2023年初中物理自主招生講義60（習(xí)題解析）

初中物理自主招生講練60答案與解析一．電功率的計算（共55小題）1．一臺電動機(jī)的額定電壓是220V，其電阻是2Ω．正常工作時，通過的電流為5A，忽略各種摩擦，則電動機(jī)正常工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率約為（）A．100% B．95% C．90% D．80%答案與解析：電動機(jī)發(fā)熱功率：P熱＝I2R＝（5A）2×2Ω＝50W，電動機(jī)消耗的電功率：P電＝UI＝220V×5A＝1100W，電動機(jī)消耗電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率：P機(jī)械＝P電﹣P熱＝1100W﹣50W＝1050W，所以電動機(jī)正常工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈95%。故選：B。2．有兩只燈泡L1和L2，分別標(biāo)有“6V6W”和“6V3W”字樣，若不考慮溫度對燈絲電阻的影響，下面說法正確的是（）A．正常工作時，L1的電阻大于L2的電阻 B．正常工作時，L1消耗的電能一定大于L2消耗的電能 C．將兩燈串聯(lián)在6V的電源上發(fā)光時，L2比L1亮 D．當(dāng)兩燈并聯(lián)在6V的電源上發(fā)光時，通過L1的電流小于通過L2的電流答案與解析：A．兩燈泡正常工作時的功率和額定功率相等，由P＝UI＝的變形式R＝可知，兩燈泡的額定電壓相等，L1的額定功率較大，L1的電阻較小，故A錯誤；B．兩燈泡正常工作時的功率和額定功率相等，由P＝的變形式W＝Pt可知，兩燈泡的工作時間未知，則無法比較兩燈泡消耗的電能關(guān)系，故B錯誤；C．兩燈泡串聯(lián)時通過它們的電流相等，由P＝I2R可知，L1的電阻較小，實(shí)際功率較小，燈泡較暗，即L2比L1亮，故C正確；D．兩燈泡并聯(lián)在6V的電源上發(fā)光時它們兩端的電壓相等，且實(shí)際電壓和額定電壓相等，則實(shí)際功率和額定功率相等，由P＝UI的變形式I＝可知，通過L1的電流大于通過L2的電流，故D錯誤。故選：C。3．如圖所示，電源電壓不變，定值電阻R＝18Ω，另有四只額定功率為2W，額定電壓分別為3V、6V、12V、24V的燈泡，當(dāng)把它們分別接在電路中的A、B兩端時，實(shí)際功率最大的是（）A．3V的燈 B．6V的燈 C．12V的燈 D．24V的燈答案與解析：由P＝可得，四只燈泡的電阻分別為：R1＝＝＝4.5Ω，R2＝＝＝18Ω，R3＝＝72Ω；R4＝＝＝288Ω；因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的電流分別為：I1＝＝，I2＝＝，I3＝＝，I4＝＝；四只燈泡的實(shí)際功率分別為：P1＝I12R1＝（）2×4.5Ω＝0.009U2，P2＝I22R2＝（）2×18Ω＝0.013U2，P3＝I32R3＝（）2×72Ω＝0.009U2，P4＝I42R4＝（）2×288Ω＝0.003U2，所以實(shí)際功率最大的是6V的燈泡。故選：B。4．如圖所示，電源的輸出電壓恒定不變，現(xiàn)將一個燈泡L接在離電源很近的AB兩點(diǎn)時，燈泡L消耗的功率為25W，若將燈泡L接在離電源較遠(yuǎn)的CD兩點(diǎn)時，燈泡L消耗的功率為16W，則輸電導(dǎo)線AC和BD消耗的功率為（）A．1W B．2W C．4W D．9W答案與解析：設(shè)燈泡L連接在A、B兩點(diǎn)時，電路的電流為I1，則P1＝I12RL＝25W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①若將燈泡L接C、D兩點(diǎn)時，電路的電流為I2，則P2＝I22RL＝16W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②兩式可得：I1：I2＝5：4，若將燈泡L接C、D兩點(diǎn)時，電源的總功率為：P3＝UI2，則：＝，即P3＝＝×25W＝20W，所以導(dǎo)線AC和BD消耗的總功率為：P＝P3﹣P2＝20W﹣16W＝4W。故選：C。5．如圖所示的電路中，A、B、C分別表示電流表或電壓表，它們的示數(shù)以安或伏為單位。當(dāng)開關(guān)S閉合后，A、B、C三表示數(shù)分別為1、3、2時，燈L1、L2正好均正常發(fā)光。已知燈L1、L2的額定功率之比為3：1，則可以判斷（）A．A、B、C均為電流表 B．A、B、C均為電壓表 C．C為電壓表，A、B均為電流表 D．C為電流表，A、B均為電壓表答案與解析：A、如果A、B、C都是電流表，閉合開關(guān)電路會短路，燈泡都不亮。故A錯誤；B、如果ABC為電壓表，電路中無電流，燈泡不會發(fā)光，故B錯誤；C、如果C為電壓表，A、B為電流表，閉合開關(guān)燈泡L1和L2并聯(lián)；A、B的示數(shù)之比為1：3，即IA：IB＝1：3；并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，則L1、L2的功率之比：＝＝＝；故C正確。D、C為電流表，A、B均為電壓表，兩燈串聯(lián)，A、C的示數(shù)之比為1：3，串聯(lián)時電流相同，根據(jù)P＝UI可知功率之比為1：3，故D錯誤；故選：C。6．額定電壓都是110V，額定功率PA＝100W、PB＝40W的電燈兩盞，若接在電壓是220V的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是圖中的哪一個（）A．B．C．D．答案與解析：由題知，兩燈泡額定電壓相等，A燈泡的額定功率較大，由P＝可知，A燈泡的電阻較小，即RB＞RA。A、圖中燈泡A和B串聯(lián)在220V的電源上，由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，兩燈泡兩端的電壓均不等于110V，所以都不能正常工作，故A不符合題意；B、圖中燈泡A和可變電阻R并聯(lián)后又和燈泡B串聯(lián)，由并聯(lián)電路中電阻越并越小、小于任何一個分電阻可知，B燈泡的電阻一定大于并聯(lián)部分的總電阻，由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，兩燈泡兩端的電壓均不等于110V，所以都不能正常工作，故B不符合題意；C、圖中燈泡B和可變電阻R并聯(lián)后又和燈泡A串聯(lián)，由電阻的并聯(lián)可知，可變電阻調(diào)節(jié)合適時可以使并聯(lián)部分的電阻和燈泡A的電阻相等，即兩燈泡可以同時正常發(fā)光；D、圖中燈泡A和燈泡B并聯(lián)后又與可變電阻R串聯(lián)，當(dāng)可變電阻的阻值和兩燈泡并聯(lián)的電阻相等時它們可以同時發(fā)光；由并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和可知，C中電路的總電流為A燈泡的額定電流，D中電路的總電流等于A和B兩燈泡的額定電流之和，由P＝UI可知，C中電路消耗的功率最小。故選：C。7．有兩個電路元件A和B．流過元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖（甲）所示，把它們串聯(lián)在電路中，如圖（乙）所示。閉合開關(guān)S，這時電流表的示數(shù)為0.4A，則電源電壓和元件B的電功率分別是（）A．2.0V0.8W B．2.5V1.0W C．4.5V1.0W D．4.5V1.8W答案與解析：AB、由電路圖可知，電路元件A和B串聯(lián)，電流表測電路中的電流，因?yàn)榇?lián)電路中各處的電流相等，所以電流表的示數(shù)為0.4A時，IA＝IB＝I＝0.4A，由圖象可知，A和B兩端的電壓分別為：UA＝2V，UB＝2.5V，因?yàn)榇?lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以電源的電壓：U＝UA+UB＝2V+2.5V＝4.5V，故AB不正確；CD、元件B的功率：PB＝UBIB＝2.5V×0.4A＝1W，故C正確，D不正確。故選：C。8．圖所示電路中，各燈額定電壓和額定功率分別是：A燈“10V10W”，B燈“60V60W”，C燈“40V40W”，D燈“30V30W”。在a、b兩端加上電壓后，四個燈都能發(fā)光。比較各燈消耗功率大小，正確的是（）A．PB＞PD＞PA＞PC B．PB＞PA＞PD＞PC C．PB＞PD＞PC＞PA D．PA＞PC＞PD＞PB答案與解析：A燈的電阻：RA＝＝＝10Ω，B燈的電阻：RB＝＝＝60Ω，C燈的電阻：RC＝＝＝40Ω，C燈的電阻：RD＝＝＝30Ω；設(shè)a到b回路的電流為1A，則IA＝IB＝1A；∵C、D兩燈并聯(lián)∴UC＝UD，即ICRC＝（1﹣IC）RD，∴IC＝＝＝A，ID＝1A﹣A＝A；A燈消耗的功率為PA＝IA2RA＝（1A）2×10Ω＝10W，B燈消耗的功率為PB＝IB2RB＝（1A）2×60Ω＝60W，C燈消耗的功率為PC＝IC2RC＝（A）2×40Ω≈7.3W，D燈消耗的功率為PD＝ID2RD＝（A）2×30Ω≈9.8W。所以PB＞PA＞PD＞PC故選：B。9．如圖所示的電動自行車既可以電動騎行，也可以腳踏騎行。電動騎行時，蓄電池對車上的電動機(jī)供電，電動機(jī)為車提供動力。下表是某型號電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)。整車整車質(zhì)量40kg最高車速30km/h最大噪聲62dB蓄電池電壓48V容量12Ah電動機(jī)額定電壓48V額定功率240W根據(jù)學(xué)過的物理知識，判斷以下估算結(jié)果中合理的是（）A．電動自行車行駛過程中，電動機(jī)的工作電流保持5A不變 B．蓄電池一次充足電，放電時可輸出的電能最多約為3.5×104J C．若蓄電池儲存能量的80%用于驅(qū)動電動自行車在平均阻力為40N的水平公路上勻速行駛，蓄電池一次充電最多能連續(xù)電動車行駛約41km D．