初中物理电功和电功率计算题

小华设计了一个三个档位的电火锅，其内部电路如图20所示，R₁、R₂为电热丝，R₃为电位器（图中用变阻器表示），通过控制开关S₁、S₂、S₃的通断可使电火锅在三个不同的档位工作，其中档位功率较小，功率大小可通过电位器调节；档位功率为最大值且不可调节。

（1）说明此电路处于最大电功率档时，需要闭合的开关。
（2）为使此电火锅能在电压不足的山区使用，小华按以下要求进行设计：当电压200V，最大功率1000W；只闭合开关S₁时电路处于档位，功率可从100W调节到400W，请按上述要求计算出满足要求的电热丝R₁的阻值和电位器的最大电阻值R₃。
（3）只闭合开关S₂时，电路处于档位  ，请计算处于这个档位时流过电阻丝R₂的电流的变化范围。

如图所示是小明制作的一只模拟调光灯．电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。闭合开关，回形针在铅笔芯最右端时，灯泡两端的电压为0.6V，流过灯泡的电流为0.1A；向左移动回形针，小灯泡正常发光时，流过灯泡的电流为0.3A。求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻？
（2）回形针在最右端时，铅笔芯接入电路的电阻？
（3）小灯泡正常发光时，铅笔芯5min内消耗的电能？

如图所示电路，电源是多档的学生电源，各档的电压不等。L是标有“8V  4W”的 小灯泡，R是定值电阻。当电源位于第一档，只闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P处于某位置a时，灯泡正常发光，电压表的示数是5V，滑动变阻器的功率是P_a；当电源位于第二档，只闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P处于某位置b时，电压表的示数是2.5V，滑动变阻器的功率是P_b，P_a︰P_b =12︰7；当电源位于第三档，开关都闭合，调节滑动变阻器的滑片P处于a点时，灯泡的亮度与第二种情况相同，滑动变阻器的功率P_a^‘，且P_a^‘︰P_a = 16︰9。不考虑温度对灯丝电阻的影响。

求：（1）滑动变阻器分别位于a点时接入电路的电阻值；
（2）第二档电源电压

。

如图所示，电源电压保持不变，断开开关S₃，分别只闭 合开关S₁和只闭合开关S₂时电阻R₁和R₂两端的电压之比为4︰3，电阻R₃两端的电压之比为2︰3。只闭合开关S₂时 ，电阻R₃消耗的电功率为100W。求：

（1）只闭合开关S₁时，电阻R₁和R₃消耗的电功率之比。
（2）开关S₁、 S₂、S₃都闭合时，电路消耗的总电功率。

有一种电水壶的铭牌如下表，右图是电水壶的电路图，R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，S处于闭合状态，加热器加热；当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现自动温度开关控制。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化忽略不计，则：

（1）若该电水壶产生热量的80%被水吸收，那么用该电水壶将一壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间?[c_水=4.2×10³J／(kg·℃)]。
（2）经测定该电水壶正常保温时的保温功率为44W，求R₀的阻值。

PTC是一种半导体陶瓷材料，它的发热效率较高。PTC有一个人为设定的温度叫“居里点温度”，当它的温度低于“居里点温度”度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于“居里点温度”时，其电阻值随它的温度升高而变大。如图甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图乙所示，R₀是定值电阻，其阻值不受温度的影响。R_T是PTC电阻，它的电阻值与温度的关系如图丙所示。该电热水壶在“居里点温度”状态工作时，电路消耗的总功率为1100W。

甲                乙                     丙
求：（1）由图丙知该PTC材料的“居里点温度”是         ℃；
（2）R₀的阻值为多少?
（3）当R_T的温度为130℃时，电路中R_T的实际功率为多少?

如图是某实验小组设计的加热器的简化电路图。R₁、R₂是发热电阻，R₂阻值是15Ω，电源电压是12V。该加热器有高温和低温两个档位，低温档的电功率是6W。

试求：（1）低温档时，电路中的电流是多少？
（2）R₁ 的电阻是多少？
（3）高温档时的电功率是多少？

图所示的电路中，电源两端电压U保持不变。当滑动变阻器的滑片P置于a端时，闭合开关S，电压表的示数为U₁，电流表的示数I₁=1A，电阻R₁消耗的电功率P₁=4W，电阻R₂消耗的电功率为P₂；当滑动变阻器的滑片P置于b端时，电压表的示数为U₂，电流表的示数为I₂，电阻R₂消耗的电功率为P₂′。已知P₂ :P₂′=1:4，U₁：U₂=2:1。求：

