中考物理(电功率的综合计算问题提高练习题)压轴题训练及答案解析

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，则灯泡的额定电压15VUU额此时通过灯泡的电流LL15V0.75A20ΩUIR则灯泡的额定功率L15V0.75A11.25WPUI额额通过R1的电流1L0.8A0.75A0.05AIII则电阻R1的阻值1115V300Ω0.05AURI根据电路图和2UPR可知，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；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；则电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比maxmin:::0.8A:0.3A8:3PPUIUIII故BC错误、D正确。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“10Ω2A”字样。下列说法中正确的是（）A．电源电压为4.5VB．小灯泡的额定功率为0.45WC．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为0.75WD．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，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。4．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。5．如图所示，电源电压恒为6V，小灯泡L标有“4V1.6W”字样（阻值保持不变），R1=20Ω。滑动变阻器R2标有“30Ω1A”。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0.2AB．断开S2，闭合S1、S3时，滑动变阻器R2连入阻值范围5Ω~10ΩC．闭合开关S3，断开S1、S2时，电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9WD．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1L16V0.2A10Ω20ΩUIIRR即通过电阻R1电流是0.2A，A正确；B．断开S2，闭合S1、S3时，只有滑动变阻器R2接入电路，电流表的量程为0~0.6A，当电路的电流最大是0.6A，滑动变阻器接入电路的阻值大小是2max6V10Ω0.6AURI这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值，所以滑动变阻器R2连入阻值范围是10Ω~30Ω，B错误；C．闭合开关S3，断开S1、S2时，灯泡和变阻器R2串联接在电路中，根据2PIR可知，当电路中的电流最小时，灯泡的电功率最小，这时电路中的总电阻最大，电路中的电流大小是min6V0.15A10Ω30ΩI这个电流值大小没有超过电流表的量程，也没有超过滑动变阻器的最大电流限度电压表的示数是L0.15A10Ω1.5VU这个电压值没有超过电压表的量程，这时灯泡的最小电功率是22LminminL0.15A10Ω0.225WPIR当电路中的电流最大时，灯泡的电功率最大，这时电路中的总电阻最小，假如电流大小是0.6A，那么电压表的示数是L0.6A10Ω6VU这个电压的数值大过了电压表的量程，所以电流不能是0.6A，假如电压表的示数达到最大3V，这时电流最大，大小是max3V0.3A10ΩI这个电流值大小符合电路的安全要求，所以灯泡的最大电功率是22LmaxmaxL0.3A10Ω0.9WPIR综上所述，电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W，C正确；D．闭合所有开关，灯泡被短路，电阻R1、R2并联接在电路中，根据2UPR可知，当R2的电阻最小时，其电功率最大，流过它的电流最大，是0.6A，其阻值大小是2min6V10Ω0.6AR电功率大小是222max2min6V3.6W10ΩUPR当R2的电阻最大时，其电功率最小，流过它的电流最小，假如R2的电阻是30Ω，其电流大小是2min2max6V0.2A30ΩUIR这个电流大小符合电路的安全要求，那么其电功率大小是222min2max6V1.2W30ΩUPR那么滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比是2max2min:3.6W:1.2W3:1PPD正确。故选ACD。6．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。7．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是()A．A的电阻值为6.25ΩB．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A．B的电压之比为5:4C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A．B的电功率之比为5:4D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V【来源】内蒙巴彦淖尔市第五中学2019-2020学年九年级（上)期末测试物理试题【答案】C【解析】【详解】A．由图象可知，当通过A的电流IA=0.4A时，A两端的电压UA=2.0V，由I=UR可得，A的电阻值：AAA2.0V50.4AURI故A错误；B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，因串联电路中各处的电流相等，所以，通过两元件的电