初中人教版（2024）第2节 电功率课时训练

这是一份初中人教版（2024）第2节 电功率课时训练，共14页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。
一、计算题
1．植保无人机因其操控简单､喷酒均匀､省时高效等优点，在现代农业中发挥着重要作用，图为某型号双起落架植保无人机｡其项目参数如下表
（1）若以最佳作业速度飞行，求无人机2min飞行的距离；
（2）求加满药箱的农药质量（ ρ农药 取1.1×103kg/m3）；
（3）求空载时静止在水平地面上的无人机产生的压强（g取10N/kg）；
（4）电池充满电后，求无人机储存的电能｡
2．某科研兴趣小组对超声波充电汽车进行了研究．研究发现：通过安置在插座上的电流转换器，将电能转换为超声波，电动小车上的接收器收到超声波讯号，可以将其能量转换为电能为电池充电（如图甲）．接收器接收到的超声波功率与它和转换器间距离L的平方成反比，它将超声波能量转化为电能并储存在电池中的效率为50%，当小车与转换器间距离L0=1m时，接收器接收到的超声波功率P0=8w．
（1）若充电时小车与转换器间距L=2m，2h内所充电能是多少？
（2）该科研兴趣小组设计了如图乙所示的小车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光．电路中电源电压恒为6伏，指示灯的规格为“6V 3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计．当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图丙所示．已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为Ux，消耗的实际功率为额定功率的 125 ．
求：①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能．
②定值电阻R0的阻值．（指示灯的电阻不变）
3．如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为48.4Ω，电动机线圈电阻为2Ω，电源电压220V稳定不变。求：
（1）加热电阻正常工作时的电功率是多少？
（2）在足浴盆中加入体积为4L、初温为 20℃ 的水，加热电阻正常工作420s，它的电加热效率为80%，则水的温度会升高到多少摄氏度？ [ c水=4.2×103J/(kg⋅℃) ]
（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩10min，电动机线圈产生的热量是多少？
4． 如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡上标有“6V 3W”的字样，灯丝电阻不变，R为定值电阻。闭合开关S，灯泡恰好正常发光，电流表的示数是0.8A，求：
（1）定值电阻R的阻值；
（2）整个电路工作100s消耗的电能。
5．广西的南风天空气湿度RH较大，会使人感觉不舒适（人体感觉比较舒适的湿度RH范围是40%~60%）。小明设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示。R0为1000Ω的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。当电流表示数为2mA时，求：
（1）1min内电路消耗的电能；
（2）电阻R的阻值；
（3）此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒适。
6．图所示，电源两端电压为6V，且保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1消耗的电功率P1为3W；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.5A，求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）当开关S1、S2都闭合时，通过电阻R2的电流；
（3）当开关S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率。
7．某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作.[c 水 =4.2×10 3 J/（kg℃)]电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min.
求：
（1）①水吸收的热量是多少
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10％.求：这时电水壶的实际功率P.(电阻不随温度改变)
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2 000 W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2，如下图所示，并分别推导出了R2的表达式.
请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果.
