中考物理必考計(jì)算精解精練專題09電功及電功率專題計(jì)算含解析

Page20專題09電功及電功率考點(diǎn)解讀電功求解：電功的內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體所做的功。電功的表達(dá)式：W=UIt，推導(dǎo)公式：W=eq\f(U2,R)t，W=I2Rt。焦耳定律內(nèi)容：1、焦耳定律的內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。計(jì)算公式：Q=I2Rt(適用于全部電路)。2、對(duì)于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（Q＝W），這時(shí)以下公式均成立Q=UIt，Q=eq\f(U2,R)t，Q=Pt；對(duì)于非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時(shí)只能用Q=I2Rt。（1）在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流產(chǎn)生的總熱量等于部分電熱之和；（2）串聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成正比，即eq\f(Q1,Q2)=eq\f(R1,R2)；并聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成反比，即eq\f(Q1,Q2)=eq\f(R2,R1)。電功率求解：1、電功率的定義式：推導(dǎo)式：W=Pt2、電功率計(jì)算公式：=UI（適用于全部電路）對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：P=I2R=串聯(lián)電路中電流到處相等，比較用電器消耗功率的多少一般采納P=I2R，并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，比較用電器消耗功率的多少一般采納P=。重點(diǎn)考向考點(diǎn)一：比值問題1．（2024?新疆）如圖電路中，R1：R2＝2：3，開關(guān)閉合后，電路的總功率為P0．若將R1的阻值增大2Ω，R2的阻值減小2Ω，電路的總功率仍為P0；若將R1的阻值減小2Ω，R2的阻值增大2Ω，電路的總功率為P；則P：P0等于（）A．3：2 B．4：3 C．5：4 D．6：5【解析】由圖知，兩個(gè)滑動(dòng)變阻器并聯(lián)；由題意知，R1：R2＝2：3，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①開關(guān)閉合后，電路的總功率：P0＝+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②若將R1的阻值增大2Ω，R2的阻值減小2Ω，電路的總功率：P0＝+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由以上①②③式可解得：R1＝4Ω，R2＝6Ω；將R1＝4Ω，R2＝6Ω代入①式可得：P0＝+＝+﹣﹣﹣﹣﹣﹣④若將R1的阻值減小2Ω，R2的阻值增大2Ω，此時(shí)電路的總功率：P＝+＝+﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤由④⑤兩式可解得：P：P0＝（+）：（+）＝3：2。故選：A。2．（2024?泉州模擬）如圖所示，電源電壓恒定，閉合開關(guān)S、S1，電壓表示數(shù)為4.5V，R0的功率為1.35W；閉合開關(guān)S、S2，電壓表示數(shù)為3.6V，R2功率為0.576W．若S、S1、S2均閉合，R1與R2功率的比值為（）A．5：4 B．4：5 C．1：2 D．2：1【解析】由電路圖可知，閉合開關(guān)S、S1，R0與R1串聯(lián)，電壓表測(cè)量R0兩端的電壓，由P＝得，定值電阻R0的阻值為：R0＝＝＝15Ω，電路中的電流：I0＝＝＝0.3A；閉合開關(guān)S、S2，R0與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量R0兩端的電壓，通過R2的電流：I2＝＝＝0.24A，由P＝I2R得，R2的電阻：R2＝＝＝10Ω，電源電壓：U＝I2（R0+R2）＝0.24A×（15Ω+10Ω）＝6V，由歐姆定律和串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，R1的阻值：R1＝＝＝5Ω，若S、S1、S2均閉合，R1與R2并聯(lián)，再與R0串聯(lián)，R1與R2兩端的電壓相等，依據(jù)P＝可知，電功率與電阻成反比，所以R1與R2功率的比值為：P1′：P2′＝R2：R1＝10Ω：5Ω＝2：1。故選：D?？键c(diǎn)二：圖像問題3．（2024?深圳）甲圖是小燈泡L和電阻R的I﹣U圖象。將小燈泡L和電阻R接入乙圖所示電路中，只閉合開關(guān)S1時(shí)，小燈泡L的實(shí)際功率為1W．下列說法錯(cuò)誤（）A．只閉合開關(guān)S1時(shí)，小燈泡L的電阻為4Ω B．再閉合開關(guān)S2時(shí)，電流表示數(shù)增加0.2A C．再閉合開關(guān)S2時(shí)，電路總功率為1.4W D．