7.微专题七 电学综合计算

专题十二 电学综合计算题题型一：电学基础计算1．（2021·广东中考真题）如图甲电路，电源电压不变，闭合开关S ，将滑动变阻器R 的滑片P 由a 移动到b 时，R 0的电功率和电流的P-I 关系图像如图乙所示，求： （1）电源电压；（2）滑动变阻器的最大阻值。

【答案】（1）9V ；（2）72欧 【详解】解：（1）当滑片P 在b 端时，只有R 0工作，电流最大为b 0.5A I =电源电压为b 4.5W =9V 0.5A P U I == （2）R 0的阻值为0b 9V 18Ω0.5AU R I === 当滑片P 在a 端时，电阻最大，电流最小，此时a 0.1A I =总电阻为a 9V 90Ω0.1AU R I ===总 滑动变阻器最大电阻为0=90Ω18 Ω72ΩR R R -=-=总滑答：（1）电源电压为9V ；（2）滑动变阻器的最大阻值为72Ω。

2．（2021·江苏扬州市·中考真题）如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为6V ，灯泡标有“2.5V0.5A”字样（灯阻值不变），滑动变阻器标有“20Ω1A ”字样， （1）求灯泡正常发光时的电功率；（2）求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值； （3）该电路设计是否有缺陷?如有，请给出解决办法。

【答案】（1）1.25W ；（2）7Ω；（3）见解析 【详解】解：（1）灯泡正常发光时的电功率P L =U L I L =2.5V×0.5A=1.25W（2）灯泡正常发光时通过电路的电流是0.5A ，滑动变阻器接入电路的阻值L 6V V=0.5AU U U R I I -==滑滑-2.5=7Ω （3）因为当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路中的电阻不为零，所以不足是：再移动滑动变阻器的滑动片时，可能会使灯泡烧坏；改进的措施：串联一个保护电阻。

答：（1）灯泡正常发光时的电功率是1.25W ；（2）灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值是7Ω； （3）见解析。

电学基础计算讲义一.欧姆定律1. 内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

2. 公式：I=U/R3. 说明：①适用条件：纯电阻电路（即用电器工作时，消耗的电能完全转化为内能）①I、U、R对应同一导体或同一段电路，不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用，应加下角标区别。

三者单位依次是A 、V 、Ω①同一导体（即R不变），则I与U 成正比；同一电源（即U不变），则I 与R成反比。

二.串联电路的特点1. 电流：文字：串联电路中各处电流都相等。

字母：I=I1=I2=I3=……In2. 电压：文字：串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。

字母：U=U1+U2+U3+……Un3. 电阻：文字：串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。

字母：R=R1+R2+R3+……Rn理解：把n段导体串联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都大，这相当于增加了导体的长度。

特例：n个相同的电阻R0串联，则总电阻R=nR0 .4. 分压定律：文字：串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。

字母：U1/U2=R1/R2 U1:U2:U3:……= R1:R2:R3:……三.并联电路的特点1. 电流：文字：并联电路中总电流等于各支路中电流之和。

字母：I=I1+I2+I3+……In2. 电压：文字：并联电路中各支路两端的电压都相等。

字母：U=U1=U2=U3=……Un3. 电阻：文字：并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。

字母：1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……1/Rn 。

理解：把n段导体并联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都小，这相当于导体的横截面积增大。

特例：n个相同的电阻R0并联，则总电阻R=R0/n.求两个并联电阻R1、R2的总电阻R=R1*R2/（R1+R2）4. 分流定律：文字：并联电路中，流过各支路的电流与其电阻成反比。

字母：I1/I2= R2/R11例题1. 装有4节干电池的手电筒，它的电压是________V，手电筒里小灯泡的电阻是10Ω，手电筒工作时，通过灯泡的电流是________A。

电学综合计算题1、（2013•绥化）某种电热水器，其电路图如下，R1为发热板，R2为保温电阻，S1是温控开关．当电热水器处于加热状态时，水被加热，达到设定温度时，S1自动断开，热水器处于保温状态．已知电阻R1=50Ω，R2=450Ω．求：（1）热水器内装有质量为2kg的水，当水的温度从20℃升高到40℃时，这些水吸收的热量是多少？（2）当电热水器处于加热状态时，电路中的电流是多大？（3）当热水器处于保温状态时，R1电功率为多少？2、（绥化2014）小丽的妈妈买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。

