11电功的计算
一、计算题
1. 如图所示，电源电压保持不变，灯丝电阻不受温度影响，滑动变阻器的最大电阻为12Ω．当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，电压表示数为6V；当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电流表的示数为2A．
①当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数是多少？
②电源电压是多少？
③S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L在10min内消耗的电能是多少？
2.在如图所示电路中，定值电阻 R0的阻值为 20Ω，电动机线圈电阻为 2Ω，闭合开关，电流表 A1、A2的示数分别为 0．8A，0．3A，求:
（1）该电路电源电压
（2）1min 内电路消耗的电能
（3）1min 内电流通过电动机产生的热量
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3. 小华家使用的一台电热淋浴器，铭牌如下表所示。小华给淋浴器加满水，淋浴器上显示的水温为25℃，他将设定温度调为75℃后通电加热，3h后淋浴器达到设定温度自动断电停止了加热。请计算并回答：
型号
容量
设定温度
额定电压
额定频率
额定功率
FCD-JTHA60-Ⅲ
60kg
≤75℃
220V
50Hz
1500W
（1）加热过程中水箱中的水吸收了多少热量？
（2）电热淋浴器的额定电流多大？
（3）加热过程中电热淋浴器消耗了多少电能？
（4）比较水吸收的热量与电热淋浴器消耗的电能的大小关系，并简要分析其原因。
4. 如表所示为某电烤箱的铭牌，高温档额定功率模糊不清．如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图．R1和R2均为电热丝，R2=72.6Ω．电烤箱开关接1时是低温档，接2时是高温档．求：
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温档
×××W
低温档
400W
（1）电烤箱在低温档正常工作10min电流做的功；
（2）R1的阻值；
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温档工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压．
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5. 如图所示，是一种煲汤用的电热锅工作原理图，调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间，其中R1=605Ω，R2=96.8Ω，电热锅的部分参数如下表所示．
容积
4L
额定电压
220V
加热额定功率
500W
保温额定功率
80W
（1）电热锅处于保温档正常工作时，锅内的水温度始终不变，则该电热锅的散热功率是多少？
（2）电热锅处于高温档（切换开关接“1”）正常工作，在标准大气压下高温加热2kg的水，10min内消耗多少电能？设散热功率不变，水的初温为75℃，则加热10min后水的最终温度是多少？
6. 如图所示，L是“12V 36W”的灯泡，R1是阻值为30Ω的定值电阻，R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变，求：
①灯泡的阻值；
②开关S、S1均闭合，滑片P移到最左端时，灯泡恰好正常发光，求此时通过R1的电流；
③闭合开关S，断开开关S1 ， 求在滑片P移到最右端，电路消耗的总功率及通电1min灯泡消耗的电能．
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7.在图所示的电路中，设电源电压不变，灯泡L上标有“6V, 3W”字样，当K1闭合，单刀双掷开关K2接a时，灯泡L正常发光；当K1断开，单刀双掷开关K2接b时，电压表示数为3V。（设灯丝的电阻不变）
求：( 1）电源电压是多少伏？
( 2）电阻R 的阻值是多少欧？
( 3 ) K1断开，K2接b 时，该灯泡L在1分钟内消耗的电能为多少焦耳？
8.如图，将电阻R1和阻值为4Ω的R2串联后接入电路，测得通过R1的电流为2A，定值电阻R1的电流随电压变化的图象如图，求
（1）R1的阻值；
（2）通电20s，R1所消耗的电能；
（3）电源的电压；
（4）在图中画出电阻R2的电流随电压的变化图象。
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9.小林在做测量小灯泡功率的实验时，连接了如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为2.5V．闭合开关后，将滑动变阻器滑片P从最右端开始向左滑动到某一位置的过程中，电流表示数与电压表示数的闭合曲线如图乙所示．求：
①小灯泡正常发光时的电阻；
②当电压表示数为1V时，小灯泡在1min中内消耗的电能；
③灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值是其最大阻值的五分之一．求电源电压．
10.如图所示，电源电压为12V，电阻R2的阻值为20Ω，当开关S1闭合S2断开时，电流表的示数为0.4A．问：
（1）R1的阻值是多少？
（2）当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数是多少？10s内R2消耗的电能是多少？
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11.如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示，求：
（1）图乙中dc是表示电压表________的示数随电流表示数变化的图线（填“V1”或“V2”）
（2）电源电压
（3）滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能.
