中考物理电功率的综合计算问题(大题培优易错试卷)
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一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图所示,电源电压保持不变,开关S断开后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为5∶3,此时灯L1和L2的电功率之比为()A.2∶3 B.3∶2 C.3∶5 D.5∶3【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题【答案】A【解析】【分析】【详解】由电路图可知,开关S断开后,如果甲、乙为电压表将会造成电路断路,两灯泡均不发光,不符合题意,因此甲、乙都为电流表,此时灯L1、L2并联连接,电流表甲测干路电流,电流表乙测通过L2的电流;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过L1、L2的电流之比1233352 IIII I--===甲乙乙因并联电路中各支路两端的电压相等,所以两灯泡的电功率之比为11122223P UI IP UI I===故选A。
2.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是()A.两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯亮B.乙灯的灯丝较细,正常发光时的电流较小C.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较小D.乙灯的实际功率一定是25W【来源】广东省深圳市福田区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题【答案】B【解析】【详解】A.由甲、乙图和电功率变形公式2 URP=可知,甲灯的电阻小于乙电阻。
当两灯串联时电流相等,乙灯的实际功率大于甲灯实际功率,甲灯没有乙灯亮,故A错误;B.乙灯的灯丝较细,电阻大,正常发光时由公式=UIR可知通过乙灯的电流比甲灯小,故B正确;C.两灯均正常发光时,由于没有给出发光时间,无法比较哪盏灯灯耗电能多,故C错误;D.乙灯的额定功率为25W,实际功率是实际电压下的功率,如果实际电压不等于额定电压,实际功率就不等于额定功率,故D错误。
故选B。
3.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,下列说法正确的是( )A.A的电阻值为6.25ΩB.A和B串联,电路中电流为0.4A时,A.B的电压之比为5:4C.A和B并联在电压为2.5V的电源两端,A.B的电功率之比为5:4D.当A和B串联,两者电阻相同时,电源电压为3V【来源】内蒙巴彦淖尔市第五中学2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题【答案】C【解析】【详解】A.由图象可知,当通过A的电流I A=0.4A时,A两端的电压U A=2.0V,由I=UR可得,A 的电阻值:AAA2.0V50.4AURI===Ω故A 错误;B.A和B串联,电路中电流为0.4A时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两元件的电流I A=I B=0.4A,由图象可知,两元件两端的电压U A=2.0V,U B=2.5V,由P=UI可得,A. B的电功率之比:A A A AB B B B 2.0V 42.5V 5P U I U P U I U ==== 故B 错误;C .A 和B 并联在电压为2.5V 的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,元件两端的电压AB 2.5V U U ''==,由图象可知,通过两元件的电流A 0.5A I '= B0.4A I '=,则A . B 的电功率之比: A A A A BB B B 0.5A 50.4A 4P U I I P U I I '''====''' 故C 正确;D .当A 和B 串联,两者电阻相同时,它们两端的电压和通过的电流相等,由图象可知,电路中的电流为0.6A ,两元件两端的电压均为3V 时符合,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:AB 3V 3V 6V U U U ''''=+=+= 故D 错误。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图所示,电源电压保持不变,开关S断开后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为5∶3,此时灯L1和L2的电功率之比为()A.2∶3 B.3∶2 C.3∶5 D.5∶3【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题【答案】A【解析】【分析】【详解】由电路图可知,开关S断开后,如果甲、乙为电压表将会造成电路断路,两灯泡均不发光,不符合题意,因此甲、乙都为电流表,此时灯L1、L2并联连接,电流表甲测干路电流,电流表乙测通过L2的电流;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过L1、L2的电流之比12333 52I III I--===甲乙乙因并联电路中各支路两端的电压相等,所以两灯泡的电功率之比为11122223P UI IP UI I===故选A。
