2020-2021备战中考物理专题复习分类练习 电功率的综合计算问题综合解答题含答案解析

一、初中物理电功率的综合计算问题

1．如图所示，电源电压为6V且保持不变，R0=30Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，电流表的量程为“0-0.6A”，小灯泡上标有“3V1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则以下说法不正确的是

A．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是6-20Ω

B．当S闭合，S1、S2都断开时，电路消耗的最大功率是3W

C．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4W

D．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω

【来源】天津市和平区2019-2020学年九年级（上)期末物理试题

【答案】C

【解析】

【详解】

A．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与灯泡串联。由2UPR可得，小灯泡的电阻为：

22L3V=6Ω1.5WURP额额；

由P=UI可得小灯泡正常发光时的电流：

1.5W==0.5A3VPIU额额；

当电路中电流最大时，电阻最小，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：

6V-3V=6Ω0.5AUURI额小；

滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，则最大阻值R大=20Ω，故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω～20Ω；故A正确，不符合题意；

B．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与L串联，电阻最小时电流最大，其最大电流：

6V==0.5A6Ω+6ΩUIR最大最小；

电路消耗最大功率：

P最大=UI最大=6V×0.5A=3W；

故B正确，不符合题意；

C．S、S1、S2都闭合，滑动变阻器与R0并联，通过R0的电流： 106V=0.2A30ΩUIR；

当滑动变阻器的阻值最大时，此支路上的电流最小，则：

26V=0.3A20ΩUIR最大；

则干路上的电流：

I最小=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A；

电路消耗的总功率最小值：

P最小=UI最小=6V×0.5A=3W，

故C不正确，符合题意；

D．由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A，则电路消耗的总功率最大，电路中的总电阻：

6V=10Ω0.6AURI总；

滑动变阻器与R0并联，则：

0111RRR滑总 ，

即：

11=10Ω30Ω1R滑 ，

解得R滑=15Ω．故D正确，不符合题意。

2．小明设计了一个多档位电加热器，电路如图所示，其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其消耗的电功率可忽略不计。小明设想通过开关的组合，使电加热器具有多档功率。当只S1闭合时，测得功率为200W；当只S2闭合时，测得功率为100W；此电热器最大发热功率为800W，则（ ）

A．当只S3闭合时，电热器功率为500W

B．此电热器共有六档不同的功率

C．电阻R1、R2、R3的阻值之比为5∶10∶2

D．正确使用此电热器，在连续用电1min内可能耗电24000J

【来源】2019年河北省唐山市丰润区中考一模物理试题

【答案】AC

【解析】

【分析】

(1)由电路图可知，三个发热电阻并联，由并联电路特点可以求出各电阻的功率，求出只有S3闭合时的功率；

(2)三个开关的通断组合成不同的连接方式，其发热功率不同；

(3)由电功率的变形公式求出三个发热电阻的比值；

(4)由电功公式WPt分析电热器消耗的电能。

【详解】

A．三个开关都闭合时，三个发热体并联，功率等于三个功率之和，最大为800W，所以当只S3闭合时，电热器功率为

312800W200W100W500WPPPP

故A正确；

B．三个开关的通断组合成的连接方式有：只S1闭合；只S2闭合；只S3闭合；只S1、S2闭合；只S1、S3闭合；S2、S3闭合；只S1、S2、S3都闭合；共七种组合方式，即为七个档位，故B错误；

C．由2UPR可得，三个发热电阻的阻值之比

222123123111::::::5:10:2200W100W500WUUURRRPPP

故C正确；

D．只S1闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

411200W60s1.210JWPt

只S2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

322100W60s610JWPt

只S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

433500W60s310JWPt

只S1、S2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4412()(200W100W)60s1.810JWPPt

只S2、S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4523()(100W500W)60s3.610JWPPt

只S1、S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4613()(200W500W)60s4.210JWPPt

开关全部闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

47123()(200W100W500W)60s4.810JWPPPt

故D错误。

故选AC。

3．如图是一个电加热器的工作原理图，其中1R和2R是阻值不变的发热电阻；已知加热器的额定电压为220V，额定加热功率990W，额定保温功率为110W。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（ ）

A．加热器的功率为110W时，开关S、1S都闭合

B．开关S闭合，1S由断开到闭合，电路中电流变大，2R的功率变大

C．电阻1R与2R的阻值之比为1∶8

D．若用电高峰期实际电压为200V，加热器保温状态下的实际功率约为90.9W

【来源】2020年四川省成都市锦江区中考二诊物理试题

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

A．只闭合开关S，两电阻串联，电阻较大，根据2UPR知，在电压一定时，电功率较小，加热器处于保温状态，则此时加热器的功率为110W，故A错误；

B．开关S闭合，S1断开时，两电阻串联，S1闭合时，电阻R1被短路，只有电阻R2工作，电阻减小，根据UIR知，电路的电流增大，R2的电阻不变，根据22PIR知R2的功率变大，故B正确；

