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1、一、初中物理电功率的综合计算问题1 如图甲所示，电源电压恒为9V.滑动变阻器的最大阻值为100，电子元件R 在 0.1A0.4A 的电流范围内均能正常工作，若该电子元件的U-I 图像如图乙所示，则该电子元件在其正常工作的范围内，下列判断正确的是()A该电子元件两端的电压增大时，其电阻增大B该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为4:1C该电子元件在某个正常工作状态下，它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率D滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5 100 【来源】湖北省武汉市第三寄宿学校20192020 学年九年级12 月月考物理试题【答案】 C【解析】【详解】A由该电子元件的U-I 图
2、像可知，当电压为2V 时，电流为0.1A；由欧姆定律得，此时的电阻是：U2VR20I0.1A当电压为 4V 时，电流为 0.4A；由欧姆定律得，此时的电阻是：R U 4V10I0.4A可知，该电子元件两端的电压增大时，其电阻减小；故A 项错误；B由该电子元件的U-I 图像可知，当电流为0.1A 时，电压为2V；此时消耗的电功率是；PUI2V 0.1A0.2W由该电子元件的 U-I 图像可知，当电流为0.4A 时，电压为 4V；此时消耗的电功率是；PU I 4V 0.4A1.6W该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为：1.6W80.2W1故 B 项错误；CD由该电子元件的U-I 图像可知，当电
3、流为0.4A 时，电压为4V；此时消耗的电功率是1.6W ；此时滑动变阻器两端的电压是：U 滑 = UU 电子 =9V4V=5V由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：I 滑 =I 电子 =0.4A此时滑动变阻器消耗的电功率是：P滑U 滑 I 滑5V0.4A2W此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，为：R滑U 滑5VI 滑12.50.4A由该电子元件的U-I 图像可知，当电流为0.1A 时，电压为2V；此时消耗的电功率是0.2W ；此时滑动变阻器两端的电压是：U 滑 =UU电子 =9V2V=7V由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：I 滑 =I 电子 =0
4、.1A此时滑动变阻器消耗的电功率是：P滑 U 滑 I 滑7V 0.1A0.7W此时滑动变阻器接入电路的阻值是：R滑 U滑7V70I 滑 0.1A所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5 70；由该电子元件的 U-I 图像可知，当电流为0.2A 时，电压为3V；此时消耗的电功率是；PU I 3V0.2A0.6W此时滑动变阻器两端的电压是：U 滑 =U U电子 =9V3V=6V由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：I 滑 =I 电子 =0.3A此时滑动变阻器消耗的电功率是：P滑 U 滑 I 滑 6V0.3A1.8W可见该电子元件在某个正常工作状态下，它滑耗的电功率总是小于此时
5、滑动变阻器消耗的电功率；故 C 项正确、 D 项错误；2 如图所示的电路中，电源电压12V 且保持不变，灯丝电阻不随温度变化，灯泡L 的额定功率为 7.2W 。当开关 S1、 S2 都闭合时，通过灯泡的电流为I1，灯泡正常发光；当开关S1 闭合 S2 断开时，通过灯泡的电流为I2，灯泡的功率是 3.2W，则下列计算结果不正确的是（）A灯泡电阻是20B电阻R 的阻值是20C当开关S1 闭合S2 断开时，电阻R 的功率是1.6WD I1 I2=9 4【来源】四川省成都南开为明学校2019-2020学年九年级4 月月考物理试题（在线考试)【答案】BD【解析】【分析】【详解】A当开关S1、 S2 都闭
6、合时，电路为灯泡的简单电路，灯泡正常工作，电源的电压为12V，电路中的电流P额7.2WI1=0.6AU12V灯泡的电阻U12VL=20 R =I10.6A故 A 正确，不符合题意；12R 串联，电路中的电流BC当开关 S闭合 S 断开时，灯泡和电阻I2=P实 = 3.2W =0.4ARL20电路中的总电阻U12V=30 R 总=0.4AI 2R 的阻值R=R 总 -RL=30 -20 =10 电阻 R 的功率PR=I22R=(0.4A)2 10 =1.6W故 B 错误，符合题意，C 正确，不符合题意；D两次通过灯泡的电流之比I1 I2=0.6A 0.4A=3 2故 D 错误，符合题意。故选 B
7、D。3 小灯泡 L 的额定电压为3V，它的 IU 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“102A”字样。下列说法中正确的是（）A电源电压为 4. 5VB0 45W小灯泡的额定功率为.C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3【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
