2022年中考物理复习微专题五　欧姆定律、电功率及电热的综合计算

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微专题五　欧姆定律、电功率及电热的综合计算

1．(2021·重庆)如图所示的电路中，电源电压恒为3 V，电阻R2的阻值为30 Ω。当开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.3 A，求：

(1)电阻R1的阻值；

(2)当开关S1、S2均闭合时，通电10 s电阻R2产生的热量。

2．(2021·临沂)某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示。其中R1是额定功率为2000 W的电热丝，R2是阻值为130 Ω的分压电阻，电磁泵的额定电压为12 V。在1标准大气压下，将初温为20 ℃、质量为2.5 kg的水装入电热水瓶，正常加热8 min 20 s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，求该电热水瓶：

(1)此次加热水的效率；

(2)电磁泵的额定功率。

3．(2021·盘锦)图甲是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220 V，高温挡功率为1200 W。其内部电路如图乙所示，电热丝R1＝60.5 Ω。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]请计算：

(1)将水箱中0.2 kg的水从10 ℃加热到100 ℃，需要吸收的热量；

(2)R2的阻值；

(3)若用高温挡加热这些水，所需时间为1 min10 s，挂烫机的加热效率。

4．(2021·贵阳模拟)如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯泡正常发光，电压表V的示数为6 V，电流表A2的示数为0.4 A。只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P移到b端时，电流表A1的示数为0.2 A，灯泡的实际功率为0.4 W(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求：

(1)电阻R1的阻值；

(2)灯泡L的额定功率；

(3)滑动变阻器R2的最大阻值。

5．(2021·铜仁)图甲是小明家的电饭锅及电路原理图，该电饭锅有高温和保温两挡。由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220 V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅功率为1000 W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为440 W。根据相关知识，回答下列问题：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]

(1)饭煮熟后，开关S将__断开__(选填“闭合”或“断开”)；

(2)电热丝R的阻值为多少？

(3)用此电饭锅高温挡将质量为1 kg、温度为25 ℃的水加热，使锅中水温升高60 ℃，需用时5 min，求此加热过程中电饭锅的加热效率；

(4)如图乙所示，电能表上有一参数模糊不清，小明把家中其他用电器断开仅使用电饭锅，调至高温挡烧水5 min，电能表的转盘转了250转，则电能表上模糊的参数应该是多少？

6．(2021·包头)图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24 V　12 W”字样，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化如图乙所示，滑动变阻器R2最大阻值为30 Ω。当光照强度为E1，R2连入电路的阻值为12 Ω时，灯泡正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。求：

(1)灯泡的电阻和灯泡正常发光5 min消耗的电能；

(2)电源电压；

(3)光照强度在E1～E2之间，通过调节R2，灯泡实际功率的变化范围。(灯泡两端的电压不能超过额定电压)

微专题五　欧姆定律、电功率及电热的综合计算

1．(2021·重庆)如图所示的电路中，电源电压恒为3 V，电阻R2的阻值为30 Ω。当开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.3 A，求：

(1)电阻R1的阻值；

(2)当开关S1、S2均闭合时，通电10 s电阻R2产生的热量。

解：(1)当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，电阻R1的阻值：R1＝＝＝10 Ω；　(2)当开关S1、S2均闭合时，R1和R2并联，有U2＝U＝3 V，通过R2的电流：I2＝＝＝0.1 A，所以通电10 s电阻R2产生的热量：Q＝I22R2t＝(0.1 A)2×30 Ω×10 s＝3 J。

(1)此次加热水的效率；

(2)电磁泵的额定功率。

解：只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，此时电热水瓶处于加热状态；只闭合S2时，电路为R2和电磁泵串联的电路，此时电热水瓶处于电动出水状态。(1)水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝8.4×105 J，加热时间t＝8 min 20 s＝500 s，加热功率等于R1的额定功率为2000 W，故消耗的电能：W＝P加热t＝2000 W×500 s＝106 J，此次加热水的效率：η＝＝＝84%；　(2)电磁泵的额定电压为12 V，则电磁泵正常工作时R2两端的电压：U2＝220 V－12 V＝208 V，此时电路中的电流：I＝＝＝1.6 A，电磁泵的额定功率：P电磁泵＝U电磁泵I＝12 V×1.6 A＝19.2 W。

