2020-2021全国各地中考物理分类:电功率的综合计算问题
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一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P 由b 端滑到a 端,电压表示数U 与电流表示数I 的变化关系如图乙,则下列说法错误的是( )A .滑动变阻器的最大阻值为12欧B .电源的电压为9VC .定值电阻R 的阻值为6欧D .此电路的总功率最小为13. 5W【来源】2020年黑龙江省哈尔滨市南岗区中考复习模拟试题(二)【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】ABC .从甲图可以看到,这是一个串联电路,定值电阻R 和滑动变阻器串联在电路中,滑片P 在b 端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路的分压原理可知,这时变阻器两端的电压最大,再根据串联电路的电压规律可知,定值电阻R 的电压最小,从乙图可以看到,3V 是最小电压,这时电流大小是0.5A ;那么滑片P 在a 端时,电压表的示数是9V ,这时只有定值电阻R 接入电路中,电源电压的大小是9V ;由上述可知,滑片P 在b 端时,变阻器两端的电压是R -9V -3V 6V U U U ===总变那么滑动变阻器的最大阻值是6V12Ω0.5AU R I ===变变变由上述可知,定值电阻R 两端的电压是9V 时,流过它的电流是1.5A ,根据UR I=可知,定值电阻R 的阻值大小是R R 9V6Ω1.5AU R I === A 、B 、C 正确,不合题意;D .根据P UI =可知,电源电压大小不变,要求电路的总功率最小,那么电路中的电流最小,当滑片P 在b 端时,电路中的总电阻最大,这时电流大小是min 9V 9V0.5A 6Ω12Ω18ΩU I R ====+总总 此电路的总功率最小是电路的总功率最小是4.5W ,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.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。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图甲所示的电路,电源两端的电压不变,R 1是滑动变阻器,R 2是定值电阻,当开关S 闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图像如图乙所示·下列判断正确的是( )A .定值电阻R 2的电阻值为10ΩB .变阻器接入电路的最大阻值为120ΩC .R 1消耗的最大电功率为1.8WD .R 2消耗的功率的最大值与最小值之差为7.2W【来源】重庆市双福育才中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .由甲图可知电路为R 1与R 2串联电路,电压表测R 1两端电压,电流表测电路电流,由乙图数据可知,当电流为0.2A 是,电压表示数为8V ,当电流为0.4A 时,电压表示数为4V ,则由串联分压可得:1228V 0.2U U U R =+=+1224V 0.4U U U R ''=+=+解得电源电压U =12V ,电阻R 2=20Ω,故A 错误;B .当滑动变阻器接入阻值最大时,由欧姆定律可知,电路电流最小,则对应乙图可知此时电流为0.1A ,电压表示数为10V ,则滑动变阻器接入电路最大阻值为:1max 1max 1min 10V100Ω0.1AU R I === 故B 错误;C .设R 1两端电压为1U ''时其功率最大,此时R 2两端电压为:21U U U ''''=-由于串联,流过R 1电流为:2122U I I I R ''''''''=== 则此时R 1功率为:21max 1112U P U I U R ''''''''== 带入数据整理可得:()21max1196W 205P U ''=--+ 则可知当16V U ''=时R 1功率最大,为1.8W ,故C 正确;D .当滑动变阻器接入阻值最小时,电路电流最大,为0.6A ,由2P I R =可知此时R 2功率最大,为:()222max 2max 20.6A 20Ω7.2W P I R ==⨯=当滑动变阻器接入阻值最大时,电路电流最小,为0.1A ,由2P I R =可知此时R 2功率最小,为:()222min 2min 20.1A 20Ω0.2W P I R ==⨯=则R 2消耗的功率的最大值与最小值之差为:2max 2min 7.2W 0.2W 7W P P P ∆=-=-=故D 错误。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图甲所示电路中,电源电压不变,R 1是定值电阻,R 2是滑动变阻器。
闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则此过程中下列选项正确的是( )A .电路总功率的最大值为43.2WB .滑动变阻器最大功率为3.6WC .滑动变阻器的最大阻值为10ΩD .定值电阻电功率的变化值为8.1W【来源】江苏省苏州市高新区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】R 1、R 2串联电路中,当I =1.2A 时:1.2R 1=U ……①当I =0.3A 时,U 2=9V ,可得:0.3R 1+9V=U ……②由①②式解得:R 1=10Ω,U =12V 。
A .当I =1.2A 时,电路总功率最大:==12V 1.2A=14.4W P UI ⨯大大。