2.如图所示的电路中,电源电压12V且保持不变,灯丝电阻不随温度变化,灯泡L的额定功率为7.2W。
当开关S1、S2都闭合时,通过灯泡的电流为I1,灯泡正常发光;当开关S1闭合S2断开时,通过灯泡的电流为I2,灯泡的功率是3.2W,则下列计算结果不正确的是()A.灯泡电阻是20ΩB.电阻R的阻值是20ΩC.当开关S1闭合S2断开时,电阻R的功率是1.6WD.I1∶I2=9∶4【来源】四川省成都南开为明学校2019-2020学年九年级4月月考物理试题(在线考试)【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.当开关S1、S2都闭合时,电路为灯泡的简单电路,灯泡正常工作,电源的电压为12V,电路中的电流I1=7.2W12V PU=额=0.6A灯泡的电阻R L=112V0.6AUI==20Ω故A正确,不符合题意;BC.当开关S1闭合S2断开时,灯泡和电阻R串联,电路中的电流I2=L3.2W=20PRΩ实=0.4A电路中的总电阻R总=212V0.4AUI==30ΩR的阻值R=R总-R L=30Ω-20Ω=10Ω电阻R的功率P R=I22R=(0.4A)2×10Ω=1.6W故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;D.两次通过灯泡的电流之比I1∶I2=0.6A∶0.4A=3∶2故D错误,符合题意。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图所示的电路中,电源电压12V 且保持不变,灯丝电阻不随温度变化,灯泡L 的额定功率为7.2W 。
当开关S 1、S 2都闭合时,通过灯泡的电流为I 1,灯泡正常发光;当开关S 1闭合S 2断开时,通过灯泡的电流为I 2,灯泡的功率是3.2W ,则下列计算结果不正确的是( )A .灯泡电阻是20ΩB .电阻R 的阻值是10ΩC .当开关S 1闭合S 2断开时,电阻R 的的功率是1.6WD .I 1:I 2=9:4【来源】2019年四川省成都市树德实验中学(西区)中考二模物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .当开关S 1、S 2都闭合时,电路为灯泡的简单电路,灯泡正常工作,电源的电压U =12V ,电路中的电流I 1=P U额=7.2W12V=0.6A 灯泡的电阻R L =1U I =12V 0.6A=20Ω 故A 正确,不符合题意;B .当开关S 1闭合S 2断开时,灯泡和电阻R 串联,电路中的电流I 2LP R 实 3.2W20Ω=0.4A 电路中的总电阻R 总=2U I =12V 0.4A=30ΩR 的阻值R =R 总−R L =30Ω−20Ω=10Ω故B 正确,不符合题意;C .由B 知,当开关S 1闭合S 2断开时,通过电阻R 的电流为0.4A ,则电阻R 的功率P R =I 22R =(0.4A)2⨯10Ω=1.6W故C 正确,不符合题意; D .由AB 知, I 1=0.6A ,I 2=0.4A ,则I 1:I 2=0.6A:0.4A=3:2故D 错误,符合题意。
故选D 。
2.小灯泡L 的额定电压为3V ,它的I —U 图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P 移至B 端。
闭合开关S ,电压表示数为1.5V ,再将滑片P 向左移动直到电压表示数为3V ,已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有上“10Ω 2A ”字样。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图甲所示的电路中,电源电压U 保持不变,R 0为定值电阻。
闭合开关,电流表A 的示数为I ,电压表V 1的示数为U 1,电压表V 2的示数为U 2;将滑动变阻器R 的滑片从一端移动到另一端,U 1、U 2随I 变化的关系如图乙所示;则下列说法正确的是( )A .电源电压为5.5 VB .滑片在最右端时,定值电阻R 0的功率为6WC .滑动变阻器的最大阻值为12.5 ΩD .电灯的电阻随着电流的增大而减小【来源】2020年中考一轮模拟测试物理试题(一) 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由图可知,灯泡L 与R 0、R 组成串联电路,电压表V 2测量L 两端的电压,电压表V 1测量灯泡L 与R 两端的总电压,当电流表的示数变大时,电压表V 2变大,电压表V 1变小,所以U 2-I 的图线为BQ , U 1-I 图线应该为AQ ;ABC .