图乙是豆浆机的主要结构：中间部分是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。

图丙是豆浆机正常工作时，做一次豆浆的过程中，电热管和电动机交替工作的“P－t”图象。

右表是这个豆浆机的主要技术参数。

请解答下列问题：(1)豆浆机正常工作时的最大电流是多大？(2)豆浆机正常工作，做一次豆浆，加热时消耗的电能是多少？(3)豆浆在正常工作状态下做一次豆浆，若大豆和清水总质量为1.5 kg，初温为20℃，豆浆沸腾时温度是100℃。

求豆浆机电热管的加热效率是多少？(已知大豆和清水的混合物的比热容及豆浆的比热容均为4.0×103 J/(kg·℃)，计算结果保留到小数点后一位)。

(4)在某一次豆浆机工作的时候，小丽将家里的其它用电器都关闭，她观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200 r/kW·h”字样的电能表转盘在1 min内转过了22转。

此时豆浆机的实际功率是多大？3、（绥化2015）.养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热膜电子浆料（金属化合物）喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热．小明家买了一把养生壶（图甲），其铭牌如下表所示．型号HX-201504额定电压220V频率50Hz额定功率1210W小明关闭了家中的其它所有用电器，并在壶中加入初温为25℃的水，6min将水烧开（标准大气压下），求：（1）在加热过程中家用电能表（图乙）的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能是多少？（2）如果养生壶的热效率是87.5%，此过程中水吸收的热量是多少？（3）壶中水的质量是多少？（4）养生壶两端的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）4、（绥化2016）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，R1=6Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω，当电路发生变化时，各电表保持完好且不超过量程．求：（1）闭合三个开关，电压表示数不为0，电流表A1示数为0.5A时，干路电流是多少？（2）闭合S、S1，断开S2，电压表示数不为0．当R3的阻值为多大时R3消耗的电功率最大？最大电功率是多少？5、如图电路中，电源电压为6V不变，滑动变阻器R2的阻值变化范围是0～20Ω，两只电流表的量程均为0.6A．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P置于最左端时，电流表A1的示数是0.4A．1、此时电流表A2的示数是多少？2、R1的阻值是多少？3、在保证电流表安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻不得小于多少？6、如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示．若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压．则：额定电压 220V 额定加热功率 2000W容量 1.5L 频率 50Hz（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多少欧姆？=4.2×103J/（kg （2）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收多少热量？[C水•℃）]（3）烧开这壶水，电热水壶需要正常工作280S，求电热水壶加热效率是多少？7、如图所示是小丽家厨房安装的一个小厨宝。

《电学综合计算题》一、计算题1.如图甲所示电路，电源两端电压U不变，是定值电阻，是滑动变阻器。

当开关S闭合后，改变滑动变阻器接入电路的电阻，其电流与电压的关系如图乙所示。

求：请依据题中提供的信息，求滑动变阻器接入电路的最大阻值为多少欧？请分析求出定值电阻的电阻值和电源两端电压？电路消耗电功率的最大值？2.某科技活动小组设计了如图所示的电路。

电源电压不变，当闭合、断开，变阻器的滑片P滑到a端时，电流表的示数为，定值电阻消耗的功率为；变阻器的滑片P滑到b端时，电流表的示数变为；当和都闭合，变阻器的滑片P滑到某点时，电流表的示数为，小灯泡L消耗的功率为求：电源电压；变阻器的最大阻值；小灯泡两端电压及此时变阻器连入电路的阻值3.如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中、为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W，求电热水壶调至中温档正常加热，将2kg温度为的水烧开标准大气压下需要20min，水所吸收的热量及电热水壶的效率；电热水壶高温档的额定功率；若某次电热水壶用高温档加热，耗电，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。

4.某种规格的白炽灯泡的铭牌上印着“”，其灯丝电流随电压变化图象如图所示。

这种白炽灯正常工作时，灯丝的电阻是多少？取两只该规格的白炽灯串联起来，接到220V的电源上，两灯总的实际电功率是多少？两灯工作2h共消耗多少度电？取一只该规格的白炽灯接到12V学生电源上，电路连接及灯泡均完好，闭合开关后白炽灯并不发光，请你判断此时白炽灯是否消耗电能？如果消耗，说明能量转化的情况；如果不消耗，说明理由。

5.如图1所示，已知定值电阻的阻值为，闭合开关时整个电路正常工作，两电流表的指针都在同一位置，示数如图2所示。

设电源电压保持不变，求：电源电压U是多少？通过定值电阻的电流是多少？现用一个未知阻值的定值电阻替换电阻或，替换后只有一个电流表的示数发生了变化，请判断替换的是电阻或。

