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1、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 30，灯泡 L 的电阻是20。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12V1B电阻 R 的阻值为 250 C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
2、 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P UI 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
3、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UI ( RLR2 )0.3A(2030)15V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U 额U15V此时通过灯泡的电流U15VI L0.75ARL20则灯泡的额定功率P额U 额 I L15V0.75A11.25W通过 R1 的电流I1I I L0.8A0.75A0.05A则电阻 R1 的阻值U15VR1300I
4、 10.05A根据电路图和 PU2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R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Pmax : PminUI: UII : I0.8A:0.3A8:3故 BC错误、 D 正确。故选 D。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 P1122；当开关 S和 S 都断开时，电路消耗的总电功率为P。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：
5、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 S12都闭合时，电路消耗的和 S总电功率为P1U 2R1R2R1 R2当开关 S1 和 S2 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P3由以上三式联立求得U 2R1R2R R45 ， P P941212故 AD 不符合题意
6、， BC 符合题意。故选 BC。3 如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是（）A电源电压为 9VB滑动变阻器的最大阻值为14C小灯泡的额定功率为 6WD电路总功率的变化范围是6W12W【来源】 2019 年辽宁省阜新市中考模拟物理试题【答案】 BCD【解析】【分析】由电路图可知，灯泡L 与定值电阻R0 、滑动变阻器R 串联，电压表V1 测 L 与 R0 两端的电压之和，电压表V2 测 R0 两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片位于最左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电路中的
7、电流最大，电路的总功率最大，两电压表的示数最大且电压表V1 测电源两端的电压，根据图像读出电表的示数，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用PUI 求出灯泡的电功率即为额定功率，利用PUI 求出电路的最大总功率；当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电路的总功率最小，根据图像读出V1 的示数和电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出 R 两端电压，利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值，利用PUI 求出电路的最小总功率，然后得出电路总功率的变化范围。【详解】由电路图可知，灯泡L 与定值电阻R0 、滑动变阻器R 串联，电压表V1 测 L 与 R0 两端的电压之和，电压
8、表V2 测 R0 两端的电压，电流表测电路中的电流；AC当滑片位于最左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电路中的电流最大，电路的总功率最大，两电压表的示数最大且电压表V1 测电源两端的电压；由图乙可知，电路中的最大电流 I max1.0A ，电压表 V2 的示数 U 06V，电压表 V1 的示数为12V，即电源的电压 U=12V；因串联电路中总电压等于各分电压之和，则此时灯泡两端的电压U LU U 012V6V6V因此时小灯泡恰好正常发光，则灯泡的额定功率PLU L I max6V1.0A6W电路的最大总功率PmaxUI max12V1.0A12W故 A 错误、 C 正确；BD当滑片位于
9、最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电路的总功率最小，由图像可知，电路中的最小电流I min 0.5A ，电压表 V1 的示数 U1=5V，此时滑动变阻器两端的电压U RUU 112V5V7V由 IU可得，滑动变阻器的最大阻值RRU R7V14I min0.5A电路的最小总功率PminUI min12V0.5A6W则电路总功率的变化范围是6W12W，故 BD 正确。故选 BCD。4 如图所示，电源电压保持不变，R2=50 ，闭合 S1，断开 S2， R1 的电功率P1=0.1W，电压表示数为U16U1312开关都闭合时，电压表示数为用电阻R 替换 R 、 R 中的某一个，闭合
10、开关 S122221相比，变化了 0.5V则，断开 S ，电压表示数为U ，电路的总功率为P ， U与 U下列结论正确的是（）A R3 可能是110 BR3 可能是5C P2 可能是0.54WD 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 =
11、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=5U1/50，故 R1 =10 ； 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 （ 10 +50 ） =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 U与 U相比增加了0.5V，则电压表的示数U=1.5V， R 两端的电压 U =U
12、-U22122R2=6V-1.5V=4.5V，此时电路中的电流是： I=U /R=4.5V/50 =0.09A，则R的阻值是：R1R2233=U /I =1.5V0.09A 16.，7电路的总功率是： P=UI=6V 0.09A=0.54W；2121（2）若 U与 U相比减小了0.5V，则电压表的示数是U =0.5V， R 两端的电压 U=U-U2122R22=6V-0.5V=5.5V，此时电路中的电流是 ：I=U /R=5.5V/50 =0.11A，则 R的阻值是 ： R2R2233=U /I =0.5V/0.11A 4.5，电路的总功率是： P =UI=6V 0.11A=0.66W，故 C
13、正确 ， D 错误；2222当用电阻 R3替换212131R 后，闭合开关 S 断开 S 时， R与 R 串联，电压表测R 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： I3 =U2/R1=1.5V/10 =0.15A，则R3的阻，此时电路中的电流是值是 ： R3 =U3 /I3=4.5V/0.15A=30，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
14、=U-U2 =6V-0.5V=5.5V，此时电路中的电流是 ： I4 =U2/R1=0.5V/10 =0.05A，则 R3 的阻值是 ： R3=U3/I4=5.5V/0.05A=110，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】本题考查的是串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的讨论电阻R3 替换R1、 R2 中的一个电阻后电压表可能的示数是解题关键，需要仔细分析找出各种情况中的联系，然后列式求解，属于难题5 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
15、，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 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 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
16、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 :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 2R1R2R
17、3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 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
18、，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
19、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
20、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 L0.15A101.5V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
21、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12PU22R、 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
22、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 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， S2闭合，两个电压表12U： U31：V和 V 的示数之比12，通过开关
23、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， 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
24、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，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Rb5 R12图 3 中：根据串联电路的电阻特点和IU可得RU1I 3 R1
25、 R2R1R23U 2I 3 R2R21解得R21 R12图 4 中PminU 2U 2U 2R2 Rb159W R14R1R1R1R122由两式可得：R1 =16 ， U=24V，故 A 正确；B滑动变阻器的最大阻值55Rb2 R1 2 16 40故 B 错误；C电阻 R2 的阻值R1 R1 16 82212当开关 S12闭合，则电阻12断开， SR 与 R 串联，电路消耗的功率U 2224VPR2=24WR116+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P3 I 2 R3U)2U2(R32R1R3R1R34R1R3所以，当 R3 1
26、3=R时， R 消耗的功率最大，为U 22P3 最大24V4R1=9W4?16 故 D 正确。故选 AD。8 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6.25B 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【来源】内蒙巴彦淖尔市第五中学 2019-20203V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=0.4
27、A 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 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
28、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 B0.4A4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：UU A U B3V3V6V故 D 错误。9 如图所示，电源的电压为12V ，且保持不变， R0 为“ 100 0.5A”的滑动变阻器，2、1和一根导线接在两对接线柱R =10 。 cd 和 e f 为两对接线柱，另有一只定值电阻R上。电路1：当闭合 S、 S1，断开 S2，滑动变阻器的滑片P 置于最左端 a 时，滑动变阻器消耗的功率为 P1=1W ；电路 2：当闭合 S、S2，断开 S1，滑片 P 置于中点时，滑动变阻器消耗的功率为 P2，下列说法正确的是（）A R1 接在cd 之间，导线接在ef 之间B R1 的阻值为20C电路 2 中，当滑片P 置于中点时，滑动变阻器消耗的功率P2=4WD闭合 S、 S2，断开 S1，使 R2 消耗的功率不小于0.9W，且保持电路安全工作，则滑动变阻器接