C．因为2

2UPR加热、212UPRR保温，且P加热=990W、P保温=110W，所以

22

212::990W:110WUUPPRRR加热保温

即

12291RRR

所以

1281RR

故C错误；

D．只闭合开关S，加热器处于保温状态，两电阻串联，保温功率为110W，则

2212(220V)=440Ω110WUPRR额保温 当实际电压为200V时，实际功率约为

2122(200V)=90.9W440ΩURRP额实

故 D正确；

故选BD。

4．如图，把E、F两点接入电压为U的电源两端，当开关S1和S2都闭合时，电路消耗的总电功率为P1；当开关S1和S2都断开时，电路消耗的总电功率为P2。若把 A、E 两点接入电压为U的电源两端且只闭合开关S2时，电路消耗的总电功率为 P3。已知P2：P3= 9∶5，则

（ ）

A．R1：R2=5∶4 B．R1：R2= 4∶5 C．P1：P2= 9∶4 D．P1：P2=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S1和S2都闭合时，电路消耗的总电功率为

211212UPRRRR

当开关S1和S2都断开时，电路消耗的总电功率为

222UPR

把 A、E 两点接入电压为U的电源两端且只闭合开关 S2时，电路消耗的总电功率为

2312UPRR

由以上三式联立求得

1245RR∶∶，1294PP∶∶

故AD不符合题意，BC符合题意。

故选BC。

5．如图所示，电源电压保持不变，R2=50Ω，闭合S1，断开S2，R1的电功率P1=0.1W，电压表示数为U1．开关都闭合时，电压表示数为6U1．用电阻R3替换R1、R2中的某一个，闭合开关S1，断开S2，电压表示数为U2，电路的总功率为P2，U2与U1相比，变化了0.5V．则下列结论正确的是（ ）

A．R3可能是110Ω B．R3可能是5Ω

C．P2可能是0.54W D．P2可能是0.65W

【来源】四川省成都市2018年中考物理试题

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】

由电路图知道，开关都闭合时，电路中只有R1，电压表测电源两端的电压；由电压表的示数知道，电源的电压U=6U1；当闭合S1，断开S2 时，R1与R2 串联，电压表测R1两端的电压；由于串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压是：UR2 =U-U1 =6U1 -U1 =5U1，由于串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流是：I=U1/R1=UR2/R2，即U1/R1=5U1/50Ω，故R1 =10Ω；又因为R1的电功率是P1=0.1W，所以，由P=I2 R知道，此时电路中的电流是：I=，根据串联电路的特点知道，电源的电压是：U=I（R1 +R2）=0.1A×（10Ω+50Ω）=6V，所以U1 =U/6=6V/6=1V，

当用电阻R3替换R1 后，闭合开关S1 断开S2 时，R2与R3 串联，电压表测R3 两端的电压；

（1）若U2 与U1 相比增加了0.5V，则电压表的示数U2 =1.5V，R2 两端的电压UR2′=U-U2

=6V-1.5V=4.5V，此时电路中的电流是：I1 =UR2′/R2=4.5V/50Ω=0.09A，则R3 的阻值是：R3

=U2/I1=1.5V0.09A≈16.7Ω，电路的总功率是：P2 =UI1 =6V×0.09A=0.54W；

（2）若U2 与U1 相比减小了0.5V，则电压表的示数是U2 =0.5V，R2 两端的电压UR2″=U-U2

=6V-0.5V=5.5V，此时电路中的电流是：I2 =UR2′/R2=5.5V/50Ω=0.11A，则R3 的阻值是：R3

=U2/I2=0.5V/0.11A≈4.5Ω，电路的总功率是：P2 =UI2 =6V×0.11A=0.66W，故C正确，D错误；

当用电阻R3 替换R2 后，闭合开关S1 断开S2 时，R1 与R3 串联，电压表测R1 两端的电压，

（1）若U2 与U1 相比增加了0.5V，则电压表的示数是：U2 =1.5V，R3 两端的电压是：U3=U-U2 =6V-1.5V=4.5V，此时电路中的电流是：I3 =U2/R1=1.5V/10Ω=0.15A，则R3 的阻值是：R3 =U3/I3=4.5V/0.15A=30Ω，电路的总功率是：P2 =UI3 =6V×0.15A=0.9W；

（2）若U2 与U1 相比减小了0.5V，则电压表的示数是：U2 =0.5V，R3 两端的电压是：U3=U-U2 =6V-0.5V=5.5V，此时电路中的电流是：I4 =U2/R1=0.5V/10Ω=0.05A，则R3 的阻值是：R3

=U3/I4=5.5V/0.05A=110Ω，电路的总功率是：P2 =UI4 =6V×0.05A=0.3W，故AB错误，综上所述，只有AC正确，故选AC．

【点睛】