中考物理电功率的综合计算问题(大题培优)含详细答案

一、初中物理电功率的综合计算问题1．如图甲所示，已知电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~6V，滑动变阻器R2的规格为“40Ω0.5A”。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法中正确的是（）A．R1的阻值为20ΩB．电压表的变化范围是3V~6VC．滑动变阻器的取值范围是6Ω~40ΩD．电路总功率的变化范围是1.28W~4W【来源】江苏省扬州市梅岭中学2019届九年级中考二模物理试题【答案】B【解析】【分析】根据图像，利用串联电路特点和欧姆定律，求出电源电压和电阻R1的值，根据变阻器铭牌和电表的量程，求出变阻器接入电路的阻值范围，由PUI求电路的总功率。【详解】A．由甲图知道，R1与R2串联，电压表测R2的电压，根据串联电路特点，由图乙可知1111.3VA50UUIRR滑------①2112.5VA30UUIRR滑------②由①②解得：R1=10Ω，U=8V，故A错误；BCD．由滑动变阻器R2的规格为“40Ω0.5A”，当移动滑片使电流表示数达到I大=0.5A时，变阻器接入电路的电阻最小，电压表的示数最小，由P=UI可得此时电路的总功率最大，则电压表的示数最小为18V0.5A10Ω=3VUUIR小大变阻器接入电路的最小电阻Ω3V0 6.5ARUI小小大电路的最大总功率8V0.5A4WPUI大大根据串联电路的分压特点，变阻器接入电路的电阻越大，其两端电压越高，最高电压不超过6V，定值电阻R1两端的电压为18V6V2VUUU大此时的总电流为112V0.2A10ΩUIR小滑动变阻器的最大电阻为6V30Ω0.2AURI大大小电路的最小功率为221W()8V1.610Ω30ΩUPRR小大综上所述，电压表的变化范围是3V~6V；滑动变阻器的取值范围是6Ω~30Ω；电路总功率的变化范围是1.6W~4W，故B正确、CD错误。故选B。2．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∶4B．R1：R2=4∶5C．P1：P2=9∶4D．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。3．定值电阻1R､2R和滑动变阻器3R接入如图电路中，电源电压不变。当开关1S闭合，2S断开，滑片P位于a点时，电压表1V和2V的示数之比12:2:1UU，电流表的示数11AI；当开关1S闭合，2S断开，滑片P位于最右端时，电压表1V和2V的示数之比34:1:3UU。当开关1S断开，2S闭合，两个电压表1V和2V的示数之比56:3:1UU。通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片，使电路消耗的功率最小为9W。下列说法正确的是（）A．当开关1S､2S断开，调节滑片P时，3R的功率不超过6.75WB．当开关1S闭合，2S断开，滑片P位于a点时，3R的功率为18WC．滑动变阻器最大阻值为45ΩD．电源电压为27V【来源】【万唯】2019年四川省成都市高中阶段教育学校统一招生考试物理试题（黑卷)【答案】AD【解析】【分析】【详解】当开关1S闭合，2S断开，滑片P位于a点时，等效电路图如解图1所示：此时121::2:1AUURR11AUIRR当开关1S闭合，2S断开滑片P位于最右端时，等效电路图如解图2所示：此时3413::1:3UURR当开关1S断开，2S闭合时，等效电路如解图3所示：此时56:3:1UU，则12:2:1RR当电路消耗功率最小的时候，电路等效图如解图4所示：所以：21239WURRR由以上分析可得：313RR2A10.5RRR所以：111A0.5URR21119W0.53URRR可求得：27VU，118R，则2A9RR，354R当开关1S闭合，2S断开，滑片P位于a点时，3R的功率22314(1A)99WPIR当开关1S、2S断开，调节滑片P时，3R的功率22233321231233UUPIRRRRRRRRR2222221231231231231233344UUURRRRRRRRRRRRRRRRR3P的最大值在312RRR时取得，且最大值2max126.75W4UPRR故选AD。4．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（）A．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮B．乙灯的灯丝较细，正常发光时的电流较小C．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较小D．乙灯的实际功率一定是25W【来源】广东省深圳市福田区2019-2020学年九年级（上)期末物理试题【答案】B【解析】【详解】A．由甲、乙图和电功率变形公式2URP可知，甲灯的电阻小于乙电阻。当两灯串联时电流相等，乙灯的实际功率大于甲灯实际功率，甲灯没有乙灯亮，故A错误；B．乙灯的灯丝较细，电阻大，正常发光时由公式=UIR可知通过乙灯的电流比甲灯小，故B正确；C．两灯均正常发光时，由于没有给出发光时间，无法比较哪盏灯灯耗电能多，故C错误；D．乙灯的额定功率为25W，实际功率是实际电压下的功率，如果实际电压不等于额定电压，实际功率就不等于额定功率，故D错误。故选B。5．小文同学在探究“电流与电压关系”实验中，分别测量了定值电阻R和小灯泡L在不同电压下的电流值，并根据数据绘制了I-U图象，如图所示。下列说法中正确的是（）A．①是小灯泡的I-U图像，②是定值电阻的I-U图像B．当通过定值电阻R的电流为0.2A时，它消耗的电功率为0.4WC．把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为9V的电路中，电路中的电流是0.4AD．