2021年中考物理真题练习-电学计算题 （二）

2021年中考物理真题专题练习一电学计算题(二)

1、(2021浙江台州)如图是某兴小组制作的“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互

排斥，对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变电流大小。

从而改变斥力大小，使指针始终指在“a”位置。此时，该电子秤所称量物体质量m跟电路中弹簧电流

I的关系可视为：m=k(k为500克/安)。据此原理，可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量

的目的。

(1)图中电磁铁和永磁体之间要产生斥力，则永磁体下端应为极。

(2)当放上物体后，为了使指针仍处在“a”位置，必须将滑动变阻器滑片向端

移动。

(3)图中电源电压为9伏。线圈电阻为10欧。线圈允许通过的最大电流为0.8安，滑动变阻器规格

为“5002A"，电流表量程为0〜0.6安。

①计算该电子秤所能称量物体质量的范围

②要增大该电子秤的称量范围，以下方法可行的是。(假设弹簧等元件均能正

常工作)

A.增大电源电压

B.换用“100C;1A”的滑动变阻器

C.电流表的量程换用“0-3安”

答案：

(1)S(2)略(3)①0.075kg〜0.3kg②BC

解析：(1)根据右手螺旋定则，可以判断得到电磁铁上端是S,下端是N,又根据两者产生的是斥

力，故永磁体下端是S,上端是N。

(2)放置物体后，秤盘要下降，要使得仍然指在a位置，需要有更大的斥力才能维持，即电磁铁需

要更大的磁性才可以。所以电流值需要增大，滑变的阻值需要减小。所以，P要向B端滑动。

(3)要求所称量物体的质量范围，根据公式，只要知道电流表的读书范围即可，电流表的最大量程

为0.6A,代入公式，得mmax=0.3kg,此时符合线圈允许通过的电流和滑变可以达到的范围(只要

滑变阻值为5欧即可)。电流表最小读数为滑变整个接入时的电流，此时电流

，U9Vn…

min=T=ion=0,5A

&,代入公式，得mmax=0.075kg。所以称量范围是0.075kg〜0.3kg。B可

以增大所测物体质量的最小值，C可以增大所测物体的最大值。

2、(2021湖北恩施)如图所示电路，电源电压保持不变，电流表量程0-0.6A,电压表量程0-15V灯

泡上标有“6V3W”字样，R!=18QO

(a)当开关S2断开，S、Si闭合，滑片移到变阻器中点时，灯泡正常发光。

(b)当Si断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A。求：

(1)灯泡正常发光时的电阻多大？

(2)电源电压多大？

(3)若将Ri换成R3=9C的定值电阻，闭合开关S、S2,断开印，电路中的电功率变化范围(结果

解：(1)灯泡正常发光时的电阻

(2)(a)当开关S2断开，S、Si闭合，滑片移到变阻器中点时，灯泡正常发光，R?与滑动变阻器

串联，灯泡正常发光时的电流

里①=0.5A

46V

设电源电压为U,则有

U=6V+0.5Ax&

2

(b)当多断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A,则有

U=0.3AX18Q+0.3AX/?2

联立以上两式解得

U=9V

鸟=12C

(3)若将Ri换成R3=9Q的定值电阻，闭合开关S、S2,断开S,R2、R3串联，当滑动变阻器电阻

为。时，电路中电流最大，功率最大

U2(9V)2

Pmax=——~「=9飞

ma*R39Q

当滑动变阻器阻值最大时，电路中的电功率最小

u2(9V)2

Pmin=——=1一•L—x3.9W

m,n&+&9Q+12Q

答：(1)灯泡正常发光时的电阻为12C；

(2)电源电压9V;

(3)电路中的电功率变化范围为39W〜9Wo

3、(2021湖北宜昌)如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，Ro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Ro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).60012(2).200。(3).800N

解析：(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

Us=U+Uo

压敏电阻R两端的电压

U=uM-U<)=6V-2.4V=3.6V

由图像可知压敏电阻的阻值为300。，电路中的电流

U3.6V

=0.012A

300Q

R。的阻值是

U_2.4V

=200Q

°-Z-0.012A

(3)方法一：由W总=UIt得小华站在体重秤上时，电路中的电流

叱总=0.45J

0.015A

2Ut-6Vx5s

此时电路中的总电阻值

=400C

压敏电阻的电阻值

R=R&.Ro=400Q-200Il=200Q

由图像可知小华的体重为800N。

方法二：电路的功率

W0.45J

=0.09W

t5s

P=—

由R可得

02=(6V『

=400Q

~P~0.09W

压敏电阻的电阻值

R=R总-Ro=400£2-2000=200Q

由图像可知小华的体重为800N。

答：(D当秤盘为空时，R的阻值为600。;

