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1、一、初中物理电功率的综合计算问题1 图甲是用于焊接塑料水管的热熔器，其电路如图乙所示。加热电阻R1=66 、 R2=176 ，S1 是手动控制开关，S2 是可随温度自动跳转的温控开关，R0 特殊限流电阻，热熔器加热时R0 电阻较大， LED指示灯发红光，保温时R0 电阻较小， LED指示灯发绿光。已知LED 发光时两端电压保持不变，则下列说法正确的是（）A当 S1、 S2 都闭合时，热熔器处于保温状态B保温状态时加热电路的电功率是200WC发红光时LED的电流等于发绿光时LED 的电流D当 S1 闭合， S2 断开时， R1 的功率大于R2 的功率【来源】湖南省长沙市师大附中集团2018-20
2、19 学年九年级（上) 期末考试物理试题【答案】 B【解析】【详解】A开关 S1 和 S2 都闭合时，加热电路只有R1 工作，加热电阻最小，由PU 2UIR可知，热熔器的加热功率最大，处于加热状态，故A 错误；B保温状态时，加热电路中R 与 R 串联，则加热电路的电功率：12P保温U 2(220V)2R1 R2200W，66 176故 B 正确；C由题可知，热熔器加热时R 的电阻较大， LED指示灯发红光，保温时R 的电阻较小，00LED指示灯发绿光，因两种情况下LED灯发光时两端电压保持不变，且电源电压为220V不变，所以，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，R0 两端的电压不变，由U可
3、IR知，热熔器加热时R0 的电阻较大，电路中的电流较小，即发红光时LED灯的电流小于发绿光时 LED灯的电流，故 C 错误；D开关 S1 闭合， S2 断开时，加热电路中R1 与 R2 串联，因串联电路中各处的电流相等，且由题可知 R1 R2，所以，由 PI 2 R 可知， R1 的功率小于 R2 的功率，故 D 错误。2 如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离，电压表V1、 V2 示数的变化量分别为U 1 、U 2 ，电流表示数的变化量为I ，阻值相同的定值电阻R1、 R2 消耗电功率的变化量分别为P1 、 P2 ，则下列判断正确的是（） U
4、1U 2 U1U 2ABU1U 2R1R2D P12R2）CIP2I（ R1I【来源】 2020 年天津市和平区中考一模物理试题【答案】 BC【解析】【分析】【详解】由电路图可知， R1 与 R0、 R2 串联，电压表V1测 R0 与 R2两端的电压之和，电压表V2 测 R2两端的电压，电流表测电路中的电流。AB将滑动变阻器的滑片P 从中点向 b 端移动一段距离，设移动前后电路中的电流分别为I 、 I ，由 I得，可得，电压表V 示数的变化量12U2RU 2U 2U 2I1R2I 2 R2 （ I1I 2）R2IR2则|U 2 | |IR 2 |因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电压表V
5、1 示数的变化量U 1U 1 U 1 （ U I1 R1）（ U I 2 R1）（ I 2 I1） R1IR1则|U 1 |IR1 |因 R12、 R 的阻值相同，所以|U 1 |U 2 |故 B 正确、 A 错误；C由 | U1 | R1 、 |U 2 | R2 得II|U1 |U 2 | RRII12故 C 正确；D定值电阻R1、 R2 消耗电功率的变化量分别为P1 、P2 ，则PP （ I22）（RR ）（ II）（ II ）（ RR ） （I II ）（RR ） I2111211212212212故 D 错误。故选 BC。E F两点接入电压为U的电源两端，当开关S23 如图，把 、1和
6、 S 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323P 。已知 P：P = 9 5，则（）A R1：R2=5 4B R1：R2= 45C 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PU 21R1R2R1 R2当开关 S1 和 S
7、2 都断开时，电路消耗的总电功率为U 2P2R2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P3U 2R1R2由以上三式联立求得R R45 ， P P941212故 AD 不符合题意， BC 符合题意。故选 BC。4 如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表量程为00.6A。图乙中 A、 B 分别是小灯泡和电阻 R1 两端的电压随电流变化关系图象。只闭合开关S、 S1，滑动变阻器的滑片 P 移至 a 端时，电路中的电流为0.2A；滑动变阻器的滑片移至b 端时，小灯泡恰好正常发光。只闭合开关 S、S3，调节滑片 P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10时，小灯