由图像乙知,Q 点U 1和U 2相等,则此时滑动变阻器两端的电压为零,电阻为零,电压表的示数都是3V ,电路中的电流为2.0A ,所以03V 2.0R U +=电源…①当滑动变阻器的滑片移到最左端时,电路中的电流最小为1.0A ,由图像知:电压表V 1的示数为4.5V ,电压表V 2的示数为1V ,所以04.5V 1.0=R U +电源…②由①②得:U 电源=6V ,R 0=1.5Ω,故A 错误; 此时滑动变阻器两端的电压为12= 4.5V-1V=3.5V U U U -=滑滑动变阻器的最大阻值为3.5V===3.5Ω1.0AU R I 滑滑大小 故C 错误;滑片在最右端时,U 1和U 2相等都是3V ,电路中的电流为2.0A ,已知R 0=1.5Ω,定值电阻R 0的功率为2200(2.0A) 1.5Ω=6W P I R ==⨯故B 正确;D .通过灯泡的电流增大时,灯泡两端的电压变大,温度升高,灯丝的电阻变大,故D 错误。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图所示,电源两端电压恒定,闭合开关,灯泡L1比灯泡L2电阻大,则()A.灯泡L1比L2的亮B.电流表A1示数比A2的大C.若L1灯丝烧断,L2两端电压变大D.若L2灯丝烧断,电流表A示数变小【来源】广东省广州市南沙区2017届中考物理一模试题【答案】D【解析】【详解】AB.由图可知,两只灯泡并联,两灯泡电压相等,灯泡L1比灯泡L2电阻大;由I=U/R可得,通过L1的电流小,即电流表A1示数比A2的小,U1=U2,由P实=UI可知,P实1<P实2,灯泡L2比L1的亮,故AB错误;C.因为两灯泡并联,由并联电路电压关系可知两灯泡两端电压相等,若L1灯丝烧断,L2两端电压不变,故C错误;D.由图可知,电流表A1测量灯泡L1的电流;电流表A2测量灯泡L2的电流;电流表A测量干路上的电流;若L2灯丝烧断,电流表A2示数为0,根据并联电路中干路上的电流等于各支路电流之和,可知电流表A示数变小,故D正确。
故选D。
2.如图是一个电加热器的工作原理图,其中1R和2R是阻值不变的发热电阻;已知加热器的额定电压为220V,额定加热功率990W,额定保温功率为110W。
当电加热器正常工作时,下列说法正确的是()A.加热器的功率为110W时,开关S、1S都闭合B.开关S闭合,1S由断开到闭合,电路中电流变大,2R的功率变大C.电阻1R与2R的阻值之比为1∶8D .若用电高峰期实际电压为200V ,加热器保温状态下的实际功率约为90.9W 【来源】2020年四川省成都市锦江区中考二诊物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .只闭合开关S ,两电阻串联,电阻较大,根据2U P R=知,在电压一定时,电功率较小,加热器处于保温状态,则此时加热器的功率为110W ,故A 错误;B .开关S 闭合,S 1断开时,两电阻串联,S 1闭合时,电阻R 1被短路,只有电阻R 2工作,电阻减小,根据U I R=知,电路的电流增大,R 2的电阻不变,根据22P I R =知R 2的功率变大,故B 正确; C .因为22U P R =加热、212U P R R =+保温,且P 加热=990W 、P 保温=110W ,所以 22212::990W :110W U U P P R R R ==+加热保温即12291R R R += 所以1281R R = 故C 错误;D .只闭合开关S ,加热器处于保温状态,两电阻串联,保温功率为110W ,则2212(220V)=440Ω110WU P R R +==额保温当实际电压为200V 时,实际功率约为2122(200V)=90.9W 440ΩU R R P =≈+额实故 D 正确; 故选BD 。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.额定电压均为6V 的甲、乙两灯的I ﹣U 图线如图所示,则下列说法不正确的是( )A .甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大B .甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,电阻之比为2∶3D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,实际功率之比为1∶9 【来源】四川省达州市达川区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流,根据P UI =求出甲、乙两灯的额定功率之比;(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,根据图像读出通过的电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比;(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V ,根据图像读出符合要求的电流和电压,根据P UI =求出两灯泡的实际功率之比。
