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备战2022年中考物理真题分项演练——动态电路计算
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这是一份备战2022年中考物理真题分项演练——动态电路计算，共67页。试卷主要包含了0×103J/]求，3A，求R2的最大阻值；， 600Ω 等内容，欢迎下载使用。
备战2022年中考物理真题分项演练——动态电路计算
1. （2021聊城）如图所示电路中，电源电压不变，R1=20，滑动变阻器R2的最大阻值为60，小灯泡L的额定电压为5V，电流表的量程(0～0.6A或0～3A)．只闭合S2时，电流表的示数为0.4A；只闭合S3，且变阻器的滑片P在正中点时，电流表的示数为0 .3A．(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)电源电压和灯丝电阻．
(2)只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，变阻器 R2连入电路的阻值．
(3)闭合S1、S2、S3，为保证不损坏电流表，变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围．
2.（2021上海）在图 7 所示电路中，电源电压为 6V 且保持不变，滑动变阻器 R2 允许通过最大电流为 3A。电流表 A、A1 的表盘均如图 8 所示。变阻器滑片 P 位于最大阻值处，闭合开关 S，电流表 A1 示数为 0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。
①求电阻 R1 的阻值
②求此时经过变阻器 R2 的电流I2
③移动变阻器滑片 P，在电路安全工作的前提下，求变阻器 R2 消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min:P2max
3．（2021营口）图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40℃，c牛奶＝4.0×103J/（kg•℃）]求：
（1）电阻R2的阻值是多少；
（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从20℃加热到40℃。
4.（2021毕节）某电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示。求：
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
(2)电阻R2的阻值。
5. （2021包头）图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”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30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的则值为12Ω时。灯正常发光（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分钟消耗的电能；
（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）
6.（2021乐山）如图所示电路中，灯泡L标有“6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5A，并且灯泡L正常发光；当开关S1闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为 0.25A。求：
（1）电源电压；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）开关S1闭合后，电路中的最小功率。
7. （2021济宁）如图所示的部分电路中，R1为定值电阻、R2滑动变阻器，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。电源电压恒定，若将a、b分别接在电源两端，电流表的示数为0.4A，电压表的示数为3V。
（1）只将b、c分别接在电源两端，当滑片滑至中点时，电流表的示数为0.3A，求R2的最大阻值；
（2）只将a、c分别接在电源两端，当滑片滑至最右端时，求电路的总功率；
（3）将b接在电源一端，a、c连接后接在电源的另一端，让滑片P由最右端逐渐向左滑动，求R2允许接入电路的最小阻值。
8.（2021天津）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。
9. （2021泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
10. （2021宜昌）如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。
（1）当秤盘为空时，R的阻值为______；
（2）体重为600N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4V，则R0的阻值是多少?（ ）
（3）若小华站在体重秤上，5s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J，则小华的体重为多少牛? （ ）
11. （2021黄石）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9V 9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
12. （2021安顺）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3V0.6A”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求:
（1）灯丝电阻；
（2）当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；
（3）当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。
13.（2021昆明）如图19所示的电路，电源电压为6V保持不变，R1=4d开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表V1的示数为2V,求：
（1）电压表V2的示数；
（2）电流表的示数；
（3）整个电路的功率；
（4）当滑片滑到b端时，通电1min电流做的功.
14.（2021苏州）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω.
（1）图甲中应将b端与 ▲ 端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 ▲ 极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 ▲ Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 ▲ ℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统.为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关， ▲ ；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关， ▲ ，完成电路调试.
15. （2021长春）鉴定牛奶、酒的品质，农业选种时配制盐水等，都需要测量密度。为此，某科技小组设计了一款多量程密度计，其示意图如图甲所示。电源电压恒定不变，电流表量程选用0～0.6A，将电流值标记为对应的液体密度值。压敏电阻R1所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；压敏电阻R2所受压力每增加1N，阻值减小△R，实验中R1、R2的阻值随压力变化的规律不变。（装置中杯子质量忽略不计，ρ水=l.0g/cm3，g=10N/kg）
（1）闭合开关，电流表示数如图乙所示，为______A；将杯子放在R1上，向杯子中缓慢注入重1.6N、密度为1.6g/cm3的液体，在杯子外表面标记出液面位置，此时R1的阻值为2Ω，电流表示数为0.6A，则R1不受压力时的阻值为______Ω，电源两端的电压为______V；
（2）倒出杯子中的液体，将杯子擦干放在R2上，向杯子中缓慢注入水，使水面到达标记处，电流表示数为0.6A；如果杯子放在R2上时缓慢注入另一种液体，液面到达标记处时，电流表示数为0.5A，则这种液体的密度应为______g/cm3；
（3）分析发现，与杯子放在R1上制作的密度计相比较，杯子放在R2上制作的密度计的优点是______。
16. （2021福建）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
17. （2021河南）小聪利用光光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图17所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。电控制电路中电源电压U恒为6V。定值电阻R0为220Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度一代单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在着一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值_____________（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______________（选题“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被____________（选题“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？
18. （2021衡阳）某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米，均匀电阻丝长为30厘米，阻值为15欧，电源电压恒为9伏，保护电阻为3欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力与弹簧长度改变量的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
（1）无风时，求通过的电流；
（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；
（3）某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速预计为，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进，在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为，（其中为常量，数值为0.6），假设你为改小组成员，请你计算出风速为时，改进后的电路中电压表的示数。
19. （2021陕西）某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。
（1）按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？
（3）电热丝R1的阻值是多大？
20. （2021内江）电子秤的应用在我们日常生活中已经十分普遍，下如图所示，是某位同学利用电压表设计的一个简易电子秤示意图。其中，电源的电压为3V，V是电压表（也是电子秤的示数表盘），R0是阻值为6Ω的定值电阻，R是一根长为4cm阻值为12Ω的均匀电阻丝（单位长度的电阻丝的阻值相等），P是与弹簧C连接在一起的金属滑片，弹簧所受压力F与压缩量的关系如下表所示。在不称量重物时，滑片P刚好位于电阻丝R的最上端a处，弹簧处于自然状态。滑片、弹簧的电阻均不计，塑料盘和金属板的重力不计，g=10N/kg。当开关S闭合后，则
（1）该电子秤工作时的电功率是多少？
（2）当电压表示数为1V时，所称重物的质量是多少？
21. （2021烟台）图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。
（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?
（2）只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
（3）只闭合S1和S3，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?
22. （2021鞍山）某品牌电饭煲有加热和保温两个挡位，其简化电路如图所示，其中和均为发热电阻，额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热；当锅内温度达到一定温度时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接触，使电饭煲处于保温状态。若将一锅质量为3kg、初温为40℃的粥加热至100℃，需要加热15min，消耗0.25kW·h的电能。求：[粥的比热容]
（1）保温状态下，通过的电流是多少？（结果保留两位小数）
（2）的电阻是多少？
（3）在此次加热过程中粥吸收了多少热量？该电饭煲在加热过程中的效率是多少？
23．（2021遵义）某同学利用恒压电源、定值电阻R1和滑动变阻器R2，先后连接了如图甲、乙所示电路。在图甲电路中，该同学将滑片P置于最右端后闭合开关，此时电流表、电压表的示数分别为0.30A、15.0V；再将滑片P移至某一位置时，电流表、电压表的示数分别为0.50A、9.0V。在图乙电路中，该同学接入两只电流表（图中未画出），在保证电路安全的前提下，将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值，测得两电流表的示数并记录在下表中。
（1）求R2的最大阻值；
（2）求R1的阻值和电源电压；
（3）请分析图乙电路中电流表A1、A2的接入位置并计算R2每次改变的阻值？
24.（2021宿迁）新冠疫情期间，进入校园人员要接受体温检测，电子体温计是方便快捷的测温仪器。小华与小明从网上查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏电阻。他们买来两个相同的热敏电阻Rx，放入各自准备的恒温箱内（虚线框所示），通过调节恒温箱内的温度，测量热敏电阻在不同温度时的阻值。小华使用阻值为100Ω的电阻R1等器材设计了如图甲所示电路，将实验数据记录于表一中，小华对表一中的数据深感疑惑。老师告诉他，他使用的是实验室中的恒流电源（提供恒定电流的电源）。小明则利用恒压电源（提供恒定电压的电源）和定值电阻R2等器材设计了如图乙所示的电路，并将实验数据记录于表二中，回到教室，才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。
表一
表二
（1）求热敏电阻分别在32℃和42℃时的阻值。
（2）在表格中记录的温度范围内，求小华设计的电路消耗电功率的最大值。
（3）求小明设计的电路中恒压电源的电压和定值电阻R2的阻值。
25.（2021凉山州）如图所示电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图所示，当滑片P在b端时电流表示数为0.3 A。
（1）求R2的最大阻值；
（2）若滑片P置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为1.2 W，求电源电压U和R0的阻值；
（3）若滑动变阻器的滑片P从a端向b端每移动1 cm阻值改变1 Ω，设滑片P从a端移动到b端的距离为x cm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式。
26.（2021重庆B卷）中国茶文化源远流长，如图18甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图18乙所示，电阻R1为发热体，他的额定电功率为22W且电阻不变，电流通过发热体加热底板使茶汤保温: L为电功率忽略不计的电源指示灯。求:
(1)发热体正常工作时的电流:
(2)当实际电压为198V时发热体工作100s消耗的电能:
(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求，小杨对电路进行重新设计(如图18丙)，移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至额定功率的四分之一。若发热体产生的热量全部被茶汤吸收，该电路电能利用率的范围是多少。
(电能利用率η=W发热体/W总）
27.（2021青海）酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图17所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图18所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：
（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少?通电10s电流产生的热量是多少?