8、泡两端的电压恰好为 2V。则（）A电源电压为10VB小灯泡L 的额定功率6WC只闭合开关S、S2，滑动变阻器的滑片移至a 端时， 1.5min 电流通过R1 产生的热量为64JD闭合开关S，改变其它开关的通断及滑片的位置，电路消耗的最小功率可以达到1.2W【来源】辽宁省葫芦岛市连山区2019-2020 学年九年级（上) 期末测试物理试题【答案】 BC【解析】【分析】【详解】A由于灯泡灯丝电阻受温度影响，定值电阻阻值不发生变化，则小灯泡灯丝两端的电压随电流变化关系图象为曲线，定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直线，则由乙图数据可求R1 阻值为R1 = U14V=40I10.1A已知闭
9、合 S、 S3，调节滑片 P，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10时，小灯泡两端的电压恰好为 2V，此时电路为小灯泡与两电阻串联电路，由乙图可知此时电路电流为0.2A，则电源电压为U U L U 1U 2 =2V+0.2A40 +0.2A10 =12V故 A 不符合题意；B当闭合开关S、 S1，滑动变阻器的滑片移至b 端时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器接入阻值为0，此时电路为小灯泡的简单电路，小灯泡此时两端电压等于电源电压为12V，对应乙图可知此时电流为0.5A，则额定功率为P额 U 额 I 额12V0.5A=6W故 B 符合题意；C只闭合开关 S、S1，滑动变阻器的滑片 P 移至 a 端
10、时，电路中的电流为0.2A，此时电路为小灯泡与滑动变阻器串联电路，且滑动变阻器接入阻值最大，由乙图可知此时小灯泡两端电压为 2V，电源电压为 12V，则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V，由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为R2maxU 2max10VI 2=500.2A则当闭合开关S、 S2，滑动变阻器的滑片移至a 端时，电路为12R与 R 串联电路，由串联分压可求 R1 两端电压为U1R1U4048R1 R24012V=V509由于 R1为纯电阻，则 1.5min电流通过1产生的热量为R2248 VW1U 1t91.5 60s=64JR140故 C 符合题意；U2D由于电源电压不变，则
11、由P可知，当电路阻值最大时，电路总功率最小，则闭R合开关 S、 S3，滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大，功率最小，若最小功率为1.2W ，则此时电路电流为I minPmin1.2WU=0.1A12V则此时电路总电阻为U12VRmax=120I min0.1A则小灯泡此时电阻应为RL 实 =Rmax-R1-R2max=120 -40-50 =30 此时小灯泡分得电压应为UL 实=Imin RL 实=0.1A 30 =3V但由乙图可知，当小灯泡电流为0.1A 时，小灯泡两端电压不足2V，前后冲突，故D 不符合题意。故选 BC。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
12、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I1 1A；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 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
13、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】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 S1 闭合， 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 :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
14、以：U 29WR1R2R3由以上分析可得：R33R1R2RA0.5R1所以：U1AR10.5R1U 29W R10.5R13R1可求得： U27V， R118，则 R2 RA9， R354当开关 S闭合， S2断开，滑片 P 位于 a 点时， R的功率132299WP I1R4(1A)3当开关 S1 、 S2 断开，调节滑片P 时， R3 的功率U2U 2P3I 2R3R1R3R3R12R2R2R3R3U 2U 2U 2R1R2R32R1R224 R1R2 R3R1 R22R3R3R2R3R3R34 R1P3 的最大值在R3R1R2时取得，且最大值U 26.75WPmax4 R1R2故选 AD
