專題14 電功電熱的計(jì)算

專題14電功電熱的計(jì)算命題趨勢(shì)備考方向常見題型電功率與電熱的計(jì)算也是每年必考項(xiàng)目，難度情況各有不同，單獨(dú)考察會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單一些，綜合問題情況下會(huì)有較大難度，做好此類問題的關(guān)鍵還是要牢記歐姆定律公式，串并聯(lián)電路特點(diǎn)，電功率焦耳定律公式等，會(huì)分析電路且畫出等效電路幫助解題。解答題重難點(diǎn)01電功電功的計(jì)算（1）計(jì)算式：W=UIt，即電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端電壓、電路中的電流和通電時(shí)間的乘積。（2）兩個(gè)重要的推導(dǎo)公式結(jié)合歐姆定律可導(dǎo)出電功的計(jì)算公式：；結(jié)合歐姆定律可導(dǎo)出電功的計(jì)算公式：。以上兩公式只適用于純電阻電路。電路中電功關(guān)系的三個(gè)推論串并聯(lián)電路的電功的特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路分析如圖所示，在時(shí)間t內(nèi)電流所做的功分別是W總=UIt，W1=U1It，W2=U2It；由于U=U1+U2，故W總=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2如圖所示，在時(shí)間t內(nèi)電流所做的功分別是W總=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；由于I=I1+I2，故W總=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2推論一無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電流所做的總功都等于電流通過各用電器做功之和，即W總=W1+W2+…串、并聯(lián)電路電功的分配關(guān)系（僅適用于純電阻電路）推論二串聯(lián)電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成正比推導(dǎo)分析：推論三并聯(lián)電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成反比推導(dǎo)分析：重難點(diǎn)02電功率1.電功率的計(jì)算（1）定義式：。已知某用電器的工作時(shí)間t和在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能W，就可以用該公式計(jì)算用電器的電功率。（2）計(jì)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(jì)算出該用電器的電功率。（3）導(dǎo)出式：、。對(duì)于純電阻電路，由P=UI及可推導(dǎo)出上述導(dǎo)出式。重難點(diǎn)03額定電壓、額定功率1.額定功率P額與實(shí)際功率P實(shí)的區(qū)別與聯(lián)系額定功率實(shí)際功率區(qū)別概念用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率是否變化是唯一的，不隨實(shí)際電壓的變化而變化不是唯一的，不同的電壓值，對(duì)應(yīng)的實(shí)際功率不同聯(lián)系當(dāng)U實(shí)=U額時(shí)，I實(shí)=I額，則P實(shí)=P額，用電器正常工作；當(dāng)U實(shí)>U額時(shí)，I實(shí)>I額，則P實(shí)>P額，用電器不能正常工作，且可能被損壞；當(dāng)U實(shí)<U額時(shí)，I實(shí)<I額，則P實(shí)<P額，用電器不能正常工作，且可能被損壞。2.額定功率與實(shí)際功率的計(jì)算（1）由歐姆定律可推導(dǎo)出，用電器的額定功率，用電器的實(shí)際功率。（2）當(dāng)用電器阻值不變時(shí)，由可推出。（3）當(dāng)用電器在額定電壓U額下工作時(shí)，其功率為額定功率P額，故根據(jù)可求出用電器在額定電壓下工作時(shí)的電阻。3.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電功和電功率的關(guān)系串聯(lián)電路并聯(lián)電路電功電功率總電功率，，電功率的比例關(guān)系重難點(diǎn)04焦耳定律1.電流的熱效應(yīng)由于導(dǎo)體有電阻，所以當(dāng)有電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體總會(huì)發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.焦耳定律公式的理論推導(dǎo)焦耳定律可通過理論推導(dǎo)得出。假設(shè)當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則有電流產(chǎn)生的熱量（Q）=電流做的功（W），結(jié)合歐姆定律可得：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt?？梢姡?dāng)消耗的電能全部用來產(chǎn)生熱量時(shí)，根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)出來的電流發(fā)熱規(guī)律與焦耳定律實(shí)驗(yàn)得出的焦耳定律是一致的。3.理解和應(yīng)用焦耳定律時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題（1）焦耳定律Q=I2Rt是由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，只要有電流通過導(dǎo)體，就可以用它來計(jì)算導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量。（2）公式中各物理量都是對(duì)同一導(dǎo)體或同一段電路而言的。（3）運(yùn)用公式時(shí)，各物理量要轉(zhuǎn)換成國(guó)際單位中的單位后再代入公式進(jìn)行計(jì)算。重難通關(guān)練（建議用時(shí)：40分鐘）A組中考真題1．（2023?金華）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加熱泡咖啡、保溫三個(gè)階段。圖甲為多擋位咖啡機(jī)，圖乙是其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖，電動(dòng)機(jī)用于磨咖啡豆，R1、R2為發(fā)熱電阻。銘牌上的部分參數(shù)如下表所示。