（2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
28. （2021玉林）如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA：AB=1：4，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A。(平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计)求：
(1)电源电压；
(2)当电流表示数为0.4A时，物体的重力；
(3)在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值；
(4)当平板上物体重为250N，此时电路不安全，若可移动A点使电路安全，则A点移动的方向和A点移动的最小距离。
29.（2021山西）小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如表。饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾(标准大气压)，然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究，解决下列问题：
(1)在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整。(旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通)
(2)加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/(kg⋅℃)]
备战2022年中考物理真题分项演练——动态电路计算参考答案
1. （2021聊城）如图所示电路中，电源电压不变，R1=20，滑动变阻器R2的最大阻值为60，小灯泡L的额定电压为5V，电流表的量程(0～0.6A或0～3A)．只闭合S2时，电流表的示数为0.4A；只闭合S3，且变阻器的滑片P在正中点时，电流表的示数为0 .3A．(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)电源电压和灯丝电阻．
(2)只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，变阻器 R2连入电路的阻值．
(3)闭合S1、S2、S3，为保证不损坏电流表，变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围．
【答案】(1)设电源电压为U，灯丝的电阻为RL，
只闭合S2时，R1与L串联U=I1(Rl+RL)=0.4A×(20+RL) (1分)
只闭合S3时， R2与L串联U=I2(+RL)=0.3A×(30+RL) (1分)
得U=12V；RL=l0 (1分)
(2)只闭合S3时，若L正常发光，IL===0.5A (1分)
所以R2===14 (1分)
（3）R最大时电流表示数最小I=I1+I2=+=+="0.8A" (1分)
所以电流表接0～3A的量程 (1分)
电流表示数为3A时，=I－I1=3A-0.6A=2.4A，所以===5 (1分)
即R2取值范围为5～60，电流表的示数范围为0.8 A～3 A或3 A～0.8 A…(l分)
2.（2021上海）在图 7 所示电路中，电源电压为 6V 且保持不变，滑动变阻器 R2 允许通过最大电流为 3A。电流表 A、A1 的表盘均如图 8 所示。变阻器滑片 P 位于最大阻值处，闭合开关 S，电流表 A1 示数为 0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。
①求电阻 R1 的阻值
②求此时经过变阻器 R2 的电流I2
③移动变阻器滑片 P，在电路安全工作的前提下，求变阻器 R2 消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min:P2max
【答案】① R1=U/I1=6V/0.3A=20Ω
②干路电流表和 A1 偏角相同，且干路电流大于支路电流，故干路电流为 1.5A； I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A
③滑动变阻器的最小电流为 1.2A；最大电流为 3A-0.3A=2.7A；最小功率和最大功率的比值等于最小电流和最大电流的比值 1.2A：2.7A=4:9
3．（2021营口）图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40℃，c牛奶＝4.0×103J/（kg•℃）]求：
（1）电阻R2的阻值是多少；
（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从20℃加热到40℃。
【答案】解：
（1）由图甲可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电路中电阻较大（大于并联时的总电阻），此时电流较小，为保温挡；当S、S1都闭合时，R1、R2并联，总电阻较小，干路中电流较大，为加热挡；
由乙图可知：加热时的总电流I＝1A，保温时通过电阻R1的电流I1＝0.2A，
由并联电路的电流特点可知，加热时通过R2的电流I2＝I﹣I1＝1A﹣0.2A＝0.8A，
电阻R2的阻值R2＝＝＝275Ω。
（2）由图可知加热时间t＝3min＝180s，
加热过程中电路消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×180s＝39600J，
暖奶器的加热效率为80%，所以被牛奶吸收的热量Q吸＝W×80%＝39600J×80%＝31680J，
牛奶升高的温度Δt＝40℃﹣20℃＝20℃，
根据Q吸＝cmΔt可知，能被加热的牛奶的质量：
m＝＝＝0.396kg。
答：（1）电阻R2的阻值是275Ω；
（2）加热过程电路消耗的电能是39600J；这些电能可将0.396千克牛奶从20℃加热到40℃。
4.（2021毕节）某电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示。求：
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
(2)电阻R2的阻值。
【答案】解：(1)由题图乙可知，饮水机加热档电功率：P加热=484W；加热时间：t=5min=300s；
饮水机处于加热档阶段消耗的电能：W=P加热t=484W×300s=145200J；
(2)由电路图可知，当开关S、S0 闭合时，R1与R2并联，电路中总电阻最小，根据P=U²/R可知，饮水机总功率最大，此时为加热状态；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态，根据图乙可知，保温档的功率为44W。
加热时电阻丝R2的电功率：P2=P加热−P1=P加热−P保温=484W−44W=440W，
由P=U²/R可得，电阻R2的阻值：R2=U²/P2=(220V)²/440W=110Ω。
故答案为：：(1)饮水机处于加热档阶段消耗的电能为145200J；
(2)电阻R2的阻值为110Ω。
5. （2021包头）图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”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30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的则值为12Ω时。灯正常发光（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分钟消耗的电能；
（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）
【答案】（1）3600J；（2）36V；（3）4.32W~12W
6.（2021乐山）如图所示电路中，灯泡L标有“6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5A，并且灯泡L正常发光；当开关S1闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为 0.25A。求：
（1）电源电压；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）开关S1闭合后，电路中的最小功率。
【答案】（1）6V；（2）6Ω；（3）1W。
【解析】
7. （2021济宁）如图所示的部分电路中，R1为定值电阻、R2滑动变阻器，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。电源电压恒定，若将a、b分别接在电源两端，电流表的示数为0.4A，电压表的示数为3V。
（1）只将b、c分别接在电源两端，当滑片滑至中点时，电流表的示数为0.3A，求R2的最大阻值；
（2）只将a、c分别接在电源两端，当滑片滑至最右端时，求电路的总功率；
（3）将b接在电源一端，a、c连接后接在电源的另一端，让滑片P由最右端逐渐向左滑动，求R2允许接入电路的最小阻值。
【答案】（1）20Ω；（2）0.33W；（3）15Ω
8.（2021天津）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。
【答案】 （1）解：电源电压为 U=I1R1=0.3A×20Ω=6V
答：电源电压6V；
（2）此时两电阻并联，流过R2电流为 I2=UR2=6V30Ω=0.2A
电流表的示数 I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A
答：S1、S2均闭合时，电流表的示数0.5A。
9. （2021泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
【答案】（1）2A；（2）1100W；（3）0.99kW·h
【解析】解：（1）两开关都闭合，为简单电路，只闭合S，为串联电路，电阻较大，根据，两开关都闭合为高温，只闭合S为保温，保温挡时电路中的电流
（2）R2阻值为
高温挡时的电功率
（3）此过程中消耗的电能是
答：（1）保温挡时电路中的电流2A；
（2）高温挡时的电功率1100W；
（3）此过程中消耗的电能是0.99kW·h。
10. （2021宜昌）如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。
（1）当秤盘为空时，R的阻值为______；
（2）体重为600N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4V，则R0的阻值是多少?（ ）
（3）若小华站在体重秤上，5s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J，则小华的体重为多少牛? （ ）
【答案】 (1). 600Ω (2). 200Ω (3). 800N
【解析】解：（1）由图丙可知：当秤盘为空时，R的阻值为600N。
（2）串联电路电压的关系
U总=U+U0
压敏电阻R两端的电压
U=U总-U0=6V-2.4V=3.6V
由图像可知压敏电阻的阻值为300Ω，电路中的电流
R0的阻值是
（3）方法一：由W总=UIt得小华站在体重秤上时，电路中的电流
此时电路中的总电阻值
压敏电阻的电阻值
R=R总-R0=400Ω-200Ω=200Ω
由图像可知小华的体重为800N。
方法二：电路的功率
由可得
压敏电阻的电阻值
R=R总-R0=400Ω-200Ω=200Ω
由图像可知小华的体重为800N。
答：（1）当秤盘为空时，R的阻值为600Ω；
（2）R0的阻值是200Ω；
（3）小华的体重为800N。
11. （2021黄石）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9V 9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡与R1并联，电流表测干路电流，灯泡正常发光，则电源电压等于灯泡的额定电压9V，通过灯泡的电流
通过电阻R1的电流
电阻R1的阻值
（2）当开关S闭合、S1断开时，电路总灯泡与变阻器串联，滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3，灯丝的电阻
滑片P在中点和b端时电流为
联立以上三式解得
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的值为0.6A，电路消耗的功率最大
滑动变阻器滑到最大值时，电路的功率最小
电路消耗的最大功率与最小功率的比值
答：（1）电阻R1的阻值为；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值36Ω ；
（3）电路消耗的最大功率与最小功率的比值为。
12. （2021安顺）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3V0.6A”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求:
（1）灯丝电阻；
（2）当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；
（3）当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。
【答案】（1）5Ω；（2）1V；（3）0.9W
【解析】（1）灯丝电阻
（2）当开关S1闭合、S2断开，灯L和电阻R串联，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压
（3）由（2）可知R两端电压
所以电源电压
当开关S1、S2均闭合时，电路中只有R接入电路，R消耗的电功率
答：（1）灯丝电阻为5Ω；
（2）灯L两端电压为1V；
（3）定值电阻R消耗的电功率为0.9W。
13.（2021昆明）如图19所示的电路，电源电压为6V保持不变，R1=4d开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表V1的示数为2V,求：
（1）电压表V2的示数；
（2）电流表的示数；
（3）整个电路的功率；
（4）当滑片滑到b端时，通电1min电流做的功.
【答案】
14.（2021苏州）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω.