(2)Ro的阻值是200Q;

(3)小华的体重为800N。

4、(2021山东潍坊)某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示，电路中Ro、Ri>R2均为

发热电阻，已知Ri=3欧发2=9欧仅闭合Si时，加热功率P尸24W;仅闭合S2时,加热功率P2=12W,

求：

(1)电源电压U及Ro的电阻值;

(2)该装置的最大加热功率。

答案：(1)12V;3C;(2)72W

5、(2021湖南岳阳)图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。电源电压为220V,Ri、R?为发热

体。熨斗两挡功率分别为100W和500W,通过开关S实现温度控制，S闭合时为高温档。

(1)求Ri的阻值；

(2)在使用过程中，若电熨斗lOmin消耗电能x,请通过计算说明：在这段时间内电熨斗处于何种工

作状态，并求出相应状态下的工作时间;

(3)为了适应不同室温和更多衣料，小明对电路做了改进，将R2换成滑动变阻器R3,如图丙所示,

RHR3均为发热体。假定电熨斗每秒钟散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差关系如

图丁所示。在一个20C的房间，要求电熨斗表面保持220C不变，应将R3的阻值调为多大？

答案：(1)96.8。;

(2)在这段时间内电熨斗在低温档工作了一段时间,也在高温档工作了一段时间。在低温档工作时

间为420s,在高温档工作的时间为180s;

(3)24.2C

6、(2021山东济宁)如图所示的部分电路中，Ri为定值电阻、Rz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。

(1)R2=29欧

(2)P总=0.33W

(3)R2的最小阻值为15欧

7、(2021新疆)如图所示的电路中，Ri=2C,R2=4。，闭合开关S后，电流表的示数为0.50A.求:

(1)电路的总电阻；

(2)电压表的示数；

(3)电阻R?在Imin内产生的热量.

答案：(1)电路的总电阻为6。；

(2)电压表的示数为3V;

(3)电阻R2在Imin内产生的热量为60J.

8、(2021安徽)如图所示的电路中，电源电压U不变，r、Ri和R2均为定值电阻，其中r=lQ,Ri

=14。，Si为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。闭合Si,将S2掷于1

端，电压表V的示数Ui=2.8V;将S2切换到2端，电压表V的示数

U2=2.7V,求：

(1)电源电压U的大小；

(2)电阻R2的阻值。

【解答】(1)闭合舟，将S2掷于1端，r、R1串联接入电路，电压表测的两端的电压,

巴2.8V

R

由欧姆定律可得此时通过电路的电流：11=1=140=0.2A,

串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路总电阻：R=r+Ri=lf2+14Q=15Q,

电源电压：U=LR=0.2Axl5C=3V;

(2)闭合Si,将S2切换到2端，r、R2串联接入电路，电压表测口2两端的电压，

串联电路总电压等于各部分电压之和，所以r两端的电压：Ur=U-U2=3V-2.7V=0.3V,

Ur0.3V

此时通过电路的电流：L=r=I。=0.3A,

”2.7V

I

串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得电阻R2的阻值：R2=2=0.3A=9QO

答：(1)电源电压U的大小为3V;

(2)电阻R2的阻值为9。。

9、(2021云南)(8分)交通安全要求广大司机“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾驶存在许多安

全隐患。某科技兴趣小组设计了•种简易的酒精检测仪，其电路原理如图2甲所示。电源电压为12V,

心是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图2乙所示，Rz为滑动变阻器。检测前对检

测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为01A,调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅

信息窗

>血液酒精浓度:?=呼气酒精浓度KX2200

>非酒驾(M<20mg'l00mL)

酒驾(20mg.l00mL^M<80mg,100mL)

醉驾(M>80mg100mL)

图1

到相关资料如图1。图2

(1)求“调零”后变阻器Rz接入电路的阻值;

