2021中考物理壓軸題突破：08 電功和電功率（學(xué)生版+解析版）

壓軸題08電功和電功率

1.“道路千萬(wàn)條，安全第一條；行車(chē)不規(guī)范，親人兩行淚?！本坪蟛婚_(kāi)車(chē)是每個(gè)司機(jī)必須遵

守的交通法規(guī)。甲圖是酒精測(cè)試儀工作電路原理圖，電源電壓U=6V；Ri為氣敏電阻,

它的阻值隨氣體中酒精含量的變化而變化，如乙圖所示。氣體中酒精含量大于0且小于

80mg/100mL為酒駕，達(dá)到或者超過(guò)80mg/100mL為醉駕。使用前通過(guò)調(diào)零旋鈕(即滑動(dòng)

變阻器&的滑片)對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行調(diào)零，此時(shí)電壓表示數(shù)為Ui=5V,調(diào)零后&的滑片位

置保持不變。

(1)當(dāng)電壓表示數(shù)為Ui=5V時(shí),求凡消耗的電功率

(2)當(dāng)電壓表示數(shù)為Ui=5V時(shí),求&接入電路中的阻值

(3)某次檢測(cè)中，電流表示數(shù)〃=0.2A,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算，判斷此駕駛員屬于酒駕還是醉駕。

2.如圖所示，電源電壓和燈L的電阻保持不變，定值電阻R】=20Q,燈L標(biāo)有“6V3W”

(1)燈泡L的電阻為多少？

(2)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到b端，閉合開(kāi)關(guān)8、&、S3時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V,電流

表的示數(shù)為0.4A,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為多少？

(3)在確保電路安全的情況下，電路消耗的最小功率與最大電功率之比為多少？(不考

慮電路中無(wú)電流通過(guò)的情況)。

3.如圖甲是某型號(hào)電壓力鍋簡(jiǎn)化的工作電路圖，Ro是保溫電阻，Ri是主加熱電阻，&是副

加熱電阻。電壓力鍋煮飯分為“加熱升壓一保壓一保溫”三個(gè)階段，通過(guò)如圖乙所示的

鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)p與時(shí)間r的關(guān)系圖像可了解其工作過(guò)程:接通電源,啟動(dòng)智能控制開(kāi)關(guān)S,

S自動(dòng)接到m同時(shí)S1自動(dòng)閉合，電壓力鍋進(jìn)入加熱升壓狀態(tài);當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到180kPa

時(shí)，Si自動(dòng)斷開(kāi)，進(jìn)入保壓狀態(tài)，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)降至160kPa時(shí)，Si又會(huì)自動(dòng)閉合；當(dāng)

保壓狀態(tài)結(jié)束，飯就熟了，S自動(dòng)接到6,進(jìn)入保溫狀態(tài)。整個(gè)工作過(guò)程消耗的總的電功

率P與時(shí)間r的關(guān)系如圖丙所示。問(wèn)：

(l)Ro、Ri和&的阻值分別是多大？

(2)電壓力鍋煮飯時(shí)，從正常加熱升壓到保壓狀態(tài)結(jié)束，共消耗的電能是多少？

(3)電壓力鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)鍋內(nèi)溫度保持不變，處于升壓狀態(tài)時(shí)的散熱功率與保溫狀態(tài)

相同，則電壓力鍋處于升壓狀態(tài)時(shí)的加熱效率是多少？

4.火鍋是人們比較喜歡的一種飲食，如圖所示，這是小明家使用的一款電火鍋工作電路的

簡(jiǎn)化原理圖，它有高、中、低三個(gè)加熱擋位，R、&均為加熱電阻(溫度對(duì)電阻的影響

忽略不計(jì))。已知Ri=60.5Q,電火鍋處于低溫?fù)鯐r(shí)的功率為160W,電源電壓為220V。［水

的比熱容為4.2x103J/(kg-℃)］求:

(1)電阻&的阻值。

(2)電火鍋處于高溫?fù)鯐r(shí)的電功率。

(3)若加熱電阻所產(chǎn)生熱量的84%被水吸收，用該電火鍋的高溫檔把2kg、20℃的水加熱

到100℃,需加熱的時(shí)間。

5.如圖所示，電源電壓恒為4.5V,燈泡上標(biāo)有“3V1.5W”字樣，定值電阻Ri的阻值為15Q,

滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“30。，1A”字樣，電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,

不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響。求:

(1)燈泡正常工作是的電阻為多大?

⑵當(dāng)開(kāi)關(guān)S、Si、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，電路的總功率最小為多大?

(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S3閉合，Si、S2斷開(kāi)時(shí)，在保證電路元件安全的情況下，滑動(dòng)變阻器&的

取值范圍是什么？

6.如圖甲所示是一款加熱杯，可以通過(guò)控制開(kāi)關(guān)S實(shí)現(xiàn)高、中、低三檔加熱，其簡(jiǎn)化電路

圖如圖乙所示。Ri、R?、&均為電熱絲(RI>R2),已知R=77Q,加熱杯的部分參數(shù)如表。

求:

額定電壓220V

RiR2

高溫檔功率2200W

中溫檔功率880W

i甲17.