（1）图甲中应将b端与 ▲ 端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 ▲ 极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 ▲ Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 ▲ ℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统.为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关， ▲ ；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关， ▲ ，完成电路调试.
【答案】（1）c；（2）N；（3）170；（4）90 （5）用电阻箱替换热敏电阻，用热敏电阻替换电阻箱
15. （2021长春）鉴定牛奶、酒的品质，农业选种时配制盐水等，都需要测量密度。为此，某科技小组设计了一款多量程密度计，其示意图如图甲所示。电源电压恒定不变，电流表量程选用0～0.6A，将电流值标记为对应的液体密度值。压敏电阻R1所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；压敏电阻R2所受压力每增加1N，阻值减小△R，实验中R1、R2的阻值随压力变化的规律不变。（装置中杯子质量忽略不计，ρ水=l.0g/cm3，g=10N/kg）
（1）闭合开关，电流表示数如图乙所示，为______A；将杯子放在R1上，向杯子中缓慢注入重1.6N、密度为1.6g/cm3的液体，在杯子外表面标记出液面位置，此时R1的阻值为2Ω，电流表示数为0.6A，则R1不受压力时的阻值为______Ω，电源两端的电压为______V；
（2）倒出杯子中的液体，将杯子擦干放在R2上，向杯子中缓慢注入水，使水面到达标记处，电流表示数为0.6A；如果杯子放在R2上时缓慢注入另一种液体，液面到达标记处时，电流表示数为0.5A，则这种液体的密度应为______g/cm3；
（3）分析发现，与杯子放在R1上制作的密度计相比较，杯子放在R2上制作的密度计的优点是______。
【答案】 ①. 0.4 ②. 12 ③. 12 ④. 0.6 ⑤. 测量结果更精确
【解析】（1）[1]闭合开关，电流表的量程为小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A。
[2]压敏电阻R1所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；向杯子中缓慢注入重1.6N的液体，阻值减小
则R1不受压力时的阻值为
[3]由以上条件可知
解得电源两端电压为
（2）[4]注入液体的体积
注入水的重力
此时R2的阻值
如果杯子放在R2上时缓慢注入另一种液体，液面到达标记处时，电流表示数为0.5A
解得
则这种液体的重力
则这种液体的密度应为
（3）[5]分析发现，与杯子放在R1上制作的密度计相比较，压敏电阻R1所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；压敏电阻R2所受压力每增加1N，阻值减小，杯子放在R2上制作的密度计的优点是电流变化更显著，测量结果更精确。
16. （2021福建）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
【答案】（1）2A；（2）10Ω；（3）3900J
【解析】解：（1）正常工作时通过的电流是
（2）长方体体积
V=Sh=0.02m2×1m=0.02m3
装满水时长方体浮力为
F浮=ρgV=103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N
对压敏电阻压力
F=200N-5N=195N
此时压敏电阻为14Ω，R0应为
（3）水体积为
水的重力
重心高度变化为0.5m，所以水的重力所做的功是
答：（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是2A；
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为10Ω；
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是3900J。
17. （2021河南）小聪利用光光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图17所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。电控制电路中电源电压U恒为6V。定值电阻R0为220Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度一代单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在着一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值_____________（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______________（选题“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被____________（选题“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？
【答案】
18. （2021衡阳）某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米，均匀电阻丝长为30厘米，阻值为15欧，电源电压恒为9伏，保护电阻为3欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力与弹簧长度改变量的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
（1）无风时，求通过的电流；
（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；
（3）某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速预计为，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进，在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为，（其中为常量，数值为0.6），假设你为改小组成员，请你计算出风速为时，改进后的电路中电压表的示数。
【答案】（1）；（2）四级；（3）1.5V
【解析】解：（1）因电压表接在滑片上且电压表在电路中相当于断路，所以，电流要流经全部电阻丝，在滑片P左移的过程中，始终是全部电阻丝与电阻R0串联，所以电路的总电阻不变；无论有无风时，滑动变阻器接入电路的阻值均为，通过的电流
（2）由图可知，风力越大，电压表测量部分电阻越长，电压表示数越大，电压表最大电压；滑动变阻器分到电压
当电压表示数最大时，滑片移动距离
由图乙可得，弹簧产生的弹力，此时的风压
查表可知，此时风力等级为四级。
（3）当风速为时，风压
因此会超过电压表量程，弹簧弹力
由表可得，弹簧形变量为，因此可将电压表测量对象更换为滑片左侧部分的电阻，此时滑片左侧电阻
此时电压表示数
改装电路为
此电路只能在风力稳定时使用。
答：（1）无风时，求通过的电流是；
（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为四级；
（3）风速为时，改进后的电路中电压表的示数是1.5V。
19. （2021陕西）某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。
（1）按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？
（3）电热丝R1的阻值是多大？
【答案】（1）；（2）10 A，1.32×105J；（3）44 Ω
【解析】解：（1）家庭电路连接时，要求左零右火，且开关要连接在火线上，因此a接零线，b接火线，如图所示：
（2）煎烤机达到额定功率时，电流最大，所以
最大额定功率工作时，1min消耗电能为
（3）开关S1和S2都闭合时，两电阻并联，此时电路中电流最大。因为两电热丝阻值相等，所以流过R1电流为I1=5A，根据欧姆定律得
答：（1）见解析；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是10A；最大额定功率工作时，1min消耗1.32×105J电能。
（3）电热丝R1的阻值是44Ω。
20. （2021内江）电子秤的应用在我们日常生活中已经十分普遍，下如图所示，是某位同学利用电压表设计的一个简易电子秤示意图。其中，电源的电压为3V，V是电压表（也是电子秤的示数表盘），R0是阻值为6Ω的定值电阻，R是一根长为4cm阻值为12Ω的均匀电阻丝（单位长度的电阻丝的阻值相等），P是与弹簧C连接在一起的金属滑片，弹簧所受压力F与压缩量的关系如下表所示。在不称量重物时，滑片P刚好位于电阻丝R的最上端a处，弹簧处于自然状态。滑片、弹簧的电阻均不计，塑料盘和金属板的重力不计，g=10N/kg。当开关S闭合后，则
（1）该电子秤工作时的电功率是多少？
（2）当电压表示数为1V时，所称重物的质量是多少？
【答案】（1）；（2）2kg
21. （2021烟台）图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。
（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?
（2）只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
（3）只闭合S1和S3，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?
【答案】（1），；（2）1.5A，330W；（3）
22. （2021鞍山）某品牌电饭煲有加热和保温两个挡位，其简化电路如图所示，其中和均为发热电阻，额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热；当锅内温度达到一定温度时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接触，使电饭煲处于保温状态。若将一锅质量为3kg、初温为40℃的粥加热至100℃，需要加热15min，消耗0.25kW·h的电能。求：[粥的比热容]
（1）保温状态下，通过的电流是多少？（结果保留两位小数）
（2）的电阻是多少？
（3）在此次加热过程中粥吸收了多少热量？该电饭煲在加热过程中的效率是多少？
【答案】（1）0.55A；（2）56Ω；（3）7.2×105J； 80%
23．（2021遵义）某同学利用恒压电源、定值电阻R1和滑动变阻器R2，先后连接了如图甲、乙所示电路。在图甲电路中，该同学将滑片P置于最右端后闭合开关，此时电流表、电压表的示数分别为0.30A、15.0V；再将滑片P移至某一位置时，电流表、电压表的示数分别为0.50A、9.0V。在图乙电路中，该同学接入两只电流表（图中未画出），在保证电路安全的前提下，将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值，测得两电流表的示数并记录在下表中。
（1）求R2的最大阻值；
（2）求R1的阻值和电源电压；
（3）请分析图乙电路中电流表A1、A2的接入位置并计算R2每次改变的阻值？
【答案】解：（1）在图甲电路中，该同学将滑片P置于最右端后闭合开关，两电阻串联接入电路，滑动变阻器接入电路最大阻值，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由欧姆定律可得R2的最大阻值：R2＝＝＝50Ω。
（2）串联电路总电压等于各部分电压之和，将滑片P置于最右端时，电源电压：U＝IR1+U2＝0.3A×R1+15V﹣﹣﹣﹣①
将滑片P移至某一位置时，电源电压：U＝I′R1+U2′＝0.5A×R1+9V﹣﹣﹣﹣②
①②联立可得：R1＝30Ω，U＝24V；
（3）在图乙电路中，两电阻并联接入电路，并联电路互不影响，并联电路各支路两端电压相等，
将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值，电流表A1的示数不变，所以电流表A1测定值电阻R1支路的电流，
①电流表A2测干路电流，并联电路干路电流等于各支路电流之和，
则第一次通过滑动变阻器的电流I1＝1.3A﹣0.8A＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路的阻值R2′＝＝＝48Ω，
第二次通过滑动变阻器的电流I2＝1.4A﹣0.8A＝0.6A，此时滑动变阻器接入电路的阻值＝＝＝40Ω，滑动变阻器改变的阻值：ΔR2＝48Ω﹣40Ω＝8Ω，
第三次通过滑动变阻器的电流I2＝1.55A﹣0.8A＝0.75A，此时滑动变阻器接入电路的阻值＝＝＝32Ω，滑动变阻器改变的阻值：ΔR2′＝40Ω﹣32Ω＝8Ω，
滑动变阻器改变的阻值相同，故符合题意；
②电流表A2测滑动变阻器的电流，则第一次滑动变阻器接入电路的阻值R21＝＝≈18.46Ω，
第二次滑动变阻器接入电路的阻值R22＝＝≈17.14Ω，滑动变阻器改变的阻值：ΔR21＝18.46Ω﹣17.14Ω＝1.32Ω，
第三次滑动变阻器接入电路的阻值R23＝＝≈15.48Ω，滑动变阻器改变的阻值：ΔR22＝17.14Ω﹣15.48Ω＝1.66Ω，
滑动变阻器改变的阻值不同，故不符合题意。
答：（1）R2的最大阻值为50Ω；
（2）R1的阻值为30Ω，电源电压为24V；
（3）图乙电路中电流表A1与定值电阻串联接入电路，电流表A2在干路，R2每次改变的阻值为8Ω。
