题目

小阳同学在科技月制作了一个多挡位电热器模型。为了分析接人电路的电阻对电热器电功率的影响，他将电表接人电路中，其电路如图所示，电源两端电压不变，R1的阻值为20 Ω，滑动变阻器的最大阻值为R2。当开关S闭合，S1、S2断开，将滑动变阻器的滑片置于b端时，电压表示数为U1，R3消耗的功率P3为6.4W；当开关S1、S2闭合，S1断开时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U2；当开关S、S1、S2都闭合，将滑动变阻器的滑片置于中点时，电流表的示数为I2。已知I1:I2=3:7，U1: U2 =2:9，求： （1）R2的阻值； （2）电源两端电压； （3）当开关S、S1、S2都闭合，将滑动变阻器的滑片置于b端时，通电10s，多挡位电热器产生的总热量。

题型：计算题难度：中档来源：北京模拟题

所属题型：计算题 试题难度系数：中档

答案

解： 当开关S闭合，S1、S2断开，将滑动变阻器的滑片置于b端时，等效电路如图甲所示；当开关S、S2闭合，S1断开时，等效电路如图乙所示；当S、S1、S2都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于R2中点，等效电路如图丙所示；当S、S1、S2都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于b端时，等效电路如图丁所示

由图乙得：I1R1=U2                                                ① 由图丙得：                                   ② 由题意得：U2=U ①/②得：，，将，R1=20Ω代入，运算得R2=30Ω； （2）设图甲中电流为I，由图甲得：IR1=U1             ③ 由图甲和图乙得，I（R1+R2 +R3）=U2                      ④ 由题意得：U1：U2=2：9， ③/④得：，将R1=20 Ω、R2=30 Ω代入解得R3=40 Ω． 由题意得：P3=I2R3， ，由图甲得电源电压：U=I（R1+R2+R3）=0.4A×（20+30+40）Ω=36V。 （3）由图丁得：

考点梳理

初中二年级物理试题“小阳同学在科技月制作了一个多挡位电热器模型。为了分析接人电路”旨在考查同学们对 电功率的计算公式的变形、 欧姆定律及其应用、 焦耳定律及计算公式、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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• 电功率的计算公式的变形
• 欧姆定律及其应用
• 焦耳定律及计算公式

考点名称：电功率的计算公式的变形

解读电功率的计算公式：
电功率的四个表达式：（1）定义式：P=W/t。（2）反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。（4）式P=U2/R。
电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式P=W/t。

经实验研究证明，电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，即P=UI。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的，电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能，当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以，P=UI广泛应用于电功率的计算。
与欧姆定律结合得到的（3）式P=I2R、（4）式P=U2/R适用于纯电阻电路。因为，欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系，是在纯电阻电路中得出的，所以，它只适用于纯电阻电路。如：白炽灯、电阻、电热器等，不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等，所以在串联电路中，使用（3）式P=I2R分析和计算方便。在并联电路中，各支路两端电压相等，所以用（4）式P=U2/R分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析，除了含电动机电路的电功率计算外，其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中，四个计算公式通用，可根据具体情况选择方便的公式进行运用。

电功率计算公式变形如下：
I=U/R
U=IR
R=U/I
P=W/T
P=UI
P=U^/R
P=I^R
Q=UIt 物理量 物理公式
电流 定义式I=Q/t 欧姆定律I=U/R 串联电路I=I1=I2 并联电路I=I1+I2
电压 串联电路U=U1+U2 并联电路U=U1=U2
电阻 串联R总=R1+R2 并联R总=R1R2/(R1+R2)

电功率 定义式P=W/t 普适公式P=UI
电功 定义式W=UIt 已知电功率W=Pt 已知电量W=UQ