电功率综合题——比例计算题
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2019年中考物理真题集锦——专题十八:电功率1.(2019广安,27)小蕊同学在学习了电学知识后,观察到生活中的许多电热器都有多个挡位,于是他利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。
已知R1=20Ω、R2=30Ω,请计算:(1)S2闭合,S1、S3断开时,电路中的电流;(2)S3断开,S1、S2闭合时,通电5min电路消耗的电能;(3)该电路的最大功率和最小功率之比。
2.(2019自贡,30)图13是小邦同学设计的调光灯电路,R0为定值电阻,S为选择开关,当S接触a点时,小灯泡正常发光但不能调光,当S接触b点时,电路断开,当S接触c点时,电路可连续调光。
已知滑动变阻器R的规格为“10Ω2A”,灯泡L上标着“10V 12W”的字样,电源电压恒为16V.灯泡电阻随温度变化。
(1)求定值电阻R0的阻值;(2)当S接触c点时,调节R的滑片至中点位置,电路中的电流为1A,求此时灯泡的实际功率。
3.(2019泸州,21)小明家电热水器铭牌标识为“220V 1000W”。
由于使用了多年,该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min,发现电能表指示灯闪烁了242次,电能表规格如图所示。
问:(1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少?(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少?(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,可与氧化电热丝并联一段新的电热丝,则并联的这段电热丝的电阻值为多少?4.(2019宿迁,18)某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅,该火锅产品铭牌和电路图如图所示:(1)当开关S1断开,S2接a时,该电火锅选用______档工作(选填“高温”、“中温“或“低温”)。
(2)当电火锅使用中温档正常工作时,电路中电流是多大?接入电路的电热丝的阻值是多少?(3)用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟,电流做了多少功?若电热丝产生的热量全部被水吸收,在1个标准大气压下,能使1kg初温为20℃的水升高多少℃(c水=4.2×103J/(kg•℃))?5.(2019黔西南,21)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=30Ω,R2=10Ω.当闭合开关S1、S,断开S2时,电流表的示数为0.4A。
电功率比例问题类型1.串联电路中的比例问题在串联电路中:121 1I I =1111122222U W P Q RU W P Q R====(纯电阻电路)例1.已知两电阻R1∶R2=1∶2,将它们串联在电路中,它们两端的电压之比U1∶U2=1∶2 ;两电阻的电功率之比P1∶P2=1∶2 ;在相同的时间内,电流通过两电阻做功之比W1∶W2=1∶2 ,两电阻产生的热量之比Q1∶Q2=1∶2 。
答案:1∶2;1∶2;1∶2;1∶2。
例2.将分别标有“12V 12W”和“12V 6W”字样的灯L1和L2(灯丝电阻均不变)串联在电路中,两灯都发光,则下列说法中正确的是()A.通过灯L1和L2的电流之比为2∶1B.灯L1和L2的电阻之比为2∶1C.灯L1和L2两端的实际电压之比为1∶2D.灯L1和L2的实际功率之比为2∶1解析:A.电流相等,为1∶1B.2UPR=—→()2211112V=1212WURR==Ω,()2222212V=246WURR==Ω—→电阻之比为1∶2C.U1∶U2=R1∶R2=1∶2D.P1∶P2=R1∶R2=1∶2答案:C。
例3.定值电阻R和小灯泡L的伏安特性曲线如图所示。
若将R和L串联后接在12V的电源两端,则R与L的电功率之比为()A.1∶5B.1∶3C.1∶2D.5∶7解析:串联分压—→电流相等,U总=U R+U L由图得电流I=0.5A时,U R=5V,U L=7V,符合题意由P=UI可得:P R∶P L=U R∶U L=5∶7答案:D。
例4.如图所示的电路电源电压恒为12V,灯泡L标有“6V 3W”字样。
闭合开关S,滑动变阻器的滑片P位于某一位置时,L1正常发光;将L1换成“4V 2W”的灯泡L2,滑片P位于另一位置时,L2也正常发光。