24.（2021宿迁）新冠疫情期间，进入校园人员要接受体温检测，电子体温计是方便快捷的测温仪器。小华与小明从网上查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏电阻。他们买来两个相同的热敏电阻Rx，放入各自准备的恒温箱内（虚线框所示），通过调节恒温箱内的温度，测量热敏电阻在不同温度时的阻值。小华使用阻值为100Ω的电阻R1等器材设计了如图甲所示电路，将实验数据记录于表一中，小华对表一中的数据深感疑惑。老师告诉他，他使用的是实验室中的恒流电源（提供恒定电流的电源）。小明则利用恒压电源（提供恒定电压的电源）和定值电阻R2等器材设计了如图乙所示的电路，并将实验数据记录于表二中，回到教室，才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。
表一
表二
（1）求热敏电阻分别在32℃和42℃时的阻值。
（2）在表格中记录的温度范围内，求小华设计的电路消耗电功率的最大值。
（3）求小明设计的电路中恒压电源的电压和定值电阻R2的阻值。
【答案】（1）600Ω 400Ω （2）0.28W （3）200Ω
25.（2021凉山州）如图所示电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图所示，当滑片P在b端时电流表示数为0.3 A。
（1）求R2的最大阻值；
（2）若滑片P置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为1.2 W，求电源电压U和R0的阻值；
（3）若滑动变阻器的滑片P从a端向b端每移动1 cm阻值改变1 Ω，设滑片P从a端移动到b端的距离为x cm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式。
【答案】（1）15 Ω （2）9 V 3 Ω （3）P=81x(15+x)2
【解析】（1）由题意可知，当滑片P在b端时，R1、R2和R0串联，R2两端的电压：U2=4.5V
由I=UR可得，R2的最大阻值：R2=U2I=4.5V0.3A=15Ω。
答：R2的最大阻值为15 Ω；
（2）当滑片P在b端时，由乙图可知加在R1两端的电压：U1=8.1V-4.5V=3.6V，
则由I=UR可得，R1的电阻：R1=U1I=3.6V0.3A=12Ω。
当滑片P在中点时，R1、R22和R0串联，R2消耗的功率：P=1.2W，则由P=I2R，得：P=(I')2R22，
即：1.2W=(I')2×152Ω。解得此时电路中的电流：I'=0.4A。
由题意得，当滑片P在b端时，电源电压：U=I（R1+R2+R0）
即：U=0.3A×（12Ω+15Ω+R0），即：U=8.1V+0.3A⋅R0 ①。
当滑片P在中点时，电源电压：U=I'(R1+R22+R0)，
即：U=0.4A×(12Ω+152Ω+R0)，即：U=7.8V+0.4A⋅R0。 ②
由①②可得：U=9V，R0=3Ω。
答：电源电压为9 V，R0的阻值为3 Ω；
（3）由P=UI=I2R可得，R2消耗的功率：P=(UR1+R0+x)2⋅x=81x(15+x)2。
答：R2消耗的电功率P随x变化的关系式为P=81x(15+x)2。
26.（2021重庆B卷）中国茶文化源远流长，如图18甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图18乙所示，电阻R1为发热体，他的额定电功率为22W且电阻不变，电流通过发热体加热底板使茶汤保温: L为电功率忽略不计的电源指示灯。求:
(1)发热体正常工作时的电流:
(2)当实际电压为198V时发热体工作100s消耗的电能:
(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求，小杨对电路进行重新设计(如图18丙)，移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至额定功率的四分之一。若发热体产生的热量全部被茶汤吸收，该电路电能利用率的范围是多少。
(电能利用率η=W发热体/W总）
【答案】解：(1)发热体正常工作时的电流: I=P/U=22W/220V=0.1A
(2)R1=U2/P=(220v)2/22w=2200Ω
W=U实2t/R1=(198v)2×I00s/2200Ω=1782J
（3）P=I2R ==1/4×22w/2200Ω=0.05A
P小=UI=220V×0.05A=11W η=W发热体/W总=1/4×22W/11W[=50％
故：范围为：50％---100％
27.（2021青海）酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图17所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图18所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：
（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少?通电10s电流产生的热量是多少?
（2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
【答案】解：（1）当气体中酒精浓度为0时，由图知Rp=2500Ω
又R0=50Ω
∴R=250Q+50Ω=300Ω
电源电压恒为3V
∴
通电10s电流产生的热量是
Q=I2Rt=（0.01A）2×300Q×10s=0.3J
（2）当电压表的示数为2V时，
通过报警器的电流为
由于传感器和报警器串联，
∴I传=I报=0.04A
而传感器两端的电压为
U传=3V-2V=1V
∴此时传感器的阻值为
有图像可知，100ml的气体中酒精浓度大于80mg，该司机属于醉驾
28. （2021玉林）如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA：AB=1：4，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A。(平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计)求：
(1)电源电压；
(2)当电流表示数为0.4A时，物体的重力；
(3)在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值；
(4)当平板上物体重为250N，此时电路不安全，若可移动A点使电路安全，则A点移动的方向和A点移动的最小距离。
【答案】解：(1)当平板空载时，电流表的示数为0.2A，由乙图可知，压力传感器阻值为：R1=50Ω，则电源电压为：
U=I1(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V。
(2)当电流表示数为0.4A时，R0两端的电压为：
UR0=I2R0=0.4A×10Ω=4V，
则R两端电压为：
UR=U−UR0=12V−4V=8V，
此时R的电阻为：
R=URI2=8V.04A=20Ω，
根据乙图图像可知，当R=20Ω时，FB=30N，物体重力等于A处的压力，根据杠杆平衡知识得：
G=FA=FB×OBOA=30N×51=150N。
(3)为保护电路安全，电路中最大电流为0.6A，此时电路中电功率最大，R0两端电压为：
UR0'=I3R0=0.6A×10Ω=6V，
R两端电压为：
UR'=U−UR0'=12V−6V=6V，
压力传感器R消耗功率为：
P1=UR'I3=6V×0.6A=3.6W。
当B处压力为0时，此时电路中电阻最大，电路电功率最小，电流为：
I4=UR'+R0=12V50Ω+10Ω=0.2A，
压力传感器R消耗功率为：
P2=I2R'=(0.2A)2×50Ω=2W，
则当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值为：
P1P2=3.6W2W=95。
(4)为使电路安全，电路中最大电流为0.6A，由(3)可知，此时压敏电阻的阻值为：
R'=UR'I3=6V0.6A=10Ω，
由乙图可知，当压敏电阻为10Ω时，B点最大压力为40N，所以根据杠杆平衡原理，A点最大物重为：
FAMAX=FBMAX×OBOA=40N×51=200N，
现想要物重为250N，电路处于安全状态，则根据杠杆平衡条件：
OA'OB=FBMAXFA'=40N250N=425，
OB长为1m，则OA'为：
OA'=425×1m=0.16m，
OA=15×1m=0.2m，
移动的距离为：
x=OA−OA'=0.2m−0.16m=0.04m，移动方向向右。
故答案为：(1)电源电压为12V。
(2)当电流表示数为0.4A时，物体的重力150N。
(3)当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值为9：5。
(4)A点向右移动和A点移动的最小距离为0.04m。
【解析】(1)由乙图数据，根据欧姆定律求电源电压。
(2)先求R0两端的电压，再求R两端电压和电阻，根据乙图中的数据，根据杠杆平衡求此时物重。
(3)找到电路安全时的最大电流和最小电流，此时为电路中的最大和最小电功率，再根据电功率公式求压敏电阻的功率。
(4)求出电路安全时压敏电阻的阻值，根据乙图找到对应的压力，再根据杠杆平衡求出当物重为250N时，阻力臂OA'为多少，用OA−OA'为移动的距离。
29.（2021山西）小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如表。饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾(标准大气压)，然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究，解决下列问题：
(1)在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整。(旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通)
(2)加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/(kg⋅℃)]
【答案】解：(1)饮水机只有加热和保温两个挡位，由信息表可知：
饮水机加热时接入电路的电阻：R加热=U2P加热=(220V)21000W=48.4Ω=R2，
饮水机保温时接入电路的电阻：R保温=U2P保温=(220V)2100W=484Ω=R1+R2，
观察图可知：左边的虚线框始终连入电路，所以应为电阻R2，另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻R1与左边电阻R2串联后为保温挡位，如图所示，左图：aa为断开；bb为加热；cc为保温。右图：aa为断开；bb为保温；cc为加热。
(2)水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J；
由P=Wt可得，消耗电能：
W=P加热t=1000W×7×60s=4.2×105J，
饮水机的加热效率：
η=QW×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。
答：(1)如图所示，左图：aa为断开；bb为加热；cc为保温。右图：aa为断开；bb为保温；cc为加热。
；
(2)加热过程中，饮水机的加热效率是80%。
【解析】(1)根据题干可知饮水机只有加热和保温两个挡位，观察图可知：左边的虚线框始终连入电路，所以应为一个电阻，另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻电阻串联即可，据此即可完成电路图；
(2)根据Q=cm△t求出水吸收的热量；根据W=Pt求出电流做的功，利用η=QW×100%求出饮水机的加热效率。
备战2022年中考物理真题分项演练——动态电路计算
1. （2021聊城）如图所示电路中，电源电压不变，R1=20，滑动变阻器R2的最大阻值为60，小灯泡L的额定电压为5V，电流表的量程(0～0.6A或0～3A)．只闭合S2时，电流表的示数为0.4A；只闭合S3，且变阻器的滑片P在正中点时，电流表的示数为0 .3A．(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)电源电压和灯丝电阻．
(2)只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，变阻器 R2连入电路的阻值．
(3)闭合S1、S2、S3，为保证不损坏电流表，变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围．
2.（2021上海）在图 7 所示电路中，电源电压为 6V 且保持不变，滑动变阻器 R2 允许通过最大电流为 3A。电流表 A、A1 的表盘均如图 8 所示。变阻器滑片 P 位于最大阻值处，闭合开关 S，电流表 A1 示数为 0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。
①求电阻 R1 的阻值
②求此时经过变阻器 R2 的电流I2
③移动变阻器滑片 P，在电路安全工作的前提下，求变阻器 R2 消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min:P2max
3．（2021营口）图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40℃，c牛奶＝4.0×103J/（kg•℃）]求：
（1）电阻R2的阻值是多少；
（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从20℃加热到40℃。
4.（2021毕节）某电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示。求：
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
(2)电阻R2的阻值。
5. （2021包头）图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”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30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的则值为12Ω时。灯正常发光（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分钟消耗的电能；
（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）