再閉合開關(guān)S2后，在1min內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為240J【解析】A、只閉合S1時(shí)，電路為小燈泡L的簡(jiǎn)潔電路，L的實(shí)際功率為1W，依據(jù)P＝UI可知，在甲圖L的圖線上找符合U、I乘積為1W的坐標(biāo)，則有：UL＝2V，IL＝0.5A，則小燈泡L的電阻：RL＝＝＝4Ω，故A正確；B、由A選項(xiàng)分析得，電源電壓U＝UL＝2V，再閉合S2后，此時(shí)R、L并聯(lián)接入電路，電流表測(cè)干路中的電流，電壓為2V，在甲圖中找出R此時(shí)對(duì)應(yīng)電流為0.2A，則電流表示數(shù)增大0.2A，故B正確；C、電源電壓為2V，R的電流為IR＝0.2A，L的電流為IL＝0.5A，電路中總電流為I＝IR+IL＝0.2A+0.5A＝0.7A，則電路總功率：P＝U總I總＝2V×0.7A＝1.4W，故C正確；D、再閉合S2時(shí)，電阻R的電壓為2V，電流為0.2A，通電1min產(chǎn)生熱量：Q＝W＝UIt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D錯(cuò)誤。故選：D。4．（2024?臨沂）如圖甲所示電路的電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V，圖乙是小燈泡的I﹣U圖象。閉合開關(guān)S后，下列推斷正確的是（）A．滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，燈泡變暗 B．電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，燈泡的電阻是25Ω C．電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡的功率是1.25W D．小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電功率是0.25W【解析】A、由圖可知，閉合開關(guān)S后，燈泡與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電路中的電阻變小，由歐姆定律可知，電路中的電流變大，依據(jù)P＝I2R可知燈泡的實(shí)際功率增大，則燈泡變亮，故A錯(cuò)誤；B、由燈泡的I﹣U圖象可知，當(dāng)電流為0.4A時(shí)，燈泡的電壓為1V，由歐姆定律可得，燈的電阻：RL＝＝＝2.5Ω，故B錯(cuò)誤；C、電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓為：UL′＝U﹣U滑′＝3V﹣2.5V＝0.5V，由圖象可知，燈的電壓為0.5V時(shí)電流為0.3A，則小燈泡的功率：PL′＝UL′I′＝0.5V×0.3A＝0.15W，故C錯(cuò)誤；D、小燈泡的電壓等于額定電壓2.5V時(shí)，燈正常發(fā)光，由圖象可知燈的額定電流為0.5A，依據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為：U滑＝U﹣UL額＝3V﹣2.5V＝0.5V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的功率：P滑＝U滑I滑＝0.5V×0.5A＝0.25W，故D正確。故選：D。5．（2024?錦州）為培育同學(xué)們的探究實(shí)力，某校組織科技社團(tuán)的同學(xué)們對(duì)小燈泡的亮暗進(jìn)行探討?，F(xiàn)取“6V6W”和“6V3W”的小燈泡L1和L2各一個(gè)，標(biāo)有“50Ω1A”字樣的滑動(dòng)變阻器一個(gè)，量程為0～0.6A的電流表和量程為0～3V的電壓表各一個(gè)，依據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出了兩燈中電流與其兩端電壓改變關(guān)系的圖象，如圖甲所示。求：（1）小燈泡L2的額定電流。（2）將兩燈并聯(lián)接在電壓為6V的電源兩端，10min內(nèi)電路消耗的電能。（3）將小燈泡L2與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電壓為12V的電源兩端，如圖乙所示。閉合開關(guān)S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，為了保證電路元件平安，求滑動(dòng)變阻器允許接入電路的最小阻值?！窘馕觥浚?）由P＝UI可得，小燈泡L2的額定電流I2額＝＝＝0.5A；（2）將L1和L2并聯(lián)接在6V電源兩端時(shí)，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，所以，電路的總功率：P＝P1+P2＝6W+3W＝9W，由P＝可得10min內(nèi)電路消耗的電能：W＝Pt＝9W×10×60s＝5400J；（3）由圖示電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，為了保證電路元件平安，電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電路中電流最大，由I＝可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值：R滑最?。剑剑剑?0Ω。答：（1）小燈泡L2的額定電流為0.5A。（2）將兩燈并聯(lián)接在電壓為6V的電源兩端，10min內(nèi)電路消耗的電能為5400J。（3）滑動(dòng)變阻器允許接入電路的最小阻值為30Ω。6．（2024?懷化）如圖甲是定值電阻R1和標(biāo)有“8V8W”燈泡L的I﹣U關(guān)系圖象。如圖乙所示，電源電壓恒定不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為12Ω．