低溫檔功率

(1)&的阻值是多少？

(2)加熱杯的低溫檔功率是多少？(結(jié)果保留一位小數(shù))

(3)若只要求將中溫檔功率提升10%,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明具體措施。

7.如圖所示，是家用吹風(fēng)機(jī)的工作原理，既可吹熱風(fēng)也可吹冷風(fēng)，某次用該電吹風(fēng)將頭發(fā)

吹干的過(guò)程中，電吹風(fēng)的功率隨時(shí)間變化如圖乙所示。

prv

熱風(fēng)檔

電額定電壓/V220

熱頻率/Hz50

絲

-浣風(fēng)闌吹熱M時(shí)的功率/W980

?冰風(fēng)檔?

吹冷風(fēng)時(shí)的功率/W100———7—'1

102030工

甲

求：(1)則在此次吹干頭發(fā)的過(guò)程中電吹風(fēng)消耗的總電能是多少J?

(2)電吹風(fēng)在220V電壓下吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的電阻是多少？

(3)小紅回到鄉(xiāng)下?tīng)敔敿疫^(guò)年，電壓只有198V,此電吹風(fēng)接入這樣的電路中，吹熱風(fēng)

時(shí)電熱絲的實(shí)際功率為多少？(設(shè)電熱絲的電阻不變)

8.如圖所示的電路，燈泡L上標(biāo)有“6V2.4W”的字樣，電流表的量程為0~0.6A,電壓表

量程為0~15V?；瑒?dòng)變阻器的最大電阻為160。。只閉合Si,滑片置于某點(diǎn)。時(shí)，滑動(dòng)變

阻器接入電路的電阻凡=40。，電壓表的示數(shù)”=12V,電流表的示數(shù)為/“；只閉合S2,

滑片置于某點(diǎn)》時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為心,電流表示數(shù)為心。己知/〃：/盧3

:4,Rh：7?o=3：2(燈絲電阻不隨溫度變化)，滑片在移動(dòng)過(guò)程中，電路始終處于安全狀

(1)小燈泡電阻；

(2)定值電阻Ro和電源電壓；

(3)只閉合Si時(shí)，電路消耗的電功率的范圍。

9.如圖甲所示是某電熱水壺，該電熱水壺的銘牌如圖乙，電路原理如圖丙所示，Ri、R2為

電熱絲，及的阻值為220。(阻值均不受溫度影響)，該電熱水壺有加熱和保溫兩種工作狀

態(tài)。So是一個(gè)自動(dòng)溫控開(kāi)關(guān)，當(dāng)壺內(nèi)水溫度達(dá)到100℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，自動(dòng)進(jìn)入保溫狀

態(tài)，求：

(1)電阻照的阻值多大；

(2)若電熱水壺正常工作的熱效率為84%,將滿壺水從20℃加熱至70℃至少需要消耗多

少電能？

(3)若整個(gè)家庭電路中只有電熱水壺在保溫檔工作，發(fā)現(xiàn)標(biāo)有“3000imp/kW-h”的電能表

指示燈閃爍了330次共用時(shí)1800s,求此時(shí)家庭電路兩端的電壓(c水=4.2xl03j/(kg「c)。

品名：電熱水壺額定容積2L

額定電壓220V頻率50Hz

加熱功率660W不銹鋼底盤(pán)

10.如圖所示是某小區(qū)供電設(shè)備向居民樓輸電的示意圖。供電設(shè)備提供的電壓V保持恒定，

通過(guò)輸電線向較遠(yuǎn)處用戶輸電，如圖所示，輸電線的總電阻R)=0.2。。閉合開(kāi)關(guān)S,用戶

用電器兩端的實(shí)際電壓U為220V,用戶得到的總功率尸為22kW,求：

(1)輸電線的電流是多少A?

(2)供電設(shè)備提供的電壓U是多少V?

(3)若將輸電線改為超導(dǎo)輸電線，在保證用電器能正常工作，用戶得到總功率不變的情況

下，與原來(lái)相比,每天節(jié)省的電能可供一個(gè)額定功率P=800W的電飯煲正常工作多少天？

(假設(shè)電飯煲每天工作2小時(shí))

11.如圖所示為某款新型洗衣機(jī)，額定工作電壓為220V,內(nèi)部由加熱系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等構(gòu)成。

只驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作，電動(dòng)機(jī)工作洗衣機(jī)洗衣；只加熱系統(tǒng)工作是洗滌前將水加熱至適宜溫

度，提高洗衣質(zhì)量。加熱系統(tǒng)的額定功率為2000W,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的額定功率為440W,洗

衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)線圈電阻為5。。求：

(1)只有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流。

(2)小明為了測(cè)加熱系統(tǒng)的的加熱效率，只向洗衣機(jī)滾筒中加入質(zhì)量為6kg初溫為10℃的

水，加熱系統(tǒng)正常工作5min將水加熱到30℃,此過(guò)程中加熱系統(tǒng)的加熱效率為多少？

(水的比熱容為4.2x103J/(kg-℃))

12.寒寒在學(xué)習(xí)了滑動(dòng)變阻器的原理后，用鉛筆芯代替電阻線制作了一盞實(shí)驗(yàn)臺(tái)燈。如圖所

示是臺(tái)燈的原理圖，AB表示鉛筆芯，P是滑片，寒寒選擇的小燈泡L上標(biāo)有“6V3W”的

字樣。閉合開(kāi)關(guān)S后，把滑片P移到A端時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；把滑片P移到B端時(shí)，

