物理 电功率的综合计算问题的专项 培优 易错 难题练习题附详细答案
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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．如图，把E、F两点接入电压为U的电源两端，当开关S1和S2都闭合时，电路消耗的总电功率为P1；当开关S1和S2都断开时，电路消耗的总电功率为P2。
若把A、E 两点接入电压为U的电源两端且只闭合开关S2时，电路消耗的总电功率为P3。
已知P2：P3= 9∶5，则（）A．R1：R2=5∶4 B．R1：R2= 4∶5 C．P1：P2= 9∶4 D．P1：P2=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)【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 。
3．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【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。
故选AD 。
4．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2U R P=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=UI R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 。
5．如图为一种测量酒精气体浓度的工作原理图，电源电压恒为6V ，定值电阻R =10Ω，R 0是酒精气敏电阻，阻值随酒精气体的浓度增大而减小，其阻值变化范围为10Ω～20Ω，电压表接入电路的量程为0～3V ，电流表接入电路的量程为0～0.6A ．闭合开关S ，当环境的酒精气体的浓度增大时，下列说法正确的是①电流表的示数变小 ②电压表的示数变大 ③电压表示数的范围为1V ～3V④电阻R 0消耗的电功率范围为0.8W ～0.9W A ．只有①②正确 B ．只有②④正确C ．只有②③正确D ．只有②③④正确【来源】江苏省无锡江阴市2019-2020学年九年级（上)期末考试物理试题【答案】B 【解析】 【详解】由电路图可知，R 0与R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流。
①当环境的酒精气体的浓度增大时，R 0阻值随酒精气体的浓度增大而减小，由U I R=可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故①错误；②因为电路中的电流变大，由U IR =可知，电压表示数变大，故②正确；③④当R 0=10Ω时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，即经过R 0的电流最大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，经过R 0的电流最大，012V0.3A 10Ω10ΩU I R R ===++大小，则电压表的最大示数为：0.3A 10Ω3V U I R ==⨯=最大大，R 0消耗的电功率：22000.3A 10Ω0.9W R P I R ==⨯=大大()，当R 0大=20Ω时，电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流：06V0.2A 20Ω10Ω=U I R R ==++小大，则电压表的最小示数为：0.2A 10Ω2V U I R ==⨯=最小小，所以，电压表示数的范围为2V ～3V ，故③错误； R 0消耗的电功率：22000.2A 20Ω0.8W R P I R ==⨯=小小()，所以，电阻R 0消耗的功率范围为0.8W ～0.9W ，故④正确。
故选B 。
6．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。
