2024年中考物理二轮复习重难点汇编（讲义） 电学比例

这是一份2024年中考物理二轮复习重难点汇编（讲义） 电学比例，共21页。学案主要包含了同一电路，不同电阻的比例关系，中考题型分析等内容，欢迎下载使用。

1.“网络式”复习法：即采用章、节、标题、要点四个层次对教材进行梳理和编织记忆网络。
2.提高“回头率”：为了防止遗忘，就要采用提高“回头率”的`方法，即看完一节、一章、一部分之后，再回头扫视一遍，这样知识得到了系统的巩固，效果很好。
3.“空想法”：所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节。
4.树形图：复习时，可以在每门考试科目众多的参考书中，选出一本较有代表性的参考书，通读全书后，理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法：把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍。把曾经做错并改正后的题重点看一遍。
6.“齐头并进”法：在复习过程中，由于要复习的学科多，所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分，用于7门课的复习，弱科花的时间稍多一些。
电学比例
一、同一电路，不同电阻的比例关系：
1、串联电路：
电流规律——串联电路中电流处处相等，即I1=I2；
电压规律——不同电阻两端的电压之比为：；
电功率规律—不同电阻的电功率之比为：；
电功规律——不同电阻的电功之比为：；
电热规律——不同电阻的电热之比为：。
规律总结：串联电路中，，电压、电功率、电功、电热都与电阻成正比，即。
2、并联电路：
电压规律——不同电阻的电压之比为：；
电流规律——不同电阻的电流之比为：；
电功率规律—不同电阻的电功率之比为：；
电功规律——不同电阻的电功之比为：；
电热规律——不同电阻的电热之比为：。
规律总结：并联电路中，，电流、电功率、电功、电热都与电阻成反比，即。
二﹑同一电阻，不同电路中的比例关系：
对于同一电阻R，在不同电路中电流往往是不同的，所以电阻R两端的电压、消耗的电功率和电功、电阻R产生的电热也是不同的，所以有：
电流规律、电压规律——；
电功规律—— 或
通过上面的式子，可以求得通过该电阻的电流比，有时由功率比直接求出电压比或电流比。
三、不同的电阻在不同的电路中的比例关系：
不同电阻，阻值不同，在不同的电路中，不同时刻，通过它们的电流以及它们两端的电压也往往不同，由于R、I、U不同也会造成P、W、Q不同，这时可辨别好是串联电路还是并联电路，再结合“同一电路，不同电阻的比例关系”进行分析，就能解决问题。
四、中考题型分析
中考中，电学比例问题是中考中常常出现的的考点，往往出现在填空题、选择题和计算题中，一般难度不大，属于中等题。中考中常常结合串并联电路的电阻、电压、电流、电功和电功率关系考查，有时通过电压表、电流表的示数考查电阻关系等，分值2-3左右。
★考点一：同一电路，不同电阻的比例关系：
【典例】1.标有“6 V 6 W”的灯泡L1和“6 V 3 W”的灯泡L2串联接入6 V的电路中，通过两灯的电流之比是 ，两灯在相同时间内消耗的电能之比为 ，它们的总功率 (大于/等于/小于)3 W.(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
【典例】2.两根电热丝，电阻之比为2:1，若把它们串联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为____________；若把它们并联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为___________．
★考点二：不同的电阻在不同的电路中的比例关系：
【典例】3.小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图所示是该座椅垫加热部分的电路简图。已知电源电压为24 V，高温挡功率为36 W，S为挡位切换开关。电热丝阻值R2=3R1。则电热丝R1的阻值是__________Ω，高温挡和低温挡功率之比为__________。
【典例】4.小蕊同学利用电压恒为10 V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路．已知R1=20 Ω、R2=30 Ω，求：
(1)S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流．
(2)S3断开，S1、S2闭合时，通电5 min电路消耗的电能．
(3)该电路的最大功率和最小功率之比．