先后两种情况下()A.L 1、L 2电阻之比为3∶2B.电流表示数之比为1∶1C.电压表示数之比为4∶3D.变阻器功率之比为3∶4解析:计算电阻:2U P R =→()221116V =123W U R R ==Ω,()222224V =82W U R R ==Ω→电阻之比为3∶2 计算电流:P =UI →1113W 0.5A 6VP I U ===,2222W 0.5A 4V P I U === 计算电压:U R1=U -U 1= 12V -6V=6V ,U R2=U -U 2= 12V -4V=8V由P =UI 可得,电流I 一定,P R ∶P L =U R ∶U L =3∶4答案:ABD 。
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 UR R =; 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,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。
电功和电功率计算题2大家在进行电功和电功率的计算的过程中,应该对基本的公式和简单的知识点进行理解,这里除了前面讲的公式:电功:W=UIt、W=Pt、W=I2Rt、W=U2/Rt电功率:P=UI P=W/t P=I2R P=U2/R外,还有几个比例公式:串联中:R1:R2=U1:U2(串联中电阻比等于电压比);P1:P2= U1:U2 =R1:R2(串联中电功率之比等于电压比等于电阻比)并联中:R1:R2=I2:I1(并联中电阻比等于电流的反比);P1:P2=I1:I2=R2:R1(并联中的电功率比等于电流比等于电阻的反比)1.把电阻分别是5欧和10欧的两个导体串联后接在电压是15伏的电源上,求每个导体上的电压是多少?2.净一个5欧的定值电阻与滑动变阻器串联在3伏的电路中,已知定值电阻两端的电压是1伏,那么通过滑动变阻器的电流是多少?此时变阻器接入电路的电阻为多少?3.电阻为12欧的电铃正常工作时的电压是6伏,若把它接在8伏的电路上,应该怎么办才能使它正常工作?4.某电路两端的电压为12伏保持不变,若通过电路的电流为1.5安,则电路中的电阻是多大?若要使电路中的电流减小到0.5安,则应怎么办?5.把一个R=10欧的定值电阻和一个滑动变阻器串联,接在电压为3伏的电路上,要使R两端的电压等于1伏,滑动变阻器的阻值应调到多大?要使R中通过的电流为0.2安,滑动变阻器的阻值又应调到多大?6.如图1所示的电路,电源电压U=12,R1=10欧,R2=40欧,求电路的总电阻和干路中的电流。
7.如图2所示,当开关闭合、滑片左移时,各表示数将如何变化?如果将P滑到A,将会出现什么后果?8.如图3所示的电路,电源电压为6伏,R1和R2均为6欧,如果闭合S1和S2,那么电流表的示数是多少?如果只闭合S3,电流表的示数又是多少呢?如果三个开关同时闭合,那么电流表将会怎样?。
电功率的比例关系及应用比例不仅是一种重要的题型,而且是一种重要的解题方法•必须要熟悉一些基本的比例关系.其实所有的比例关系都是从公式推出的•比如在纯电路中有P、I、U、R四个量(不包括通电时间和电功)•其中任意三个都可以通过一定的公式联系起来.比如:R U I =、UI P =、R I P 2=、RU P 2=.这样在某一个量不变或相等时,另外几个量就会呈一定的比例关系.下面列举的几种情况是必须要熟悉的:(1) R 1R 2两个电阻串联,通过的电流I相等,则P 1:P 2=U 1:U 2=R 1:R 2 (2) R 1 2两个电阻并联,它们两端的电压相等,贝UP 1:P 2=I 1:I 2=211:1R R电路两端的总电压不变,则电路的总功率与电路的电流成正比,与电路的总电阻成反比.即:P:P/=I:I/=R 1:/1R(3) 一个用电器(R不变),则它两端的电压变为原来的n倍时,通过它的电流变为原来的n倍,它的电功率变为原来的n 2倍•即2/211 ((I I U U P P ==以上三个例子分别对应I、U和R相等,而P相等的情形比较少,不再列出•今后看到这些情景,就必须想到这些比较关系,可以给解题带来极大的方便,给一些综合题找到解题思路.例1 “ 220V 100W的灯接到110V的电压下使用时,它的实际功率大小是多少?(设灯丝电阻不变)分析:此题一般的解题思路是先根据灯的额定电压和额定功率把灯的电阻求解出来,再利用公式RU P 2=把它此时的实际功率解出来•但这样计算极麻烦. 我们把此时的情景分析透彻,这是属于电阻不变的情形,所以可以利用(3)中的式子,直接利用比例关系求出它此时的功率.它的实际电压变为原来的1/2,则它的电流必定变为原来的1/2,功率变为原来的1/4.也就是说,今后凡是看到电阻不变,则已知它的电压变到原来的多少倍,则电流变为原来的多少倍就可以知道,功率变到原来的多少倍也就可以知道;反之,若已知功率变到原来的多少倍,贝U可以知道它两端的电压变到原来的多少倍,电流变U R I P U /R I /P /U U R R /至V原来的多少倍.这应该能很快地反映过来.已知电流的变化亦可以知道电压和功率的变化.