初中电学综合计算题1．(2015，雅安)如图所示，灯L标有“6 V 3 W”字样，电源电压恒为6 V，定值电阻R＝6 Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化．求：(1)灯L正常发光时的电阻是多少？(2)只闭合S1、S3时，电阻R在60 s内产生的热量是多少？(3)要使整个电路消耗的电功率最小且电路电流不为0，各开关的合闭情况应如何？此时的最小电功率为多少？2．(2015，盐城)创建生态文明城市需要我们共同关注环境，我市某兴趣小组为了检测空气质量的指数，设计了如图甲所示的检测电路．R为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示，已知电源电压12 V保持不变，R0＝5 Ω，当电压表示数为4 V时，求：(1)通过R0的电流；(2)2 min内R0消耗的电能；(3)此时空气质量指数．3．(2015，丹东)如图所示，电源电压不变，R2＝12 Ω，小灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不考虑灯丝电阻变化)．当S1、、S3都闭合时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.6 A，求：S(1)电源电压和定值电阻R1的值各为多大？(2)当S1闭合，S2、S3断开时，小灯泡消耗的实际功率是多大？.4．(2015，厦门)如图所示，电源电压保持不变，R1＝10 Ω.当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图中线段AB表示．求：(1)电源电压；(2)滑片P滑到ab中点时电压表的示数．5．(2015，宿迁)在图甲所示电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L的额定电压为6 V，通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示，求：(1)灯泡的额定功率；(2)灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；(3)当电压表示数是5 V时，灯泡L的实际功率．6．(2015，随州)随州香菇远销世界各地，但种植香菇需要精心呵护．如图为“神农”牌香菇种植塑料温棚内的电路图，灯泡L 上标有“220 V 100 W”．一天中，夜晚和白天耗电情况以及电路连接状况见下表(不考虑R 1、R 2阻值的变化)．求：(1) R 2的阻值； (2)R 1的阻值．7．(2015，遵义)如图所示电路，定值电阻R0＝6 Ω，灯L 标有“6 V 3 W”字样，灯L 的阻值及电源电压保持不变．闭合开关S ，当滑动变阻器R 的滑片P 置于最左端时，电流表的示数为0.8 A ；滑片P 置于最右端时，电流表的示数为0.55 A ．求：(1)灯L 正常工作时的电阻； (2)滑动变阻器的最大值；(3)滑动变阻器滑片P 置于最右端，通电10 s ，灯L 消耗的电能．8．(2015，乐山)如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L 标有“6 V 3 W”字样，当开关S 1、S 2闭合，滑片P 置于b 端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.8 A ．求： (1)电源的电压U ；(2)滑动变阻器的最大阻值R 1；(3)当开关S 1闭合、S 2断开，滑片P 置于a 端时，电流表的示数为0.2 A ，求此时R 2的电功率．9．(2015，福州)磁场的强弱可用磁感应强度B 表示，单位为特斯拉(T)．小华设计了磁感应强度测量仪，图为其原理图．该仪器显示计由电流表改装，电源电压为6 V ，定值电阻R 0为40 Ω，磁敏电阻R B 在常温下的阻值随外加磁感应强度变化的对应关系如下表所示，求：(1)当待测磁感应强度为0 T 时，磁敏电阻R B 是多少？(2)用该测量仪测得某处的磁感应强度是0.08 T ，电路中的电流是多少？磁敏电阻R B 两端的电压是多少？ (3)若把该测量仪放在某处，闭合开关，电路消耗的总功率为0.12 W ，则该处磁感应强度是多少？10．(2015，金华)小伟是一个科学迷，在课余时间他利用一个规格为“2.2 V0.01 A”的发光二极管设计了如图甲所示的电路．晚间关闭照明灯L后，利用二极管D发出的光指示开关所在的位置，S为单刀双掷开关、R为限流电阻．(1)关闭照明灯后，为使二极管D正常工作，限流电阻R的阻值为多少欧？此时，电路消耗的总功率为多少瓦？(2)从安全用电考虑，该电路存在安全隐患，应将单刀双掷开关S接在照明灯L与__火线__间．(3)不管照明灯关闭还是打开，该电路都要消粍电能．为节约电能，可以再接入一个光控开关(光照弱时自动闭合，光照强时自动断开)，你认为应将光控开关接在图乙中a、b、c三处的__b__处．11．(2015，宜昌)随着宜昌现代化学校创建工作的深入开展，全市各中小学教学多媒体硬件运用越来越多，某校共有15个教室，每个教室配有40 W的照明灯10盏，300 W的投影仪一台，100 W的教学扩音系统一套，300 W的电脑一台．(该校的供电电压为220 V)(1)学生在操场上进行半小时的大课间体育活动时，若教室内的这些用电器没有关闭，那么这半小时该校会浪费多少度电？