2020-2021物理一模试题分类汇编——电功率的综合计算问题综合及答案
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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,将灯L 1、L 2按图甲、乙两种方式接在电压均为U 的两个电路中,在图甲中灯L 1的功率为4W ,在图乙中灯L 1的功率为9W 。
设灯丝电阻不变。
下列说法中正确的是A .甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3:2B .甲、乙两图中灯L 1两端的电压之比是2:3C .L 1、L 2两灯灯丝电阻之比是2:1D .乙图中灯L 1、L 2的功率之比是2:1【来源】河南省焦作市2018-2019学年九年级(上)期末检测物理试题 【答案】BC 【解析】 【详解】B .由图甲知道,两灯串联,根据题意,由2U P R=知道,21114U P W R ==, 由图乙知道,两灯并联,所以U =U 1′=U 2′,由2U P R=知道,2119U P W R '==, 所以,21211221114949P P U R U W U U W R ====',解得甲、乙两图中灯L 1两端的电压之比是:11123U U U U ==' , 故B 正确;C .由于U 1 =23U ,根据串联电路的电压特点知道,U 2 =13U ,由串联电路的分压原理知道,L 1、L 2两灯灯丝电阻之比是:1122223113UR U R U U === , 故C 正确;D .乙图中灯L 1、L 2并联,两端电压相等,由2U P R=知道,灯L 1、L 2的功率之比是:2121221212U R R U R P P R '===', 故D 错误;A .甲电路中电流是:12222=23U U UI R R R R R ==++串乙电路中电流是:122223=22U U U U U I R R R R R +=+=并, 由P=UI 知道,甲、乙两图电路消耗的总功率之比是:2232=392UU P R U P U R ⨯=⨯甲乙,故A 错误。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图甲所示,电源电压恒为9V.滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电子元件R 在0.1A~0. 4A 的电流范围内均能正常工作,若该电子元件的U -I 图像如图乙所示,则该电子元件在其正常工作的范围内,下列判断正确的是( )A .该电子元件两端的电压增大时,其电阻增大B .该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为4:1C .该电子元件在某个正常工作状态下,它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率D .滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~100Ω【来源】湖北省武汉市第三寄宿学校2019~2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】A .由该电子元件的U -I 图像可知,当电压为2V 时,电流为0.1A ;由欧姆定律得,此时的电阻是:2V 20Ω0.1AU R I === 当电压为4V 时,电流为0.4A ;由欧姆定律得,此时的电阻是:'''4V 10Ω0.4AU R I ===可知,该电子元件两端的电压增大时,其电阻减小;故A 项错误;B .由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.1A 时,电压为2V ;此时消耗的电功率是;2V 0.1A 0.2W P UI ==⨯=由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.4A 时,电压为4V ;此时消耗的电功率是;'''4V 0.4A 1.6W P U I ==⨯=该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为:1.6W 80.2W 1= 故B 项错误;CD .由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.4A 时,电压为4V ;此时消耗的电功率是1.6W ;此时滑动变阻器两端的电压是:==9V 4V=5V U U U --滑电子由于滑动变阻器与该电子元件串联,所以流过滑动变阻器的电流是:==0.4A I I 滑电子此时滑动变阻器消耗的电功率是:5V 0.4A 2W P U I ==⨯=滑滑滑此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,为:5V12.5Ω0.4AU R I ===滑滑滑 由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.1A 时,电压为2V ;此时消耗的电功率是0.2W ;此时滑动变阻器两端的电压是:''==9V 2V=7V U U U --滑电子由于滑动变阻器与该电子元件串联,所以流过滑动变阻器的电流是:''==0.1A I I 