額定電壓220V磨豆功率110W加熱功率1210W保溫功率88W產(chǎn)品規(guī)格295*280*410mm（1）若僅閉合S2咖啡機(jī)的工作狀態(tài)處于階段。（2）R1的阻值是多少歐？（3）小金某次泡制咖啡，只進(jìn)行了磨豆和加熱，其中磨豆用時(shí)0.5分鐘，加熱用時(shí)3分鐘，則本次泡制咖啡共消耗多少焦電能？2．（2023?浙江）科技小組開展設(shè)計(jì)一款多功能電飯煲的項(xiàng)目活動(dòng)，過程如下：【明確問題】科技小組同學(xué)們討論后認(rèn)為，電飯煲應(yīng)具有如下基本功能，并提出具體標(biāo)準(zhǔn)：①工作電壓：220V；煮飯模式功率：880W；保溫模式功率：88W；②電飯煲達(dá)到設(shè)定溫度后能自動(dòng)切換到保溫模式?！痉桨冈O(shè)計(jì)】根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，小組討論后，初步設(shè)計(jì)了如圖甲的方案，圖中開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電飯煲處于煮飯模式，功率為880W，則發(fā)熱電阻R1應(yīng)選擇的阻值為多少歐？【方案優(yōu)化】有同學(xué)認(rèn)為甲方案不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換功能，于是同學(xué)們利用電磁繼電器與熱敏電阻，設(shè)計(jì)了圖乙的方案。①工作電路中的發(fā)熱電阻R1應(yīng)設(shè)計(jì)在處（選填“a”或“b”）。②為確保安全，當(dāng)電飯煲內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度105℃時(shí)，工作電路自動(dòng)切換到保溫模式，其中熱敏電阻R的阻值與溫度關(guān)系見圖丙?？刂齐娐返碾娫措妷簽?4V，當(dāng)電流達(dá)到0.03A時(shí)，電磁鐵會(huì)吸下銜鐵，工作電路自動(dòng)切換到保溫模式。那么，選用的定值電阻R0阻值應(yīng)為多少歐？（電磁鐵線圈阻值不計(jì)）3．（2023?麗水）圖甲是一款電熱服，衣服里嵌有電熱纖維。圖乙是其簡(jiǎn)化的工作電路，R1、R2為電熱纖維，R1阻值為5歐；利用配套的鋰電池供電，輸出電壓為5伏；可在低溫、中溫、高溫三擋間切換，高溫?fù)豕β蕿?5瓦。（1）電熱服是利用電流的效應(yīng)工作的；（2）電熱纖維應(yīng)具有能導(dǎo)電、抗氧化、耐腐蝕、輕便柔軟等性質(zhì)，下列材料最適合做電熱纖維的是（填字母）。A.石墨纖維 B.棉纖維 C.細(xì)鐵絲（3）求電熱服在高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)通過R1的電流和R2的阻值（忽略溫度對(duì)電阻的影響）。4．在獻(xiàn)愛心活動(dòng)中，小明為敬老院老人設(shè)計(jì)了一款智能電熱坐墊，能實(shí)現(xiàn)加熱后自動(dòng)保溫。該坐墊電路如圖甲，Ra是安裝在坐墊內(nèi)的熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化如表所示。閉合開關(guān)S1、S2，電熱坐墊啟動(dòng)高功率工作模式，當(dāng)通過電磁鐵的電流達(dá)到0.05安時(shí)，銜鐵La和Lb同時(shí)被吸引，轉(zhuǎn)為低功率工作模式。當(dāng)坐墊溫度降低使通過電磁鐵的電流為0.04安時(shí)，電磁鐵無法吸住銜鐵La和Lb，La、Lb恢復(fù)原位，又轉(zhuǎn)為高功率工作模式。電熱坐墊在高功率和低功率模式之間切換，使其溫度維持在一定范圍。熱敏電阻Ra的阻值與溫度的關(guān)系溫度/℃202530353940414243444550556065阻值/歐60048039030024023022021020019018015012010085（1）分析表中數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻Ra的阻值。（選填“變大”或“變小”）（2）圖甲中R1和R2的阻值均為1210歐。在某次測(cè)試中，電熱坐墊高功率工作和低功率工作用時(shí)均為10分鐘，則本次測(cè)試中電熱絲消耗的總電能為多少焦？（3）小明想在控制電路中增加一個(gè)力敏電阻，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：①1000牛壓力以下，坐墊最高溫度不超過45℃；②人離開后，坐墊始終低功率工作?，F(xiàn)有三種力敏電阻Rb、Rc、Rd，其阻值隨壓力變化如圖乙所示。寫出你選擇的力敏電阻以及在控制電路中的連接方式，并寫出500牛壓力下坐墊的最高溫度值：。（線圈阻值忽略不計(jì)）5．（2023?湖州）美好生活從早餐開始。圖1所示為某款面包機(jī)及其部分參數(shù)。該面包機(jī)有兩個(gè)完全相同的加熱倉(cāng)，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)加熱。小明在使用過程中發(fā)現(xiàn)這款面包機(jī)有如下功能：功能一：設(shè)定時(shí)間后（定時(shí)開閉合），放入面包片，按下按鍵，面包機(jī)就開始工作；功能二：到了設(shè)定時(shí)間，定時(shí)開關(guān)自動(dòng)斷開，彈出面包片。（1）根據(jù)題干，兩加熱倉(cāng)加熱電阻的連接方式是。（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）思考后，小明根據(jù)面包機(jī)的功能自己設(shè)計(jì)了電路圖，如圖2。AOB為杠桿，O為支點(diǎn)，杠桿上僅觸點(diǎn)1、2導(dǎo)電。（2）根據(jù)面包機(jī)的參數(shù)，計(jì)算加熱電阻R1的阻值。（3）請(qǐng)根據(jù)小明設(shè)計(jì)的電路圖來分析面包機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)功能二的。6．（2023?杭州）用兩種不同充電樁，對(duì)同一輛純電動(dòng)汽車充滿電的相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示，不計(jì)充電過程中的能量損失。充電樁電池初始狀態(tài)充電電壓/V充電電流/A充滿電的時(shí)間/h普通充電樁相同2203010快充充電樁600100（1）用普通充電樁充滿電，消耗的電能為多少千瓦時(shí)？（2）用快充充電樁充滿電，需要多少小時(shí)？（3）目前存在普通充電樁充電時(shí)間長(zhǎng)，充電樁緊缺等問題。為解決此問題，除用快充充電樁充電外，再提出一種設(shè)想。B組模擬提高1．某滾筒洗衣機(jī)自帶加熱功能，其洗衣過程分加熱水”、“保溫洗滌”、“脫水”三種狀態(tài)，圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖，其中電熱絲R1、R2的阻值分別為24.2Ω和242Ω。