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学科教师辅导讲义
学员编号：
年
级：
九年级
课
时
数：3学员姓名：
辅导科目：
科学
学科教师：
授课主题
C
（专题名称）
电功与电功率综合计算
授课日期及时段
教学内容
一、课前检测1.由电功率公式P=I2R可知，导体中的电流一定时，导体的电功率P与导体的电阻R之间的关系图象是（　　）
A
B
C
D答案：C图甲是研究电流与电压关系的电路图．开关S闭合后．将滑动变阻器的滑片P从a
端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示．实验时，电源电压3V保持不变，结合图象可知，当滑片P位于b端时，定值电阻R0的电功率是_______W
P=UI=3V×0.6A=1.8W．故答案为：1.8．小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转化率较高的电动机。（图中是电动机，电流表，开关，电源串联成的一条通路）设电池电源电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后，读出电流表读数为2A；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表读数是0.6A，则该玩具电动机正常转动时电能转化为机械能的效率为多少？
解：设电源电压为U
当电动机转轴不转时,电动机可认为是纯电阻电器,电动机的电阻就是U/2
当电动机正常旋转后,电动机作功转化为机械能和内能两部分,总功率为P=UI=U×0.6
电动机发热功率为Q=I2×R=0.62×U/2=0.18U效率就是(0.6U-0.18U)/0.6U=70%4.小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率，图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触，且R1、R2均为发热电阻．则当电烤箱处于低档位时，开关S1、S2的状态应该是（　　）开关S1置于触点b，S2断开开关S1置于触点b，S2闭合C．开关S1置于触点a，S2闭合D．开关S1置于触点a，S2断开答案：A二、题型突破1．电动机类型公式W=UIt是普遍适用的公式，而W=I2Rt ，W=U2t/R
适用在电能完全转化成热能的情
况。如果电路中还包含有电动机、电解槽等用电器，这时电能除部分转化为热能外，还要转化为机械能、化学能等，这时电功只能用W=UIt
计算，而不能用W=
I2Rt ，W=U2t/R【知识点一、电动机的机械效率的物理意义】即所转化的机械能所占消耗的总电能之比，一般也用百分数表示。电动机的效率为η＝E/W总（其中E是电动机消耗电能转化成的机械能，W总是电动机消耗的电能总和）
电动机消耗的总电能为W=UIt产生的内能为Q=I
2
Rt
有效的机械能为E=W—Q （4）电动机的效率为η＝E/W总=UIt—I2Rt/UIt【知识点二、电动机的机械功率】
机械功率＝总功率－发热功率（即：PE=
UI—I
2
R）
该电动机的总功率是：P=UI该电动机的发热功率是：P=I2R
电动机的机械功率是：PE=UI—I2R【思维点拨】利用电动机轴不转动，求出电动机的线圈的电阻（设电源电压为U总）R=U/I例1．一个电动机的线圈电阻是4.4Ω，当把它接在220V电压下工作10min。已知：通过线圈的电流是5A,这时电动机做功____J，
线圈产生的热量是_____J。
解析：电动机为非纯电阻电路，求电流所做的功只能用W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105J；求电流产生的热量只能用Q=I2Rt=(5A)2×4.4Ω×600s=6.6×104J。例2．某电动机线圈电阻为1Ω，接在220V的直流电压下，工作电流为1A，则电动机消耗的电功率为_____W；发热损耗的电功率为____
W；转化为机械能的功率为____W。
解析：电动机消耗的电功率为总功率P总=UI=220V×1A=
220W；
发热损耗的电功率P热=I2R=(1A）2×1Ω=1W；
转化为机械能的功率为P机=
P总–P热
=220W-1W
=
219W
2.发热档位问题根据公式P＝U
2/R可知，电路电阻最大时，功率最小．电阻最大就是两电阻串联．电阻最小就是两电阻并联，例1．小明家买了一台电烤箱，发热功率有高、中、低三个档位．小明根据电烤箱的工作情况，跟同学们在实验室组成模拟电烤箱的实验电路如图所示．电源输出电压稳定为6V，两个发热电阻分别为R1=10Ω，R2=20Ω．单刀双掷开关S2可分别与触点a、b接通．请你参与小明他们的研究，分析和解答以下问题：（1）两个开关分别处于什么状态时，模拟电烤箱电路处于“低”档位？为什么？