8、接入电路，与灯泡串联，由图象甲可知，当电压表示数为U L1.5V ，电路中的电流为I0.3A ，由欧姆定律UI可得，滑动变阻器两端的电压RU 滑IR滑0.3A 10 3V根据串联电路电压的特点可得，电源电压为U U L U 滑1.5V 3V4.5V故 A 正确；B由图甲可知，当灯泡两端的电压U 额3I0.5A，由P UI可V时，电路中的电流得，灯泡的额定功率P额U 额 IVAW30.51.5故 B 错误；C小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为U 滑UU 额4.5V3V1.5V由 PUI 可得，滑动变阻器消耗的功率P滑U 滑 I1.5V0.5A0.75W故 C 正确；UD由 R可得，滑动变阻
9、器接入电路的电阻IU 滑1.5V = R滑3I0.5A故 D 正确。故选 ACD 。4 如图所示的电路中，电源两端电压为U，且保持不变，R1、 R2 和 R3 为三个定值电阻，已知 R1=10 。当只闭合开关 S2 时，电流表的示数为0.3 A，电路消耗的总功率为P， R2 消耗的电功率为 P2；当三个开关都闭合时，电流表的示数改变了1.5 A，电路消耗的总功率为P， R2消耗的电功率为 P2。当只断开开关 S1 时，电流表的示数为0.6 A。下列判断正确的是（）A U=12 V， R2 =20 B U=9 V， R3 =30 C R3=15 ， P2:P2=1:4D R2 =20 ， P:
10、P=1:6【来源】【万唯】2019年贵州省遵义市初中毕业生学业（升学) 统一考试综合理科（物理部分 ) 试题（白卷 )【答案】 AD【解析】【详解】当只闭合开关 S2时，等效电路图如图 1 所示；当三个开关都闭合时，等效电路图如图2 所示；当只断开开关S1 时，等效电路图如图3 所示。由图 1 可得：I1U=0.3A ；R2R3PUI 10.3U ；P2I 12 R20.09 R2 ；由图 2 可得：I 2UUUU0.3A=1.8A；R1R2101.5AR2P 1.8U ；由图 3 可得：I 3U0.6A ；R2因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以：P2I 32 R20.36 R2 ；由
11、式可得：P P 0.3U1.8U16 ；由两式可得：P P0.09 R0.36 R14 ；2222B由 两式可得： U=12 V ，故 B 错误；AD代入 式可得： R2=20 ，故 AD 正确；C代人 式可得： R3=20 ，故 C 错误。故选 AD。5 定值电阻 R ? R2 和滑动变阻器 R3 接入如图电路中，电源电压不变。当开关S1 闭合，1S2 断开，滑片 P 位于 a 点时，电压表 V1 和 V2 的示数之比 U 1 :U 22 :1 ，电流表的示数I11A；当开关 S1 闭合， S2 断开，滑片 P 位于最右端时，电压表V1 和 V2 的示数之比U 3: U 41: 3。当开关
12、S1 断开， S2 闭合，两个电压表 V1 和 V2 的示数之比U 5: U 63:1。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 S1 ? S2 断开，调节滑片P 时， R3 的功率不超过6.75WB当开关 S1 闭合， S2 断开，滑片P 位于 a 点时， R3 的功率为18WC滑动变阻器最大阻值为45D电源电压为27V【来源】【万唯】【答案】 AD【解析】【分析】【详解】当开关 S1 闭合，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S2 断开，滑片P 位于 a 点时，等效电路图如解图1 所示：)此时U 1
13、 :U 2R1 : RA2 :1UI 1R1RA当开关S1 闭合，S2 断开滑片P 位于最右端时，等效电路图如解图2 所示：此时U 3 :U 4R1: R31: 3当开关S1 断开，S2 闭合时，等效电路如解图3 所示：此时U 5 :U 63:1 ，则R1 : R22:1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：9WU 2R1R2R3由以上分析可得：R33R1R2RA0.5R1所以：U1A R10.5R1U 29WR10.5R13R1可求得： U27V ， R118，则 R2RA9， R354当开关 S1 闭合， S2 断开，滑片 P 位于 a 点时， R3 的功率P3 I12
14、 R4(1A) 299W当开关 S1 、 S2 断开，调节滑片P 时， R3 的功率U2U 2P3I2R3R3R1R2R3R12R2 R3R3U 2U 2U 2R1 R22R1R224 R1R2R3R1 R22R3R3R3R2R3R3R34 R1P3 的最大值在R3R1R2时取得，且最大值U 2Pmax6.75W4 R1R2故选 AD。6 如图所示，电源电压恒为6V，小灯泡L 标有“ 4V 1.6W”字样（阻值保持不变），R1=20 。滑动变阻器R2 标有“ 30 1A”。电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V。下列说法正确的是（）A闭合 S2，断开 S1、 S3 时，通过电阻R1 电
