2020-2021中考物理——电功率的综合计算问题压轴题专题复习及答案

一、初中物理电功率的综合计算问题

1．如图所示，电源电压为6V且保持不变，R0=30Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，电流表的量程为“0-0.6A”，小灯泡上标有“3V1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则以下说法不正确的是

A．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是6-20Ω

B．当S闭合，S1、S2都断开时，电路消耗的最大功率是3W

C．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4W

D．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω

【来源】天津市和平区2019-2020学年九年级（上)期末物理试题

【答案】C

【解析】

【详解】

A．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与灯泡串联。由2UPR可得，小灯泡的电阻为：

22L3V=6Ω1.5WURP额额；

由P=UI可得小灯泡正常发光时的电流：

1.5W==0.5A3VPIU额额；

当电路中电流最大时，电阻最小，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：

6V-3V=6Ω0.5AUURI额小；

滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，则最大阻值R大=20Ω，故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω～20Ω；故A正确，不符合题意；

B．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与L串联，电阻最小时电流最大，其最大电流：

6V==0.5A6Ω+6ΩUIR最大最小；

电路消耗最大功率：

P最大=UI最大=6V×0.5A=3W；

故B正确，不符合题意；

C．S、S1、S2都闭合，滑动变阻器与R0并联，通过R0的电流： 106V=0.2A30ΩUIR；

当滑动变阻器的阻值最大时，此支路上的电流最小，则：

26V=0.3A20ΩUIR最大；

则干路上的电流：

I最小=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A；

电路消耗的总功率最小值：

P最小=UI最小=6V×0.5A=3W，

故C不正确，符合题意；

D．由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A，则电路消耗的总功率最大，电路中的总电阻：

6V=10Ω0.6AURI总；

滑动变阻器与R0并联，则：

0111RRR滑总 ，

即：

11=10Ω30Ω1R滑 ，

解得R滑=15Ω．故D正确，不符合题意。

2．如图所示，将灯L1、L2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L１的功率为4W，在图乙中灯L１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3:2

B．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2:3

C．L1、L2两灯灯丝电阻之比是2:1

D．乙图中灯L1、L2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2UPR知道，

21114UPWR，

由图乙知道，两灯并联，所以U=U1′=U2′，由2UPR知道，

2119UPWR，

所以，

21211221114949PPURUWUUWR，

解得甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是：

11123UUUU ，

故B正确；

C．由于U1 =23U ，根据串联电路的电压特点知道，U2 =13U，由串联电路的分压原理知道，L1、L2两灯灯丝电阻之比是：

1122223113URURUU ，

故C正确；

D．乙图中灯L1、L2并联，两端电压相等，由2UPR知道，灯L1、L2的功率之比是：

2121221212URRURPPR，

故D错误；

A．甲电路中电流是：

12222=23UUUIRRRRR串

乙电路中电流是： 122223=22UUUUUIRRRRR并，

由P=UI知道，甲、乙两图电路消耗的总功率之比是：

2232=392UUPRUPUR甲乙，

故A错误。

3．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500W

B．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∶2

D．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S3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WPt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S3闭合时，电热器功率为

312800W200W100W500WPPPP

故A正确；

B．三个开关的通断组合成的连接方式有：只S1闭合；只S2闭合；只S3闭合；只S1、S2闭合；只S1、S3闭合；S2、S3闭合；只S1、S2、S3都闭合；共七种组合方式，即为七个档位，故B错误； C．由2UPR可得，三个发热电阻的阻值之比

222123123111::::::5:10:2200W100W500WUUURRRPPP

故C正确；

D．只S1闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

411200W60s1.210JWPt

只S2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

322100W60s610JWPt

只S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

433500W60s310JWPt

只S1、S2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4412()(200W100W)60s1.810JWPPt

只S2、S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4523()(100W500W)60s3.610JWPPt

只S1、S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4613()(200W500W)60s4.210JWPPt

开关全部闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

47123()(200W100W500W)60s4.810JWPPPt

故D错误。

故选AC。

4．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0.8W

B．定值电阻R0的阻值为10Ω

C．当滑片在a端时，R0的功率为0.4W

D．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，R0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UIR可得，电源的电压

000.6AUIRR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

4V20Ω0.2AURI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

000.24A20ΩUIRRR滑

因电源电压不变，所以

000.6A0.24A20ΩRR

解得010ΩR，电源电压为

000.6A0.6A10Ω6VUIRR大

滑动变阻器与电阻R0串联，设滑动变阻器的电功率P2，两端电压为U2，通过的电流为I2

22222222220000()(0)11()()4UUUPUIIRRRRRRRRRRRR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

010ΩRR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R3VU，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

R3V0.3A0.9WPUI

故A错误，B正确；

C．当滑片在a端时，R0的功率为

06V0.6A=3.6WPUI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

6V0.2A1.2WPUI小

故D正确。

故选BD。

5．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V1、V2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R1、R2消耗电功率的变化量分别为1P、2P，则下列判断正确的是（）

A．12UU B．12UU

C．1212UURRII D．21212PPIRR（）

【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，R1与R0、R2串联，电压表V1测R0与R2两端的电压之和，电压表V2测R2两端的电压，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I1、I2，由UIR得，可得，电压表V2示数的变化量

22212221222UUUIRIRIIRIR﹣﹣（﹣）

则

22||||UIR

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电压表V1示数的变化量

11111212111UUUUIRUIRIIRIR﹣（﹣）（﹣）（﹣）

则

11||||UIR

因R1、R2的阻值相同，所以

12||||UU

故B正确、A错误；

C．由11||RIU、22||RIU得