蓄電池一次充電后，該電動自行車最多可供電動車騎行2.4h答案與解析：（1）由P＝UI可得，電動機(jī)的額定電流：I電動機(jī)＝＝＝5A，因電動機(jī)行駛過程中不一定以額定功率行駛，所以，電動機(jī)的工作電流不一定是5A，故A不正確；（2）蓄電池一次充足電后放電時可輸出的最多電能：W電＝U電I電t電＝48V×12A×3600s＝2.0736×106J，故B不正確；（3）每次充電可以給電動機(jī)提供的電能：W機(jī)械＝W電×80%＝2.0736×106J×80%＝1.65888×106J，因電動車勻速行駛，所以，受到的牽引力F＝f＝40N，由W＝Fs可得，最遠(yuǎn)行駛的距離：s＝＝＝41472m≈41km，故C正確；（4）由I＝可得，該電動自行車最多可供電動車騎行的時間：t＝＝＝2.4h，因電動車行駛時，蓄電池不能完全放電，所以，該電動自行車最多可供電動車騎行的時間小于2.4h，故D不正確。故選：C。10．某商場安裝了一臺傾角為30°的自動扶梯，該扶梯在電壓為380V的電動機(jī)帶動下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移動，電動機(jī)的最大輸出功率為4.9kW．不載人時測得電動機(jī)中的電流為5A，若載人時扶梯的移動速度和不載人時相同，則這臺自動扶梯可同時乘載的最多人數(shù)為（設(shè)人的平均質(zhì)量為60kg，g＝10N/kg）（）A．12人 B．14人 C．20人 D．25人答案與解析：維持扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)的功率：P0＝UI＝380V×5A＝1900W＝1.9kW，電動機(jī)的最大輸出功率為P最大＝4.9kW可用于輸送顧客功率：△P＝P最大﹣P0＝4.9kW﹣1.9kW＝3kW，輸送一個人的功率：P＝Gvsin30°＝mgvsin30°＝60kg×10N/kg×0.4m/s×sin30°＝120W，同時乘載的最多人數(shù)：n＝＝＝25（人）故選：D。11．有n個完全相同的燈泡，一是把它們并聯(lián)后再與R1串聯(lián)接入電路中，如圖甲所示；二是把它們串聯(lián)后再與R2串聯(lián)接入電路，如圖乙所示。若電路兩端的電壓均為U，分別調(diào)節(jié)R1和R2使所有燈都能正常發(fā)光，那么電路甲（包括R1）和電路乙（包括R2）所消耗的總功率之比（）A．n2：1 B．n：1 C．1：1 D．：1答案與解析：燈泡正常發(fā)光時每個燈泡的電流相等，設(shè)為I，甲圖中，n個相同燈泡并聯(lián)后與R1串聯(lián)，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，I甲＝nI，乙圖中，n個相同燈泡串聯(lián)后與R2串聯(lián)，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，I乙＝I，由P＝UI可得，兩電路的電壓相等時，它們消耗的總功率之比：＝＝＝＝。故選：B。12．如圖所示，電源電壓U＝6V且保持不變，電阻R＝10Ω，滑動變阻器R′的銘牌上標(biāo)有“20Ω1A”字樣，在從左往右移動滑動變阻器滑片的過程中，下面表示滑動變阻器所消耗的功率P′與接入電路的電阻R′關(guān)系的圖象正確的是（）A． B． C． D．答案與解析：從圖可知：電阻R與滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器接入電路的電阻R′，則根據(jù)串聯(lián)的電阻特點(diǎn)可知：電路中的電阻R總＝R+R′，所以，I＝＝，滑動變阻器消耗的電功率：P′＝I2R′＝（）2R′＝（）2R′＝＝＝。所以，當(dāng)（﹣）2＝0時，即R′＝10Ω，P滑最大；由P′＝I2R′可知，當(dāng)R′＝0Ω時，P′＝0；當(dāng)R′＝20Ω時，P′≠0；比較圖象可知只有A符合。故選：A。13．某定值電阻兩端的電壓由U變?yōu)閁時，消耗的電功率變化了0.8W，當(dāng)電阻兩端的電壓變?yōu)?U時，該電阻消耗的電功率為（）A．1.6W B．3.2W C．3.6W D．7.2W答案與解析：定值電阻的阻值不變，且電壓由U變?yōu)閁時，消耗的電功率變化了0.8W，則由P＝可得：P1﹣P2＝﹣＝＝0.8W，所以，＝0.9W，當(dāng)電阻兩端的電壓變?yōu)?U時，該電阻消耗的電功率：P3＝＝4×＝4×0.9W＝3.6W。故選：C。14．甲、乙兩燈為鎢絲白熾燈，將它們并聯(lián)在照明電路里都能正常發(fā)光，且甲燈比乙燈亮，那么（）A．甲燈的額定功率一定比乙燈大 B．甲燈消耗的電能一定比乙燈多 C．甲燈的電阻比乙燈大 D．甲燈兩端的電壓比乙燈兩端的電壓大答案與解析：A、兩燈并聯(lián)在照明電路里都能正常發(fā)光，燈的實(shí)際功率等于額定功率，甲燈比乙燈亮，說明甲燈的額定功率比乙燈大，即P甲＞P乙，故A正確。B、由公式W＝Pt可知，燈消耗的電能除了與燈的功率有關(guān)外，還與通電時間有關(guān)，現(xiàn)在知道兩燈的功率關(guān)系，但不知道通電時間關(guān)系，無法確定哪個燈消耗的電能多，甲燈消耗的電能不一定比乙燈多，故B錯誤；C、兩燈并聯(lián)，兩燈電壓U相等，已知P甲＞P乙，由公式R＝可知R甲＜R乙，故C錯誤。D、甲、乙兩燈并聯(lián)在電路中，甲燈與乙燈兩端的電壓相等，故D錯誤。故選：A。15．小星同學(xué)為實(shí)驗(yàn)室設(shè)計了一個多擋位電加熱器，其工作原理圖如圖所示。其中R1、R2、R3為發(fā)熱電阻，三個燈泡為上述發(fā)熱電阻相應(yīng)的工作指示燈，其所消耗的電功率可忽略不計。小星設(shè)想通過開關(guān)的組合，使電加熱器能有多擋功率。當(dāng)只S1閉合時，測得功率為200W；當(dāng)只S2閉合時，測得功率為100W；小星設(shè)計此電熱器最大發(fā)熱功率為800W，則（）A．當(dāng)只S3斷開時，功率為500W B．此電熱器一共可有六擋不同的功率 C．三個發(fā)熱電阻的阻值之比為5：10：2 D．此電熱器可能有一擋的功率為400W答案與解析：∵總功率等于各電加熱器功率之和，即開關(guān)S1、S2、S3都閉合時?！郣3的功率為P3＝P最大﹣P1﹣P2＝800W﹣200W﹣100W＝500W，則：A、當(dāng)只S3斷開時，發(fā)熱電阻R1、R2工作，功率為P1+P2＝200W+100W＝300W，故A錯誤；B、此電熱器可有擋位是開關(guān)的斷開和閉合引起的，情況如下表格：（“√”表示對應(yīng)的開關(guān)閉合，“×”表示對應(yīng)的開關(guān)斷開）擋位開關(guān)狀態(tài)功率/WS1S2S31√××2002×√×1003××√5004√√×3005√×√7006×√√6007√√√800由功率欄給出的相應(yīng)狀態(tài)時電加熱器的功率值可知，有七各不同擋位的功率值，故B錯誤；C、根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，各支路兩端的電壓相等則：由P＝得：P1R1＝P2R2＝P3R3∴R1：R2：R3＝：：＝：：＝5：10：2；故C正確；D、由C選項(xiàng)分析可知，沒有功率為400W的擋位，故D錯誤。故選：C。16．標(biāo)有“6V1.8W”和“6V1.2W”的燈泡共5只，全部接到12伏的電源中，若電路中沒有其他元件，但它們都能正常發(fā)光，那么，電源的輸出功率為（）A．6.6瓦 B．7.2瓦 C．7.8瓦 D．8.4瓦答案與解析：從題可知，每只額定電壓為6V，所以直接并聯(lián)是不行的，而R1＝＝＝20Ω，R2＝＝＝30Ω，兩個燈泡電阻不一樣，所以直接串聯(lián)是不行的，應(yīng)將燈泡并聯(lián)，并聯(lián)后再串聯(lián)，兩個并聯(lián)組兩端的電壓應(yīng)都為6V，所以兩部分的等效電阻應(yīng)相等，設(shè)需要“6V1.8W”燈泡n個，“6V1.2W”的燈泡5﹣n個，根據(jù)并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)可知，＝，解得：n＝2，所以，需要“6V1.8W”燈泡2個，“6V1.2W”的燈泡3個，電源的輸出功率為：P＝1.8W×2+1.2W×3＝7.2W。故選：B。（多選）17．如表為某電烤箱銘牌，如圖虛線框內(nèi)所示是其內(nèi)部簡化電路圖，R1和R2均為電熱絲，則下列說法中正確的是（）XX牌電烤箱額定電壓220V額定功率高溫?fù)?100W低溫?fù)?40W頻率50HzA．旋鈕開關(guān)調(diào)至1位置時為電烤箱高溫?fù)?B．電路中R2的阻值是110Ω C．電路中R1的阻值是44Ω D．若在電路中加一個“溫控開關(guān)”，當(dāng)電烤箱超過一定溫度時能自動斷開電路，該開關(guān)最好安裝在A、B、C中的B點(diǎn)處答案與解析：（1）由電路圖可知，開關(guān)接1時R1與R2串聯(lián)，電路中電阻最大，根據(jù)P＝可知總功率最小，電烤箱處于低溫?fù)酰婚_關(guān)接2時電路為R1的簡單電路，電路中電阻最小，根據(jù)P＝可知功率最大，此時電烤箱處于高溫?fù)?，故A錯誤；高溫?fù)鯐r電路為R1的簡單電路，由P＝可得電路中R1的阻值：R1＝＝＝44Ω，故C正確；低溫?fù)鯐r，R1與R2串聯(lián)，電路中的總電阻：R＝＝＝110Ω，所以，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝110Ω﹣44Ω＝66Ω，故B錯誤；（2）根據(jù)安全用電常識，開關(guān)應(yīng)接在火線上，且應(yīng)控制整個電路，由圖可知“限高溫開關(guān)”最好安裝在B點(diǎn)處，故D正確。故選：CD。（多選）18．如圖，R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻，E為兩端電壓恒定的電源，以下說法中不正確的有（）A．當(dāng)R1＝R2+R3時，R1獲得最大功率 B．當(dāng)R3＝R1+R2時，R3獲得最大功率 C．當(dāng)R2＝R1+R3時，R2獲得最大功率 D．