6.（2021乐山）如图所示电路中，灯泡L标有“6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5A，并且灯泡L正常发光；当开关S1闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为 0.25A。求：
（1）电源电压；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）开关S1闭合后，电路中的最小功率。
7. （2021济宁）如图所示的部分电路中，R1为定值电阻、R2滑动变阻器，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。电源电压恒定，若将a、b分别接在电源两端，电流表的示数为0.4A，电压表的示数为3V。
（1）只将b、c分别接在电源两端，当滑片滑至中点时，电流表的示数为0.3A，求R2的最大阻值；
（2）只将a、c分别接在电源两端，当滑片滑至最右端时，求电路的总功率；
（3）将b接在电源一端，a、c连接后接在电源的另一端，让滑片P由最右端逐渐向左滑动，求R2允许接入电路的最小阻值。
8.（2021天津）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。
9. （2021泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
10. （2021宜昌）如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。
（1）当秤盘为空时，R的阻值为______；
（2）体重为600N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4V，则R0的阻值是多少?（ ）
（3）若小华站在体重秤上，5s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J，则小华的体重为多少牛? （ ）
11. （2021黄石）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9V 9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
12. （2021安顺）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3V0.6A”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求:
（1）灯丝电阻；
（2）当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；
（3）当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。
13.（2021昆明）如图19所示的电路，电源电压为6V保持不变，R1=4d开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表V1的示数为2V,求：
（1）电压表V2的示数；
（2）电流表的示数；
（3）整个电路的功率；
（4）当滑片滑到b端时，通电1min电流做的功.
14.（2021苏州）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω.
（1）图甲中应将b端与 ▲ 端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 ▲ 极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 ▲ Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 ▲ ℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统.为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关， ▲ ；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关， ▲ ，完成电路调试.
15. （2021长春）鉴定牛奶、酒的品质，农业选种时配制盐水等，都需要测量密度。为此，某科技小组设计了一款多量程密度计，其示意图如图甲所示。电源电压恒定不变，电流表量程选用0～0.6A，将电流值标记为对应的液体密度值。压敏电阻R1所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；压敏电阻R2所受压力每增加1N，阻值减小△R，实验中R1、R2的阻值随压力变化的规律不变。（装置中杯子质量忽略不计，ρ水=l.0g/cm3，g=10N/kg）
（1）闭合开关，电流表示数如图乙所示，为______A；将杯子放在R1上，向杯子中缓慢注入重1.6N、密度为1.6g/cm3的液体，在杯子外表面标记出液面位置，此时R1的阻值为2Ω，电流表示数为0.6A，则R1不受压力时的阻值为______Ω，电源两端的电压为______V；
（2）倒出杯子中的液体，将杯子擦干放在R2上，向杯子中缓慢注入水，使水面到达标记处，电流表示数为0.6A；如果杯子放在R2上时缓慢注入另一种液体，液面到达标记处时，电流表示数为0.5A，则这种液体的密度应为______g/cm3；
（3）分析发现，与杯子放在R1上制作的密度计相比较，杯子放在R2上制作的密度计的优点是______。
16. （2021福建）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
17. （2021河南）小聪利用光光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图17所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。电控制电路中电源电压U恒为6V。定值电阻R0为220Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度一代单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在着一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值_____________（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______________（选题“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被____________（选题“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？
18. （2021衡阳）某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米，均匀电阻丝长为30厘米，阻值为15欧，电源电压恒为9伏，保护电阻为3欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力与弹簧长度改变量的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
（1）无风时，求通过的电流；
（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；
（3）某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速预计为，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进，在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为，（其中为常量，数值为0.6），假设你为改小组成员，请你计算出风速为时，改进后的电路中电压表的示数。
19. （2021陕西）某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。
（1）按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？
（3）电热丝R1的阻值是多大？
20. （2021内江）电子秤的应用在我们日常生活中已经十分普遍，下如图所示，是某位同学利用电压表设计的一个简易电子秤示意图。其中，电源的电压为3V，V是电压表（也是电子秤的示数表盘），R0是阻值为6Ω的定值电阻，R是一根长为4cm阻值为12Ω的均匀电阻丝（单位长度的电阻丝的阻值相等），P是与弹簧C连接在一起的金属滑片，弹簧所受压力F与压缩量的关系如下表所示。在不称量重物时，滑片P刚好位于电阻丝R的最上端a处，弹簧处于自然状态。滑片、弹簧的电阻均不计，塑料盘和金属板的重力不计，g=10N/kg。当开关S闭合后，则
（1）该电子秤工作时的电功率是多少？
（2）当电压表示数为1V时，所称重物的质量是多少？
21. （2021烟台）图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。
（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?
（2）只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
（3）只闭合S1和S3，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?
22. （2021鞍山）某品牌电饭煲有加热和保温两个挡位，其简化电路如图所示，其中和均为发热电阻，额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热；当锅内温度达到一定温度时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接触，使电饭煲处于保温状态。若将一锅质量为3kg、初温为40℃的粥加热至100℃，需要加热15min，消耗0.25kW·h的电能。求：[粥的比热容]
（1）保温状态下，通过的电流是多少？（结果保留两位小数）
（2）的电阻是多少？
（3）在此次加热过程中粥吸收了多少热量？该电饭煲在加热过程中的效率是多少？
23．（2021遵义）某同学利用恒压电源、定值电阻R1和滑动变阻器R2，先后连接了如图甲、乙所示电路。在图甲电路中，该同学将滑片P置于最右端后闭合开关，此时电流表、电压表的示数分别为0.30A、15.0V；再将滑片P移至某一位置时，电流表、电压表的示数分别为0.50A、9.0V。在图乙电路中，该同学接入两只电流表（图中未画出），在保证电路安全的前提下，将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值，测得两电流表的示数并记录在下表中。
（1）求R2的最大阻值；
（2）求R1的阻值和电源电压；
（3）请分析图乙电路中电流表A1、A2的接入位置并计算R2每次改变的阻值？
24.（2021宿迁）新冠疫情期间，进入校园人员要接受体温检测，电子体温计是方便快捷的测温仪器。小华与小明从网上查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏电阻。他们买来两个相同的热敏电阻Rx，放入各自准备的恒温箱内（虚线框所示），通过调节恒温箱内的温度，测量热敏电阻在不同温度时的阻值。小华使用阻值为100Ω的电阻R1等器材设计了如图甲所示电路，将实验数据记录于表一中，小华对表一中的数据深感疑惑。老师告诉他，他使用的是实验室中的恒流电源（提供恒定电流的电源）。小明则利用恒压电源（提供恒定电压的电源）和定值电阻R2等器材设计了如图乙所示的电路，并将实验数据记录于表二中，回到教室，才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。
表一
表二
（1）求热敏电阻分别在32℃和42℃时的阻值。
（2）在表格中记录的温度范围内，求小华设计的电路消耗电功率的最大值。
（3）求小明设计的电路中恒压电源的电压和定值电阻R2的阻值。
25.（2021凉山州）如图所示电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图所示，当滑片P在b端时电流表示数为0.3 A。
（1）求R2的最大阻值；
（2）若滑片P置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为1.2 W，求电源电压U和R0的阻值；
（3）若滑动变阻器的滑片P从a端向b端每移动1 cm阻值改变1 Ω，设滑片P从a端移动到b端的距离为x cm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式。
26.（2021重庆B卷）中国茶文化源远流长，如图18甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图18乙所示，电阻R1为发热体，他的额定电功率为22W且电阻不变，电流通过发热体加热底板使茶汤保温: L为电功率忽略不计的电源指示灯。求:
(1)发热体正常工作时的电流:
(2)当实际电压为198V时发热体工作100s消耗的电能:
(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求，小杨对电路进行重新设计(如图18丙)，移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至额定功率的四分之一。若发热体产生的热量全部被茶汤吸收，该电路电能利用率的范围是多少。
(电能利用率η=W发热体/W总）
27.（2021青海）酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图17所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图18所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：
（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少?通电10s电流产生的热量是多少?