電流表的示數(shù)為0.2A.(小燈泡的阻值不隨溫度變化)求：

(1)小燈泡的電阻；

(2)鉛筆芯的最大阻值；

(3)當(dāng)滑片P滑到8端時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率。

13.小明研究了家里的智能電熱馬桶(馬桶蓋如圖甲)，設(shè)計(jì)出如圖乙所示的便座加熱電路

通過(guò)開(kāi)關(guān)S1和S2的不同接法組合，實(shí)現(xiàn)“高溫檔、中溫檔、低溫檔”三種加熱功能(見(jiàn)

下表)。圖丙是坐便器的結(jié)構(gòu)示意圖，求：

(1)當(dāng)排水閥處于30cm深處時(shí)，它受到水的壓強(qiáng)為多少？

(2)&的阻值；

(3)求出表中的“Px”；

(4)老年人在冬天坐上冰冷的馬桶是很難受的，假設(shè)小明想讓馬桶圈的溫度升高6℃,則

用“高溫檔”加熱的方式需要多長(zhǎng)時(shí)間。[設(shè)馬桶圈吸熱效率為60%,馬桶圈的質(zhì)量機(jī)=600g,

3

馬桶圈材料的比熱容c=0.44xl0J/(kg.℃)]o

S1斷開(kāi)斷開(kāi)閉合閉合

S2接b接a接a接6

功率Po=OPx尸i=44W尸2=88W

14.冬季，養(yǎng)雞場(chǎng)為了提高產(chǎn)蛋量，夜間需要在雞舍里用電熱器加熱并用燈泡照明；白天只

需要在雞舍里用電熱器加熱，不需要用燈泡照明。小陽(yáng)根據(jù)上述要求設(shè)計(jì)了一種加熱照

明裝置，這個(gè)裝置的電路圖如圖所示，電阻島和&是兩個(gè)用來(lái)加熱且阻值不變的電阻絲,

燈L是標(biāo)有“220V160W”的照明燈泡，開(kāi)關(guān)Si、S2的通斷只有兩種狀態(tài)，一種是同時(shí)

斷開(kāi)，另一種是同時(shí)閉合。該裝置從早晨7：00至17：00處于白天工作狀態(tài)，連續(xù)正常

工作10h,這段時(shí)間內(nèi)電流表的示數(shù)為5.5A,電阻照的電功率為P,電阻&的電功率

為尸2,電路的總電功率為尸；該裝置從17:00至第二天早晨7:00處于夜間工作狀態(tài),

連續(xù)正常工作14h。已知：電源兩端的電壓U恒為220V,?=求：

(2)電阻&的阻值；

(3)從早晨7：00到第二天早晨7：00的24h內(nèi)，該加熱照明裝置共消耗電能多少千瓦

時(shí)。

15.如圖甲所示，電源電壓可調(diào)，R為標(biāo)有“0.5A”字樣的滑動(dòng)變阻器，電流表量程為0—

0.6A,Li、L2是額定電壓均為3V的小燈泡，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。若只閉合

Si,電源電壓調(diào)節(jié)為5V,滑片P滑至中點(diǎn)時(shí)燈正常發(fā)光。求：

(1)Li正常發(fā)光時(shí)的電阻。

(2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值。

(3)若改變開(kāi)關(guān)狀態(tài)，在滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻不小于2。的條件下移動(dòng)滑片P,

保證電路中至少有一只燈泡始終能正常發(fā)光，則對(duì)應(yīng)電路的功率范圍是多少。

16.如圖甲是家用電暖器，利用電熱給煤油加熱取暖。其簡(jiǎn)化的電路原理圖如圖乙，在電暖

器跌倒時(shí)，跌倒開(kāi)關(guān)S自動(dòng)斷開(kāi)，切斷電源，保證安全。已知定值電阻Ri>&,c煤油

=2.1xl03J/(kg-℃),煤油=O.8xlO3kg/m3,根據(jù)表中信息解答下列問(wèn)題：

額定電壓220V

煤油體積幾25

高溫檔1500

中溫檔1100

額定功率

低溫檔400

調(diào)節(jié)方式手動(dòng)

(1)煤油溫度升高1。七時(shí)，求煤油吸收了多少熱量？

(2)4的阻值是多少？

(3)當(dāng)把家中的其他用電器都與電源斷開(kāi)，僅讓電暖器接入電路工作100s,如圖丙所示的

電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了75r,求電暖器的實(shí)際功率。

17.在如圖所示的電路中，電源電壓為12V保持不變，電阻員的阻值為10Q?；瑒?dòng)變阻器

及標(biāo)有“50Q2A”，閉合電建Si,斷開(kāi)電鍵S2、S3后，電流表A的示數(shù)為0.4A：

(1)求電阻Ri兩端的電壓；

⑵求電流通過(guò)電阻Ri工作10秒所做的功；

(3)閉合電鍵Si,通過(guò)斷開(kāi)或閉合電鍵S2、S3及改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置(保證各元

件正常工作)改變電路中的電流，求電路中電流的變化量的最大值。

18.下表是小明家未拆封的電熱水器包裝箱的銘牌.電熱水器安裝完畢后注滿水，電熱水器

正常工作，電熱水器中的水從15℃升高到35℃用了40min.請(qǐng)你根據(jù)表中的有關(guān)信息解

決以下問(wèn)題.