【典例】5.如图甲所示电路中，电压表V1和V2的示数之比为1：3，则定值电阻R1：R2=______，消耗的功率P1：P2=______；若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路，则电流表A1、A2的示数之比为______，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为______。
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6.在如图所示的电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转角度相同，则在相同时间内电流通过电阻R1和R2所做的功之比为 ( )
A. 1:5B. 5:1C. 4:1D. 1:4
7.有两个电路元件A、B，把它们串联在电路中，如图甲所示，通过元件的电流与其两端的电压关系如图乙所示．闭合开关S，这时电流表的示数为0.4 A，则在相同时间内A、B两元件消耗的电功之比为 ( )
A. 4:5B. 5:4C. 2:3D. 1:3
8.将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，R1:R2=2:5.通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为 ( )
A. 2:5B. 5:2C. 4:25D. 25:4
9.一根电炉丝坏了，切掉15后，仍接在原电源上，在相同的时间内产生的热量与原来产生的热量之比为 ( )
A. 5:4B. 4:5C. 5:1D. 1:5
10.在如图所示的电路中，电源电压恒定不变，R1=20Ω。当闭合开关S和S1时，电流表的示数为0.3A。断开开关S1，闭合开关S和S2，调节R2(R2为阻值可以调节的电阻箱)，使电流表的示数为0.5A。下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为10V
B. R2连入电路的阻值为20Ω
C. R1与R2的阻值之比为5:3
D. 同时闭合开关S、S1和S2，电路的总功率为2.4W
11.额定电压均为6 V的甲、乙两灯，I−U图线如图所示，下列说法不正确的是( )
A. 甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
B. 甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时，电路的总功率是2.4W
C. 甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时，电路的总功率为1W
D. 将甲乙串联在电路中，当电源电压变大时，甲乙串联后的总电阻将变小
12.如图所示是通过电阻A、B的电流与其两端电压的关系图象，分析图像可知RA__________(选填“>”“=”或“<”)RB。若将电阻A和B串联后接在电压为6 V的电源两端，则电阻A和B消耗的电功率之比PA:PB=__________。
13.已知有两个定值电阻R1：R2=2:3，将它们串联接在一电压不变的电源两端，通过它们的电流之比是I1：I2=_________，它们两端的电压之比是U1：U2=________，在相同时间内，电流通过它们所做的电功之比是W1：W2=________。若将它们并联接在一电压不变的电源两端，通过它们的电流之比是I1：I2=_________，它们两端的电压之比是U1：U2=________，在相同时间内，电流通过它们所做的电功之比是W1：W2=_______。
14.利用如图所示装置可以研究电流通过导体时产生的热量跟 的关系．已知R1=R2=R3=10 Ω，电路两端电压为6 V不变，通电后电阻R1中的电流为0.4 A，则通电1 min，电阻R1产生的电热为 J；电阻R1和R2产生的电热之比为 ；若将电阻R3拆除，则相同时间内电阻R2产生的电热Q′2与拆除前R2产生的电热Q2之比为 ．
15.(1)如图甲所示的电路中，电压表V1和V2的示数之比为1:3，则定值电阻之比R1:R2= ，电功率之比P1:P2= ．
(2)若将(1)中电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路，则电流表A1、A2的示数之比为 ，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为 ．
16.一根粗细均匀，用同种材料制成的电阻丝，阻值为R1=20Ω。若将其对折多次后，其长度变为原来的15，阻值为R2；若将其均匀拉长为原来够5倍，其阻值为R3(已知电阻丝的阻值和它的长度成正比，和它的横截面积成反比)。
(1)求R2和R3的大小。
(2)若将R1、R2和R3这样的三个电阻串联接在电路中，求三个电阻的电功率之比。
(3)若将R1、R2和R3这样的三个电阻并联接在电路中，求三个电阻的电功率之比。
