耗的電功率為0.7W時(shí)，外界光照強(qiáng)度是多少_____？（4）為了節(jié)能，需要在光照強(qiáng)度更弱時(shí)才能啟動節(jié)能燈照明，應(yīng)_____（增大/減?。㏑2的阻值。4．（2023·江蘇宿遷·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖甲所示為某同學(xué)家的電中藥壺，有“猛火”和“文火”兩個(gè)擋位，工作電路簡化為圖乙所示，其中為擋位開關(guān)，R1、R2為定值電阻，A、B為阻值可忽略不計(jì)的指示燈。當(dāng)電中藥壺處于猛火擋時(shí)，紅燈亮；處于文火擋時(shí)，綠燈亮。已知電中藥壺額定電壓為220V，猛火擋的額定功率為2420W，R2=180Ω。（1）判斷A燈是紅燈還是綠燈（不需要寫計(jì)算過程）；（2）求R1的阻值；（3）求文火擋的額定功率；（4）暑假的一天晚上，小藝用電中藥壺幫奶奶熬藥，先用猛火擋加熱6min至沸騰后，再用文火擋慢熬30min，共消耗電能，由此計(jì)算電中藥壺的實(shí)際電壓。5．（2023·遼寧營口·?？家荒＃╇妷毫﹀伡邏哄伜碗婏堝伒膬?yōu)點(diǎn)于一體，既安全又節(jié)能，某型號電壓力鍋的額定電壓為220V，如圖是其工作原理圖，R1、R2分別是主加熱器和保壓加熱器，R1的額定功率為800W；L是用來指示電壓力鍋工作狀態(tài)的變色發(fā)光二極管，當(dāng)通過它的電流小于40mA時(shí)，發(fā)紅光，達(dá)到40mA時(shí)，開始發(fā)綠光，只要有電流通過L其兩端電壓就恒為2V；接通電路，開關(guān)S自動與觸電a、b閉合，開始加熱，當(dāng)鍋內(nèi)水溫達(dá)到105℃時(shí)，S自動與a、b斷開，并與觸點(diǎn)c接通，開始保壓，此時(shí)鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰。（1）電壓力鍋正常工作時(shí)，若指示燈L發(fā)綠光，求R0的最大阻值；（2）在保壓狀態(tài)下，加熱器正常工作1h耗電0.2kW·h，求R2的阻值；（3）用該壓力鍋對5L、20℃的水加熱，正常工作35min后，求水溫升高到多少攝氏度？已知消耗的電能有90%被有效利用，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。6．（2023·陜西西安·?？既＃┯幸环N“闖紅燈違法證據(jù)模擬記錄器”如圖甲所示，其控制電路工作原理為：當(dāng)光控開關(guān)接收到紅光時(shí)，開關(guān)自動閉合，且當(dāng)壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化（變化規(guī)律圖像如圖乙所示）引起電流變化達(dá)到一定值時(shí)，電磁繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機(jī)工作拍攝違規(guī)車輛；光控開關(guān)未受到紅光照射自動斷開，銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光。已知控制電路電壓為12V，電磁繼電器線圈電阻為10Ω，當(dāng)控制電路中電流大于或等于0.12A時(shí)，銜鐵被吸引到電磁鐵上，g取10N/kg。（1）用表示電控照相機(jī)，在圖甲虛線框內(nèi)畫出照相機(jī)及指示燈。（2）水平地面上，質(zhì)量大于或等于多少千克的車輛違規(guī)時(shí)會被拍照記錄？（3）一輛汽車違規(guī)闖紅燈時(shí)，線圈的功率為0.9W，此時(shí)壓敏電阻的阻值是多少？7．（2023·河北石家莊·一模）如圖甲所示，電源電壓可調(diào)，滑動變阻器R標(biāo)有“1A”字樣，電流表量程0~3A，小燈泡L1、L2的額定電壓均為6V，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。只閉合開關(guān)S1，滑動變阻器滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)滑動變阻器的功率為3.2W。求：（1）L2正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）此時(shí)的電源電壓和滑動變阻器的最大電阻；（3）若滑片的移動范圍為2Ω至最大阻值處，只閉合S3，移動滑片P且同時(shí)調(diào)節(jié)電源電壓，使其中一個(gè)小燈泡正常發(fā)光，各元件均安全工作，求電路總電功率的變化范圍。8．（2023·河北石家莊·一模）在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動變阻器標(biāo)有“80Ω