（2）模拟电烤箱电路处于“中”档位工作时，消耗的电功率是多少？模拟电烤箱电路处于“高”档位工作时，通电10min，电流产生多少热量？
解：（1）当开关S1断开，S2接a时，电路处于“低”档位．
此时电阻R1和R2串联，接入电路的电阻最大，当电压不变时．根据P＝U
2/R可知，此时电功率最小．
答：当开关S1断开，S2接a时，电路处于“低”档位．
（2）当开关S1闭合，S2接a时，只有电阻R2接入电路，电路处于“中”档位．此时电功率P中=P2=
U
2/R＝6V×6V
/
20Ω=1.8W．答：消耗的电功率是1.8W．
（3）当开关S1闭合，S2接b时，两个电阻并联接入电路，此时电路处于“高”档位．P高=P1+P2=
U
2/R
1+P2=6V×6V
/
10Ω+1.8W＝5.4W．通电10分钟产生热量Q=W=P高t=5.4W×600s=3240J．
答：电流产生3240J的热量．例2．小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率．如图是其内部简化电路图，其中开关S1可分别与触点a、b接触．已知：R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，电源电压保持不变．请分析和解答以下问题：
（1）当开关S1置于b端、S2断开时，电烤箱处于什么档位？简述理由．
（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少？
（3）电烤箱在高档位工作时，对食物加热10min，消耗的电能为多少？分析：（1）电烤箱的电压一定，由P=
U
2/R可知电阻越大，功率越小；
（2）利用开关的闭合情况判断出此时电路的连接方式，分析出电烤箱处于什么档位；
（3）由电烤箱在中档位工作时的要求判断出此时开关的通断状态；
由P=UI和I=
U
/R可得到P=
U
2/R，由此计算出电烤箱在中档位工作时的发热功率；
（3）电烤箱在高档位工作时的电阻最小，即两电阻并联时正好在高档位工作，利用W=
U
2t/R计算此时消耗的电能．解：（1）当开关S1置于b端、S2断开时，由图可知两电阻串联，此时总电阻最大为R1与R2的和，由发热功率公式P=U
2/R可知电阻越大，功率越小，因此电烤箱处于低档位；
（2）如果电烤箱在中档位工作，必须开关S1置于b端、S2闭合，此时电路中只接入R1；
此时的发热功率为：P=U
2/R=(220V)2/48.4Ω=1000W；
（3）如果电烤箱在高档位工作，必须开关S1置于a端、S2闭合，此时R1与R2并联；
电路总电阻：R总=48.4Ω×96.8Ω/48.4Ω+96.8Ω≈32.3Ω；
加热10min，消耗的电能为：W=U
2t/R=(220V)2/32.3Ω×60s×10≈8.99071×105J；
答：（1）当开关S1置于b端、S2断开时，是低档位；
（2）中档位工作时发热功率为1000W；
（3）高档位工作时，对食物加热10min，消耗的电能为8.99071×105J．练习1.利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三档的家用电火锅，其发热体电阻丝如图所示．A、B、C为三个接线柱，B是电阻丝中点的接线柱．相信你一定能帮助该厂完成以下工作．
（1）说明各档位的连接方法（文字表述或画图连接均可）．
（2）如果要求低温档发热功率为200W，那么高温和中温两档的发热功率分别应是多大？解：（1）低温档的实际电功率最小，连入电路的电阻最大．将A、C直接接入电源．中温档：中温档的实际电功率比低温档的实际电功率大，中温档连入电路的电阻比低温档连入电路的电阻小．将A、B或B、C接入电源．高温档：高温档的实际电功率最大，连入电路的电阻最小．将A、C连接在一起后，A与B接入电源（或将A、C连接在一起后，B与C接入电源）．
各档位的连接方法如图所示：
（说明：高温档将A、C连接在一起后，也可以将B与C接在电源上）
（2）设A、C间的电阻为R，已知该火锅的低温功率：P低=
U
2/R
=200W，则该火锅的中温功率：P中=2U
2/R
=2P低=400W，该火锅的高温功率：P高=4U
2/R
=4P低=800W．答：高温和中温两档的发热功率分别应是800W和400W．练习2.小星同学为实验室设计了一个多档位电加热器，其工作原理图如图所示．其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其所消耗的电功率可忽略不计．小星设想通过开关的组合，使电加热器能有多档功率．当只S1闭合时，测得功率为200W；当只S2闭合时，测得功率为100W；小星设计此电热器最大发热功率为800W，则（　　）
A．当只S3断开时，功率为500W
B．此电热器一共可有六档不同的功率
C．三个发热电阻的阻值之比为5：10：2