當(dāng)R3＝R1+R2時，電源輸出功率最大答案與解析：AC、R1、R2兩定值電阻串聯(lián)后再與R3串聯(lián)，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律，電路的電流為：I＝，即R3連入電路的電阻最小時，電路的電流最大，對R1、R2兩個定值電阻，根據(jù)P＝I2R，當(dāng)電路的電流最大時，R1、R2獲得的功率最大，故AC錯誤；B、R3的功率為：P3＝I2R3＝（）2R3＝＝＝由上式知，當(dāng)R3＝R1+R2時，R3獲得最大功率，B正確；D、根據(jù)P＝，當(dāng)電路的總電阻最小時，即R3連入的電阻最小，電源輸出功率最大，D錯誤。故選：ACD。（多選）19．如圖甲，電源兩端電壓恒為6V，在a、b之間分別接入額定電壓為3V的燈泡L1、額定電壓為2V的燈泡L2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過兩個燈泡的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示。若將L1、L2串聯(lián)接在a、b之間，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其中一個燈泡正常發(fā)光，另一個不損壞，電表均視為理想電表，下列說法中正確的是（）A．未正常發(fā)光的小燈泡是L2，其實(shí)際功率為0.45W B．正常發(fā)光的小燈泡是L2，其額定功率為0.6W C．此時滑動變阻器接入電路中的電阻為 D．此時電路中的總功率為0.9W答案與解析：（1）由圖象可知，當(dāng)電路中的電流為0.15A時，燈泡L1兩端的電壓為3V，燈泡L2兩端的電壓為0.5V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且其中一個燈泡正常發(fā)光，另一個不損壞，所以，正常發(fā)光的燈泡是L1，其額定功率P1＝U1I1＝3V×0.15A＝0.45W，未正常發(fā)光的小燈泡是L2，其實(shí)際功率P2＝U2I1＝0.5V×0.15A＝0.075W，故A、B錯誤；（2）由圖象可知，當(dāng)電路中的電流為0.15A時，燈泡L1兩端的電壓為3V，燈泡L2兩端的電壓為0.5V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓：U滑＝U﹣U1﹣U2＝6V﹣3V﹣0.5V＝2.5V，此時滑動變阻器連入電路中的電阻為R＝＝＝Ω；故C正確；（3）此時電路中的總功率為P＝UI1＝6V×0.15A＝0.9W，故D正確。故選：CD。（多選）20．如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，兩電壓表示數(shù)隨電流變化的圖象如圖乙所示，下列敘述正確的是（）A．圖乙中ab是表示電壓表V1的示數(shù)隨電流變化的圖象 B．R2的阻值為4Ω C．滑片從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，電源消耗的最大功率是10W D．滑片在n點(diǎn)時，5s內(nèi)電阻R消耗的電能是5J答案與解析：A、變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，變阻器連入電路的電阻變小，電路中的電流變大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，變阻器兩端的電壓變小，根據(jù)U＝IR可知R2兩端的電壓變大；所以，圖乙中cb是表示電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線，ab是表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線，故A錯誤；B、由A項(xiàng)分析可知，滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，電流變大，變阻器R1兩端的電壓變小，R2兩端的電壓變大；所以，通過R1的電流隨兩端電壓的減小而增大，通過R2的電流隨兩端電壓的增大而增大；由此可知，乙圖中cb是R1的U﹣I圖象，ab是R2的U﹣I圖象；由乙圖中ab可知，I＝1A時，U2＝4V，根據(jù)I＝可得R2的電阻：R2＝＝＝4Ω；故B正確；C、從“U﹣I”關(guān)系圖象可知，滑片P在n點(diǎn)時，電流Ia＝0.5A，U1＝7V、U2＝2V；滑片P在m點(diǎn)時，電流Ib＝1A，U1′＝4V、U2′＝4V；根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得電源電壓：U＝IaR+U1+U2，U＝IbR+U1′+U2′，電源電壓不變，則有：IaR+U1+U2＝IbR+U1′+U2′，即：0.5A×R+7V+2V＝1A×R+4V+4V，解得R＝2Ω，則電源電壓：U＝IaR+U1+U2＝0.5A×2Ω+7V+2V＝10V；電路中的最大電流Ib＝1A，則電路消耗的總功率最大值：P大＝UIb＝10V×1A＝10W，故C正確。D、滑片在n點(diǎn)時，電流最小，5s內(nèi)電阻R消耗的電能：W＝Ia2Rt＝（0.5A）2×2Ω×5s＝2.5J，故D錯誤；故選：BC。（多選）21．如圖所示的電路中，當(dāng)從A點(diǎn)流入的電流為1A時，針對以下各種結(jié)論，下列選項(xiàng)中正確的是（）A．AB間的總電阻為4Ω B．通過R2的電流為0.8A C．加在R5兩端的電壓為2V D．R6的電功率為0.125W答案與解析：因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，右側(cè)R3、R6、R9三電阻串聯(lián)時的總電阻：R369＝R3+R6+R9＝1Ω+2Ω+1Ω＝4Ω，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，右側(cè)R3、R6、R9三電阻串聯(lián)后，再與R5并聯(lián)時的總電阻：R3569＝＝＝2Ω，依此類推可知，AB間的總電阻為4Ω，故A正確；因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由I＝可得，通過R2和R4的電流相等，通過R3和R5的電流相等，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R2和R4的電流都為0.5A，通過R3和R5的電流都為0.25A，故B錯誤；由歐姆定律得，加在R5兩端的電壓：U5＝I5R5＝0.25A×4Ω＝1V，故C錯誤；R6的電功率：P6＝I32R6＝（0.25A）2×2Ω＝0.125W，故D正確。故選：AD。22．某家庭電能表如圖所示，標(biāo)有“3000r/kW?h”字樣。若該家庭單獨(dú)讓空調(diào)工作，測得1min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn)，則空調(diào)消耗的電能為0.02kW?h，空調(diào)的電功率是1200W。答案與解析：“3000r/kW?h”表示每消耗1kW?h的電能，電能表的表盤就轉(zhuǎn)過3000r，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)60r空調(diào)消耗的電能：W＝kW?h＝0.02kW?h；空調(diào)的功率：P＝＝＝1.2kW＝1200W。故答案為：0.02；1200。23．如圖為一電熱飲水機(jī)的電路簡圖，其額定電壓為220V，具有“加熱”、“保溫”兩種功能，對應(yīng)功率分別為400W和40W．則R2的組值為1089Ω；用飲水機(jī)給2kg的水加熱，使水溫升高50℃，水吸收的熱量4.2×105J．【c水＝4.2×103J/（kg?℃）】答案與解析：（1）當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時，電路為R1的簡單電路，電路的總電阻最小，由P＝UI＝可知電路的總功率最大，飲水機(jī)處于加熱擋，則根據(jù)P＝可得R1的阻值：R1＝＝＝121Ω；當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時，R1、R2串聯(lián)，功率最小，處于保溫狀態(tài)；根據(jù)P＝可得總阻值：R＝＝＝1210Ω；根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可得：R2＝R﹣R1＝1210Ω﹣121Ω＝1089Ω；（2）水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×50℃＝4.2×105J。故答案為：1089；4.2×105。24．一個實(shí)驗(yàn)用的電動機(jī)跟電流表串聯(lián)后接在6V直流穩(wěn)壓電源上，閉合開關(guān)后電動機(jī)并沒有轉(zhuǎn)動，這時電流表的讀數(shù)為5A，檢查發(fā)現(xiàn)電動機(jī)軸上的齒輪被卡住了。排除故障后，讓電動機(jī)帶動輕負(fù)載轉(zhuǎn)動，這時電流表的讀數(shù)為1A，由此可以求出電動機(jī)做機(jī)械功的功率為4.8W。答案與解析：（1）電動機(jī)被卡住時，U＝6V，I＝5A，電動機(jī)的線圈電阻R＝＝＝1.2Ω；（2）電動機(jī)正常工作時，U＝6V，I＝1A，電動機(jī)的總功率P＝UI＝6V×1A＝6W，電動機(jī)線圈的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝（1A）2×1.2Ω＝1.2W，電動機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)＝P﹣P熱＝6W﹣1.2W＝4.8W。故答案為：4.8W。25．如圖所示，燈泡規(guī)格均相同，甲圖中電壓恒為6V，乙圖中電壓恒為12V．分別調(diào)節(jié)R1、R2使燈均正常發(fā)光，那么此時電路消耗的總功率之比P1：P2＝1：1，可變電阻接入電路中的電阻值之比R1：R2＝1：4。