《2025年中考备考课时练物理中考人教版》

6. 小敏家的厨房内有一个煲汤用的电热锅，它的工作原理如图专5−7所示,其中R₁、R₂ 为定值电阻。当电热锅处于加热状态时,R₁中电流为I₁,加热功率为1000W;当电热锅处于保温状态时,R₁中电流为I₂。已知I₁ = 5I₂,则:
　(1) 当电热锅处于保温状态时,S₂闭合还是断开？
　(2) 求定值电阻R₁的阻值。
　(3) 求电热锅处于保温状态时的功率。
　(4) 某次使用电热锅做饭时，加热用了30min,保温用了30min,求这次使用电热锅做饭需要的电费(电费按0.50元/度计算)。
　

答案： 解:
(1)当S断开、S₁闭合时,电路为R₁、R₂的串联电路，此时电阻最大,根据P = U²/R知处于保温状态。
(2)闭合S、S₁，电热锅处于加热状态,此时电路为R₁的简单电路。
由P = U²/R可知,加热电阻R₁的阻值:
R₁ = U²/P = (220V)²/1000W = 48.4Ω。
(3)由P = UI可得,I₁ = P/U = 1000W/220V = 50/11A。
因为I₂ = 1/5I₁,所以I₂ = 1/5×50/11A = 10/11A。
则电热锅处于保温状态时的功率:
P保温 = UI₂ = 220V×10/11A = 200W。
(4)加热30min消耗的电能:
W₁ = Pt = 1kW×0.5h = 0.5kW·h。
保温30min消耗的电能:
W₂ = P保温t = 0.2kW×0.5h = 0.1kW·h。
则总共消耗的电能:
W = W₁ + W₂ = 0.5kW·h + 0.1kW·h = 0.6kW·h。
故这次使用电热锅做饭需要的电费为
0.6kW·h×0.5元/(kW·h) = 0.3元。

7. 如图专5−8所示电路,电源电压恒为12V,定值电阻R为12Ω,灯泡L标有“12V　0.5A”字样。假设灯丝电阻不随温度的变化而变化，问:
　(1) 灯泡L的额定功率是多少？
　(2) 当断开开关S₂、闭合S₁和S₃时,电路中的总电流是多少？
　(3) 开关S₁、S₂、S₃分别处于什么状态时,整个电路消耗的总功率最小？此时的总功率为多少？
　

答案： 解:
(1)灯泡L的额定功率
P = UI = 12V×0.5A = 6W。
(2)当断开开关S,闭合S₁和S₃时，R与L并联，电源电压恒为12V,则灯泡L正常发光。
根据欧姆定律得，通过R的电流
I₁ = U/R = 12V/12Ω = 1A。
根据并联电路电流的规律，电路中的总电流
I = I₁ + I₂ = 0.5A + 1A = 1.5A。
(3)当开关S₁、S₃断开，S₂闭合时，电路中定值电阻R与灯泡L串联，电路中的电阻最大，整个电路消耗的总功率最小。
由欧姆定律I = U/R得,灯泡L的电阻
R₂ = U/I = 12V/0.5A = 24Ω。
电路的总电阻R串 = R + R₂ = 24Ω + 12Ω = 36Ω。
电路的最小电功率P最小 = U²/R串 = (12V)²/36Ω = 4W。