（1）當(dāng)開關(guān)置于2位置時(shí)，R2與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，此時(shí)洗衣機(jī)的工作狀態(tài)是（填“加，熱水“保溫洗滌“或“脫水”）。（2）該洗衣機(jī)脫水過程中消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為能。（3）洗衣機(jī)處于“加熱水”狀態(tài)（R1與R2并聯(lián)）正常工作的功率為多少？2．（2023?西湖區(qū)校級(jí)二模）如圖甲所示某種智能型電飯鍋，有加熱、保溫、斷電的功能，內(nèi)部簡(jiǎn)化的電路如圖乙所示，開關(guān)S可根據(jù)設(shè)定在“1”、“2”、“3”擋之間自動(dòng)轉(zhuǎn)換，某次煮飯時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系如圖丙所示。（1）測(cè)圖乙可知，溫控開關(guān)S與觸點(diǎn)（選填“1”、“2”或“3”）接觸時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。（2）電阻R2＝Ω。（3）此次煮飯產(chǎn)生的總熱量如果用來燒水，其中80%熱量被水吸收，則能將初溫是20℃的多少質(zhì)量的水燒開？（在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃），計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)。）3．學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，某科學(xué)興趣小組開展制作“電熱水壺”的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)?！卷?xiàng)目任務(wù)】制作一款電熱水壺。經(jīng)過小組同學(xué)討論后確定電熱水壺的要求如下：容積：1L；功能：①加熱：②保溫；性能：能在7分鐘內(nèi)將1L水從20℃加熱到100℃（不計(jì)熱量損失）?！痉桨冈O(shè)計(jì)】為實(shí)現(xiàn)上述功能，同學(xué)們利用兩個(gè)不同阻值的電阻（R1＜R2）進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中方案一如圖所示。利用方案一中的器材，請(qǐng)將方案二的電路補(bǔ)充完整?！酒鞑倪x擇】若該壺是按照方案一設(shè)計(jì)的，根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)中的性能要求，選擇的加熱電阻阻值最大為多少歐姆？[Q吸＝cm（t﹣t0），c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【方案反思】有同學(xué)認(rèn)為電器設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮使用安全，從安全角度提出一條設(shè)計(jì)建議。【項(xiàng)目制作】……4．（2023?鄞州區(qū)模擬）如圖為小穎同學(xué)設(shè)計(jì)的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保溫功能。圖1中電磁繼電器（線圈電阻不計(jì)）、熱敏電阻R、保護(hù)電阻R0、電壓恒為6V的電源U1、導(dǎo)線等組成控制電路。當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I＜10mA時(shí)，繼電器上方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)c接通；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時(shí)，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)a、b接通。熱敏電阻中允許通過的最大電流I0＝15mA，其電阻R隨溫度變化的規(guī)律如圖2，熱敏電阻和加熱電路中的三只電阻R1、R2、R3均置于儲(chǔ)水箱中。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω、U2＝220V。（1）銜鐵被吸下時(shí)，加熱電路的總電阻是多大？（2）保溫狀態(tài)下，若加熱電路的發(fā)熱功率等于熱水器散熱功率的80%，求10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量。（3）為使控制電路正常工作，保護(hù)電阻R0的阻值至少為多大？若R0為該值，銜鐵剛好被吸下時(shí)儲(chǔ)水箱中水溫是多少？5．（2023?龍港市模擬）某科技小組設(shè)計(jì)了一臺(tái)能快速測(cè)量液體密度的儀器，其電路設(shè)計(jì)如圖甲。電源電壓為6伏，R為壓敏電阻，R’為與M筒等高、長(zhǎng)度16厘米的均勻電阻絲，阻值為15歐；壓敏電阻放置于M筒下，其阻值隨壓力變化如圖乙。測(cè)量時(shí)，將待測(cè)液體倒入底面積為5厘米2的M筒內(nèi)，液面上薄板通過支架帶動(dòng)R’滑片P，使其移至與液面相平處，處理電流表和電壓表示數(shù)，可得到液體密度大小。（筒、薄板、支架質(zhì)量均忽略不計(jì)，水密度＝1克/厘米3）（1）裝置的能耗是考查裝置優(yōu)劣性的標(biāo)準(zhǔn)之一。若往M筒中倒入40厘米3的水，①此時(shí)電流表示數(shù)為。②計(jì)算此時(shí)電路消耗的總功率。（2）為了方便根據(jù)電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U直接得出液體密度，請(qǐng)根據(jù)上述信息，用Ⅰ和U表示液體密度＝×千克/米36．（2023?路橋區(qū)校級(jí)二模）某電熱器的簡(jiǎn)化電路如圖一所示，可通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕開關(guān)實(shí)現(xiàn)加熱和保溫功能。該電熱器額定電壓為220伏，圖二為小明使用該電熱器在正常工作30分內(nèi)功率的變化情況。完成下列問題：（1）開關(guān)轉(zhuǎn)至ac位置時(shí)，該電熱器可實(shí)現(xiàn)功能。（2）分析計(jì)算加熱時(shí)電路的電流及定值電阻R1的阻值為多少？（3）使用該電熱器30分鐘內(nèi)總共消耗多少電能？7．（2023?江干區(qū)校級(jí)模擬）梅雨季節(jié)空氣濕度RH較大，人會(huì)感覺不舒服，人體感覺比較舒服的濕度RH范圍是40%﹣60%，小聰設(shè)計(jì)了一款濕度計(jì)，從濕度計(jì)（由小量程電流表改裝而成）指針?biāo)缚潭瓤芍獫穸却笮。