當(dāng)開關(guān)S、S2閉合，開關(guān)S1斷開，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P滑到b端時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率為1W．求：（1）燈泡正常發(fā)光10s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量；（2）電源電壓；（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2同時(shí)閉合。調(diào)整滑片P．求電路消耗的最大功率。【解析】（1）因?yàn)镻＝＝，所以燈泡產(chǎn)生的熱量為QL＝PLt＝8W×10s＝80J；（2）當(dāng)開關(guān)S、S2閉合，開關(guān)S1斷開，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P滑到b端時(shí)，燈泡與整個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。由圖象知，燈泡實(shí)際功率P實(shí)L＝1W時(shí)，燈泡兩端電壓為U實(shí)L＝2V，I實(shí)＝0.5A，因?yàn)镮＝，所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U2＝I實(shí)R2＝0.5A×12Ω＝6V，所以電源電壓為U＝U實(shí)L+U2＝2V+6V＝8V；（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2同時(shí)閉合，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端，燈泡和定值電阻R1并聯(lián)。因?yàn)閁實(shí)L′＝U＝U額＝8V，所以燈泡實(shí)際功率P實(shí)L′＝P額＝8W；定值電阻阻值為R1＝＝10Ω，所以R1功率為P1＝＝＝6.4W；電路消耗的最大總功率為P總＝P實(shí)L′+P1＝8W+6.4W＝14.4W。答：（1）燈泡正常發(fā)光10s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量為80J；（2）電源電壓為8V；（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2同時(shí)閉合，電路消耗的最大功率為14.4W。考點(diǎn)三：簡(jiǎn)潔串聯(lián)電路問題7．（2024?貴陽）如圖所示電路，電源電壓恒為8V，小燈泡標(biāo)有“6V3W“字樣。若不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響，閉合開關(guān)S，求：（1）小燈泡的額定電流；（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值。（3）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率。【解析】解：（1）燈泡的額定電壓是6V，額定功率是3W，由P＝UI得，燈泡的額定電流：IL＝＝＝0.5A，由歐姆定律得，燈泡的電阻：R＝＝＝12Ω；（2）燈泡正常工作時(shí)電路中的電流為：I＝IL＝0.5A，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U'＝U總﹣U＝8V﹣6V＝2V，所以滑動(dòng)變阻器的電阻：R'＝＝＝4Ω；（3）當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，燈泡兩端的電壓為3V，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率為：P實(shí)＝＝＝0.75W。答：（1）小燈泡的額定電流是0.5A；（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值是4Ω；（3）電壓表示數(shù)為3V時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率是0.75W。8．（2024?北京）如圖所示的電路中，電源兩端電壓保持不變，電阻絲R1的阻值為10Ω．當(dāng)開關(guān)S閉合后，電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為0.4A．求：（1）通電10s電阻絲R1產(chǎn)生的熱量；（2）電源兩端的電壓。【解析】解：（1）通電10s電阻絲R1產(chǎn)生的熱量：Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。（2）由I＝得，R1兩端的電壓：U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，依據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，電源電壓：U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。答：（1）通電10s電阻絲R1產(chǎn)生的熱量為16J；（2）電源兩端的電壓為6V。考點(diǎn)四：簡(jiǎn)潔并聯(lián)問題9．（2024?荊州）如圖，電源電壓恒為4.5V，燈泡L上標(biāo)有“3V1.5W”字樣，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“15Ω1A”字樣，定值電阻R1阻值為10Ω，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～3V，不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響。