答案與解析：（1）兩燈泡規(guī)格相同且正常發(fā)光，甲圖中兩燈泡并聯(lián)，干路電流為：I1＝2I額；乙圖兩燈泡串聯(lián)，電路中電流為：I2＝I額；所以，此時電路消耗的總功率之比：＝＝＝1：1；（2）由題意可知，乙圖兩燈泡的電壓是甲圖燈泡電壓的2倍，又知乙圖電源電壓也是甲圖電源電壓的2倍，所以，結(jié)合串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得：U總＝UL+U1＝6V，U總′＝2UL+U2＝12V；∵U總′＝2U總，∴2UL+U2＝2×（UL+U1），化簡可得U2＝2U1，即電阻R1和電阻R2的電壓之比為U1：U2＝1：2；又知電路電流之比為I1：I2＝＝2：1；根據(jù)歐姆定律可得：R1＝，R2＝，∴R1：R2＝＝＝＝1：4；故答案為：1：1；1：4。26．一臺電動機(jī)，其電阻為10Ω，接在照明電路中使用，通過它的電流為5A．則該電動機(jī)消耗的功率為1100W．它的發(fā)熱功率為250W，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的功率為850W．該電動機(jī)的效率為77.3%。答案與解析：由題可知，電動機(jī)接在照明電路中使用，其消耗的總功率為：P總＝UI＝220V×5A＝1100W；由P＝UI＝I2R可得：它的發(fā)熱功率為：P熱＝I2R＝（5A）2×10Ω＝250W；轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的功率為：P機(jī)＝P總﹣P熱＝1100W﹣250W＝850W；由η＝×100%可得：η＝×100%＝≈77.3%。故答案為：1100；250；850；77.3%。27．如圖，電源電壓為6V保持不變，閉合開關(guān)后電壓表示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為0.3A，則燈L1消耗的功率為1.2w，燈L1、L2的電阻相比較大的是L1。答案與解析：由電路圖可知，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測L2兩端的電壓，則U2＝2V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以燈L1兩端的電壓：U1＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V，因?yàn)榇?lián)電路中各處的電流相等，所以通過L1的電流：I1＝IA＝0.3A，所以L1消耗的功率：P1＝U1I1＝4V×0.3A＝1.2W；由上可知：U1＞U2，根據(jù)歐姆定律可得：IR1＞IR2，則R1＞R2，所以電阻較大的燈是L1。故答案為：1.2；L1。28．某次實(shí)驗(yàn)中把直流電動機(jī)接在5V的穩(wěn)壓電源上，閉合開關(guān)后，電動機(jī)不轉(zhuǎn)動，這時與它串聯(lián)的電流表的示數(shù)為2.5A．經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)軸上齒輪被卡住了。故障排除后，電動機(jī)正常轉(zhuǎn)動，電流表示數(shù)為1A．則電動機(jī)輸出的機(jī)械功率是3W，工作效率是60%。答案與解析：（1）電動機(jī)被卡住時為純電阻用電器，由I＝可得，電動機(jī)的線圈電阻：R＝＝＝2Ω；（2）電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，電動機(jī)消耗的電功率：P＝UI＝5V×1A＝5W，電動機(jī)線圈的發(fā)熱功率：P熱＝I2R＝（1A）2×2Ω＝2W，電動機(jī)的機(jī)械功率：P機(jī)＝P﹣P熱＝5W﹣2W＝3W，工作效率：η＝×100%＝×100%＝60%。故答案為：3；60%。29．某輛以蓄電池為驅(qū)動能源的環(huán)保汽車，當(dāng)它在水平路面上以v＝36km/h的速度勻速行駛時，驅(qū)動電機(jī)的輸入電壓U＝300V，電流I＝40A．在此行駛狀態(tài)下，驅(qū)動電機(jī)的輸入功率是12000W；若驅(qū)動電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率，則汽車所受阻力為960N。答案與解析：已知驅(qū)動電機(jī)的輸入電壓U＝300V，電流I＝40A，所以驅(qū)動電機(jī)的輸入功率：P輸入＝UI＝300V×40A＝12000W；驅(qū)動電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率，即η＝，所以用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率：P機(jī)械＝ηP輸入＝80%×12000W＝9600W，汽車在水平路面上勻速行駛時，牽引力F與阻力是一對平衡力，速度v＝36km/h＝10m/s，由P＝＝Fv，f＝F＝＝＝960N。故答案為：12000；960。30．若把兩個定值電阻R1、R2以某種形式連接起來與電源接通，R1消耗的電功率為9W，若把這兩個電阻換成另一種形式連接起來后，仍與該電源接通（電源電壓不變），則R1消耗的電功率為16W，且通過R2的電流為4A，那么電源電壓為12V．R1的阻值為9Ω。答案與解析：設(shè)電源的電壓為U；R1、R2串聯(lián)時，電路中的電流為I＝；R1消耗的電功率為P＝I2R1＝（）2R1＝9W﹣﹣﹣﹣﹣①R1、R2并聯(lián)時，R1消耗的電功率P1＝＝16W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②通過R2的電流為I2＝＝4A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③可得：U＝12V，R1＝9Ω。故答案為：12；9。31．如圖所示，均勻圓環(huán)電阻R0＝8歐，電壓恒定為6伏，定值電阻R＝1歐。導(dǎo)電滑臂OA的電阻不計，可以在圓環(huán)上無摩擦地滑動。電路中可以產(chǎn)生的最小電功率為12瓦。答案與解析：由電路圖可知，圓環(huán)中上部分圓弧電阻R1和下部分圓弧電阻R2并聯(lián)，然后與R串聯(lián)；當(dāng)圓環(huán)的并聯(lián)電阻最大時，電路總電阻最大，電路電功率最小，R1和R2并聯(lián)，且R1+R2＝R0，設(shè)R1＝R0+a，R2＝R0﹣a，則R1和R2并聯(lián)的總電阻：R并＝＝＝，所以，當(dāng)a＝0時，R并有最大值，則此時R1＝R2＝R0＝×8Ω＝4Ω，則并聯(lián)的最大總電阻為R并＝＝＝2Ω，電路的最小電功率：P?。剑剑?2W。故答案為：12。32．如圖所示，電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，滑動變阻器的規(guī)格為“35Ω2A”，燈泡銘牌標(biāo)有“3V0.9W”的字樣（燈絲電阻不變）。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，在保證電路安全的情況下，求：（1）滑動變阻器阻值多大時其消耗的功率最大？（2）滑動變阻器阻值允許調(diào)節(jié)的取值范圍。答案與解析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）由P＝UI＝可得，燈泡的電阻：RL＝＝＝10Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的電流：I＝，滑動變阻器消耗的電功率：P滑＝I2R滑＝（）2R滑＝＝＝＝，所以，當(dāng)R滑＝RL＝10Ω時，滑動變阻器消耗的電功率最大；（2）由P＝UI可得，燈泡的額定電流：IL＝＝＝0.3A，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表量程為0～0.6A，變阻器允許通過的最大電流為2A，所以，電路中的最大電流I大＝0.3A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，此時電路中的總電阻：R總＝＝＝15Ω，則滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑?。絉總﹣RL＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，當(dāng)電壓表示數(shù)最大為U滑大＝3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時燈泡兩端的電壓：UL?。経﹣U滑大＝4.5V﹣3V＝1.5V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的最小電流：I?。剑剑?.15A，滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R滑大＝＝＝20Ω，所以，滑動變阻器阻值允許調(diào)節(jié)的取值范圍是5Ω～20Ω。答：（1）滑動變阻器阻值為10Ω時其消耗的功率最大；（2）滑動變阻器阻值允許調(diào)節(jié)的取值范圍是5Ω～20Ω。33．三只燈泡L1、L2和L3的額定電壓分別為1.5V、1.5V和2.5V，它們的額定電流都為0.2A．若將它們連接成圖（a）和（b）所示的電路，且燈泡都正常發(fā)光。（1）試求圖（a）電路的總電流和電阻R1消耗的電功率；（2）分別計算兩電路電源提供的電功率，并說明哪個電路更節(jié)能。答案與解析：（1）由圖a可知，L1與L2并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，此部分電路與L3并聯(lián)，最后與R2串聯(lián)，燈泡都正常發(fā)光，通過電流都等于額定電流0.2A，由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，電流中電流：I＝IL1+IL2+IL3＝3×0.2A＝0.6A。