12. 如图甲所示，新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温控压，智能化的控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳口感和味道，其简化电路图如图乙所示．R1和R2均为电热丝，S是自动控制开关，通过开关S的断开与闭合实现电饭锅功率的变化．把电饭锅接入220V的电路中，用电饭锅的“聪明火”煮饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图丙所示．求：电饭锅在0～15min内消耗的电能．
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13.图甲所示是某工厂的水平传送带上产品运输及计数器的示意图．S为激光光源，能连续发射粗细忽略不计的激光束；R为光敏电阻，当有光照射时，其阻值较小，无激光照射时，其阻值较大．每当水平传送带上的产品和传送带一起匀速通过S与R之间时，射向光敏电阻的激光被产品挡住，通过电压表测出光敏电阻R两端电压随时间变化的规律如图乙所示．已知计数器的电源电压为3V，保护电阻R0=200Ω．若水平传送带上的产品均是边长a=0.1m、质量m=2.5kg的实心正方体，求：
（1）产品的密度；
（2）产品对传送带的压强；
（3）传送带传输产品的速度；
（4）计数器工作1min，光敏电阻R在有激光照射时消耗的电能．
14.如图所示的电路，电源电压为12V，R2为24Ω．问：
（1）只闭合开关S时，通过R2的电流是多大？
（2）两开关都闭合时，电流表的示数为1.1A，则通过R1的电流是多大？
（3）R1的阻值是多大？
（4）只闭合开关S时，通电10分钟，消耗的电能是多少？
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15.随着高层建筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道，如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg．电梯某次搭载一位质量为70kg的乘客上楼，轿厢启动上升的路程与时间关系（s﹣t）如图乙所示，电动机的输出功率与时间关系（P﹣t）如图丙所示，电动机的工作效率为80%，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，求：
①当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为500cm2 ， 则乘客对轿厢的压强为多少帕？
②电动机的电梯启动上升12s内，消耗的电能是多少焦？（已知电动机对轿厢所做的功等于其P﹣t图象与时间轴所围成的阴影部分面积大小）
③电梯配重的质量为多少千克？
16.小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示．图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位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．下表是这个豆浆机的主要技术参数；图所示是豆浆机正常工作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．
型 号
SYL﹣624
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电机功率
120W
加热功率
1210W
容量
1000mL
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，总共消耗的电能是多少？
（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘在1min内转过了20转．此时电路的实际电压是多大？
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17.某同学组装了一台直流电动机模型，他将电动机模型接入如图所示的电路中，已知电源电压U=3V，并保持不变，接通电路后，电动机没转动时，电流表读数为2A；电动机正常转动时，电流表读数为0.8A．当该电动机正常转动10min时，求：
（1）消耗的电能；
（2）线圈产生的热量．
二、综合题
18.如图所示电路中，小灯泡L上标有”6V 2W“的字样，电阻R=6Ω．
（1）闭合S2 ， 断开S1 ， S3 ， 电流表的示数为0.25A，请用两种方法求电源电压．
（2）闭合S1 ， S3 ， 断开S2 ， 求此时电路中的总电阻和通电10min电流通过电阻R做的功．
19.如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的额定电压为6V，R1为某特殊电阻元件，通过它的电流与其两端的电压的关系如图乙所示．当闭合开关S1、S3 ， 断开S2 ， 滑片P置于b端时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.9A．求：
（1）灯泡L的额定功率；
（2）当闭合开关S2、S3 ， 断开S1 ， 滑片P置于a端时，电流表的示数为0.4A，R2的最大阻值；
（3）当只闭合开关S2 ， 滑片P置于a端时，电路消耗的总功率为1.2W，此时灯泡1min内消耗的电能．