17.如图，电源电压恒定，不计小灯泡阻值的变化．闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.50A，灯泡正常发光；再闭合开关S3，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为3.0V，电流表示数变为0.75A.求：

(1)灯泡的额定功率及电阻；
(2)滑动变阻器接入电路的电阻；
(3)闭合开关S2，断开开关S1、S3，并移动滑片P，使灯泡和滑动变阻器两端的电压之比为2:3，求滑动变阻器工作50s消耗的电能．
18.某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比；
(2)电阻R2的阻值；
(3)给1.5kg的水加热，使水温从20℃升至80℃，若热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间？
19.如图甲所示，电源电压可调，R1、R2为定值电阻，灯泡的额定电压为2.5V，图乙是该灯泡的I−U图像。闭合开关S，把电源电压调到5.5V，R2的功率为1.1W。求：
(1)通过R2的电流。
(2)若小灯泡正常发光，则1min内电流在R1上做的功是多少？
(3)现把电源电压调到某一值时，通过R2的电流为0.12A，灯泡L与R2两端的电压之比为1：3，则灯泡的实际功率是多少？
20.如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡上标有“6V 3.6W”(忽略温度对灯泡电阻的影响)当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，滑动变阻器两端的电压为U1，R2消耗的功率为P2；接着将滑片移到最左端，再闭合开关S3，此时R2消耗的功率为P2′，电流表的示数变化了0.7A；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，此时电压表的示数是3V，滑动变阻器两端的电压为U1′，已知U1：U1′=4：3，P2：P2′=1：9，求：
(1)灯泡的电阻；
(2)电源电压；
(3)通过开关通断和滑片的移动，求电路中消耗的最大功率与最小功率之比。
1.【答案】1:1
1:2
小于

【解析】略
2.【答案】2：1；1：2
【解析】【分析】
本题考查了在不同条件下，电流通过电阻产生的热量与电阻阻值的关系；
要记住并理解：
在串联电路中，各电阻两端的电压跟它的阻值成正比(U1 U2 = IR1 IR2 = R1 R2)；
各电阻消耗的电功率跟它的阻值成正比(P1P2=I2R1tI2R2t=R1R2)；
在相同时间内各电阻产生的热量跟它的阻值成正比；
在并联电路中，各电阻中的电流跟它的阻值成反比( I1 I2= U R1 U R2 = R2 R1)；
各电阻消耗的电功率跟它的阻值成反比(P1 P2 = U2 R1U2 R2 = R2 R1)；
在相同时间内各电阻产生的热量跟它的阻值成反比。
由公式Q=I2Rt可知，在电流和通电时间都相同时，电流通过电阻产生的热量与电阻的阻值成正比；
由公式Q= U2 Rtt可知，在电压和通电时间都相同时，电流通过电阻产生的热量与电阻的阻值成反比。
【解答】
在串联电路中，电流处处相等，所以由公式Q=I2Rt可知，在电流和通电时间都相同时，电流通过电阻产生的热量与电阻的阻值成正比，则Q1：Q2=R1：R2=2：1；
在并联电路中，各支路两端的电压都相等，所以由公式Q= U2 Rt可知，在电压和通电时间都相同时，电流通过电阻产生的热量与电阻的阻值成反比，则Q1：Q2=R2：R1=1：2。
故答案为：2：1；1：2。
3.【答案】16；4:1；

【解析】【分析】
本题考查了电功率公式P=U2R的应用，关键是弄清当开关处于不同的档位，电路连接的方式不一样，难度不大。
【解答】
当S接高温档时，电路为R1的简单电路，根据P=U2R，可得R1=U2P高温=(24V)236W=16Ω；
R2=3R1=3×16Ω=48Ω，当开关接低温档时，两电阻串联，P低温=U2R1+R2=24V264Ω=9W，
所以高温挡和低温挡功率之比为36W：9W=4:1。
4.【答案】(1)当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，则总电阻R串=R1+R2=20 Ω+30 Ω=50 Ω，电路中的电流I=UR 串=10V50Ω=0.2A
(2)S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路，则通电5 min电路消耗的电能W2=U2R2t=(10V)230Ω×5×60s=1000J
(3)当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，根据P=U2R可知此时总功率最小，所以，P最小=U2R串=(10V)250Ω=2W；当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，根据P=U2R可知此时总功率最大，P最大=U2R1+U2R2=(10V)220Ω+(10V)230Ω=253W，则P最大P最小=253W2W=256，即P最大:P最小=25:6