湓砣鐖D甲所示。R0為1000Ω的定值電阻，電源電壓恒為6V，R為濕敏電阻，其阻值隨空氣濕度的變化關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)指針?biāo)笣穸葘?duì)應(yīng)電流表示數(shù)為2mA時(shí)。（1）求3min內(nèi)電路消耗的電能。（2）求電阻R的阻值。（3）求此時(shí)的空氣濕度，并判斷人體感覺是否舒服。8．（2023?鹿城區(qū)模擬）校本課程《陶藝》課上，燒制不同的陶、瓷作品需要不同的溫度。為了能滿足上述要求小明設(shè)計(jì)了一個(gè)電熱式燒制爐的電路模型（如圖甲所示）。工作電路：S1為電源開關(guān)；S2為銜鐵的同步開關(guān)（電磁繼電器吸下銜鐵時(shí)S2同時(shí)斷開）；燒制爐的加熱元件由阻值為48.4Ω的和阻值為193.6Ω的兩個(gè)發(fā)熱電阻組成。閉合和，燒制爐開始工作，先高功率升溫，后保溫期間能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高功率、低功率兩擋切換?？刂齐娐罚簾茽t利用溫差電源控制爐內(nèi)溫度達(dá)成恒溫?zé)?，溫差電源的熱點(diǎn)（T1點(diǎn)）放在爐中，冷點(diǎn)（T2點(diǎn)）放在低溫恒溫箱中，其提供的電壓與兩點(diǎn)間的溫度差關(guān)系如圖乙所示.當(dāng)溫差電源使電磁繼電器的電流達(dá)到0.015A時(shí)，電磁鐵恰好能將彈性銜鐵吸下，同時(shí)斷開；一段時(shí)間后，溫度降到預(yù)設(shè)值以下，釋放彈性銜鐵，同時(shí)閉合；如此反復(fù)，直至恒溫?zé)平Y(jié)束。（1）當(dāng)S1和S2剛閉合時(shí)，工作電路中的兩電阻的工作狀態(tài)是。A.僅R1工作 B.R1與R2串聯(lián)工作 C.僅R2工作 D.R1與R2并聯(lián)工作（2）燒制爐燒制某陶瓷作品時(shí)，工作電路的高功率和低功率隨時(shí)間變化如圖丙所示，則燒制爐完成本次工作消耗的電能共為多少？（3）控制電路通過改變R0接入電路的阻值，實(shí)現(xiàn)改變燒制爐內(nèi)的燒制溫度，若控制電路中電磁繼電器的線圈阻值為0.5歐，溫差電源的冷點(diǎn)溫度恒為20℃，現(xiàn)要燒制骨瓷作品需將爐內(nèi)溫度控制為1220℃，則需移動(dòng)上的滑片使其接入電路的阻值為歐。9．如圖1為一款陶瓷電煎藥壺，工作電路簡(jiǎn)化為如圖2所示。它在工作時(shí)，有三個(gè)階段。階段1：高火加熱煮沸藥液，階段2：文火萃取使藥液保持沸騰狀態(tài)（用水從中藥中浸取有效成分），階段3：小功率保溫。已知正常工作時(shí)，高火加熱功率為500W，文火萃取功率為100W，且在額定電壓下煎藥時(shí)，藥液的溫度與工作時(shí)間的關(guān)系如圖4所示。（1）科學(xué)興趣小組同學(xué)小金根據(jù)要求設(shè)計(jì)了新的電路圖如圖3，對(duì)比圖2和圖3請(qǐng)你評(píng)價(jià)哪種更優(yōu)。（2）求R1的阻值。（3）請(qǐng)計(jì)算電煎藥壺正常工作時(shí)，經(jīng)歷一次高火加熱和文火萃取電流做的功。

專題14電功電熱的計(jì)算重難通關(guān)練（建議用時(shí)：40分鐘）A組中考真題1．（2023?金華）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加熱泡咖啡、保溫三個(gè)階段。圖甲為多擋位咖啡機(jī)，圖乙是其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖，電動(dòng)機(jī)用于磨咖啡豆，R1、R2為發(fā)熱電阻。銘牌上的部分參數(shù)如下表所示。額定電壓220V磨豆功率110W加熱功率1210W保溫功率88W產(chǎn)品規(guī)格295*280*410mm（1）若僅閉合S2咖啡機(jī)的工作狀態(tài)處于階段。（2）R1的阻值是多少歐？（3）小金某次泡制咖啡，只進(jìn)行了磨豆和加熱，其中磨豆用時(shí)0.5分鐘，加熱用時(shí)3分鐘，則本次泡制咖啡共消耗多少焦電能？【解答】解：（1）由電功率P＝UI=U2R可知，在電源電壓U＝220V一定時(shí)，電阻越大電功率越小，電阻越小電功率越大，當(dāng)只閉合S2時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)接入電路，電阻最大，為保溫階段，當(dāng)閉合S2、S3（2）當(dāng)閉合S2、S3時(shí)，只有R1接入電路，電阻最小，為加熱階段，由電功率P＝UI=U2R可知R1的阻值R1=（3）磨豆用時(shí)0.5分鐘，t1＝0.5min＝30s，加熱用時(shí)3分鐘，t2＝3min＝180s，本次泡制咖啡共消耗電能W總＝W1+W2＝P1t1+P2t2＝110W×30s+1210W×180s＝2.211×105J。故答案為：（1）保溫；（2）R1的阻值為40Ω；（3）本次泡制咖啡共消耗電能2.211×105J。2．（2023?浙江）科技小組開展設(shè)計(jì)一款多功能電飯煲的項(xiàng)目活動(dòng)，過程如下：【明確問題】科技小組同學(xué)們討論后認(rèn)為，電飯煲應(yīng)具有如下基本功能，并提出具體標(biāo)準(zhǔn)：①工作電壓：220V；煮飯模式功率：880W；保溫模式功率：88W；②電飯煲達(dá)到設(shè)定溫度后能自動(dòng)切換到保溫模式。【方案設(shè)計(jì)】根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，小組討論后，初步設(shè)計(jì)了如圖甲的方案，圖中開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電飯煲處于煮飯模式，功率為880W，則發(fā)熱電阻R1應(yīng)選擇的阻值為多少歐？【方案優(yōu)化】有同學(xué)認(rèn)為甲方案不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換功能，于是同學(xué)們利用電磁繼電器與熱敏電阻，設(shè)計(jì)了圖乙的方案。①工作電路中的發(fā)熱電阻R1應(yīng)設(shè)計(jì)在處（選填“a”或“b”）。②為確保安全，當(dāng)電飯煲內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度105℃時(shí)，工作電路自動(dòng)切換到保溫模式，其中熱敏電阻R的阻值與溫度關(guān)系見圖丙?？刂齐娐返碾娫措妷簽?4V，當(dāng)電流達(dá)到0.03A時(shí)，電磁鐵會(huì)吸下銜鐵，工作電路自動(dòng)切換到保溫模式。那么，選用的定值電阻R0阻值應(yīng)為多少歐？