滑电子此时滑动变阻器消耗的电功率是:'''7V 0.1A 0.7W P U I ==⨯=滑滑滑此时滑动变阻器接入电路的阻值是:'''7V 70Ω0.1AU R I ===滑滑滑所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~70Ω;由该电子元件的U -I 图像可知,当电流为0.2A 时,电压为3V ;此时消耗的电功率是;''''''3V 0.2A 0.6W P U I ==⨯=此时滑动变阻器两端的电压是:''''''==9V 3V=6V U U U --滑电子由于滑动变阻器与该电子元件串联,所以流过滑动变阻器的电流是:''''==0.3A I I 滑电子此时滑动变阻器消耗的电功率是:''''''6V 0.3A 1.8W P U I ==⨯=滑滑滑可见该电子元件在某个正常工作状态下,它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率;故C 项正确、D 项错误;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 。
一、初中物理电路类问题1.如图所示,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R标有“1A 15Ω”的字样.当滑动变阻器的滑片P在最右端时,闭合开关S,通过灯泡的电流为0.4A,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,下列说法正确的是()A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9AC.R接入电路的阻值变化范围是5Ω﹣15ΩD.电路总电阻的最大值为5Ω【答案】D【解析】【详解】A.由电路图可知,滑动变阻器与灯泡并联,由于并联电路独立工作、互不影响,所以滑片的移动不能改变灯泡的亮暗,故A错误;B.当滑片位于右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由于并联电路中各支路两端的电压相等,则通过滑动变阻器的最小电流:13V==0.2A15min RIU=Ω最大则干路的电流I min=I L+R1min=0.4A+0.2A=0.6A,故B错误;C.由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为1A,根据欧姆定律可得滑动变阻器的最小电阻为:3V31AminRmaxURI===Ω所以R接入电路的阻值变化范围是3Ω﹣15Ω,故C错误;D.由于当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电阻最大,干路电流最小,所以,根据欧姆定律可得最大总电阻为:3V50.6AmaxRminURI===Ω故D正确.2.两个灯泡L1和L2分别标有“6V、2A”和“9V、1A”字样,不考虑温度的影响,将它们连入同一电路中,为确保两灯均不坏,下列说法正确的是()A.将它们串联时,电路两端允许最大电压是15V B.将它们并联时,干路中允许最大电流是3AC.将它们并联时,电路中允许最大总功率是21W D.将它们串联时,L1允许的最大功率是3W【答案】D【解析】【分析】【详解】由灯泡L1标有“6V、2A”,可以求出R1===3Ω,由灯泡L2标有“9V、1A”,可以求出R2===9Ω,通过它们的电流和两端电压都不能超过额定值,否则会损坏灯泡;将它们串联时,则干路最大电流是1A,总电压为1A×(3Ω+9Ω)=12V,故A不符合题意;将它们并联时,干路两端的最大电压为6v,所以干路中允许最大电流I=+ 2.67A故B不符合题意;将它们并联时,电路中允许最大总功率P=+=16W,故C不符合题意;将它们串联时,L1允许的最大电流是1A,所以最大功率P=I2R==3W,故D符合题意;故选D。
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、初中物理电路类问题1.在如图所示电路中,开关S 闭合时,规格相同的灯泡L 1、L 2均能发光,图中甲、乙、丙为电表,粗心的小明在读数时只在纸上记录了如图所示数字,则下列说法中正确的是( )A .L 1和L 2并联,甲、乙、丙示数分别为0.6V ,1.2A ,0.3AB .L 1和L 2并联,电源电压为1.2V ,通过L 1、L 2的电流分别为0.3A 、0.6AC .L 1和L 2串联,甲、乙、丙示数分别为0.3A 、0.6V 、1.2VD .L 1和L 2串联,电路中的电流为0.6A ,L 1、L 2两端的电压分别为0.3V 、1.2V【答案】C【解析】【分析】【详解】规格相同的两个灯泡均能发光时,它们的连接方式要么是串联,要么是并联。