因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路電壓相等，串聯(lián)電路中，總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，所以：UR1＝UL3﹣UL2＝2.5V﹣1.5V＝1.0V，所以R1消耗的電功率：PR1＝UR1（I1+I2）＝1.0V×（0.2A+0.2A）＝0.4W。（2）由（1）可得，a電路消耗的總功率：Pa＝UaI＝3V×0.6A＝1.8W；由b圖可知，三個燈泡與R3串聯(lián)，燈泡都正常發(fā)光，所以電流中電流為0.2A，Pb＝UbI1＝6V×0.2A＝1.2W，因?yàn)镻a＞Pb，所以b電路更節(jié)能。答：（1）a圖電路的電流為0.6A，阻R2消耗的電功率為0.3W；（2）兩電路消耗的功率分別為1.8W、1.2W，b電路更節(jié)能。34．在如圖所示的電路中，電源電壓U恒為6V，滑動變阻器R的總電阻為30Ω，定值電阻R0的阻值為20Ω．先將滑動變阻器R的滑片P移到a端，閉合電鍵S1和S2，求：（1）將滑片P向b端移動的過程中，電源總功率的最大值為多大？（2）若只閉合S1，斷開S2，P、b之間的電阻Rx多大時，滑動變阻器消耗的電功率最大，并求出其最大值。（3）閉合電鍵S1和S2，將滑片P向b端移動的過程中，當(dāng)電流表讀數(shù)為A（為了方便計算，將電流表的實(shí)際讀數(shù)換算成了分?jǐn)?shù)）時，滑動變阻器Pb段的電阻為多大？答案與解析：（1）根據(jù)P＝可知，電源電壓一定，電路總電阻最小，電源總功率的最大。當(dāng)滑片P移到b端時，定值電阻R0和滑動變阻器R并聯(lián)，此時電路總電阻：R最?。剑剑?2Ω，則電源總功率的最大值：P最大＝＝＝3W。（2）若只閉合S1，斷開S2，滑動變阻器R與定值電阻R0串聯(lián)，電流表斷路，其示數(shù)為零，此時電路中的電流：I＝＝，則滑動變阻器消耗的電功率：P＝I2Rx＝（）2Rx＝＝＝，當(dāng)Rx＝R0＝20Ω時，滑動變阻器消耗的電功率最大，其最大值：P最大＝＝＝0.45W。（3）閉合電鍵S1和S2，滑動變阻器左側(cè)部分與R0并聯(lián)后再與右側(cè)部分串聯(lián)，設(shè)滑動變阻器左側(cè)部分電阻為RaP，右側(cè)部分電阻為RPb，則有：RaP+RPb＝R﹣﹣﹣①并聯(lián)部分電路的電阻R并＝，則電路總電阻：R總＝R并+RPb＝+RPb，干路中的電流：I總＝＝，并聯(lián)部分電路兩端的電壓：U并＝I總R并＝IARaP，即：×＝IARaP﹣﹣﹣②聯(lián)立①②兩式代入數(shù)據(jù)可解得：RaP＝12Ω，RPb＝18Ω；或RaP＝18Ω，RPb＝12Ω。答：（1）電源總功率的最大值為3W；（2）若只閉合S1，斷開S2，P、b之間的電阻Rx為20Ω時，滑動變阻器消耗的電功率最大，其最大值為0.45W；（3）滑動變阻器Pb段的電阻為18Ω或12Ω。35．如圖，電源電壓U＝12V，R1＝4Ω，當(dāng)滑動變阻器R3上的滑片在a、b兩端點(diǎn)之間移動時，R1功率的變化范圍為0.64W～4W．試求：（1）R2的阻值；（2）滑動變阻器R3消耗的最大功率。答案與解析：由電路圖可知，R1與R2、R3串聯(lián)。（1）當(dāng)滑片位于b端時，接入電路中的電阻為零，此時電路中的總電阻最小，電路中的電流最大，R1的功率最大，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，由P＝I2R可得，電路中的電流：I1＝＝＝1A，由I＝可得，電路中的總電阻：R＝＝＝12Ω，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﹣R1＝12Ω﹣4Ω＝8Ω；（2）當(dāng)滑片位于a端時，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，R1的功率最小，則電路中的電流：I2＝＝＝0.4A，所以，電路中電流的變化范圍為0.4A～1A；因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電路中的電流為I時，滑動變阻器消耗的電功率：P3＝U3I＝（U﹣IR1﹣IR2）I＝（12V﹣I×4Ω﹣I×8Ω）I＝12（1V×I﹣I2×1Ω）＝12（1V×I﹣I2×1Ω﹣W+W）＝3W﹣12（I﹣A）2，所以，當(dāng)I＝0.5A時，滑動變阻器消耗的電功率最大，則P3大＝3W。答：（1）R2的阻值為8Ω；（2）滑動變阻器R3消耗的最大功率為3W。36．如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為“0～3V”，滑動變阻器R規(guī)格為“20Ω，1A”，燈泡L標(biāo)有“3.0V，1.5W”字樣（不考慮燈絲電阻變化）．在不損壞電路元件情況下，求：（1）燈泡正常工作的電流和電阻；（2）滑動變阻器阻值變化的范圍；（3）該電路的最大功率。答案與解析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。（1）根據(jù)P＝UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流：I額＝＝＝0.5A；由歐姆定律可得，燈泡的電阻：RL＝＝＝6Ω；（2）串聯(lián)電路中各處的電流相等，且滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，燈泡正常發(fā)光時的電流0.5A，所以，為了不損壞電路元件，電路中的最大電流I最大＝I額＝0.5A，此時UL＝U額＝3V，滑動變阻器接入電路的電阻最小，此時滑動變阻器兩端的電壓：U滑＝U﹣UL＝4.5V﹣3V＝1.5V，則滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑?。剑剑?Ω；當(dāng)滑動變阻器兩端電壓為3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，此時燈泡兩端的電壓：UL′＝U﹣U滑大＝4.5V﹣3V＝1.5V，電路中的最小電流：I最?。剑剑?.25A，則滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R滑大＝＝＝12Ω，所以，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是3Ω～12Ω。（3）當(dāng)電路中的電流最大時，電路消耗的功率最大，則電路的最大電功率：P最大＝UI最大＝4.5V×0.5A＝2.25W。答：（1）燈泡正常工作的電流為0.5A，燈泡的電阻為6Ω；（2）滑動變阻器阻值變化的范圍是3Ω～12Ω；（3）該電路的最大功率為2.25W。37．如圖所示（甲）電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖（乙）中的AC、BC兩直線表示。求：（1）定值電阻R0與變阻器的總電阻；（2）電源的電壓和電阻r阻值；（3）變阻器滑動片從一端滑到另一端的過程中，變阻器消耗的最大電功率。答案與解析：由電路圖可知，R0與R、r串聯(lián)，電壓表V1測R0和R兩端的電壓之和，電壓表V2測R0兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）滑片右移時，變阻器接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，由I＝可知，電路中的電流變小，即電流表的示數(shù)變小，由U＝IR可知，r和R0兩端的電壓變小，則電壓表V2的示數(shù)變小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且r兩端的電壓變小，所以，R0和R兩端的電壓之和變大，即電壓表V1的示數(shù)變大，所以，圖乙中，AC表示電壓表V2與電流表A示數(shù)的關(guān)系，BC表示電壓表V1與電流表A示數(shù)的關(guān)系，則當(dāng)滑片位于右端時，總電阻最大，電路中電流最小，由圖象可知，電流表A的示數(shù)I?。?.5A，電壓表V1的示數(shù)UV1＝7.5V，電壓表V2的示數(shù)UV2＝1.5V，此時R兩端的電壓：UR＝UV1﹣UV2＝7.5V﹣1.5V＝6V，由I＝可得，定值電阻R0與變阻器的總電阻分別為：R0＝＝＝3Ω，R大＝＝＝12Ω；（2）當(dāng)R接入電路中的電阻最大時，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：U＝UV1+I小r＝7.5V+0.5A×r，當(dāng)滑片位于左端時，總電阻最小，電路中的電流最大，由圖乙可知，UV1′＝UV2′＝6V，電路中的電流I大＝2A，則電源的電壓：U＝UV1′+I大r＝6V+2A×r，因電源的電壓不變，所以，7.5V+0.5A×r＝6V+2A×r，解得：r＝1Ω，電源的電壓：U＝UV1+I小r＝7.5V+0.5A×1Ω＝8V；（3）設(shè)R1＝R0+r＝3Ω+1Ω＝4Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的電流：I＝，則變阻器消耗的電功率：PR＝I2R＝（）2R＝＝＝＝，當(dāng)R＝R1＝4Ω時，變阻器消耗的電功率最大，則PR大＝＝＝4W。答：（1）定值電阻R0的阻值為3Ω，變阻器的總電阻為12Ω；（2）電源的電壓為8V，電阻r阻值為1Ω；（3）變阻器滑動片從一端滑到另一端的過程中，變阻器消耗的最大電功率為4W。38．電飯鍋是一種能夠進(jìn)行蒸、煮、燉、燜等多種加工的現(xiàn)代化炊具。它不但能夠把食物做熟，而且能夠保溫，使用起來清潔衛(wèi)生，沒有污染，省時又省力。某電飯鍋簡化電路如圖所示，電飯鍋額定電壓為220V，R1、R2均為發(fā)熱電阻，其阻值分別為48.4Ω、435.6Ω．接通電源，閉合開關(guān)S1、S2，電飯鍋處于“大火”加熱狀態(tài)；當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到100℃時，開關(guān)S2自動斷開，開關(guān)S1仍閉合，電飯鍋處于“小火”燉煮狀態(tài)。