1A”，電阻R1的阻值為12Ω。閉合開關(guān)S，移動滑片P至某位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.8A。求：（1）此時(shí)電阻R1的功率。（2）現(xiàn)將一個(gè)電壓表正確接入電路中某位置，閉合開關(guān)S，在保證電路安全的情況下移動滑片P，電壓表示數(shù)的變化范圍為6V~15V。①計(jì)算說明電壓表接入的位置。②求電路消耗功率的最小值。9．（2023·河南新鄉(xiāng)·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖是某家用電熱水器的簡化電路圖，溫控開關(guān)S2可根據(jù)水溫自動切換“加熱”和“保溫”兩種狀態(tài)，R1、R2是發(fā)熱電阻，熱水器主要參數(shù)如下表。[c水=4.2×103J/（kg?℃），ρ水=1.0×103kg/m3]額定電壓加熱功率保溫功率容積220V1100W220W5L（1）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2___________時(shí)，熱水器進(jìn)入保溫狀態(tài)。在額定電壓下，通過保險(xiǎn)絲中的電流為___________A。（2）由題中的數(shù)據(jù)可知發(fā)熱電阻R1和R2的阻值之比是：___________。（3）水箱中裝滿初溫為15℃的水，加熱了7min，溫度升高到35℃，水吸收了多少熱量___________？若電熱水器放出的熱量全部被水吸收，則電熱水器實(shí)際加熱功率是多大___________？（4）小明通過計(jì)算，發(fā)現(xiàn)實(shí)際加熱功率和標(biāo)定的加熱功率不相等，他認(rèn)為可能是當(dāng)時(shí)的電壓低于額定電壓，但經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)電壓就是220V，則該電熱水器的加熱效率是多少___________？10．（2023·重慶·重慶巴蜀中學(xué)校考一模）小盛和小蘭兩位同學(xué)特別喜歡思考物理問題，他們在看到大貨車超載損壞公路的新聞報(bào)道后，利用學(xué)過的力學(xué)和電學(xué)知識，設(shè)計(jì)了一個(gè)稱量車重的模擬電路。如圖甲所示，電路由電源、稱重計(jì)（量程為0～0.6A的電流表改裝而成）、定值電阻R0、滑動變阻器R1、稱重彈簧和開關(guān)組成。已知電源電壓為18V，滑動變阻器R1的滑片可沿豎直方向上下移動，其電阻片長40cm、最大阻值為20Ω。變阻器接入電路的阻值與其接入電路的電阻片長度成正比，彈簧的長度與其受到壓力的關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)沒有載物時(shí)，滑動變阻器的滑片指在電阻片最上端，電流表示數(shù)為0.2A。求：（1）R0的阻值；（2）最大載重時(shí)，該模擬電路的電流表示數(shù)為多少；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）小蘭指出設(shè)計(jì)的電路在最大載重時(shí)電流表示數(shù)比較小，她想選擇定值電阻R2替換R0，使電路在最大載重時(shí)，保證電路安全的情況下，電流表示數(shù)至少達(dá)到滿量程的一半，且電路總功率不超過9W，則R2的取值范圍應(yīng)該是多少？11．（2023·廣西柳州·統(tǒng)考一模）如圖所示，電源電壓恒定不變，滑動變阻器R3最大阻值為20Ω，將滑動變阻器的滑片調(diào)至最左端，當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合，此時(shí)通過R3的電流為0.5A；則：（1）電源電壓是多少？（2）只閉合開關(guān)S1，并將滑動變阻器的滑片從最右端移至某處，此過程中R1兩端電壓變化了4V，則此時(shí)V2的示數(shù)是多少？（3）用小燈泡L替換電壓表V2，將滑動變阻器滑片置于某位置，再閉合開關(guān)S1、S2、S3，此時(shí)；當(dāng)S2斷開時(shí)，電流表A的示數(shù)變化了0.2A，求此時(shí)流過R3的電流是多少？（4）在（3）的情況下，閉合開關(guān)S1、S2、S3，有電流表A與電流表A1的比值為，則小燈泡的實(shí)際功率是多少？12．（2023·廣西桂林·統(tǒng)考一模）小林發(fā)現(xiàn)市場上所用的“電子秤”，實(shí)際上是壓力測量儀，其原理結(jié)構(gòu)如圖甲所示。