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第十八章　电功率　能力提升
1．(2025·重庆南岸区模拟)如图所示是某款国产手机，该手机使用60 W的充电器30 min可充满一次电。下列关于该手机的估测数据中最符合实际的是( )
A．该手机的长度约为1.2 dm
B．该手机的质量约为800 g
C．正常使用时后壳的温度约为80 ℃
D．充满一次电消耗的电能约为0.18 kW·h
2．(2022·重庆中考)如图所示的电路中，电源电压保持不变，L为阻值不变的灯泡。开关S闭合后，滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，下列判断正确的是( )
A．灯泡L变暗
B．电压表示数变大
C．电路的总功率变大
D．电压表示数与电流表示数的比值变大
3．(2025·重庆一模)如图所示，电源电压恒为5 V，电压表测量范围为“0～3 V”，电流表测量范围为“0～0.6 A”，滑动变阻器规格为“40 Ω1 A”，小灯泡L标有“4 V　1.6 W”的字样(灯丝电阻不变)；闭合开关S后，若保证所有元件都能安全使用，则移动滑动变阻器的滑片P，下列说法中正确的是( )
A．滑片P向左移动时，电压表示数变大，电流表示数变大
B．滑动变阻器连入电路的阻值为5 Ω时，灯泡90 s消耗电能50 J
C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为2.5～40 Ω
D．整个电路中消耗的总功率变化范围为1～2 W
4．(2025·天津南开区模拟)如图甲所示，电源电压恒定不变，R为定值电阻，滑动变阻器的最大电阻为9 Ω，电流表的测量范围为0～3 A，电压表的测量范围为0～3 V。闭合开关S，在滑动变阻器滑片P从a端移向b端的过程中，电路的总功率、定值电阻的功率及滑动变阻器的功率与电流的关系图线如图乙所示，下列说法中正确的是( )
　
A．图乙中曲线1是定值电阻R的P－I图像
B．滑片移动过程中，电压表示数的变化范围为1～3 V
C．滑动变阻器的滑片P处于最大电阻时，电路的总功率为3 W
D．当滑动变阻器功率为0.72 W时，其滑片所处的位置有两处
5．(2024·重庆中考)将标有“2 A”但最大阻值未知的滑动变阻器R1、阻值为15 Ω的R2和标有“2.5 V 1．25 W”的灯泡L(不计灯泡电阻变化)接入如图所示的电路，其中电源具有6 V和另一电压未知的挡位，电压表测量范围为0～3 V，电流表测量范围为0～0.6 A。灯泡的额定电流为 A。将电源调到电压未知的挡位，只闭合开关S和S2，当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时，灯泡正常发光，移动滑片使R1接入电路的阻值增大6 Ω，电流表示数变化了0.2 A。保障电路安全，只闭合开关S和S1，通过调节滑动变阻器及电源电压，电路的最大功率和最小功率之差为 W。
6．(2023·重庆中考)如图所示的电路，电源电压恒为6 V，白炽灯泡L1标有“5 V　0.25 A”，白炽灯泡L2标有“6 V　3 W”，R的阻值为10 Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡 更亮；只闭合开关S2时，R的功率为 W。
7．(2022·重庆中考)如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6 V　0.3 A”字样，电流表测量范围为0～0.6 A、电压表测量范围为0～3 V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10 s内消耗的电能为 J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示；当断开S1、闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1＝ A(忽略小灯泡电阻变化)。
　　
8．(2024·重庆中考)如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中R1的阻值为48.4 Ω，R1和R2均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温挡，正常工作时，保温挡功率为110 W。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
　　
(1)求饮水机在保温挡正常工作时的电流；
(2)当只有饮水机工作时，将3 kg水从10 ℃加热到100 ℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率η；
(3)为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1 m2太阳能电池一天能发电0.4 kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3 h，保温时间计为8 h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。
9．(2023·重庆中考)李老师桌上有一张老式加热鼠标垫(内有一根加热电阻丝)，鼠标垫质量为200 g，规格为“5 V　5 W”。忽略温度对电阻的影响。
(1)求鼠标垫的电阻；
(2)鼠标垫正常工作10 min，温度升高7 ℃，若此过程中热损失为30%，估算鼠标垫的比热容；
(3)月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围，现有12 V的电源、规格为“5 Ω　2 A”“20 Ω　1 A”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，请你帮她选择合适的滑动变阻器接入电路，并计算改装后电路消耗的最大功率与最小功率的差值。
10．(2022·重庆中考)商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座(如图甲所示)计费，某摊位使用空气炸锅烹制食物，如图乙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路，其额定电压为220 V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1＝40 Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(S1、S2不会同时闭合)，只闭合S3时为中温挡，额定功率为440 W。求：
(1)R2的电阻；
(2)高温挡正常工作100 s，电流通过R1产生的电热；