（1）電飯鍋正常工作在“大火”狀態(tài)時，電路中的電流有多大？（2）電飯鍋正常工作在“大火”狀態(tài)30分鐘，消耗的電能是多少？（3）電飯鍋正常工作在“小火”狀態(tài)時，電功率多大？（4）為測量電飯鍋的實(shí)際電壓，將家中其他用電器關(guān)閉，電飯鍋在“大火”狀態(tài)，觀察到標(biāo)有“1000r/（kW?h）”字樣的電能表在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了150轉(zhuǎn)，電飯鍋的實(shí)際電壓是多少？答案與解析：（1）閉合開關(guān)S1、S2時，電路為R1的簡單電路，電飯鍋處于“大火”加熱狀態(tài)，此時電路中的電流：I＝＝＝A≈4.55A；（2）電飯鍋正常工作在“大火”狀態(tài)30分鐘，消耗的電能：W＝UIt＝220V×A×30×60s＝1.8×106J；（3）電飯鍋正常工作在“小火”狀態(tài)時，R1與R2串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，此時的電功率：P＝＝＝100W；（4）電飯鍋在“大火”狀態(tài)10分鐘內(nèi)消耗的電能：W′＝kW?h＝0.15kW?h＝5.4×105J，由W＝t可得，電飯鍋的實(shí)際電壓：U實(shí)＝＝≈208.7V。答：（1）電飯鍋正常工作在“大火”狀態(tài)時，電路中的電流為4.55A；（2）電飯鍋正常工作在“大火”狀態(tài)30分鐘，消耗的電能是1.8×106J；（3）電飯鍋正常工作在“小火”狀態(tài)時，電功率為100W；（4）電飯鍋的實(shí)際電壓是208.7V。39．如圖所示，R1為9Ω的發(fā)熱電阻，R2為調(diào)節(jié)電阻，此電路具有加熱擋和保溫?fù)?。已知兩種工作狀態(tài)下發(fā)熱電阻的功率之比為9：1，調(diào)節(jié)電阻在保溫狀態(tài)下的功率為2W．求：（1）調(diào)節(jié)電阻的阻值；（2）電源電壓。答案與解析：（1）當(dāng)S1，S2都閉合時，電路為R1的簡單電路，電路中的總電阻最小，總功率最大，處于加熱擋；當(dāng)S1閉合S2斷開時，R1、R2串聯(lián)，電路的總電阻最大，總功率最小，處于保溫?fù)?，由P＝UI＝I2R可得，兩種工作狀態(tài)下發(fā)熱電阻的功率之比：＝＝＝，解得：＝，因電壓一定時，電流與電阻成反比，所以，＝＝，解得：R2＝2R1＝2×9Ω＝18Ω；（2）調(diào)節(jié)電阻在保溫狀態(tài)下電路中的電流：I2＝＝＝，調(diào)節(jié)電阻在保溫狀態(tài)下的功率：P2＝I22R2＝（）2×18Ω＝2W，解得：U＝9V。答：（1）調(diào)節(jié)電阻的阻值為18Ω；（2）電源電壓為9V。40．在圖示的電路中，電源電壓為220V；R1、R2、R3為定值電阻，但是它們的具體電阻數(shù)值都沒有標(biāo)注，知道它們電阻的可能值是44Ω、88Ω、176Ω或220Ω．已知在控制開關(guān)閉合和斷開的情況下，電路中電流表的示數(shù)有四種可能值，其中最大值是5A．其中，閉合開關(guān)S，在斷開S1、S2與閉合S1、S2兩種狀態(tài)下，電流表的示數(shù)之比為1：10．求：（1）R2的電阻值；（2）在開關(guān)S閉合，S1、S2斷開的狀態(tài)下，R1消耗的電功率可能值是多少。答案與解析：（1）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時，R1、R2、R3并聯(lián)，電流表測總電流，此時電流表示數(shù)最大為5A，此時的總電阻：R并＝＝＝44Ω；當(dāng)開關(guān)S閉合，S1，S2斷開時，R1、R2、R3串聯(lián)，總電阻最大，此時電流表示數(shù)最小，由題意可知，I最小：I最大＝1：10，所以此時的電流：I最小＝I最大＝×5A＝0.5A，此時的總電阻：R串＝＝＝440Ω；根據(jù)串并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)和上面的計算可知，這三個電阻應(yīng)選：88Ω、176Ω、176Ω。在電源電壓一定時，總電流的大小只取決于總電阻的大小，開關(guān)的通斷情況由以下四種：①當(dāng)開關(guān)S、Sl、S2都閉合時，電路如圖甲；②當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2斷開時，電路如圖乙；③當(dāng)開關(guān)S、S2閉合，S1斷開時，電路如圖丙；④當(dāng)開關(guān)S、Sl閉合，S2斷開時，電路如圖丁。由圖丙、丁看出，若R1＝R3，則電路中電流相等，電流表示數(shù)只有三種可能值，所以R1≠R3，R1和R3不能都是176Ω，則R2只能是176Ω。（2）當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2斷開時，R1、R2、R3串聯(lián)，此時的電流I最?。?.5A，由前面分析可知，R2的電阻值為176Ω，則R1的阻值可能是88Ω或176Ω，當(dāng)R1＝88Ω時，R1消耗的電功率：P1＝I最小2R1＝（0.5A）2×88Ω＝22W，當(dāng)R1＝176Ω時，R1消耗的電功率：P1′＝I最小2R1＝（0.5A）2×176Ω＝44W。答：（1）R2的電阻值為176Ω。（2）在開關(guān)S閉合，S1、S2斷開的狀態(tài)下，R1消耗的電功率可能值是22W和44W。41．禮堂頂燈設(shè)計美輪美奐（如圖1），如果某部分彩燈電路如圖2所示，電源電壓為3.0V，L1、L2、L3為三個相同規(guī)格的小燈泡，小燈泡的伏安特性曲線如圖3所示，當(dāng)開關(guān)閉合后，求：（1）L3的電流多大？（2）L1消耗的功率多大？答案與解析：由電路圖可知，L1與L2串聯(lián)后再與L3并聯(lián)，且三燈泡的規(guī)格相同。（1）因并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，所以，L3兩端的電壓U3＝U＝3.0V，由圖象可知，此時通過L3的電流為0.5A；（2）因串聯(lián)電路中各處電流相等，所以，由I＝的變形式U＝IR可知，燈泡L1、L2的電壓相等，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，L1、L2兩端的電壓U1＝U2＝×3V＝1.5V，由圖象可知，此時通過L1的電流I1＝0.4A，則L1消耗的功率：P1＝U1I1＝1.5V×0.4A＝0.6W。答：（1）L3的電流為0.5A；（2）L1消耗的功率為0.6W。42．“蛟龍?zhí)枴眲?chuàng)造了中國深潛7062m的記錄，“蛟龍?zhí)枴鼻懊嬗幸槐K照明燈，燈光的亮度可以通過滑動變阻器調(diào)節(jié)。照明燈電路如圖所示，電源電壓恒為90V，小燈泡L的規(guī)格為“60V，60W”，滑動變阻器R的最大阻值為200Ω，燈絲電阻保持不變，閉合開關(guān)S后。求：（1）小燈泡L的電阻；（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為120Ω時，小燈泡L的實(shí)際功率；（3）在安全使用的過程中，滑動變阻器能獲得的最大功率。答案與解析：（1）由P＝UI＝可得，小燈泡L的電阻：RL＝＝＝60Ω；（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為120Ω時，電路中的電流：I＝＝＝0.5A，小燈泡L的實(shí)際電功率：PL＝I2RL＝（0.5A）2×60Ω＝15W；（3）由P＝UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流：I1＝＝＝1A，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流：I2＝＝≈0.35A，所以，電路中電流的變化范圍為0.35A～1A，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器消耗的電功率：PR＝URI＝（U﹣IRL）I＝（90V﹣I×60Ω）I＝60（1.5V×I﹣I2×1Ω）＝60[1.5V×I﹣I2×1Ω﹣（0.75A）2×1Ω+（0.75A）2×1Ω]＝33.75W﹣60（I﹣0.75A）2×60Ω，當(dāng)I＝0.75A時，滑動變阻器的電功率最大，則PR＝33.75W。答：（1）小燈泡L的電阻為60Ω；（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為120Ω時，小燈泡L的實(shí)際功率為15W；（3）在安全使用的過程中，滑動變阻器能獲得的最大功率為33.75W。43．如圖所示，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變，小燈泡L標(biāo)有“4V1.6W”字樣，R1＝20Ω，滑動變阻器R2允許通過的最大電流為1A，電流表的量程為0﹣0.6A，電壓表的量程為0﹣3V．只閉合開關(guān)S2時，電壓表的示數(shù)為2V，則：（1）R1消耗的電功率是多少？（2）在不損壞各電路元件的情況下，若閉合所有開關(guān)，滑動變阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比為3：1，若只閉合開關(guān)S3，小燈泡L消耗的電功率變化范圍是多少？答案與解析：（1）由P＝可得，小燈泡的阻值：RL＝＝＝10Ω，只閉合開關(guān)S2時，L與R1串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流：I＝＝＝0.2A，R1消耗的電功率：P1＝I2R1＝（0.2A）2×20Ω＝0.8W；（2）因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電源的電壓：U＝I（RL+R1）＝0.2A×（10Ω+20Ω）＝6V，閉合所有開關(guān)時，R1與R2并聯(lián)，電流表測通過R2的電流，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，其消耗的電功率最小，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，滑動變阻器R2消耗的最大功率：P2?。?