考点： 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电阻的串联；电功率的计算． 专题： 计算题；作图题；压轴题；电路和欧姆定律；电能和电功率． 分析： （1）知道电源的电压和情形①中电路消耗的总功率，根据P=求出电路的总阻值； （2）根据电阻的串联特点比较情形①中滑动变阻器接入电路的电阻和总电阻之间的关系可知，电阻R2应与滑动变阻器串联，据此画出虚线框内的电路； （3）闭合所有开关时，电阻R2与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，当电路中的电流最大时滑动变阻器接入电路的电阻最小，根据滑动变阻器和R2允许通过的最大电流确定电路中的最大电流，利用欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据电阻的串联求出R2两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，进一步得出滑动变阻器接入电路的阻值范围． 解答： 解：（1）根据P=可得，在情形①中电路的总阻值： R总===30Ω； （2）∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和， ∴在情形①中电路的总阻值比滑动变阻器接入电路中的电阻10Ω大20Ω，故电阻R2应与滑动变阻器R串联，虚线框内的电路如下图所示： （3）闭合所有开关时，电阻R2与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压， 当电路中的电流最大时滑动变阻器接入电路的电阻最小， ∵串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.25A，电阻R2允许通过的最大电流为0.3A， ∴电路中的最大电流为0.25A，此时电路中的总电阻： R总′===24Ω， 滑动变阻器接入电路中的最小阻值： Rmin=R总′﹣R2=24Ω﹣20Ω=4Ω； 当电压表的示数U滑=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， ∵串联电路中总电压等于各分电压之和， ∴R2两端的电压： U2=U﹣U滑=6V﹣3V=3V，
此时电路中的电流： Imin===0.15A， 滑动变阻器接入电路中的最大阻值： Rmax===20Ω， 故滑动变阻器接入电路的阻值范围为4Ω～20Ω． 答：（1）在情形①中电路的总阻值为30Ω； （2）虚线框内的电路如上图所示； （3）当闭合所有开关时，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为4Ω～20Ω． 点评： 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据情形①判断出电阻R2的位置和滑动变阻器接入电路中最大、最小阻值的确定． 18．（2013?玉林）如图所示，电源电压为6V，滑动变阻器R1标有“10Ω2A”的字样，当滑动变阻器滑片P在最右端时，闭合开关S，电流表
的0.5A．求：
（1）R2的阻值；
（2）此时电流表的示数；
（3）若在电路安全工作的前提下，移动滑动变阻器滑片P，电路消耗的总功率范围． 考点： 欧姆定律的应用；并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；电功率的计算． 专题： 计算题；压轴题；电路和欧姆定律；电能和电功率；电路变化分析综合题． 分析： 由电路图可知，滑动变阻器R1和定值电阻R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R2支路的电流． （1）根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值； （2）根据欧姆定律求出当滑动变阻器滑片P在最右端时通过的电流，利用并联电路的电流特点求出干路电流表的示数； （3）根据P=UI求出此时电路消耗的最小电功率，由变阻器的铭牌可知通过的最大电流，根据并联电路的电流特点求出干路最大电流，利用P=UI求出电路消耗的最大电功率，即可求出电路消耗的总功率范围． 解答： 解：由电路图可知，滑动变阻器R1和定值电阻R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R2支路的电流． （1）∵并联电路中各支路两端的电压相等， ∴根据欧姆定律可得，R2的阻值： R2===12Ω； （2）此时通过滑动变阻器的电流： I1===0.6A， ∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和， ∴此时电流表A的示数为：
I=I1+I2=0.6A+0.5A=1.1A； （3）电路消耗的最小总功率： Pmin=UI=6V×1.1A=6.6W， 由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过的最大电流为2A，电路中的最大电流： I′=I1′+I2=2A+0.5A=2.5A， 电路消耗的最大总功率： Pmax=UI′=6V×2.5A=15W， ∴在电路安全工作的前提下，移动滑动变阻器滑片P，电路消耗的总功率范围为6.6W～15W． 答：（1）R2的阻值为12Ω； （2）此时电流表A的示数为1.1A； （3）若在电路安全工作的前提下，移动滑动变阻器滑片P，电路消耗的总功率范围为6.6W～15W． 点评： 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据滑动变阻器的铭牌确定电路中的最大电流，同时要注意滑片移动时通过定值电阻的电流不变． 19．（2013?玉林）如图所示是一台电热水器铭牌上的部分信息．请根据铭牌提供的信息解答下列问题：[c水=4.2×10J/（kg?℃）]
（1）若给该电热水器装满水进行加热，使水的温度从22℃升高到62℃，求水吸收的热量．
（2）如果电热水器正常工作时，所产生的热量有80%被水吸收，则上一问题中给水加热的时间是多少？ （3）当电热水器通电后水温达到最高时，为什么与电热水器连接的铜导线却不怎么热？
3