儲(chǔ)水式熱水器

額定電壓220V容量50L

額定功率2000W總質(zhì)量18kg

外形尺寸(長(zhǎng)、寬、高)100cmX60cm

額定最高溫度75℃

X50cm

堆碼層數(shù)極限4

(1)”堆碼層數(shù)極限4”是指包裝箱平放時(shí)最大堆放層數(shù)為4.現(xiàn)在水平地面上平放著4

個(gè)未拆封的電熱水器包裝箱，小明將它們整齊堆放成如圖所示的情景.請(qǐng)計(jì)算圖中包裝箱

對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；(g取lON/kg)

(2)如果(1)中的堆放過(guò)程用時(shí)15秒，請(qǐng)計(jì)算小明堆放過(guò)程中，克服包裝箱重力做功

的功率；

(3)求電熱水器中的水從15℃升高到35℃吸收的熱量；

(4)求電熱水器的加熱效率.

19.如圖甲所示，電源電壓18V不變，燈泡L規(guī)格為“15V45W”，且燈絲電阻不隨溫度變化，

電流表量程為“0-0.6A”和“0-3A”，電壓表的量程為“0-3V”和“0-15V流滑動(dòng)

變阻器R的規(guī)格為“10Q3A”和"30Q2A"。求:

(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。

(2)只閉合開(kāi)關(guān)Si,電流表選取合適量程，移動(dòng)滑片P,可使燈泡L正常發(fā)光。求流過(guò)電

流表的最小電流。

(3)只閉合開(kāi)關(guān)S2、S4,將滑片P置于中點(diǎn)。處(可能重新選擇了電流表量程和變阻器)

電流表指計(jì)指到滿偏刻度的2位置，若將滑片P從中點(diǎn)移到最左端A,兩表示數(shù)的/-U

3

關(guān)系如圖乙所示，求滑片P在最右端8處時(shí)，R)消耗的電功率是多少？

20.小明家新買(mǎi)了一個(gè)多功能雙層蒸蛋器(如圖甲所示)。其簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示，R和

以均為加熱電阻絲(設(shè)電阻絲的阻值不變)。該蒸蛋器有兩個(gè)擋位，保溫?fù)豕β蕿?0W,

加熱擋功率為1210W。求解下列問(wèn)題：

甲乙

(1)Ri電阻絲的阻值；

(2)小明在一次蒸蛋時(shí)，加入了1kg初溫為20℃的水，加熱到100℃,共用時(shí)6min,

求該蒸蛋器加熱時(shí)的效率。假設(shè)蒸蛋過(guò)程中，沒(méi)有水分損失，水的比熱容

c=4.2xl03J/(kg-℃)(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

21.圖甲是辦公室和教室常用的立式飲水機(jī)，圖乙為飲水機(jī)的銘牌參數(shù)，圖丙為飲水機(jī)內(nèi)部

簡(jiǎn)化電路圖。S是溫控開(kāi)關(guān)，品是調(diào)節(jié)電阻，其阻值為198。，&是供熱電阻：

型號(hào)：YSJ-66

額定電壓：絲0V

加越功率：2200W

水箱咨積:2L

頻率：50Hz

乙

(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)(選填“斷開(kāi)”或“閉合”)時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；

(2)現(xiàn)將裝滿水箱的水燒開(kāi)，水吸收的熱量是多少?[水的初溫為20℃,在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大

氣壓下，c水=4.2X1O3J7(kg-℃),p*=1.0xl03kg/m3]

(3)當(dāng)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)，供熱電阻的功率是多少?

22.某生態(tài)園設(shè)計(jì)了模擬日光和自動(dòng)調(diào)溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)照明、保溫和加熱的功能。其原理如圖

所示，電源電壓恒為220V,Ri和&是兩個(gè)電熱絲(不考慮溫度對(duì)電阻的影響),以=30。，

L是標(biāo)有“220V160W”的照明燈泡，白天有日光的時(shí)候，只開(kāi)啟該系統(tǒng)的保溫功能并

連續(xù)工作10h,此時(shí)Ri與R2的電功率之比為1：3,晚上溫度較低的時(shí)候，需開(kāi)啟加熱和

照明功能，燈泡正常發(fā)光的狀態(tài)下，系統(tǒng)也需連續(xù)工作10h。

(l)Ri的電阻？

(2)晚上工作時(shí)電路消耗的總功率？

(3)該系統(tǒng)一天內(nèi)電熱絲消耗了多少kW?h的電能？

23.某款電磁爐廣告稱(chēng)該款電磁爐的熱效率可達(dá)65%以上，具有節(jié)能、高效的特點(diǎn)。在一

次綜合實(shí)踐活動(dòng)中，“好奇”小組想測(cè)量該款電磁爐的加熱效率以驗(yàn)證其廣告的準(zhǔn)確性,

于是他們找來(lái)一臺(tái)全新的電磁爐，包裝盒中產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)如下表所示:

型號(hào)JVC-2O2OB

|4「|5|司司

額定電壓220V

220Vl0(40)A50Hz額定功率1500W

3000”(kWh)

甲乙

(1)若電磁爐正常工作20min,剛好將鍋內(nèi)5kg、20℃的水，加熱到80℃,求此電磁爐燒

水時(shí)的效率［已知c水=4.2X103J/(kg'℃)］；

(2)小明家裝有如圖乙所示的電能表，某個(gè)時(shí)間段，僅有此電磁爐工作，在3min內(nèi)電能表

表盤(pán)轉(zhuǎn)了210圈，求此時(shí)電磁爐的實(shí)際功率。

24.如圖所示電路，電源電壓保持不變，電阻Ri=10Q,滑動(dòng)變阻器&的最大阻值為20。,

小燈泡的額定電壓為12V,閉合開(kāi)關(guān)S,燈泡電阻不隨溫度變化。當(dāng)開(kāi)關(guān)Si、S2都斷開(kāi)，

滑動(dòng)變阻器的滑片P滑動(dòng)到中點(diǎn)時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.4A；當(dāng)開(kāi)關(guān)Si、S2都閉合，滑動(dòng)