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20.小柳买了一台全自动豆浆机．下表是这个豆浆机的主要技术参数．如图甲所示是豆浆机的主要结构：中间部位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，用来对液体加热煮沸．图乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的“P﹣t”图象．
型 号
SYL﹣624
额定电压
220V
频 率
50Hz
电动机功率
120W
加热功率
1210W
容 量
1000mL
（1）豆浆机正常加热时的电流是多少？
（2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
21.如图所示，电源电压为3V，小灯泡L标有“2.5V 1W”字样．闭合开关后，小灯泡L正常发光．
求：
（1）通过小灯泡L的电流；
（2）通电60s，电阻R消耗的电能．
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三、解答题
22.家庭用的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态。加热前温控开关S1处于闭合状态，闭合开关S后饮水机开始加热，当水箱内水温达到98℃时温控开关S1自动断开，饮水机处于保温状态；当水温将至t时，S1又闭合重新加热。饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：
水箱容量
2L
额定电压
220V
加热功率
440W
保温功率
40W
求：
（1）正常加热时通过饮水机的电流；
（2）正常加热时电阻R2的阻值；
（3）若饮水机重新加热一次的时间为5min，加热一次消耗的电能。
23.一小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示，将它连入如图乙所示电路中，电源电压为6V且保持不变，求：
(1)小灯泡的额定功率：
(2)为保证小灯泡正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻大小；
(3)当电流表的示数为0.15A时，滑动变阻器在1min内消耗的电能．
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答案解析部分
一、计算题
1.【答案】①当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电压表测量电流表两端的电压，因为电流表的内阻很小，所以电压表的时数为零（几乎为零）．
②当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路电流；
电路中的电流：I=IR= = =0.5A；
设灯L的电阻为RL ， 电源电压为U；
由串联电路电压规律和欧姆定律可得：Ua+IRL=U，即6V+0.5A×RL=U﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电流表测量干路电流；
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则I=IL+I滑 ， 即 + =2A﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得：U=12V，RL=12Ω；
③当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，此时电路电流为0.5A；
则灯L在10min内消耗的电能：WL=I2RLt=（0.5A）2×12Ω×10×60s=1800J．
答：①当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数是0；②电源电压是12V；③S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L在10min内消耗的电能是1800J．
【解析】【分析】①当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电压表测量电流表两端的电压，电压表测量电流表两端电压，根据电流表相当于导线判断电压表的示数；②当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路电流；根据串联电路电压规律表示出电源电压；
S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电流表测量干路电流；根据并联电路电流规律表示出电流关系；
联立关系式即可求出电源电压和灯泡的阻值；③S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，直接根据W=I2Rt即可求出灯L在10min内消耗的电能．
2.【答案】（1）解：U2=I2R0=0.3A×20Ω=6V
U= U2=6V
答：该电路电源电压6V；
（2）解：W总=UIt=6V×0.8A×60s=288J
答：1min 内电路消耗的电能288J；
（3）解：I1=I-I2=0.8A-0.3A=0.5A
Q= I12Rt=(0.5A)2×2Ω×60s=30J。
答：1min 内电流通过电动机产生的热量30J。
【解析】【分析】（1）欧姆定律的应用；