当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中，电路中总电流为1A【来源】北京市东城区2019-2020学年九年级（上)期末考试物理试题【答案】B【解析】【详解】A．定值电阻R的阻值大小不变，由UIR可知1IUR，因1R的大小不变，那么定值电阻的I-U图像应该是过原点的直线，即①是定值电阻的I-U图像；而小灯泡L的阻值随温度的变化而变化，那么②是小灯泡的I-U图像；A错误；B．当通过定值电阻R的电流为0.2A时，由图像可知，此时定值电阻R的电压是2V，那么它消耗的电功率是2V0.2A0.4WPUIB正确；C．从图中可以看到，当把定值电阻R和小灯泡L串联后，电流是0.5A时，定值电阻R两端的电压是5V，小灯泡L的电压是4V，这时刚好符合电源电压恒为9V的电路，电流是0.5A，不是0.4A，C错误；D．当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中，从图中可以看到，定值电阻R的电流是0.4A，小灯泡L的电流是0.5A，电路中总电流为0.9A，D错误。6．如图，电路中电源电压恒为6V，定值电阻R2为10Ω，滑动变阻器R1的规格为“20Ω0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。则：A．电压表测量的是电阻R2两端的电压B．当变阻器R1的滑片P向右适度移动时，电压表的示数变小C．为了保证电路中各元件安全工作，变阻器R1接入电路的阻值范围是2~10ΩD．当变阻器R1接入电路中的阻值是5Ω时，通电30s电阻R2产生的热量是24J【来源】重庆市永川区2019-2020学年九年级（上)期末考试物理试题【答案】C【解析】【详解】A．电压表测量的是电阻R1左端的电压，故A不符合题意；B．当变阻器R1的滑片P向右适度移动时，电压表的示数变大，故B不符合题意；C．当电路中的电流为0.5A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路的总电阻为6V120.5AURI变阻器R1接入电路的阻值为min212102RRR当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流为212226V3V0.3A10UUUIIRR变阻器R1接入电路的阻值为maxmax3V100.3AURI所以为了保证电路中各元件安全工作，变阻器R1接入电路的阻值范围是2~10Ω，故C符合题意；D．当变阻器R1接入电路中的阻值是5Ω时，电路的电流为126V0.4A510UUIRRR通电30s电阻R2产生的热量为22220.4A1030s48JQIRt故D错误。7．两只电炉，其电阻值分别为1R和2R（12RR＞）．将两只电炉串联后接入电压为U的电源上，两只电炉消耗的功率分别为1P和2P，电路消耗的总功率为P；将两只电炉并联后，仍接入电压为U的电源上，两只电炉消耗的功率分别为1P和2P电路消耗的总功率为P.则A．12PP＞，12PP＞B．1212PPPPC．12PPPD．'11P+'21P＝1P【来源】天津市第一中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题【答案】D【解析】【详解】当两电阻串联，电流一定相等；由2PIR可知，电阻大的消耗的功率大．即12PP＞，且12PPP；当两电阻并联时，由2UPR可知，电阻小的消耗的功率大，即12PP＜；因为：221212UUPPRRR22212121212()URRUUPPRRRR所以：22121212()URRURRRR＜即：1212PPPP＜因为21111UPR，22211UPR所以12212111RPPUPR而不等于1P；综上分析，故选D。8．如图所示，电源电压U保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，灯泡L的电阻是20Ω。当S闭合，S1断开，且滑片P在b端时，电流表示数为0.3A；当S、S1都闭合，且滑片P在a端时，此时小灯泡正常发光，电流表的示数为0.8A（不考虑温度对电阻的影响），则下列说法正确的是（）A．电源电压为12VB．电阻R1的阻值为250ΩC．电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为8:5D．小灯泡的额定功率是11.25W【来源】广东省广州市第六十五中学2019-2020学年九年级4月月考物理试题（线上检测)【答案】D【解析】【分析】当S闭合，S1断开，且滑片P在b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；当S、S1都闭合，且滑片P在a端时，灯泡与R1并联，电流表测干路电流，灯泡正常发光，先计算其电流，再由PUI计算其额定功率；根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R1的电流，再根据欧姆定律求出R1的阻值；当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的电阻最大，电路消耗的总功率最小，根据PUI求出其大小；当灯泡与R1并联时电路中的总电阻最小，电路消耗的总功率最大，根据PUI求出其大小，进一步求出两者的比值。【详解】A．由图知，当S闭合，S1断开，且滑片P在b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，由串联电路特点和欧姆定律可得，电源的电压L2()0.3A20Ω30Ω15V()UIRR故A错误；BCD．当S、S1都闭合，且滑片P在a端时，灯泡与R1并联，电流表测干路电流，此时小灯泡正常发光，则灯