（電磁鐵線圈阻值不計(jì)）【解答】解：【方案設(shè)計(jì)】當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，只有R1接入電路，電飯煲處于煮飯模式，功率為880W，電壓為220V，由P＝UI=U2R可知發(fā)熱電阻R1應(yīng)選擇的阻值R1=【方案優(yōu)化】①電磁繼電器本質(zhì)上是一個(gè)開關(guān)，如圖所示，當(dāng)控制電路電流大，電磁鐵磁性增強(qiáng)，向下吸引銜鐵，工作電路a、b處電阻串聯(lián)接入電路；當(dāng)控制電路電流小，電磁鐵磁性減弱，沒有吸引銜鐵，銜鐵在左端彈簧作用下向上恢復(fù)，b處電阻與工作電路斷開，只有a處電阻接入電路，可知電磁繼電器控制的是電阻R2在工作電路中的通斷，與甲圖進(jìn)行對(duì)比，工作電路中的發(fā)熱電阻R1應(yīng)設(shè)計(jì)在a處；②控制電路的電源電壓為24V，當(dāng)電流達(dá)到0.03A時(shí)，電磁鐵會(huì)吸下銜鐵，此時(shí)控制電路總電阻R總=UI=當(dāng)電飯煲內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度105℃時(shí)，由圖丙可知此時(shí)熱敏電阻R＝600Ω，選用的定值電阻阻值R0＝R總﹣R＝800Ω﹣600Ω＝200Ω。故答案為：【方案設(shè)計(jì)】發(fā)熱電阻R1應(yīng)選擇的阻值為55Ω；【方案優(yōu)化】①a；②選用的定值電阻R0阻值應(yīng)為200Ω。3．（2023?麗水）圖甲是一款電熱服，衣服里嵌有電熱纖維。圖乙是其簡(jiǎn)化的工作電路，R1、R2為電熱纖維，R1阻值為5歐；利用配套的鋰電池供電，輸出電壓為5伏；可在低溫、中溫、高溫三擋間切換，高溫?fù)豕β蕿?5瓦。（1）電熱服是利用電流的效應(yīng)工作的；（2）電熱纖維應(yīng)具有能導(dǎo)電、抗氧化、耐腐蝕、輕便柔軟等性質(zhì)，下列材料最適合做電熱纖維的是（填字母）。A.石墨纖維 B.棉纖維 C.細(xì)鐵絲（3）求電熱服在高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)通過R1的電流和R2的阻值（忽略溫度對(duì)電阻的影響）?！窘獯稹拷猓海?）電熱服是利用電流的熱效應(yīng)工作的；（2）棉纖維是絕緣體，細(xì)鐵絲抗氧化、耐腐蝕性能差，容易折斷，石墨纖維是制作電熱纖維的理想材料，故A符合題意，BC不符合題意；（3）根據(jù)題圖可知：當(dāng)兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合時(shí)，兩段電阻絲并聯(lián)，電熱服處于高溫?fù)?；通過R1的電流為：I1根據(jù)P＝UI，此時(shí)干路中的電流為：I=P根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律得到：I2＝I﹣I1＝3A﹣1A＝2A，所以R2=U4．在獻(xiàn)愛心活動(dòng)中，小明為敬老院老人設(shè)計(jì)了一款智能電熱坐墊，能實(shí)現(xiàn)加熱后自動(dòng)保溫。該坐墊電路如圖甲，Ra是安裝在坐墊內(nèi)的熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化如表所示。閉合開關(guān)S1、S2，電熱坐墊啟動(dòng)高功率工作模式，當(dāng)通過電磁鐵的電流達(dá)到0.05安時(shí)，銜鐵La和Lb同時(shí)被吸引，轉(zhuǎn)為低功率工作模式。當(dāng)坐墊溫度降低使通過電磁鐵的電流為0.04安時(shí)，電磁鐵無法吸住銜鐵La和Lb，La、Lb恢復(fù)原位，又轉(zhuǎn)為高功率工作模式。電熱坐墊在高功率和低功率模式之間切換，使其溫度維持在一定范圍。熱敏電阻Ra的阻值與溫度的關(guān)系溫度/℃202530353940414243444550556065阻值/歐60048039030024023022021020019018015012010085（1）分析表中數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻Ra的阻值。（選填“變大”或“變小”）（2）圖甲中R1和R2的阻值均為1210歐。在某次測(cè)試中，電熱坐墊高功率工作和低功率工作用時(shí)均為10分鐘，則本次測(cè)試中電熱絲消耗的總電能為多少焦？（3）小明想在控制電路中增加一個(gè)力敏電阻，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：①1000牛壓力以下，坐墊最高溫度不超過45℃；②人離開后，坐墊始終低功率工作?，F(xiàn)有三種力敏電阻Rb、Rc、Rd，其阻值隨壓力變化如圖乙所示。寫出你選擇的力敏電阻以及在控制電路中的連接方式，并寫出500牛壓力下坐墊的最高溫度值：。（線圈阻值忽略不計(jì)）【解答】解：（1）分析表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻Ra的阻值變??；（2）串聯(lián)電路總電阻大于任一分電阻，并聯(lián)電路總電阻小于任一分電阻，根據(jù)P=U串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，則兩電阻串聯(lián)時(shí)R＝R1+R2＝1210Ω+1210Ω＝2420Ω，低功率工作時(shí)消耗的電能：W1=U2Rt=高功率工作時(shí)消耗的電能：W2=U2R1t+U2R本次測(cè)試中電熱絲消耗的總電能為：W＝W1+W2＝1.2×104J+4.8×104J＝6×104J；（3）當(dāng)通過電磁鐵的電流達(dá)到0.05安時(shí)，低功率工作模式，根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)控制電路總電阻：R總=U2I當(dāng)通過電磁鐵的電流達(dá)到0.04安時(shí)，高功率工作模式，根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)控制電路總電阻：R總1=U2I'人離開后，坐墊始終低功率工作，所以應(yīng)該選擇力敏電阻的阻值隨壓力的減小而減小，500N時(shí)力敏電阻的阻值最小為300Ω，比較可知選擇電阻c與a并聯(lián)接入電路，此時(shí)熱敏電阻接入電路的阻值Ra=11R由表格可知此時(shí)的溫度為43℃。5．（2023?湖州）美好生活從早餐開始。圖1所示為某款面包機(jī)及其部分參數(shù)。該面包機(jī)有兩個(gè)完全相同的加熱倉(cāng)，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)加熱。小明在使用過程中發(fā)現(xiàn)這款面包機(jī)有如下功能：功能一：設(shè)定時(shí)間后（定時(shí)開閉合），放入面包片，按下按鍵，面包機(jī)就開始工作；功能二：到了設(shè)定時(shí)間，定時(shí)開關(guān)自動(dòng)斷開，彈出面包片。