(2)检测前R2工作10s消耗的电能；

(3)对某司机进行检测时，电流表示数为016A,依据信息窗资料，通过计算判断该司机属于非酒

驾、酒驾还是醉驾。

分析：(1)检测前对检测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为0」A,调零后变阻器

U

滑片位置保持不变。由乙图可知此时酒精浓度K为()，故此时R1阻值为100。；根据R=亍计算串联

电路的总电阻，再由串联电阻的特点计算R2的阻值；

(2)图甲两电阻为纯电阻电路，由W=I2Rt计算电功即为消耗的电能；

U,

(3)据R=1计算串联电路的总电阻，再由串联电阻的特点计算R1的阻值，对应图乙曲线找到相

应的呼气酒精浓度K,并计算血液酒精浓度M,判断属于非酒驾、酒驾还是醉驾。

解析：⑴由题意可知：U=12V,I=0.1A,Rl=100ft

_U⑵

串联总电阻：R总=I=0.1A=12O。，

变阻器R2的阻值：1<2=1<总-%=120。-100。=20。；

22

(2)检测前R2在10s消耗的电能：W=IR2t=(0.1A)X20QX10S=2J;

(3)当I=0.16A,R2=20C时

U12V

串联总电阻：R*=1=0.16A=75I2;

R'I的阻值为：R，I=R%-R2=75C-20fl=55C;

对应乙图此时K=12.5x107/i00mL,此时酒精浓度为：

M=12.5x10-3/100mLx2200=27.5mg/100mL,该司机属于酒驾。

答：(1)“调零”后变阻器R2接入电路的阻值20Q;

(2)检测前R2工作10s消耗的电能2J;

(3)该司机属于酒驾。

10.(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MN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02米,，均匀电阻丝AB长为30厘米，阻值

为15欧，电源电压U恒为9伏，保护电阻Ro为3欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度

改变量X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。

风级一级二级三级四级五级六级

风速V(米/秒)0.3-1.51.6-3.33.4〜5.45.5〜7.98.0-10.710.8〜13.8

风压〃(帕)0.055〜1.41.6〜6.87.2〜1818.9〜3940〜72729〜119

(1)无风时，求通过R。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v预计为10m/s,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P=kv2,(其中火为常量，数值为0.6),假设你为改小组成员，请你计算出风速为lOm/s

时，改进后的电路中电压表的示数。

挡风板—风

滑块-©-1

Pl

甲

答案：⑴0.5A;(2)四级；(3)1.5V

解析：(D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R。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15。，通过Ro的电流

U9V

=0.5A

4)+Rp15Q+3Q

U=3V

(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max'

滑动变阻器分到电压

Up=/R〃=0.5Axl5Q=7.5V

当电压表示数最大时，滑片移动距离

U3V

L="以r=------x30cm=12cm

Up7.5V

由图乙可得，弹簧产生的弹力E=6N,此时的风压

〃=今=今=倦=3OPa

查表可知，此时风力等级为四级。

(3)当风速为10mzs时，风压

p-kv2=0.6x(10m/s)'=60Pa>3OPa

因此会超过电压表量程，弹簧弹力

琢=之=pS=60Pax0.2m2=12N

由表可得，弹簧形变量为24cm,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

八30cm-24cm、一

R=----------------X15Q=3Q

30cm

此时电压表示数

3。

民■xUx9V=1.5V

R总18Q

改装电路为

此电路只能在风力稳定时使用。

答：⑴无风时，求通过Ro的电流是0.5A;

(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10m/s时，改进后的电路中电压表的示数是1.5V。

11、(2021衡阳)如图所示的电路中，电阻Ri的阻值为30欧，电阻R?的阻值为60欧，闭合开关S,

电流表A1的示数为0.2A。求:

(1)电源电压；

(2)电流表A的示数。

答案：⑴6V;(2)0.3A

解析：(1)由图知道，Ri与R2并联，电流Ai测Ri电流h=0.6A,电流表A测干路电流I,并联电

路中总电压与各支路电压相等

U=U2=UI=IIRI=0.2AX30Q=6V

(2)电流A的表示数即干路上的电流

U6V

+一0.2A+=0.3A

《嬴

答：(1)电源电压为6V;

(2)电流表A的示数为0.3A。

12、(2021湖南长沙)下图是小伟做课外实验的实物图，他闭合开关后，把滑动变阻器的滑片从一

个端点A移到另一个端点B时，在下表中记录下滑片在这两个端点时电压表V>1、W2的信息，滑片在

A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W。已知灯泡上标有25Vo.5A”的字样，灯的电阻随温

