中考物理电功率的综合计算问题综合题含答案
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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9V
B .定值电阻的阻值为6Ω
C .滑动变阻器的最大阻值为2Ω
D .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
=91A
U 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2
U 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
()2
21max
19V ==27W 3U P R =Ω
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∶4
B .R 1:R 2= 4∶5
C .P 1:P 2= 9∶4
D .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
2
11212
U 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
2
22
U 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
2
312
U P R R =+
由以上三式联立求得
124
5R R =∶∶,1294P P =∶∶ 故AD 不符合题意,BC 符合题意。 故选BC 。
3.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U 1.开关都闭合时,电压表示数为6U 1.用电阻R 3替换R 1、R 2中的某一个,闭合开关S 1,断开S 2,电压表示数为U 2,电路的总功率为P 2,U 2与U 1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5Ω
C.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.