D．此电热器可能有一档的功率为400W答案：C3．功率变化问题例1．如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“1A
10Ω”的字样。当滑动变阻错的滑片P在最右端时闭合开关S，通过灯泡L的电流为0.5A，移动滑动变阻器的滑片P，在电路安全工作的情况下，下列说法正确的是A．向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮B．滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9AC．R1消耗的电功率范围是1.5W-3WD．电路消耗的总功率范围是2.4w～4.5w
答案：D例2．如图所示的电路，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R1标有“1A 20Ω”的字样．当滑动变阻器的滑片P在最右端时，闭合开关S，通过电阻R2的电流为0.5A，此时通过干路中的电流是 A；移动滑动变阻器的滑片P，在电路安全工作的情况下，R1消耗的电功率范围是 W．解：（1）因为R1与R2并联，所以U1=U2=U=6V通过R1的电流I1=U1/R1=6V/20Ω=0.3A；通过干路中的电流I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A．（2）由题意知，滑动变阻器允许通过的电流为1A，所以R1消耗的最大电功率P1max=U1Imax=6V×1A=6W；当滑片接入电路的电阻最大时，此时消耗的功率最小，P1最小=U1I1=6V×0.3A=1.8W；故滑动变阻器的阻值范围是1.8W～6W．故答案为：0.8；1.8W～6W．练习1.如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“1A 10Ω”的字样．当滑动变阻器的滑片P在最右端时闭合开关S，通过灯泡L的电流为0.5A，移动滑动变阻器的滑片P，在电路安全工作的情况下，下列说法正确的是．
A．向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B．滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
C．R1消耗的电功率范围是1.5W-3W
D．电路消耗的总功率范围是2.4W～4.5W．答案：D练习2.如图所示的电路，电源电压为6伏且保持不变．滑动变阻器R2标有“2A 10 “的字样．滑动变阻器滑片P在最右端时，闭合电键S，通过电阻R1的电流为0.5安．求：（1）电阻R1的阻值；
（2）通过干路中的电流；
（3）移动滑动变阻器滑片P，在电路安全工作的情况下，R2消耗的电功率范围．解：（1）因为R1与R2并联，所以U1=U2=U=6V电阻R1的阻值为：R1=U1/I1=6V/0.5A=12Ω；答：电阻R1的阻值为12Ω．
（2）当滑片在最右端时，R2的阻值最大，为10Ω．所以干路中的电流为：I=I1+U/R2=0.5A+6V/10Ω=1.1A答：通过干路中的电流为1.1A．
（3）由题意知，滑动变阻器允许通过的电流为2A．所以滑动变阻器允许的最小阻值为：R最小=U/I最大=6V/2A=3Ω当滑片在最右端时，电阻值最大，此时消耗的功率最小．P最小=U2/R最大=（6V）2/10Ω=3.6W当滑动变阻器的阻值为3Ω时，其功率最大．P最大=
U2/R最小=（6V）2/3Ω=12W答：滑动变阻器的阻值范围是3.6W～12W图像类题目下列四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间的函数关系是（　　）
A
B
C
D答案：C2.如图1所示的电路中，电源两端的电压10V恒定不变，已知定值电阻R1消耗的电功率P1随其两端的电压U1变化的图象如图2所示．请根据图象判断：当电阻R1消耗的电功率P1为4W时，R2两端的电压U2为 V，在滑片P移动的过程中，R2消耗的电功率P2与它两端的电压U2关系式为 答案：8
,
P2=U2(10V U2)3.如图所示，直线A为电源的U-I图象，直线B为电阻R的U-I图象，用该电源与电阻R组成闭合电路时，则该电源电动势为 V，电源内阻为 Ω，电阻R上消耗的电功率为
W
答案：9（或8.8～9.2）；
1.5（1.47～1.53）；
12（11.9～12.1）如图所示，直线A为电源的U-I图象，直线B为电阻R的U-I图象，用该电源与电阻R组成闭合电路时，下列说法中正确的是（　　）
A．电阻R的阻值为3Ω
B．电源的内阻为1.5Ω
C．电源两端的电压为6V
D．电源消耗的总功率为24W
答案：ABC三、专题过关1．电动机类型1．电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A。问：每分钟该电动机消耗的电能是多少？已知电流通过导体时产生的热量Q=