AB .当两灯泡并联时,电路中电流有两条路径,电流从电源的正极出发,经乙电表后分支,一支经灯泡L 1回到电源的负极,一支经灯泡L 2、丙电表回到电源的负极,则甲为电压表测电源的电压,乙为电流表测干路电流,丙为电流表测L 2支路的电流,因为并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,由于通过两灯泡的电流相等,干路电流是L 2支路电流的两倍,由图中数据可知:乙的示数为1.2 A ,丙的示数为0.6 A ,则甲的示数为0.3 V ;乙的示数为0.6 A ,丙的示数为0.3 A ,则甲的示数为1.2 V ,通过L 1、L 2的电流均为0.3 A ,故A 、B 不正确;CD .当两灯泡串联时,电路中的电流只有一条路径,电流从电源的正极出发,依次经甲电表、灯泡L 2、灯泡L 1回到电源的负极,则甲为电流表测电路中的电流,乙为电压表测L 2两端的电压,丙为电压表测电源的电压,因为串联电路中各处的电流相等,且两灯泡规格相同时它们两端的电压相等,所以电源的电压是L 2两端电压的2倍,即丙的示数是乙示数的2倍,由图中数据可知:丙的示数为1.2 V ,乙的示数为0.6 V ,则甲的示数为0.3 A ;丙的示数为0.6 V ,乙的示数为0.3 V ,则甲的示数为1.2 A ,L 1、L 2两端的电压均为0.3 V ,故D 错误,C 正确。
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.小明设计了一个多档位电加热器,电路如图所示,其中R1、R2、R3为发热电阻,三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯,其消耗的电功率可忽略不计。
小明设想通过开关的组合,使电加热器具有多档功率。
当只S1闭合时,测得功率为200W;当只S2闭合时,测得功率为100W;此电热器最大发热功率为800W,则()A.当只S3闭合时,电热器功率为500WB.此电热器共有六档不同的功率C.电阻R1、R2、R3的阻值之比为5∶10∶2D.正确使用此电热器,在连续用电1min内可能耗电24000J【来源】2019年河北省唐山市丰润区中考一模物理试题 【答案】AC 【解析】 【分析】(1)由电路图可知,三个发热电阻并联,由并联电路特点可以求出各电阻的功率,求出只有S 3闭合时的功率;(2)三个开关的通断组合成不同的连接方式,其发热功率不同; (3)由电功率的变形公式求出三个发热电阻的比值; (4)由电功公式W Pt =分析电热器消耗的电能。
【详解】A .三个开关都闭合时,三个发热体并联,功率等于三个功率之和,最大为800W ,所以当只S 3闭合时,电热器功率为312800W 200W 100W 500W P P P P =--=--=故A 正确;B .三个开关的通断组合成的连接方式有:只S 1闭合;只S 2闭合;只S 3闭合;只S 1、S 2闭合;只S 1、S 3闭合;S 2、S 3闭合;只S 1、S 2、S 3都闭合;共七种组合方式,即为七个档位,故B 错误;C .由2U P R=可得,三个发热电阻的阻值之比222123123111::::::5:10:2200W 100W 500W U U U R R R P P P ===故C 正确;D .只S 1闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗的电能411200W 60s 1.210J W Pt ==⨯=⨯只S 2闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗的电能322100W 60s 610J W P t ==⨯=⨯只S 3闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗的电能433500W 60s 310J W Pt ==⨯=⨯只S 1、S 2闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗的电能4412()(200W 100W)60s 1.810J W P P t =+=+⨯=⨯只S 2、S 3闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗的电能4523()(100W 500W)60s 3.610J W P P t =+=+⨯=⨯只S 1、S 3闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗的电能4613()(200W 500W)60s 4.210J W P P t =+=+⨯=⨯开关全部闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗的电能47123()(200W 100W 500W)60s 4.810J W P P P t =++=++⨯=⨯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.如图所示的电路中,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样,电压表选用的是“0~15V 的量程,电流表均选“0~0.6A"的量程,电源的电压保持不变。
当只闭合开关S1、S3,滑动变阻器的滑片P滑至最左端时,电路消耗的总功率为2.7W,电流表A的示数为I1,电压表的示数为U1;当只断开开关S1,滑片P滑至最右端时,电流表A的示数为I2,电压表的示数为U2;当只闭合开关S1,滑片P仍在最右端时,电流表A1的示数为I3,电压表的示数为U3。
