初中物理电阻的串联计算题

市场上有一种暖手鼠标垫，技术参数如图所示，鼠标垫内有两个 $10\Omega$的发热电阻，通过控制两个发热电阻的接连方式就能实现多挡位的调节功能。请解答下列问题：

（1）鼠标垫内两个电阻串联时总电阻是多少？

（2）在额定电压下，鼠标垫内两个电阻并联时电路中的电流是多少？

（3）在额定电压下，鼠标垫工作8小时，最多消耗多少电能？

在如图所示的电路中，电源电压保持6V不变，R₁的阻值为10Ω。闭合开关S，电压表的示数为2V，

求：（1）求通过电阻R₁的电流；
（2）求电阻R₂的阻值。

在综合实践活动中，小明设计的模拟调光灯电路如图所示。已知小灯泡上标有“6V 6W”、滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，选用的电源电压恒为10V。不考虑温度对灯丝电阻的影响。问：

（1）小灯泡的电阻是多大?
（2）闭合开关s后，当移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡正常工作时，电路消耗的总功率是多少?此时滑动变阻器连入电路的电阻多大？
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，会出现的情况是什么? 针对这种情况，你对小明的设计提出一个合理的建议。

如图所示电路，电阻 $R\text{'}$的阻值为 $50\Omega$，滑动变阻器 $R$的最大阻值为 $100\Omega$，电源电压 $10V$保持不变，闭合开关，求：

（1）当 $P$移至 $a$端时，电阻 $R\text{'}$消耗的功率；

（2）当 $P$移至 $b$端时，电路中的电流大小和通电 $2\mathit{min}$产生的热量。

学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器模型。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们将电表接入电路中，如图所示。当只闭合开关S₁时，电压表的示数为U₁，电阻R₃消耗的电功率为P₃；当只闭合开关S₂时，电压表的示数为U₂，电阻R₃消耗的电功率为P₃′，测得此时电阻R₂消耗的电功率为1.5W。已知U₁︰U₂＝1︰2， P₃︰P₃′=9︰4，电源两端电压保持不变。

（1）请你计算出电阻R₁与电阻R₂的比值。
（2）科技小组的同学们通过测量与分析发现：当开关S_1、S_2、S₃都闭合时，电路消耗的电功率最大，请你计算出这个电功率。

如图所示电路中， $R_1$ 为定值电阻， $R$ 为滑动变阻器，灯泡 $L$ 标有" $4V2W$ "字样。滑动变阻器的滑片 $P$ 滑到某一位置，把滑动变阻器分为左右两部分，且右边阻比左边电阻小 $3\Omega$ 。只闭合开关 $S_1$ ，电压表 $V_1$ 的示数为 $U_1$ ；只闭合开关 $S_2$ ，电压表 $V_2$ 的示数为 $U_2$ ，两次灯泡均正常发光，且 $U_1:U_2=4:3$ ，求：

（1）灯泡正常发光时的电流；

（2）滑动变阻器的总电阻。

如图所示的电路中，电源电压为18V且保持不变，电阻R₁的阻值为10Ω，滑动变阻器R₂上标有“50Ω  1A”字样．闭合开关S后，通过R₁的电流为0.6A．求：

（1）电阻 R₁的两端的电压U₁；
（2）此时电流通过R₂消耗的电功率P₂；
（3）计算在移动滑片的过程中电压表的最小示数．

如图所示，电源电压为6V，R₁=R₂=30Ω，求：

（1）当开关S断开时，R₂两端的电压；
（2）当开关S闭合时，电流表的示数。

PTC是一种半导体陶瓷材料，它的发热效率较高。PTC有一个人为设定的温度叫“居里点温度”，当它的温度低于“居里点温度”度时，其电阻值会随温度升高而变小；当它的温度高于“居里点温度”时，其电阻值随它的温度升高而变大。如图甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图乙所示，R₀是定值电阻，其阻值不受温度的影响。R_T是PTC电阻，它的电阻值与温度的关系如图丙所示。该电热水壶在“居里点温度”状态工作时，电路消耗的总功率为1100W。

求：（1）由图丙知该PTC材料的“居里点温度”是         ℃；
（2）R₀的阻值为多少?
（3）当R_T的温度为130℃时，电路中R_T的实际功率为多少?  