圖甲中La為金屬片，Lb為金屬板，所稱物體質(zhì)量與電阻R1的關(guān)系如圖乙所示。定值電阻R2=12Ω。閉合開關(guān)后，稱量物體A時(shí)，電壓表示數(shù)為3.6V，稱量物體B時(shí)，電壓表示數(shù)為6V，兩次滑動變阻器連入電路中的阻值比為1:2。已知滑動變阻器R1的最大值為“100Ω0.5A”。求：（1）電源電壓；（2）物體B的質(zhì)量；（3）若電壓表所接量程為0~15V，電子秤稱量物體的質(zhì)量范圍。13．（2023·福建三明·統(tǒng)考一模）某興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測湖水水位的報(bào)警裝置，其原理如圖1。電源電壓恒定，電阻R0的阻值為30Ω；R是豎直放置的長條形電阻片。浮子可帶動金屬滑桿AP在豎直方向上下移動、AP與R組成滑動變阻器。當(dāng)電流表的示數(shù)達(dá)到設(shè)定數(shù)值時(shí)，表示水位達(dá)到警戒水位，裝置發(fā)出報(bào)警信號。已知滑桿AP從底端上移到頂端的過程中，電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的U﹣I圖像如圖2所示。（1）求滑動變阻器的最大阻值。（2）求電源電壓和電路的最小功率。（3）滑桿AP從底端上移到頂端的過程中，滑動變阻器連入電路的電阻均勻變化，記錄下幾組水位和對應(yīng)的電流表示數(shù)，數(shù)據(jù)如下表。當(dāng)電流表的示數(shù)為0.25A時(shí)，水位達(dá)到警戒值，求警戒水位。水位h/cm10152030電流I/A0.10.120.150.314．（2023·湖南長沙·校聯(lián)考一模）在如圖甲所示的電路中，電源電壓為12V且保持不變，電阻R1的阻值為30Ω，滑動變阻器R2上標(biāo)有“20Ω2A”字樣。閉合開關(guān)S后，電壓表的示數(shù)為9V。求：（1）通過電阻R1的電流I1；（2）此時(shí)變阻器R2消耗的電功率P2；（3）肖老師為立信中學(xué)物理小組布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在前面電路圖甲中增加一只電流表（有兩個(gè)量程“0～0.6A”和“0～3A”）變成如圖乙所示，并在實(shí)驗(yàn)室的器材里選擇器材連接實(shí)物電路，除開關(guān)導(dǎo)線外其他器材如下：①各種電源（電壓）：8V，12V，24V。②定值電阻：RA＝2Ω，RB＝4Ω，RC＝8Ω。③滑動變阻器：R甲“10Ω2A”，R乙“20Ω2A”，R丙“50Ω1A”，R丁“100Ω1A”。要求：在保證安全用電的前提下，移動變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)的變化范圍為3～6V，并且電流表選擇合適的量程后，使電路中的最大電流超過此時(shí)量程滿偏刻度值的三分之一，請通過計(jì)算選擇器材組合。15．（2023·廣東深圳·統(tǒng)考一模）某品牌智能滾筒洗衣機(jī)等效電路如圖所示，閉合開關(guān)S，旋鈕開關(guān)旋至1擋位置時(shí)，洗衣機(jī)處于加熱狀態(tài)；旋至2擋位置時(shí)，洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)。R1和R2均為電熱絲，其阻值不受溫度影響，R1=22Ω，洗衣機(jī)正常使用時(shí)，加熱功率是2400W。[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg?℃）]。求：（1）電熱絲R2的阻值是多少；（2）某次洗衣時(shí)，洗衣機(jī)內(nèi)注入40L水，在額定電壓下對水加熱，水溫由20℃上升到50℃，此時(shí)加熱效率是84%，則需要加熱時(shí)間是多少；（3）某次只有洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)正常工作20min，標(biāo)有“3000r/（kW?h）”的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過500轉(zhuǎn)，則洗衣機(jī)電動機(jī)的功率是多少？16．（2023·云南·校聯(lián)考一模）如圖甲所示，電源電壓U=12V，R1為定值電阻，阻值為20Ω，R為滑動變阻器，R的最大阻值為40Ω，小燈泡上標(biāo)有“6V