故A 错误;B .由滑动变阻器的功率公式得:()2222222121212=4U R U P I R R R R R R R R ⎛⎫== ⎪+-+⎝⎭滑, 当R 2=R 1=10Ω时,P 滑有最大值2P 大:()2212V ==3.6W 410ΩP ⨯大,故B 正确;C .滑动变阻器最大阻值为:9V ==30Ω0.3AU R I =滑, 故C 错误;D .当I =0.3A 时,定值电阻电功率为:()22110.3A 10Ω=0.9W P I R ==⨯, 当I =1.2A 时,定值电阻电功率为:()2211 1.2A 10Ω=14.4WP I R ==⨯', 所以定值电阻电功率的变化值为:11114.4W 0.9W=13.5W P P P '-=-∆=。
故D 错误。
2.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,电压表V 1、V 2示数的变化量分别为1U ∆、2U ∆,电流表示数的变化量为I ∆,阻值相同的定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为1P ∆、2P ∆,则下列判断正确的是()A .12U U ∆>∆B .12U U ∆=∆C .1212U U R R I I∆∆+=+∆∆ D .21212P P I R R ∆+∆∆+=()【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】由电路图可知,R 1与R 0、R 2串联,电压表V 1测R 0与R 2两端的电压之和,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
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,电源电压不变,小灯泡L 上标有“6V ”字样,通过灯泡L 的电流与电压关系如图像所示,电压表选择0~15V 的量程,电流表选择0~3A 的量程。
闭合开关S ,断开S 1和S 2,滑动变阻器的滑片在某处时,电流表的示数为0.4A ;变阻器的滑片滑到另一处时,电压表的示数由8V 变化到4V ,电流表的示数变化了0.4A ,已知R 1:R 2=1:4, R 2为滑动变阻器的最大阻值。
在保证各电路元件安全工作的情况下,则下列结果中不正确的是( )A .R 1的阻值为5ΩB .电源的电压为11VC .整个电路的最大电功率是11WD .整个电路的最小电功率是4.4W【来源】2019年湖北省武汉市武昌区中考二模物理试题【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .闭合开关S ,断开S 1和S 2时,灯泡L 与定值电阻R 1、滑动变阻器R 2串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以,电压表的示数由U 2′=8V 变化到U 2″=4V 时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,则两种情况下电路中的电流分别为:I ′=0.4A ,I ″=0.4A+0.4A=0.8A ,由图象可知,两种情况情况下灯泡两端的电压分别为'L U =1V ,''L U =3V ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U = 'L U +I ′R 1+'2U =1V+0.4A ×R 1+8V , U = ''L U +I ″R 1+ ''2U =3V+0.8A ×R 1+4V ,因电源的电压不变,所以,1V+0.4A ×R 1+8V=3V+0.8A ×R 1+4V ,解得:R 1=5Ω,故A 正确,不符合题意;B .电源的电压:'L U +I ′R 1+ '2U =1V+0.4A ×5Ω+8V=11V ,故B 正确,不符合题意;C .当开关S 、S 2闭合,断开S 2时,电路为R 2的简单电路,因电源的电压小于电压表的量程,所以,当调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数I 大=3A 时,电路消耗的电功率最大,则:P 大=UI 大=11V ×3A=33W ,故C 错误,符合题意;D .当闭合开关S ,断开S 1和S 2,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电功率最小,则电源的电压:U L 小+I 小(R 1+ R 2)= U L 小+I 小(R 1+4 R 1)= U L 小+ I 小×5 R 111V= U L 小+ I 小×25Ω,由图象可知,当I 小=0.4A ,U L 小=1V 符合,则电路的最小电功率:P 小=UI 小=11V ×0.4A=4.4W ,故D 正确,不符合题意。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.两只电炉,其电阻值分别为1R 和2R (12R R >).将两只电炉串联后接入电压为U 的电源上,两只电炉消耗的功率分别为1P 和2P ,电路消耗的总功率为P ;将两只电炉并联后,仍接入电压为U 的电源上,两只电炉消耗的功率分别为1P '和2P '电路消耗的总功率为P '. 则A .12P P >,12P P ''>B .1212P P P P ''+=+C .12P P P '+=D .'11P +'21P =1P 【来源】天津市第一中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】D 【解析】 【详解】当两电阻串联,电流一定相等;由2P I R =可知,电阻大的消耗的功率大.