（1）根據(jù)題干，兩加熱倉(cāng)加熱電阻的連接方式是。（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）思考后，小明根據(jù)面包機(jī)的功能自己設(shè)計(jì)了電路圖，如圖2。AOB為杠桿，O為支點(diǎn)，杠桿上僅觸點(diǎn)1、2導(dǎo)電。（2）根據(jù)面包機(jī)的參數(shù)，計(jì)算加熱電阻R1的阻值。（3）請(qǐng)根據(jù)小明設(shè)計(jì)的電路圖來分析面包機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)功能二的。【解答】解：（1）該面包機(jī)有兩個(gè)完全相同的加熱倉(cāng)，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)加熱，說明兩加熱倉(cāng)加熱電阻工作時(shí)互不影響，故兩加熱倉(cāng)加熱電阻的連接方式為并聯(lián)；（2）單個(gè)加熱電阻加熱時(shí)，電阻功率為400W，由P=UR1=U2P（3）到了設(shè)定時(shí)間，定時(shí)開關(guān)斷開，控制電路斷路，電磁鐵失去磁性；杠桿AOB在銜鐵重力和彈簧向上彈力的共同作用下，繞著支點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，斷開加熱電路并彈出面包片。答：（1）并聯(lián)；（2）根據(jù)面包機(jī)的參數(shù)，加熱電阻R1的阻值為121Ω；（3）到了設(shè)定時(shí)間，定時(shí)開關(guān)斷開，控制電路斷路，電磁鐵失去磁性；杠桿AOB在銜鐵重力和彈簧向上彈力的共同作用下，繞著支點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，斷開加熱電路并彈出面包片。6．（2023?杭州）用兩種不同充電樁，對(duì)同一輛純電動(dòng)汽車充滿電的相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示，不計(jì)充電過程中的能量損失。充電樁電池初始狀態(tài)充電電壓/V充電電流/A充滿電的時(shí)間/h普通充電樁相同2203010快充充電樁600100（1）用普通充電樁充滿電，消耗的電能為多少千瓦時(shí)？（2）用快充充電樁充滿電，需要多少小時(shí)？（3）目前存在普通充電樁充電時(shí)間長(zhǎng)，充電樁緊缺等問題。為解決此問題，除用快充充電樁充電外，再提出一種設(shè)想?！窘獯稹拷猓海?）普通充電樁充滿電，消耗的電能W＝UIt＝220V×30A×10h＝6600W×10h＝6.6kW×10h＝66kW?h；（2）用快充充電樁充滿電，消耗的電能不變，W＝66kW?h；根據(jù)P=Wt=W（3）目前存在普通充電樁充電時(shí)間長(zhǎng)，充電樁緊缺等問題。采用快充可以減小充電時(shí)間，多安裝一些充電樁可以解決充電樁緊缺。B組模擬提高1．某滾筒洗衣機(jī)自帶加熱功能，其洗衣過程分加熱水”、“保溫洗滌”、“脫水”三種狀態(tài)，圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖，其中電熱絲R1、R2的阻值分別為24.2Ω和242Ω。（1）當(dāng)開關(guān)置于2位置時(shí)，R2與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，此時(shí)洗衣機(jī)的工作狀態(tài)是（填“加，熱水“保溫洗滌“或“脫水”）。（2）該洗衣機(jī)脫水過程中消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為能。（3）洗衣機(jī)處于“加熱水”狀態(tài)（R1與R2并聯(lián)）正常工作的功率為多少？【解答】解：（1）根據(jù)乙圖可知，當(dāng)開關(guān)位于1位置時(shí)，兩個(gè)電阻并聯(lián)，電阻最小，根據(jù)P=U當(dāng)開關(guān)S位于2位置時(shí)，電阻R2與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，此時(shí)既發(fā)熱也洗滌，應(yīng)該為保溫洗滌狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S位于3位置時(shí)，只有電動(dòng)機(jī)工作，應(yīng)該為脫水狀態(tài)。（2）該洗衣機(jī)脫水過程中消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（3）洗衣機(jī)處于“加熱水”狀態(tài)，R1與R2并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知，U1＝U2＝U＝220V，正常工作時(shí)，電阻R1電功率P1正常工作時(shí)，電阻R1電功率P2電路的總功率P＝P1+P2＝2000W+200W＝2200W。答：（1）保溫洗滌；（2）機(jī)械（動(dòng)）；（3）洗衣機(jī)處于“加熱水”狀態(tài)（R1與R2并聯(lián)）正常工作的功率為2200W。2．（2023?西湖區(qū)校級(jí)二模）如圖甲所示某種智能型電飯鍋，有加熱、保溫、斷電的功能，內(nèi)部簡(jiǎn)化的電路如圖乙所示，開關(guān)S可根據(jù)設(shè)定在“1”、“2”、“3”擋之間自動(dòng)轉(zhuǎn)換，某次煮飯時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系如圖丙所示。（1）測(cè)圖乙可知，溫控開關(guān)S與觸點(diǎn)（選填“1”、“2”或“3”）接觸時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。（2）電阻R2＝Ω。（3）此次煮飯產(chǎn)生的總熱量如果用來燒水，其中80%熱量被水吸收，則能將初溫是20℃的多少質(zhì)量的水燒開？（在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃），計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)。）