2020-2021中考物理电功率的综合计算问题综合题附答案
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一、初中物理电功率的综合计算问题
1．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。变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，下列说法错误的是（ ）
A．R1、R2的电压之比始终等于2∶1 B．滑动变阻器的最大电阻为15Ω
C．电源电压为6V D．R2消耗的功率增大了1.2W
【来源】2019年湖北省武汉市洪山区中考一模物理试题
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
电路为三个电阻串联，滑动变阻器滑片从右端滑到最左端过程中，滑动变阻器接入阻值变小，由欧姆定律可知电路电流逐渐变大，R1两端电压变大，由此可得①表示电压表V1，②表示电压表V2；当滑片位于最左端时，电路电阻最小，电流最大为Imax=0.4A，为R1与R2串联电路，此时R1两端电压U1=4V，则可求R1电阻为：
11max4V10Ω0.4AURI
由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知：
U=U1+ImaxR2=4V+0.4A×R2
当滑片位于最右端时，电路为三个电阻串联，此时电流最小为Imin=0.2A，R两端电压UR=3V，R1两端电压U1’=2V，则滑动变阻器最大阻值为：
Rmin3V15Ω0.2AURI
由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知：
U=UR+U1’+IminR2=3V+2V+0.2A×R2
联立求解可得：U=6V，R2=5Ω；由于串联电路电流处处相等，则由P=I2R可知，R1与R2消耗的功率之比始终等于电阻之比，即：
P1：P2=R1：R2=10Ω：5Ω=2：1 滑动变阻器滑片位于最右端时，R2消耗功率为：
P2右=Imin2R2=(0.2A)2×5Ω=0.2W
滑动变阻器滑片位于最左端时，R2消耗功率为：
P2左=Imax2R2=(0.4A)2×5Ω=0.8W
则R2消耗的功率增大：
△P=P2左-P2右=0.8W-0.2W=0.6W
故选D。
2．小灯泡L的额定电压为3V，它的I—U图象如图甲所示，把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端。闭合开关S，电压表示数为1.5V，再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V，已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有上“10Ω
2A”字样。下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压为4.5V
B．小灯泡的额定功率为0.45W
C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为0.75W
D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
【来源】2019年辽宁省沈阳市皇姑区中考一模物理试题
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A．当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值接入电路，与灯泡串联，由图象甲可知，当电压表示数为L1.5VU，电路中的电流为0.3AI，由欧姆定律UIR可得，滑动变阻器两端的电压
0.3103滑滑AΩVUIR
根据串联电路电压的特点可得，电源电压为
1.534.5L滑VVVUUU
故A正确；
B．由图甲可知，当灯泡两端的电压3额VU时，电路中的电流0.5AI，由PUI可得，灯泡的额定功率
30.51.5额额VAWPUI
故B错误； C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为
4.531.5滑额VVVUUU
由PUI可得，滑动变阻器消耗的功率
1.50.50.75滑滑VAWPUI
故C正确；
D．由URI可得，滑动变阻器接入电路的电阻
1.530.5滑滑V=ΩAURI
故D正确。
故选ACD。
3．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3W
C．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
16V5.4VRRR…①
当开关S接2时，P在中点，电压表示数为2V，则有
26V2V22RRR…②
若将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A，则有
126V30Ω0.2ARR…③
由①式得9R1=R，由②式得R2=R，将它们代入③式得R=27Ω，因此
121127Ω3Ω2799RRRR，
L1的额定功率
221111.2V0.48W3ΩUPR
L2的额定功率
222229V3W27ΩUPR
综合以上结果如下：电源电压6V，滑动变阻器的最大阻值27Ω，L1的额定功率0.48W，L2的额定功率3W，故AD错误，BC正确。
故选BC。
4．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5Ω
C．该电路最小功0.3W
D．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
03V 5Ω0.6AURI
故B正确，B符合题意；
C．根据功率公式
2UPUIR
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 30Ω0.1AURI总
则电路最小功率为
22min(3V)0.3W30ΩUPR总
故C正确，C符合题意；
D．根据功率公式
222222000001()()24RRURUUPURRRRRRRRRRRR
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R0相等时功率最大，为
22max0(3V)0.45W445ΩUPR
故D正确，D符合题意。
故选BCD。
5．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
