專項素養(yǎng)綜合全練(二)電學(xué)綜合計算：電功、電功率類型一圖象型1.【物理跨數(shù)學(xué)】(2023廣東深圳中考)R是一個隨推力F變化而變化的電阻,F與R的關(guān)系如圖甲所示。現(xiàn)有如圖乙、丙的兩個電路,R0 (P9218002)(1)當(dāng)小白同學(xué)推力為0時,求電阻R的阻值。(2)用300N的力推電阻,求R0的電功率(圖乙)。(3)圖丙中,當(dāng)干路電流不超過電流表量程時,小白同學(xué)推力F的最大值。2.【物理跨數(shù)學(xué)】(2023廣東深圳龍崗三模)某同學(xué)想按電路圖甲改裝一個稱重秤,R0為壓敏電阻,其電阻隨壓力變化的曲線如圖乙所示。電源電壓為36V,R為20Ω的定值電阻,電流表的量程為0～0.6A,g取10N/kg,求:(P9218002)(1)當(dāng)秤空載時,電流表的示數(shù);(2)該秤能測量的質(zhì)量范圍;(3)該秤在稱重為0.1kg時,整個電路的電功率。類型二極值、范圍型3.(2023安徽安師聯(lián)盟月考)如圖所示的電路,電源電壓恒為3V,滑動變阻器R2標(biāo)有“20Ω2A”字樣,R1的阻值恒為10Ω。(P9218001)(1)求只閉合開關(guān)S1時,電流表的示數(shù)。(2)求通電1min,電流通過R1所做的功。(3)再閉合開關(guān)S2,移動滑動變阻器滑片P,使R1和R2消耗的總功率最小,求此最小總功率。4.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維】(2023山東濟寧中考)在如圖所示的電路中,小燈泡L上標(biāo)有“6V3W”字樣,電流表量程為0～0.6A,電壓表量程為0～15V,定值電阻R0=16Ω,滑動變阻器R的最大電阻為100Ω。只閉合S1,滑動滑片P,使變阻器電阻R1=15R(1)小燈泡的電阻;(2)電源電壓;(3)只閉合S2,在電表的示數(shù)不超過量程,燈泡兩端的電壓不超過額定值的情況下,電路消耗的總功率范圍。類型三擋位型5.(2023湖南邵陽中考)貝貝在媽媽指導(dǎo)下用電熨斗熨燙衣服,她首先閱讀說明書,知道電熨斗有“低溫”“高溫”兩個擋位,其簡化電路如圖所示。R1、R2是電熱絲,R1=88Ω,R2=44Ω,S為旋轉(zhuǎn)式開關(guān)。(1)當(dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸點1和2時,求電路中的電流;(2)當(dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸點2和3時,求電路消耗的總功率。6.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維】(2023廣東中考)圖甲是用某款3D打印筆進行立體繪畫時的場景。打印筆通電后,筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫材料熔化。加熱電路簡化后如圖乙所示,電源電壓恒為6V,R1和R2為發(fā)熱電阻絲。只閉合S1時低溫擋工作,S1、S2都閉合時高溫擋工作,高溫擋和低溫擋的功率比為4∶3,R1=4Ω,忽略電阻絲阻值隨溫度變化。求:(P9218002)(1)通過R1的電流;(2)低溫擋的功率;(3)R2的電阻值。類型四銘牌型7.(2023山東夏津期末)題中的表格為一臺家用電熱器的銘牌(有一項內(nèi)容模糊不清),電熱器內(nèi)部簡化電路如圖所示,R1和R2均為電熱絲。求:XX牌電熱器額定電壓220V額定電功率高溫擋中溫擋880W低溫擋440W(1)低溫擋正常工作時的電流;(2)中溫擋正常工作10分鐘產(chǎn)生的熱量;(3)高溫擋正常工作時的電功率。8.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維】(2023四川眉山中考)如圖所示,為某家用電水壺的簡化電路圖,表格為銘牌的部分參數(shù),R1、R2為發(fā)熱絲,其中R2=40Ω。求:(P9218002)型號SDS-15X05容量1L額定電壓220V額定頻率50Hz加熱功率?W保溫功率40W(1)電水壺的加熱功率;(2)電水壺處于保溫擋時,正常工作5min消耗的電能;(3)R1的阻值。

答案全解全析1.解析(1)由圖甲可知,當(dāng)F=0時,電阻R=40Ω;(2)圖乙中,R和R0串聯(lián),由圖甲可知F=300N時,電阻R'=10Ω,串聯(lián)電路的電流I=UR總=6V20Ω+10Ω=0.2A;R0的電功率P=I2R0=(0.2A)2×20Ω(3)圖丙中,R和R0并聯(lián),通過R0的電流I'=UR0=6V20Ω=0.3A;由于電流表的量程為0～0.6A,干路電流最大為Imax=0.6A;根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點知,通過R的電流IR=0.6A-0.3A=0.3A,則電阻R的阻值R″=UIR=6V0.3A2.解析由圖甲可知,兩電阻串聯(lián),電流表測電路中的電流。