，因滑動變阻器R2允許通過的最大電流為1A，電流表的量程為0～0.6A，所以，通過滑動變阻器的最大電流I2大＝0.6A，則滑動變阻器R3消耗的最大功率：P2大＝UI2大，因滑動變阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比為3：1，所以，＝＝，則R2＝＝＝30Ω，只閉合開關(guān)S3時，RL于R2串聯(lián)，電壓表測RL兩端的電壓，當(dāng)電壓表的示數(shù)UL′＝3V時，電路中的電流：I1＝＝＝0.3A，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，所以，電路中的最大電流為0.3A，則小燈泡RL消耗的最大電功率：PL大＝I12RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最大時，RL消耗的電功率最小，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的最小電流：I2＝＝＝0.15A，小燈泡R1消耗的電功率：PL小＝I22RL＝（0.15A）2×10Ω＝0.225W，所以，小燈泡RL消耗的電功率變化范圍是0.225W～0.9W。答：（1）只閉合開關(guān)S2時，R2消耗的電功率是0.8W；（2）只閉合開關(guān)S3，小燈泡消耗的電功率變化范圍是0.225W～0.9W。44．如圖所示，電路兩端的電壓U不變。將滑動變阻器滑片P從某一位置移動到另一位置，電壓表的示數(shù)由8V變?yōu)?V，電流表示數(shù)相應(yīng)由0.4A變?yōu)?.6A。（不計溫度對電阻的影響）求：（1）定值電阻R0的阻值。（2）電路兩端的電壓U。（3）電阻R0的電功率改變量。答案與解析：（1）（2）由電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓；當(dāng)電壓表示數(shù)為U1＝8V時，電流表示數(shù)為I1＝0.4A，由歐姆定律及串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得，電源電壓為U＝I1R0+U1＝0.4A×R0+8V，同理，當(dāng)電壓表示數(shù)為U2＝6V時，電流表示數(shù)為I2＝0.6A，則電源電壓為U＝I2R0+U2＝0.6A×R0+6V，電源的電壓不變，則0.4A×R0+8V＝0.6A×R0+6V，解得：R0＝10Ω，電源的電壓：U＝0.6A×R0+6V＝0.6A×10Ω+6V＝12V。（3）電阻R0的電功率改變量ΔP＝I22R0﹣I12R0＝（0.6A）2×10Ω﹣（0.4A）2×10Ω＝2W。答：（1）定值電阻R0的阻值為10Ω；（2）電路兩端的電壓U為12V；（3）電阻R0的電功率改變量為2W。45．如圖所示，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變。小燈泡R1標(biāo)有“4V1.6W”字樣，R2＝20Ω，滑動變阻器R3允許通過的最大電流為1A，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V．請畫出每個小題的等效電路圖。（1）只閉合開關(guān)S2時，電壓表的示數(shù)為2V，則R2消耗的電功率是多少？（2）在不損壞各電路元件的情況下，若閉合所有開關(guān)，滑動變阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比為3：1，若只閉合開關(guān)S3，小燈泡R1消耗的電功率變化范圍是多少？答案與解析：（1）只閉合開關(guān)S2時，燈泡R1與R2串聯(lián)，電壓表測量燈泡R1兩端電壓，如圖所示：由P＝可得，燈泡R1的電阻R1＝＝＝10Ω，串聯(lián)電路中電流處處相等I2＝I1＝＝＝0.2A，R2消耗的電功率P2＝R2＝（0.2A）2×20Ω＝0.8W，（2）由（1）得，U＝IR＝I（R1+R2）＝0.2A×（10Ω+20Ω）＝6V，①閉合所有開關(guān)，等效電路圖如圖所示：因?yàn)?.6A＜1A，所以I3大＝0.6A，因?yàn)椋剑剑?，則I3?。?.2A，由I＝可得，R3＝＝＝30Ω，②只閉合開關(guān)S3時，等效電路如圖所示：因?yàn)?V＜4V，所以U1大＝3V，I1大＝＝＝0.3A＜0.6A＜1A，P1大＝U1大I1大＝3V×0.3A＝0.9W，P1?。絉1＝R1＝×R1＝×10Ω＝0.225W，所以P1的變化范圍是0.225W～0.9W。答：（1）只閉合開關(guān)S2時，電壓表的示數(shù)為2V，則R2消耗的電功率是0.8W；（2）若只閉合開關(guān)S3，小燈泡R1消耗的電功率變化范圍是0.225W～0.9W。46．如圖所示電路中，電源兩端的電壓保持不變。S1和S3閉合，S2斷開，電壓表V1的示數(shù)為U1，電流表的示數(shù)為I1；S1閉合，S2和S3斷開，滑動變阻器的滑片P在中點(diǎn)，電壓表V1的示數(shù)為U1′，電流表的示數(shù)為I2，R1消耗的電功率P1為2W；S2閉合，S1和S3斷開，滑動變阻器的滑片P在A端，電壓表V2的示數(shù)為U2，電流表的示數(shù)為I3，R2消耗的電功率P2，R3消耗的電功率P3為1.5W；S1、S2和S3都閉合，電路消耗的總功率為P。已知U1：U1′＝5：2．求：（1）U1′與U2的比值；（2）S2閉合，S1和S3斷開，R2消耗的電功率P2的大??；（3）S1、S2和S3都閉合，電路消耗的總功率P的大小。答案與解析：S1和S3閉合，S2斷開時，等效電路圖如圖1所示；S1閉合，S2和S3斷開，滑動變阻器的滑片P在中點(diǎn)，等效電路圖如圖2所示；S2閉合，S1和S3斷開，滑動變阻器的滑片P在A端，等效電路圖如圖3所示；S1、S2和S3都閉合，等效電路圖如圖4所示。（1）由圖1可知，電源的電壓為U1；由已知條件結(jié)合圖2可得：電路中的電流I2＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣①電壓表V1的示數(shù)U1′＝I2R1，∵U1：U1′＝5：2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②∴U1′＝U1＝×R1，解之得：R1＝R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③R1消耗的電功率P1＝I22R1＝2W﹣﹣﹣﹣④由①③④式可得：R3＝U12﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤由圖3中R3消耗的電功率可得：P3＝＝1.5W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥由⑤⑥兩式可得：U2＝U1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦由②⑦兩式可得：U1′：U2＝2：3；（2）由已知條件結(jié)合圖3可得：電源的電壓U1＝I3（R2+R3），U2＝I3R3＝U1＝I3（R2+R3），解之得：R2＝R3，R3消耗的電功率P3＝I32R3＝1.5W，R2消耗的電功率P2＝I32R2＝I32×R3＝×1.5W＝1W；（3）由圖2可知，R1上的功率：P1＝＝＝2W，所以＝12.5W；由圖3可知，R2兩端的電壓UR2＝U1﹣U2＝U1﹣U1＝U1，R2上消耗的電功率：P2＝＝＝1W，所以＝6.25W；所以S1、S2和S3都閉合，電路消耗的總功率P＝+＝12.5W+6.25W＝18.75W。答：（1）U1′與U2的比值為2：3；（2）S2閉合，S1和S3斷開，R2消耗的電功率P2的大小為1W；（3）S1、S2和S3都閉合，電路消耗的總功率P為18.75W。47．如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個限溫開關(guān)，手動閉合，當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時會自動斷開，S2是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于約70℃時會自動閉合，溫度高于80℃時會自動斷開，紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈，黃燈是保溫狀態(tài)時的指示燈，限流電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計。（1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程（包括加熱和保溫過程）。（2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比。答案與解析：（1）電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動閉合，同時手動閉合S1，這時黃燈被短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合；水燒開后，溫度升高到103℃時，開關(guān)S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)；由于散熱，待溫度降至70℃時，S2自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到80℃時，S2又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)；（2）如果不閉合開關(guān)S1，則不能將飯煮熟，因?yàn)橹荒芗訜岬?0℃，達(dá)不到水的沸點(diǎn)，電飯煲不能將飯煮熟。（3）加熱時電飯煲消耗的電功率P1＝，保溫時電飯煲消耗的電功率P2＝，因?yàn)椋?，所以兩式中R并＝＝＝Ω，因?yàn)閮煞N情況下電源的電壓相等，所以＝＝＝。