(2)随着这些硬件的装配，需要对学校供电线路进行改造，下表是各种橡胶绝缘铜芯线在常温下的安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)，从安全角度考虑，该校应选择哪种导线作为干路导线？请通过计算后说明.(3)该校电路中的保险装置采用空气开关(如图甲)，空气开关内有电磁铁和两个触点，制作触点的材料分别有铜或银，电路正常工作时两触点是连接在一起的，当电流过大时电磁铁将两个触点分开，切断电路(如图乙)．从空气开关的使用寿命和安全角度考虑，应选择触点____(填“银”或“铜”)材料制作的空气开关，原因是____(已知同样条件下，银的电阻比铜的电阻小)．12．(2015，梅州)如图甲所示，已知小灯泡L上标有“6 V 3 W”字样，R0＝20 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为100 Ω.求：(1)小灯泡的电阻(设灯丝电阻不随温度变化)；(2)只闭合S1，移动滑动变阻器滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片置于某点a时，电压表示数U a＝8 V．求此时电流表示数及电源电压；(3)已知电压表量程为0～15 V，在电压表示数不超过量程，灯泡两端电压不超过额定值的情况下，只闭合S2时，求滑动变阻器连入电路的阻值范围．变，灯泡L标有“8 V 4 W”字样，电流表的量程为0～3 A，电压表的量程为0～15 V，滑动变阻器R2的最大阻值为20 Ω.闭合开关S和S1时，电路消耗的功率为4.05 W．(不计灯丝电阻随温度的变化) 求：(1)小灯泡L的电阻；(2)开关S、S1、S2都闭合时，通过电流表的最小电流；(3)在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下，只闭合开关S2时滑动变阻器R2的电功率变化范围．14．(2015，盘锦)如图所示，灯L标有“2.5 V 1.25 W”字样，R1＝15 Ω，滑动变阻器R2最大阻值为10 Ω，当开关S1闭合，S2、S3断开，滑片P滑至左端时，灯L恰好正常发光．试求：(1)灯L正常发光时的电阻；(2)电源电压；(3)当S1、S2、S3都闭合，且滑动变阻器的滑片P滑到中点时，电流表的示数和此时电路消耗的总功率．15．(2015，聊城)如图所示电路，电源电压为6 V保持不变，R1＝12 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20 Ω.当开关S 闭合，S1、S2断开时，调节滑动变阻器的滑片至中点，恰好使灯泡正常发光，此时电流表示数为0.3 A．灯泡电阻不变，求：(1)灯泡的电阻和额定电压；(2)灯泡在这种情况下通电1 min，电流所做的功；(3)将滑动变阻器的滑片滑至最右端，仍然使开关S闭合，S1、S2断开，整个电路消耗的电功率为P；保持滑片在最右端位置不动，当S、S1、S2都闭合时，且电流表使用0～3 A量程，整个电路消耗的电功率为P′，求P∶P′的值．答案1解：(1)由P ＝U2R 得灯正常发光时的电阻R ＝UL2PL ＝（6 V ）23 W ＝12 Ω；(2)当闭合S1、S3时，灯L 与电阻R 并联接在电源两端，I ＝U R ＝6 V6 Ω＝1 A ，Q ＝I2Rt ＝(1 A)2×6 Ω×60 s ＝360 J ；(3)当断开S1、S3，闭合S2时，灯L 与电阻R 串联，整个电路消耗的电功率最小；R 总＝RL ＋R ＝12 Ω＋6 Ω＝18 Ω，Imin ＝U R 总＝6 V 18 Ω＝13 A ，Pmin ＝UImin ＝6 V×13 A＝2 W2解：(1)由图甲，R0和R 串联，电压表测R0两端的电压，所以IR ＝U0R0＝4 V5 Ω＝0.8 A ；(2)2 min 内R0消耗的电能W0＝U0I0t ＝4 V×0.8 A×120 s ＝384 J ；(3)UR ＝U －U0＝12 V －4 V ＝8 V ，所以R ＝UR IR ＝8 V 0.8 A ＝10 Ω，所以1R ＝110 Ω＝0.1 Ω－1，由图象乙可知，此时空气质量指数为25.3解：(1)当开关S1、S2、S3均闭合时，R2短路，灯L 与R1并联，因为灯L 正常发光，所以电源电压U ＝UL ＝U1＝6 V ，小灯泡电流IL ＝PL UL ＝3 W 6 V ＝0.5 A ，R1电流：I1＝I －IL ＝0.6 A －0.5 A ＝0.1 A ，由I ＝U R 可得，R1＝U1I1＝6 V0.1 A ＝60 Ω；(2)当开关S1闭合，S2和S3断开时，灯L 与R2串联，由P ＝U2R 可得小灯泡电阻RL ＝UL2PL ＝（6 V ）23 W ＝12 Ω，电路总电阻R 总＝RL ＋R2＝12 Ω＋12 Ω＝24 Ω，电路中电流I 串＝U 源R 总＝6 V24 Ω＝0.25 A ，小灯泡实际电功率P 实＝I 串2RL ＝(0.25 A)2×12 Ω＝0.75 W4解：(1)由电路图可知，当滑片在b 端时只有R1接入电路，此时电路电流最大，由U －I 图象可知，电路最大电流为0.6 A ，由I ＝UR 可知，电源原电压U ＝U1＝IR1＝0.6 A×10 Ω＝6 V ；(2)由电路图可知，滑片在a 端时，滑动变阻器阻值全部接入电路，由U －I 图象可知，此时电路电流I ＝0.2 A ，滑动变阻器两端电压U 滑＝4 V ，由I ＝U R 可知，滑动变阻器最大阻值R2＝U2I ＝4 V 0.2 A ＝20 Ω，滑片在ab 中点时电路电流I ′＝U R1＋R22＝ 6 V10 Ω＋20 Ω2＝0.3 A ，由I ＝U R 可知，电压表示数UV ＝U2′＝I′×12R2＝0.3 A×12×20 Ω＝3 V5解：(1)由题灯泡的额定电压U 额＝6 V ，由图象可知，此时通过灯泡的电流I 额＝0.5 A ，所以灯泡的额定功率P 额＝U 额I 额＝6 V×0.5 A ＝3 W ；(2)由图甲可知，L 与R 串联，所以灯泡正常发光时，UR ＝U －UL ＝9 V －6 V ＝3 V ，IR ＝I 额＝0.5 A ，根据I ＝U R ，此时滑动变阻器接入电路的阻值R ＝UR IR ＝3 V0.5 A ＝6 Ω；(3)由图甲知，电压表测滑动变阻器两端电压，所以灯泡的实际电压UL ′＝U －UR ′＝9 V －5 V ＝4 V ，由图象乙可知此时通过灯泡的电流IL ′＝0.4 A ，所以灯泡的实际功率P ′＝UL ′IL ′＝4 V×0.4 A ＝1.6 W.6解：(1)根据P ＝Wt 可知，灯泡一夜消耗的电能WL ＝PLt1＝0.1 kW×10 h ＝1 kW·h ；三开关均闭合时，灯泡L 与R2并联，电阻R2消耗的电能W2＝W 夜－WL ＝11 kW·h －1 kW·h ＝10 kW·h ＝3.6×107 J ；根据Q ＝I2Rt ＝U2R t 可得R2的阻值R2＝U2t Q ＝U2t1W2＝（220 V ）2×10×3600 s 3.6×107 J ＝48.4 Ω；(2)K2闭合，K1、K3均断开，R1与R2串联，电路为白天工作状态，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据Q ＝I2Rt ＝U2R t 可得总电阻的阻值R ＝U2t Q ＝U2tW ＝（220 V ）2×14×3600 s5.6×3.6×106 J＝121 Ω，又因R2＝48.4 Ω，则R1＝R －R2＝121 Ω－48.4 Ω＝72.6 Ω. 7解：(1)由P ＝U2R 可得，灯L 正常发光时的电阻RL ＝UL2PL ＝（6 V ）23 W ＝12 Ω；(2)当滑动变阻器R 的滑片P 置于最左端时，定值电阻R0与滑动变阻器的最大阻值R 并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表的示数I ＝I0＋IR ＝U R0＋U R ＝U 6 Ω＋U R ＝0.8 A ，即U 6 Ω＋UR ＝0.8 A①，滑片P 置于最右端时，灯泡L 与滑动变阻器的最大阻值R 并联，电流表测干路电流，则电流表的示数：I ′＝IL ＋IR′＝U RL ＋U R ＝U 12 Ω＋U R ＝0.55 A ，即U 12 Ω＋U R ＝0.55 A②，由①－②可得，U 6 Ω－U 12 Ω＝U12 Ω＝0.8 A －0.55 A ＝0.25A ，解得U ＝3 V ，代入①式可得R ＝10 Ω；(3)滑动变阻器滑片P 置于最右端，通电10 s ，灯L 消耗的电能WL ＝U2RL t ＝（3 V ）212 Ω×10 s ＝7.5 J8解：(1)当开关S1、S2都闭合，滑片P 置于b 端时，R1与L 并联，电流表测电路中的总电流，由于并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，所以，电源的电压U ＝ULI ＝6 V ；(2)根据P ＝UI 可得，通过灯泡的电流IL ＝PL UL ＝3 W6 V ＝0.5 A ，根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知通过R1的电流I1＝I －IL ＝0.8 A －0.5 A ＝0.3 A ，根据欧姆定律可得R1＝U I1＝6 V0.3 A ＝20 Ω；(3)当开关S1闭合，S2断开时，滑片P 置于a 端时，灯泡被短路，R1与R2串联，此时电路的总功率为P ＝UI′＝6 V×0.2 A ＝1.2 W ，滑动变阻器消耗的电功率P1＝(I′)2×R1＝(0.2 A)2×20 Ω＝0.8 W ，所以P2＝P －P1＝1.2 W －0.8 W ＝0.4 W.9解：(1)由表可知，当B ＝0 T 时，RB ＝160 Ω；(2)当B1＝0.08 T 时，RB1＝200 Ω，R1＝RB1＋R0＝200 Ω＋40 Ω＝240 Ω，由I ＝U R 得I1＝U R1＝6 V 240 Ω＝0.025 A ，UB1＝I1RB1＝0.025 A×200 Ω＝5 V ；(3)由P ＝UI ＝U2R 得R2＝U2P ＝（6 V ）20.12 W ＝300 Ω，RB2＝R2－R0＝300 Ω－40 Ω＝260 Ω，查表可知，B2＝0.16 T10解：UR ＝U －U0＝220 V －2.2 V ＝217.8 V ，IR ＝ID ＝0.01 A ，R ＝UR IR ＝217.8 V0.01 A ＝21780 Ω，P ＝UI ＝220 V ×0.01 A ＝2.2 W11解：(1)教室内的用电器总功率为P ＝(40 W×10＋300 W ＋100 W ＋300 W)×15＝16500 W ＝16.5 kW ，由P ＝Wt 得半小时浪费的电能为W ＝Pt ＝16.5 kW×0.5 h ＝8.25 kW·h ＝8.25度；(2)由P ＝UI 得电路中总电流为I ＝P U ＝16500 W220 V ＝75 A ，因为68 A<75 A<94 A ，所以应选择导线横截面积16 mm 2的12解：(1)由P ＝U2R 可得，灯泡电阻RL ＝UL2PL ＝（6 V ）23 W ＝12 Ω；(2)只闭合S1，R0与R 串联，由图乙可知，当电压表示数Ua ＝8 V 时，R ＝16 Ω，因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流I ＝Ia ＝Ua R ＝8 V16 Ω＝0.5 A ，总阻值R 总＝R0＋R ＝20 Ω＋16 Ω＝36 Ω；由欧姆定律得电源电压U ＝IR 总＝0.5 A×36 Ω＝18 V ；(3)只闭合S2时，灯泡L 与变阻器串联，由于灯泡的额定电压为6 V ，则灯泡两端的最大电压为6 V ；则由P ＝UI 得电路中的最大电流I 最大＝IL ＝P 额U 额＝3 W 6 V ＝0.5 A ，由欧姆定律得总电阻R 总最小＝U I 最大＝18 V0.5 A ＝36 Ω；由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得，变阻器接入电路中的最小电阻R 最小＝R 总最小－RL ＝36 Ω－12 Ω＝24 Ω；为保护电压表的量程，则电压表的最大示数为15 V ，由串联电路中总电压等于各分电压之和可得灯泡两端的电压为UL ′＝U －UR 最大＝18 V －15 V ＝3 V ，则通过灯泡的最小电流I 最小＝UL ′RL ＝3 V12 Ω＝0.25 A ，由欧姆定律得变阻器接入电路中的最大电阻R 最大＝UR 最大I 最小＝15 V0.25 A＝60 Ω；由此可知滑动变阻器连入电路的阻值范围是24 ～60 Ω. 13解：(1)因为灯的额定电压为UL ＝8 V ，额定功率为PL ＝4 W ，则由P ＝U2R 可得灯的电阻为RL ＝UL2PL ＝（8 V ）24 W ＝16 Ω；(2)闭合开关S 和S1时，灯泡短路，R1单独接入电路，此时其两端电压为U ＝9 V ，又知电路消耗的功率为P1＝U2U2（9 V ）2路，当R2全部接入电路时，电路中电阻最大，由I ＝U R 可知，此时通过R1的电流为I1＝U R1＝9 V20 Ω＝0.45 A ，通过R2的电流为I2＝U R2＝9 V20 Ω＝0.45 A ，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，故I ＝I1＋I2＝0.45 A ＋0.45 A ＝0.9 A ；(3)当只闭合S2时，R2和L 串联，由于灯泡正常发光时，电压为UL ＝8 V ，额定功率为PL ＝4 W ，额定电流为IL ＝PLUL ＝4 W8 V ＝0.5 A<3 A ，故电路中最大电流为I ＝0.5 A ，此时滑动变阻器两端电压为U ′＝U －UL ＝9 V －8 V ＝1 V ，滑动变阻器消耗的电功率为P1＝U′IL ＝1 V×0.5 A ＝0.5 W ；滑动变阻器消耗的功率为P ＝U2I ＝(U －UL 实)I ＝(9 V －IRL)I ＝9 V×I －16 Ω×I2＝8164 W －(4I －98)2W ，当4I －98＝0即I ＝932 A<0.5 A 时，R2的功率最大Pmax ＝8164W≈1.27 W ，故滑动变阻器R2的电功率变化范围为0.5～1.27 W14解：(1)因为小灯泡正常发光，根据P ＝UI 可得，小灯泡正常发光时的电流IL ＝P U ＝1.25 W 2.5 V ＝0.5 A ，根据I ＝UR 可得，小灯泡正常发光时的电阻RL ＝U I ＝2.5 V0.5 A ＝5 Ω；(2)当开关S1闭合，S2、S3断开，滑片P 滑至左端，R2、L 串联，灯L 正常发光，电路电流I ＝IL ＝0.5 A ，电源电压U 电＝I(R2＋RL)＝0.5 A×(10 Ω＋5 Ω)＝7.5 V ；(3)当S1、S2、S3都闭合时，且滑片滑到中点时，R1与R2′并联，R1中电流I1＝U R1＝7.5 V 15 Ω＝0.5 A ；R2中电流I2＝U R2′＝7.5 V5 Ω＝1.5 A ，电流表的示数I 干＝I1＋I2＝0.5 A ＋1.5 A ＝2.0 A ，电路消耗的总功率P ＝UI ＝7.5 V×2 A ＝15 W.15解：(1)当开关S 闭合，S1、S2断开且灯泡正常发光时，灯泡L 与12R2串联，电流表测电路中的电流，由I ＝UR 可得，电路中的总电阻R ＝U I ＝6 V 0.3 A ＝20 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，灯泡的电阻RL ＝R －12R2＝20 Ω－12×20 Ω＝10 Ω，灯泡的额定电压UL ＝IRL ＝0.3 A×10 Ω＝3 V ；(2)灯泡正常发光1 min 电流所做的功WL ＝ULIt ＝3 V×0.3 A×60 s ＝54 J ；(3)开关S 闭合，S1、S2断开且滑片位于最右端时，灯泡L 与R2的最大阻值串联，则整个电路消耗的电功率P ＝U2R ＝U2RL ＋R2＝（6 V ）210 Ω＋20 Ω＝1.2 W ；当S 、S1、S2都闭合且滑片位于最右端时，R1与R2的最大阻值并联，电流表测干路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻R ′＝R1R2R1＋R2＝12 Ω×20 Ω12 Ω＋20 Ω＝7.5 Ω，电路消耗的电功率P ′＝U2R ′＝（6 V ）27.5 Ω＝4.8 W ，则P ∶P ′＝1.2 W ∶4.8 W ＝1∶4.。