即12P P >,且12P P P +=;当两电阻并联时,由2U P R=可知,电阻小的消耗的功率大,即12P P ''<;因为:221212U U P P R R R +==+ 22212121212()U R R U U P P R R R R ''++=+=所以:22121212()U R R U R R R R ++< 即:1212P P P P ''++<因为21111U P R '=, 22211U P R '= 所以12212111R P P U P R ''++==而不等于1P';综上分析,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2UPR=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,S1断开时,两电阻串联,S1闭合时,电阻R1被短路,只有电阻R2工作,电阻减小,根据UIR=知,电路的电流增大,R2的电阻不变,根据22P I R=知R2的功率变大,故B正确;C.因为22UPR=加热、212UPR R=+保温,且P加热=990W、P保温=110W,所以22212::990W:110WU UP PR R R==+加热保温即12291R RR+=所以1281RR=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.图所示电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=5Ω,当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3A ,电路消耗的总功率为P ;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A ,电路消耗的总功率为P ′,当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.45A ,电路消耗的总功率为P ′′,下列判断正确的是A .U =6V ,R 2=20ΩB .U =9V ,R 3=30ΩC .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2D .R 2=20Ω,P ∶P ′=2∶15【来源】2011-2012学年北京市西城区九年级第一学期期末考试物理卷 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则23UR R +=0.3A ,P =0.3U当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则1U R +2U R =0.3A+1.95A ,P ′=2.25U 当只断开开关S 1时,电路中只有2R ,则2UR =0.45A ,P ′′=0.45U 解三式得U =9v ,R 2=20Ω,R 3=10Ω,P ∶P ′=2∶15,P ∶P ′′=2∶3所以D 正确。
故选D 。
2.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,电压表V 1、V 2示数的变化量分别为1U ∆、2U ∆,电流表示数的变化量为I ∆,阻值相同的定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为1P ∆、2P ∆,则下列判断正确的是()A .12U U ∆>∆B .12U U ∆=∆C .1212U U R R I I∆∆+=+∆∆ D .21212P P I R R ∆+∆∆+=() 【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】由电路图可知,R 1与R 0、R 2串联,电压表V 1测R 0与R 2两端的电压之和,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
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,小灯泡L 标有“5V 2.5W”的字样,滑动变阻器 R 1 的最大阻值为40 Ω,定值电阻R 2 的阻值为 20Ω,电压表量程为0~3V ,电流表量程为 0~3A ,灯丝电阻不随温度变化。
当 S 1、S 2 和 S 3 都闭合,滑动变阻器的滑片滑到端点 a 时,小灯泡L 恰好正常发光。
在保证电路安全的前提下,以下说法正确的是:( )A .电源电压为 10VB .闭合 S 2、S 3,断开 S 1 时,电路中最小电流为 0.1AC .闭合 S 1、S 3,断开 S 2 时,滑动变阻器取值范围为 0~20ΩD .滑片在 a 端,S 1、S 2和S 3 都闭合时,整个电路的功率最大,最大值为 3.75W 【来源】重庆南开融侨中学2019-2020学年九年级(下)开学测试物理试题 【答案】D 【解析】 【详解】 根据2U P R=可得,小灯泡的电阻: ()2L L L 5V 2==10Ω2.5WU R P =额额;A .当S 、S 1和S 2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡与电阻2R 并联;此时小灯泡L 恰好正常发光,则电源电压等于小灯泡的额定电压,L ==5V U U 额,故A 错误;B .闭合S 2、S 3,断开S 1时,1R 与L 串联,电压表测变阻器1R 的电压,当滑动变阻器的两端电压等于电压表的最大值,即=3V U 滑时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小, 则最小电流:L 5V-3V===0.2A 10ΩU U I R -滑; 故B 错误;C .