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2022中考物理计算专题之——电功率相关计算
1．如图所示，电源电压为6V，定值电阻R1、R2的阻值分别为12Ω、18Ω。求：
（1）当S1闭合、S2接1时，通过R1的电流；
（2）当S1断开、S2接1时，通电1min，R2产生的热量；
（3）电路总功率的取值范围。
2．如图电路，电源电压恒定，电压表有多个量程可选，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器标有“2A”字样，总阻值未知。小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，其两端电压与电流的5组数据如下表所示，只闭合S2时，电流表的示数为I1＝0.14A，电阻R1两端电压为U，电阻R1消耗的功率为P1，所有开关都断开，变阻器滑片移到最大端时，电流表的示数为I2，电压表V2的示数为U2，电阻R1消耗的功率为P1′，且P1：P1'＝49：25，U：U2＝7：8。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.14 0.20 0.24 0.25
（1）求小灯泡L正常发光时的阻值；
（2）求I2的大小；
（3）通过闭合或断开开关以及调整滑动变阻器的滑片，在电路安全情况下，求当电路消耗的功率最大和最小时，滑动变阻器的功率之差。
3．下表是某款两挡位电火锅的有关参数，如图甲是其简化电路图，R1和R2为阻值不变的电热丝，单刀双掷开关S可接1或2，实现不同挡位的变换。
（1）求R1电热丝的阻值。
（2）电火锅正常工作时，用低温挡将2kg的水从60℃加热到70℃，求此过程中水吸收的热量[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]。
（3）电火锅正常工作时，分别用低温挡和高温挡将质量2kg的水加热，绘制的水温随时间变化的图象如乙图所示。请通过计算比较使用高温挡还是低温挡更节能。
额定电压U/V 电火锅挡位 额定功率P/W
220 低温 250
高温 880
4．如图电路中，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，电源电压为8V。（假设灯丝的电阻不变）
（1）只闭合S1时，电路消耗的功率为6.4W，求R3的电阻值；
（2）只闭合S2时，灯泡R1正常发光，R3的功率为0.4W，求灯泡R1的额定功率；
（3）只闭合S3时，在保证电路安全的前提下，求电路消耗的功率范围。
5．智能机器人能够为人类在很多方面提供优质的服务，机器人在酒店可以辅助或替代酒店员工的很多工作。下表是如图甲所示的智能机器人的部分参数：
参数名称 工作电压 质量 一次最大送餐量 移动速度 最大功率
数据 30V 50kg 15kg 0.6～1.2m/s 60W
（1）小K给顾客送餐时，以小K为参照物，他所承载的餐盘是 　 　（填“运动”或“静止”）。
（2）如果小K以最大功率、最大移动速度运送一次最大送餐量物体（餐盘质量不计）到30m外的顾客处，它所做的功是多少？
（3）如图乙所示为小K送餐时电路原理图，电源电压为30V，图中R为餐盘下的压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，电阻箱R0两端的电压超过24V时，触发电动机停止工作，放弃执行送餐的指令，以免小K损伤。为保护小K，电阻箱R0的阻值为多少？
（4）若电阻箱R0的阻值为（3）问的值，小K空载返回，用时100s；此过程R产生的热量是多少？
6．图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝48.4Ω，R2＝484Ω，额定工作电压为220V，通过开关S、S1，可实现高温挡、中温挡和低温挡三个挡位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。
（1）空气炸锅在工作时会通过电动机向内部吹风，借助循环风，达到炸锅内部迅速升温的目的，炸锅中电动机的工作原理为 　 　。
（2）开关S1闭合，开关S接a端时为 　 　（选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”），求此时通过电阻R2的电流？（结果保留两位小数）
（3）若不计热量损失，用此空气炸锅高温挡加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200g薯条需要多少时间？[c薯条取3.63×103J/（kg ℃）]
7．小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时：
（1）低温挡加热的电流多大？
（2）中温挡加热5h，消耗多少度电？
（3）高温挡加热的额定功率是多少瓦？
8．如图，电源电压恒为6V，定值电阻R为6Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样，灯丝电阻不变，求：
（1）灯泡L正常发光的电阻是多少？
（2）开关S1、S2、S3分别在什么状态时，整个电路中消耗的总功率最小？最小功率是多少？
（3）开关S1、S2、S3分别在什么状态时，整个电路中消耗的总功率最大？最大功率是多少？
9．如图所示，电源电压为6V，小灯泡标有“4V1.6W”的字样，定值电阻R＝20Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器上标有“0~20Ω，1A”字样。求：
（1）小灯泡的电阻为多大？
（2）若只闭合S，S1时，要使电路消耗的功率最小，此时滑动变阻器的滑片应向哪端移动？此时消耗最小功率是多少W？
（3）若电流表的测量范围为0~0.6A，电压表的测量范围为0~3V，当只闭合S与S2时，在不损坏用电器的前提下，求滑动变阻器的取值范围。
10．如图所示，电源电压12V，R1＝10Ω，R3＝50Ω。
（1）只闭合开关S2，1min内R3产生的热量是多少？
（2）只闭合开关S3，R1的功率是1.6W，R2的阻值是多少？
（3）同时闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数是多少？
11．在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入220V电源，在30min内，电路总功率随时间变化的图象如图乙所示，求：
（1）0～5min内通过R1的电流；