例2两个阻值相等的电阻R1和R2先串联在电路中,两个电阻的功率分别为P 1和P 2,电路的总功率为P串;之后把这两个电阻再并联在同一电路中,此时两个电阻的功率分别为P 1/和P 2/,电路的总功率为P并.贝U P 1:P 1等于多少?P 串:P 并等于多少?分析:此题第1问是求R 1两次功率的比,此问题要注意仍然是电阻不变的,所以只要找到R1两次电压之比或通过的电流之比就可以求出这两次功率的比•由题意可知R 1串联与并联时的电压之比是1:2,所以这两次它的电功率之比是1:4.第2问是求电路的总功率之比,这时要注意题目中说接到原电路中”,这就意味着电源电压不变,这时要想到总功率与总电阻成反比,设每个电阻阻值为r,则串联总电阻为2r,并联总电阻为r /2,所以总电阻的比是4:1,贝U总功率的比是1:4.例3如图所示,电源电压不变,当变阻器的滑片在b端和在a端时,定值电阻R 1的功率之比是1:9,R 1:R ab是多少?滑片在a和在b时电路的总功率之比是多少?分析:分析电路如图所示m r看到图a与图b中电阻R 1的功率的比为1:9,则可以想到这两次它两端电压之比是1:3,通过它的电流之比也是1:3.而图a中R 1两端的电压就等于电源电压,所以可得P在b时R 1两端的电压与电源电压之比是1:3,又由于R 1与R ab 是串联的关系,所以R 1与R ab两端的电压之比是1:2,那么它们电阻之比也是1:2.第一问可得结果。
2024年中考物理专题训练——电功率的综合计算1.如图所示的电路中电源电压为6V,且电源电压不变,当S1、S2断开,S3闭合时,4.如图所示,是家用保温式电饭锅的电路原理图,S 是手动、温控一体开关,必须用外力按下才能闭合,但当锅底温度达到大约103℃以上时,会自动弹起断开进入保温状态.已知R 2=495Ω,电饭锅的额定加热功率为880W .(1)请计算说明为什么不按下开关S ,电饭锅就不能煮熟饭?(2)当电饭锅处于正常加热状态时,电路中的电流是多大?(3)当电饭锅处于保温状态时,保温功率是多大?5.两只灯泡1L 、2L 分别标有“6V 6W ”、“6V 3W ”字样,其I U 图像如图甲。
(1)1L 正常发光1min 消耗的电能是多少?(2)如图乙电路,2L 恰好正常发光,此时1L 的电阻是多少?(3)如图丙电路,电源电源为6V ,调节滑动变阻器R 使R 的功率和2L 灯功率相等,则R 的功率是多少?6.如图1为王老师家新购的一个电烤火炉,外观设计美观大方,内部简化电路如图2所示,通过调节开关S 2,可以实现高温、中温、低温三个档位,R 1和R 2均为电热丝。
查阅说明书可知,R 1=88Ω,正常工作时高温档功率为中温档功率的5倍。
(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3]的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡L标有“5V 1W”的字样。
(1)灯泡L正常工作时的电流是多大;(2)当闭合S,断开S1、S2,灯泡恰好正常工作,求R1的实际电功率;(3)当S、S1、S2均闭合,求滑动变阻器R2连入电路的阻值为多大时,电路的电功率功率最大,最大功率是多少?9.如图所示电路,灯泡L规格为“12V 12W”,灯丝电阻不变。
当只S1闭合时,电阻箱R1接入电路阻值为8Ω,电流表A1示数是0.4A;R1接入电路阻值为18Ω时,电压表示数是3.6V。
求:(1)灯泡电阻;(2)电源电压和R2的阻值;(3)若将电阻箱R1更换为阻值为15Ω的定值电阻R3,此电路的最大电功率。
电功率计算题一,W=P/t的应用1.“220 V 500 W〞的小电炉子接在家庭电路中使用,求:(1)半个小时它能放出多少焦耳的热量“(2)你还能算出该电炉子的哪些物理量“请任意选择两个计算出来3)(1)因为电炉子消耗的电能全部用来产生热量,所以Q=0.9 ×106J(2)I=2.3 A,R=96.8 Ω答:能算出的量有炉子的电流约2.3 A和电阻约96.8 Ω。
2.接在家庭电路上的一盏灯,在10 min消耗的电能是2.4×104J.求这盏灯的电功率和通过灯丝的电流.41.40 W、0.18 A3.一台额定电压为220V,制冷额定功率为1000W的空调,温度设定从原来24℃改为28℃,仅此一项措施,家中的电能表平均每天少走2.5kW·h。