答：（1）電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動閉合，同時手動閉合S1，這時黃燈被短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合；水燒開后，溫度升高到103℃時，開關(guān)S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)；由于散熱，待溫度降至70℃時，S2自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到80℃時，S2又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)。（2）如果不閉合開關(guān)S1，只能加熱到80℃，達(dá)不到水的沸點(diǎn)，電飯煲不能將飯煮熟。（3）加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比為12：1。48．2015年4月16日，中國首創(chuàng)的十秒級閃充電車在寧波正式下線，如圖所示，這種電車采用超級電容（一種可以直接以電能形式儲存能量的設(shè)備，像蓄電池一樣也有正、負(fù)兩極）作為電能存儲設(shè)備，這種超級電容安全環(huán)保，可反復(fù)充放電100萬次以上，使用壽命長達(dá)十年，與該車相匹配的充電樁安裝在各公交站點(diǎn)，充電樁在乘客上下車的約30s時間里即可把電充滿，并可讓電車持續(xù)正常行駛5km以上，在制動和下坡時，電車還可以把一部分動能再轉(zhuǎn)化為電能為超級電容充電。若假設(shè)這種電車的質(zhì)量（滿載，含乘客）為m＝10t，正常勻速行駛時，電車受到的平均阻力f為車重G的0.02倍；正常勻速行駛時的速度為v＝10m/s。（取g＝10N/kg）求：（1）這種電車正常勻速行駛時的功率P行。（2）若這種電車每次充滿電后持續(xù)正常行駛5km，正常勻速行駛時的效率為η行＝90%，試估算，每次充滿電，電車從充電樁所獲得的能量E。（3）若每次給這種電車充滿電須耗時t＝30s，試估算，充電樁為電車充電時的輸出功率P出。（4）若按電價0.5元/kW?h來計算，則每次充電需花電費(fèi)多少元？與之同樣功能的燃油公交車百公里油耗約為36L，燃油價格按5.5元/L來計算，同樣行駛5km需花費(fèi)燃油費(fèi)多少元？答案與解析：（1）電車的重力：G＝mg＝10×103kg×10N/kg＝1.0×105N，所受阻力：f＝0.02G＝0.02×1.0×105N＝2000N，電車勻速行駛，則牽引力F＝f＝2000N，電車正常勻速行駛時的功率：P行＝＝＝Fv＝2000N×10m/s＝2.0×104W；（2）電車每次充滿電后持續(xù)正常行駛5km，電車做功：W＝Fs＝2×103N×5×103m＝1.0×107J，電車從充電樁所獲得的能量：E＝＝＝1.11×107J；（3）充電樁為電車充電時的輸出功率：P出＝＝＝3.7×105W；（4）每次充電所需電費(fèi)：1.11×107×kW?h×0.5元/kW?h≈1.54元；電車持續(xù)正常行駛5km，耗油：V＝5km×36L/100km＝1.8L，需燃油費(fèi)：1.8L×5.5元/L＝9.9元。答：（1）這種電車正常勻速行駛時的功率為2.0×104W；（2）若這種電車每次充滿電后持續(xù)正常行駛5km，正常勻速行駛時的效率為η行＝90%，試估算，每次充滿電，電車從充電樁所獲得的能量是1.11×107J；（3）若每次給這種電車充滿電須耗時t＝30s，試估算，充電樁為電車充電時的輸出功率為3.7×105W；（4）若按電價0.5元/kW?h來計算，則每次充電需花電費(fèi)1.54元；與之間同樣功能的燃油公交車百公里油耗約為36L，燃油價格按5.5元/L來計算，同樣行駛5km需花費(fèi)燃油費(fèi)9.9元。49．如圖是小敏設(shè)計的一個電熱毯模擬電路。其中S3是一個單刀雙擲開關(guān)（三個接線柱，C接線柱可與A接線柱連接，或與B接線柱連接，但只能在A、B之間連接其中一個，不能處于斷開狀態(tài)。），R1和R2是發(fā)熱電阻（且R1＞R2），電源電壓是6伏保持不變。該模擬電路共有高、較高、較低、低四擋發(fā)熱狀況。（1）當(dāng)S1閉合，S2斷開，S3中C接線柱與B接線柱連接時，模擬電路處于低擋發(fā)熱狀況。（2）當(dāng)模擬電路處于較高、較低兩擋時，各開關(guān)的連接情況如何？較高擋時，閉合S1、S2，S3中C接線柱與B接線柱連接；較低擋時，閉合S1，斷開S2，S3中C接線柱與A接線柱連接；（3）若要求電路最高消耗功率和最低消耗功率分別是10瓦和2.4瓦，則電阻R1和R2分別多大？答案與解析：（1）從圖可知，當(dāng)S1閉合，S2斷開，S3中C接線柱與B接線柱連接時，電阻R1和R2串聯(lián)，此時電路中的總電阻最大，由P＝可知電路中的發(fā)熱總功率最小，為低擋；（2）由題知，該模擬電路共有四擋發(fā)熱狀況，且電路中只有兩個電阻，則由P＝可知處于較高、較低兩擋時，應(yīng)是單個電阻連入電路；由于R1＞R2，由P＝可知，電路處于較高擋時只有電阻R2連入，則需要閉合S1、S2，S3中C接線柱與B接線柱連接（此時R1被短路）；電路處于較低擋時只有電阻R1連入，則需要閉合S1，斷開S2，S3中C接線柱與A接線柱連接（此時R2未接入電路）；（3）電路消耗功率最低時，電阻R1和R2串聯(lián)，由P＝可得電路中的總電阻：R串＝＝＝15Ω，則R1+R2＝R串＝15Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①電路消耗功率最高時，電阻R1和R2并聯(lián)，此時電路中的總電阻：R并＝＝＝3.6Ω，則有：+＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解①②可得：R1＝9Ω，R2＝6Ω。答：（1）低；（2）較高擋時，閉合S1、S2，S3中C接線柱與B接線柱連接；較低擋時，閉合S1，斷開S2，S3中C接線柱與A接線柱連接；（3）電阻R1和R2分別9Ω、6Ω。50．小明同學(xué)閱讀課外資料時，發(fā)現(xiàn)一幅“220V100W”白熾燈泡的電流I和電壓U關(guān)系的圖象如圖（a）所示。請你根據(jù)圖象回答下列問題：（1）小燈泡的電阻值隨電壓的增大而增大（填“增大”、“減小”或“不變”）；（2）若將兩只相同的這種燈泡串聯(lián)，然后接在220V的電源上，則兩只燈泡實(shí)際消耗的總電功率為83.6W；（3）若取三只相同的這種燈泡，按如圖（b）所示電路連接，然后將A、B兩端接在220V電源上，則這三只燈泡實(shí)際消耗的總電功率為96.8W。答案與解析：（1）I﹣U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，故由圖可知，電阻隨電壓的增大而增大；（2）將兩只相同的這種燈泡串聯(lián)在220V的電源上，每只燈泡兩端的電壓為110V，此時電流為0.38A，所以兩只燈泡實(shí)際消耗的總功率P＝UI＝220V×0.38A＝83.6W；（2）由圖b可知兩個并聯(lián)再和第三個串聯(lián)，由串聯(lián)電路電流處處相等可知，分別流過并聯(lián)著的兩個燈泡上的電流為流過第三個的燈泡上的一半，設(shè)通過第三個燈泡的電流為I、兩端電壓U，在圖a上有這樣一個關(guān)系：I對應(yīng)的電壓為U，對應(yīng)的電壓為220V﹣U，這樣的點(diǎn)在圖上有180V﹣0.44A和40V﹣0.22A兩個，則干路電流為0.44A，所以消耗的總功率：P＝220V×0.44A＝96.8W。故答案為：（1）增大；（2）83.6；（3）96.8。51．三只燈泡L1、L2和L3的額定電壓分別為1.5V、1.5V和2.5V，它們的額定電流都為0.3A．若將它們連接成圖（a）（b）所示的電路，且燈泡都正常發(fā)光。（1）試求圖（a）電路的電流和電阻R2消耗的電功率；（2）分別計算兩電路電源提供的電功率，并說明哪個電路更節(jié)能。答案與解析：（1）由圖a可知，L1與L2并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，此部分電路與L3并聯(lián)，最后與R2串聯(lián)，燈泡都正常發(fā)光，通過電流都等于額定電流0.3A，由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知電流中電流：I＝IL1+IL2+IL3＝3×0.3A＝0.9A，串聯(lián)電路中，電源電壓等于各部分電路兩端電壓之和，所以：UR2＝U﹣UL3＝3V﹣2.5V＝0.5V，所以R2消耗的電功率：PR2＝UR2I＝0.5V×0.9A＝0.45W；（2）由（1）可得a電路消耗的總功率：Pa＝UaI＝3V×0.9A＝2.7W，由b圖可知，三個燈泡與R3串聯(lián)，燈泡都正常發(fā)光，所以電流中電流為0.3A，Pb＝UbI1＝6V×0.3A＝1.8W，因?yàn)镻a＞Pb，所以b電路更節(jié)能。答：（1）a圖電路的電流為0.9A，阻R2消耗的電功率為0.45W；（2）兩電路消耗的功率分別為2.7W、1.8W，b電路更節(jié)能。52．音樂噴泉（圖1）是集光機(jī)電技術(shù)于一體的裝置。讓紅、綠、藍(lán)三種色燈照射到水柱上，通過電腦控制三種色燈功率的比例就能讓水柱變換顏色，呈現(xiàn)美輪美奐的視覺效果。圖2是某段時間一組紅、綠、藍(lán)色燈功率變化圖象。（1）請寫出下表中所列瞬間水柱的顏色。時間第0秒第5秒第10秒第28秒水柱顏色綠色黃色（2）若每只燈的電阻是20Ω．在第16s時，加在紅燈上的電壓是多大？（3）請計算出這組色燈在這30s內(nèi)消耗的總電能。答案與解析：（1）由表格數(shù)據(jù)結(jié)合表格信息可知：第0s時，只有綠燈工作，所以水柱是綠色的；第5s時，紅燈和綠燈都工作，水柱是黃色的；同理，第10秒時，只有紅燈工作，所以水柱是紅色的；第28s時，紅燈和綠燈都工作，水柱是黃色的；（2）延長10s～20s內(nèi)紅燈功率和時間關(guān)系的圖象如下圖所示：圖象為一次函數(shù)，設(shè)為P＝k