I2
R
t（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少 （3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少
解析：（1）消耗的电能W总=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J
产生的热量Q热=
I2R
t=(50A)2×0.4Ω×60s=6×104J
所做的机械功W机=W总-Q热=6.6×105J－6×104J=6×105J小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机，设电池的电压为6V恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A，则电动机线圈电阻为 ，电动机的功率为 ；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0
6A，则该玩具电动机正常转动时1min产生的热量为 ，将电能转化为机械能的效率为 ．
答案：3Ω，12W，64.8J，70%．3.你肯定见过，风扇通电后的转速是由慢逐渐变快的，那么你猜在这个过程中，通过风扇内电动机的电流会不会变化呢？如果转动中的风扇因为受到阻碍而停止，通过风扇内电动机的电流又会如何变化呢？会带来什么后果呢？如图1，把一个玩具电动机、一个小灯泡和电池串联起来，接通电路后，电动机便开始由慢到快转动起来，这时我们会发现刚通电时，电动机转速还较慢，灯泡最亮，而随着电动机转速变快，灯泡则逐渐变暗了．且当电动机转得最快时，灯泡也最暗，怎么样，你一定觉得很新奇有趣吧？那么现在让我们一起来动动脑筋，请你根据上述现象分析回答下列问题：
（1）在图1所示的电路中，如果用手指捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度将 ，通过电动机的电流将 ．（填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）家用电风扇的主要部分就是电动机，如果转动中的电风扇受到外物阻碍，（如有衣服被吸到扇叶上）而无法转动，可能会导致火灾的发生，请你简要分析其中的原因．
（3）小李有一辆玩具电动汽车，由于故障无法行驶，于是小李将玩具中的电机拆下后接入如图2所示的电路中．电源的电压不变，闭合开关后发现电动机的转轴不转动，此时电流表的示数为2A；然后小李断开开关维修电动机，当电动机正常转动时又读出电流表的读数为0.2A．则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为
答案：（1）变亮；变大；
（2）如果转动中的电风扇受到外物阻碍，而无法转动风扇，停转后，由于电动机接入电路的是线圈，线圈的电阻不变，所以电流会增大，根据焦耳定律Q=I2Rt知，相同时间内产生的电热会大幅度增加，进而引发火灾；（3）90%．2.发热档位问题1.某电器厂欲设计一种低、中、高温三档的家用电饭锅，要求高温档的发热功率为1000W；其发热体电热丝如下图虚线框内所示，A、B、C为电热丝的三个接线柱，B连接电热丝的中点．（电源电压保持不变）．如果你是设计人员，那么：
（1）请在下图中按要求分别画出各档位工作时的连接方式；
（2）分别计算出中、低两档的发热功率．解：（1）低温档的实际电功率最小，连入电路的电阻最大，将A、C直接接入电源；
中温档：中温档的实际电功率比低温档的实际电功率大，中温档连入电路的电阻比低温档连入电路的电阻小，将A、B或B、C接入电源；高温档：高温档的实际电功率最大，连入电路的电阻最小．将A、C连接在一起后，A与B接入电源（或将A、C连接在一起后，B与C接入电源）；连接方法如图所示：
（2）设AC间或BC间的电阻为R，电饭锅处于高温档时，电路中的电阻为R/2由P=
U
2/R可得，
P高=
2U
2/R=1000W，即U
2/R
=500W，电饭锅处于中温档时，P中=
U
2/R
=500W，电饭锅处于低温档时，
P低=1/2×U
2/R=1/2×500W=250W．答：（1）各档位工作时的连接方式如上图所示；（2）中、低两档的发热功率分别为500W、250W．2.小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图所示．其中R1、R2、R3为发热电阻．三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其所消耗的电功率可忽略不计．小星设想通过开关的组合，使电加热器能有200W、300W、…、900W共七挡功率．他设计了其中二个档位的表格：表中的“√”表示对应的开关闭合，相应的指示灯亮：“×”表示对应的开关断开，相应的指示灯熄灭；功率栏给出了相应状态时电加热器的功率值．档位开关状态功率S1S2S31√××200W2×√×300W按照他的设想，帮他计算电加热器在第1档位正常工作时的电流，在第2档位正常工作5小时可以产生的热量．（2）当功率为900W时，开关S1、S2、S3的状态分别是什么？R3的阻值是多少？
