2018---2019年九年级物理专题训练（教师版）
电功率计算题
1.电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重，它的核心部分是一只可变电阻，一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中R 0为定值电阻，R 为电阻式传感器，当控制其阻值从0变为60Ω，测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，已知电源电压恒定不变． （1）当通过传感器的电流为0.1A 时，传感器的电阻为多少； （2）求P 1的值； （3）求R 0的阻值．
【解析】（1）由题知，电阻式传感器的阻值从0变为60Ω，传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示；由图乙可知，通过传感器的电流最小为0.1A ，由欧姆定律可知电路中的总电阻最大，传感器的电阻最大，即为60Ω；
（2）当I =0.1A 时，P 1的值：P 1=I 2R =（0.1A ）2
×60Ω=0.6W；
（3）当电路中的电流I =0.1A 时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I =U /R 可得，电源的电压：U =I （R 0+R ）=0.1A×（R 0+60Ω）﹣﹣①，
当R =0Ω时，电路为R 0的简单电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知最大电流I ′=0.5A，则电源的电压：U =I ′R 0=0.5A×R 0﹣﹣﹣②，因电源的电压不变，所以，0.1A×（R 0+60Ω）=0.5A×R 0，解得：R 0=15Ω。
2.小明家的微波炉说明书已遗失，只知道它的额定电压是220 V ，不知其他数据．他利用家中的电能表(如图所示)和一只钟表，测出了这个微波炉的电功率．用N 表示每消耗1 kW·h 的电能电能表上的转盘转过的转数；用n 表示在微波炉工作t h 时电能表的转盘所转过的转数． (1)请推导出计算微波炉电功率(单位用kW)的公式．
(2)测量时，小明只让微波炉工作，观察到1 min 电能表转盘转过50转，则他家微波炉的电功率是多少瓦？
【解析】（1）转过n 转消耗的电能1
•W kW h n N
=
⨯；微波炉的电功率 1n
W n
N P t t Nt
⨯===
； （2）微波炉的电功率
50
1.2120012500?60
n P kW W Nt kW h h =
===⨯．
3.在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L 标有“6V 3W”字样，定值电阻R 1的阻值为6Ω．将滑动变阻器R 2的滑片P 置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V 和0.3A ；移动滑片P 至某一位置，电压表和电流表示数分别为1V 和0.5A ． (1) 灯泡L 正常发光时的电阻多大？
(2) 滑动变阻器R 2的滑片P 在最右端时，闭合开关，灯泡L 的实际功率多大？
【解析】（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）灯泡正常发光时的电流，
当滑片移动到某一位置，电路中电流为0.5A，小灯泡正常发光，它两端的电压为6V，定值电阻两端的电压
，电源电压；
当滑片移动到最右端，定值电阻两端的电压，小灯泡两端的电压
，小灯泡的实际功率。
4.在如图所示的电路中，已知电源电压恒为10V，定值电阻R0的阻值为10Ω，灯泡的额定电压为6V，不计灯丝阻值变化。当开关S1、S3断开，S2闭合时，移动滑片P，灯泡正常发光时，电流表示数为0.6A；当开关S1、S2和S3均闭合，滑片P置于滑动变阻器R的中点时，滑动变阻器R消
耗的电功率为5W。
（1）灯泡的额定功率。
（2）当只闭合开关S1时，电流表的示数。
（3）当开关S1，S2、S3全部闭合，滑片P置于中点时，电流表的示数。
【解析】（1）开关S1、S3断开，S2闭合时，灯泡与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，
因灯泡正常发光，电流表示数为0.6A，所以，灯泡额定功率：P L=U L I1=6V×0.6A=3.6W；
（2）当只闭合开关S1时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，则电路中电流表的示数：
2
010V
1A 10
U I
R
===
Ω
；
（3）当开关S1、S2和S3均闭合，滑片P置于滑动变阻器R的中点时，R0与1
2
R并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R0的电流仍为I2=1A，由P=UI可得，通过滑动变阻
器R的电流：
5W
0.5A
10V
R
R
P
I
U
===，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流表
的示数：I=I R+I2=0.5A+1A=1.5A．
5..为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光
盘仪”。餐盘放在载盘台上，若盘剩余食物的质量达到或超过规定值。人一
旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如下图所示。电源电压3V不变，提示器的电阻R 0 恒为50 Ω，传感器R 1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示。开关s闭合后，问：
（1）根据表中数据当载盘台所载质量是100g时，R 1的阻值是多少?电路中的电流是多少？
（2）在第（1）问的基础上，通电5 s．电流通过R 1产生的热量是多少？
（3）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100g，此时盘剩余食物的质量是多少？
【解析】（1）根据表中数据可知，当载盘台所载质量是100g时，R1的阻值为100Ω；
此时电路的总电阻：R=R1+R0=100Ω+50Ω=150Ω；
电路中的电流：
3V
0.02A
150
U
I
R
===
Ω
；
（2）电流通过R1产生的热量：Q=I2Rt=（0.02A）2×100Ω×5s=0.2J；
（3）当电路中的电流达到0.03A，
3V
'100
'0.03A
U
R
I
===Ω；
则R1′=100Ω-50Ω=50Ω；
查表可知，载盘台所载质量为150g，则剩余食物的质量为150g-100g=50g．
6.如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“3V 1.5W”的字样，滑动变阻器R1的阻值变化围为0～70Ω，定值电阻R2的阻值为30Ω。求：
（1）小灯泡L正常发光时的阻值为多少？
（2）当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L恰好正
常发光，此时电流表的示数为多少？
（3）保证电流表有示数时，滑动变阻器的滑片应怎样移动，同时开关应怎样
闭合或断开才能使电路的总电功率最小？最小电功率为多少？
【解析】(1)小灯泡正常发光时的阻值：R L=U额2/P额=(3V)2/1.5W=6Ω
(2)当S1、S2和S3都闭合时，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L和电阻R2并联接入电路，电流表测干路电流，小灯泡L恰好正常发光，电源电压U=3V。
I1=U/R L=3V/6Ω=0.5A
I2=U/R2=3V/30Ω=0.1A
I=I1+I2=0.5A+0.1A=0.6A
(3)保证电流表有示示数时，当滑动变阻器的滑片滑到b端，开关S2断开，S1S2闭合时，R1和R2串联，电路总电阻最大，电路的总电功率最小。
该最小电功率为P最小=U2/R总=（3V）2/(70Ω+20Ω)=0.09W
7.如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”的字样，其电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为18Ω．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，小灯泡恰好正常发光．保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2，发现电路消耗的总功率变化了12W．求：
（1）小灯泡正常工作的电流．
（2）小灯泡的电阻．
（3）电源电压．
（4）当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值．
【解析】
（1）小灯泡正常发光时的电压U L=6V，功率P L=3W，
由P=UI可得，小灯泡正常工作的电流：I L=P L/U L=3W/6V=0.5A；
（2）由U=IR可得，灯泡的电阻：R_L =U L/I L=6V/0.5A=12Ω；