3W”字樣，小燈泡的U-I關(guān)系如圖乙所示。求：（1）小燈泡正常工作時(shí)通過燈絲的電流；（2）S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使小燈泡兩端的電壓為4V時(shí)，滑動變阻器接入電路的阻值；（3）S、S1、S2都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片到何處時(shí)，整個(gè)電路消耗的總功率最小，這個(gè)最小功率是多少。17．（2023·遼寧沈陽·校聯(lián)考一模）如圖所示，電路的電源電壓和燈泡電阻不變，R1=5Ω，燈L標(biāo)有“8V6.4W”字樣，電流表量程為0～3A，電壓表的量程為0～15V，滑動變阻器R2標(biāo)有“45Ω

2A”字樣。（1）只閉合S1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A，求電源電壓；（2）閉合S1、S2、S3，滑片移到b端時(shí)，滑動變阻器R2消耗的電功率；（3）只閉合S2時(shí)，在保證電路安全的情況下，求滑動變阻器R2功率的最大值。18．（2022·山東威?！そy(tǒng)考一模）為實(shí)現(xiàn)自動控制，小明同學(xué)利用電磁繼電器（電磁鐵線圈電阻不計(jì)）制作了具有延時(shí)加熱、保溫、消毒等功能的恒溫調(diào)奶器，其電路圖如圖甲所示?？刂齐娐分校妷篣1＝3V，定值電阻R0＝50Ω，熱敏電阻R阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示。已知電磁鐵線圈中電流達(dá)到0.02A時(shí)，電磁體可以將銜鐵吸下，觸點(diǎn)c與觸點(diǎn)b接觸；工作電路處于加熱狀態(tài)，其電功率為1100W；當(dāng)電磁鐵線圈中電流小于0.02A時(shí)，銜鐵會跳起，觸點(diǎn)c與觸點(diǎn)a接觸；工作電路處于保溫狀態(tài)，其電功率為55W；已知電壓U2＝220V，R1、R2均為加熱電阻，恒溫調(diào)奶器容積為2L。[水的比熱容為]求：（1）當(dāng)熱敏電阻R的溫度達(dá)到多少時(shí)，銜鐵會跳起？（2）加熱電阻R1、R2阻值分別是多大？（3）當(dāng)調(diào)奶器加滿溫度為的水，加熱元件工作500s后銜鐵跳起，求此過程中恒溫調(diào)奶器的加熱效率？（4）要想調(diào)低恒溫調(diào)奶器中的設(shè)定溫度（銜鐵跳起時(shí)的溫度），在不更換熱敏電阻R的情況下，應(yīng)在控制電路中做怎樣的改變？（寫出至少兩種方案）19．（2022·山東濰坊·統(tǒng)考二模）如圖所示的電路，電源電壓恒定不變，燈泡L標(biāo)有“12V6W”字樣，燈泡的電阻不變。只閉合開關(guān)S1，變阻器R2的滑片P從最右端滑到中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)變化了0.2A，電壓表示數(shù)變化了2V；再閉合開關(guān)S2和S3，電流表示數(shù)又變化了1.1A，此時(shí)燈泡L恰好正常發(fā)光。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和電阻；（2）變阻器R2的最大阻值和定值電阻R1的阻值；（3）整個(gè)電路消耗的最小功率和最大功率。20．（2022·陜西西安·統(tǒng)考二模）如圖﹣1所示是小明家的一款調(diào)溫型電熱水壺，圖﹣2是其簡化電路，該水壺可以通過控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)加熱、保溫兩個(gè)擋位，其中R1和R2均為電熱絲，電熱水壺的部分參數(shù)如表格所示，求：額定電壓220V加熱功率1100W保溫功率220W容量2L（1）電熱水壺加熱擋工作時(shí)，電路中的總電流是多少？（2）R1的阻值是多少？（3）小明發(fā)現(xiàn)晚上用電高峰時(shí)，電熱水壺用加熱擋燒水比平常時(shí)間要長一些，他認(rèn)為可能是用電高峰時(shí)，家庭電路的實(shí)際電壓小于220V。于是在某天晚上，他關(guān)閉家中其他用電器，將電熱水壺裝滿初溫為25℃的水，并對其加熱至沸騰用時(shí)15min（外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），并發(fā)現(xiàn)每30s電能表的指示燈閃爍25次（電能表參數(shù)如圖﹣3所示），求此次使用時(shí)熱水壺的加熱效率。[c水=4.2×103J/（kg?℃），ρ水=1×103kg/m3]（4）小明結(jié)合自己所學(xué)物理知識，只在電路中加入一個(gè)新可變電熱絲（用符號表示），即可實(shí)現(xiàn)在用電高峰時(shí)對原電路的加熱功率和保溫功率進(jìn)行微調(diào)，并使其加熱功率仍為1100W，請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出改進(jìn)后的電路。