8．如图，是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。
（1）电热水杯正常工作时的电流是多少？
（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是多少？
9．如图所示是某科技小组制作的液体密度计的工作原理图，其中ABO为始终处于水平位置平衡的轻质杠杆（O为支点），OA∶OB＝4∶1，A处空桶重0.5N，容积为100mL，测量时需将桶内注满液体。电源电压恒为24V，定值电阻R0的阻值为10Ω，电压表的量程为0~3V，表盘改造后可直接显示所测液体的密度值：滑动变阻器R2标有“60Ω 0.5A”的字样，R1为压敏电阻，其阻值与所受压力F变化关系如表所示。在桶内注满水，闭合开关S，电压表的示数为2V（不考虑杠杆和其它装置的质量，g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3）。求：
（1）在桶内注满水时，电路中的电流；
（2）在桶内注满水时，滑动变阻器R2接入电路的阻值；
（3）保持R2的阻值不变，当桶内不装水时，R1与R2消耗的电功率之比；
（4）移动R2滑片可以改变密度计的最大测量值（此时电压表指针满偏），请通过计算说明该液体密度计能测量的最大密度为多少？
10．在电压不变的电源两端，直接接上一个灯泡，该灯泡消耗的功率为P1。若用足够长的导线连接这只灯泡，这个灯泡消耗的功率为P2，求导线上损失的电功率。（灯丝电阻不随温度变化）
11．如图所示，图甲、图乙分别为某烧水壶的铭牌和简化电路图， R1和R2为发热丝， S1为总开关， S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，丙图为某次将满壶水加热、保温过程的总功率与时间的关系图像，已知 ρ水=1.0×103kg/m3 ， c水=4.2×103J/kg⋅℃ 。求：
（1）这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量；
（2）本次工作过程共消耗的电能；
（3）R1 和 R2 的阻值。
12．如图所示，电源电压为4.5V，电流表量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”，小灯泡L1、L2分别标有“2.5V 1.25W”“2.0V 0.4A”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求：
（1）小灯泡L1正常发光时通过灯丝的电流。
（2）为保证电路中电流不超过各元件允许的最大电流，小灯泡的实际功率均不超过额定功率，小灯泡L1的最大实际功率为多少？
（3）移动滑动变阻器的滑片时，为保证电压表不超过量程，滑动变阻器接入电路的最大阻值为多少？
13．有一个标有“6V3W”字样的小灯泡L，它的 I−U 图象如图甲所示，现把该灯泡接入如图乙所示的电路中，电路的电源电压保持6V不变，电阻 R1=20Ω ，滑动变阻器标有“ 20Ω1A ”字样，电流表的量程为 0～0.6A ，电压表的量程为 0−3V. 问：
（1）小灯泡正常工作时的电阻是多少？
（2）当开关 S1 、 S2 、 S3 都闭合时，通过 R1 的电流是多少？
（3）只闭合开关 S3 ，移动滑动变阻器 R2 的滑片，在保证各元件安全工作的条件下，电路的最小功率是多少？
14．已知额定电压为220V，额定功率为2000W，容量为2.0L的家用电热水壶，若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压，则：
（1）装满水后，壶中水的质量是多少千克？
（2）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多少欧姆？
（3）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收多少热量？[C水=4.2×103J/（kg•℃）]
（4）如果电热水壶的效率为80%，烧开这壶水，需要多长时间？
答案解析部分
1．【答案】（1）解：飞行时间 t=2min=2×60s=120s
飞行距离 s=vt=8m/s×120s=960m
（2）解：药箱体积∶V=30L=3×10-2m3，加满后农药的质量 m=ρV=1.1×103kg/m3×3×10−2m3=33kg
（3）解：无人机所受的重力 G=mg=20kg×10N/kg=200N
无人机产生的压力 F=G=200N 受力面积 S=2×1×10−2m2=2×10−2m2
无人机产生的压强 p=FS=200N2×10−2m2=1×104Pa