电学综合计算题（含答案） 30道题1、研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计，它可以用来测量很高的温度，其原理如图所示．图中电流表量程为0～15mA（不计其电阻），电源的电压恒为3V，R′为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在t≥0℃时其阻值R t随温度t的变化关系为R t=100+0.5t（单位为Ω）．（1）若要把R t放入温度为0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量程，既电流为15mA，则这时滑动变阻器R′接入电路的阻值为多大？（2）保持（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大？（3）若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度刻度盘，则温度刻度的特点是什么？2、小红学了电学知识后画出了家里的电吹风的电路图（甲图），她认识只闭合开关S1时，电吹风吹冷风，当S1和S2同时闭合时，电吹风吹热风，小芬同学看了她的电路图觉得有问题：如果只闭合S2，会出现电热丝R工作时而电动机不工作的现象，从而使电吹风的塑料外壳过热造成损坏，小芬认为只要把其中一个开关移到干路上，就能做到电热丝R工作时，电动机就一定在工作，从而使塑料外壳不会因操作失误而损坏．乙图为电吹风机的铭牌．请分析回答下列问题：（1）你认为小芬应该把那个开关移到干路上，才能符合安全要求？为什么？（2）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流多大？（3）电热丝R的阻值多大（电热丝的阻值随温度变化不计）？3、某学校生物小组的同学为了探索一项技术，使一种名贵的花在寒冷的冬季也能正常生长，决定搭建一个微型温室，温室内需要安装一个电发热体．根据设计，该发热体用36V电压供电，发热功率为200W(设电能全部转化为内能)．(1)电发热体不采用220V电压而用36V电压供电的考虑是什么？(2)采用36V电压供电，电发热体需要自制，现决定用镍铬合金丝绕制，则绕制成的电发热体正常工作时的电阻应为多大？(3)同学们在实验室里用2节干电池、电流表、电压表等器材，测出一段镍铬合金丝的阻值等于计算结果，用它制成发热体后，实际功率却小于设计的要求．经检查，电压正常，请你猜想产生这种情况的原因可能是什么？4、如图所示，电源电压U=12V，R1为定值电阻，阻值为100Ω，R为滑动变阻器，R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0～0.6A”, 电压表量程为“0～15V”，小灯泡上标有“6V 3W”字样，小灯泡的U —I关系如右图所示，求：（1）灯泡正常工作时通过灯丝的电流是多少？（2）S闭合，S1、S2都断开时调节滑动变阻器，当小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大？（3）S、S1、S2都闭合时，移动滑片P，当滑动变阻器接入电路的阻值为多少时，整个电路消耗的总功率最大？最大总功率是多少？5、保温箱的简化电路如图所示，A为温度传感器，它的作用相当于开关，达到设定温度时自动断开电路；低于设定温度时，自动接通电路。