（不需要計(jì)算）21．（2022·山東青島·統(tǒng)考一模）小明想探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。實(shí)驗(yàn)中，他將R1=5Ω的定值電阻接入干電池做電源的電路中，讀出電壓表的示數(shù)為，并觀察相應(yīng)的電流表的示數(shù)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將R1換為R2=10Ω的定值電阻后，小明觀察到電壓表的示數(shù)變?yōu)?.73V了，小明意識到自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能實(shí)現(xiàn)探究目的。查閱資料后得知原來干電池本身也是有內(nèi)阻的，相當(dāng)于一個(gè)電壓為U的理想電源和電阻r串聯(lián)，其等效電路如圖乙所示。（1）請你計(jì)算出此電源的內(nèi)阻r和電壓U；（2）小明又設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路，分別將阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，三次均調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為2.0V，實(shí)現(xiàn)了探究目的。請計(jì)算出接入10Ω電阻時(shí)，滑動變阻器消耗的電功率和定值電阻每分鐘產(chǎn)生的熱量。22．（2022·上海·上海市向明初級中學(xué)?？寄M預(yù)測）在如圖（a）所示的電路中，電源電壓為6伏且保持不變，滑動變阻器R2是規(guī)格為“20Ω2A”和“50Ω1.5A”中的一個(gè)。（1）若電阻R1的阻值10歐，求電鍵閉合后：①通過R1的電流I1；②電阻R1消耗的電功率P1。（2）若在電路中正確串聯(lián)兩個(gè)電流表，閉合電鍵后，當(dāng)變阻器連入電路的阻值為其最大阻值的一半時(shí)，電流表示數(shù)如圖（b）、（c）所示。請通過計(jì)算判斷所用變阻器的規(guī)格，并求出R1可能的阻值。23．（2022·重慶·重慶一中?？既＃┬∶鲝木W(wǎng)上購買了一張內(nèi)置電熱膜的坐墊如圖甲所示，其加熱、調(diào)溫控制電路簡化原理圖如圖乙所示，其中加熱電熱膜相當(dāng)于一個(gè)定值電阻R1，調(diào)溫控制器相當(dāng)于一個(gè)滑動變阻器R2（其產(chǎn)生熱量不用于加熱坐墊）。已知電源電壓恒為U=220V，電熱膜R1的阻值恒定不變且功率密度最大為400W/m2，若不計(jì)熱量損失，在R1處于最大電功率時(shí)通電30s能將坐墊平均加熱升溫5℃。請回答下列問題：（1）每平方米的電熱膜1s產(chǎn)生的熱量為多少J；（2）坐墊質(zhì)量為0.2kg，比熱容為1.2×103J/(kg?℃)，則電路中至少要接入面積為多少m2的電熱膜？（3）為了了解調(diào)溫控制器的能損情況，小明收集到了R1、R2的U-I關(guān)系如圖丙所示，R2消耗的電功率與通過它電流的關(guān)系如圖丁所示，試求R2消耗的最大電功率是多少瓦。24．（2023·江蘇·校聯(lián)考一模）如圖所示，物理科技小組設(shè)計(jì)的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時(shí)自動停止加熱。加熱器有高、低兩個(gè)檔位，由開關(guān)和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個(gè)輕質(zhì)絕緣形硬質(zhì)桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對壓敏電阻產(chǎn)生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質(zhì)量為?？萍夹〗M對加濕器進(jìn)行測試：向水箱內(nèi)緩慢注水，當(dāng)液面上升至浮體體積的浸入水中時(shí)，電磁鐵線圈中電流為，此時(shí)銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當(dāng)液面上升至浮體體積的浸入水中時(shí)，電磁鐵線圈中電流為；當(dāng)水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，電磁鐵線圈中電流為。形硬質(zhì)桿的質(zhì)量和電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，取，水的密度為，水的比熱容為。