15、。6 定值电阻R1、 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， S2断开，滑片P 位于 a 点时，电压表V1 和 V2 的示数之比 U 1： U 2 2：1，电流表的示数I1=1A；滑片P 位于最右端时，电压表V1 和 V2的示数之比 U 1 ： U 22：5 。当开关 S1 断开， S212的示数之比31：，通过开关的闭合与断开及调闭合，两个电压表 V和 VU 1 ： U 2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电源的电压为24VB滑动变阻器的最大阻值是24C当开关S1 断开， S2 闭合，电路消耗的功率为32WD当开关S1 合
16、， S2 断开，调节滑片P 位置， R3 消耗的最大功率为9W【来源】 2019 年四川省成都市青羊区树德实验中学中考二模物理试题【答案】 AD【解析】【分析】【详解】A当开关S1 闭合， S2 断开， R3 滑片 P 位于 a 点时等效电路为图1 所示：；当开关 S1 闭合， S2 断开， R3 滑片 P 位于最右端时等效电路为图2 所示：；当开关 S1 断开， S2 闭合的等效电路如图3 所示：；在可能得到的各种电路中，只有当开关S1、 S2 都断开，并且滑动变阻器的滑片位于最右端时，电路的总电阻最大，消耗的电功率最小，此时的等效电路如图4 所示：；图 1 中：由于串联电路中各处的电流相等
17、，且U 1：U2 2：1，根据 IU可得RU 1R1I 1U 12RaU 2U 21I 1所以Ra1 R12根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得，电源电压U I1( R1 Ra ) 1A (R11 R1 ) 1A3 R122图 2 中：根据 IU可得RU 1R1I 2U 12RbU 2U 25I 2即R5 Rb2 1图 3 中：根据串联电路的电阻特点和IU可得RU1I 3 R1R2RR312U 2I 3 R2R21解得R21 R12图 4 中PminU 2U 2U2R2Rb159W R14R1R12 R12R1由两式可得：R1 =16 ， U=24V，故 A 正确；B滑动变阻器的
18、最大阻值Rb5 R15 16 4022故 B 错误；2C电阻 R 的阻值R211R116 822当开关 S1 断开， S2 闭合，则电阻R1 与 R2 串联，电路消耗的功率U 224V2P=24WR1R216+8故 C 错误；D当开关S1 闭合， S2 断开，电阻R1 与 R3 串联， R3 消耗的功率I 2 R3U)2U2P3(R32R1R3RR134R1R3所以，当 R3 13消耗的功率最大，为=R时， RU 22P3 最大24V4R1=9W4?16 故 D 正确。故选 AD。7 如图的电路中，电源电压为18V 且保持不变，小灯泡L 标有 “6V3W字”样，定值电阻R2 的阻值为90，电流
19、表的量程为0-0.6A，电压表的量程为015V。当只闭合开关S，滑动变阻器 R1 的滑片 P 置于中点时，灯泡L 正常发光 (不考虑灯丝电阻的变化)。则下列说法正确的是() 动变阻器 R1 的最大阻值为 50 只闭合开关 S、 S1，在各元件安全的情况下，小灯泡L 消耗的电功率的取值范围是1.08W3W 只闭合开关 S、 S2、 S3，在各元件安全的情况下，整个电路消耗的最大电功率是10.8W 只闭合开关 S、 S1，在各元件安全的情况下，整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9WAB C D 【来源】重庆市第一中学2019-2020 学年九年级12 月月考物理试题（第二次定时作业)【答案
20、】 C【解析】【分析】【详解】根据题意知道，当只闭合开关S，滑动变阻器R1 的滑片 P 置于中点时，灯泡 L 正常发光，此时由图知道，滑动变阻器与灯泡串联，由于小灯泡L 标有 “6V 3W字”样，所以，此时电路的电流是：I I LPL3WU L0.5A6V灯泡的电阻是：U L226VR灯 =12 ,PL3W又因为电源电压为18V，所以，滑动变阻器两端的电压是：U 滑 =UU L18V3V 15V ，由欧姆定律知道，滑动变阻器接入电路的电阻是：115V，R= 2R滑 =0.5A30滑动变阻器的最大阻值是 60，故错误；只闭合开关 S、 S1，在各元件安全的情况下，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量