【解析】略
5.【答案】1：2 1：2 2：3 2：1
【解析】解：由图甲所示电路图可知，两电阻串联，通过两电阻的电流I相等，
电压表V1测R1两端电压，电压表V2测两电阻总电压，
由欧姆定律：I=UR可知，U=IR，
则：UV1=IR1，UV2=I(R1+R2)，
已知：V1和V2的示数之比为1：3，
解得：R1：R2=1：2；
两电阻串联，通过它们的电流I相等，
由P=I2R可知，P1：P2=R1：R2=1：2；
由图乙所示电路图可知，两电阻并联，它们两端电压U相等，
电流表A1测通过R1的电流，电流表A2测干路电流，
I1I2=UR1UR2=R2R1=21，IA1IA2=I1I1+I2=2I22I2+I2=23；
电阻消耗的功率之比：P1P2=U2R1U2R2=R2R1=21；
故答案为：1：2；1：2；2：3；2：1。
分析清楚电路结构，根据串并联电路特点与欧姆定律、电功率公式分析答题。
本题考查了求电阻、电功率、电流之比，分析清楚电路结构、应用串并联电路特点、欧姆定律与电功率公式即可正确解题。
6.【答案】C
【解析】略
7.【答案】A
【解析】解：由甲电路图可知，元件A和元件B串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电流表的示数为0.4A时，IA=IB=0.4A，
由图乙可知，UA=2V，UB=2.5V，
在相同时间内A、B两元件的电功之比：WAWB=UAIAtUBIBt=UAUB=2V2.5V=45。
故选：A。
由甲电路图可知，元件A和元件B串联，电流表测电路中的电流，根据图乙读出电流表的示数为0.4A时两元件两端的电压，根据W=UIt求出相同时间内A、B两元件的电功之比。
本题考查了串联电路的特点和电功的计算，关键是根据图象读出电流对应的电压。
8.【答案】A
【解析】R1、R2串联在电路中，通过它们的电流相等，根据焦耳定律，产生的热量Q=I2Rt，在电流和通电时间相同时，产生的热量Q与电阻值成正比，即Q1Q2=R1R2=25．
9.【答案】A
【解析】略
10.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了电路的动态分析，欧姆定律的应用、电功率的计算，综合性较强，难度一般。
(1)首先根据闭合开关S和S1时，确定电路的连接，然后根据欧姆定律U=IR可求出电源电压；
(2)明确断开开关S1，闭合开关S和S2的电路连接，然后根据欧姆定律可求出R2的阻值；
(3)已知R1与R2的阻值，可求出它们的比值；
(4)根据并联电路电流的特点，可求出电路的总电流，然后根据P=UI可求出总功率。
【解答】
A.当闭合开关S和S1时，电路为R1的简单电路，则电源电压U=I1R1=0.3A×20Ω=6V，故A错误；
B.断开开关S1，闭合开关S和S2，电路为R2的简单电路，则R2=UI2=6V0.5A=12Ω，故B错误；
C.R1：R2=20Ω：12Ω=5：3，故C正确；
D.同时闭合开关S、S1和S2，两电阻并联，并联电路互不影响，且干路电流等于各支路电流之和，因此通过电路的总电流I=I1+I2=0.3A+0.5A=0.8A，则电路的总功率P=UI=6V×0.8A=4.8W，故D错误。
11.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
【解答】
A.由于两灯泡的额定电压都为6V，则I甲=0.6A，I乙=0.3A，则根据P=UI可知道，P甲：P乙=UI甲：UI乙=0.6A：0.3A=2：1，故A正确，不符合题意；
B.由图像可知道，当电路中的电流为I=0.3A时，U甲=2V，U乙=6V，此时电源电压为U=Ｕ甲+Ｕ乙=２+6V=8V，则此时电路的总功率P=UI=8V×0.3A=2.4W，故B正确，不符合题意；
C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时，通过甲支路的电流I甲′=0.3A，通过乙支路的电流
I乙′=0.2A，则干路电流I总=I甲′+I乙′=0.3A+0.2A=0.5A，则电路的总功率P总=U总I总=2V×0.5A=1W，故C正确，不符合题意；
D.由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大，所以将甲乙串联在电路中，当电源电压变大时，甲乙串联后的总电阻将变大，故D错误，符合题意。
12.【答案】< 1：2
【解析】解：由电路图可知当电压为6V时，IA=0.6A，IB=0.3A
则RA=UIA=6V0.6A=10Ω，RB=UIB=6V0.3A=20Ω
所以RA若串联在6V电源上，两导体串联，通过它们的电流相等，
各导体两端电压之和等于电源电压，
由图示图象可知，电流：I=0.2A时，