【详解】A .由图像可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V 、6V 时,通过甲的电流依次为0.3A 、0.6A ,通过乙的电流依次为0.2A 、0.3A ,由U I R =的变形式U R I=可知,甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,则A 正确,不符合题意;B .甲、乙两灯的额定电压均为6V ,通过的电流I 甲额=0.6A ,I 乙额=0.3A ,则甲、乙两灯的额定功率之比:6V 0.6A 26V 0.3A 1U I P P U I ⨯===⨯甲额甲额甲额乙额乙额乙额,则B 正确,不符合题意;C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,由图像可知,通过的电流分别为I 甲=0.3A ,I 乙=0.2A ,此时两灯泡的电阻之比:0.2A 20.3A 3UR I I U R I I ====甲甲甲乙乙乙甲乙, 则C 正确,不符合题意;D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V ,由图像可知,当电路中的电流0.3A I '=、2V U '甲=、6V U '乙=时符合,则两灯泡的实际功率之比:2V 0.3A 16V 0.3A 3U I P P U I ''⨯===''⨯甲甲乙乙,则D 错误,符合题意; 故选D 。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.图甲是用于焊接塑料水管的热熔器,其电路如图乙所示。
加热电阻 R 1=66Ω、R 2=176Ω,S 1 是手动控制开关,S 2 是可随温度自动跳转的温控开关,R 0 特殊限流电阻,热熔器加热时 R 0 电阻较大,LED 指示灯发红光,保温时 R 0 电阻较小,LED 指示灯发绿光。
已知 LED 发光时两端电压保持不变,则下列说法正确的是( )A .当 S 1、S 2 都闭合时,热熔器处于保温状态B .保温状态时加热电路的电功率是200WC .发红光时LED 的电流等于发绿光时 LED 的电流 D .当 S 1 闭合,S 2 断开时,R 1 的功率大于 R 2 的功率【来源】湖南省长沙市师大附中集团2018-2019学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】B 【解析】 【详解】A .开关S 1和S 2都闭合时,加热电路只有R 1工作,加热电阻最小,由2U P UI R== 可知,热熔器的加热功率最大,处于加热状态,故A 错误; B .保温状态时,加热电路中R 1与R 2串联,则加热电路的电功率:2212(220V)200W 66176U P R R ===+Ω+Ω保温, 故B 正确;C .由题可知,热熔器加热时R 0的电阻较大,LED 指示灯发红光,保温时R 0的电阻较小,LED 指示灯发绿光,因两种情况下LED 灯发光时两端电压保持不变,且电源电压为220V 不变,所以,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R 0两端的电压不变,由U I R=可知,热熔器加热时R 0的电阻较大,电路中的电流较小,即发红光时LED 灯的电流小于发绿光时LED 灯的电流,故C 错误;D .开关S 1闭合,S 2断开时,加热电路中R 1与R 2串联,因串联电路中各处的电流相等,且由题可知R 1<R 2,所以,由2P I R =可知,R 1的功率小于R 2的功率,故D 错误。
2.小灯泡L 的额定电压为3V ,它的I —U 图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P 移至B 端。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.将两个定值电阻串联接到电压为 U 的电源两端,R 1 消耗的功率为 P 1,R 2 消耗的功率为 3P 1.将这两个定值电阻并联接在电压为U 的电源两端时,下列说法中正确的是( ) A .R 1 与 R 2 的电阻之比为 3:1 B .并联时通过 R 1 与 R 2 的电流之比为 1:1 C .并联时 R 2 消耗的功率为163P 1 D .并联时两电阻消耗的总功率为163P 1 【来源】湖南省长沙市广益实验中学2019-2020学年九年级(下)开学考试物理试题【答案】C 【解析】 【详解】A .串联电流相等,由2=P I R 可知,两电阻功率之比等于电阻之比,即:111221133R P P R P P ===; 故A 错误;B .并联电压相等,电阻与电流成反比,即:122131I R I R ==; 故B 错误;C .在串联中时,R 1 消耗的功率:()2222111121211164U U U P I R R R R R R R ⎛⎫==== ⎪+⎝⎭; 所以有:211=16U P R ;并联时R 2消耗的功率:2221121116=16333U U P P P R R '==⨯=;故C 正确; D .并联时总功率:2211111216464=1616333U U P P P P P R R +=+=⨯=总; 故D 错误。