(3)只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丙所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率(已知商用电费单价为0.75元/kW·h)。
　
11．(2022·重庆中考)如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12 V　18 W”字样(R1和L电阻均恒定不变)，滑动变阻器R的最大阻值为40 Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1 A。求：
(1)电源电压；
(2)当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
(3)当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1 min产生的最大热量。第十八章　电功率　能力提升
1．(2025·重庆南岸区模拟)如图所示是某款国产手机，该手机使用60 W的充电器30 min可充满一次电。下列关于该手机的估测数据中最符合实际的是(　A　)
A．该手机的长度约为1.2 dm
B．该手机的质量约为800 g
C．正常使用时后壳的温度约为80 ℃
D．充满一次电消耗的电能约为0.18 kW·h
2．(2022·重庆中考)如图所示的电路中，电源电压保持不变，L为阻值不变的灯泡。开关S闭合后，滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，下列判断正确的是(　C　)
A．灯泡L变暗
B．电压表示数变大
C．电路的总功率变大
D．电压表示数与电流表示数的比值变大
3．(2025·重庆一模)如图所示，电源电压恒为5 V，电压表测量范围为“0～3 V”，电流表测量范围为“0～0.6 A”，滑动变阻器规格为“40 Ω1 A”，小灯泡L标有“4 V　1.6 W”的字样(灯丝电阻不变)；闭合开关S后，若保证所有元件都能安全使用，则移动滑动变阻器的滑片P，下列说法中正确的是(　D　)
A．滑片P向左移动时，电压表示数变大，电流表示数变大
B．滑动变阻器连入电路的阻值为5 Ω时，灯泡90 s消耗电能50 J
C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为2.5～40 Ω
D．整个电路中消耗的总功率变化范围为1～2 W
4．(2025·天津南开区模拟)如图甲所示，电源电压恒定不变，R为定值电阻，滑动变阻器的最大电阻为9 Ω，电流表的测量范围为0～3 A，电压表的测量范围为0～3 V。闭合开关S，在滑动变阻器滑片P从a端移向b端的过程中，电路的总功率、定值电阻的功率及滑动变阻器的功率与电流的关系图线如图乙所示，下列说法中正确的是(　D　)
　
A．图乙中曲线1是定值电阻R的P－I图像
B．滑片移动过程中，电压表示数的变化范围为1～3 V
C．滑动变阻器的滑片P处于最大电阻时，电路的总功率为3 W
D．当滑动变阻器功率为0.72 W时，其滑片所处的位置有两处
5．(2024·重庆中考)将标有“2 A”但最大阻值未知的滑动变阻器R1、阻值为15 Ω的R2和标有“2.5 V 1．25 W”的灯泡L(不计灯泡电阻变化)接入如图所示的电路，其中电源具有6 V和另一电压未知的挡位，电压表测量范围为0～3 V，电流表测量范围为0～0.6 A。灯泡的额定电流为 0.5 A。将电源调到电压未知的挡位，只闭合开关S和S2，当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时，灯泡正常发光，移动滑片使R1接入电路的阻值增大6 Ω，电流表示数变化了0.2 A。保障电路安全，只闭合开关S和S1，通过调节滑动变阻器及电源电压，电路的最大功率和最小功率之差为 1.95 W。
6．(2023·重庆中考)如图所示的电路，电源电压恒为6 V，白炽灯泡L1标有“5 V　0.25 A”，白炽灯泡L2标有“6 V　3 W”，R的阻值为10 Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡 L1 更亮；只闭合开关S2时，R的功率为 0.4 W。
7．(2022·重庆中考)如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6 V　0.3 A”字样，电流表测量范围为0～0.6 A、电压表测量范围为0～3 V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10 s内消耗的电能为 18 J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示；当断开S1、闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1＝ 0.45 A(忽略小灯泡电阻变化)。
　　
8．(2024·重庆中考)如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中R1的阻值为48.4 Ω，R1和R2均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温挡，正常工作时，保温挡功率为110 W。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
　　
(1)求饮水机在保温挡正常工作时的电流；
(2)当只有饮水机工作时，将3 kg水从10 ℃加热到100 ℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率η；
(3)为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1 m2太阳能电池一天能发电0.4 kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3 h，保温时间计为8 h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。
(1)保温挡功率P保温＝110 W，由P＝UI得，保温挡正常工作时的电流I保温＝＝＝0.5 A；
(2)水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×3 kg×(100 ℃－10 ℃)＝1.134×106 J，
饮水机消耗的电能W＝1 862.59 kW·h－1 862.24 kW·h＝0.35 kW·h＝1.26×106 J，
饮水机加热效率η＝×100%＝×100%＝90%；
(3)当S，S 1闭合时电路中只有R1工作，此时饮水机为加热挡，P加热＝＝＝1 000 W＝1 kW，
每天加热3小时消耗电能W加热＝P加热t加热＝1 kW×3 h＝3 kW·h，
保温挡功率P保温＝110 W＝0.11 kW，