(1)由圖乙可知,壓力為零時,壓敏電阻的阻值為100Ω,由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知,此時電路中的電流I=UR總=UR+R0=(2)因為電流表的量程為0～0.6A,所以電路中的最大電流為0.6A,由歐姆定律可知,電路中的最小總電阻R最小=UI最小=36V0.6A=60Ω,由串聯(lián)電路的電阻特點可知,壓敏電阻的最小值R0最小=R最小-R=60Ω-20Ω=40Ω,由圖乙可知,此時壓敏電阻受到的最大壓力為2N,能測量的最大重力G最大=F最大=2N,由G=mg可知,能測量的最大質(zhì)量m最大=G最大g=2N10N/kg=0(3)0.1kg的物體重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,由圖乙可知,此時壓敏電阻的阻值為60Ω,由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知,電路中的電流I'=UR總'=UR0'+R=36V60Ω+20Ω=0.45A,則整個電路的電功率:P3.解析(1)只閉合開關(guān)S1時,電路中只有電阻R1,此時電路中電流I=UR1=3V10Ω(2)通電1min,電流通過R1所做的功W=UIt=3V×0.3A×60s=54J;(3)總功率最小時,電路中電阻最大,即R2的滑片滑到阻值最大處時,電路中總電阻R總=R1R2R1+R2=10Ω×20Ω10Ω+20Ω=203Ω,R1和R4.解析(1)已知小燈泡的額定電壓和額定功率,由P=U2R可得,小燈泡的電阻RL=U額2P(2)只閉合S1,R0與變阻器R串聯(lián),變阻器接入電路的電阻R1=15R=20Ω,電路電流I=I1=U1R1=10V20Ω=0.5A,電源電壓:U=I(R0+R1)=0.5A×(3)只閉合S2時,L與R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,由P=UI可得,小燈泡正常工作的電流IL=P額U額=3W6V=0.5A,電流表量程為0～0.6A,因串聯(lián)電路的電流處處相等,所以,為了保證各元件的安全,電路中的最大電流Imax=IL=0.5A,電路的最大功率Pmax=UImax=18V×0.5A=9W;電壓表量程為0～15V,當(dāng)電壓表示數(shù)最大時,變阻器接入電路的阻值最大,電路中的電流最小,則小燈泡兩端的電壓最小UL'=U-U滑大=18V-15V=3V,電路中的最小電流Imin=IL'=UL'RL=3V12Ω=0.25A,電路的最小功率:Pmin=UImin=18V×5.解析(1)當(dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸點1和2時,電路為R1的簡單電路,電路中的電流:I12=UR1=220V88Ω(2)當(dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸點2和3時,兩電阻并聯(lián),此時通過兩電阻的電流分別為I1=UR1=220V88Ω=2.5A,I2=UR2=220V44Ω=5A,由并聯(lián)電路的電流特點可知,電路中的總電流I23=I1+I2=2.5A+5A=7.5A,此時電路消耗的總功率:P=UI6.解析(1)電源電壓恒為6V,R1=4Ω,則通過R1的電流I1=UR1=6V4Ω(2)只閉合S1時低溫擋工作,此時電路為R1的簡單電路,則低溫擋的功率P低=U2R1(3)高溫擋和低溫擋的功率比為4∶3,則高溫擋功率為P高=43P低=43×9W=12W,S1、S2都閉合時為高溫擋,此時R1、R2并聯(lián),因S2閉合前后R1兩端電壓不變,電阻不變,所以功率不變,故R2的功率P2=P高-P低=12W-9W=3W,則R2的電阻值為R2=U2P27.解析(1)由P=UI可得,低溫擋正常工作時的電流為I低=P低U=(2)中溫擋正常工作10分鐘產(chǎn)生的熱量Q=W=P中t=880W×600s=5.28×105J。(3)由電路圖可知,開關(guān)S2閉合、S1接a時,R1與R2并聯(lián),電路中的總電阻最小,由P=UI=U2R可知,電路的總功率最大,電熱器處于高溫擋;開關(guān)S2斷開、S1接b時,R1與R2串聯(lián),電路中的總電阻最大,電路的總功率最小,電熱器處于低溫擋;開關(guān)S2閉合、S1接b時,電路為R1的簡單電路,電熱器處于中溫擋;中溫擋時的功率為880W,則電阻R1的阻值R1=U2P中=(220V)2880W=55Ω;開關(guān)S1斷開、S2接b時,R1與R2串聯(lián),電熱器處于低溫擋,此時電路中的總電阻R=UI低=220V2A=110Ω,因串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和,所以R2的阻值R2=R-R1=110Ω-55Ω=55Ω;則高溫擋正常工作時的電功率:P高=P1+P8.解析(1)由圖可知,當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接2時,R1、R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最大,由P=U2R可知,電路的總功率最小,電水壺處于保溫擋;當(dāng)開關(guān)S1閉合、