闭合S 1、S 3,断开S 2时,1R 与2R 串联,电压表测变阻器1R 的电压,由串联分压规律可知,当电压表示数最大为1=3V U 时,变阻器1R 接入电路的阻值最大,因串联电路电流处处相等,结合欧姆定律可得:1212U U RR =; 即:13V 5V-3V =20ΩR ; 解得1=30ΩR ,变阻器1R 接入电路的阻值最大为30Ω,故C 错误;D .当S 、S 1和S 2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡与电阻2R 并联,因并联电路的总电阻最小,所以由2U P R=可知,此时整个电路的功率最大,则整个电路的最大功率:()222L L 25V =2.5W+=3.75W 20ΩU P P P P R =+=+最大额额;故D 正确。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图所示的电路,电路接通后,移动滑动变阻器的滑片,电压表的最大值为6V ,电流表的最大值为3A 、最小值为1A ,由此可以确定( )A .电源电压为9VB .定值电阻的阻值为6ΩC .滑动变阻器的最大阻值为2ΩD .定值电阻最大功率为18W【来源】2020年广西中考一轮模拟物理试题(三) 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由图可知,电路为定值电阻R 1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,当滑动变阻器接入阻值最大时,由串联分压及欧姆定律可知,电压表此时示数最大为6V ,对应电流最小为1A ,此时电源电压为U =U 1+U 2=1A×R 1+6V当滑动变阻器接入阻值最小为0Ω时,电路为R 1的简单电路,由欧姆定律可知此时电流最大为3A ,此时电源电压为1211=3A U U I R R '==⨯联立求解可得电源电压为9V ,电阻R 1阻值为3Ω,当滑动变阻器全部接入时,电路总电阻为19V=91AU R I ==Ω总 则滑动变阻器最大阻值为R 滑=R 总-R 1=9Ω-3Ω=6Ω定值电阻阻值不变,由2U P R=可知定值电阻两端电压最大时,功率最大,当滑动变阻器接入阻值为0Ω时,定值电阻两端电压最大,等于电源电压9V ,此时功率为()221max19V ==27W 3U P R =Ω故选A 。
2.如图所示,电源电压保持不变,R 2=50Ω,闭合S 1,断开S 2,R 1的电功率P 1=0.1W ,电压表示数为U1.开关都闭合时,电压表示数为6U1.用电阻R3替换R1、R2中的某一个,闭合开关S1,断开S2,电压表示数为U2,电路的总功率为P2,U2与U1相比,变化了0.5V.则下列结论正确的是()A.R3可能是110ΩB.R3可能是5ΩC.P2可能是0.54W D.P2可能是0.65W【来源】四川省成都市2018年中考物理试题【答案】AC【解析】【分析】【详解】由电路图知道,开关都闭合时,电路中只有R1,电压表测电源两端的电压;由电压表的示数知道,电源的电压U=6U1;当闭合S1,断开S2时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压;由于串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压是:U R2 =U-U1 =6U1 -U1 =5U1,由于串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流是:I=U1/R1=U R2/R2,即U1/R1=5U1/50Ω,故R1=10Ω;又因为R1的电功率是P1=0.1W,所以,由P=I2 R知道,此时电路中的电流是:I=,根据串联电路的特点知道,电源的电压是:U=I(R1 +R2)=0.1A×(10Ω+50Ω)=6V,所以U1 =U/6=6V/6=1V,当用电阻R3替换R1后,闭合开关S1断开S2时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压;(1)若U2与U1相比增加了0.5V,则电压表的示数U2 =1.5V,R2两端的电压U R2′=U-U2=6V-1.5V=4.5V,此时电路中的电流是:I1 =U R2′/R2=4.5V/50Ω=0.09A,则R3的阻值是:R3=U2/I1=1.5V0.09A≈16.7Ω,电路的总功率是:P2 =UI1 =6V×0.09A=0.54W;(2)若U2与U1相比减小了0.5V,则电压表的示数是U2 =0.5V,R2两端的电压U R2″=U-U2 =6V-0.5V=5.5V,此时电路中的电流是:I2 =U R2′/R2=5.5V/50Ω=0.11A,则R3的阻值是:R3=U2/I2=0.5V/0.11A≈4.5Ω,电路的总功率是:P2 =UI2 =6V×0.11A=0.66W,故C正确,D错误;当用电阻R3替换R2后,闭合开关S1断开S2时,R1与R3串联,电压表测R1两端的电压,(1)若U2与U1相比增加了0.5V,则电压表的示数是:U2 =1.5V,R3两端的电压是:U3=U-U2 =6V-1.5V=4.5V,此时电路中的电流是:I3 =U2/R1=1.5V/10Ω=0.15A,则R3的阻值是:R3 =U3/I3=4.5V/0.15A=30Ω,电路的总功率是:P2 =UI3 =6V×0.15A=0.9W;(2)若U2与U1相比减小了0.5V,则电压表的示数是:U2 =0.5V,R3两端的电压是:U3=U-U2 =6V-0.5V=5.5V,此时电路中的电流是:I4 =U2/R1=0.5V/10Ω=0.05A,则R3的阻值是:R3=U3/I4=5.5V/0.05A=110Ω,电路的总功率是:P2 =UI4 =6V×0.05A=0.3W,故AB错误,综上所述,只有AC正确,故选AC.【点睛】本题考查的是串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的讨论电阻R3替换R1、R2中的一个电阻后电压表可能的示数是解题关键,需要仔细分析找出各种情况中的联系,然后列式求解,属于难题.3.如图所示的电路中,电源两端电压为U,且保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻,已知R1=10 Ω。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.在如图甲所示的电路中,电源电压U保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器。