度的变化忽略不计，电源电压恒定不变。求：

(1)灯泡正常发光时的电阻；

(2)灯泡正常发光100s消耗的电能;

(3)闭合开关，滑片从端点A移到端点B的过程中电路总功率的最小值。

答案：(1)5。：(2)125J(3)1.2W

13、如图所示，图甲、图乙分别为某烧水壶的铭牌和简化电路图，4和R2为发热丝，S1为总开关,

S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，丙图为某次将满壶水加热、保温过程的总功率与时

间的关系图像，已知以=1m10-3而，c水=4.2x103J/kgP。求：

型号，SDS-15XO5/容量。ILP

额定电压+:220VP额定频率，50Hz，

JTL

加热功率+1210WP保温功率+40WP

(1)这满壶水从25℃加热至10(TC所吸收的热量;

(2)本次工作过程共消耗的电能；

(3)Ri和R2的阻值。

5

答案：⑴3.15xlOJ；(2)3.87x10”.⑶1170Q；40Q

14、(2021四川成都)如图所示电路，电源电压，定值电阻Rl=10o

(1)当开关闭合、断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2A。求此时定值电

阻R3的电功率。

(2)当开关、都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器

R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围。

答案：(1)0.8W;(2)()〜4V

15、(2021浙江宁波)如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V2.4W,,字样，其

灯丝电阻随温度的升高而增大；04、°B、℃是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同

一条金属丝的阻值与其长度成正比)。闭合开关S,当滑片尸从A点滑到。点过程中，电流表示数

和灯泡L亮度均保持不变。

(1)求灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小。

(2)金属丝04的电阻R广Q。

(3)继续滑动图甲中滑片2到段，当3时，电流表示数为036A；当2时,

小灯泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S,使滑片夕

“PO=-OCPO=-OC

在°C上移动，当3时，电压表示数为4.8V；当4时，电压表示数为6.0V。

D

求金属丝0c的电阻c的大小和电源电压大小。

2.4W八A

i,—P=____—Q4A

(1)解：灯泡L正常发光时，通过的电流U6V'(2分)

答：灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小为°-4A。

⑵0(2分)

(3)解析：本题的电路可以用下图表示:

L

­©~1(

U0---------

根据题意，可得四种电路连接情况:

PB=—OBR*=—/?.,Jf)36A

①图甲中，当3时，生3，电路中的电流4=-

PB=—OBR企2=--r/=f)4-A

②图甲中，当2时，一2,灯L正常发光，电路中的电流2-5

PO=-OCR,^=-Rc灯L两端电压"L3=4'V

③图乙中，当3时，~3

PO=-OCR变4=二6丁U=60V

④图乙中，当4时，4,灯L两端电压L4•,灯LT正常发光

由于②和④时，L都正常发光，即②和④电路是等效的

所以“如即以小产淮

a分)

因为U=U变+/=1变R变+L

U=I,R”a+U\A=0.4AX-Rx6.0V

所以由④得：-4(1)式(1分)

Rg=-Rb=-RR变3=-R1.

①中33c,与'3等大，即①和③电路是等效的

U=U变+4=/变煤+/

0.36Axl/?+4.8V

U—，3夫变3+Ug—

所以由③得:3°⑵式

由⑴式和⑵式可解得：4=60口U=12V(各1分)

答：金属丝℃的电阻”的大小为6°Q,电源电压为12V。

16、(2021昆明)如图所示的电路，电源电压为6V保持不变，R=4欧。开关闭合，滑动变阻器

R2的滑片置于a端时，电压表Vi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Imin电流做的功。

答案：(1)4V;(2)0.5A;(3)3W;(4)540J

17、(2021杭州)如图电路中,电源电压恒为4.5V,灯泡规格是“3V0.75W”。

(1)灯泡正常工作时,电压表V|、V2示数分别为多少？

滑动变阻器接入的电阻为多少？

(2)灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少?

