2020-2021中考物理知识点过关培优 易错 难题训练∶电功率的综合计算问题
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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.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。
电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。
下列说法中正确的是()A.电源电压为9V B.滑动变阻器的最大阻值为14ΩC.小灯泡的额定功率为6W D.电路总功率的变化范围是6W~12W【来源】2019年辽宁省阜新市中考模拟物理试题【答案】BCD 【解析】 【分析】由电路图可知,灯泡L 与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和,电压表V 2测R 0两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V 1测电源两端的电压,根据图像读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P UI =求出灯泡的电功率即为额定功率,利用P UI =求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图像读出V 1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R 两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用P UI =求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。
【详解】由电路图可知,灯泡L 与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和,电压表V 2测R 0两端的电压,电流表测电路中的电流;AC .当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V 1测电源两端的电压;由图乙可知,电路中的最大电流max 1.0A I =,电压表V 2的示数06V U =,电压表V 1的示数为12V ,即电源的电压U =12V ;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则此时灯泡两端的电压L 012V 6V 6V U U U =-=-=因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡的额定功率L L max 6V 1.0A 6W P U I ==⨯=电路的最大总功率max max 12V 1.0A 12W P UI ==⨯=故A 错误、C 正确;BD .当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图像可知,电路中的最小电流min 0.5A I =,电压表V 1的示数U 1=5V ,此时滑动变阻器两端的电压R 112V 5V 7V U U U =-=-=由UI R=可得,滑动变阻器的最大阻值 R min 7V 14Ω0.5AU R I ===电路的最小总功率min min 12V 0.5A 6W P UI ==⨯=则电路总功率的变化范围是6W ∼12W ,故BD 正确。
故选BCD 。
3.根据下表提供的信息得出的几个结论中,正确的是()物质铁铝铜煤油密度[kg/m3]7.9×103 2.7×1038.9×1030.8×103比热容[J/(kg·℃)]0.46×1030.88×1030.39×103 2.1×103长1m横截面积1mm2的0.0960.0270.017导线在20℃时的电阻值[Ω]A.用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热,加热时间与升高温度的关系图像如图,则b是水B.将质量相等的铝块和铜块,做成横截面积相同的铝丝和铜丝,串联接入电路,则铝丝两端的电压大C.煤油和水的体积之比为2︰1,吸收热量之比为12︰5,则升高的温度之比为3︰1 D.将质量相同的铁块和铝块,做成横截面积相同的铁丝和铝丝,并联在同一电路中,其消耗的电功率之比为96︰79【来源】山东省青岛市崂山区2018-2019学年九年级(上)期末考试物理试题【答案】BC【解析】【分析】【详解】A.用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热,加热时间相同时,电热器放出的热量相同,即水和煤油吸收的热量相等,由表格数据可知,煤油的比热容小于水的比热容,根据Q∆=吸可知,水的温度变化小,所以加热时间与升高温度的关系图象a是水,b是煤tcm油,故A错误;B .由表格数据可知,长1m 横截面积1mm 2的导线在20℃时,铝线的电阻值大;同样由表格数据可知,铜的密度大于铝的密度,由mVρ= 的变形式m V ρ= 可知,质量相等的铝块和铜块中,铝块的体积大,所以做成横截面积相同的铝丝和铜丝时,铝丝的长度更长,其电阻较大,铝丝和铜丝串联接入电路时通过的电流相等,根据U =IR 可知,铝丝两端的电压大,故B 正确;C .