（2）、（3）此电路不是纯电阻电路，求电流做功的多少要用W=UIt，求电流通过电动机产生的热量要用Q=I2Rt。
3.【答案】解：（1）△t=75℃-25℃=50℃
水箱中的水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×60 kg×50℃=1.26×107J
（2）由公式得，电热沐浴器正常工作时的电流：
（3）t=3h=1.08×104s
加热过程中电热沐浴器消耗的电能：W=Pt=1500W×1.08×104s=1.62×107J．
（4）因为W＞Q吸 ， 所以水吸收的热量小于消耗的电能，这是因为有一部分热量散失到空气中了．
【解析】【分析】该题是一道电热综合题，考查的知识涉及热量的计算、电功的计算等，解题的关键是分步思考，个个突破。
4.【答案】（1）由P= 可得，电烤箱在低温档正常工作10min电流做的功：
W=P低t=400W×10×60s=2.4×105J；
答：电烤箱在低温档正常工作10min电流做的功为2.4×105J；
（2）由图可知，开关接1时，R1与R2串联，总电阻最大，由P= 可知总功率最小，电烤箱处于低温档；开关接2时，只有R1接入电路，电阻小，由P= 可知功率大，电烤箱处于高温挡；
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处于低温挡时，电路的总电阻：R= = =121Ω；
则R1的阻值：R1=R﹣R2=121Ω﹣72.6Ω=48.4Ω；
答：R1的阻值为48.4Ω；
（3）指示灯闪烁81次，电烤箱消耗的电能：
W=81× kW•h=0.027kW•h，
工作时间：
t=2min= h，
则电烤箱在高温档的实际功率：
P= = =0.81kW=810W；
根据P= 可得，此时家庭电路两端的实际电压：
U= = =198V．
答：此时家庭电路两端的实际电压为198V．
【解析】【分析】（1）已知电烤箱在低温档工作时的功率和时间，利用P= 可求得工作10分钟所消耗的电能；（2）由图可知，开关接1时，R1与R2串联，总电阻最大，由P= 可知总功率最小，电烤箱处于低温档；开关接2时，只有R1接入电路，电阻小，由P= 可知功率大，电烤箱处于高温挡；已知低温挡的电功率与工作电压，由电功率的变形公式R= 分别可以求出总电阻，根据电阻R2的阻值，然后可求得R1的阻值．（3）根据电能表参数的含义求出指示灯闪烁81次消耗的电能，根据P= 求出该用电器的实际功率．根据P= 算出实际电压．
5.【答案】（1）电热锅处于保温挡正常工作时，因锅内水的温度始终不变，所以电热锅保温功率与散热功率相等，即P散=80W 答：该电热锅的散热功率为80W
（2）电热锅10min内消耗的电能W=P加t=500W×10×60s=3×105J， 设水温变化了△t，根据能量守恒得（P加﹣P散）t=cm△t，
代入数据有：（500W﹣80W）×10×60s=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×△t，
解得：△t=30℃，t=t0+△t=105℃，
由此可知，水最终沸腾，即水的最终温度是100℃．
答：电热锅处于高温档时10min内消耗的电能为3×105J；水的最终温度是100℃．
【解析】【分析】（1）根据锅内的水温度始终不变可知电热锅单位时间内产生的热量和散失的热量相等；（2）电热锅处于高温档正常工作时，知道加热功率、散热功率和加热时间，利用W=Pt求消耗的电能和散失的热量，从而求出水吸收的热量，最后根据Q=cm△t求出水的末温，再结合生活实际确定最终温度．
6.【答案】解：①由P= 可得，灯泡的阻值：RL= = =4Ω；
②当开关S、S1均闭合，滑片P移到最左端时，此时R1与L并联；
因为灯泡恰好正常发光，所以电源电压为12V，
则通过R1的电流：I1= = =0.4A；
③闭合开关S，断开开关S1 ， 滑片P移到最右端，此时灯泡与滑动变阻器串联；
此时电路中的电流：I= = =0.5A；
电路消耗的总功率：P=UI=12V×0.5A=6W；
通电1min灯泡消耗的电能：W=I2RLt=（0.5A）2×4Ω×60s=60J．
答：①灯泡的阻值为4Ω；②通过R1的电流为0.4A；③闭合开关S，断开开关S1 ， 求在滑片P移到最右端，电路消耗的总功率为6W；通电1min灯泡消耗的电能为60J．
【解析】【分析】①根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据R= 求出小灯泡的阻值；②当开关S、S1均闭合，滑片P移到最左端时，此时R1与L并联，根据灯泡正常发光可知电源的电压，根据欧姆定律可知通过通过R1的电流；③闭合开关S，断开开关S1 ， 滑片P移到最右端，此时灯泡与滑动变阻器串联，先根据欧姆定律求出电路电流，然后根据P=UI求出电路消耗的总功率，再根据P=I2R求出通电1min灯泡消耗的电能．
本题考查了串联电路和并联电路的特点，以及欧姆定律、电功公电功率式的灵活应用，关键是明确开关处于不同状态时电路的连接方式．
7.【答案】解：（1）当K1闭合，单刀双掷开关K2接a时，L与R并联
∵灯泡L正常发光
∴U=6V；
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（2）当K1断开，单刀双掷开关K2接b时，L与R串联，电压表测量电阻R两端的电压；
灯L的阻值：
灯L两端的电压：UL=U﹣UR=6V﹣3V=3V，
干路电流：
R的阻值：．
（3）由（2）知：I=A，UL=3V，t=1min=60s；
∴W=ULIt=3V×A×60s=45J．