答案：(l)Ui=3VU2=U-UI=4.5V-3V=1.5V

灯泡常工作电流I=PI/U!=0.75W/3V=0.25A

滑动变阻器接人电阻:R=U2/I=L5V/0.25A=6。

(2)w=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270J

18、(2021年浙江金华)便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿

器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌

上的部分参数如下表。

项目。参数2

工作电压(V)，20-

孽档位功率(W)，52

舍档位功率⑺，

10〃

完成下列问题：

(1)旋转开关S接触“be”两触点时，加湿器属于档位;

(2)加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？

(3)加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？

答案：⑴低

(2)0.25A

(3)2I6000J

20、(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，Imin消耗多少电能？

(3)电热丝R1的阻值是多大？

火线

-220V

零线

答案:

火线

-220V

(3)44。

21、(2021重庆A卷)如图甲所示，是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件，该部件由阻值

不变的两根电阻丝RI、R2构成，小乔设计了图乙的电路对该部件进行检测，其中R0=22C,M、N

为接线柱。甲乙

(1)用导线把M和N连接，只闭合开关Si,电流表示数为1A,求电源电压；

(2)把M接A,N接B,只闭合开关Si,电流表示数为0.5A,求Ri的阻值；

(3)用导线把B和C连接，然后将M接A,N接B,闭合开关％和S2,电流表示数为1.5A;检测

结束后，小乔利用该部件重新组装一个加热器，求新加热器接入220V电路中能达到的最大电功率。

.【解答】(1)用导线把M和N连接，只闭合开关电路为Ro接在电源上的简单电路：

U

由I=R得,电源电压：U=Uo=I,Ro=lAx22Q=22V

(2)把M接A,N接B,只闭合开关S,小和R0串联：

旦JL22V

由R=f可知，电路的总电阻：R总=12=0.5A=44C,

根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R|=区总-&=44。-220=22。；

(3)用导线把B和C连接，然后将M接A,N接B,闭合开关Si和S2,K与R?并联，Ro被短接,

电流表测干路的电流：

_y_22V44

Ri与R2并联的电阻：R并=，3=L5A=3S1,

U2

当用该部件组装加热器接入家庭电路，根据P=后-可知，部件的接入电阻最小时，加热器的功率最

大；

所以Ri与R2并联接入时，加热器最大加热功率：

口2(220V)2

金丝Q

P=~并=3=3300Wo

答：(1)电源电压为22V;

(2)Ri的阻值是22。；

(3)加热器的最大加热功率是3300Wo

22、((2021重庆B卷))中国茶文化源远流长，如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所

示，电阻R1为发热体，它的额定电功率为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

W发热体

路电能利用率的范围是多少。(电能利用率n=*总)

【解答】(1)正常工作时，U=220V,P=22W,此时电流为:

E22W

I=U=220V=O.IA,

(2)发热电阻R的阻值：

U_220V

R=I=0.1A=2200。；

当实际电压U|=198V时，电阻R不变，发热体工作100s消耗的电能:

u2

lt(198V产

w=R=2200。xl00s=17820J;

(3)当滑片p在b端时，R2=0,发热体R3单独工作，

U2

R

发热体R3的最大功率：P3=3-------------------①，

当发热体R3以最大功率工作时间时，产生的热量：W发热体=W总；

W发热体

此时的能量利用率U=*总=100%

当滑片P在a端时，R2最大，R2和发热体R3串联工作，

U

此时经过R3的电流：I'=R2+R3,

2

uR

『3)23

2

则发热体R3的最小功率：P3'=rR3=②,

由题意可知：P3=4P3'------------------------------③,

由①②③可得：R2=R3；

由P=PR公式可知，此时两电阻功率之比P2：P3'=l：1

工

当发热体R3以最小功率工作时间时，产生的热量：W发热体=5w总；

W发热体

此时的能量利用率：^=W总=50%。

答：(1)发热体正常工作时的电流为OJA;

(2)当实际电压为198V时,发热体工作100s消耗的电能为17820J;

(3)该电路电能利用率的范围是50%-100%。

23、((2021重庆B卷))如图所示的电路中，电源电压恒为3V,电阻R2的阻值为30。。当开关

Si闭合、S2断开时，电流表示数为0.3A,求：

(1)电阻Ri的阻值；

(2)当开关Si、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量。

【解答】(1)当开关S闭合、S2断开时，电路为Ri的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧

姆定律可得：

3V

Ri=11=0.3A=10。；

(2)当开关Si、S2均闭合时，Ri和R2并联，

因为并联电路中各支路两端的电压相等，则有：

U2=U=3V,

由欧姆定律可知，通过R2的电流为：

"3V

i2=艮2=30Q=O.IA,

所以通电10s电阻R2产生的热量为：

2

Q=I2R2t=(0.1A)2X30QX10S=3J。

答：(1)电阻Ri的阻值为10Q；

(2)当开关S、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量为3J。

24、(2021江西)小明同学在物理实验室发现一个电学元件，是由一个标有“2V2W的小灯泡和一个

定值电阻R连接而成。小明同学将该元件接入如图所示的电路中，电源电压恒为6V,闭合开关，无

论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表的示数总在0.2A-1A的范围内变化(小灯泡的电阻不随温度