小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为 $10V$的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知 $R_1=20\Omega$、 $R_2=30\Omega$，请计算：

（1） $S_2$闭合， $S_1$、 $S_3$断开时，电路中的电流；

（2） $S_3$断开， $S_1$、 $S_2$闭合时，通电 $5\mathit{min}$电路消耗的电能；

（3）该电路的最大功率和最小功率之比。

康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图， $R_1$、 $R_2$均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为 $1000W$保温功率为 $44W[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$，求：

（1）把 $500g$的水从 ${40}^{°}\text{C}$加热到 ${100}^{°}\text{C}$，水壶要吸收的热量；

（2）不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题（1）中的加热过程需要的时间；

（3）忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻 $R_1$的阻值。

在综合实践活动中，小明设计的模拟调光灯电路如图所示。已知小灯泡上标有“6V 6W”、滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，选用的电源电压恒为10V。不考虑温度对灯丝电阻的影响。问：
（1）小灯泡的电阻是多大?
（2）闭合开关s后，当移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡正常工作时，电路消耗的总功率是多少?此时滑动变阻器连入电路的电阻多大？
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，会出现的情况是什么? 针对这种情况，你对小明的设计提出一个合理的建议。

AB和CD是完全相同的两条带有绝缘皮的导线，它们并行地埋设在相距2km的甲、乙两地之间．由于两导线之间某处的绝缘外皮受到损伤，而发生了漏电现象（即相当于两根导线之间在漏电处连接了一个电阻．为了确定漏电处的位置，维修人员做了以下测量：
（1）在甲地将两端电压恒为90V的电源的两极分别接在A、C两端，此时在乙地用内电阻很大的电压表测得B、D两端电压为72V．
（2）在乙地将两端电压恒为100V的电源的两极分别接在B、D两端，此时在甲地用同一型号的电压表测得A、C阳端的电压为50V．
如果AB和CD导线每千米电阻值为2Ω，请你根据以上测量结果计算漏电处距甲地多远？绝缘皮破损处的漏电电阻是多大？

甲烷气体(CH₄)无色、无臭，是沼气的主要成份．甲烷气体在空气中的浓度在一定范围内，遇到明火会发生爆炸。由此，综合实践活动小组的同学就甲烷气体的浓度测量展开探究活动。小组同学通过上网查询，知道用二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度(甲烷气体在空气中的体积分数)的增大而减小。他们从物理实验室借来一只二氧化锡电阻R_x，并从产品说明书上获取相关参数，如下表所示。

甲烷气体浓度／％	0	20	40	60	80	100
Rx／Ω	25	20	15	10	7	5

(1)请在下图中作出二氧化锡电阻阻值R_x与甲烷气体浓度的关系图像。

(2)小组同学利用电压为6V的电源、阻值为15Ω的定值电阻R₀、量程为“0～0.6A”及
“0～3A”的电流表和二氧化锡电阻R_x制作成甲烷气体浓度检测仪，其电路图如图所示。当甲烷气体浓度增大时，电流表的示数将         (选填“变大”、“变小”或不变)．为使测量更为准确，电流表的量程应选           A。
(3)甲烷气体浓度在5%～15％范围内，遇到明火会发生爆炸．如果某绿色农场利用该甲烷气体浓度检测仪检测沼气池中甲烷气体的浓度时，电流表的示数为0.16A。请求出该沼气池中的甲烷气体浓度大约是多少？并说明，如果遇到明火是否会发生爆炸?

如图甲所示，是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件，该部件由阻值不变的两根电阻丝 $R_1$ 、 $R_2$ 构成，小乔设计了图乙的电路对该部件进行检测，其中 $R_0=22\Omega$ ， $M$ 、 $N$ 为接线柱。

（1）用导线把 $M$ 和 $N$ 连接，只闭合开关 $S_1$ ，电流表示数为 $1A$ ，求电源电压；

（2）把 $M$ 接 $A$ ， $N$ 接 $B$ ，只闭合开关 $S_1$ ，电流表示数为 $0.5A$ ，求 $R_1$ 的阻值；

（3）用导线把 $B$ 和 $C$ 连接，然后将 $M$ 接 $A$ ， $N$ 接 $B$ ，闭合开关 $S_1$ 和 $S_2$ ，电流表示数为 $1.5A$ ；检测结束后，小乔利用该部件重新组装一个加热器，求新加热器接入 $220V$ 电路中能达到的最大电功率。