考点： 电功与热量的综合计算；电热；焦耳定律在实际中的应用． 专题： 计算题；应用题；电和热综合题． 分析： （1）从铭牌知道电热水器的容积即装满水的体积，利用密度公式求水的质量；又知道水的温度变化和水的比热容，根据吸热公式求水吸收的热量； （2）根据效率公式求出消耗的电能，利用W=Pt求出给水加热的时间； （3）由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电热水器通电后和连接的铜导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电热水器的电阻比铜导线的电阻大，据焦耳定律分析． 解答： 解：（1）电热水器装满水的体积： V=10L=1×10m， 根据ρ=可得，水的质量： m=ρ水v=1×10kg/m×1×10m=10kg， 水吸收的热量： Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×10J/（kg?℃）×10kg×（62℃﹣22℃）=1.68×10J； （2）∵η=×100%， 3633﹣2﹣233∴消耗的电能： W===2.1×10J， 6根据W=Pt可得，给水加热的时间： t==
=1050s；
（3）电热水器通电后，电热水器电阻和铜导线串联，I电炉丝=I导线，通电时间t相同， 2∵Q=IRt，R电热水器＞R导线， ∴电流产生的热量： Q电热水器＞Q导线， 从而出现水温达到最高时，电热水器连接的铜导线却不怎么热的现象． 答：（1）水吸收的热量为1.68×10J； （2）给水加热的时间是1050s； （3）因为电炉丝的电阻大，产生的热量多． 点评： 本题考查了密度公式、吸热公式、效率公式、电功公式和焦耳定律的应用，与生活相连，使学生觉得学了物理有用，计算时注意单位的统一． 20．（2013?宜宾）如图所示，电源电压恒定不变，R2的阻值为8?，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变．若闭合S1、S2，断开S3，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，那么： （1）小灯泡L的电阻为多大？ （2）电源电压为多少？
（3）R1电阻为多大？
（4）若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，电路的总功率最大，这个最大的功率等于多少？
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考点： 电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用． 专题： 计算题；压轴题；电路和欧姆定律；电能和电功率． 分析： （1）已知灯泡额定电压和额定功率，利用公式R=得到灯泡电阻； （2）若闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，说明两端电压等于额定电压，电压表测量定值电阻两端电压，总电压等于两电压之和； （3）若闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，说明两端电压等于额定电压，已知灯泡两端电压和电阻，利用欧姆定律得到电路电流；串联电路电流处处相等，已知电阻R1两端电压和通过的电流，利用公式R=得到其阻值； （4）若闭合S1、S3，断开S2，滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联，要使电路总功率最大，也就是电路总电阻最小，功率大小用公式P=解答： 解：（1）∵P= 计算． ∴灯泡电阻为RL===12Ω； （2）闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光， ∴电源电压U=UL+U额=6V+3V=9V；
（3）灯泡正常发光时，电路电流为I===0.5A， ∴R1的阻值为R1===6Ω； （4）闭合S1、S3，断开S2，滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联，要使电路总功率最大，也就是电路总电阻最小，即滑动变阻器接入电路电阻为0， 此时的电功率为P最大====4.05W． 答：（1）灯泡电阻为12Ω； （2）电源电压为9V； （3）R1的阻值为6Ω； （4）滑动变阻器接入电路电阻为0时，电路的总功率最大；此时的电功率为4.05W． 点评： 分析多元件、多开关、滑动变阻器滑片在不同位置等情况下的电学问题时，应该在掌握电路特点和有关公式的前提下，各个击破，切忌不分主次，漫无目的，无从下手． 21．（2013?盐城）某豆浆机内部简化电路如图所示，R为电热丝，
为电动机，其额定功率是220W，S1为控制电
动机工作的自动开关，小明磨制豆浆时，把豆浆机接入220V电路中工作20min，其间电动机转动时间共2min，电动机转动时电路总电流是3A．求： （1）电动机转动时通过线圈的电流； （2）电热丝R 的阻值；
（3）20min内豆浆机消耗的电能．
考点： 电功率的计算；并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律的应用；电功的计算． 专题： 计算题；电路和欧姆定律；电能和电功率． 分析： （1）电动机转动时，电热丝和电动机并联，根据P=UI求出通过电动机的电流即为通过线圈的电流； （2）根据并联电路的电流特点求出通过电热丝的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电热丝R的阻值； （3）根据P=UI求出电热丝R的功率，利用W=Pt分别求出电热丝和电动机消耗的电能，两者和即为20min内豆浆机消耗的电能． 解答： 解：（1）电动机转动时，电热丝和电动机并联， 根据P=UI可得，电动机工作时通过的电流： IM===1A， （2）∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和， ∴通过电热丝的电流： IR=I﹣IM=3A﹣1A=2A； ∵并联电路中各支路两端的电压相等， ∴根据欧姆定律可得，电热丝R的阻值： R===110Ω； （3）电热丝加热的功率：