求：（1）燈泡正常工作時(shí)電阻為多大；（2）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2閉合，S3斷開時(shí)，電路最小總功率為多大；（3）當(dāng)開關(guān)S、S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，在確保電路元件平安的狀況下，滑動(dòng)變阻器R2的取值范圍【解析】解：（1）依據(jù)P＝得，燈泡正常工作時(shí)電阻：RL＝＝＝6Ω；（2）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2閉合，S3斷開時(shí)，燈泡L被短路，定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的阻值最大為15Ω時(shí)，電路總電流最小，電路總功率最小，通過R1的電流：I1＝＝＝0.45A，通過滑動(dòng)變阻器R2的電流：I2＝＝＝0.3A，電路最小總功率：P最?。経×（I1+I2）＝4.5V×（0.45A+0.3A）＝3.375W；（3）當(dāng)開關(guān)S、S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，R1斷路，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器R2兩端電壓燈泡的額定電流：I額＝＝＝0.5A；因?yàn)闊襞蓊~定電流I額＝0.5A，電流表量程為0～3A，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“15Ω1A”字樣，所以，在確保電路元件平安的狀況下，電路中最大電流為I最大＝I額＝0.5A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2阻值最小，則電路最小總電阻：R最?。剑剑?Ω滑動(dòng)變阻器R2最小阻值：R2最?。絉最小﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω；因?yàn)殡妷罕砹砍虨?～3V，所以在確保電路元件平安的狀況下，滑動(dòng)變阻器兩端電壓最大為U2＝3V時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值最大，此時(shí)電路中電流：I最?。剑剑?.25A，滑動(dòng)變阻器R2最大阻值：R2最大＝＝＝12Ω，綜上所述滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為3Ω～12Ω。答：（1）燈泡正常工作時(shí)電阻為6Ω；（2）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2閉合，S3斷開時(shí)，電路最小總功率為3.375W；（3）當(dāng)開關(guān)S、S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，在確保電路元件平安的狀況下，滑動(dòng)變阻器R2的取值范圍為3Ω～12Ω。10．（2024?臨沂）圖甲是小明家安裝的即熱式熱水器，其具有高、低溫兩擋加熱功能，低溫?fù)豕β蕿?500W，內(nèi)部等效電路如圖乙所示，R1和R2是兩個(gè)電熱絲。某次小眀用高溫?fù)趿茉r(shí)，水的初溫是20℃，淋浴頭的出水溫度為40°C，淋浴20min共用水100L．假設(shè)熱水器電熱絲正常工作且產(chǎn)生的熱量全部被水汲取【c水＝4.2×103J/（kg?°C）】求：（1）電熱絲R1的阻值。（2）該熱水器高溫?fù)豕β省！窘馕觥拷猓海?）由圖知，兩開關(guān)同時(shí)閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，只閉合S1時(shí)，為R1的簡(jiǎn)潔電路；因?yàn)椴⒙?lián)的總電阻小于其中任一分電阻，依據(jù)P＝可知，只閉合S1時(shí)，電阻較大，功率較小，為低溫?fù)酰姛峤zR1的阻值：R1＝＝＝8.8Ω；（2）用高溫?fù)趿茉r(shí)，淋浴20min共用水100L，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg；水從初溫20℃上升到40°C汲取的熱量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg?°C）×100kg×（40°C﹣20°C）＝8.4×106J；由題知，假設(shè)熱水器電熱絲正常工作且產(chǎn)生的熱量全部被水汲取，則消耗的電能：W＝Q＝8.4×106J；該熱水器高溫?fù)豕β剩篜高＝＝＝7000W。答：（1）電熱絲R1的阻值為8.8Ω；（2）該熱水器高溫?fù)豕β蕿?000W。考點(diǎn)五：動(dòng)態(tài)電路問題11．（2024?丹東）如圖所示，小燈泡標(biāo)有“6V3W”字樣（電阻不受溫度影響），R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，其最大阻值為40Ω。（1）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.6A，電路工作50s，求R1的阻值和電流通過R1產(chǎn)生的熱量。（2）當(dāng)電路中有元件工作時(shí)，求電路消耗的最小功率。