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,电压表V1、V2的示数随电流表A的示数变化分别如图乙中图线①、②所示。
变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,下列说法错误的是()A.R1、R2的电压之比始终等于2∶1 B.滑动变阻器的最大电阻为15ΩC.电源电压为6V D.R2消耗的功率增大了1.2W【来源】2019年湖北省武汉市洪山区中考一模物理试题【答案】D【解析】【分析】【详解】电路为三个电阻串联,滑动变阻器滑片从右端滑到最左端过程中,滑动变阻器接入阻值变小,由欧姆定律可知电路电流逐渐变大,R1两端电压变大,由此可得①表示电压表V1,②表示电压表V2;当滑片位于最左端时,电路电阻最小,电流最大为I max=0.4A,为R1与R2串联电路,此时R1两端电压U1=4V,则可求R1电阻为:1 1max4V10Ω0.4AURI===由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知:U=U1+I max R2=4V+0.4A×R2当滑片位于最右端时,电路为三个电阻串联,此时电流最小为I min=0.2A,R两端电压U R=3V,R1两端电压U1’=2V,则滑动变阻器最大阻值为:R min3V15Ω0.2AURI===由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知:U=U R+U1’+I min R2=3V+2V+0.2A×R2联立求解可得:U=6V,R2=5Ω;由于串联电路电流处处相等,则由P=I2R可知,R1与R2消耗的功率之比始终等于电阻之比,即:P1:P2=R1:R2=10Ω:5Ω=2:1滑动变阻器滑片位于最右端时,R 2消耗功率为:P 2右=I min 2R 2=(0.2A)2×5Ω=0.2W滑动变阻器滑片位于最左端时,R 2消耗功率为:P 2左=I max 2R 2=(0.4A)2×5Ω=0.8W则R 2消耗的功率增大:△P =P 2左-P 2右=0.8W-0.2W=0.6W故选D 。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.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U 1∶U 2=2∶1.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 U 1′∶U 2’=2∶5.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U 1’’ ∶U 2’’=3∶l 。
当通过开关的闭合与 断开及调节滑动变阻器的滑片,可使电路消耗的功率最小为4.5W ,则下列说法 正确的是( )A .电源的电压为 10VB .滑动变阻器的最大阻值是 20ΩC .当开关 S 1 断开,S 2 闭合,R 1 消耗的电功率为 4WD .当开关 S 1 闭合,S 2 断开,R 1 消耗的最大功率为 4.5W【来源】湖南长沙市广益实验中学2019-2020学年九年级3月月考物理试题 【答案】B 【解析】 【分析】根据串联电路中电压与电阻成正比,电路最小功率时,就是电压不变时电阻最大解答。
【详解】A .由上图可知,闭合S 1断开S 2时R 2被短路,电路为R 1与滑动变阻器的串联电路,V 1测R 1的电压,V 2测滑动变阻器的电压,根据串联电路中电压与电阻成正比,由题意可得11221aU R U R == 推出R 1=2R a -----------(1)112325U R U R '==' 推出5R 1=2R 3------------(2)1a1A +U R R =源-----------(3) 当闭合S 2,断开S 1时,滑动变阻器被短路,为R 1与R 2的串联电路,V 1测R 1与R 2的总电压,V 2测R 2的电压,根据串联电路中电压与电阻成正比,由题意又可得1122231U R R U R ''+=='' 推出R 1=2R 2-------(4)电路最小功率时,就是电压不变时电阻最大则有21234.5W ++U R R R =源--------(5)联立(1) (2) (3) (4) (5)解之得12V U =源 ;18R =Ω ;24R =Ω ;320R =Ω ;a 4R =Ω故A 错误;B .滑动变阻器的最大阻值是320R =Ω,故B 正确;C .当开关 S 1 断开,S 2 闭合,滑动变阻器被短路,R 1与R 2串联这时R 1消耗功率2211212V ()()88W +8+4U P R R R =⨯=⨯Ω=ΩΩ源 不是4W ,故C 错误;D .当开关 S 1 闭合,S 2 断开,R 2被短路,当滑动变阻器R 3=0时,R 1 消耗的功率最大为221(12V)8U P R '===Ω源18W不是4.5W 所以D 错误。
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.如图甲所示电路,电源电压不变,R1 是定值电阻,R2 是滑动变阻器。
闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中()A.定值电阻R1的阻值为10ΩB.电源电压为 9VC.定值电阻R1消耗的电功率变化了 4.05W D.滑动变阻器消耗的最大功率为 1.8W【来源】2020年重庆市育才中学中考模拟物理试题【答案】D【解析】【分析】【详解】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.当R2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,此时电路为R1的简单电路,由图象可知,电路中的最大电流I最大=1.2A,由I=UR可得,电源的电压U=I最大R1=1.2A×R1 -------①当R2接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图象可知,电路中的最小电流I最小=0.3A,电压表的最大示数U2=4.5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压U=I最小R1+U2=0.3A×R1+4.5V-------②因电源的电压不变,所以1.2A×R1=0.3A×R1+4.5V解得:R1=5Ω,则电源电压U=I大R1=1.2A×5Ω=6V故AB错误;C.由P=I2R可得定值电阻电功率的最小值P1最小=I最小2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W定值电阻电功率的最大值P1最大=I最大2R1=(1.2A)2×5Ω=7.2W所以定值电阻电功率的变化量ΔP1=P1最大-P1最小=7.2W-0.45W=6.75W故C 错误;D .由图乙可知,滑动变阻器消耗的功率为P 2=I 2R =(12UR R +)2⨯R 2=()2225ΩU R ⨯+R 2=()22225ΩU R R +=()22225Ω20ΩU R R -+ 当R 2=5Ω时,P 2有最大值P 2max =220ΩU =()26V 20Ω=1.8W故D 正确。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.图所示电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=5Ω,当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3A ,电路消耗的总功率为P ;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A ,电路消耗的总功率为P ′,当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.45A ,电路消耗的总功率为P ′′,下列判断正确的是A .U =6V ,R 2=20ΩB .U =9V ,R 3=30ΩC .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2D .R 2=20Ω,P ∶P ′=2∶15【来源】2011-2012学年北京市西城区九年级第一学期期末考试物理卷 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则23UR R =0.3A ,P =0.3U当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则1U R +2U R =0.3A+1.95A ,P ′=2.25U 当只断开开关S 1时,电路中只有2R ,则2UR =0.45A ,P ′′=0.45U 解三式得U =9v ,R 2=20Ω,R 3=10Ω,P ∶P ′=2∶15,P ∶P ′′=2∶3所以D 正确。
故选D 。
2.如图所示,电源电压保持不变,L 1上标有“1.2V ?W ”,L 2上标有“9V ?W ”。
闭合开关S 1后,当开关S 接“1”,滑片P 在最左端时,电压表示数为5.4V , L 1此时的实际功率是额定功率14;当开关S接2时,P在中点,电压表示数为2V。
若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A,下面说法中正确的是(设灯丝电阻不随温度改变)()A.L1的额定功率为2W B.L2的额定功率为3WC.电源电压为6V D.滑动变阻器的最大阻值为30Ω【来源】2020年四川省成都市成华区中考二诊物理试题【答案】BC【解析】【分析】【详解】设滑动变阻器的最大阻值为R,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,滑动变阻器与灯泡L1串联,由于L1此时的实际功率是额定功率的14,根据功率的计算公式211UPR=说明此时灯泡L1两端的电压是额定电压的12,所以此时灯泡L1两端的电压111.2V0.6V2U=⨯=因此电源电压U=5.4V+0.6V=6V当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V,则有16V5.4VRR R⨯=+…①当开关S接2时,P在中点,电压表示数为2V,则有26V2V22RRR⨯=+…②若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A,则有126V30Ω0.2AR R+==…③由①式得9R1=R,由②式得R2=R,将它们代入③式得R=27Ω,因此121127Ω3Ω2799R R R R==⨯===Ω,L 1的额定功率()22111 1.2V 0.48W 3ΩU P R === L 2的额定功率()222229V 3W 27ΩU P R === 综合以上结果如下:电源电压6V ,滑动变阻器的最大阻值27Ω,L 1的额定功率0.48W ,L 2的额定功率3W ,故AD 错误,BC 正确。