【解答】解：（1）由圖乙可知，當(dāng)開關(guān)接“1”時(shí)只有電阻R1工作，電阻較小，利用P=U當(dāng)開關(guān)接“2”時(shí)兩電阻串聯(lián)，電阻較大，利用P=U當(dāng)開關(guān)接“3”時(shí)斷電；（2）由圖丙可知，P加熱＝0.8kW＝800W，P保溫＝0.1kW＝100W，根據(jù)P=U2R可知，電阻R1的阻值：R1=電阻R1和R2的串聯(lián)總阻值為：R總=U2P根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電阻R2的阻值為：R2＝R總﹣R1＝484Ω﹣60.5Ω＝423.5Ω；（3）由圖丙可知，加熱時(shí)間和保溫時(shí)間都是10min，由P=Wt可知，加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量：Q1＝W1＝P加熱t(yī)1＝800W×10×60s＝4.8×10保溫時(shí)產(chǎn)生的熱量：Q2＝W2＝P保溫t2＝100W×10×60s＝6×104J；此次煮飯產(chǎn)生的總熱量：Q總＝Q1+Q2＝4.8×105J+6×104J＝5.4×105J，由η=Q吸Q放可知，水吸收的熱量：Q吸＝ηQ總＝80%×5.4×10一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓先，水的沸點(diǎn)是100℃，由Q吸＝cmΔt可得，水的質(zhì)量：m=Q故答案為：（1）2；（2）423.5；（3）能將初溫是20℃1.29kg的水燒開。3．學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，某科學(xué)興趣小組開展制作“電熱水壺”的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)?！卷?xiàng)目任務(wù)】制作一款電熱水壺。經(jīng)過小組同學(xué)討論后確定電熱水壺的要求如下：容積：1L；功能：①加熱：②保溫；性能：能在7分鐘內(nèi)將1L水從20℃加熱到100℃（不計(jì)熱量損失）。【方案設(shè)計(jì)】為實(shí)現(xiàn)上述功能，同學(xué)們利用兩個(gè)不同阻值的電阻（R1＜R2）進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中方案一如圖所示。利用方案一中的器材，請(qǐng)將方案二的電路補(bǔ)充完整?！酒鞑倪x擇】若該壺是按照方案一設(shè)計(jì)的，根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)中的性能要求，選擇的加熱電阻阻值最大為多少歐姆？[Q吸＝cm（t﹣t0），c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【方案反思】有同學(xué)認(rèn)為電器設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮使用安全，從安全角度提出一條設(shè)計(jì)建議?！卷?xiàng)目制作】……【解答】解：【方案設(shè)計(jì)】方案一，電路中兩電阻串聯(lián)，閉合開關(guān)S后，當(dāng)開關(guān)S1閉合時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路的電阻較小，電功率較大，為加熱狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S1斷開時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路的電阻較大，電功率較小，為保溫狀態(tài)；開關(guān)轉(zhuǎn)換達(dá)到改變電路中電阻的大小，從而改變電熱水壺的電功率，以實(shí)現(xiàn)加熱和保溫功能；為了實(shí)現(xiàn)上述功能，還可以將兩電阻并聯(lián)，通過開關(guān)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，電路圖如圖所示：當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí)，為保溫狀態(tài)，再閉合S1為加熱狀態(tài)；【器材選擇】由題知，方案一中能在7分鐘內(nèi)將1L水從20℃加熱到100℃，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，不計(jì)熱量損失，電熱水壺消耗的電能：W＝Q吸，電熱水壺的加熱率：P=W由P＝UI=U2R可得，R=即選擇的加熱電阻阻值最大為60.5Ω；【方案反思】為了保證使用的安全，可以在加熱的支路上增加一個(gè)溫度控制開關(guān)，避免水加熱至沸騰后仍持續(xù)加熱。故答案為：【方案設(shè)計(jì)】見上圖；【器材選擇】方案一，選擇的加熱電阻阻值最大60.5Ω；【方案反思】在加熱的支路上增加一個(gè)溫度控制開關(guān)。4．（2023?鄞州區(qū)模擬）如圖為小穎同學(xué)設(shè)計(jì)的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保溫功能。圖1中電磁繼電器（線圈電阻不計(jì)）、熱敏電阻R、保護(hù)電阻R0、電壓恒為6V的電源U1、導(dǎo)線等組成控制電路。當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I＜10mA時(shí)，繼電器上方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)c接通；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時(shí)，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)a、b接通。熱敏電阻中允許通過的最大電流I0＝15mA，其電阻R隨溫度變化的規(guī)律如圖2，熱敏電阻和加熱電路中的三只電阻R1、R2、R3均置于儲(chǔ)水箱中。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω、U2＝220V。（1）銜鐵被吸下時(shí)，加熱電路的總電阻是多大？（2）保溫狀態(tài)下，若加熱電路的發(fā)熱功率等于熱水器散熱功率的80%，求10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量。（3）為使控制電路正常工作，保護(hù)電阻R0的阻值至少為多大？若R0為該值，銜鐵剛好被吸下時(shí)儲(chǔ)水箱中水溫是多少？【解答】解：（1）由電路圖知：銜鐵被吸下時(shí)，R1、R2并聯(lián)，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)知：1電路總電阻R=R1R（2）由電路圖知，保溫狀態(tài)下：R2、R3串聯(lián)，10min加熱電路產(chǎn)生的熱量Q=U2R2+10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量Q′=Q80%=（3）由圖乙可知，熱敏電阻的最小值是R＝200Ω，當(dāng)R最小，控制電路中的電流不超過最大值時(shí)，保護(hù)電阻R0阻值最小，由I0=U1R+R0得：保護(hù)電阻R0的最小值R0=U1由題意知，銜鐵剛好被吸下時(shí)，電路電流I＝10mA＝0.01A，此時(shí)電流總電阻R總=U1I此時(shí)熱敏電阻R＝R總﹣R0＝600Ω﹣200Ω＝400Ω，由圖2可知，此時(shí)水溫為57.5℃。