（2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
28. （2021玉林）如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA：AB=1：4，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A。(平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计)求：
(1)电源电压；
(2)当电流表示数为0.4A时，物体的重力；
(3)在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值；
(4)当平板上物体重为250N，此时电路不安全，若可移动A点使电路安全，则A点移动的方向和A点移动的最小距离。
29.（2021山西）小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如表。饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾(标准大气压)，然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究，解决下列问题：
(1)在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整。(旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通)
(2)加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/(kg⋅℃)]
备战2022年中考物理真题分项演练——动态电路计算参考答案
1. （2021聊城）如图所示电路中，电源电压不变，R1=20，滑动变阻器R2的最大阻值为60，小灯泡L的额定电压为5V，电流表的量程(0～0.6A或0～3A)．只闭合S2时，电流表的示数为0.4A；只闭合S3，且变阻器的滑片P在正中点时，电流表的示数为0 .3A．(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)电源电压和灯丝电阻．
(2)只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，变阻器 R2连入电路的阻值．
(3)闭合S1、S2、S3，为保证不损坏电流表，变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围．
【答案】(1)设电源电压为U，灯丝的电阻为RL，
只闭合S2时，R1与L串联U=I1(Rl+RL)=0.4A×(20+RL) (1分)
只闭合S3时， R2与L串联U=I2(+RL)=0.3A×(30+RL) (1分)
得U=12V；RL=l0 (1分)
(2)只闭合S3时，若L正常发光，IL===0.5A (1分)
所以R2===14 (1分)
（3）R最大时电流表示数最小I=I1+I2=+=+="0.8A" (1分)
所以电流表接0～3A的量程 (1分)
电流表示数为3A时，=I－I1=3A-0.6A=2.4A，所以===5 (1分)
即R2取值范围为5～60，电流表的示数范围为0.8 A～3 A或3 A～0.8 A…(l分)
2.（2021上海）在图 7 所示电路中，电源电压为 6V 且保持不变，滑动变阻器 R2 允许通过最大电流为 3A。电流表 A、A1 的表盘均如图 8 所示。变阻器滑片 P 位于最大阻值处，闭合开关 S，电流表 A1 示数为 0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。
①求电阻 R1 的阻值
②求此时经过变阻器 R2 的电流I2
③移动变阻器滑片 P，在电路安全工作的前提下，求变阻器 R2 消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min:P2max
【答案】① R1=U/I1=6V/0.3A=20Ω
②干路电流表和 A1 偏角相同，且干路电流大于支路电流，故干路电流为 1.5A； I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A
③滑动变阻器的最小电流为 1.2A；最大电流为 3A-0.3A=2.7A；最小功率和最大功率的比值等于最小电流和最大电流的比值 1.2A：2.7A=4:9
3．（2021营口）图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40℃，c牛奶＝4.0×103J/（kg•℃）]求：
（1）电阻R2的阻值是多少；
（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从20℃加热到40℃。
【答案】解：
（1）由图甲可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电路中电阻较大（大于并联时的总电阻），此时电流较小，为保温挡；当S、S1都闭合时，R1、R2并联，总电阻较小，干路中电流较大，为加热挡；
由乙图可知：加热时的总电流I＝1A，保温时通过电阻R1的电流I1＝0.2A，
由并联电路的电流特点可知，加热时通过R2的电流I2＝I﹣I1＝1A﹣0.2A＝0.8A，
电阻R2的阻值R2＝＝＝275Ω。
（2）由图可知加热时间t＝3min＝180s，
加热过程中电路消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×180s＝39600J，
暖奶器的加热效率为80%，所以被牛奶吸收的热量Q吸＝W×80%＝39600J×80%＝31680J，
牛奶升高的温度Δt＝40℃﹣20℃＝20℃，
根据Q吸＝cmΔt可知，能被加热的牛奶的质量：
m＝＝＝0.396kg。
答：（1）电阻R2的阻值是275Ω；
（2）加热过程电路消耗的电能是39600J；这些电能可将0.396千克牛奶从20℃加热到40℃。
4.（2021毕节）某电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示。求：
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
(2)电阻R2的阻值。
【答案】解：(1)由题图乙可知，饮水机加热档电功率：P加热=484W；加热时间：t=5min=300s；
饮水机处于加热档阶段消耗的电能：W=P加热t=484W×300s=145200J；
(2)由电路图可知，当开关S、S0 闭合时，R1与R2并联，电路中总电阻最小，根据P=U²/R可知，饮水机总功率最大，此时为加热状态；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态，根据图乙可知，保温档的功率为44W。
加热时电阻丝R2的电功率：P2=P加热−P1=P加热−P保温=484W−44W=440W，
由P=U²/R可得，电阻R2的阻值：R2=U²/P2=(220V)²/440W=110Ω。
故答案为：：(1)饮水机处于加热档阶段消耗的电能为145200J；
(2)电阻R2的阻值为110Ω。
5. （2021包头）图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”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30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的则值为12Ω时。灯正常发光（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分钟消耗的电能；
（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）
【答案】（1）3600J；（2）36V；（3）4.32W~12W
6.（2021乐山）如图所示电路中，灯泡L标有“6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5A，并且灯泡L正常发光；当开关S1闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为 0.25A。求：
（1）电源电压；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）开关S1闭合后，电路中的最小功率。
【答案】（1）6V；（2）6Ω；（3）1W。
【解析】
7. （2021济宁）如图所示的部分电路中，R1为定值电阻、R2滑动变阻器，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。电源电压恒定，若将a、b分别接在电源两端，电流表的示数为0.4A，电压表的示数为3V。
（1）只将b、c分别接在电源两端，当滑片滑至中点时，电流表的示数为0.3A，求R2的最大阻值；
（2）只将a、c分别接在电源两端，当滑片滑至最右端时，求电路的总功率；
（3）将b接在电源一端，a、c连接后接在电源的另一端，让滑片P由最右端逐渐向左滑动，求R2允许接入电路的最小阻值。
【答案】（1）20Ω；（2）0.33W；（3）15Ω
8.（2021天津）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1、S2均闭合时，电流表的示数。
【答案】 （1）解：电源电压为 U=I1R1=0.3A×20Ω=6V
答：电源电压6V；
（2）此时两电阻并联，流过R2电流为 I2=UR2=6V30Ω=0.2A
电流表的示数 I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A
答：S1、S2均闭合时，电流表的示数0.5A。
9. （2021泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
【答案】（1）2A；（2）1100W；（3）0.99kW·h
【解析】解：（1）两开关都闭合，为简单电路，只闭合S，为串联电路，电阻较大，根据，两开关都闭合为高温，只闭合S为保温，保温挡时电路中的电流
（2）R2阻值为
高温挡时的电功率
（3）此过程中消耗的电能是
答：（1）保温挡时电路中的电流2A；
（2）高温挡时的电功率1100W；
（3）此过程中消耗的电能是0.99kW·h。
10. （2021宜昌）如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。
（1）当秤盘为空时，R的阻值为______；
（2）体重为600N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4V，则R0的阻值是多少?（ ）
（3）若小华站在体重秤上，5s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J，则小华的体重为多少牛? （ ）
【答案】 (1). 600Ω (2). 200Ω (3). 800N
【解析】解：（1）由图丙可知：当秤盘为空时，R的阻值为600N。
（2）串联电路电压的关系
U总=U+U0
压敏电阻R两端的电压
U=U总-U0=6V-2.4V=3.6V
由图像可知压敏电阻的阻值为300Ω，电路中的电流
R0的阻值是
（3）方法一：由W总=UIt得小华站在体重秤上时，电路中的电流
此时电路中的总电阻值
压敏电阻的电阻值
R=R总-R0=400Ω-200Ω=200Ω
由图像可知小华的体重为800N。
方法二：电路的功率
由可得
压敏电阻的电阻值
R=R总-R0=400Ω-200Ω=200Ω
由图像可知小华的体重为800N。
答：（1）当秤盘为空时，R的阻值为600Ω；
（2）R0的阻值是200Ω；
（3）小华的体重为800N。
11. （2021黄石）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“9V 9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡与R1并联，电流表测干路电流，灯泡正常发光，则电源电压等于灯泡的额定电压9V，通过灯泡的电流
通过电阻R1的电流
电阻R1的阻值
（2）当开关S闭合、S1断开时，电路总灯泡与变阻器串联，滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I中：Ib=5:3，灯丝的电阻
滑片P在中点和b端时电流为
联立以上三式解得
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的值为0.6A，电路消耗的功率最大
滑动变阻器滑到最大值时，电路的功率最小
电路消耗的最大功率与最小功率的比值
答：（1）电阻R1的阻值为；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值36Ω ；
（3）电路消耗的最大功率与最小功率的比值为。
12. （2021安顺）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“3V0.6A”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。设灯丝电阻不变，求:
（1）灯丝电阻；
（2）当开关S1闭合、S2断开，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压；
（3）当开关S1、S2均闭合时，定值电阻R消耗的电功率。
【答案】（1）5Ω；（2）1V；（3）0.9W
【解析】（1）灯丝电阻
（2）当开关S1闭合、S2断开，灯L和电阻R串联，电流表示数为0.2A时，灯L两端电压
（3）由（2）可知R两端电压
所以电源电压
当开关S1、S2均闭合时，电路中只有R接入电路，R消耗的电功率
答：（1）灯丝电阻为5Ω；
（2）灯L两端电压为1V；
（3）定值电阻R消耗的电功率为0.9W。
13.（2021昆明）如图19所示的电路，电源电压为6V保持不变，R1=4d开关闭合，滑动变阻器R2的滑片置于a端时，电压表V1的示数为2V,求：
（1）电压表V2的示数；
（2）电流表的示数；
（3）整个电路的功率；
（4）当滑片滑到b端时，通电1min电流做的功.
【答案】
14.（2021苏州）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω.