（4）解：电池充满电后，无人机储存的电能 W=UIt=40V×30000×10−3A×3600s=4.32×106J
【解析】【分析】（1）已知物体的速度和运动的时间，利用速度公式求解路程；
（2）已知物体的体积和密度，利用密度公式求解物体的质量即可；
（3）处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（4）求解电流做功，利用公式W=UIt求解即可，U是用电器两端的电压，I是流过用电器的电流，t是用电器工作的时间。
2．【答案】（1）解：设充电小车与转换器间距L=2m时接收到超声波的功率为P，由题意得： PP0 = L02L2 ，即 P8W = (1m)2(2m)2
解得P=2W；
由能量守恒定律可得，W′=Ptη1η2=2W×7200S×50%=7200J；
（2）解：①灯泡发出微弱光时的功率：P2= 125 P1═ 125 ×3W=0.12W，
由图乙可知，每1.5s的时间，3W的指示灯工作时间是0.5s，0.12W的工作时间是1s，
所以：指示灯工作30s时，3W的指示灯工作时间：t1= 301.5 ×0.5s=10s，0.12W的指示灯工作时间：t2=30s﹣10s=20s，
右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能：
W=W1+W2=P1t1+P2t2=3W×10s+0.12W×20s=32.4J；
②根据P= U2R 可得：灯泡的电阻：R= U2P1 = (6V)23W =12Ω；
当灯泡发出微弱光时的功率：P2=0.12W时，
据P=I2R可知，I= PR = 0.12W12Ω =0.1A；
故由欧姆定律可知此时灯泡的电压是：UL=IR=0.1A×12Ω=1.2V，
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：
定值电阻的电压U′=U﹣UL=6V﹣1.2V=4.8V；
故由欧姆定律可知定值电阻的阻值是：
R0= U'I = =48Ω．
【解析】【分析】（1）根据接收器接收到的超声波功率与它和转换器间距离L的平方成反比列出等式，据此求出收到的超声波功率P，根据转化为电能的效率和电能的利用效率求出克服阻力所能做的功；（2）①计算出指示灯两种功率下的工作时间，而后据公式W=Pt计算电能即可；②据灯泡的规格可以计算出灯泡的电阻，据灯泡的电阻和灯泡的实际功率可以计算出灯泡的实际电流，而后再据串联电路电压和电流的规律即可得出答案．
3．【答案】（1）解：由电路图知，电动机与加热电阻并联，故加热电阻正常工作时的电功率为 P=U2R=(220V)248.4Ω=1000W
答：加热电阻正常工作时的电功率100W
（2）解：水吸收的热量为 Q吸=c水m水Δt=c水ρ水V水Δt
加热电阻放出的热量为 Q放=Pt
由题意知 Q吸=ηQ放
即 c水ρ水V水Δt=ηPt
则 Δt=ηPtc水ρ水V水=80%×1000W×420s4.2×103J/(kg⋅℃)×1.0×103kg/m3×4×10−3m3=20℃
水的温度会升高到 t=t0+Δt=20℃+20℃=40℃
答：水的温度会升高到40℃
（3）解：由焦耳定律可得电动机线圈产生的热量 Q=I2Rt=(0.1A)2×2Ω×10×60s=12J
答：电动机线圈产生的热量是12J
【解析】【分析】（1）利用电压和电阻，可以计算电功率大小；（2）根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能，利用电能和热效率计算产生的热量，结合热量和比热容、质量，计算温度差；（3）根据电流、电阻和时间，计算产生的热量。
4．【答案】（1）解：灯泡正常发光时的电流
IL=PLUL=3W6V=0.5A
灯泡与定值电阻并联，电源电压为
U=UR=UL=6V
通过定值电阻的电流
IR=I−IL=0.8A−0.5A=0.3A
定值电阻R的阻值
R=URIR=6V0.3A=20Ω
答：定值电阻R的阻值为20Ω；
（2）解：整个电路工作100s消耗的电能
W=Ult=6V×0.8A×100s=480J
答：整个电路工作100s消耗的电能为480J。
【解析】【分析】（1）根据用电器规格，用I=PU计算电流，结合并联电路电流规律，计算支路电流，根据R=UI，计算电阻；
（2）根据W=UIt，计算电路消耗的电能。
5．【答案】解：（1）由图甲可知，R0与R串联，电流表测串联电路中的电流，则1min内电路消耗的电能
W=UIt=6V×2×10−3A×60s=0.72J
（2）由I=UR可得，电路中的总电阻
R总=UI=6V2×10−3A=3000Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R的阻值
R=R总​−R0​=3000Ω−1000Ω=2000Ω