若I1∶I2=5∶3,U2∶U3=3∶5,则下列结论错误的是()A.I2∶I3=3∶2B.U1∶U3=4∶3C.该电路的最小功率为1.08WD.该电路的最大功率为5.4W【来源】2019年陕西省西安市西工大附中中考三模物理试题【答案】B【解析】【详解】根据电路图,分别画出当只闭合开关S1、S3、当只断开开关S1和只闭合开关S1的等效电路图,分别如下图所示:AB .当只闭合开关S 1、S 3,滑动变阻器的滑片P 滑至最左端时,图1中只有R 1连入电路中,所以U =U 1, 由欧姆定律可知,电路中电流:11UI R =, 电路消耗的总功率 21=2.7W U P R =当只断开开关S 1,滑片P 滑至最右端时,由图2知,R 1与R 2的最大阻值串联,电压表只测R 2两端电压,电流表测电路中电流,由串联电路特点和欧姆定律可知,此时电路中电流212120U UI R R R ==++Ω由题知12: 5: 3I I =即11215320UI R U I R ==+Ω解得:R 1=30Ω, 则11 2.7W?30Ω=9V U U PR ===所以219V=0.18A 2030Ω+20ΩU I R ==+Ω则R 2两端电压2220.18A?20Ω=3.6V U I R ==当只闭合开关S 1,滑片P 仍在最右端时,图3中三个电阻串联,电压表测R 1和R 2的总电压,电流表A 1测电路中电流,由题可知23: 3: 5U U =则3255×3.6V=6V 33U U ==此时电路中的电流123UI R R R '=++由欧姆定律可得此时电压表的示数()()3121212339V=(30Ω+20Ω)=6V 3020U U I R R R R R R R R '=+=⨯+⨯++Ω+Ω+解得:R 3=25Ω 则31239V=0.12A 30Ω+20Ω+25ΩU I R R R ==++所以23: 0.18 A: 0.12 A=3: 2I I =则电压之比为13: 9 V: 6 V=3: 2U U =故A 正确,但不符合题意,故B 错误,符合题意;C .由三个等效电路图可知,当只闭合开关S 1时(图3),滑片在最右端时,电路的总电阻最大,且电压表和电流表都不超过量程,电源电压一定,由2U P R=知此时电路中电功率最小,所以该电路的最小功率39V?0.12A=1.08W P UI ==最小故C 正确,但不符合题意;D .当闭合开关S 1、S 2、S 3,只有滑动变阻器连入电路中,电流表A 量程0−0.6A ,所以电路中最大电流为0.6A ,此时总功率最大, 所以该电路的最大功率9V?0.6A=5.4W P UI ==最大最大故D 正确,但不符合题意。
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min min 9V 0.5A 4.5W P U I ==⨯=总电路的总功率最小是4.5W ,D 错误,符合题意。
故选D 。
2.如图甲所示电路,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片从最左端a 滑到最右端b 的过程中,电流表示数I 与电压表示数U 的关系图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )A .滑动变阻器的最大电功率为0.8WB .定值电阻R 0的阻值为10ΩC .当滑片在a 端时,R 0的功率为0.4WD .当滑片在b 端时,电路的总功率为1.2W【来源】辽宁省沈阳市和平区2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】由电路图可知,R 0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。
A B .当滑片位于a 端时,接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,由图像可知,电路中的最大电流I 大 = 0.6A ,由UI R=可得,电源的电压 000.6A U I R R ==⨯大当滑片位于b 端时接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,由图像可知,U 滑 = 4V ,电路中的最小电流I 小 = 0.2A 。
则滑动变阻器的最大阻值为4V20Ω0.2AU R I ===滑滑小 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压()()000.24A 20ΩU I R R R =+=⨯+滑因电源电压不变,所以()000.6A 0.24A 20ΩR R ⨯=⨯+解得010ΩR =,电源电压为000.6A 0.6A 10Ω6V U I R R ==⨯=⨯=大滑动变阻器与电阻R 0串联,设滑动变阻器的电功率P 2,两端电压为U 2,通过的电流为I 222222222220000()(0)11()()4U U U P U I I R R R R R R R R R R R R =====≠++-+滑滑滑滑滑滑滑滑滑动变阻器的电功率最大时, 滑动变阻器的阻值为010ΩR R ==滑根据串联分压的特点,滑动变阻器两端的电压为总电压的一半,由图可知,当滑动变阻器两端电压为R 3V U =,通过滑动变阻器的电流为0.3A ,所以滑动变阻器的最大功率为R 3V 0.3A 0.9W P U I ==⨯=故A 错误,B 正确;C .当滑片在a 端时,R 0的功率为06V 0.6A =3.6W P UI ==⨯大故C 错误;D .当滑片在b 端时,由图可知,此时电路中的电流I 小 = 0.2A ,电路的总功率为6V 0.2A 1.2W P UI ==⨯=小故D 正确。
故选BD 。
3.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 。