（1）图甲中应将b端与 ▲ 端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 ▲ 极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 ▲ Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 ▲ ℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统.为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关， ▲ ；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关， ▲ ，完成电路调试.
【答案】（1）c；（2）N；（3）170；（4）90 （5）用电阻箱替换热敏电阻，用热敏电阻替换电阻箱
15. （2021长春）鉴定牛奶、酒的品质，农业选种时配制盐水等，都需要测量密度。为此，某科技小组设计了一款多量程密度计，其示意图如图甲所示。电源电压恒定不变，电流表量程选用0～0.6A，将电流值标记为对应的液体密度值。压敏电阻R1所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；压敏电阻R2所受压力每增加1N，阻值减小△R，实验中R1、R2的阻值随压力变化的规律不变。（装置中杯子质量忽略不计，ρ水=l.0g/cm3，g=10N/kg）
（1）闭合开关，电流表示数如图乙所示，为______A；将杯子放在R1上，向杯子中缓慢注入重1.6N、密度为1.6g/cm3的液体，在杯子外表面标记出液面位置，此时R1的阻值为2Ω，电流表示数为0.6A，则R1不受压力时的阻值为______Ω，电源两端的电压为______V；
（2）倒出杯子中的液体，将杯子擦干放在R2上，向杯子中缓慢注入水，使水面到达标记处，电流表示数为0.6A；如果杯子放在R2上时缓慢注入另一种液体，液面到达标记处时，电流表示数为0.5A，则这种液体的密度应为______g/cm3；
（3）分析发现，与杯子放在R1上制作的密度计相比较，杯子放在R2上制作的密度计的优点是______。
【答案】 ①. 0.4 ②. 12 ③. 12 ④. 0.6 ⑤. 测量结果更精确
【解析】（1）[1]闭合开关，电流表的量程为小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A。
[2]压敏电阻R1所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；向杯子中缓慢注入重1.6N的液体，阻值减小
则R1不受压力时的阻值为
[3]由以上条件可知
解得电源两端电压为
（2）[4]注入液体的体积
注入水的重力
此时R2的阻值
如果杯子放在R2上时缓慢注入另一种液体，液面到达标记处时，电流表示数为0.5A
解得
则这种液体的重力
则这种液体的密度应为
（3）[5]分析发现，与杯子放在R1上制作的密度计相比较，压敏电阻R1所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；压敏电阻R2所受压力每增加1N，阻值减小，杯子放在R2上制作的密度计的优点是电流变化更显著，测量结果更精确。
16. （2021福建）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
【答案】（1）2A；（2）10Ω；（3）3900J
【解析】解：（1）正常工作时通过的电流是
（2）长方体体积
V=Sh=0.02m2×1m=0.02m3
装满水时长方体浮力为
F浮=ρgV=103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N
对压敏电阻压力
F=200N-5N=195N
此时压敏电阻为14Ω，R0应为
（3）水体积为
水的重力
重心高度变化为0.5m，所以水的重力所做的功是
答：（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是2A；
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为10Ω；
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是3900J。
17. （2021河南）小聪利用光光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图17所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。电控制电路中电源电压U恒为6V。定值电阻R0为220Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度一代单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在着一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值_____________（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______________（选题“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被____________（选题“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？
【答案】
18. （2021衡阳）某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米，均匀电阻丝长为30厘米，阻值为15欧，电源电压恒为9伏，保护电阻为3欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力与弹簧长度改变量的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
（1）无风时，求通过的电流；
（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；
（3）某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速预计为，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进，在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为，（其中为常量，数值为0.6），假设你为改小组成员，请你计算出风速为时，改进后的电路中电压表的示数。
【答案】（1）；（2）四级；（3）1.5V
【解析】解：（1）因电压表接在滑片上且电压表在电路中相当于断路，所以，电流要流经全部电阻丝，在滑片P左移的过程中，始终是全部电阻丝与电阻R0串联，所以电路的总电阻不变；无论有无风时，滑动变阻器接入电路的阻值均为，通过的电流
（2）由图可知，风力越大，电压表测量部分电阻越长，电压表示数越大，电压表最大电压；滑动变阻器分到电压
当电压表示数最大时，滑片移动距离
由图乙可得，弹簧产生的弹力，此时的风压
查表可知，此时风力等级为四级。
（3）当风速为时，风压
因此会超过电压表量程，弹簧弹力
由表可得，弹簧形变量为，因此可将电压表测量对象更换为滑片左侧部分的电阻，此时滑片左侧电阻
此时电压表示数
改装电路为
此电路只能在风力稳定时使用。
答：（1）无风时，求通过的电流是；
（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为四级；
（3）风速为时，改进后的电路中电压表的示数是1.5V。
19. （2021陕西）某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。
（1）按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？
（3）电热丝R1的阻值是多大？
【答案】（1）；（2）10 A，1.32×105J；（3）44 Ω
【解析】解：（1）家庭电路连接时，要求左零右火，且开关要连接在火线上，因此a接零线，b接火线，如图所示：
（2）煎烤机达到额定功率时，电流最大，所以
最大额定功率工作时，1min消耗电能为
（3）开关S1和S2都闭合时，两电阻并联，此时电路中电流最大。因为两电热丝阻值相等，所以流过R1电流为I1=5A，根据欧姆定律得
答：（1）见解析；
（2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是10A；最大额定功率工作时，1min消耗1.32×105J电能。
（3）电热丝R1的阻值是44Ω。
20. （2021内江）电子秤的应用在我们日常生活中已经十分普遍，下如图所示，是某位同学利用电压表设计的一个简易电子秤示意图。其中，电源的电压为3V，V是电压表（也是电子秤的示数表盘），R0是阻值为6Ω的定值电阻，R是一根长为4cm阻值为12Ω的均匀电阻丝（单位长度的电阻丝的阻值相等），P是与弹簧C连接在一起的金属滑片，弹簧所受压力F与压缩量的关系如下表所示。在不称量重物时，滑片P刚好位于电阻丝R的最上端a处，弹簧处于自然状态。滑片、弹簧的电阻均不计，塑料盘和金属板的重力不计，g=10N/kg。当开关S闭合后，则
（1）该电子秤工作时的电功率是多少？
（2）当电压表示数为1V时，所称重物的质量是多少？
【答案】（1）；（2）2kg
21. （2021烟台）图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。
（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?
（2）只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
（3）只闭合S1和S3，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?
【答案】（1），；（2）1.5A，330W；（3）
22. （2021鞍山）某品牌电饭煲有加热和保温两个挡位，其简化电路如图所示，其中和均为发热电阻，额定电压为220V，该电饭煲的保温功率为120W。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热；当锅内温度达到一定温度时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接触，使电饭煲处于保温状态。若将一锅质量为3kg、初温为40℃的粥加热至100℃，需要加热15min，消耗0.25kW·h的电能。求：[粥的比热容]
（1）保温状态下，通过的电流是多少？（结果保留两位小数）
（2）的电阻是多少？
（3）在此次加热过程中粥吸收了多少热量？该电饭煲在加热过程中的效率是多少？
【答案】（1）0.55A；（2）56Ω；（3）7.2×105J； 80%
23．（2021遵义）某同学利用恒压电源、定值电阻R1和滑动变阻器R2，先后连接了如图甲、乙所示电路。在图甲电路中，该同学将滑片P置于最右端后闭合开关，此时电流表、电压表的示数分别为0.30A、15.0V；再将滑片P移至某一位置时，电流表、电压表的示数分别为0.50A、9.0V。在图乙电路中，该同学接入两只电流表（图中未画出），在保证电路安全的前提下，将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值，测得两电流表的示数并记录在下表中。
（1）求R2的最大阻值；
（2）求R1的阻值和电源电压；
（3）请分析图乙电路中电流表A1、A2的接入位置并计算R2每次改变的阻值？
【答案】解：（1）在图甲电路中，该同学将滑片P置于最右端后闭合开关，两电阻串联接入电路，滑动变阻器接入电路最大阻值，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由欧姆定律可得R2的最大阻值：R2＝＝＝50Ω。
（2）串联电路总电压等于各部分电压之和，将滑片P置于最右端时，电源电压：U＝IR1+U2＝0.3A×R1+15V﹣﹣﹣﹣①
将滑片P移至某一位置时，电源电压：U＝I′R1+U2′＝0.5A×R1+9V﹣﹣﹣﹣②
①②联立可得：R1＝30Ω，U＝24V；
（3）在图乙电路中，两电阻并联接入电路，并联电路互不影响，并联电路各支路两端电压相等，
将滑片P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值，电流表A1的示数不变，所以电流表A1测定值电阻R1支路的电流，
①电流表A2测干路电流，并联电路干路电流等于各支路电流之和，
则第一次通过滑动变阻器的电流I1＝1.3A﹣0.8A＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路的阻值R2′＝＝＝48Ω，