求:〔1〕这台空调正常制冷时,工作电流是多少“〔2〕这台空调一个月〔按30天计算〕可节约电能多少kW·h“〔3〕*“希望小学〞,每间教室有两盏“220V 40W〞电灯,则这台空调一个月所节约的电能,可供这两盏电灯正常发光多少小时“4.5 75 937.54.一个电热水器,其额定电压是220 V,他将家中的其他用电器全部关闭,将电热水器接入电路中,经过12 min,他发现电能表的示数增加了0.1度,请你帮他计算出:〔1〕这个电热水器的功率多大?〔2〕这个电热水器正常工作时的电流多大?〔3〕这个电热水器正常工作时的电阻多大?27)〔1〕500 W〔2〕2.27 A〔3〕96.8Ω二,根本计算应用1.一个额定电压为2.5 V的小灯泡,正常发光时通过灯丝的电流为0.2 A,求〔1〕小灯泡的额定功率;〔2〕小灯泡发光时的灯丝电阻;〔3〕通电1 min小灯泡消耗多少电能?P额=U额·I额=2.5 V×0.2 A=0.5 W.〔2〕由欧姆定律I=可得R=,所以小灯泡发光时的灯丝电阻为:R===12.5Ω.〔3〕W=Pt=P额×60 s=0.5 W×60 s=302.电阻R1和R2并联后,接到6V的电源上.假设开关闭合后,电流表A1、A的示数分别为0.1 A和0.3 A.求:(1)电阻R1的阻值;(2)通过电阻R2的电流;(3)电阻R1的发热功率?7)1.60Ω 2.0.2 A 3.0.6 W3.有、两个电阻,将它们并联后接到一个电源上..测得电路中的总电流为1A.求:〔1〕中的电流.〔2〕的功率是多大?〔1〕0.6A〔2〕7.2W4.一个小灯泡与一个的电阻串联在10V的电路中,恰好正常发光,这时小灯泡的功率W,求小灯泡正常发光时的电阻是多少?答案:.点拨:根据定值电阻R同灯泡串联在10V的电路中里,小灯泡的功率为5W可列式为,解之,.5.“6V3W〞的小灯泡一个,18伏的电源一个。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S ,滑动变阻器的滑片P 从b 点滑到a 点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示.下列叙述正确的是( )A .电源电压为14VB .图乙中dc 是表示电压表V 2的示数随电流表示数变化的图线C .滑片从b 点滑到a 点的过程中,电路消耗的总功率最小值为12WD .滑片从b 滑到a 点时,2R 的电功率增大16W【来源】江西省南昌十九中2018-2019学年九年级12月月考物理试题(上学期第三次) 【答案】D 【解析】 【详解】AB .由图甲知,R 、R 1、R 2串联,电压表V 1测R 1两端电压,电压表V 2测R 2两端电压,电流表测串联电路中的电流;滑片P 从b 点滑到a 点的过程中,R 1连入阻值变小,电路中总电阻变小,由UI R=可知,电路中电流变大,R 2两端的电压变大,串联分压,所以R 1两端的电压变小,综上可知,图乙中,dc 段表示V 1的示数随电流表示数的变化的图线,ec 段表示V 2的示数随电流表示数变化的图线,故B 项说法错误;当滑片位于b 端时,接入电路中的电阻较大,电路中的电流较小,电路的总功率较小,R 2的功率最小,由图乙可知,电路中的最小电流1A I =小,R 1两端的电压112V U =,R 2两端的电压22V U =,则电源的电压:1212V 2V 1A U U U IR R =++=++⨯当滑片位于a 点时,接入电路中的电阻较小,电路中的电流较大,R 2的功率较大,由图乙可知,电路中的最大电流3A I =大,R 1两端的电压16V U '=,R 2两端的电压26V U '=,则电源的电压:126V 6V 3A U U U I R R ='+'+=++⨯大因电源的电压不变,所以,2V 12V 1A 6V 6V 3A R R ++⨯=++⨯解得:1ΩR=电源的电压:122V12V1A1Ω15VU U U IR=++=++⨯=故A项说法错误;C.电路消耗的总功率最小值:15V1A15WP UI==⨯=小小故C项说法错误;D.滑片从b滑到a点时,R2电功率的增大值:222226V3A2V1A16WP P P U I U I='-='=⨯-⨯-=小大故D项说法正确.2.如图所示甲是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙,则由图象可知()A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比B.R0的电阻值是5ΩC.该电路最小功0.3WD.滑动变阻器R的电功变化范围0~0.45W【来源】2020年贵州省遵义市桐梓县中考二模物理试题【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A.由电路图可知,电流表测电路电流,电压表测电阻R0电压,由I-U图象可知,电阻R0的I-U图象是一条倾斜的直线,是正比例函数图象,电阻R0是一个定值,电压表的示数与电流表的示数之比不变,电阻R0两端电流与通过R0的电压成正比,电压决定电流,不能说电流与电压成正比,故A错误,A不符合题意;B.由I-U图象可知,滑片P移至b端时滑动变阻器接入阻值为零,此时电压表示数为电源电压,为3V,电路中的电流为0.6A,则3V5Ω0.6AURI===故B 正确,B 符合题意; C .根据功率公式2U P UI R== 当电路电阻最大时,即滑动变阻器接入最大时,功率最小,由I-U 图象可知,此时滑片P 移至a 端,电压表示数为0.5V ,电路中的电流为0.1A ,则电路总电阻为3V 30Ω0.1AU R I ===总 则电路最小功率为22min(3V)0.3W 30ΩU P R ===总 故C 正确,C 符合题意; D .根据功率公式222222000001()()24R R U R U U P U R R R R R R R R R R R R====-++++ 当滑动变阻器接入阻值为零时功率最小,为零;当滑动变阻器接入阻值与电阻R 0相等时功率最大,为22max0(3V)0.45W 445ΩU P R ===⨯ 故D 正确,D 符合题意。