（1）當(dāng)加熱器處于高檔位時(shí)，加熱所產(chǎn)生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；（2）求浮體體積的浸入水中時(shí)受到的浮力和此時(shí)壓敏電阻受到的壓力；（3）求水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，浮體浸入水中的體積。25．（2022·湖南岳陽·統(tǒng)考二模）常用的密度計(jì)使用時(shí)需要較多待測液體（如圖甲）。小明設(shè)計(jì)了一臺只需少量待測液體就能直接測量其密度大小的簡易密度儀（如圖乙）。其工作原理為：桶中無液體時(shí)，滑片P指向A處；測量時(shí)，將待測液體加滿小桶，裝有滑輪和滑片P的滑塊向下移動x，彈簧彈力增加F，待滑塊穩(wěn)定后閉合開關(guān)S，就能從已標(biāo)注相應(yīng)密度值的電流表刻度盤上讀出待測液體密度。電源電壓U0恒為6V，定值電阻R0的阻值為12Ω，電流表量程為0～0.6A，小桶的容積為10cm3，粗細(xì)均勻的電阻絲AB總長為20cm，其阻值隨長度變化如表。F與x的關(guān)系如圖丙所示。（不計(jì)摩擦，桶距底座高度足夠）。（1）閉合開關(guān)S，滑片P在B點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)是多少？（2）滑片P從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中，電阻R0的功率最大值是多少？（3）某次測量時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A，則所測液體密度為多少g/cm3？電阻絲的長度（cm）05101520電阻絲的阻值（Ω）01020304026．（2022·重慶·重慶市育才中學(xué)校考三模）某品牌智能滾筒洗衣機(jī)具有洗凈度高、不傷衣物、可設(shè)定洗滌溫度、方便安全等優(yōu)點(diǎn)。其簡化等效電路如圖所示，此時(shí)處于空擋位置。普通快洗模式中，包括加熱和保溫洗滌兩個(gè)狀態(tài)，先設(shè)定洗滌溫度，旋鈕旋至1擋后閉合開關(guān)，洗衣機(jī)處于加熱狀態(tài)；當(dāng)加熱到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，旋鈕自動轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)擋位轉(zhuǎn)換，旋至2擋時(shí)洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)，保溫洗滌完成即普通快洗模式結(jié)束。R1和R2均為電熱絲，其阻值不受溫度影響，R1=22Ω，主要參數(shù)如下表。求：**牌智能滾筒洗衣機(jī)額定電壓220V加熱功率2400W設(shè)定溫度范圍30℃~90℃電動機(jī)功率240W普通快洗耗時(shí)50min（1）正常工作時(shí)，加熱狀態(tài)下R1電阻消耗的電功率；（2）某次家庭中所有用電器中僅該洗衣機(jī)工作時(shí)，加熱狀態(tài)下連續(xù)加熱500s，發(fā)現(xiàn)此過程中銘牌標(biāo)有3000r/（kW·h）的電能表轉(zhuǎn)動810r，求此時(shí)家庭中的實(shí)際電壓；（3）額定電壓下，某次洗衣機(jī)內(nèi)裝有水和衣物共10kg，初溫為20℃，設(shè)定洗滌溫度為50℃，加熱狀態(tài)的加熱效率是50%，不計(jì)保溫洗滌過程中電能損失，求整個(gè)普通快洗模式中，電路消耗的總電能。[已知水和衣物混合后的平均比熱容為4×103J/（kg·℃）]。27．（2022·重慶·重慶實(shí)驗(yàn)外國語學(xué)校?？既＃┤鐖D甲所示，是一款各位奶爸奶媽的必備電器吸奶器，其銘牌的部分參數(shù)如表格所示，它有著高溫消毒，中溫加熱和各季保溫和夏季保溫的功能，其等效電路結(jié)構(gòu)如圖乙。已知：電源電壓為220V，R1和R2為發(fā)熱電阻，R3是規(guī)格為“1000Ω5A”的滑動變阻器，它工作時(shí)產(chǎn)生的熱量不計(jì)。當(dāng)閉合S、S2時(shí)，電器處于冬季保溫，當(dāng)閉合S、S3時(shí)，處于夏季保溫，調(diào)節(jié)R3的大小，可以手動調(diào)節(jié)保溫的功率；當(dāng)S、S1、S2閉合，電器處于中溫檔，當(dāng)開關(guān)全閉合時(shí)，電器處于高溫檔。當(dāng)R3調(diào)到某一阻值且