每天保温8 h消耗电能W保温＝P保温t保温＝0.11 kW×8 h＝0.88 kW·h；
每天需消耗电能：W′＝W加热＋W保温＝3.88 kW·h，
3天需消耗电能：W总＝3.88 kW·h×3＝11.64 kW·h，
需太阳能电池板的面积：S＝＝29.1 m2。
9．(2023·重庆中考)李老师桌上有一张老式加热鼠标垫(内有一根加热电阻丝)，鼠标垫质量为200 g，规格为“5 V　5 W”。忽略温度对电阻的影响。
(1)求鼠标垫的电阻；
(2)鼠标垫正常工作10 min，温度升高7 ℃，若此过程中热损失为30%，估算鼠标垫的比热容；
(3)月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围，现有12 V的电源、规格为“5 Ω　2 A”“20 Ω　1 A”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，请你帮她选择合适的滑动变阻器接入电路，并计算改装后电路消耗的最大功率与最小功率的差值。
(1)由P＝得，鼠标垫的电阻为：
R鼠标垫＝＝＝5 Ω；
(2)鼠标垫正常工作10 min消耗的电能为：
W＝Pt＝5 W×10×60 s＝3 000 J；
由热损失为30%，得鼠标垫吸收的热量Q＝(1－30%)W，由Q＝cmΔt得，
鼠标垫的比热容为：
c＝＝＝＝1.5×103J/(kg·℃)；
(3)由P＝UI得，鼠标垫允许通过的最大电流为：
I鼠标垫大＝＝＝1 A；
因通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，所以滑动变阻器应与鼠标垫串联，根据串联电路分压原理，滑动变阻器至少应负担电压：
U滑＝U－U鼠标垫＝12 V－5 V＝7 V；
滑动变阻器连入电路的阻值最小应为：
R滑小＝＝＝7 Ω；
故应选规格为“20 Ω　1 A”的滑动变阻器接入电路；
因为电路中允许通过的最大电流为1 A，所以改装后电路消耗的最大功率为：
P大＝UI鼠标垫大＝12 V×1 A＝12 W，
当滑动变阻器连入电路的电阻值最大时，电路中电流最小，消耗的电功率最小，为：
P小＝＝＝5.76 W，
改装后电路消耗的最大功率与最小功率的差值为：
ΔP＝P大－P小＝12 W－5.76 W＝6.24 W。
10．(2022·重庆中考)商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座(如图甲所示)计费，某摊位使用空气炸锅烹制食物，如图乙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路，其额定电压为220 V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1＝40 Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(S1、S2不会同时闭合)，只闭合S3时为中温挡，额定功率为440 W。求：
(1)R2的电阻；
(2)高温挡正常工作100 s，电流通过R1产生的电热；
(3)只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丙所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率(已知商用电费单价为0.75元/kW·h)。
　　
(1)只闭合S3时，空气炸锅为中温挡，电路为R2的简单电路，
由P＝UI＝可知，R2的电阻：R2＝＝＝110 Ω；
(2)当只闭合S2时，R1、R2串联；当闭合S1、S3，断开S2时，R1、R2并联；
因并联电路的总电阻小于任一分电阻，串联电路中的总电阻大于任一分电阻，所以由P＝UI＝可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，空气炸锅为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，空气炸锅为低温挡；
则高温挡时，由并联电路的特点和欧姆定律可知，通过R1的电流：I1＝＝＝5.5 A，
则高温挡正常工作100 s，电流通过R1产生的电热：Q＝IR1t＝(5.5 A)2×40 Ω×100 s＝1.21×105 J；
(3)由图甲和丙可知，空气炸锅工作15 min所需的电费为0.06元，
则空气炸锅工作15 min消耗的电能：W＝＝0.08 kW·h，
因此该空气炸锅消耗的电功率：P＝＝＝0.32 kW＝320 W。
11．(2022·重庆中考)如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12 V　18 W”字样(R1和L电阻均恒定不变)，滑动变阻器R的最大阻值为40 Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1 A。求：
(1)电源电压；
(2)当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
(3)当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1 min产生的最大热量。
(1)当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，电路为灯泡L的简单电路，因为此时灯泡正常发光，所以电源电压：U＝U额＝12 V；
(2)由P＝UI＝可知，灯泡的电阻：RL＝＝＝8 Ω，
当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，灯泡L与滑动变阻器R串联，此时滑动变阻器接入电路的电阻R＝40 Ω，
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流：I＝＝＝＝0.25 A，
由串联电路的电流特点可知，此时通过灯泡的电流：IL＝I＝0.25 A；
(3)当所有开关都闭合，P位于最右端时，灯泡L与电热丝R1并联，
此时通过灯泡的电流：IL′＝＝＝1.5 A，
由并联电路的电流特点可知，此时通过电热丝R1的电流：I1′＝I′－IL′＝2.1 A－1.5 A＝0.6 A，
由欧姆定律可知，电热丝R1的阻值：R1＝＝＝20 Ω，
当只闭合开关S和S1时，滑动变阻器与电热丝R1串联，
由Q＝I2Rt可知，在电热丝R1的阻值和通电时间t一定的情况下，通过电热丝R1的电流越大，产生的热量越多，
由串联电路电阻特点和欧姆定律可知，滑动变阻器滑片P移至最右端时，接入电路的电阻为零，此时电路中的电阻最小，通过电热丝R1的电流最大，产生的热量最多，
此时通过电热丝R1的电流：I″＝＝＝0.6 A，
则电热丝R1工作1 min产生的最大热量：Q＝I″2R1t＝(0.6 A)2×20 Ω×60 s＝432 J。

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