2020-2021备战中考物理 电功率的综合计算问题 综合题含答案解析
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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: 2
D．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：
3W0.5A6VPIU甲甲甲，
2W1A6V3PIU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2UPR可得甲、乙的电阻：
226V==12Ω3WURP甲甲甲，
226V==18Ω2WURP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:18Ω2:3UUIRIR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=0.2A30ΩUIR总
根据P=I2R可得它们各自消耗的实际功率：
220.2A12Ω=0.48WPIR甲甲实， 220.2A18Ω=0.72WPIR乙乙实，
则电路的总功率为：
=+=0.48W+0.72W=1.2WPPP总甲实乙实，
故D项正确；
2．如图甲所示电路，电源电压不变。R1是滑动变阻器，R2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。下列判断正确的是（ ）
A．电路消耗电功率的最大值为7.2W B．变阻器R接入电路的最大阻值为120Ω
C．定值电阻R2的电阻值为20Ω D．电源电压为12V
【来源】2020年山东省青岛市西海岸新区中考一模物理试题
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
BC．由电路图可知，当滑片位于最左端时，电路为2R的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知
0.6AI大
由UIR可得，电源的电压
220.6AUIRR大……①
当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值1R与电阻2R串联，电压表测1R两端的电压，此时电路中的电流最小；由乙图可知
110VU
0.1AI小
变阻器1R的最大阻值
1110V100Ω0.1AURI大小
因串联电路中总电压等于各分电压之和，则电源的电压 12210V0.1AUUIRR小……②
由①②可得
220.6A10V0.1ARR
解上式可得
220ΩR
故B错误，C正确；
D．电源的电压
20.6A0.6A20Ω12VUR
故D正确；
A．电流最大时，电路消耗的最大电功率
0.6A12V7.2WPIU大大
故A正确。
故选ACD。
3．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14Ω
C．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R0、滑动变阻器R串联，电压表V1测L与R0两端的电压之和，电压表V2测R0两端的电压，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V1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PUI求出灯泡的电功率即为额定功率，利用PUI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V1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PUI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R0、滑动变阻器R串联，电压表V1测L与R0两端的电压之和，电压表V2测R0两端的电压，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V1测电源两端的电压；由图乙可知，电路中的最大电流max1.0AI，电压表V2的示数06VU，电压表V1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
L012V6V6VUUU
因此时小灯泡恰好正常发光，则灯泡的额定功率
LLmax6V1.0A6WPUI
电路的最大总功率
maxmax12V1.0A12WPUI
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min0.5AI，电压表V1的示数U1=5V，此时滑动变阻器两端的电压
R112V5V7VUUU
由UIR可得，滑动变阻器的最大阻值
Rmin7V14Ω0.5AURI
电路的最小总功率
minmin12V0.5A6WPUI
则电路总功率的变化范围是6W∼12W，故BD正确。
故选BCD。
4．把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中，各电表选择的量程如图所示，要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变），下列说法正确的是（ ）
A．在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变小 B．电路的总功率最大值为10.8W
C．小灯泡的电功率最小值为0.75W
D．滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω
【来源】天津市2018年中考物理模拟试题
【答案】ACD
【解析】
【分析】
分析实物图可知：灯泡与滑动变阻器是串联关系；电流表测量串联电路的电流（所选量程为0~0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0~15V）。
(1)滑片向左移动时，根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化；再判定总电阻的变化，根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况；
(2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻，确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻，利用PUI求电路的总功率最大值；
(3)为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压；再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻；最后利用PUI求小灯泡的电功率最小值；
(4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。
【详解】
A．由图知道，由实物电路图可知：灯泡与滑动变阻器串联；电流表测量串联电路的电流（所选量程为0~0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0~15V），当滑片向左移动时，则滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由于电源电压不变，由UIR知道，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；滑动变阻器连入电路的电阻变小、分压变小，所以电压表示数的变小，故A正确；
B．由PUI可知，当灯正常发光时的电流
3W0.5A6VPIU额额额
由于电路中的最大电流是0.5A，则滑动变阻器连入电路的最小电阻
minmax18V6V24Ω0.5AUURI额
此时电路中电功率最大
maxmax18V0.5A9WPUI
故B错误；
C．由2UPR可知，灯泡的电阻
22L(6V)12Ω3WURP额额 由图知道，为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，由串联电路电压特点可知，小灯泡两端的最小电压是
LR18V15V3VUUU
此时电路中的电流
LRLL3V0.25A12ΩUIIIR
所以滑动变阻器连入的最大电阻
RmaxR15V60Ω0.25AURI
此时小灯泡的最小电功率
minLL3V0.25A0.75WPUI
故C正确；
D．由以上计算知道，滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω，故D正确。
故选ACD。
5．如图所示，电源电压恒为6V，小灯泡L标有“4V 1.6W”字样（阻值保持不变），R1=20Ω。滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”。电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S2，断开S1、S3时，通过电阻R1电流为0.2A
B．断开S2，闭合S1、S3时，滑动变阻器R2连入阻值范围5Ω~10Ω
C．闭合开关S3，断开S1、S2时，电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W
D．闭合所有开关，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1
【来源】2018年山东省威海市文登区中考一模物理试题
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图中可以看到，闭合S2，断开S1、S3时，灯泡和电阻R1串联接在电路中，灯泡的电阻大小是
22LLL4V10Ω1.6WURP
根据欧姆定律可知，通过电阻R1电流大小是