UA=2V，UB=4V，串联总电压为6V，
电阻A和B消耗的电功率之比PA：PB=IUAIUB=2V4V=12；
故答案为：<；1：2．
应用串联电路特点，由图示图象求出导体的电压与电流，然后应用电功率公式比较其功率大小关系．
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用，能从数据中归纳分析出有用的信息是解决此类题目的关键．
13.【答案】1:1；2:3；2:3；3:2；1:1；3:2
【解析】【分析】
本题考查串联电路和并联电路的电流的规律、电压的规律和电功公式的应用。
串联电路各处电流相等，根据U=IR计算电压之比；根据W=UIt计算电功之比；
并联电路两端的电压相等，根据I=UR计算电流之比，根据W=UIt计算电功之比。
【解答】
两电阻串联接在一电压不变的电源两端，串联各处电流相等，故I1I2=11，他们两端的电压之比为U1U2=I1R1I2R2=1×21×3=23，在相同时间内，电流通过它们所做的电功之比是W1W2=U1I1tU2I2t=2×1×13×1×1=23；
两电阻并联接在一电压不变的电源两端，并联电路两端的电压相等，故U1U2=11，通过它们的电流之比是I1I2=U1R1U2R2=U1U2×R2R1=11×32=32，在相同时间内，电流通过它们所做的电功之比是W1W2=U1I1tU2I2t=1×3×11×2×1=32。
故答案为：1:1；2:3；2:3；3:2；1:1；3:2。
14.【答案】电流
96
4:1
9:4

【解析】题图中两个密闭容器内的电阻的阻值相同，通过它们的电流的大小不同，所以利用该装置探究的是电流产生的热量跟电流的关系．电阻R1产生的电热Q1=I12R1t=
(0.4A)2×10Ω×60 s=96J.根据并联电路的电流规律和欧姆定律可知，通过R2的电流I2=I12=0.4A2=0.2A，电阻R2产生的电热Q2=I22R2t=(0.2A)2×10Ω×60 s=24 J，所以Q1Q2=96J24J=41.拆除R3后，通过R1和R2的电流相等，电流I′2=UR1+R2=6V10Ω+10Ω=0.3A，相同时间内R2产生的电热Q′2=I′22R2t=(0.3A)2×10Ω×60 s=54J，所以Q′2Q2=54J24J=94．
15.【答案】1:2
1:2
2:3
2:1

【解析】略
16.【答案】 解：(1)电阻丝的体积保持不变，电阻丝的长度变为原来的15，横截面积将变为原来的5倍，电阻丝的阻值和它的长度成正比，和它的横截面积成反比，
则电阻丝的电阻变为原来的125，
R2=125R1×20Ω=0.8Ω；
电阻丝的体积保持不变，将电阻丝均匀拉长为原来的5倍，其横截面积变为原来的15，电阻丝的阻值和它的长度成正比，和它的横截面积成反比，则电阻丝的电阻变为原来的25倍。
R3=25R1=25×20Ω=500Ω。
(2)串联电路电流处处相等，三个电阻串联时电功率之比为
P1︰P2︰P3=I2R1︰I2R2︰I2R3=R1︰R2︰R3=20Ω：0.8Ω︰500Ω=25︰1︰625
(3)并联电路电压U相等，三个电阻并联时电功率之比为
P1:P2:P3=U2R1:U2R2:U2R3=1R1:1R2:1R3=120Ω:10.8Ω:1500Ω=25:625:1
答：(1)R2为0.8Ω，R3为 500Ω。
(2)三个电阻串联时电功率之比为25︰1︰625；
(3)三个电阻并联时电功率之比为25：625：1。
【解析】【分析】本题考查了求电阻、电阻的电功率之比问题，知道“导体电阻与长度成正比，与横截面积成反比”、应用串并联电路特点与电功率公式即可正确解题。
(1)电阻丝的阻值和它的长度成正比，和它的横截面积成反比，根据题意求出电阻阻值；
(2)应用串联电路特点与电功率公式求出电功率之比；
(3)应用并联电路特点与电功率公式之比求出电功率之比。
17.【答案】解：
(1)当闭合开关S1断开S2、S3时为简单电路，有I额=0.50A
当闭合开关S1、S3，断开S2时，L与R滑并联，U总=U额=3V，欧
则灯的额定功率为：P额=U额I=3V×0.5A=1.5W
灯的电阻为： RL=UI=3V0.5A=6Ω；
(2)当闭合开关S1、S3断开S2时，L与R滑并联Ω，
由题意可知，通过滑动变阻器的电流为：
I滑=I总−I额=0.75A−0.5A=0.25A ，
此时滑动变阻器连入电路的电阻为： R滑=U滑I=3V0.25A=12Ω；
(3)当闭合开关S2断开S1、S3时，L与R滑串联则RL:R滑′=UL:U滑′，
解得：R滑′=9Ω
此时电路中的电流为：I′总=U总R′滑+RL=3V9Ω+6Ω=0.2A
滑动变阻器工作50s消耗的电能：
W滑′=I′总2R滑′t=(0.2 A)2×9Ω×50s=18J 。
答：(1)灯泡的额定功率为1.5W，电阻为6欧；
(2)滑动变阻器接入电路的电阻为12欧；
(3)闭合开关S2，断开开关S1、S3，并移动滑片P，使灯泡和滑动变阻器两端的电压之比为2:3，求滑动变阻器工作50s消耗的电能为18J。