【解析】解：（1）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí)，燈泡L與電阻R1并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且小燈泡恰好正常發(fā)光，所以，電源的電壓U＝UL＝6V，由P＝UI可得，通過小燈泡的電流：IL＝＝＝0.5A，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R1的電流：I1＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，由I＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝60Ω，50s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量：Q1＝I12R1t＝（0.1A）2×60Ω×50s＝30J；（2）燈泡的電阻：RL＝＝＝12Ω，因RL＜R1，所以，當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2都斷開且滑片位于右端時(shí)，R1與R2的最大阻值串聯(lián)，此時(shí)電路的總電阻最大，電路的總功率最小，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路消耗的最小功率：P?。剑剑?.36W。答：（1）R1的阻值為60Ω，電流通過R1產(chǎn)生的熱量為30J；（2）當(dāng)電路中有元件工作時(shí)，電路消耗的最小功率為0.36W。12．（2024?遼陽）圖甲是兩檔空氣炸鍋，圖乙是其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路，R1、R2均為發(fā)熱體，將開關(guān)S分別置于1、2兩位置時(shí)，空氣炸鍋處于不同的檔位。已知兩檔空氣炸鍋的高溫檔功率為900W，R2阻值為96.8Ω．求：（1）發(fā)熱體R1的阻值是多少？（2）空氣炸鍋一次性可裝入200克牛柳，若將這些牛柳從40℃加熱到190℃，牛柳須要汲取多少熱量？【c牛柳＝3×103J/（kg?℃）】（3）不計(jì)熱量損失，用高溫檔將200g牛柳從40℃加熱到190℃，須要多長(zhǎng)時(shí)間？【解析】解：（1）由電路圖可知，當(dāng)S置于1位置時(shí)，R1、R2并聯(lián)，當(dāng)S置于2位置時(shí)，只有電阻R2接入電路；因?yàn)椴⒙?lián)電路的電阻小于任何一個(gè)分電阻，即并聯(lián)電阻小于R2，所以接1時(shí)為高溫檔，因此由P＝可知，當(dāng)S置于1位置時(shí)，功率較大，即空氣炸鍋處于高溫檔；當(dāng)S置于2位置時(shí)，空氣炸鍋處于保溫狀態(tài)；則R2的功率P2＝＝＝500W，發(fā)熱體R1的功率：P1＝900W﹣500W＝400W；由P＝可知，R1＝＝＝121Ω。（2）牛柳須要汲取的熱量Q吸＝cm△t＝3×103J/（kg?℃）×0.2kg×（190℃﹣40℃）＝9×104J；（3）不計(jì)熱量損失Q吸＝W＝9×104J；由P＝可得，用高溫檔牛柳從40℃加熱到190℃，須要時(shí)間t＝＝＝100s。答：（1）發(fā)熱體R1的阻值是121Ω。（2）牛柳須要汲取9×104J熱量；（3）須要100s長(zhǎng)時(shí)間。13．（2024?通遼）有一臺(tái)熱水器，內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖所示，R1和R2均為電熱絲。R1＝88Ω，R2＝22Ω。（1）如何限制S1和S2，使熱水器處于高溫?fù)?；?）求低溫?fù)跽９ぷ?min電熱絲產(chǎn)生的熱量；（3）求中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)熱水器的功率。【解析】解：（1）由圖知，當(dāng)閉合開關(guān)S1，并將S2撥至位置a時(shí)，R1和R2并聯(lián)接入電路，此時(shí)電路中的總電阻最小，電源電壓不變，由P＝可知，此時(shí)總功率最大，熱水器處于高溫?fù)酰唬?）當(dāng)斷開S1，并將S2撥至位置b時(shí)，R1和R2串聯(lián)接入電路，由P＝可知，此時(shí)總功率最小，熱水器處于低溫?fù)酰淮藭r(shí)熱水器正常工作5min內(nèi)電熱絲產(chǎn)生的熱量：Q＝t＝×5×60s＝1.32×105J；（3）只閉合開關(guān)S1時(shí)，電路為R1的基本電路，熱水器處于中溫?fù)?；此時(shí)電路的功率：P中＝＝＝550W；答：（1）當(dāng)閉合開關(guān)S1，并將S2撥至位置a時(shí)，熱水器處于高溫?fù)?；?）低溫?fù)跽９ぷ?min內(nèi)電熱絲產(chǎn)生的熱量為1.32×105J；（3）中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)熱水器的功率為550W?？键c(diǎn)六：綜合計(jì)算14．（2024?鄂爾多斯）甜甜要制作一個(gè)電動(dòng)航模，須要電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，她找來電吹風(fēng)，探討了電吹風(fēng)的工作原理。如圖甲，電吹風(fēng)工作時(shí)，可以分別吹出熱風(fēng)和冷風(fēng)，為了防止溫度過高，用一個(gè)PTC電阻R0與電阻為50Ω的電熱絲R串聯(lián)，R0的阻值隨溫度的改變?nèi)鐖D乙所示，請(qǐng)回答下列問題：（1）PTC電阻是由材料制成的；電動(dòng)機(jī)的工作原理是。