2.如图所示甲是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S 闭合后,将滑动变阻器的滑片P 从a 端移至b 端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙,则由图象可知( )A .电阻R 0两端电压与通过R 0的电流成正比B .R 0的电阻值是5ΩC .该电路最小功0.3WD .滑动变阻器R 的电功变化范围0~0.45W【来源】2020年贵州省遵义市桐梓县中考二模物理试题 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】A .由电路图可知,电流表测电路电流,电压表测电阻R 0电压,由I-U 图象可知,电阻R 0的I-U 图象是一条倾斜的直线,是正比例函数图象,电阻R 0是一个定值,电压表的示数与电流表的示数之比不变,电阻R 0两端电流与通过R 0的电压成正比,电压决定电流,不能说电流与电压成正比,故A 错误,A 不符合题意;B .由I-U 图象可知,滑片P 移至b 端时滑动变阻器接入阻值为零,此时电压表示数为电源电压,为3V ,电路中的电流为0.6A ,则03V 5Ω0.6AU R I === 故B 正确,B 符合题意; C .根据功率公式2U P UI R== 当电路电阻最大时,即滑动变阻器接入最大时,功率最小,由I-U 图象可知,此时滑片P 移至a 端,电压表示数为0.5V ,电路中的电流为0.1A ,则电路总电阻为3V 30Ω0.1AU R I ===总 则电路最小功率为22min(3V)0.3W 30ΩU P R ===总 故C 正确,C 符合题意; D .根据功率公式22222200001()()24R R U R U U P U R R R R R R R R R R R R====-++++ 当滑动变阻器接入阻值为零时功率最小,为零;当滑动变阻器接入阻值与电阻R 0相等时功率最大,为22max0(3V)0.45W 445ΩU P R ===⨯ 故D 正确,D 符合题意。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图的电路中,电源电压为18V 且保持不变,小灯泡L 标有“6V 3W”字样,定值电阻R 2的阻值为90Ω,电流表的量程为0-0.6A ,电压表的量程为0~15V 。
当只闭合开关S ,滑动变阻器R 1的滑片P 置于中点时,灯泡L 正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。
则下列说法正确的是( )①动变阻器R 1的最大阻值为50Ω②只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,小灯泡L 消耗的电功率的取值范围是1.08W~3W③只闭合开关S 、S 2、S 3,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的最大电功率是10.8W ④只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W A .①② B .②③C .③④D .②④【来源】重庆市第一中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题(第二次定时作业)【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】①根据题意知道,当只闭合开关S ,滑动变阻器R 1的滑片P 置于中点时,灯泡L 正常发光,此时由图知道,滑动变阻器与灯泡串联,由于小灯泡L 标有“6V 3W”字样,所以,此时电路的电流是:3W 0.5A 6VL L L P I I U ==== 灯泡的电阻是:()226V =123WL L U R P ==Ω灯, 又因为电源电压为18V ,所以,滑动变阻器两端的电压是:=18V 3V 15V L U U U -=-=滑,由欧姆定律知道,滑动变阻器接入电路的电阻是:115V ==3020.5AR R =Ω滑, 滑动变阻器的最大阻值是60Ω,故①错误;②只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据题意知道,滑动变阻器R 1的滑片P 置于中点时,灯泡L 正常发光,此时灯泡功率最大,当滑动变阻器R 1的滑片P 置于最左端时,灯泡两端的电压最小,功率最小,此时灯泡两端的电压是:18V==123V 6012L L U U R R R ⨯Ω=+Ω+Ω灯滑故此时灯泡的功率是:()()223V ==0.7512LU P W R '=Ω灯小即小灯泡L 消耗的电功率的取值范围是0.75W~3W ,故②错误;③只闭合开关S 、S 2、S 3,则R 1与R 2并联,灯泡被短路,电流表测量干路电流,移动滑动变阻器R 1的滑片P 使电流表示数为0.6A 时,电路消耗的电功率最大,由于电源电压为18V 且保持不变,所以,电路消耗的电功率是:18V 0.6A=10.8W P UI ==⨯故③正确;④只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,当灯泡L 正常发光时,电路电流最大,此时电路消耗的电功率最大,18V 0.5A=9W P UI ==⨯最大最大;当滑动变阻器全部接入电路时,电路电阻最大,由欧姆定律知道,电流最小,此时电路消耗的电功率最小,==6012=72R R R +Ω+ΩΩ滑最大灯,由2U P R=知道,电路消耗的最小电功率是:()2218V ==4.5W 72U P R =Ω最小最大 即整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W ,故④正确; 综上所述,只有C 符合题意。