（3）另外四个功率档位的功率值分别是多少？（该问无需写计算过程
）解：（1）第1档位正常工作时的电流为I1=
P1
/U=200W/220V≈0.91A；第2档位正常工作5小时产生的热量为Q=W=P2t=300W×5×3600s=5.4×106J．（2）∵总功率等于各用电器功率之和，∴电加热器的最大功率P7=900W时，开关S1、S2、S3都应闭合；R3的功率为P3=P7-P1-P2=900W-200W-300W=400W，R3的阻值为R3=U2/P3=（220V）2/400W=121Ω．
（3）由题意可知：P3=400W，P4=P1+P2=200W+300W=500W，P5=P1+P3=200W+400W=600W，P6=P2+P3=300W+400W=700W．
答：（1）电加热器在第1档位正常工作时的电流约为0.91A，在第2档位正常工作5小时产生的热量为5.4×106J．（2）当功率为900W时，开关S1、S2、S3都闭合；R3的阻值为121Ω．（3）另外四个功率档位的功率值分别为400W、500W、600W、700W．3.在学习了电学知识后，同学们尝试“设计电路和编制习题”，老师提供了以下器材：电源、两个“12V
18W”的电阻和若干开关、足量导线。⑴李军第一个完成设计，他设计的电路如图所示．他编制的
试题是：“在如图所示的电路中，闭合开关S1，通电5min产
生多少热量 ”
请写出计算过程。⑵王华思考一会儿，设计了能提供两种功率工作的电路。编制的试题是：“在李军设
计的电路基础上再连一个开关，使电路能以两种功率工作，其大、小功率之比是
___。”⑶张明经过认真思考后，再使用了第三个开关，设计了能提供三种功率工作的电路。请你在图中的方框内，画出张明所设计的最终电路图。答案：（1）电阻的阻值：R=U2／P=
(12V)2／18W=8Ω通过电阻的电流：I=U／R串=U／2R=12W(2×8Ω)=0.75A
电路通电5min产生的热量：Q=IR串t=(0.75A)2×2×8Ω×60×5s=2.7×103J
（2）2∶1
（3）见下右图
3．功率变化问题1.如图所示的电路，电源电压为6伏且保持不变．滑动变阻器R2标有“2A,20Ω”的字样．滑动变阻器滑片P在最右端时，闭合电键S，电流表示数为0.2安．求：①滑动变阻器两端的电压；
②电阻R1的阻值；
③在电路安全工作的情况下，选择合适的量程，移动滑动变阻器滑片P，R1消耗的最大电功率．解：①由题意知，滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值，滑动变阻器两端的电压U2=IR2=0.2A×20Ω=4V，答：滑动变阻器两端的电压是4V．②由串联电路的特点知，电阻R1两端的电压U1=U-U2=6V-4V=2V，电阻电阻R1的电阻 R1=U1/I1=2V/0.2A=10Ω，答：电阻R1的阻值是10Ω．③当滑动变阻器滑片P在最左端即滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电阻R1消耗的功率最大，R1消耗的最大电功率P=U2/R1（6V）2/10Ω==3.6W，答：R1消耗的最大电功率是3.6W．2.如图所示的电路，电源电压为6伏且保持不变．滑动变阻器R2标有“1.5A 20Ω”的字样．滑动变阻器滑片P在最左端时，闭合电键S，通过电阻R1的电流为0.4安．求：①电阻R1的阻值．
②通过干路中的电流．
③移动滑动变阻器滑片P，在电路安全工作的情况下，电路消耗的总电功率范围．答：①电阻R1的阻值为15Ω；②通过干路中的电流为0.7A；③移动滑动变阻器滑片P，在电路安全工作的情况下，电路消耗的总电功率范围为4.2W～11.4W．3.如图所示的电路中，电源电压保持18V不变，定值电阻R1=6Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样．闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P到某位置时，电压表V1示数为6V，求：（1）通过电阻R1的电流；
（2）电阻R1消耗的功率；
（3）在电路能安全工作的情况下，滑动变阻器R2可调节的阻值范围．（电压表V1和V2的量程均为0～15V）答：（1）通过电阻R1的电流为1A；（2）电阻R1消耗的功率为6W；（3）在电路能正常工作的情况下，滑动变阻器R2连入电路的阻值范围为3Ω～30Ω．4.如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样．闭合电键S，移动滑片P到某位置时，电压表V的示数为6伏，电压表V1的示数如图所示，电流表A的示数为0.2安．