【解析】【分析】灯泡L上标有“6V，3W”字样，表示此灯泡正常发光时，两端电压为6V，消耗的电功率为3W。
当K1闭合，单刀双掷开关K2接a时，灯泡L与定值电阻R并联，电压表示数U=UL=UR。
当K1断开，单刀双掷开关K2接b时，灯泡L与定值电阻R串联，电压表测定值电阻R两端的电压。
8.【答案】解：（1）由图像可知，当电流为2A时，R1两端电压为4V，则
（2）
（3）
【解析】【分析】考查欧姆定律
图线如下图：
9.【答案】解：①灯泡正常发光时的电压UL=2.5V，由图象可知通过灯泡的电流IL=0.25A，
由I= 可得，正常发光时的电阻：
RL= =10Ω；
②当电压表示数为1V时，由图乙可知通过的电流IL′=0.2A，
小灯泡在1min中内消耗的电能：
W=UL′IL′t=1V×0.2A×60s=12J；
③当滑动变阻器的滑片位于P最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.15A，电压表的示数UL″=0.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=I小R+UL″=0.15A×R+0.5V，
灯泡正常发光时，电源的电压：
U=IL× R+UL=0.25A× R+2.5V，
因电源的电压不变，
所以，0.15A×R+0.5V=0.25A× R+2.5V，
解得：R=20Ω，
电源的电压U=I小R+UL″=0.15A×20Ω+0.5V=3.5V．
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答：①小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；②当电压表示数为1V时，小灯泡在1min中内消耗的电能为12J；③电源电压为3.5V．
【解析】【分析】①灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过灯泡的电流，根据欧姆定律求出此时的电阻；
②根据图乙读出电压表的示数为1V时通过的电流，根据W=UIt求出小灯泡在1min中内消耗的电能；
③当滑动变阻器的滑片位于P最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，根据图乙读出电路中的最小电流和电压表的示数，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；灯泡正常发光时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，根据电源的电压不变得出等式即可求出电源的电压．本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用，从图象中读出电流和电压的对应值是关键．
10.【答案】（1）R1的阻值 R1= = =30Ω 答：R1的阻值是30Ω
（2）当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，并且通过R1的电流不变， 通过R2的电流：I2= = =0.6A，
电流表的示数：I=I1+I2=0.4 A+0.6 A=1A，
10s内R2消耗的电能：W2=UI2t=12V×0.6A×10s=72J
答：当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数是1A；10s内R2消耗的电能是72J
【解析】【分析】（1）当开关S1闭合、S2断开时，只有R1接入电路，因此直接利用R= 即可求出R1的阻值；（2）当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，并且通过R1的电流不变，因此先利用欧姆定律求出通过R2的电流，然后根据并联电路干路电流等于各支路电流之和求出干路电流，即为电流表的示数；再利用W=UIt求出10s内R2消耗的电能．
11.【答案】（1）V1
（2）解：从“U-I”关系图象可以看出，滑片P在b点时电流Ib=1A，U1=12V、U2=2V；
滑片P在a点时电流Ia=3A，U1′=6V、U2′=6V；
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压：U=IbR+U1+U2 ， U=IaR+U1′+U2′，
则IbR+U1+U2=IaR+U1′+U2′，
即：1A×R+12V+2V=3A×R+6V+6V，
所以，R=1Ω，则U=1A×1Ω+12V+2V=15V
（3）解：滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能W=Ia2Rt=（3A）2×1Ω×10s=90J
【解析】【分析】（1）由电路图甲可知，电阻R、R2和滑动变阻器R1三者串联，电压表V1测滑动变阻器R1的电压，电压表V2测电阻R2两端的电压，滑动变器的滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻变小，滑动变阻器的分压变小，随电路电流增大，定值电阻两端电压变大，据此可判断出图乙中dc，ec分别是哪一个电压表的示数随电流表示数变化的图线；
（2）从“U-I”关系图象可以看出，滑片P在b点时电流表示数Ib ， 两电压表的示数U1、U2；滑片P在a点时电流表示数Ia ， 两电压表的示数U1′、U2′