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.额定电压均为6V 的甲、乙两灯的I ﹣U 图线如图所示,则下列说法不正确的是( )A .甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大B .甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,电阻之比为2∶3D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,实际功率之比为1∶9 【来源】四川省达州市达川区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流,根据P UI =求出甲、乙两灯的额定功率之比;(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,根据图像读出通过的电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比;(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V ,根据图像读出符合要求的电流和电压,根据P UI =求出两灯泡的实际功率之比。
【详解】A .由图像可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V 、6V 时,通过甲的电流依次为0.3A 、0.6A ,通过乙的电流依次为0.2A 、0.3A ,由U I R =的变形式U R I=可知,甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,则A 正确,不符合题意;B .甲、乙两灯的额定电压均为6V ,通过的电流I 甲额=0.6A ,I 乙额=0.3A ,则甲、乙两灯的额定功率之比:6V 0.6A 26V 0.3A 1U I P P U I ⨯===⨯甲额甲额甲额乙额乙额乙额,则B 正确,不符合题意;C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,由图像可知,通过的电流分别为I 甲=0.3A ,I 乙=0.2A ,此时两灯泡的电阻之比:0.2A 20.3A 3U RI I U R I I ====甲甲甲乙乙乙甲乙, 则C 正确,不符合题意;D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V ,由图像可知,当电路中的电流0.3A I '=、2V U '甲=、6V U '乙=时符合,则两灯泡的实际功率之比:2V 0.3A 16V 0.3A 3U I P P U I ''⨯===''⨯甲甲乙乙,则D 错误,符合题意; 故选D 。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.图甲是用于焊接塑料水管的热熔器,其电路如图乙所示,加热电阻R1=66Ω、R2=176Ω,S1是手动控制开关,S2是可随温度自动跳转的温控开关,R0是特殊限流电阻,热熔器加热时R0的电阻较大,LED指示灯发红光,保温时R0的电阻较小,LED指示灯发绿光。
已知LED灯发光两端电压保持不变,下列说法错误的是()A.开关S1和S2都闭合时,热熔器处于加热状态B.开关S1闭合,S2断开时,R1的功率小于R2的功率C.保温状态时加热电路的电功率为300WD.发红光时LED灯的电流小于发绿光时LED灯的电流【来源】湖北省黄石市大冶市2018届九年级上学期期末考试物理试题【答案】C【解析】【分析】电源电压不变,根据电功率的公式2UPR=可知电路中的总电阻越小,电路的加热功率越大,热熔器处于加热状态,反之处于保温状态;(1)开关S1和S2都闭合时,电阻R2被短路,只有R1工作,电路中的总电阻最小,根据2UPR=分析电功率的变化,从而得到处于哪种状态;(2)开关S1闭合,S2断开时,R1与R2串联,根据串联电路电流的规律和电功率的公式得到两个电阻电功率的大小关系;(3)两个电阻串联时,电路中的总电阻最大,根据2UPR=可知处于保温状态,根据电功率的公式得到保温状态时加热电路的电功率;(4)加热时和保温时LED灯两端电压保持不变,根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压不变,根据欧姆定律比较两者的电流关系。