變阻器的滑片P滑動(dòng)到最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.9A,求:

(1)電源電壓為多少？

(2)小燈泡的額定功率是多少？

(3)閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)整開(kāi)關(guān)Si、S2和滑動(dòng)變阻器，電阻員在一分鐘消耗的最大電能為多少？

25.圖甲是小紅家剛買(mǎi)的一個(gè)蛋糕機(jī)，該蛋糕機(jī)配有很多卡通模型，可以做出多種多樣的創(chuàng)

意小蛋糕，其簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示，下表是該蛋糕機(jī)的相關(guān)參數(shù)。求:

項(xiàng)目參數(shù)

電壓/V220

低溫?fù)豕β?75

中溫?fù)豕β拾薥550

高溫?fù)豕β?W1210

甲

(1)該蛋糕機(jī)處于低溫?fù)豕ぷ鱨Omin電流做的功;

(2)Ri的阻值；

(3)小紅家的電能表上標(biāo)有“3600revs/(kW-h)”的字樣，她將家中的其他用電器都與電

源斷開(kāi)，僅讓該蛋糕機(jī)在高溫?fù)跸鹿ぷ?，觀察電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)Imin內(nèi)轉(zhuǎn)了60revs,則此時(shí)

她家的實(shí)際電壓為多少V?

26.如圖(甲)所示，是一則公益廣告，濃濃的孝心透著社會(huì)主義核心價(jià)值觀，小明的爺爺

網(wǎng)購(gòu)了一臺(tái)電熱足浴器，其銘牌的部分參數(shù)如圖(乙)所示，電熱足浴器某次正常工作

時(shí)控制面板顯示如圖(丙)所示，求：

控制面板

（甲）（Z）（丙）

(1)此時(shí)足浴器的工作電流；(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))

(2)足浴器裝入最大容量初溫為22℃的水，求當(dāng)水溫達(dá)到控制面板上顯示的溫度時(shí)水

所吸收的熱量；

(3)上述加熱過(guò)程耗時(shí)16min,該足浴器的熱電效率。

27.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(jiǎn)化等效電路如圖所示，此時(shí)處于空擋位置。閉合開(kāi)關(guān)S,旋鈕繞P轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擋位

轉(zhuǎn)換，旋至1擋位置時(shí)，Ri、&同時(shí)工作，洗衣機(jī)處于加熱狀態(tài)；旋至2擋位置時(shí)，R，

和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)。R和&均為電熱絲，其阻值不受溫度影

響，R=22Q,洗衣機(jī)主要參數(shù)如下表。[c*=4.2xlO3J/(kg.℃)]

XX牌智制2洗衣機(jī)

額定電壓220V

加熱功率2400W

設(shè)定溫度范圍30-90'C

防電墻電阻1x106。

(1)電熱絲叢的阻值是多少？

⑵某次洗衣時(shí)，洗衣機(jī)內(nèi)注入8kg水,在額定電壓下對(duì)水加熱,水溫由20℃上升到50℃,

洗衣機(jī)的加熱效率為60%,則洗衣機(jī)的加熱時(shí)間是多少？

(3)若洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)時(shí)，干路中的電流為2A,則電動(dòng)機(jī)的功率是多少？

28.半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，其電阻受溫度影響較大。如下圖甲是某

種半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖像。根據(jù)這種半導(dǎo)體材料電阻的特性，小明和

他的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電路(如下圖乙)，可以測(cè)定某一空間的溫度，使用的器材如下：半

導(dǎo)體電阻、電源、電流表(0~0.6A)＞開(kāi)關(guān)、定值電阻R)(10。)、導(dǎo)線若干。

(1)定值電阻R)的作用是什么？

(2)當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.2A,求電源的電壓？

(3)電流表的讀數(shù)為0.4A時(shí)，求當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度和半導(dǎo)體電阻的電功率分別是多少？

29.如圖甲所示，電源電壓保持不變，Ri是定值電阻，小燈泡L的額定電壓是6V且燈絲電

阻不隨溫度變化。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S3,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器&的滑片，使電壓

表示數(shù)從IV變?yōu)?V的過(guò)程中，電路總功率變化了3.6W,其中電壓表示數(shù)為3V時(shí)，電

流表示數(shù)為0.3A；滑動(dòng)變阻器&的電功率尸2與電壓表示數(shù)Ui的關(guān)系如圖所示，滑動(dòng)變

阻器&的滑片在。點(diǎn)、b點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)電壓表示數(shù)為“、Ub,且4=8%。求：

(1)定值電阻Ri的阻值。

(2)電源電壓。

(3)滑動(dòng)變阻器&的滑片從。點(diǎn)滑到b點(diǎn)過(guò)程中，及接入電路的阻值范圍。

(4)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)Si、S2,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S3,滑動(dòng)變阻器&的滑片在中點(diǎn)時(shí)，小燈泡L恰好

正常發(fā)光，其電功率為PL；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在阻值最大處時(shí)，小燈泡L的電功率為

PL。貝IPL與尸'L之比是多少？

30.雖然疫情有了好轉(zhuǎn)，但學(xué)生仍不能返校正常上課，小明必須呆在家中隔離，一天早晨他

起來(lái)用電熱飯盒熱早餐，發(fā)現(xiàn)電熱飯盒具有高溫、低溫兩擋，如圖甲所示，簡(jiǎn)化電路如

圖乙所示，高溫?fù)蹼姽β蕿?42W,Ri、&均是發(fā)熱電阻，且&的阻值是R的4倍。求:

甲

⑴4和&的阻值是多少Q(mào)?