15、流为 0.2AB断开 S2，闭合 S1、S3 时，滑动变阻器R2 连入阻值范围5 10 C闭合开关S，断开 S 、 S时，电灯 L 消耗的功率范围为 0.225W0.9W312D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S，断开 S 、S时，灯泡和电阻R串联接在电路中，灯泡的电2131阻大小是U L224VRL10PL1.6W根据欧姆定律可知，通过电阻R1 电流大小是I 1U6V0.2AI10 20RL R1即通过电阻R1 电流是 0.2A ， A 正
16、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00.6A，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U6V10R20.6AI max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10 30 ， B 错误；312时，灯泡和变阻器2串联接在电路中，根据2R可知，C闭合开关 S，断开 S 、 SRP I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I min6V0.15A10 30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U L0.15A
17、101.5V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PLmin I min22RL0.15A10 0.225W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U L0.6A106V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I max3V0.3A10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PLmax I max2RL20.3A10 0.9W综上所述，电灯 L 消耗的功率范围为0.225W0.9W ， C 正确；D闭合所有开关，灯泡被短路，电阻1
18、2PU22R、 R 并联接在电路中，根据可知，当RR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6VR2min100.6A电功率大小是U 226VP2max3.6WR2min10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 30，其电流大小是U6VI 2min0.2AR2max30这个电流大小符合电路的安全要求，那么其电功率大小是U 226VP2min1.2WR2max30那么滑动变阻器R2 消耗的最大功率和最小功率之比是P2max : P2min 3.6W :1.2W3:1D 正确。故选 ACD。7 有两个电路元件A 和 B，流过元件的
19、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6.25B 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 I A=0.4A 时， A 两端的电压 U A=2.0V ，由 I=UR 可得， A 的电阻值：U A2.0V5RA0.4AI A故 A 错误；B A 和 B
20、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，通过两元件的电流 I A=IB =0.4A ，由图象可知 ,两元件两端的电压 U A=2.0V ， UB=2.5V ，由 P=UI 可得，A. B 的电功率之比：PAU A I AU A2.0V 4PBU B I BU B2.5V 5故 B 错误；C A 和 B 并联在电压为2.5V 的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，元件两端的电压 U AU B2.5V ，由图象可知 ,通过两元件的电流 I A 0.5AI B 0.4A ，则 A. B 的电功率之比：PAU A I AI A0.5A5PBU B I BI B
21、0.4A4故 C 正确；D当 A 和 B 串联，两者电阻相同时，它们两端的电压和通过的电流相等，由图象可知，电路中的电流为0.6A ，两元件两端的电压均为3V时符合，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U U A U B3V3V 6V故 D 错误。8 两只电炉，其电阻值分别为R1 和R2 （ R1 R2 ）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P1 和 P2 ，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P1和 P2电路消耗的总功率为P . 则A P1 P2 ， P1 P2BP1P21P2PC P1P2P