第二次通过滑动变阻器的电流I2＝1.4A﹣0.8A＝0.6A，此时滑动变阻器接入电路的阻值＝＝＝40Ω，滑动变阻器改变的阻值：ΔR2＝48Ω﹣40Ω＝8Ω，
第三次通过滑动变阻器的电流I2＝1.55A﹣0.8A＝0.75A，此时滑动变阻器接入电路的阻值＝＝＝32Ω，滑动变阻器改变的阻值：ΔR2′＝40Ω﹣32Ω＝8Ω，
滑动变阻器改变的阻值相同，故符合题意；
②电流表A2测滑动变阻器的电流，则第一次滑动变阻器接入电路的阻值R21＝＝≈18.46Ω，
第二次滑动变阻器接入电路的阻值R22＝＝≈17.14Ω，滑动变阻器改变的阻值：ΔR21＝18.46Ω﹣17.14Ω＝1.32Ω，
第三次滑动变阻器接入电路的阻值R23＝＝≈15.48Ω，滑动变阻器改变的阻值：ΔR22＝17.14Ω﹣15.48Ω＝1.66Ω，
滑动变阻器改变的阻值不同，故不符合题意。
答：（1）R2的最大阻值为50Ω；
（2）R1的阻值为30Ω，电源电压为24V；
（3）图乙电路中电流表A1与定值电阻串联接入电路，电流表A2在干路，R2每次改变的阻值为8Ω。
24.（2021宿迁）新冠疫情期间，进入校园人员要接受体温检测，电子体温计是方便快捷的测温仪器。小华与小明从网上查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏电阻。他们买来两个相同的热敏电阻Rx，放入各自准备的恒温箱内（虚线框所示），通过调节恒温箱内的温度，测量热敏电阻在不同温度时的阻值。小华使用阻值为100Ω的电阻R1等器材设计了如图甲所示电路，将实验数据记录于表一中，小华对表一中的数据深感疑惑。老师告诉他，他使用的是实验室中的恒流电源（提供恒定电流的电源）。小明则利用恒压电源（提供恒定电压的电源）和定值电阻R2等器材设计了如图乙所示的电路，并将实验数据记录于表二中，回到教室，才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。
表一
表二
（1）求热敏电阻分别在32℃和42℃时的阻值。
（2）在表格中记录的温度范围内，求小华设计的电路消耗电功率的最大值。
（3）求小明设计的电路中恒压电源的电压和定值电阻R2的阻值。
【答案】（1）600Ω 400Ω （2）0.28W （3）200Ω
25.（2021凉山州）如图所示电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图所示，当滑片P在b端时电流表示数为0.3 A。
（1）求R2的最大阻值；
（2）若滑片P置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为1.2 W，求电源电压U和R0的阻值；
（3）若滑动变阻器的滑片P从a端向b端每移动1 cm阻值改变1 Ω，设滑片P从a端移动到b端的距离为x cm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式。
【答案】（1）15 Ω （2）9 V 3 Ω （3）P=81x(15+x)2
【解析】（1）由题意可知，当滑片P在b端时，R1、R2和R0串联，R2两端的电压：U2=4.5V
由I=UR可得，R2的最大阻值：R2=U2I=4.5V0.3A=15Ω。
答：R2的最大阻值为15 Ω；
（2）当滑片P在b端时，由乙图可知加在R1两端的电压：U1=8.1V-4.5V=3.6V，
则由I=UR可得，R1的电阻：R1=U1I=3.6V0.3A=12Ω。
当滑片P在中点时，R1、R22和R0串联，R2消耗的功率：P=1.2W，则由P=I2R，得：P=(I')2R22，
即：1.2W=(I')2×152Ω。解得此时电路中的电流：I'=0.4A。
由题意得，当滑片P在b端时，电源电压：U=I（R1+R2+R0）
即：U=0.3A×（12Ω+15Ω+R0），即：U=8.1V+0.3A⋅R0 ①。
当滑片P在中点时，电源电压：U=I'(R1+R22+R0)，
即：U=0.4A×(12Ω+152Ω+R0)，即：U=7.8V+0.4A⋅R0。 ②
由①②可得：U=9V，R0=3Ω。
答：电源电压为9 V，R0的阻值为3 Ω；
（3）由P=UI=I2R可得，R2消耗的功率：P=(UR1+R0+x)2⋅x=81x(15+x)2。
答：R2消耗的电功率P随x变化的关系式为P=81x(15+x)2。
26.（2021重庆B卷）中国茶文化源远流长，如图18甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图18乙所示，电阻R1为发热体，他的额定电功率为22W且电阻不变，电流通过发热体加热底板使茶汤保温: L为电功率忽略不计的电源指示灯。求:
(1)发热体正常工作时的电流:
(2)当实际电压为198V时发热体工作100s消耗的电能:
(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求，小杨对电路进行重新设计(如图18丙)，移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至额定功率的四分之一。若发热体产生的热量全部被茶汤吸收，该电路电能利用率的范围是多少。
(电能利用率η=W发热体/W总）
【答案】解：(1)发热体正常工作时的电流: I=P/U=22W/220V=0.1A
(2)R1=U2/P=(220v)2/22w=2200Ω
W=U实2t/R1=(198v)2×I00s/2200Ω=1782J
（3）P=I2R ==1/4×22w/2200Ω=0.05A
P小=UI=220V×0.05A=11W η=W发热体/W总=1/4×22W/11W[=50％
故：范围为：50％---100％
27.（2021青海）酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图17所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图18所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：
（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少?通电10s电流产生的热量是多少?
（2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
【答案】解：（1）当气体中酒精浓度为0时，由图知Rp=2500Ω
又R0=50Ω
∴R=250Q+50Ω=300Ω
电源电压恒为3V
∴
通电10s电流产生的热量是
Q=I2Rt=（0.01A）2×300Q×10s=0.3J
（2）当电压表的示数为2V时，
通过报警器的电流为
由于传感器和报警器串联，
∴I传=I报=0.04A
而传感器两端的电压为
U传=3V-2V=1V
∴此时传感器的阻值为
有图像可知，100ml的气体中酒精浓度大于80mg，该司机属于醉驾
28. （2021玉林）如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA：AB=1：4，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A。(平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计)求：
(1)电源电压；
(2)当电流表示数为0.4A时，物体的重力；
(3)在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值；
(4)当平板上物体重为250N，此时电路不安全，若可移动A点使电路安全，则A点移动的方向和A点移动的最小距离。
【答案】解：(1)当平板空载时，电流表的示数为0.2A，由乙图可知，压力传感器阻值为：R1=50Ω，则电源电压为：
U=I1(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V。
(2)当电流表示数为0.4A时，R0两端的电压为：
UR0=I2R0=0.4A×10Ω=4V，
则R两端电压为：
UR=U−UR0=12V−4V=8V，
此时R的电阻为：
R=URI2=8V.04A=20Ω，
根据乙图图像可知，当R=20Ω时，FB=30N，物体重力等于A处的压力，根据杠杆平衡知识得：
G=FA=FB×OBOA=30N×51=150N。
(3)为保护电路安全，电路中最大电流为0.6A，此时电路中电功率最大，R0两端电压为：
UR0'=I3R0=0.6A×10Ω=6V，
R两端电压为：
UR'=U−UR0'=12V−6V=6V，
压力传感器R消耗功率为：
P1=UR'I3=6V×0.6A=3.6W。
当B处压力为0时，此时电路中电阻最大，电路电功率最小，电流为：
I4=UR'+R0=12V50Ω+10Ω=0.2A，
压力传感器R消耗功率为：
P2=I2R'=(0.2A)2×50Ω=2W，
则当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值为：
P1P2=3.6W2W=95。
(4)为使电路安全，电路中最大电流为0.6A，由(3)可知，此时压敏电阻的阻值为：
R'=UR'I3=6V0.6A=10Ω，
由乙图可知，当压敏电阻为10Ω时，B点最大压力为40N，所以根据杠杆平衡原理，A点最大物重为：
FAMAX=FBMAX×OBOA=40N×51=200N，
现想要物重为250N，电路处于安全状态，则根据杠杆平衡条件：
OA'OB=FBMAXFA'=40N250N=425，
OB长为1m，则OA'为：
OA'=425×1m=0.16m，
OA=15×1m=0.2m，
移动的距离为：
x=OA−OA'=0.2m−0.16m=0.04m，移动方向向右。
故答案为：(1)电源电压为12V。
(2)当电流表示数为0.4A时，物体的重力150N。
(3)当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值为9：5。
(4)A点向右移动和A点移动的最小距离为0.04m。
【解析】(1)由乙图数据，根据欧姆定律求电源电压。
(2)先求R0两端的电压，再求R两端电压和电阻，根据乙图中的数据，根据杠杆平衡求此时物重。
(3)找到电路安全时的最大电流和最小电流，此时为电路中的最大和最小电功率，再根据电功率公式求压敏电阻的功率。
(4)求出电路安全时压敏电阻的阻值，根据乙图找到对应的压力，再根据杠杆平衡求出当物重为250N时，阻力臂OA'为多少，用OA−OA'为移动的距离。
29.（2021山西）小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如表。饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾(标准大气压)，然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究，解决下列问题：
(1)在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整。(旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通)
(2)加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/(kg⋅℃)]
【答案】解：(1)饮水机只有加热和保温两个挡位，由信息表可知：
饮水机加热时接入电路的电阻：R加热=U2P加热=(220V)21000W=48.4Ω=R2，
饮水机保温时接入电路的电阻：R保温=U2P保温=(220V)2100W=484Ω=R1+R2，
观察图可知：左边的虚线框始终连入电路，所以应为电阻R2，另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻R1与左边电阻R2串联后为保温挡位，如图所示，左图：aa为断开；bb为加热；cc为保温。右图：aa为断开；bb为保温；cc为加热。
(2)水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J；
由P=Wt可得，消耗电能：
W=P加热t=1000W×7×60s=4.2×105J，
饮水机的加热效率：
η=QW×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。
答：(1)如图所示，左图：aa为断开；bb为加热；cc为保温。右图：aa为断开；bb为保温；cc为加热。
；
(2)加热过程中，饮水机的加热效率是80%。
【解析】(1)根据题干可知饮水机只有加热和保温两个挡位，观察图可知：左边的虚线框始终连入电路，所以应为一个电阻，另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻电阻串联即可，据此即可完成电路图；
(2)根据Q=cm△t求出水吸收的热量；根据W=Pt求出电流做的功，利用η=QW×100%求出饮水机的加热效率。
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