⑵高溫?fù)跫訜?min,不計(jì)熱量損失，可以將1kg飯菜的溫度升高多少。C?[飯菜的比熱

容取3xlO3J/(kg.℃)]

⑶如果實(shí)際電壓是200V,低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的實(shí)際功率是多少W?

壓軸題08電功和電功率

1.“道路千萬(wàn)條，安全第一條；行車(chē)不規(guī)范，親人兩行淚?！本坪蟛婚_(kāi)車(chē)是每個(gè)司機(jī)必須遵

守的交通法規(guī)。甲圖是酒精測(cè)試儀工作電路原理圖，電源電壓U=6V；Ri為氣敏電阻，

它的阻值隨氣體中酒精含量的變化而變化，如乙圖所示。氣體中酒精含量大于0且小于

80mg/100mL為酒駕，達(dá)到或者超過(guò)80mg/100mL為醉駕。使用前通過(guò)調(diào)零旋鈕(即滑動(dòng)

變阻器&的滑片)對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行調(diào)零，此時(shí)電壓表示數(shù)為Ui=5V,調(diào)零后&的滑片位

置保持不變。

(1)當(dāng)電壓表示數(shù)為Ui=5V時(shí)，求R消耗的電功率

(2)當(dāng)電壓表示數(shù)為Ui=5V時(shí)，求&接入電路中的阻值

(3)某次檢測(cè)中，電流表示數(shù)〃=0.2A,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算，判斷此駕駛員屬于酒駕還是醉駕。

【答案】(1)0.5W(2)10Q(3)此駕駛員為酒駕.

【解析】

【詳解】

(1)由圖可知，當(dāng)氣體中酒精含量為Omg/lOOmL時(shí)，R的阻值為50。由P=U/,I=—

R

得：Pi=—=0.5W；

Ri50。

U、5V

(2)通過(guò)Ri的電流為：/i=U=——=0.1A,因?yàn)榇伺cR串聯(lián)，所以通過(guò)&的電流為:

K50。

/2=ZI=0.1A,由U總=。1+。2得&兩端的電壓為：U2=U總一U1=6V-5V=1V,由/=:得化=

4IV

:=-------=10Q；

I,0.1A

u6V

(3)由/=一得；合=-----=300,因?yàn)榉才c此串聯(lián)，則H總=用+&,此時(shí)凡的

R/,0.2A

阻值為幻'=/?總'-&=30。-100=20。，由圖可知,Ri的阻值隨氣體中酒精含量減小而增加，

當(dāng)員=10。時(shí)，氣體中酒精含量為80mg/100mL,則當(dāng)RJ=20C時(shí)，氣體中酒精含量大于

0mg/100mL且小于80mg/100mL,故此駕駛員為酒駕。

2.如圖所示，電源電壓和燈L的電阻保持不變，定值電阻R=20Q,燈L標(biāo)有“6V3W”

字樣。電流表量程為0?0.6A,電壓表量程為0?15V,求：

(1)燈泡L的電阻為多少？

(2)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到b端，閉合開(kāi)關(guān),、S2,S3時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V,電流

表的示數(shù)為0.4A,滑動(dòng)變阻器艮的最大阻值為多少？

(3)在確保電路安全的情況下，電路消耗的最小功率與最大電功率之比為多少？(不考

慮電路中無(wú)電流通過(guò)的情況)。

【答案】(1)12Q；(2)60Q；(3)5：36。

【解析】

【詳解】

(1)根據(jù)P=UI可得，燈泡的額定電流：。額=■；額="277=。-5A,

'4額6V

根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：&=-^=^^=12。：

4額U.3A

(2)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到b端，閉合開(kāi)關(guān)Si、S2、S3時(shí)，R與滑動(dòng)變阻器的最大值

并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流；因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路兩端的電壓相等，因此電壓表測(cè)電源

電壓為6V；

6V

則通過(guò)R的電流：I=-=0.3A；

RR2on

因?yàn)椴⒙?lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流:

Iab=I-IR=0.4A-0.3A=0.1A；

由/=且可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：此汲=：=黑=60C；

RIab°』A

(3)當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時(shí)，電路中的功率最大，即最大功率：

P最大=UI最大=6VX0.6A=3.6W；

當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合，S1、S3斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，并且滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器接入電路在

阻值最大時(shí)，電路消耗的功率最小，此時(shí)電路電流：

,u6V1

/舄，I、=--------------------=—AA.