专题14比例型电学综合计算考点01:方程类比例型电学综合计算题1:此考点通常对应多种电路连接情况,因此应根据不同的电路连接情况列出对应的方程,并可根据电源电压相等列出对应的等式,还可以根据电流I=U/R列出两个对应的电流方程式,两个式子相比并利用电源电压相等,通常即可求解某两个电阻的关系或求出某个未知的电阻值。
2:此考点的特点通常是给出某些物理量如电流之比,电压之比,或某个用电器的电功率之比,应根据这个比例及题中其它条件列出多个方程组,然后通过解方程,求解某些未知的物理量。
3:此考点中的计算题,当题目中给出电流,或某个用电器的功率时,应把所给的物理量做为一个已知量,并利用此物算量列出相应的方程,然后再根据所给的物理量的比例,列出新的方程和前面的方程组成方程组,解方程组,从而求出某些物理量。
例1:(2020河北中考原创试题)如图所示,电源电压不变,L是标有“6V、3W”的小灯泡,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,R为定值电阻,当三个开关都闭合,且滑动变阻器的滑片位于a端时,小灯泡恰好正常发光,此时R0的功率为P1,当S和S2闭合,S1断开时,滑动变阻器的滑片滑到b端时,R0的功率为P2,且P1:P2=9:4,求:(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)定值电阻R 0的阻值。
(3)通电时整个电路的最小功率;【答案】(1)10Ω(2)24Ω(3)1W。
【解析】(1)小灯泡正常发光时的电阻R L =U L 2/P 额=(6V)2/3W=10Ω.(2)当开关均合P 位于a 端时,变阻器被短路,灯L 与R 0并联,由于此时灯泡正常发光,所双电源电压U=U L =6V,当S、S 2闭合,S 1断开时,且滑片P 移动最右端b 时,变阻器连入的电阻最大,滑动变阻器与R 0串联,由P 1=I 12R 0,P 2=I 22R 0和P 1:P 2=9:4可得:I 1:I 2=3:2①;电源电压U=I 1R 0=I 2(R 0+R ab )②,联立上面两个式子可得:R 0=24Ω。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.将标有“6V 3W ”和“6V 2W ”的甲、乙两只小灯泡串联起来(灯丝电阻不随温度变化) ,接在电压为6V 的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是 A .通过甲灯泡电流大,所以甲灯比乙灯亮 B .两只小灯泡都能正常发光 C .甲、乙两灯的两端电压之比为3: 2D .乙灯的实际功率为0.72W ,电路的总功率为1.2W【来源】山东省枣庄市第七中学2019-2020学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】A .将甲、乙串联在电压为6V 的电源两端,通过的电流相等,故A 项错误;B .跟据P=UI 可知甲、乙正常工作的电流:3W 0.5A 6VP I U ===甲甲甲, 2W 1A 6V 3P I U ===乙乙乙, 将两灯串联,只能提供一个电流,两个灯泡不可能都正常发光,故B 项错;C .根据2U P R=可得甲、乙的电阻:()226V ==12Ω3W U R P =甲甲甲,()226V ==18Ω2W U R P =乙乙乙, 串联电流相等,根据U=IR 可得它们两端电压之比为:::12Ω:18Ω2:3U U IR IR ''===甲乙甲乙,故C 项错误;D .串联电路总电阻等于分电阻之和,则将它们串联以后的总电阻为:R 总=R 甲+R 乙=12Ω+18Ω=30Ω,则电路电流为:6V=0.2A 30ΩU I R ==总 根据P=I 2R 可得它们各自消耗的实际功率:()220.2A 12Ω=0.48W P I R ==⨯甲甲实,()220.2A 18Ω=0.72W P I R ==⨯乙乙实, 则电路的总功率为:=+=0.48W+0.72W=1.2W P P P 总甲实乙实, 故D 项正确;2.如图甲所示电路,电源电压不变。
R 1是滑动变阻器,R 2是定值电阻。
当开关S 闭合后,将滑动变阻器的滑片从最右端逐步滑到最左端,根据电压表与电流表的示数,绘制的图像如图乙所示。
一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图所示的电路中,电源电压12V 且保持不变,灯丝电阻不随温度变化,灯泡L 的额定功率为7.2W 。