（3）由图乙可知，当R=2000Ω时，空气的湿度为50%，位于40%~60%之间，所以，人体感觉舒适。
答：（1）1min内电路消耗的电能为0.72J；
（2）电阻R的阻值为2000Ω；
（3）此时的空气湿度为50%，人体感觉舒适。
【解析】【分析】（1）根据W=UIt，计算消耗的电能；
（2）利用R=UI，计算电路的总电阻大小；结合串联电路电阻规律，计算部分电阻；
（3）根据电阻和湿度关系，判断湿度。
6．【答案】解：（1）当开关S1闭合、S2断开时，电路为电阻R1的简单电路，由P=U2R可得电阻R1的阻值为
R1=U2P1=6V23W=12Ω
（2）电阻R1通过的电流为
I1=UR1=6V12Ω=0.5A
当开关S1、S2都闭合时，此时电阻R1和R2并联，电流表测干路电流示数为1.5A，根据并联电路电流关系可得电阻R2通过的电流为
I2=I﹣I1=1.5A﹣0.5A=1A
（3）当开关S1、S2都闭合时，此时电阻R1和R2并联，电流表测干路电流示数为1.5A，则电路消耗的总功率为
P=UI=6V×1.5A=9W
答（1）电阻R1的阻值为12Ω；
（2）当开关S1、S2都闭合时，通过电阻R2的电流为1A；
（3）当开关S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率为9W。
【解析】【解答】（1）当开关S1闭合、S2断开时，电路为电阻R1的简单电路，由P=U2R可得电阻R1的阻值为
R1=U2P1=6V23W=12Ω
（2）电阻R1通过的电流为
I1=UR1=6V12Ω=0.5A
当开关S1、S2都闭合时，此时电阻R1和R2并联，电流表测干路电流示数为1.5A，根据并联电路电流关系可得电阻R2通过的电流为
I2=I﹣I1=1.5A﹣0.5A=1A
（3）当开关S1、S2都闭合时，此时电阻R1和R2并联，电流表测干路电流示数为1.5A，则电路消耗的总功率为
P=UI=6V×1.5A=9W
【分析】（1）由电路图可知，当开关S1闭合、S2断开时，电路为电阻R1的简单电路，根据P=U2R计算电阻R1的阻值；
（2）根据欧姆定律计算通过电阻R1的电流，当开关S1、S2都闭合时，此时电阻R1和R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路电流规律计算通过电阻R2的电流；
（3）根据电功率公式计算开关都闭合时，电路消耗的总功率。
7．【答案】（1）解：水吸收的热量（有用能量）：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，电水壶在额定电压下，P=P额=2000W，工作7min消耗电能（总能量）：W=Pt=2000W×7×60s=8.4×105J，电水壶烧水过程中的能量转化效率： η=Q吸W×100%=6.72×105J8.4×105J×100%=80% ；
答：水吸收的热量是6.72×105J；②电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%；
（2）解：电水壶中的电阻丝的阻值： R=U额2P额=(220V)22000W=24.2Ω ，用电高峰时的实际电压： U实=U额（1−10%）=220V×90100=198V ，电水壶的实际功率： P1=U实2R=(198V)224.2Ω=1620W ；
答：这时电水壶的实际功率为1620W；
（3）解：为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲同学的推导：并联电阻的电功率：P2=P额-P1，∵P=U2R ， R2=U实2P额−P1 ；
乙同学的推导：∵两电阻并联，∴并联电路的电阻：R=R1+R2，（错）∴实际总电功率： P总=U实2R1+R2=P额 ，∴R2=U额2−U实2P额 ，该表达式是错误的；用此电阻丝来改造，总电阻变小，电路消耗的总电功率大于2000W，电路中的电流过大，易引起火灾．
答：乙表达式是错误的，若用此电阻丝来改造电水壶，电路中的电流过大，易引起火灾．
【解析】【分析】（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量（有用能量）；从铭牌知道电水壶的功率，利用W=Pt求消耗的电能（总能量），再利用效率公式求电水壶烧水过程中的能量转化效率；
（2）根据铭牌（额定电压、额定功率）求出电水壶中的电阻丝的阻值，再求出用电高峰时的实际电压，利用P=U2R求电水壶的实际电功率；
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲同学的推导：并联电阻的电功率应为P2=P额-P实，根据P=U2R求R2的阻值是正确的；乙同学的推导.