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压：U=IbR+U1+U2 ， U=IaR+U1′+U2′，则IbR+U1+U2=IaR+U1′+U2′，代入对应数据可求出电阻R的阻值，再利用关系式U=IbR+U1+U2 ， 即可求出电源电压；
（3）已知滑片在a点时电路中的电流Ia和R的阻值，利用公式W=Ia2Rt，可求出10s内电阻R消耗的电能。
12.【答案】解：由图丙可知，电饭锅在0～10min内的电流I1=3A，工作时间为t1=10min=600s，
电饭锅消耗的电能：
W1=UI1t1=220V×3A×600s=3.96×105J，
电饭锅在10～15min内的电流I2=2A，工作时间为t2=5min=300s，
电饭锅消耗的电能：
W2=UI2t2=220V×2A×300s=1.32×105J，
电饭锅在0～15min内消耗的电能：
W=W1+W2=3.96×105J+1.32×105J=5.28×105J．
答：电饭锅在0～15min内消耗的电能为5.28×105J
【解析】【分析】由图丙可知，电饭锅在0～15min内通过的电流和工作时间，根据W=UIt求出电饭锅在0～15min内消耗的电能．
13.【答案】（1）产品的密度ρ= = =2.5×103kg/m3
答：产品的密度为2.5×103kg/m3
（2）产品对水平传送带的压力F=mg=2.5kg×10N/kg=25N，
产品对传送带的压强p= = =2500Pa
答：产品对传送带的压强是2500Pa
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（3）由图乙所示图象可知，挡光时间t=0.2s，
传送带的速度v= = =0.5m/s
答：传送带传输产品的速度是0.5m/s
（4）由激光照射时，光敏电阻电压UR=1V，
保护电阻电压UR0=U﹣UR=3V﹣1V=2V，
电路电流I= = =0.01A，
由图乙所示图象可知，1min内有激光照射的时间
t= ×0.4s=40s，则1min内有激光照射时，
光敏电阻消耗的电能W=URIt=1V×0.01A×40s=0.4J
答：计数器工作1min，光敏电阻R在有激光照射时消耗的电能为0.4J
【解析】【分析】（1）已知正方体的边长，可以求出它的体积，由密度公式可以求出产品的密度．（2）求出产品对水平传送的压力，然后由压强公式求出产品对传送带的压强．（3）由图乙所示图象求出，产品的挡光时间，然后由速度公式求出传送带的速度．（4）由串联电路特点求出由激光照射时保护电阻两端电压，由欧姆定律求出电路电流，根据图象求出1min激光照射时间，然后由W=UIt求出光敏电阻在有激光照射时消耗的电能．
14.【答案】（1）只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流， 则通过R2的电流：
I2= = =0.5A
答：只闭合开关S时，通过R2的电流是0.5A
（2）两开关都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流：I1=I﹣I2=1.1A﹣0.5A=0.6A 答：两开关都闭合时，通过R1的电流是0.6A；
（3）因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，R1的阻值：
R1= = =20Ω
答：R1的阻值是20Ω
（4）只闭合开关S时，通电10分钟消耗的电能： W2=UI2t=12V×0.5A×60s×10=3600J
答：只闭合开关S时，通电10分钟，消耗的电能是3600J
【解析】【分析】（1）只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流，根据欧姆定律求出通过R2的电流；（2）两开关都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R2的电流不变，根据并联电路的电流特点求出通过R1的电流；（3）根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R1的阻值；（4）根据W=UIt求出只闭合开关S时通电10分钟消耗的电能．
15.【答案】①乘客对轿厢的压力F=G=mg=70kg×10N/kg=700N，
乘客对轿厢的压强p= = =14000Pa；
②前2s做的功W1= ×2s×7000W=7000J，
后10s做的功W2=Pt=4000W×10s=40000J，
12s内做的总功W=W1+W2=7000J+40000J=47000J，
消耗的电能W′= = =58750J；
③后10s的速度v= = =2m/s，
由P= = =Fv得：
电动机对轿厢的拉力：
F拉= = =2000N，
轿厢和乘客的总重力：
G总=m总g=（780kg+70kg）×10N/kg=8500N，
配重的重力：
G配=G总﹣F拉=8500N﹣2000N=6500N，
配重的质量：
m配= = =650kg．
答：①乘客对轿厢的压强为14000Pa；②消耗的电能是58750J；③电梯配重的质量为650kg．
【解析】【分析】①乘客对轿厢的压力等于其重力，根据p= 求出对轿厢的压强；②根据题意求出前2s电动机做的功，再根据W=Pt求出后10s电动机做的功，求出电动机做的总功，再根据题意求出消耗电能；③根据v= 求出后10s的速度，根据P= = =Fv求出电动机对轿厢的拉力，根据G=mg求出轿厢和乘客的总重力，进而求出配重的重力，根据G=mg求出配重的质量．
