微專題五歐姆定律、電功率及電熱的綜合計算1．(2021·重慶)如圖所示的電路中，電源電壓恒為3V，電阻R2的阻值為30Ω。當開關S1閉合、S2斷開時，電流表示數為0.3A，求：(1)電阻R1的阻值；(2)當開關S1、S2均閉合時，通電10s電阻R2產生的熱量。解：(1)當開關S1閉合、S2斷開時，電路為R1的簡單電路，電流表測電路中的電流，電阻R1的阻值：R1＝eq\f(U,I1)＝eq\f(3V,0.3A)＝10Ω；(2)當開關S1、S2均閉合時，R1和R2并聯，有U2＝U＝3V，通過R2的電流：I2＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(3V,30Ω)＝0.1A，所以通電10s電阻R2產生的熱量：Q＝I22R2t＝(0.1A)2×30Ω×10s＝3J。2．(2021·臨沂)某品牌電熱水瓶具有加熱和電動出水兩種功能，其簡化電路如圖所示。其中R1是額定功率為2000W的電熱絲，R2是阻值為130Ω的分壓電阻，電磁泵的額定電壓為12V。在1標準大氣壓下，將初溫為20℃、質量為2.5kg的水裝入電熱水瓶，正常加熱8min20s將水燒開，已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，求該電熱水瓶：(1)此次加熱水的效率；(2)電磁泵的額定功率。解：只閉合開關S1時，電路為R1的簡單電路，此時電熱水瓶處于加熱狀態；只閉合S2時，電路為R2和電磁泵串聯的電路，此時電熱水瓶處于電動出水狀態。(1)水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃－20℃)＝8.4×105J，加熱時間t＝8min20s＝500s，加熱功率等于R1的額定功率為2000W，故消耗的電能：W＝P加熱t＝2000W×500s＝106J，此次加熱水的效率：η＝eq\f(Q吸,W)＝eq\f(8.4×105J,106J)＝84%；(2)電磁泵的額定電壓為12V，則電磁泵正常工作時R2兩端的電壓：U2＝220V－12V＝208V，此時電路中的電流：I＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(208V,130Ω)＝1.6A，電磁泵的額定功率：P電磁泵＝U電磁泵I＝12V×1.6A＝19.2W。3．(2021·盤錦)圖甲是一款熨燙衣服的便攜式掛燙機，它有兩個加熱擋位，正常工作電壓為220V，高溫擋功率為1200W。其內部電路如圖乙所示，電熱絲R1＝60.5Ω。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]請計算：(1)將水箱中0.2kg的水從10℃加熱到100℃，需要吸收的熱量；(2)R2的阻值；(3)若用高溫擋加熱這些水，所需時間為1min10s，掛燙機的加熱效率。解：(1)將水箱中0.2kg的水從10℃加熱到100℃，需要吸收的熱量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(100℃－10℃)＝75600J；(2)當開關旋至2位置時只有R1連進電路，處于低溫擋，可求得此時的功率：P1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,60.5Ω)＝800W，當開關旋至3位置時，R1和R2并聯，處于高溫擋，則R2單獨的功率：P2＝P－P1＝1200W－800W＝400W，根據公式P＝eq\f(U2,R)可求得R2的阻值：R2＝eq\f(U2,P2)＝eq\f(（220V）2,400W)＝121Ω；(3)高溫擋加熱水所需的總電能：W＝Pt＝1200W×70s＝84000J，掛燙機的加熱效率：η＝eq\f(Q,W)×100%＝eq\f(75600J,84000J)×100%＝90%。4．(2021·貴陽模擬)如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關S1、S2，將滑動變阻器的滑片P移到a端時，燈泡正常發光，電壓表V的示數為6V，電流表A2的示數為0.4A。只閉合開關S1，將滑動變阻器的滑片P移到b端時，電流表A1的示數為0.2A，燈泡的實際功率為0.4W(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)。求：(1)電阻R1的阻值；(2)燈泡L的額定功率；(3)滑動變阻器R2的最大阻值。