RL+Rab12Q+60Q12,

則電路中的最小功率：/小=UZ最小=6Vx，A=0.5W；

故P最?。篜最大=0.5W：3.6W=5：36o

3.如圖甲是某型號(hào)電壓力鍋簡(jiǎn)化的工作電路圖，R)是保溫電阻，R是主加熱電阻，&是副

加熱電阻。電壓力鍋煮飯分為“加熱升壓一保壓一保溫”三個(gè)階段，通過(guò)如圖乙所示的

鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)p與時(shí)間t的關(guān)系圖像可了解其工作過(guò)程:接通電源,啟動(dòng)智能控制開(kāi)關(guān)S,

S自動(dòng)接到。，同時(shí)S1自動(dòng)閉合，電壓力鍋進(jìn)入加熱升壓狀態(tài);當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到180kPa

時(shí)，Si自動(dòng)斷開(kāi)，進(jìn)入保壓狀態(tài)，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)降至160kPa時(shí)，Si又會(huì)自動(dòng)閉合；當(dāng)

保壓狀態(tài)結(jié)束，飯就熟了，S自動(dòng)接到6,進(jìn)入保溫狀態(tài)。整個(gè)工作過(guò)程消耗的總的電功

率P與時(shí)間r的關(guān)系如圖丙所示。問(wèn)：

(1)R)、Ri和&的阻值分別是多大？

(2)電壓力鍋煮飯時(shí)，從正常加熱升壓到保壓狀態(tài)結(jié)束，共消耗的電能是多少？

(3)電壓力鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)鍋內(nèi)溫度保持不變，處于升壓狀態(tài)時(shí)的散熱功率與保溫狀態(tài)

相同，則電壓力鍋處于升壓狀態(tài)時(shí)的加熱效率是多少？

【答案】(1)484。，60.5Q,242Q；(2)0.22kWh；(3)90%

【解析】

【分析】

(1)在升壓狀態(tài)下，R和&并聯(lián)同時(shí)正常工作；在保壓狀態(tài)下只有R單獨(dú)正常工作;