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16.【答案】（1）已知最大功率P1=1210W， 所以正常工作时的最大电流：I1= = =5.5A．
答：正常工作时的最大电流为5.5A．
（2）由图象可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1=9min，电动机工作时间t2=2min， 豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能：W=P1t1+P2t2=1210W×9×60s+120W×2×60s=667800J．
答：豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是667800J
（3）豆浆机1min内消耗的电能W实= kw•h×20= kw•h=6×104J， 豆浆机实际功率：P实= = =1000W，
电热管电阻：R= = =40Ω，
电路实际电压：U实= = =200V．
答：此时电路的实际电压是200V
【解析】【分析】（1）从表中可以看出豆浆机正常工作时的最大功率，根据公式I= 可求豆浆机正常工作时的最大电流．（2）已知电动机的功率和加热的功率，从图象上可以看出各自的各自时间，根据公式W=Pt可求消耗的电能．（3）已知电能表每消耗1kw•h的电能转盘就转动1200r，可求转20转消耗的电能，已知工作时间，根据公式W=Pt可求豆浆机的实际功率，利用公式R= 求出电热管电阻，最后利用公式R= 求出此时电路的实际电压．
17.【答案】（1）解：工作时间t=10min=600s，电动机正常转动时的电流I=0.8A，电动机正常运转时消耗的电能：W=UIt=3V×0.8A×600s=1440J．
（2）电动机没转动时，电能会全部转化为内能，此时电动机的线圈为纯电阻，
由I= 可得，线圈的电阻：
R= = =1.5Ω；
则在电动机正常运转时，电流通过线圈产生的热量：
Q=I2Rt=（0.8A）2×1.5Ω×600s=576J．
【解析】【分析】（1）题目中告诉我们电压和电流以及时间，我们可以直接利用W=UIt求出电功；（2）电机不转时：由I= 求得电动机线圈的电阻，再由焦耳定律求产生的热量．
二、综合题
18.【答案】（1）解：闭合S2 ， 断开S1 ， S3 ， R和L串联， 由P= 可得，灯泡的电阻：
RL= = =18Ω，
方法1，电路总电阻：R总=R+RL=6Ω+18Ω=24Ω，
由I= 得电源电压：U=IR总=0.25A×24Ω=6V；
方法2，电阻R两端电压：UR=IR=0.25A×6Ω=1.5V，
灯泡L两端的电压：UL=IRL=0.25A×18Ω=4.5V，
所以电源电压：U=UR+UL=1.5V+4.5V=6V
（2）解：闭合S1 ， S3 ， 断开S2 ， R和L并联， 电路总电阻：R总′= = =4.5Ω；
通电10min电流通过电阻R做的功：
W= t= ×10×60s=3600J
【解析】【分析】（1）闭合S2 ， 断开S1 ， S3 ， R和L串联，根据P= 求出灯泡的电阻，知道电流，求出总电阻，再根据I= 求出电源电压；根据欧姆定律分别求出R和L两端的电压，再求出电源电压；（2）闭合S1 ， S3 ， 断开S2 ， R和L并联，根据R= 求出总电阻；再根据W= t求出电流做的功．
19.【答案】（1）解：当闭合开关S1、S3 ， 断开S2 ， 滑片P置于b端时，R1与L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，且灯泡正常发光，
所以，电源的电压U=UL=6V，
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由图乙可知，通过R1的电流I1=0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过L的电流：
IL=I﹣I1=0.9A﹣0.6A=0.3A，
则灯泡的额定功率：
PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W；
（2）解：当闭合开关S2、S3 ， 断开S3 ， 滑片P置于a端时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
由图乙可知，R1两端的电压U1=2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R2两端的电压：
U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V，
由I= 可知，R2的最大阻值：
R2= = =10Ω；
（3）解：当只闭合开关S2 ， 滑片P置于a端时，L、R1、R2串联，
由P=UI可得，电路消耗的总功率为1.2W时电路中的电流：
I″= = =0.2A，
此时R2两端的电压：
U2′=I″R2=0.2A×10Ω=2V，
由图象可知，R1两端的电压U1′=1V，
则灯泡两端的电压：
UL′=U﹣U1′﹣U2′=6V﹣1V﹣2V=3V，
此时灯泡1min内消耗的电能：
WL=UL′I″t=3V×0.2A×60s=36J．