（2）電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，求電熱絲的最大發(fā)熱功率。（3）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流為1A，工作20s，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為90%，求電動(dòng)機(jī)線圈電阻。（不計(jì)機(jī)械摩擦損耗的能量）【解析】解：（1）由圖乙可知，PTC電阻R0的阻值隨溫度的改變而改變，是由半導(dǎo)體材料制成的；電動(dòng)機(jī)的工作原理是：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用；（2）由圖乙可知，R0的最小阻值為10Ω，此時(shí)電熱絲支路的總電阻最小，該支路中的電流最大，電熱絲的發(fā)熱功率最大，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電熱絲支路中的電流：I大＝＝＝A，則電熱絲的最大發(fā)熱功率：P熱＝I大2R＝（A）2×50Ω≈672.2W（3）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流為1A，工作20s，消耗的電能：W電＝UIt＝220V×1A×20s＝4400J，由η＝×100%可得，輸出的機(jī)械能：W機(jī)械＝W電η＝4400J×90%＝3960J，電動(dòng)機(jī)線圈電阻產(chǎn)生的熱量：Q＝W電﹣W機(jī)械＝4400J﹣3960J＝440J，由Q＝I2Rt可得，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻：R線圈＝＝＝22Ω。答：（1）半導(dǎo)體；通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用；（2）電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的最大發(fā)熱功率為672.2W；（3）電動(dòng)機(jī)線圈電阻為22Ω。15．（2024?撫順）如圖甲所示是一款加熱杯，可以通過限制開關(guān)實(shí)現(xiàn)高、中、低三檔加熱，其簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示。R1、R2、R3均為電熱絲，已知R1＝176Ω加熱杯的部分參數(shù)如表。求：c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]（1）R2的阻值是多少？（2）加熱杯的低溫檔功率是多少？（3）若不計(jì)熱量損失，加熱杯運(yùn)用高溫檔加熱，使1L水從12℃上升到100℃，須要多長(zhǎng)時(shí)間？額定電壓220V高溫檔功率1100W中溫檔功率440W低溫檔功率容量1L【解析】解：（1）當(dāng)S接高溫檔觸點(diǎn)時(shí)，電路為R3的簡(jiǎn)潔電路，由P＝UI＝可得，R3的阻值：R3＝＝＝44Ω，當(dāng)S接中溫檔觸點(diǎn)時(shí)，R2、R3串聯(lián)，則此時(shí)電路中的總電阻：R總＝＝＝110Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R總﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；（2）當(dāng)S接低溫檔觸點(diǎn)時(shí)，R1、R3串聯(lián)，則加熱杯的低溫檔功率：P低＝＝＝220W；（3）滿壺水的體積：V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，由ρ＝可得，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，水汲取的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，不計(jì)熱量損失時(shí)，消耗的電能：W＝Q吸＝3.696×105J，由P＝可得，須要的加熱時(shí)間：t′＝＝＝336s。答：（1）R2的阻值是66Ω；（2）加熱杯的低溫檔功率是220W；（3）若不計(jì)熱量損失，加熱杯運(yùn)用高溫檔加熱，使1L水從12℃上升到100℃，須要336s。16．（2024?海南）小謙依據(jù)如圖甲所示的電路組裝成調(diào)光燈，并進(jìn)行測(cè)試。電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓是6V，小燈泡的I﹣U圖象如圖乙所示。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。（2）小燈泡正常發(fā)光10min消耗的電能。（3）經(jīng)測(cè)算，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率占電路總功率50%，假如把燈光調(diào)暗，使小燈泡兩端電壓為3V，小燈泡的實(shí)際功率占電路總功率的百分比是多少？（4）小謙認(rèn)為這個(gè)調(diào)光燈運(yùn)用時(shí)，小燈泡的功率占電路總功率的百分比太低，請(qǐng)寫出一種出現(xiàn)這種狀況的緣由?！窘馕觥拷猓海?）小燈泡的額定電壓是6V，小燈泡的I﹣U圖象如圖乙所示，由圖乙可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，IL＝1A，由I＝可得小燈泡的電阻：RL＝＝＝6Ω；（2）小燈泡正常發(fā)光10min消耗的電能：WL＝UL