当开关S 1、S 2都闭合时,通过灯泡的电流为I 1,灯泡正常发光;当开关S 1闭合S 2断开时,通过灯泡的电流为I 2,灯泡的功率是3.2W ,则下列计算结果不正确的是( )A .灯泡电阻是20ΩB .电阻R 的阻值是10ΩC .当开关S 1闭合S 2断开时,电阻R 的的功率是1.6WD .I 1:I 2=9:4【来源】2019年四川省成都市树德实验中学(西区)中考二模物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .当开关S 1、S 2都闭合时,电路为灯泡的简单电路,灯泡正常工作,电源的电压U =12V ,电路中的电流I 1=P U额=7.2W12V=0.6A 灯泡的电阻R L =1U I =12V 0.6A=20Ω 故A 正确,不符合题意;B .当开关S 1闭合S 2断开时,灯泡和电阻R 串联,电路中的电流I 2LP R 实 3.2W20Ω=0.4A 电路中的总电阻R 总=2U I =12V 0.4A=30ΩR 的阻值R =R 总−R L =30Ω−20Ω=10Ω故B 正确,不符合题意;C.由B知,当开关S1闭合S2断开时,通过电阻R的电流为0.4A,则电阻R的功率P R=I22R=(0.4A)2⨯10Ω=1.6W故C正确,不符合题意;D.由AB知, I1=0.6A,I2=0.4A,则I1:I2=0.6A:0.4A=3:2故D错误,符合题意。
故选D。
2.如图所示,电源电压保持不变,L1上标有“1.2V ?W”,L2上标有“9V ?W”。
闭合开关S1后,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V, L1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26V 2V 22RR R ⨯=+…② 若将L 1和L 2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9R 1=R ,由②式得R 2=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。
2023年中考物理二轮高频考点突破-电功率的综合计算题1.某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。
其简化等效电路如图所示,此时处于空挡位置。
闭合开关S,旋钮绕P转动,实现挡位转换,旋至1挡位置时,R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2挡位置时,R2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态。
R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1=22 Ω,洗衣机主要参数如下表。
[c水=4. 2×103 J/(kg·℃)](1)电热丝R2的阻值是多少?(2)某次洗衣时,洗衣机内注入8 kg水,在额定电压下对水加热,水温由20℃上升到50℃,洗衣机的加热效率为60%,则洗衣机的加热时间是多少?(3)若洗衣机处于保温洗涤状态时,干路中的电流为2 A,则电动机的功率是多少?2.某电热淋浴器的铭牌如图所示。
小军同学按铭牌要求给淋浴器装满水,正常工作100min,观察到淋浴器上温度计示数由15℃上升到65℃。
已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)求:(1)在加热过程中,水箱中水吸收的热量;(2)淋浴器加热时的效率。
3.某学校共有电灯100盏,都用60W的普通照明灯泡,平均每天用电6h.如果都改用40W的日光灯,不但可以省电,而且比原来更亮了.请计算说明该校一月(30天)可节约多少度电?4.如图所示,电源电压不变,定值电阻R1=10Ω.灯泡L标有“12V 3W”字样,当S,S1,S2闭合时,灯泡L正常发光,当S闭合,S1,S2断开时,电压表的示数为4V,求(1)电源电压和R2的阻值(2)当S闭合,S1,S2断开时,在1min内电流通过R1产生的热量(3)若用一个滑动变阻器R3代替灯泡L,调节滑片,使所有开关都闭合时电路的总功率是只闭合S时电路总功率的4倍,求此时滑动变阻器连入电路中的阻值。
5.如图是爱米设计的简易调光台灯的电路图,其中小灯泡L标有“6V 6W”字样。
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。
电功和电功率的综合计算
1.如图所示, 电源电压不变,电灯L 的电阻不变。
开关S 闭合时,滑动变阻器的滑片P 在中点c 和端点b 时,电压表的示数之比为3:4。
求:1).电灯L 的电阻与滑动变阻器ab 间的总电阻的比值等于多少?2).滑片P 在c 和b 时,电灯L 的电功率之比等于多少?