【解析】【分析】（1）当闭合开关S1、S3 ， 断开S2 ， 滑片P置于b端时，R1与L并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压，根据图乙读出通过R1的电流，根据并联电路的电流特点求出通过L的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；（2）当闭合开关S2、S3 ， 断开S3 ， 滑片P置于a端时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据图乙读出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，根据欧姆定律求出R2的最大阻值；（3）当只闭合开关S2 ， 滑片P置于a端时，L、R1、R2串联，根据P=UI求出电路消耗的总功率为1.2W时电路中的电流，根据欧姆定律求出此时R2两端的电压，由图象读出R1两端的电压，再根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用W=UIt求出此时灯泡1min内消耗的电能．
20.【答案】（1）解：由P=UI可得，豆浆机正常加热时的电流：
I1= = =5.5A；
答：豆浆机正常加热时的电流是5.5A；
（2）解：由I= 可得，豆浆机正常加热时电热管的电阻：
R1= = =40Ω；
答：豆浆机正常加热时电热管的电阻是40Ω；
（3）解：由乙图可知：加热时间t1=9min=540s，电动机工作时间t2=2min=120s，
加热消耗的电能：
W1=P1t1=1210W×540s=6.534×105J，
电动机工作消耗的电能：
W2=P2t2=120W×120s=1.44×104J，
豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能：
W=W1+W2=6.534×105J+1.44×104J=6.678×105J．
答：豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是6.678×105J．
【解析】【分析】（1）豆浆机正常加热时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出电流；（2）根据欧姆定律求出豆浆机正常加热时电热管的电阻；（3）由乙图可知，加热时间和电动机工作的时间，根据W=Pt求出各自消耗的电能，两者之和即为豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能．
21.【答案】（1）解：由电路图可知，灯泡L与电阻R串联．
因灯泡正常发光时的电压UL=2.5V，功率PL=1W，
所以，由P=UI可得，灯泡正常发光时通过的电流：
IL= = =0.4A；
答：通过小灯泡L的电流为0.25A；
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（2）解：因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压：
UR=U﹣UL=3V﹣2.5V=0.5V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通电60s电阻R消耗的电能：
WR=URIRt=URILt=0.5V×0.4A×60s=12J．
答：通电60s，电阻R消耗的电能为12J．
【解析】【分析】由电路图可知，灯泡L与电阻R串联．（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出通过小灯泡L的电流；（2）根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据串联电路的电流特点和W=UIt求出通电60s电阻R消耗的电能．
三、解答题
22.【答案】解：（1）正常加热时的功率：P1=440W；由P=UI．得：饮水机正常工作时电流：I=；
（2）饮水机保温状态下，只有R1工作，此时功率：P2=40W；由：P=，得：R1的阻值：R1===1210Ω；
（3）饮水机每加热4min，就显示保温状态16min，即每小时加热3次、保温3次；
故：加热时间：t1=3×4min=12min=12×60s=720s；保温时间：t2=3×16min=48min=48×60s=2880s；
饮水机一小时消耗的电能：W=W1+W2=P1t1 +P2t2=440W×720s+40W×2880s=4.32×105J．
答：（1）正常加热时通过饮水机的电流是2A；
（2）保温状态时电阻R1的阻值是1210Ω；
（3）饮水机一小时消耗的电能是4.32×105J．
【解析】【分析】考查电功率的计算，电能的计算，欧姆定律的应用，并联电路的特点。
23.【答案】解：（1）观察图甲可知，当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，小灯泡的额定功率W=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）为保证小灯泡正常发光，灯泡两端电压为额定电压2.5V，电路中电流为0.2A，看电路图可知，滑动变阻器与小灯泡串联，又电源电压为6V，所以滑 动变阻器两端电压为U1=U电源-U=6V-2.5V=3.5V，此时滑动变阻器连入电路的电阻大小为：；
（3）当电流表的示数为0.15A时，观察图甲可知小灯泡两端电压为1.5V，小灯泡电阻为:，滑动变阻器两端的电压为U2=6V-10Ω×0.15A=4.5V 滑动变阻器在1min内消耗的电能:W=UIt=4.5V×0.15A×60s=40.5J
【解析】【解答】图像信息获取与应用，电功率计算，串联电路电压规律，欧姆定律。
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