22、11D + 112PPP【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2可知，电阻大的消耗的功率大即P P，且PI R12P1P2P ；U2可知，电阻小的消耗的功率大，即P1 P2 ；因为：当两电阻并联时，由 PRP1P2U 2U 2RR1R2P1P2U 2U 2U 2 (R1R2 )R1R2R1R2所以：U 2 U 2 ( R1R2 )R1R2R1 R2即：P1P2 P1 P2因为1111P1U 2 ，P2U 2R1R2所以11R1R21P1P2U 2P而不等于1；综上分析，故选D。P9 小明设计了一个多档位
23、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500WB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 2D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
24、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P3 PP1P2800W200W100W500W故 A 正确；B三个开关的通断组合成的连接方式有：只S 闭合；只 S 闭合；只 S 闭合；只 S 、S21231闭合；只 S1323123、S闭合； S 、S 闭合；只 S 、 S 、 S 都闭
25、合；共七种组合方式，即为七个档位，故 B 错误；C由 PU2可得，三个发热电阻的阻值之比RR1: R2 : R3U 2U 2U 21:1:1P1:5:10: 2P2P3 200W100W500W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W1Pt1200W60s1.2104 J只 S2 闭合时，工作1 分钟，该电加热器消耗的电能W2P2t100W60s6103 J只 S3 闭合时，工作1 分钟，该电加热器消耗的电能WPt500W60s3104 J33只 S1、 S2 闭合时，工作1 分钟，该电加热器消耗的电能W4(P1P2 )t(200W100W)60s1.8104
26、J只 S2、 S3 闭合时，工作1 分钟，该电加热器消耗的电能W5(P2P3 )t(100W500W)60s3.6104 J只 S1、 S3 闭合时，工作1 分钟，该电加热器消耗的电能W6( P1P3 )t(200W500W)60s4.2104 J开关全部闭合时，工作1 分钟，该电加热器消耗的电能W( PPP )t(200W100W500W)60s4.8104 J7123故 D 错误。故选 AC 。10 额定电压均为6V 的甲、乙两灯的I U 图线如图所示，则下列说法不正确的是（）A甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大B甲、乙两灯的额定功率之比为21C甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时，
27、电阻之比为23D甲、乙两灯串联接在电压为【来源】四川省达州市达川区8V 的电源两端时，实际功率之比为1 92019-2020 学年九年级（上) 期末物理试题【答案】D【解析】【分析】(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值，根据欧姆定律求出对应的电阻，然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系；(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流，根据PUI求出甲、乙两灯的额定功率之比；(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时，它们两端的电压均为2V，根据图像读出通过的电流，根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比；(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时，通过它们的电流相等，且总电压等于8V，根据图像读出符合要求的电流和电压，根据P UI 求出两灯泡的实际功率之比。【详解】A由图像可知，甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、 6V 时，通过甲的电流依次为0.3A、0.6A，通过乙的电流依次为0.2A、 0.3A，由 IU的变形式 RUR可知，甲灯泡的电阻依I次为 6.67 、 10，乙灯泡的电阻依次为10、 20，所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大，则A 正确，不符合题意；B甲、乙两灯的额定电压均为6V，通过的电流I 甲额 0.6A，I 乙额 0.3A，则甲、乙两灯的额定功率之比：PU 甲额 I甲额6V0.6A2甲额，PU乙额 I乙额6V0.3A1乙额则 B 正确，不符合题意；