【详解】A.开关S1和S2都闭合时,R2被短路,加热电路只有R1工作,加热电阻最小,根据2U P R=可知电功率较大,处于加热状态,故A 正确,不符合题意;B .开关S 1闭合,S 2断开时, R 1与R 2串联,串联电路中各处的电流相等,R 1<R 2,由2P I R =可知,R 1的功率小于R 2的功率,故B 正确,不符合题意;C .R 1与R 2串联,电路中的总电阻最大,根据2U P R=可知处于保温状态,加热电路的电功率2212(220V)200W 66Ω176ΩU P R R ===++故C 错误,符合题意;D .热熔器加热时R 0的电阻较大,LED 指示灯发红光,保温时R 0的电阻较小,LED 指示灯发绿光,LED 灯发光时两端电压保持不变,且电源电压为220V 不变,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知R 0两端的电压不变,因热熔器加热时R 0的电阻较大,则由U I R=可知,此时电路中的电流较小,发红光时LED 灯的电流小于发绿光时LED 灯的电流,故D 正确,不符合题意。
故选C 。
【点睛】本题考查串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,电功率的公式P UI =,即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积。
2.定值电阻R 1、R 2和滑动变阻器R 3接入如图电路中,电源电压不变。
当开关S 1闭合,S 2断开,滑片P 位于a 点时,电压表V 1和V 2的示数之比1221U U =::,电流表的示数I 1=1A ;滑片P 位于最右端时,电压表V 1和V 2的示数之比1225U U ''=::。
当开关S 1断开,S 2闭合,两个电压表V 1和V 2的示数之比12''''31U U =::,通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为9W 。
下列说法正确的是( )A .电源的电压为24VB .滑动变阻器的最大阻值是24ΩC .当开关S 1断开,S 2闭合,电路消耗的功率为32WD .当开关S 1合,S 2断开,调节滑片P 位置,R 3消耗的最大功率为9W【来源】2019年四川省成都市青羊区树德实验中学中考二模物理试题 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于a 点时等效电路为图1所示:;当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于最右端时等效电路为图2所示:;当开关S 1断开,S 2闭合的等效电路如图3所示:;在可能得到的各种电路中,只有当开关S 1、S 2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:;图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且1221U U =::,根据UI R=可得 111122121a U R I U U R U I === 所以112a R R =根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电源电压11111131A (1A 22())a U I R R R R R =+=⨯+=⨯…①图2中:根据UI R=可得 112122225b U R I U U R U I ''==='' 即152b R R =图3中:根据串联电路的电阻特点和UI R=可得 ()312112232231I R R U R R U I R R +"+===" 解得2112R R =图4中222min1211119W 15422b U U U P R R R R R R R ====++++…②由①②两式可得:R 1=16Ω,U =24V ,故A 正确; B .滑动变阻器的最大阻值15516Ω40Ω22b R R ==⨯= 故B 错误; C .电阻R 2的阻值211116Ω8Ω22R R ==⨯= 当开关S 1断开,S 2闭合,则电阻R 1与R 2串联,电路消耗的功率()221224V =24W 16Ω+8ΩU P R R ==+ 故C 错误;D .当开关S 1闭合,S 2断开,电阻R 1与R 3串联,R 3消耗的功率()2223332131313)(4U U P I R R R R R R R R ==⨯=+-+所以,当R3=R1时,R3消耗的功率最大,为()223124V=9W44?16ΩUPR==最大故D正确。
故选AD。