2.如图所示,电源电压不变,滑片P 分别在a 、b 两点时,电压表的示数之比是4:3,当P 在a 点时,电阻R 1和滑动变阻器的功率之比为1:5,求:
(1)P 在a 点与在b 点时电流I a 与I b 之比; (2)P 在a 点与在b 点时滑动变阻器接入电路的阻值之比。
3.如图所示,灯上标有“10V2W ”的字样。
当开关S 闭合时,灯L 恰能正常发光,电压表的示数为2V 。
当开关S 断开时,灯L 的实际功率仅为额定功率的1/4。
求:电阻R 2的阻值。
4.如图所示,当滑动变阻器R 的滑片P 由某一位置滑到另一个位置时,电压表的示数之比为1:2,并且滑动变阻器前后两次消耗的功率之比为25:1。
求:1)两次电路中电流之比 2)滑动变阻器前后两次的电阻之比 3)R 0与滑动变阻器第一次接入电路的电阻之比
5、如图,R0为5欧,当滑片P由某一位置滑到另一位置内,伏特表示数由4伏变为8伏,且P在某一位置时R0的电功率与另一位置时R0的电功率比值为25∶1,求:○1电源电压?○2P在两个位置时滑动变阻器接入电路中的电阻?
6.如图17所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压U不变。
当滑动变阻器的滑片P滑到a端和b端时,R1消耗的功率之比为9:1;且滑片P滑到a端时,电流表示数为6A, 滑片P滑到b端时,电压表的示数为8V。
求:电阻R1和R2阻值各为多少?电源电压多大?
7.如图所示,电源电压不变,调节滑动变阻器,使电压表读数为10V,滑动变阻器消耗的电功率为10W; 调节滑动变阻器到另一位置时,电压表读数为5V,滑动变阻器消耗的
的大小。
电功率为7.5W;求:电源电压和定值电阻R
8. 如图所示,电路两端的电压保持不变。
L是标有“6V3W”的灯泡,它的电阻不随温度变化。
滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电压表的示数为U1,滑动变阻器消耗的电功率为P1;移动滑片到另一位置时,电压表的示数为U2,滑动变阻器消耗的功率为P2。
要使U2=2U1,P2=P1滑动变阻器的总电阻至少是多少欧?
9.如图所示,灯丝电阻为R L 且保持不变。
已知:R 1=2R L ,电源电压U=10V 并且不变。
先闭合开关S,并调节滑动变阻器的滑片P ,使它位于变阻器电阻R 2的A 处,这时它的功 率为2W;后断开开关S ,并调节滑片P 使它位于R 2的B 处,这时R 2的功率为0.25W 。
电 压表先后的示数之比为2:1。
求:1)先后通过R 2的电流I A 与I B 之比;2)开关S 断开, 滑片位于R 2的B 处时,R 2接入电路的电阻值为多大?
10. 如图所示,电源电压保持不变.只闭合S 1时,电路中电流为I 1,R 1的功率为P 1,R 3 的功率为4W ;只闭合S 2时,电路中电流为I 2,R 3的功率为P 2.若P 1:P 2=4:9,I 1: I 2=2:3.求: (l )电阻R 2和R 3之比.
(2)开关S 1、S 2、S 3都闭合时,电路消耗的总功率.(4分)
11.电路如图所示,电路两端的总电压保持不变。
当只闭合开关S 1且滑片P 在滑动变阻器 的中点时,电阻R 1消耗的电功率为P 1,电压表示数为U 1;当只闭合S 2且滑片P 在滑动变 阻器的a 端时,电阻R 2消耗的电功率为P 2,电压表示数为U 2,滑动变阻器消耗的电功率 为16W 。
已知P 1:P 2=9:5,U 1:U 2=3:4。
求:
(1)电阻R
1与滑动变阻器最大阻值之比;
(2)当只闭合S 1且滑片P 在滑动变阻器的中点时,电阻
R 1消耗的电功率。
2
12.图所示电路中,电源电压一定。
闭合开关,当滑动变阻器的滑片P 在中点C 时,电压 表V 1的示数为16V ,电压表V 2的示数为U 2,变阻器消耗的功率为16W ;当滑动变阻器 的滑片P 滑到B 端时,电压表V 2的示数为U 2',变阻器消耗的功率为18W ;若U 2 :U 2'= 4:5, 求:⑴电阻R 1、R 2之比;⑵滑片P 在中点C 时电流表的示数。
13.如图所示,电源电压为220V ,R 1、R 2、R 3为定值电阻,但是它们的具体数值都没有标注,知道它们电阻的可能值是44Ω、88Ω、176Ω或220Ω。
闭和开关S ,在断开S 1、S 2与闭和S 1、S 2两种状态下,电流表的示数之比为1:10。
电路消耗的电功率有四种可能的情况,其中消耗电功率的最大值为1100W 。
求:
(1)R 2的电阻值。
(2)在开关S 闭和,S 1、S 2断开的状态下,电压表示数可能的值各是多少?