（2）30min内电路消耗的电能；
（3）10～15min内R1的电功率。
12．如图甲所示是小明家新购买的电热水壶，他发现水壶有一铭牌如图乙所示。待电热水壶注满水后，他关闭了家中的其他用电器，只让电热水壶工作，观察到家里的电能表（如图丙所示）的转盘1min转了50圈，能使壶中水的温度从25℃升高到35℃．请你结合电热水壶上的铭牌和电能表实物图提供的有关参数信息，忽略温度对电阻的影响。求：
（1）电热水壶正常工作的电阻；
（2）电热水壶中水的温度从25℃升高到35℃吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）此时电路的实际电压。
13．如图所示电路，电源电压为5V不变，定值电阻R0阻值为5Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”字样，灯L标有“3V 1.2W”，电压表量程为0～3V．（不考虑灯丝电阻的变化，且保证各元件均安全）求：
（1）当S1闭合、S2接b，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
（2）保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，R0的电功率是多少？
（3）当S1闭合、S2接a时，R0的最小电功率是多少？
14．如图所示电路，电源两端电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端B点时，灯L的电功率为PL．电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，灯L的电功率为PL′，电流表的示数为I2．已知PL：PL′＝9：25．通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P，会形成不同的电路，在这些不同的电路中，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1．（灯丝电阻不随温度改变）
（1）求电流表的示数I1与I2的比值。
（2）求RB：R1
（3）当开关S1，S2都断开，滑动变阻器的滑片P在某点c时，变阻器接入电路的电阻为Rc，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1：U2＝3：2，Rc的电功率为10W．通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P使电路消耗的功率最大时，灯正常发光。求灯的额定功率。
15．某课外科技活动小组设计了一种小鸡孵化器的电路模型，如图所示，在一般情况下，只需灯光照明，电源电压为72V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“100Ω 3A”字样，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“12V 3W”的字样。
（1）求灯泡正常工作时的电流；
（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常发光，求R1的阻值；
（3）S、S1、S2均闭合时，求R2消耗的最大电功率和最小电功率。
16．如图所示，灯泡L标有“6V 3W”字样（不考虑灯丝电阻变化），定值电阻R1＝28Ω，当开关S1、S2、S3全部闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.75A．求：
（1）电源电压U；
（2）定值电阻R0的大小；
（3）当S1闭合，S2、S3断开时，电路消耗的功率。
17．如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图象，灯泡上标有“12V9.6W”的字样。将它们按图乙所示的电路连接，滑动变阻器上标有“20Ω1.5A”，电流表使用的量程是0～3A，电源电压不变。
（1）求灯泡L正常发光时的电阻RL
（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，灯泡L的实际功率为1W，求电源电压
（3）开关和滑片分别置于什么位置时，电路消耗的电功率最大？最大功率是多少？
18．如图甲所示，电源电压一定，已知小灯泡L上标有“6V，3W”字样，且灯丝电阻不随温度变化，R0＝20Ω，滑动变阻器R的最大阻值为100Ω．求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）只闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片置于某点a时，电压表示数Ua＝8V．电源电压是多少？
（3）已知电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A．在保证电路安全的情况下，只闭合S、S2时，电路消耗总功率的变化范围是多少？
19．火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω．（忽略温度对电阻的影响）
（1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温挡？
（2）R3的阻值是多少欧姆？电火锅处于低温挡正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？
（3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温挡加热汤液2分钟，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？[电能表的铭牌上标有3000r/（kW h）]
20．某科技小组探究如图甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表A的示数I之间的变化关系，得到P与I之间的关系如图乙所示。图甲中R0为定值电阻，电源电压不变。求：
（1）滑动变阻器R消耗的最大功率为多少；
（2）滑动变阻器R的阻值为多大时，滑动变阻器R消耗的功率最大；
（3）滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式。
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