（1）电阻R₂的阻值；
（2）滑动变阻器滑片P在a端时R₂消耗的功率；
（3）滑动变阻器滑片P在b端时R₂消耗的功率。

如图所示，电源电压保持不变。当断开开关S₁，闭合开关S和S₂，滑动变阻器的滑片P移至B端接入电路中的电阻为R₂时，电流表的示数为I₁，电阻R₁的电功率为P₁；当滑片P移至A端时，电流表的示数I₂为0.15A，电阻R₁的电功率为P1’，且P1:P1’=1:9；断开开关S₂，闭合开关S和S₁，滑动变阻器的滑片P移至中点时，电流表的示数I₃为0.1A，电压表的示数为2V；当滑片P滑至A端时，闭合开关S、S₁和S₂，灯泡正常发光，此时电流表的示数I₄为0.45A。求：

（1）R1:R2；
（2）灯L正常发光2min所消耗的电能。
（请画出相关电路状态的等效电路图）

小华家买了一个家用电吹风，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，主要技术参数如表。

型号	SHZ2010－624
热风温度	50℃~75℃
额定功率	热风时：1000W
冷风时：120W
额定电压	220V
质量	0.5kg

请解答如下问题：
（1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？
（2）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多大？
（3）当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际电功率为多大？
（计算结果保留一位小数）

某校物理小组在课外活动时，组装了如图所示的电路，电源电压不变，当开关S₁闭合后，S₂由接a端转接b端时，电压表的示数变化了4V，通过电阻R₀的电流之比为5：1，经过测量发现电阻R₁和R₂消耗的电功率之比为5：2。

求：（1）开关S由接a端转接b端时，定值电阻R₀消耗的电功率之比；
（2）R₀与R₁的电阻之比；
（3）电源电压。

如图所示，电源两端电压保持不变，当开关S₁断开、S₂闭合时，电流表的示数为I₁，电阻R₂的电功率为P₂，总功率为P_总。当开关S₁闭合、S₂断开，滑动变阻器的滑片P在B点时，变阻器连入电路的电阻为R_B，此时电流表的示数为I₂，电阻R₂的电功率为P₂^，，总功率为P_总 ^，。当开关S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片P在C点时，变阻器接入电路的电阻为R_c，电压表V₁的示数为U₁，电压表V₂的示数为U₂，电流表的示数为I₃，。已知P₂∶P₂^， =9∶4，
U₁∶U₂＝3∶1，I₂∶I₃=7∶9。

求：
（1）P_总 ∶P_总^，； 
（2）I₁∶I₃； 
（3）R_B∶R_c。

如图所示，电源电压不变，电阻R₂=5Ω，开关S₁始终处于闭合状态。当开关S₂断开，滑动变阻器滑片P处于A位置时（图上未标出），电流表示数为I₁，电压表V₁示数为6V，电压表V₂的示数为U₁，电阻R₂的功率为P ₁，变阻器的功率为P_A。当开关S₂断开，滑动变阻器滑片P处于B位置时（图上未标出），电压表V₁示数为U ₂，电阻R₁的功率为P₂。当开关S₂闭合，滑动变阻器滑片P处于B位置时，电流表A的示数为I₃。
已知：（P₁+P_A）：P ₂= 27∶4；U ₁：U ₂ = 9：2；I ₁：I ₃=9∶8。

求：（1）电源电压；
（2）当开关S₂断开，滑动变阻器滑片P处于B位置时，1分钟内电流通过变阻器所做的功。

在图所示的电路中，电源两端的电压不变。闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为R_A时，电压表示数为4V，电流表示数为I₁，电阻R₁与滑动变阻器消耗的电功率之和为P₁；当滑动变阻器接入电路中的电阻为R_B时，电压表示数为8V，电流表示数为I₂，电阻R₁与滑动变阻器消耗的电功率之和为P₂。已知：P₁=P₂，电阻R₁:R₂=1：5。求：

（1）电阻R_A与R_B的比值；
（2）电源两端的电压U。

如图所示，电源两端电压保持不变，当开关S₁闭合、S₂断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，变阻器连入电路电阻为R_B，此时电流表的示数为I₁，电阻R₂的电功率为P₂，电阻R_B的电功率为P_B；当开关S₁断开、S₂闭合时，电流表的示数为I₂，电阻R₂的电功率为P₂’。已知P₂:P₂’ ="49:144"  。求：

（1）I₁:I₂；
（2）当开关S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片P在C点时，变阻器接入电路的电阻为Rc，电压表V₁的示数为U₁，电压表V₂的示数为U₂，电流表的示数为I₃，此时电阻R_C的电功率为P_C。已知U₁:U₂＝3:8，I₂:I₃=9:7。试计算第一种状态和第三种状态中连入电路中的变阻器消耗的电功率之比P_B:P_C。
(请画出相关电路状态的等效电路图)