〃2

利用戶=一，求出各個(gè)電阻的阻值；

R

(2)根據(jù)圖象明確升壓狀態(tài)和保壓狀態(tài)的時(shí)間及功率，利用公式/=/Y得到消耗的總

電能；

(3)處于升壓狀態(tài)時(shí)的散熱功率與保溫狀態(tài)相同，根據(jù)〃=》x100%,求出電壓力

%

鍋處于升壓狀態(tài)時(shí)的加熱效率。

【詳解】

⑴由丙圖可知，在0~6min,此過(guò)程為升壓狀態(tài)，Ri和&并聯(lián)接入電路當(dāng)中，電路的總

功率P總=1000W；在6~9min與12~15min,此過(guò)程為保壓狀態(tài)，只有&接入電路當(dāng)中，

電路的總功率6=200W；5~18min,此過(guò)程為保溫狀態(tài)，只有R)接入電路當(dāng)中，電路

的總功率Po=lOOW；在15~18niin,此過(guò)程為保溫狀態(tài)，只有R)接入電路當(dāng)中，由尸=——

R

得，電阻R)的阻值

在升壓狀態(tài)下,Ri和及并聯(lián)，此時(shí)七=《+￡,則

[=電—g=1000W-200W=800W

〃2

由尸=匕得,電阻Ri的阻值

R

U2（220V）-

R.=—=---=60.5。

片800W

U2

在保壓狀態(tài)下,只有&接入電路當(dāng)中，由/=—得，電阻&的阻值

R

U2（220V）

R.=—=--------L=242。

-P2200W

(2)由題意和圖乙、丙可知，電壓力鍋煮飯時(shí)，從正常加熱升壓到保壓狀態(tài)結(jié)束，尺的工

作時(shí)間為

%=6min+3min+3min=12min=0.2h

&工作時(shí)間

/2=18min=0.3h

由〃=土w可得，此過(guò)程電壓力鍋消耗的電能

t

W=電+P擊=0.8kWx0.2h+0.2kWx0.3h=0.22kWh

電壓力鍋消耗的電能為0.22kW-h。

(3)處于升壓狀態(tài)時(shí)的散熱功率與保溫狀態(tài)相同，則電壓力鍋處于升壓狀態(tài)時(shí)的加熱效率

77=』xlOO%

%

=（居口熱/溫）'*100%

居口熱，

=居瞰―4呆溫xioo%

弓口熱

=iooow-ioowxloo%

1000W

=90%

答：(1)Ro,凡和&的阻值分別是484。，60.5Q,242Q；

(2)電壓力鍋煮飯時(shí)，從正常加熱升壓到保壓狀態(tài)結(jié)束，耗的電能是0.22kW?h；

(3)電壓力鍋處于升壓狀態(tài)時(shí)的加熱效率是90%o

4.火鍋是人們比較喜歡的一種飲食，如圖所示，這是小明家使用的一款電火鍋工作電路的

簡(jiǎn)化原理圖，它有高、中、低三個(gè)加熱擋位，品、&均為加熱電阻(溫度對(duì)電阻的影響

忽略不計(jì))。已知品=60.5。，電火鍋處于低溫?fù)鯐r(shí)的功率為160W,電源電壓為220V。［水

的比熱容為4.2x103J/(kg。］求：

(1)電阻幻的阻值。

(2)電火鍋處于高溫?fù)鯐r(shí)的電功率。

(3)若加熱電阻所產(chǎn)生熱量的84%被水吸收，用該電火鍋的高溫檔把2kg、20℃的水加熱

到100℃,需加熱的時(shí)間。

【答案】(1)242Q；(2)1000W；(3)800s

【解析】

【分析】

【詳解】

⑴由圖可知，當(dāng)S1斷開(kāi)，S2接6時(shí)，R1、七串聯(lián)，電路總電阻最大，電源電壓U一定,

〃2

由尸=——可知，此時(shí)總功率最小，電熱水器處于低溫?fù)?；同理可知，?dāng)S1閉合，S2

R

接。時(shí)，&、&并聯(lián)，總電阻最小，總功率最大，電熱水器處于高溫?fù)?，所以，?dāng)S1閉

合，S2接6時(shí)，只有R連入電路，此時(shí)電熱水器處于中溫?fù)酢?/p>

電火鍋處于低溫?fù)鯐r(shí)的功率為160W,低溫?fù)鯐r(shí)電路的總電阻

U2（220V）2

R=——=------=302.50

%160W

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，&的電阻值為

6=R—A=302.5C-60.50=242。

(2)當(dāng)Si閉合，S2接。時(shí)，Ri、&并聯(lián)，電熱水器處于高溫?fù)酰虿⒙?lián)電路中各支路兩端

的電壓相等，所以，高溫?fù)醯碾姽β?/p>

U2U2_(220V)2(220V)2

/==1000W

&R260.5。242。

(3)把2kg、20℃的水加熱到100℃,需要吸收的熱量

35

%=cm(t-to)=4.2xlOJ/(kg-℃)x2kgx(100℃-20℃)=6.72xlOJ

則加熱水所消耗的電能為

需要用高溫?fù)醯募訜釙r(shí)間

8xlO5J

=800s

1000W

答：(1)電阻尺的阻值為242Q；

(2)電火鍋處于高溫?fù)鯐r(shí)的電功率為1000W；

(3)用電火鍋的高溫檔把2kg、20℃的水加熱到100℃,需加熱的時(shí)間800s。

5.如圖所示，電源電壓恒為4.5V,燈泡上標(biāo)有“3V1.5W”字樣，定值電阻4的阻值為15。,

滑動(dòng)變阻器&上標(biāo)有“30。，1A”字樣，電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,

不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響。求：

(1)燈泡正常工作是的電阻為多大？

(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、Si、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，電路的總功率最小為多大？

(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S3閉合，Si、S2斷開(kāi)時(shí)，在保證電路元件安全的情況下，滑動(dòng)變阻器史的

取值范圍是什么？

【答案】(1)6Q；(2)2.205W；(3)3。?12c

【解析】

【分析】

【詳解】

〃2

(1)由2=:可得燈泡正常工作時(shí)的電阻

R

2AL

(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、Si、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，定值電阻以與滑動(dòng)變阻器&并聯(lián)，燈泡短路,

則要使功率最小，滑動(dòng)變阻器應(yīng)滑至最大阻值30。處，由并聯(lián)電路分流特點(diǎn)可得干路電

流為

,「UU4.5V4.5V八…

,+L=——+—=--------+-------=0.45A

12RR15Q30Q

則電路的最小總功率為

曦n=UI=4.5Vx0.45A=2.205W

(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S3閉合，Si、S2斷開(kāi)時(shí)，燈泡L和&串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器電壓,

燈泡的額定電流

金泰譚小

因?yàn)闊襞蓊~定電流/額=0.5A,電流表量程為0~0.6A,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“30C1A”字樣,

所以在確保電路元件安全的情況下，電路能承受最大電流為0.5A,由/=且可得對(duì)應(yīng)電

R

路最小電阻為

則&最小電阻為

Rmirnmn=/、1一&L=90-6Q=3Q

因?yàn)殡妷罕砹砍虨?~3V,所以在確保電路元件安全的情況下，電壓表最大能承受電壓為

3V,此時(shí)電路中最小電流

；二丁。25A

則由/=4可得&最大電阻為

R

r>_Umax3V

“max—j'=12Q

min0.25A

故七范圍為3。?12。

答：(1)燈泡正常工作是的電阻為6。；

(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、Si、S2閉合,S3斷開(kāi)時(shí),電路的總功率最小為2.205W；

(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S3閉合，Si、S2斷開(kāi)時(shí)，在保證電路元件安全的情況下，滑動(dòng)變阻器&的

取值范圍是3c?12。。

6.如圖甲所示是一款加熱杯，可以通過(guò)控制開(kāi)關(guān)S實(shí)現(xiàn)高、中、低三檔加熱，其簡(jiǎn)化電路

圖如圖乙所示。Ri、&、&均為電熱絲(RI>R2),已知R=77。，加熱杯的部分參數(shù)如表。

求：

額定電壓220V

iR\Ri

A高溫檔功率2200W

中溫檔功率880W

1I甲17.

低溫檔功率

(1)&的阻值是多少？

(2)加熱杯的低溫檔功率是多少？(結(jié)果保留一位小數(shù))

(3)若只要求將中溫檔功率提升10%,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明具體措施。

【答案】⑴33Q；(2)440.0W；(3)把與換成阻值為28c的電阻

【解析】

【分析】

【詳解】

TJ2

⑴當(dāng)S接高溫檔觸點(diǎn)時(shí)，電路為&的簡(jiǎn)單電路，由P=U/=J可得，&的阻值

R

02_（220V）2

&-------------------------

2滬2200W

當(dāng)S接中溫檔觸點(diǎn)時(shí)，凡、&串聯(lián)，則此時(shí)電路中的總電阻為

_^_（220V）2

Ky-----------------------------------DDLZ

總與88OW

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以&的阻值為