8．【答案】（1）解： 根据P=UI得电热水杯正常工作时的电流为
I=PU=880W220V=4A
（2）解： 电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值为：
R=UI=220V4A=55Ω
【解析】【分析】（1）根据I=PU 计算电热水杯正常工作的电流；
（2）根据R=UI 计算加热电阻的阻值。
9．【答案】（1）解：由电路图可知，R1、R0、R2串联，电压表测R0两端的电压，由题意可知，在桶内注满水，闭合开关S，电压表的示数为2V，由欧姆定律可知，在桶内注满水时，电路中的电流为I=U0R0=2V10Ω=0.2A
答：在桶内注满水时，电路中的电流为0.2A；
（2）解：A处空桶重0.5N，容积为100mL，在桶内注满水，桶内水的体积为100mL=100cm3，桶内水的质量为m=ρV=1g/cm3×100cm3=100g=0.1kg
水的重力为G水=mg=0.1kg×10N/kg=1N
A处桶和水的总重力为GA=G桶+G水=0.5N+1N=1.5N
由杠杆平衡原理F1l1=F2l2可知，B处的压力为FB=0AGA0B=41×1.5N=6N
由表格数据可知，当B处压力为6N时，R1阻值为70Ω，由欧姆定律可知，电路总阻值为R=UI=24V0.2A=120Ω
由串联电路电阻规律可知，在桶内注满水时，滑动变阻器R2接入电路的阻值为R2=R−R1−R0=120Ω−70Ω−10Ω=40Ω
答：在桶内注满水时，滑动变阻器R2接入电路的阻值为40Ω；
（3）解：当桶内不装水时，A处的重力为桶的重力，即GA'=G桶=0.5N
由杠杆平衡原理F1l1=F2l2可知，B处的压力为FB'=0AGA'0B=41×0.5N=2N
由表格数据可知，当B处压力为2N时，R1阻值为110Ω，由串联电路电流各处相等可知，保持R2的阻值不变，当桶内不装水时，R1与R2消耗的电功率之比为P1P2=I2R1I2R2=R1R2=110Ω40Ω=114
答：保持R的阻值不变，当桶内不装水时，R1与R2消耗的电功率之比为11∶4；
（4）解：容器的容积一定，当装入的液体的质量最大时，液体的密度最大。此时B点所受压力最大，R1的阻值最小，为保护电路安全，需将R2全部接入电路，滑动变阻器R2的最大值为60Ω，根据电压表的量程可知R0两端的最大电压为3V，此时电路中的电流为I'=U0大R0=3V10Ω=0.3A
根据欧姆定律可知，此时电路的最小总阻值为R总小=UI'=24V0.3A=80Ω
根据串联电路的电阻规律可知，R1的最小阻值为R1小=R总小−R2大−R0=80Ω−60Ω−10Ω=10Ω
根据表格可推得R1与FB之间的关系式为R1=130Ω−10Ω/N×FB
则此时B处受到的最大压力为FB大=130Ω−R1小10Ω/N=130Ω−10Ω10Ω/N=12N
根据杠杆平衡原理F1l1=F2l2可知，A处的最大重力为GA大=OBFB大OA=14×12N=3N
则此时桶内液体的重力为G液大=GA大−G桶=3N−0.5N=2.5N
液体的质量为m液大=G液大g=2.5N10N/kg=0.25kg=250g
液体密度最大为ρ液大=m液大V=250g100cm3=2.5g/cm3
答：该液体密度计能测量的最大密度为2.5g/cm3。
【解析】【分析】（1）理清元件的连接方式及电表的测量对象，根据欧姆定律计算注满水时电路中的电流。
（2）当注满水时，由m=ρV计算水的质量，根据重力公式计算水的重力，此时A处受到的压力等于水的重力与桶的重力之和，根据杠杆平衡条件计算B点的压力，由表格数据可知压敏电阻的阻值，根据欧姆定律计算电路总电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入电路的阻值。
（3）当桶内不装水时，此时A处受到的压力为桶的重力，根据杠杆平衡条件可得B点的压力，由表格数据可知压敏电阻的阻值，根据串联电路电流特点和P=I2R计算R1与R2消耗的电功率之比。