21、滑动变阻器两端的电压，根据题意知道，滑动变阻器R1 的滑片 P 置于中点时，灯泡L 正常发光，此时灯泡功率最大，当滑动变阻器R1 的滑片 P 置于最左端时，灯泡两端的电压最小，功率最小，此时灯泡两端的电压是：URL =18VU 灯 =60123VR滑RL12故此时灯泡的功率是：2U 灯3V2P小 =0.75WRL=12即小灯泡 L 消耗的电功率的取值范围是0.75W3W ，故错误；只闭合开关 S、 S2、 S3，则 R1 与 R2 并联，灯泡被短路，电流表测量干路电流，移动滑动变阻器 R1 的滑片 P 使电流表示数为0.6A 时，电路消耗的电功率最大，由于电源电压为18V且保持不变，所以，电路
22、消耗的电功率是：PUI18V0.6A=10.8W故正确；只闭合开关 S、 S1，在各元件安全的情况下，滑动变阻器与灯泡串联，当灯泡L 正常发光时，电路电流最大，此时电路消耗的电功率最大，P最大 UI 最大 18V0.5A=9W ；当滑动变阻器全部接入电路时，电路电阻最大，由欧姆定律知道，电流最小，此时电路消耗的电功率最小，R最大 =R滑R灯 =6012=72，由 PU2知道，电路消耗的最小电功率是：RU 22P最小18V=4.5WR最大72即整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W，故正确；综上所述，只有C 符合题意。8 如图所示是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压38
23、0V 保持不变，电动机线圈电阻为1，不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg 重物匀速提升16m的过程中，电路中的电流为20A ，动滑轮的机械效率为80%，则电动机提升重物所用的时间为A 10sB15sC 20sD 25s【来源】【初中科学2026】【初三下】【答案】 B【解析】【详解】拉力做的有用功：W 有用 =Gh =mgh=540kg 10N/kg 16m=8.64 104J，拉力所做的功（总功）：W 总= W有用= 8.64 104 J = 1.08 105J，80%电动机线圈电阻的发热功率：P 热 =I 2R=（ 20A ） 2 1 =400W，因能量守恒，电动机的拉力做功的功率为
24、：P=P 总 -P 热 =20A380V-400W=7.2 103W ，电动机提升重物所用的时间：W总1.08105 Jt=7.2=15s，P103 W故选 B 。【点睛】解决本题的关键知道电动机不是纯电阻用电器，电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能（发热）。9 如图是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2 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、 S1 都闭合B开关 S 闭合， S1 由断开到闭合，电路中电流变大，R2 的功率
25、变大C18与R2 的阻值之比为 电阻 R1D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】ASU2只闭合开关，两电阻串联，电阻较大，根据P知，在电压一定时，电功率较R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， S断开时，两电阻串联，S 闭合时，电阻R 被短路，只有电阻R 工作，1112电阻减小，根据IUR2 的电阻不变，根据2知，电路的电流增大，P I R2 知 R2 的功率R变大，故 B 正确；C因为 P加热U 2U 2，且 P
26、 加热 =990W、 P 保温 =110W，所以R2、 P保温R2R1P加热 : P保温U 2U 2:990W :110WR2R1R2即R1R2 9R21所以R18R21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RRU 额2= (220V) 244012P保温110W当实际电压为200V 时，实际功率约为P实U 额2(200V) 2R1R2=90.9W440故 D 正确；故选 BD。10 如图所示，电源电压为6V 且保持不变， R0=30 ，滑动变阻器的规格为“ 20 1A”，电流表的量程为 “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6-20B当S闭合，S1、 S2 都断开时，电路消耗的最大功率是3WC当 S、S1、 S2 都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4WD当 S、 S1、 S2 都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15【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，