4.如图,把E 、F 两点接入电压为U 的电源两端,当开关S 1和S 2都闭合时,电路消耗的总电功率为P 1;当开关S 1和S 2都断开时,电路消耗的总电功率为P 2。
若把 A 、E 两点接入电压为U 的电源两端且只闭合开关S 2时,电路消耗的总电功率为 P 3。
已知P 2:P 3= 9∶5,则 ( )A .R 1:R 2=5∶4B .R 1:R 2= 4∶5C .P 1:P 2= 9∶4D .P 1:P 2=9∶5【来源】2020年天津市滨海新区中考一模物理试题(初中毕业生模拟学业考试) 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】由题意知,把E 、F 两点接入电压为U 的电源两端,当开关S 1和S 2都闭合时,电路消耗的总电功率为211212U P R R R R =+当开关S 1和S 2都断开时,电路消耗的总电功率为222U P R =把 A 、E 两点接入电压为U 的电源两端且只闭合开关 S 2时,电路消耗的总电功率为2312U P R R =+由以上三式联立求得1245R R =∶∶,1294P P =∶∶ 故AD 不符合题意,BC 符合题意。
故选BC 。
5.如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A 。
图乙中A 、B 分别是小灯泡和电阻R 1两端的电压随电流变化关系图象。
只闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片P 移至a 端时,电路中的电流为0.2A ;滑动变阻器的滑片移至b 端时,小灯泡恰好正常发光。
只闭合开关S 、S 3,调节滑片P ,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V 。
则( )A .电源电压为10VB .小灯泡L 的额定功率6WC .只闭合开关S 、S 2,滑动变阻器的滑片移至a 端时,1.5min 电流通过R 1产生的热量为64JD .闭合开关S ,改变其它开关的通断及滑片的位置,电路消耗的最小功率可以达到1.2W 【来源】辽宁省葫芦岛市连山区2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A .由于灯泡灯丝电阻受温度影响,定值电阻阻值不发生变化,则小灯泡灯丝两端的电压随电流变化关系图象为曲线,定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直线,则由乙图数据可求R 1阻值为1114V ==400.1AI R U =Ω 已知闭合S 、S 3,调节滑片P ,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V ,此时电路为小灯泡与两电阻串联电路,由乙图可知此时电路电流为0.2A ,则电源电压为L 12=2V+0.2A 40+0.2A 10=12V U U U U '=++⨯Ω⨯Ω故A 不符合题意;B .当闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片移至b 端时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器接入阻值为0Ω,此时电路为小灯泡的简单电路,小灯泡此时两端电压等于电源电压为12V ,对应乙图可知此时电流为0.5A ,则额定功率为12V 0.5A=6W P U I ==⨯额额额故B 符合题意;C .只闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片P 移至a 端时,电路中的电流为0.2A ,此时电路为小灯泡与滑动变阻器串联电路,且滑动变阻器接入阻值最大,由乙图可知此时小灯泡两端电压为2V ,电源电压为12V ,则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V ,由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为2max 2max 210V=500.2AU R I ==Ω 则当闭合开关S 、S 2,滑动变阻器的滑片移至a 端时,电路为R 1与R 2串联电路,由串联分压可求R 1两端电压为1112404812V=V 40509R U U R R Ω''==⨯+Ω+Ω 由于R 1为纯电阻,则1.5min 电流通过R 1产生的热量为2211148V 9 1.560s=64J40U W t R ⎛⎫⎪''⎝⎭==⨯⨯Ω故C 符合题意;D.由于电源电压不变,则由2UPR=可知,当电路阻值最大时,电路总功率最小,则闭合开关S、S3,滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大,功率最小,若最小功率为1.2W,则此时电路电流为minmin1.2W=0.1A12VPIU==则此时电路总电阻为maxmin12V=1200.1AURI==Ω则小灯泡此时电阻应为R L实=R max-R1-R2max=120Ω-40Ω-50Ω=30Ω此时小灯泡分得电压应为U L实=I min R L实=0.1A×30Ω=3V但由乙图可知,当小灯泡电流为0.1A时,小灯泡两端电压不足2V,前后冲突,故D不符合题意。