14.如图所示,电压U 保持不变。
当滑片P 在滑动变阻器的中点时,将S 1断开,S 2闭合,
此时,电阻R 2功率为6.75W ,电流表示数为I ;将滑片P 移到变阻器的左端,电流表示数为I ' ,且I:I ' =5:4,电阻R 2功率为P 2' ;滑片P 仍在变阻器的左端,将S 1闭合,S 2断开时,滑动变阻器的功率为8W ,R 1的功率为P 1。
求:P 1与P 2'的比值。
3
15.如图20所示电路中,电源两端的总电压和灯丝电阻保持不变.当开关S 闭合、滑动变
阻器R 2的滑片P 滑到a 端时,电流表○A 的示数为0.75A ,标有“6V 3W ”字样的小灯泡L 正常发光;当开关S 断开时,滑动变阻器R 2的滑片P 滑到b 端时,电压表○V 的示数为4.5V.求: (1)电阻R 1的阻值;
(2)滑动变阻器R 2的最大阻值;
(3)当开关S 断开、滑动变阻器R 2的滑片P 滑到
中点时,灯L 的实际功率.
16.如图16所示电路中,R 1、R 2为两个定值电阻,且R 1+R 2=8Ω;小灯泡上标有“6V 12W ”
字样。
当开关S 1、S 3闭合,S 2断开时,电流表示数为I ;当S 2、S 3闭合,S 1断开时,电流表示数增加了0.5A ,此时小灯泡正常发光。
(设电源电压、灯丝电阻均不变)求:(1)电阻R 2的值;(2)电源电压;(3)当开关S 2闭合,S 1、S 3都断开时,滑动变阻器滑片P 由左向右滑动,在a 、b 两点测得滑动变阻器消耗的电功率均为4.5W ,求滑片P 在a 、b 两点时电流表的示数。
(6分)
17.定值电阻R l 、R 2和滑动变阻器R 3接人如图21电路中,电源电压不变。
当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于a 点时,电压表V 1和V 2的示数之比U l :U 2=2:1,电流表的示数I l =1A ;R 3滑片P 位于b 端时,电压表V l 和V 2的示数之比U l ’:U 2’=2:5。
当开关S l 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"=3:1。
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4.5W 。
求:(1)电源电压;
(2)定值电阻R l 、R 2的阻值; (3)滑动变阻器的最大阻值。
图20
18.如图所示的电路,只闭合S l和S2时.电流表的示数为I1;断开S1,闭合s2、s3和s4时,电流表的示数为I2;当闭合S l、s4,断开S2和s3,电阻R3消耗的功率为10W,已知I l:I2=2:3,R3=2R2,求只闭合S1、S4,断开s2和s3时,电路消耗的总功率。
19.如图所示电路,电源电压U总不变,灯丝电阻不变。
当开关S l断开,S2闭合时,电压表的示数为U,电流表的示数为I=0.2A。
当开关S1闭合,S2断开时,灯泡L正常发光,它此时的实际功率为1.6W,电流表的示数为I’。
当两个开关都断开时,电压表的示数为U”,电流表的示数为I”。
如果U:U”=4:9,I’:I”= 8:3。
求:(1)小灯泡的额定电压:(2)三个状态中电路的总功率最小时,电阻R l消耗的功率。
20.育兴学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器模型。
为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响,他们将电表接入电路中,其电路图如图22所示。
当只闭合开关S1时,电压表的示数为U1,电阻R3消耗的电功率为P3;当只闭合开关S2时,电压表的示数为U2,电阻R3消耗的电功率为P3′,测得此时电阻R2消耗的电功率为
1.6W。
已知2U1=U2,P3=4P3′,电源两端电压保持不变。
(1)请你计算出电阻R1与电阻R2的比值。
(2)科技小组的同学们通过测量与分析发现:当开关S1、S2、S3都闭合时,电路消耗的电功率最大,请你计算出这个电功率。