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图甲所示的电路,电源两端的电压不变,R 1是滑动变阻器,R 2是定值电阻,当开关S 闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图像如图乙所示·下列判断正确的是( )A .定值电阻R 2的电阻值为10ΩB .变阻器接入电路的最大阻值为120ΩC .R 1消耗的最大电功率为1.8WD .R 2消耗的功率的最大值与最小值之差为7.2W【来源】重庆市双福育才中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .由甲图可知电路为R 1与R 2串联电路,电压表测R 1两端电压,电流表测电路电流,由乙图数据可知,当电流为0.2A 是,电压表示数为8V ,当电流为0.4A 时,电压表示数为4V ,则由串联分压可得:1228V 0.2U U U R =+=+1224V 0.4U U U R ''=+=+解得电源电压U =12V ,电阻R 2=20Ω,故A 错误;B .当滑动变阻器接入阻值最大时,由欧姆定律可知,电路电流最小,则对应乙图可知此时电流为0.1A ,电压表示数为10V ,则滑动变阻器接入电路最大阻值为:1max 1max 1min 10V100Ω0.1AU R I === 故B 错误;C .设R 1两端电压为1U ''时其功率最大,此时R 2两端电压为:21U U U ''''=-由于串联,流过R 1电流为:2122U I I I R ''''''''=== 则此时R 1功率为:21max1112U P U I U R ''''''''== 带入数据整理可得:()21max1196W 205P U ''=--+ 则可知当16V U ''=时R 1功率最大,为1.8W ,故C 正确;D .当滑动变阻器接入阻值最小时,电路电流最大,为0.6A ,由2P I R =可知此时R 2功率最大,为:()222max 2max 20.6A 20Ω7.2W P I R ==⨯=当滑动变阻器接入阻值最大时,电路电流最小,为0.1A ,由2P I R =可知此时R 2功率最小,为:()222min 2min 20.1A 20Ω0.2W P I R ==⨯=则R 2消耗的功率的最大值与最小值之差为:2max 2min 7.2W 0.2W 7W P P P ∆=-=-=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L 1比灯泡L 2电阻大,则( )A .灯泡L 1比L 2的亮B .电流表A 1示数比A 2的大C .若L 1灯丝烧断,L 2两端电压变大D .若L 2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L 1比灯泡L 2电阻大;由I=U/R 可得,通过L 1的电流小,即电流表A 1示数比A 2的小,U 1=U 2,由P 实=UI 可知,P 实1<P 实2,灯泡L 2比L 1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L 1灯丝烧断,L 2两端电压不变,故C 错误;D .由图可知,电流表A 1测量灯泡L 1的电流;电流表A 2测量灯泡L 2的电流;电流表A 测量干路上的电流;若L 2灯丝烧断,电流表A 2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.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,电压表V 1、V 2示数的变化量分别为1U ∆、2U ∆,电流表示数的变化量为I ∆,阻值相同的定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为1P ∆、2P ∆,则下列判断正确的是()A .12U U ∆>∆B .12U U ∆=∆C .1212U U R R I I∆∆+=+∆∆ D .21212P P I R R ∆+∆∆+=()【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】由电路图可知,R 1与R 0、R 2串联,电压表V 1测R 0与R 2两端的电压之和,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB .将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,由UI R=得,可得,电压表V 2示数的变化量 22212221222U U U I R I R I I R IR '===∆∆=﹣﹣(﹣)则22||||U IR ∆=∆因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V 1示数的变化量11111212111U U U U I R U I R I I R IR ∆'=-∆=-==﹣(﹣)(﹣)(﹣) 则11||||U IR ∆=∆因R 1、R 2的阻值相同,所以12||||U U ∆=∆故B 正确、A 错误;C .由11||R I U ∆=∆、22||R IU ∆=∆得 1212||||U U R R I I∆∆+=+∆∆ 故C 正确;D .定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为1P ∆、2P ∆,则221212121212121212P P I I R R I I I I R R I I I R R ∆+∆⨯+=⨯+⨯+=⨯=∆++(﹣)()(﹣)()()()() 故D 错误。