由表格数据可知,煤油的密度为0.8×103kg/m 3,煤油的比热容为2.1×103J/(kg·℃),我们已知水的密度为1.0×103kg/m 3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),且煤油和水的体积之比为2:1,吸收热量之比为12︰5,由Q 吸=cm ∆t 和mVρ=可得,升高的温度之比 ==Q Q c V t c m c V Q Q Q t Q c V c m c V ρρρρ∆=⨯⨯⨯∆吸煤油吸煤油水水水煤油煤油煤油煤油煤油煤油吸煤油吸水吸水水吸水煤油煤油煤油水水水水水()()3333334.210J/kg 12110kg/m 135 2.110J/kg 0.810kg/m 21⨯⋅⨯=⨯⨯⨯=⨯⋅⨯℃℃ 故C 正确;D .由表格数据可知,铁的密度为7.9×103kg/m 3,铝的密度为2.7×103kg/m 3,由m =ρV =ρLS 可得,将质量相同的铁块和铝块,做成横截面积相同的铁丝和铝丝时的长度之比33332.710kg/m 277.910kg/m 79mL S m L Sρρρρ⨯====⨯铁铁铝铝铁铝 由表格数据可知,长1m 横截面积1mm 2的导线在20℃时的电阻值,铝导线的是0.027Ω,铁导线的是0.096Ω,因其它条件相同时,导体的电阻与长度成正比,所以,铁丝和铝丝的阻值之比270.09696790.02779R R Ω=⨯=Ω铁铝 并联在同一电路中它们两端电压相等,则消耗的电功率之比227996U P R R U P R R 铁铁铝铝铁铝=== 故D 错误。
故选BC 。
4.有两个电路元件A 和B ,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,下列说法正确的是( )A .A 的电阻值为6.25ΩB .A 和B 串联,电路中电流为0.4A 时,A .B 的电压之比为5:4C .A 和B 并联在电压为2.5V 的电源两端,A .B 的电功率之比为5:4D .当A 和B 串联,两者电阻相同时,电源电压为3V【来源】内蒙巴彦淖尔市第五中学2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】A .由图象可知,当通过A 的电流I A =0.4A 时,A 两端的电压U A =2.0V ,由I =UR 可得,A 的电阻值:A A A 2.0V50.4AU R I ===Ω 故A 错误;B .A 和B 串联,电路中电流为0.4A 时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两元件的电流I A =I B =0.4A ,由图象可知,两元件两端的电压U A =2.0V ,U B =2.5V ,由P =UI 可得,A . B 的电功率之比:A A A AB B B B 2.0V 42.5V 5P U I U P U I U ==== 故B 错误;C .A 和B 并联在电压为2.5V 的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,元件两端的电压AB 2.5V U U ''==,由图象可知,通过两元件的电流A 0.5A I '= B0.4A I '=,则A . B 的电功率之比: AA A A BB B B 0.5A 50.4A 4P U I I P U I I '''====''' 故C 正确;D .当A 和B 串联,两者电阻相同时,它们两端的电压和通过的电流相等,由图象可知,电路中的电流为0.6A ,两元件两端的电压均为3V 时符合,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:AB 3V 3V 6V U U U ''''=+=+= 故D 错误。
5.如图所示是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。
假设电源电压380V 保持不变,电动机线圈电阻为1Ω,不考虑电动机各处摩擦。
当电动机将540kg重物匀速提升16m 的过程中,电路中的电流为20A,动滑轮的机械效率为80%,则电动机提升重物所用的时间为A.10s B.15sC.20s D.25s【来源】【初中科学2026】【初三下】【答案】B【解析】【详解】拉力做的有用功:W有用=Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J,拉力所做的功(总功):W总=48.6410J=80%Wη⨯有用= 1.08×105J,电动机线圈电阻的发热功率:P热=I2R=(20A)2×1Ω=400W,因能量守恒,电动机的拉力做功的功率为:P=P总-P热=20A×380V-400W=7.2×103W,电动机提升重物所用的时间:t=531.0810J7.210WWP⨯=⨯总=15s,故选B。
【点睛】解决本题的关键知道电动机不是纯电阻用电器,电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能(发热)。
6.在如图甲所示的电路中,电源电压U保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器。
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,电压表V1、V2的示数随电流表A的示数变化分别如图乙中图线①、②所示。