（4）由表格可知压敏电阻的阻值随压力的最大而减小，滑动变阻器最大值为60Ω，电压表的量程为0～3V，根据串联分压原理可知当R2全部接入且电压表示数最大时，压敏电阻两端的电压最小，此时压敏电阻接入电路的阻值最小，受到的压力最大，根据欧姆定律可得此时电路中电流，进一步计算电路总电阻，根据串联电路电阻规律计算压敏电阻的最小阻值，根据表格可得R1与FB之间的关系式，据此计算此时B点受到的压力，根据杠杆平衡条件可得A点受到的压力，进一步计算此时桶中液体的重力，根据重力公式计算液体的质量，根据密度公式计算液体的密度。
10．【答案】解：作出等效电路图：
甲图中，灯泡的电功率： P1=U2RL ，乙图中，导线的电阻为用R表示，灯泡的电功率为： P2=U12RL ，由两式可得灯两端两次的电压关系为： U=P1P2U1 ；
电源电压一定，根据串联电路的分压特点，得图乙中导线两端的电压为： U2=U−U1=P1P2U1−U1=(P1P2−1)U1 ；
根据 P=UI 得，图乙中电流为： I=P2U1 ；
则导线损失的电功率为： P2=U2I=(P1P2−1)U1×P2U1=P1P2·P2−P2=P1P2−P2
【解析】【分析】利用P=U2R表示出甲乙两电路功率，表示出电源电压；利用串联电路电压规律，表示出导线两端电压、利用P=UI表示出电流，利用P=UI表示导线消耗的电功率。
11．【答案】（1）解：满壶水的质量为 m=ρV=1.0×103kg/m3×1L=1.0×103kg/m3×10−3m3=1kg
此过程加热满壶水吸收的热量为 Q吸=C水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−25℃)=3.15×105J
答：这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量为 3.15×105J ；
（2）由图可知，加热时间为 t加=5min=300s
保温时间为 t保=t总−t加=15min−5min=10min=600s
本次工作消耗电能 W=W加+W保=P加t加+P保t保=1210W×300s+40W×600s=3.87×105J
答：本次工作过程共消耗的电能 3.87×105J ；
（3）当S1闭合，S2接1时电路只有R2接入电路，电路处于加热状态
由 P2=U22R2
得 R2=U22P2=U2P热=(220V)21210W=40Ω
当S1闭合，S2接2时电路中R1与R2串联接入电路，电路处于保温状态，同理可得 R总=U2P保=(220V)240W=1210Ω
R1=R总−R2=1210Ω−40Ω=1170Ω
答：R1的阻值 1170Ω ，R2的阻值 40Ω 。
【解析】【分析】（1）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；
（2）求解电流做功，利用公式W=Pt求解即可，P是用电器的功率， t是用电器工作的时间；
（3）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻。
12．【答案】（1）解：根据P=UI可知，小灯泡L1正常发光时通过灯丝的电流I1=P1U1=
（2）解：小灯泡L1正常发光时的电阻R1=U1I1=Ω，
串联电路中的电流处处相等，则电路中允许的最大电流I大=0.4A，
小灯泡L1的最大实际功率P大=I大2R1=(0.4A)2×5=0.8W
（3）解：电压表最大示数为3V，则两个灯泡的总电压U'=U−U大=4.5V−3V=1.5V，
小灯泡L2的电阻R2=U2I2=Ω，
两个灯泡的总电阻R=R1+R2=5Ω+5Ω=10Ω，
电路中的电流I=U'R=1.5V10Ω=0.15A，
滑动变阻器接入电路的最大阻值R大=U大I=3V0.15A=20Ω
【解析】【分析】（1）小灯泡正常发光，说明其两端电压为额定电压，即灯泡上标记的电压值U1=2.5V，根据P=UI可得，小灯泡L1 正常发光时通过灯丝的电流I1=P1U1=
（2）因为不考虑温度对灯丝电阻的影响，根据（1）问中电流值和电压值，可以求出灯L1 的电阻R1=U1I1=Ω ，再由串联电路中的电流处处相等可知，比较电路中各元件的最大电流值，则电路中允许的最大电流I大=0.4A ，当电流最大时，小灯泡的实际电功率也最大，所以小灯泡L1 的最大实际功率P大=I大2R1=(0.4A)2×5=0.8W