变化，且电路元件始终完好)。求：

(1)小灯泡正常工作时的电流和电阻；

(2)定值电阻Ro与小灯泡的连接方式；

(3)定值电阻Ro的阻值;

(4)滑动变阻器R的最大阻值。

串联;

⑶

(4)24。

解析

⑴灯泡的额定电流为

,42W,

『心=次=从A

灯泡电阻为

(2)若并联，当小灯泡正常发光时，干路的电流表示数会大于1A,故定值电阻凡与小灯泡串联。

(3)当滑动变阻器R阻值为0时，定值电阻&与小灯泡L串联，电路中最大电流为1A

则定值电阻的阻值

%=R最小总—R灯~6。—2c—4C

(4)当滑动变阻器R阻值为最大时，电路为定值电阻&、小灯泡L和滑动变阻器R串联，电路中

最小电流为02A,此时

U&_6V

R最大总3on

/最小0・2A

此时滑动变阻器的最大阻值

R—7?最大⑥一R灯—R。—300——4c—24。

答：(1)小灯泡正常工作时的电流为1A,电阻为2。;

(2)定值电阻R0与小灯泡串联；

(3)定值电阻R0的阻值为4。；

(4)滑动变阻器R的最大阻值为24C。

25、(2021江苏连云港)一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的

天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴

转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物,

该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6VIW”字

样的IED灯持续正常发光4mino(g取10N/kg)

(1)甲图虚线框内一定有,它的工作原理是o

(2)求重物下落时，重力做功的功率。

(3)求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。

(4)取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验(设该装置在短时

间实验过程中可以稳定输出36V电压)。R0为标有“5C0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50C

1A”，电流表选择量程为0〜0.6A,电压表选择量程为0〜3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接

人电路的阻值变化范围。

解析：(1)将重力势能转化为电能，即机械能转化为电能，此装置中必定有发电机，而发电机的工

作原理是电磁感应；

(2)W总=611=111811=25义10*2.41=600,1

(3)W有用=P有用t=lx4x60J=240J

W240

；7=-^xl00%=—x100%=40%

町600

（4）电路中最大电流为0.3A,根据欧姆定律得:

,U3.6■…

I=——------A=0.3A

R总5+R]

解得:R|=7Q,即:R1最小阻值为70。

电压表最大示数为3V,则：

解得:卬=25。，即:Ri最大阻值为25。。

所以，为了保证电路安全，处接入电路的阻值变化范围为7〜25Q。

答案：（1）发电机电磁感应（2）2.5W（3）40%（4）7〜25。

26、测小灯泡电功率实验，一个是2.2V和0.3A一个是3.8V和0.3A,电源电压为2V整数倍。

滑片P从最大阻值开始，移动到一个位置小灯正常发光，电压表向左偏转六格。一开始指的是HV

或2.8V,第一间是判断小灯正常发光？第二间是电压表在滑动变阻器两端还是小灯？第三间电压表

读数应该是多少？第四间小灯额定功率？

答案：

1、当电压表读数为2.2V时，小灯正常发光；

2、电压表连在滑动变阻器两端；

3、电压表一开始读数为2.8V;

4、小灯额定功率为L14W。

解析：

电压表向右偏转6格会超过量程，因此一定是向左偏转6格。一开始滑动变阻器处在最大阻值处，

滑动滑片电压表读数减小，说明电压表并联在滑动变阻器两端；移动6格后，电压表读数为11V或

2.2V;小灯两端为2.2或者3.8V。滑动变阻器加上小灯两端为电源电压（2的整数倍），只有

2.2V+3.8V=6V这一种情况。因此，小灯正常发光的电压为3.8V,电源电压为6V,电压表一开始的

读数为2.8VO小灯额定功率为3.8VxO.3A=1.14W。

27、（2021年上海）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12

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

解析:

1、Ri=U/Ii=6V/0.3A=20Q

2、干路电流表和Ai偏角相同，且干路电流大于支路电流，故干路电流为L5A;

I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A

3、滑动变阻器的最小电流为L2A;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