【解析】(1)根据开关的闭合情况判断出电路的连接情况，再根据并联电路的特点分析灯的额定电压和电路中的电流，计算出额定功率和电阻；
(2)根据开关的闭合情况判断出电路的连接情况，再根据并联电路的特点分析出通过滑动变阻器的电流，再根据它两端的电压计算出电阻；
(3)根据开关的闭合情况判断出电路的连接情况，再根据串联电路的特点分析出电路中的电流，根据电功的计算公式计算出电功即可。
本题主要考查了学生对欧姆定律、串联、并联电路的特点和电功的计算公式的相关知识的理解和运用能力。
18.【答案】解：(1)由图乙知，加热功率为P1=1600W，保温功率为P2=400W，
根据P=UI可知，在电压不变时，功率与电流成正比，
所以该电热水壶加热和保温时的电流之比为：I加：I保=P1：P2=1600W：400W=4：1；
(2)当开关S接1时，为R1的简单电路；当开关S接2时，两电阻串联，由串联电路总电阻大于其中任一分电阻，根据P=U2R可知，S接2时总功率最小，此时为保温挡，则S接1时为加热挡，
加热状态时电路中的电阻：R1=U2P1=(220V)21600W=30.25Ω；
保温时电路的总电阻为：R串联=U2P2=(220V)2400W=121Ω；
由串联电阻的规律可得R2的阻值：R2=R串联−R1=121Ω−30.25Ω=90.75Ω；
(3)水温从20℃升至80℃需要吸收的热量：
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.5kg×(80℃−20℃)=3.78×105J；
加热时热水壶的工作效率为90%，即η=QW=QP1t，
需要的加热时间：
t=QP1η=3.78×105J1600W×90%=262.5s。
答：(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比为4：1；
(2)电阻R2的阻值为90.75Ω；
(3)给1.5kg的水加热，使水温从20℃升至80℃，热水壶的工作效率为90%，需要262.5s。
【解析】(1)由图乙知，加热功率及保温功率，根据P=UI求出该电热水壶加热和保温时的电流之比；
(2)分析开关转换时电路的连接，由串联电阻的规律及P=U2R得出不同挡位电路的结构，根据P=U2R求出R1和串联电阻的规律，由串联电阻的规律得出R2的阻值；
(3)根据Q=cmΔt求出水温从20℃升至80℃需要吸收的热量，根据η=QW=QP1t得出需要的加热时间。
本题为电热综合题，考查串联电路的规律、吸热公式、电功率公式及效率公式的运用，为中考的热点问题。
19.【答案】解：闭合开关S，R1和L串联之后与R2并联。
(1)把电源电压调到5.5V，R2的功率为1.1W，
根据P=UI可知通过R2的电流为I2=P2U=；
(2)若小灯泡正常发光，从图乙可知此时灯泡的电流为I1=0.3A，则通过R1的电流也为0.3A，R1两端的电压为U1=U−UL=5.5V−2.5V=3V，
则1min内电流在R1上做的功是W=U1I1t=3V×0.3A×1×60s=54J；
(3)由(1)可知，R2的电阻R2=UI2=Ω，
现把电源电压调到某一值时，通过R2的电流为0.12A，此时R2两端电压等于电源电压为U′=I′R2=0.12A×27.5Ω=3.3V，
灯泡L与R2两端的电压之比为1：3，
故灯泡电压为UL′=13U′=13×3.3V=1.1V，从图乙可知，此时的电流为0.21A，故灯泡的实际功率是P实=UL′IL′=1.1V×0.21A=0.231W。
答：(1)通过R2的电流为0.2A；
(2)若小灯泡正常发光，则1min内电流在R1上做的功是54J；
(3)现把电源电压调到某一值时，通过R2的电流为0.12A，灯泡L与R2两端的电压之比为1：3，则灯泡的实际功率是0.231W。
【解析】闭合开关S，R1和L串联之后与R2并联。
(1)把电源电压调到5.5V，R2的功率为1.1W，根据P=UI可知通过R2的电流；
(2)若小灯泡正常发光，从图乙可知此时灯泡的电流为I1=0.3A，根据串联电路的特点可知通过R1的电流和R1两端的电压，
根据W=UIt计算1min内电流在R1上做的功；
(3)根据欧姆定律得出R2的电阻，把电源电压调到某一值时，通过R2的电流为0.12A，根据欧姆定律得出此时R2两端电压，进而得出电源电压，
根据灯泡L与R2两端的电压之比为1：3，得出灯泡电压，从图中可知灯泡此时的电流，根据P=UI得出灯泡的实际功率。
本题考查欧姆定律的应用、电功率的计算等问题，关键是从图中得出有用信息，有一定综合性。
20.【答案】解：(1)由P=UI=U2R可得，灯泡的电阻RL=UL额2PL额=(6V)23.6W=10Ω；
(2)当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，等效电路图如图1所示；
接着将滑片移到最左端，再闭合开关S3，等效电路图如图2所示；