（3）从图可知，电路中滑动变阻器、小灯泡L1 、L2 三个电路元件串联，电压表测量的是滑动变阻器的电压，从电压表选用的量程可知，滑动变阻器的最大电压是UR=3V，电源电压是U=4.5V，所以剩余的电压是两灯串联的总电压U'=U−UR=4.5V−3V=1.5V，
小灯泡L2 的电阻R2=U2I2=Ω
两个灯泡的总电阻R=R1+R2=5Ω+5Ω=10Ω ，
电路中的电流I=U'R=1.5V10Ω=0.15A
滑动变阻器接入电路的最大阻值R最大=URI=3V0.15A=20Ω
13．【答案】（1）解：由 P=U2R 可得，小灯泡正常工作时的电阻
R=U2P=（6V）23W=12Ω
（2）解：当开关 S1 、 S2 、 S3 都闭合时，滑动变阻器被短路，灯泡L与定值电阻 R1 并联，
因并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压，则： U1=U=6V ，
通过 R1 的电流： I1=UR1=6V20Ω=0.3A
（3）解：只闭合开关 S3 ，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测串联电路的电流，当滑动变阻器接入电路的阻值变大时，根据串联分压原理，电压表的示数变大，电路的电流变小，电路的功率变小；
因为电压表的量程为 0～3V ，所以当电压表示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路的功率最小；
根据串联电路电压的规律知，此时小灯泡两端的电压为： U'L=U−U滑=6V−3V=3V ，
根据图象甲可知，此时通过灯泡的电流为 0.4A ，
因串联电路电流处处相等，则电路中的电流： I=I'L=0.4A ；
电路的最小功率： P小=UI=6V×0.4A=2.4W
【解析】【分析】（1） 由 P=U2R 可得小灯泡正常工作时的电阻 ；
（2）理清元件的连接方式及电表的测量对象，根据I=UR算出通过R1的电流；
（3）同理，根据电流表和小灯泡的额定电流判断出最大电流，根据P=UI算出最大电功率；根据电压表的量程判断出滑动变阻器的最大电压，根据串联电路电压的规律算出灯泡的电压，根据图甲判断出电流的最小电流，根据P=UI算出最小电功率.
14．【答案】解：（1）由ρ=mv得，装满水后壶中水的质量为：
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg；
（2）由P=UI=U2R可得，加热电阻的阻值：
R=U2P=220V22000W=24.2Ω；
（3）水的初温为20℃，一标准大气压下沸点为100℃，则水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J；
（4）电热水壶的效率：η=
时间：t==420s．
答：（1）装满水后，壶中水的质量是2kg；
（2）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值24.2Ω；
（3）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收6.72×105J热量；
（4）如果电热水壶的效率为80%，烧开这壶水，需要420s．
【解析】【分析】（1）装满水后，壶中水的体积等于壶的容量，利用密度公式计算水的质量；
（2）根据功率公式P=UI=U2R可求电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值；
（3）根据Q=cm△t求出水吸收的热量；
（4）根据效率公式与W=Pt求出需要的时间．项目
参数
外形尺寸（长宽高）
3090mm*3090mm*680mm
飞机质量
20kg
药箱容量
30L
起落架底面积（单个）
1×10-2m2
聚合物动力电池
30000mA•h
充电电压
40V
最佳作业速度
8m/s
R1/Ω
130
110
90
70
50
30

F/N
0
2
4
6
8
10

型号
SDS−15X05
容量
1L
额定电压
220V
额定频率
50Hz
加热功率
1210W
保温功率
40W