3.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,下列说法正确的是( )A.A的电阻值为6.25ΩB.A和B串联,电路中电流为0.4A时,A.B的电压之比为5:4C.A和B并联在电压为2.5V的电源两端,A.B的电功率之比为5:4D.当A和B串联,两者电阻相同时,电源电压为3V【来源】内蒙巴彦淖尔市第五中学2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题【答案】C【解析】【详解】A.由图象可知,当通过A的电流I A=0.4A时,A两端的电压U A=2.0V,由I=UR可得,A 的电阻值:AAA2.0V50.4AURI===Ω故A 错误;B.A和B串联,电路中电流为0.4A时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两元件的电流I A=I B=0.4A,由图象可知,两元件两端的电压U A=2.0V,U B=2.5V,由P=UI可得,A. B的电功率之比:A A A AB B B B2.0V42.5V5P U I UP U I U====故B错误;C.A和B并联在电压为2.5V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,元件两端的电压A B 2.5VU U''==,由图象可知,通过两元件的电流A0.5AI'=B0.4AI'=,则A. B的电功率之比:A A A AB B B B0.5A50.4A4P U I IP U I I'''===='''故C 正确;D .当A 和B 串联,两者电阻相同时,它们两端的电压和通过的电流相等,由图象可知,电路中的电流为0.6A ,两元件两端的电压均为3V 时符合,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:AB 3V 3V 6V U U U ''''=+=+= 故D 错误。
4.如图的电路中,电源电压为18V 且保持不变,小灯泡L 标有“6V 3W”字样,定值电阻R 2的阻值为90Ω,电流表的量程为0-0.6A ,电压表的量程为0~15V 。
当只闭合开关S ,滑动变阻器R 1的滑片P 置于中点时,灯泡L 正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。
则下列说法正确的是( )①动变阻器R 1的最大阻值为50Ω②只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,小灯泡L 消耗的电功率的取值范围是1.08W~3W③只闭合开关S 、S 2、S 3,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的最大电功率是10.8W ④只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W A .①② B .②③C .③④D .②④【来源】重庆市第一中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题(第二次定时作业)【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】①根据题意知道,当只闭合开关S ,滑动变阻器R 1的滑片P 置于中点时,灯泡L 正常发光,此时由图知道,滑动变阻器与灯泡串联,由于小灯泡L 标有“6V 3W”字样,所以,此时电路的电流是:3W0.5A 6VL L L P I I U ==== 灯泡的电阻是:()226V =123WL L U R P ==Ω灯,又因为电源电压为18V ,所以,滑动变阻器两端的电压是:=18V 3V 15V L U U U -=-=滑,由欧姆定律知道,滑动变阻器接入电路的电阻是:115V ==3020.5AR R =Ω滑, 滑动变阻器的最大阻值是60Ω,故①错误;②只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据题意知道,滑动变阻器R 1的滑片P 置于中点时,灯泡L 正常发光,此时灯泡功率最大,当滑动变阻器R 1的滑片P 置于最左端时,灯泡两端的电压最小,功率最小,此时灯泡两端的电压是:18V==123V 6012L L U U R R R ⨯Ω=+Ω+Ω灯滑故此时灯泡的功率是:()()223V ==0.7512LU P W R '=Ω灯小即小灯泡L 消耗的电功率的取值范围是0.75W~3W ,故②错误;③只闭合开关S 、S 2、S 3,则R 1与R 2并联,灯泡被短路,电流表测量干路电流,移动滑动变阻器R 1的滑片P 使电流表示数为0.6A 时,电路消耗的电功率最大,由于电源电压为18V 且保持不变,所以,电路消耗的电功率是:18V 0.6A=10.8W P UI ==⨯故③正确;④只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,当灯泡L 正常发光时,电路电流最大,此时电路消耗的电功率最大,18V 0.5A=9W P UI ==⨯最大最大;当滑动变阻器全部接入电路时,电路电阻最大,由欧姆定律知道,电流最小,此时电路消耗的电功率最小,==6012=72R R R +Ω+ΩΩ滑最大灯,由2U P R=知道,电路消耗的最小电功率是:()2218V ==4.5W 72U P R =Ω最小最大 即整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W ,故④正确; 综上所述,只有C 符合题意。