解：(1)閉合開關S1、S2，將滑動變阻器的滑片P移到a端時，燈泡L與定值電阻R1并聯，由I＝eq\f(U,R)可得，電阻R1的阻值：R1＝eq\f(U,I1)＝eq\f(6V,0.4A)＝15Ω；(2)只閉合開關S1，將滑動變阻器的滑片P移到b端時，R2的最大阻值和燈泡L串聯，燈泡兩端的電壓：UL＝eq\f(PL,I)＝eq\f(0.4W,0.2A)＝2V，燈泡的電阻：RL＝eq\f(UL,I)＝eq\f(2V,0.2A)＝10Ω，燈泡正常發光時燈泡L的額定功率：PL額＝eq\f(UL額2,RL)＝eq\f(U2,RL)＝eq\f(（6V）2,10Ω)＝3.6W；(3)只閉合開關S1，將滑動變阻器的滑片P移到b端時，R2的最大阻值和燈泡L串聯，R2兩端的電壓：U2＝U－UL＝6V－2V＝4V，則滑動變阻器R2的最大阻值：R2＝eq\f(U2,I)＝eq\f(4V,0.2A)＝20Ω。5．(2021·銅仁)圖甲是小明家的電飯鍋及電路原理圖，該電飯鍋有高溫和保溫兩擋。由開關S進行調節。已知R0與R為電熱絲，現將電飯鍋接在220V的電源上，使用高溫擋工作時，電飯鍋功率為1000W；使用保溫擋工作時，電飯鍋功率為440W。根據相關知識，回答下列問題：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](1)飯煮熟后，開關S將__斷開__(選填“閉合”或“斷開”)；(2)電熱絲R的阻值為多少？(3)用此電飯鍋高溫擋將質量為1kg、溫度為25℃的水加熱，使鍋中水溫升高60℃，需用時5min，求此加熱過程中電飯鍋的加熱效率；(4)如圖乙所示，電能表上有一參數模糊不清，小明把家中其他用電器斷開僅使用電飯鍋，調至高溫擋燒水5min，電能表的轉盤轉了250轉，則電能表上模糊的參數應該是多少？解：(1)由公式P＝UI＝eq\f(U2,R)知，電壓一定時，P與R成反比，開關S閉合時，電阻R被短路，電路中的電阻最小，電路的電功率最大，電飯鍋處于高溫擋；開關S斷開時，兩電阻串聯，電路中的電阻最大，電路的電功率最小，電飯鍋處于保溫擋，所以飯煮熟后，電飯鍋處于保溫狀態，開關S將斷開；(2)由公式P＝UI＝eq\f(U2,R)知電熱絲R0的阻值：R0＝eq\f(U2,P高溫)＝eq\f(（220V）2,1000W)＝48.4Ω，保溫時的總電阻：R總＝eq\f(U2,P保溫)＝eq\f(（220V）2,440W)＝110Ω，電熱絲R的阻值：R＝R總－R0＝110Ω－48.4Ω＝61.6Ω；(3)水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×60℃＝2.52×105J，由P＝eq\f(W,t)可得消耗的電能：W＝P高溫t＝1000W×5×60s＝3×105J，電飯鍋高溫擋的加熱效率：η＝eq\f(Q吸,W)×100%＝eq\f(2.52×105J,3×105J)×100%＝84%；(4)電熱水器消耗的電能：W′＝P高溫t＝1000×10－3kW×eq\f(5,60)h＝eq\f(1,12)kW·h，則電能表的參數：N＝eq\f(250r,\f(1,12)kW·h)＝3000r/(kW·h)。6．(2021·包頭)圖甲是可自動調節亮度臺燈的電路圖。燈泡標有“24V12W”字樣，R1為光敏電阻，其阻值隨光照強度的變化如圖乙所示，滑動變阻器R2最大阻值為30Ω。當光照強度為E1，R2連入電路的阻值為12Ω時，燈泡正常發光(不計溫度對燈絲電阻的影響)。求：(1)燈泡的電阻和燈泡正常發光5min消耗的電能；(2)電源電壓；(3)光照強度在E1～E2之間，通過調節R2，燈泡實際功率的變化范圍。(燈泡兩端的電壓不能超過額定電壓)解：(1)燈泡正常發光時的電流：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(12W,24V)＝0.5A，燈泡的電阻：RL＝eq\f(U,I)＝eq\f(24V,0.5A)＝48Ω；燈泡消耗的電能：W＝Pt＝12W×5×60s＝3600J；(2)分析電路圖可知，光敏電阻R1、燈泡L、滑動變阻器R2串聯接入電路，由圖乙可知，當光照強度為E1時，R1＝12Ω，R2＝12Ω，燈泡正常發光，電路中總電阻：R總＝12Ω＋48Ω＋12Ω＝72Ω，此時電路中的電流I＝0.5A，電源電壓：U＝IR總＝0.5A×72Ω＝36V；(3)當光照度為E2且R2全部阻值接入電路時，整個電路的電流最小，此時