求：（1）电阻R1的阻值．（2）通电10秒，电流通过电阻R1所做的功W1．（3）移动滑动变阻器滑片P，在电路安全工作的情况下，R1消耗的电功率范围．答：（1）电阻R1的阻值是10Ω．（2）通电10秒，电流通过电阻R1所做的功是4J．（3）R1消耗的电功率范围是0.1W～0.9W．四、课后作业1.小红家买了一台电热器，有高、低两个档位的发热功率，如图是其电路示意图．
（1）如果 R1=R2=60.5Ω，则电热器在旋钮开关接静触点“1”时处于 （选填“高”或“低”）档位，电功率为 W，接静触点“2”时通电1min产生的热量是 J．
（2）小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾．该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的 点处．故答案为：（1）低；400；48000；（2）C．2.在如图所示的电路中，电源电压保持不变．电路中滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，电阻R1的阻值为4Ω．当滑片在滑动变阻器的最右端a点时，闭合电键，电压表的示数为1.5V，求：（1）通过电阻R1的电流．（2）电源电压．（3）为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏，滑动变阻器的取值范围．答：（1）通过电阻R1的电为0.375A．（2）电源电压为9V．（3）滑动变阻器的取值范围应为11～20欧．
3.如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流的变化关系如图所示，则变阻器的最大阻值是 ，电压表V2对应示数的变化范围 ．
解：（1）由图可知，当滑片P在A端，时电源电压加在R1上，∴U=12V；当滑片P在A端时：R1=U1/I1＝12U/1.5A=8Ω；当P在B端时：R总=
U1/I2=12U/0.5A
=24Ω，滑动变阻器的最大阻值：R2=R总-Rl=24Ω-8Ω=16Ω；（2）当P在A端时：电压表V2的示数为OV，由右图可知，当P在B端时：U1′=4V，∴U2′=U-U1′=12V-4V=8V，∴电压表V2示数的变化范围为：0～8V．4.如图所示，电源电压为6V且保持不变，小灯泡L的规格为”3V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A．当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？在10s内电流通过R1所产生的热量是多少？（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？R2的电功率的变化范围是多少？答：（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为3Ω．在10s内电流通过R1所产生的热量是30J．（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω．R2的电功率的变化范围是3W-6W．5.在如图所示电路中，电源电压保持6V不变，定值电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电流表量程“0-0.6A”，电压表量程“0-3V”，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片P自b端向左移动过程中，保证电表安全．电路总功率与电流的关系图象是（　　）
．
C．
A
B
C
DP最大=6V×0.3A=1.8W．故选D．小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图（a）所示的电路中，已知电源电压U=3V，并保持不变，接通电路后，电动机没转动时，电流表读2A；电动机正常转动，电流表读数I=0.8A，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b）所示，摩擦不计，求：
（1）电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q．
（2）电动机输出的机械功率P．
（3）电动机能量转换效率η．
答：（1）电机正常运转时消耗的电能为144J，线圈产生的热量Q为57.6J．（2）电动机输出的机械功率P为1.44W．（3）电动机能量转换效率η为60%．五、专题总结题
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