5．（2023?龍港市模擬）某科技小組設(shè)計(jì)了一臺(tái)能快速測(cè)量液體密度的儀器，其電路設(shè)計(jì)如圖甲。電源電壓為6伏，R為壓敏電阻，R’為與M筒等高、長(zhǎng)度16厘米的均勻電阻絲，阻值為15歐；壓敏電阻放置于M筒下，其阻值隨壓力變化如圖乙。測(cè)量時(shí)，將待測(cè)液體倒入底面積為5厘米2的M筒內(nèi)，液面上薄板通過支架帶動(dòng)R’滑片P，使其移至與液面相平處，處理電流表和電壓表示數(shù)，可得到液體密度大小。（筒、薄板、支架質(zhì)量均忽略不計(jì)，水密度＝1克/厘米3）（1）裝置的能耗是考查裝置優(yōu)劣性的標(biāo)準(zhǔn)之一。若往M筒中倒入40厘米3的水，①此時(shí)電流表示數(shù)為。②計(jì)算此時(shí)電路消耗的總功率。（2）為了方便根據(jù)電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U直接得出液體密度，請(qǐng)根據(jù)上述信息，用Ⅰ和U表示液體密度＝×千克/米3【解答】解：由圖甲可知，開關(guān)閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電壓表測(cè)電阻絲AP兩端的電壓，電流表測(cè)通過R1的電流；（1）由ρ=mV知，筒內(nèi)水的質(zhì)量：m＝ρ水V水＝1g/cm3×40cm筒內(nèi)水的重力：G水＝m水g＝0.04kg×10N/kg＝0.4N，由于筒、薄板、支架質(zhì)量忽略不計(jì)，因此壓敏電阻受到的壓力：F＝G水＝0.4N，由圖乙可知，此時(shí)壓敏電阻的阻值R1＝6Ω，此時(shí)通過電阻絲AB的電流：I2=U壓敏電阻的電流：I1=U由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，電路中的電流：I＝I1+I2＝1A+0.4A＝1.4A，此時(shí)電路消耗的總功率：P＝UI＝6V×1.4A＝8.4W；（3）由圖乙可知，壓敏電阻的阻值與壓力F的乘積為一定值，因此壓敏電阻的阻值R1=2.4N?Ω由歐姆定律可知，電流表示數(shù)為I時(shí)壓敏電阻的阻值：R1=U此時(shí)壓敏電阻受到的壓力：F=2.4N?ΩR1則M筒內(nèi)液體的重力：G＝0.4IN?Ω/V，由G＝mg可知，M筒內(nèi)液體的質(zhì)量：m=Gg=根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，電壓表的示數(shù)為U時(shí)電阻絲AP間的阻值與電阻絲AB的阻值之比：R2因?yàn)锳B為長(zhǎng)度16厘米的均勻電阻絲，所以此時(shí)電阻絲AP間的長(zhǎng)度：L=R2RAB由題意可知，此時(shí)筒內(nèi)液體的深度：h＝L=U則筒內(nèi)液體的體積：V＝Sh＝5cm2×U6V×16cm=403Ucm3/V=所以該液體的密度ρ=mV=0.04Ikg?Ω/V403故答案為：（1）①1A；②此時(shí)電路消耗的總功率為8.4W；（2）3IU×1036．（2023?路橋區(qū)校級(jí)二模）某電熱器的簡(jiǎn)化電路如圖一所示，可通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕開關(guān)實(shí)現(xiàn)加熱和保溫功能。該電熱器額定電壓為220伏，圖二為小明使用該電熱器在正常工作30分內(nèi)功率的變化情況。完成下列問題：（1）開關(guān)轉(zhuǎn)至ac位置時(shí)，該電熱器可實(shí)現(xiàn)功能。（2）分析計(jì)算加熱時(shí)電路的電流及定值電阻R1的阻值為多少？（3）使用該電熱器30分鐘內(nèi)總共消耗多少電能？【解答】解：（1）由圖甲可知，當(dāng)開關(guān)轉(zhuǎn)至ac位置時(shí)，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，此時(shí)電路中的總電阻最大，由P=U當(dāng)開關(guān)轉(zhuǎn)至bd位置時(shí)，只有R2工作，電路中的總電阻最小，總功率最大，電熱器處于加熱狀態(tài)；（2）由圖乙可知，電熱器加熱時(shí)的功率P加＝880W，由P＝UI可知，加熱時(shí)電路中的電流：I=P由I=UR可知，R2的阻值：R2=U由圖乙可知，電熱器保溫時(shí)的功率P保＝80W，由P=U2R可知，保溫時(shí)電路中的總電阻：R=根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝605Ω﹣55Ω＝550Ω；（3）由圖乙可知，該電熱器30分鐘內(nèi)加熱工作時(shí)間：t1＝10min＝600s，保溫工作的時(shí)間：t2＝20min＝1200s，由P=Wt可知，加熱時(shí)消耗的電能：W1＝P加t1＝880W×600s＝5.28×10保溫時(shí)消耗的電能：W2＝P保t2＝80W×1200s＝9.6×104J，消耗的總電能：W＝W1+W2＝5.28×105J+9.6×104J＝6.24×105J。7．（2023?江干區(qū)校級(jí)模擬）梅雨季節(jié)空氣濕度RH較大，人會(huì)感覺不舒服，人體感覺比較舒服的濕度RH范圍是40%﹣60%，小聰設(shè)計(jì)了一款濕度計(jì)，從濕度計(jì)（由小量程電流表改裝而成）指針?biāo)缚潭瓤芍獫穸却笮?，其原理如圖甲所示。R0為1000Ω的定值電阻，電源電壓恒為6V，R為濕敏電阻，其阻值隨空氣濕度的變化關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)指針?biāo)笣穸葘?duì)應(yīng)電流表示數(shù)為2mA時(shí)。（1）求3min內(nèi)電路消耗的電能。（2）求電阻R的阻值。（3）求此時(shí)的空氣濕度，并判斷人體感覺是否舒服。【解答】解：（1）由圖甲可知，R0、R串聯(lián)，電流表測(cè)量電路中的電流，當(dāng)指針?biāo)笣穸葘?duì)應(yīng)電流表示數(shù)為2mA時(shí)，3min內(nèi)電路消耗的電能：W＝UIt＝6V×2×10﹣3A×3×60s＝2.16J；（2）由I=UR可知，電路中的總電阻：R總=U根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電阻R的阻值：R＝R總﹣R0＝3000Ω﹣1000Ω＝2000Ω；（3）由圖乙可知，當(dāng)濕敏定值的阻值為2000Ω時(shí)，空氣的濕度為50%，根據(jù)題意可知，人體感覺比較舒服的濕度RH范圍是40%﹣60%，所以此時(shí)的空氣濕度人體感覺舒適。8．（2023?鹿城區(qū)模擬）校本課程《陶藝》課上，燒制不同的陶、瓷作品需要不同的溫度。為了能滿足上述要求小明設(shè)計(jì)了一個(gè)電熱式燒制爐的電路模型（如圖甲所示）。工作電