微专题17-7 多挡位问题知识·解读一、基本概述1、用电器的多挡位问题是集电热、电功、电功率于一体的综合性问题，是电学问题的重点和难点。

2、主要类型包括用电器的多挡位问题、电热器的多挡位问题。

二、解答关键弄清楚用电器的工作特点，不同挡位对应的功率、电流、电阻等物理量。

例如：豆浆机工作时主要包括加热和打浆两个过程、全自动洗衣机工作时主要包括洗衣和脱水两个过程、电吹风工作时主要明确是吹冷风还是吹热风等。

解答电热器类问题需要把握好两个关键点。

关键点一：正确判断出电热器的挡位一般来说，电热器通常有“高温挡”“中温挡”和“低温挡”，根据电功率的公式P ＝U 2R可知，当电压一定时，电阻越大，电功率越小，电阻越小，电功率越大，所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大。

关键点二：明确不同挡位的电热器结构 1、短路式：如图甲所示，两个电阻串联，用开关S 1与其中的一个电阻并联，当两个开关都闭合时，电阻R 2短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；当开关S 闭合、S 1断开时，两个电阻串联，总电阻最大，为低温挡。

2、单刀双掷式：如图乙所示，将主要工作电阻R 1放在干路上，一条支路只用导线，另一条支路连接附加电阻。

当开关S 掷向附加电阻支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关S 掷向纯导线支路时，只有主要电阻R 1工作，为高温挡。

3、并联式：如图丙所示，两个电阻并联，用开关S 1控制两个电阻，开关S 2控制其中的电阻R 2，当开关S 1、S 2同时闭合时，两个电阻都工作，此时总电阻小，为高温挡；当开关S 1闭合、S 2断开时，只有电阻R 1工作，此时总电阻大，为低温挡。

典例·解读类型一、电热器的多挡位问题例1、某保温电热水壶电路如图所示，S 是温控开关，电热水壶上标有“220 V 、1000 W ”字样，保温时R 1的电功率为12.1 W ，问：（不考虑温度对电阻阻值的影响） （1）当开关S 接a 时电热水壶处于保温状态还是加热状态？为什么？ （2）加热状态时，电热水壶正常工作的电流是多少？ （3）R 1和R 2的阻值各是多少？例2、图为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能．R 1和R 2是两根电热丝，S 为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S 在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围．已知热水器的加热功率为400 W ，保温功率为100 W(忽略温度对电阻的影响)，则电路中R 2＝________Ω.在使用过程中，若热水器连续工作10 min 消耗电能 1.2×105J ，此过程中热水器的保温工作时间是________s.【答案】（1）加热状态；（2）4.55 A ；（3）48.4 Ω；391.6 Ω.【解析】(1)加热状态 理由：由电路图可知，开关S 接a 时，电路为R 1的简单电路；当开关S 接b 时，电阻R 1与R 2串联。