(1)将水箱中0.2 kg的水从10 ℃加热到100 ℃，需要吸收的热量；

(2)R2的阻值；

(3)若用高温挡加热这些水，所需时间为1 min10 s，挂烫机的加热效率。

解：(1)将水箱中0.2 kg的水从10 ℃加热到100 ℃，需要吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(100 ℃－10 ℃)＝75600 J；　(2)当开关旋至2位置时只有R1连进电路，处于低温挡，可求得此时的功率：P1＝＝＝800 W，当开关旋至3位置时，R1和R2并联，处于高温挡，则R2单独的功率：P2＝P－P1＝1200 W－800 W＝400 W，根据公式P＝可求得R2的阻值：R2＝＝＝121 Ω；　(3)高温挡加热水所需的总电能：W＝Pt＝1200 W×70 s＝84000 J，挂烫机的加热效率：η＝×100%＝×100%＝90%。

(1)电阻R1的阻值；

(2)灯泡L的额定功率；

(3)滑动变阻器R2的最大阻值。

解：(1)闭合开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯泡L与定值电阻R1并联，由I＝可得，电阻R1的阻值：R1＝＝＝15 Ω；　(2)只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P移到b端时，R2的最大阻值和灯泡L串联，灯泡两端的电压：UL＝＝＝2 V，灯泡的电阻：RL＝＝＝10 Ω，灯泡正常发光时灯泡L的额定功率：PL额＝＝＝＝3.6 W；　(3)只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P移到b端时，R2的最大阻值和灯泡L串联，R2两端的电压：U2＝U－UL＝6 V－2 V＝4 V，则滑动变阻器R2的最大阻值：R2＝＝＝20 Ω。

(1)饭煮熟后，开关S将__断开__(选填“闭合”或“断开”)；

(2)电热丝R的阻值为多少？

(3)用此电饭锅高温挡将质量为1 kg、温度为25 ℃的水加热，使锅中水温升高60 ℃，需用时5 min，求此加热过程中电饭锅的加热效率；

解：(1)由公式P＝UI＝知，电压一定时，P与R成反比，开关S闭合时，电阻R被短路，电路中的电阻最小，电路的电功率最大，电饭锅处于高温挡；开关S断开时，两电阻串联，电路中的电阻最大，电路的电功率最小，电饭锅处于保温挡，所以饭煮熟后，电饭锅处于保温状态，开关S将断开；　(2)由公式P＝UI＝知电热丝R0的阻值：R0＝＝＝48.4 Ω，保温时的总电阻：R总＝＝＝110 Ω，电热丝R的阻值：R＝R总－R0＝110 Ω－48.4 Ω＝61.6 Ω；　(3)水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×60 ℃＝2.52×105 J，由P＝可得消耗的电能：W＝P高温t＝1000 W×5×60 s＝3×105 J，电饭锅高温挡的加热效率：η＝×100%＝×100%＝84%；　(4)电热水器消耗的电能：W′＝P高温t＝1000×10－3 kW× h＝ kW·h，则电能表的参数：N＝＝3000 r/(kW·h)。

(1)灯泡的电阻和灯泡正常发光5 min消耗的电能；

(2)电源电压；

(3)光照强度在E1～E2之间，通过调节R2，灯泡实际功率的变化范围。(灯泡两端的电压不能超过额定电压)

解：(1)灯泡正常发光时的电流：I＝＝＝0.5 A，灯泡的电阻：RL＝＝＝48 Ω；灯泡消耗的电能：W＝Pt＝12 W×5×60 s＝3600 J；　(2)分析电路图可知，光敏电阻R1、灯泡L、滑动变阻器R2串联接入电路，由图乙可知，当光照强度为E1时，R1＝12 Ω，R2＝12 Ω，灯泡正常发光，电路中总电阻：R总＝12 Ω＋48 Ω＋12 Ω＝72 Ω，此时电路中的电流I＝0.5 A，电源电压：U＝IR总＝0.5 A×72 Ω＝36 V；　(3)当光照度为E2且R2全部阻值接入电路时，整个电路的电流最小，此时小灯泡的实际功率最小，由图乙可知，当光照强度为E2时，R1＝42 Ω，电路中最小电流：Imin＝＝＝0.3 A，小灯泡的最小电功率：Pmin＝Imin2R2＝(0.3 A)2×48 Ω＝4.32 W，小灯泡的最大电功率：Pmax＝P额＝12 W，则灯泡实际功率的变化范围为4.32 W～12 W。