当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，等效电路图如图3所示：
图1中，R2消耗的功率P2=U22R2，
图2中，由并联电路中各支路两端的电压相等可知，R2消耗的功率P2′=U2R2，
则P2P2′=U22R2U2R2=U22U2=19，解得：U2=13U，
图1中，由串联电路中总电压等于各分电压之和可得，R1两端的电压U1=U−U2=U−13U=23U，
因串联电路中各处的电流相等，所以由I=UR可得，R1R2=U1I1U2I1=U1U2=23U13U=21，即R1=2R2，
图1和图3中，两电路的电流之比I1I3=U1R1U1′12R1=U12U1′=12×43=23，
因电源的电压不变，所以I1I3=12R1+RLR1+R2=12×2R2+10Ω2R2+R2=23，
解得：R2=10Ω，R1=2R2=2×10Ω=20Ω，
图3中，电路中的电流I3=ULRL=3V10Ω=0.3A，
则电源的电压U=I3×12R1+UL=0.3A×12×20Ω+3V=6V；
(3)由I1I3=23可得，图1中的电流I1=23I3=23×0.3A=0.2A，
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以图1的总电阻大于图2的总电阻，则图2中的总电流大于图1的电流，即I3=I1+0.7A=0.2A+0.7A=0.9A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以I3=UR2+UR3，即0.9A=6V10Ω+6VR3，解得：R3=20Ω，
当开关S1、S2、S3均闭合且滑片位于左端时，R2与R3、L并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，如图4所示；
当只闭合开关S2且滑片位于右端时，R1与R2、R3、L串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，如图5所示：
图4电路的总功率P大=U2R2+U2R3+U2RL=(6V)210Ω+(6V)220Ω+(6V)210Ω=9W，
图5电路的总功率P小=U2R总=U2R1+R2+R3+RL=(6V)220Ω+10Ω+20Ω+10Ω=0.6W，
则P大：P小=9W：0.6W=15：1。
答：(1)灯泡的电阻为10Ω；
(2)电源电压为6V；
(3)通过开关通断，和滑片的移动，求电路中消耗的最大功率与最小功率之比为15：1。
【解析】(1)知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI=U2R求出灯泡的电阻；
(2)当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，R1与R2串联，根据P=UI=U2R表示出R2消耗的功率；接着将滑片移到最左端，再闭合开关S3，R2与R3并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和P=UI=U2R表示出R2消耗的功率，然后结合P2：P2′=1：9得出等式即可求出R1两端的电压与电源电压关系，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1与R2的阻值关系；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，12R1与L串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律结合U1：U1′=4：3得出等式求出电流关系，利用电源的电压不变得出等式即可求出R2的阻值，进一步求出R1的阻值，根据欧姆定律结合灯泡两端的电压为3V求出电路中的电流，然后求出串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压；
(3)根据电流关系求出当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时电路中的电流，根据电阻关系和欧姆定律结合电流表的示数变化了0.7A求出闭合开关S1、S3且变阻器的滑片P在最右端时电路中的电流，根据并联电路的特点和欧姆定律得出等式即可求出R3的阻值；当开关S1、S2、S3均闭合且滑片位于左端时，R2与R3、L并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大；当只闭合开关S2且滑片位于右端时，R1与R2、R3、L串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，根据P=UI=U2R求出电路的最大和最小功率，然后求出两者的比值。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用，分清电路的连接方式和各量之间的关系是关键，有一定的难度。