故选BC 。
3.如图所示的电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=10 Ω。
当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3 A ,电路消耗的总功率为P ,R 2消耗的电功率为P 2;当三个开关都闭合时,电流表的示数改变了1.5 A ,电路消耗的总功率为P ',R 2消耗的电功率为P 2'。
当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.6 A 。
下列判断正确的是( )A .U =12 V ,R 2=20ΩB .U =9 V ,R 3 =30 ΩC .R 3=15 Ω,P 2:P 2'=1:4D .R 2 =20Ω,P : P '=1:6【来源】【万唯】2019年贵州省遵义市初中毕业生学业(升学)统一考试综合理科(物理部分)试题(白卷) 【答案】AD 【解析】 【详解】当只闭合开关S 2时,等效电路图如图1所示;当三个开关都闭合时,等效电路图如图2所示;当只断开开关S 1时,等效电路图如图3所示。
由图1可得:123=0.3A UI R R =+①;1 0.3P UI U ==②;221220.09P I R R ==③;由图2可得:21221.5A 0.3A=1.8A 10U U U U I R R R =+=+=+Ω④; ' 1.8P U =⑤;由图3可得:320.6A UI R ==⑥; 因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以:223220.36P I R R '==⑦;由②⑤式可得:'0.3 1.816P P U U ==∶∶∶ ;由③⑦两式可得:22220.090.3614P P R R '==∶∶∶;B .由④⑥两式可得:U =12 V ,故B 错误; AD .代入⑥式可得:R 2=20Ω,故AD 正确;C .代人①式可得:R 3=20 Ω,故C 错误。
故选AD 。
4.定值电阻1R 、2R 和滑动变阻器3R 接入如图电路中,电源电压不变。
当开关1S 闭合,2S 断开,滑片P 位于a 点时,电压表1V 和2V 的示数之比12:2:1U U =,电流表的示数11A I =;当开关1S 闭合,2S 断开,滑片P 位于最右端时,电压表1V 和2V 的示数之比34:1:3U U =。
当开关1S 断开,2S 闭合,两个电压表1V 和2V 的示数之比56:3:1U 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 .当开关1S 、2S 断开,调节滑片P 时,3R 的功率不超过6.75WB .当开关1S 闭合,2S 断开,滑片P 位于a 点时,3R 的功率为18WC .滑动变阻器最大阻值为45ΩD .电源电压为27V【来源】【万唯】2019年四川省成都市高中阶段教育学校统一招生考试物理试题(黑卷) 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】当开关1S 闭合,2S 断开,滑片P 位于a 点时,等效电路图如解图1所示:此时121::2:1A U U R R ==()11A U I R R =+当开关1S 闭合,2S 断开滑片P 位于最右端时,等效电路图如解图2所示:此时3413::1:3U U R R ==当开关1S 断开,2S 闭合时,等效电路如解图3所示:此时56:3:1U U =,则12:2:1R R =当电路消耗功率最小的时候,电路等效图如解图4所示:所以:()21239W U R R R =++由以上分析可得:313R R = 2A 10.5R R R ==所以:()111A 0.5U R R =+ ()21119W 0.53U R R R =++可求得:27V U =,118R =Ω,则2A 9R R ==Ω,354R =Ω 当开关1S 闭合,2S 断开,滑片P 位于a 点时,3R 的功率22314(1A)99W P I R ==⨯Ω=当开关1S 、2S 断开,调节滑片P 时,3R 的功率()22233321231233U U P I R R R R R R R R R ⎛⎫=== ⎪++++⎝⎭()()()()()2222221231231231231233344U U U R R R R R R R R R R R R R RR R R ===+++-+++-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦++3P 的最大值在312R R R =+时取得,且最大值()2max12 6.75W 4U P R R ==+ 故选AD 。
5.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S1断开,S2闭合,电路消耗的功率为32WD.当开关S1合,S2断开,调节滑片P位置,R3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S1闭合,S2断开,R3滑片P位于a点时等效电路为图1所示:;当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于最右端时等效电路为图2所示:;当开关S1断开,S2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S1、S2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R 3=R 1时,R 3消耗的功率最大,为()223124V =9W 44?16ΩU P R ==最大故D 正确。