《2026年通城学典全国中考试题分类精粹物理》

84.（2025·广安）有同学提出：冬天写作业时光线较暗，手又冷，要是我们设计一款既能照明，又能暖手的桌垫就好了。他的想法得到了同学们的支持。经过多次改进，同学们设计了如图所示的电路，R₁、R₂为电热丝，其中R₁=36Ω，仅做照明的灯泡L标有“12V 0.3A”的字样。当开关S闭合时，灯泡L正常发光。求：
（1）灯泡L正常发光100s，流过灯泡L电流做的功。
（2）当开关S、S₂断开，S₁闭合时，电热丝的电功率。
（3）当开关S断开，S₁、S₂闭合时，R₁、R₂的总电功率为16W，电热丝R₂的阻值。

答案：
(1) 当开关 S 闭合时，灯泡 L 正常发光，说明电源电压为 12 V。灯泡 L 正常发光 100 s，流过灯泡 L 电流做的功 $W = UIt = 12 V × 0.3 A × 100 s = 360 J$
(2) 当开关 S、$S_{2}$ 断开，$S_{1}$ 闭合时，电路为 $R_{1}$ 的简单电路，电热丝的电功率 $P_{1}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(12 V)^{2}}{36 \Omega}=4 W$
(3) 当开关 S 断开，$S_{1}$、$S_{2}$ 闭合时，$R_{1}$ 和 $R_{2}$ 并联，$R_{1}$、$R_{2}$ 的总电功率为 16 W，电热丝 $R_{2}$ 的电功率 $P_{2}=P - P_{1}=16 W - 4 W = 12 W$；电热丝 $R_{2}$ 的阻值 $R_{2}=\frac{U^{2}}{P_{2}}=\frac{(12 V)^{2}}{12 W}=12 \Omega$

85. (2025·深圳)某简易植物工厂,为了给植物提供光和热,君君、辉辉、阳阳共同设计了如图所示的电路图。小灯泡L的规格是"12V 6W"。电源电压为12V,R为加热电阻,阻值大小为6Ω,求:
(1) 只闭合$S_{2}$,通过R的电流。
(2) 只闭合$S_{1}$,灯泡L的电阻。
(3) 闭合$S_{1}$、$S_{2}$后,通电10min,R产生的热量和电路消耗的总电能。

答案： 85.
(1)只闭合$S_2$，通过$R$的电流$I_R=\frac{U}{R}=\frac{12V}{6\Omega}=2A$
(2)只闭合$S_1$，灯泡正常发光，灯泡$L$的电阻$R_L=\frac{U_额^2}{P_额}=\frac{(12V)^2}{6W}=24\Omega$
(3)闭合$S_1$、$S_2$后，通电$10min$，$R$产生的热量$Q=I_R^2Rt=(2A)^2×6\Omega×10×60s=1.44×10^4J$；灯泡支路的电流$I_L=\frac{P_额}{U_额}=\frac{6W}{12V}=0.5A$；干路中的电流$I=I_L+I_R=0.5A+2A=2.5A$；电路消耗的总电能$W=UIt=12V×2.5A×10×60s=1.8×10^4J$

86. (2025·青海)随着人工智能的兴起,小文和屈原在AI视频对话时,屈原问到"圜则九重,孰营度之?"随即"问天"兴趣小组畅想未来有一天人类能够登陆火星,他们为航天员设计了一款航天服,既能保温又能照明。其简化电路如图甲所示,若电源电压恒为24V,发热电阻R的阻值为6Ω,小灯泡标有"24V 12W"。小灯泡的电阻随温度的变化可忽略不计,闭合开关$S_{1}$、$S_{2}$。
(1) 通过发热电阻R的电流是多少?
(2) 小灯泡的电阻是多少?
(3) 发热电阻R的电功率是多少?
(4) 为了节约用电,兴趣小组的同学将开关$S_{2}$更换为光敏开关,当光照强度大于50lx时,开关会自动断开(光照强度是指单位面积上所接受可见光的光通量)。假设某时段火星表面的光照强度随时间的变化如图乙所示,则0~100s内航天服消耗的电能是多少?

答案： 86.
(1)灯泡、电阻并联，根据欧姆定律可知通过发热电阻$R$的电流$I=\frac{U}{R}=\frac{24V}{6\Omega}=4A$
(2)根据$P=\frac{U^2}{R}$可知灯泡电阻$R_L=\frac{U^2}{P_L}=\frac{(24V)^2}{12W}=48\Omega$
(3)发热电阻$R$的电功率$P=UI=24V×4A=96W$
(4)$0\sim100s$内，灯泡工作时间$t_1=40s$，灯泡消耗的电能$W_L=P_Lt_1=12W×40s=480J$，$0\sim100s$内，发热电阻工作时间$t_2=100s$，发热电阻$R$消耗的电能$W_R=Pt_2=96W×100s=9600J$，$0\sim100s$内航天服消耗的电能$W=W_L+W_R=480J+9600J=10080J$