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1、一、初中物理电功率的综合计算问题1 如图甲所示的电路，电源两端的电压不变，R1是滑动变阻器，2SR 是定值电阻，当开关闭合后，逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图）像如图乙所示 下列判断正确的是（A定值电阻 R2 的电阻值为 10B变阻器接入电路的最大阻值为120 C R1 消耗的最大电功率为 1.8WD R2 消耗的功率的最大值与最小值之差为7.2W【来源】重庆市双福育才中学2019-2020 学年九年级12 月月考物理试题【答案】 C【解析】【分析】【详解】A由甲图可知电路为R与R串联电路，电压表测R 两端电压，电流表测电路电流，由乙121图数据可知，当电
2、流为0.2A 是，电压表示数为8V，当电流为0.4A 时，电压表示数为4V，则由串联分压可得：UU 1U 28V0.2R2UU 1U 24V0.4 R2解得电源电压U=12V，电阻 R2=20 ，故 A 错误；B当滑动变阻器接入阻值最大时，由欧姆定律可知，电路电流最小，则对应乙图可知此时电流为 0.1A，电压表示数为 10V，则滑动变阻器接入电路最大阻值为：U 1max10VR1max100I1min0.1A故 B 错误；C设 R1 两端电压为 U1时其功率最大，此时R2两端电压为：U 2UU 1由于串联，流过R1 电流为：I1 II 2U 2R2则此时 R1 功率为：P1maxU 1I 1U
3、 1U 2R2带入数据整理可得：P1max1U 1629 W205则可知当 U 16V 时 R1 功率最大，为1.8W，故 C 正确；D当滑动变阻器接入阻值最小时，电路电流最大，为0.6A，由 PI 2 R 可知此时 R2 功率最大，为：P2maxI 2max2R20.6A220 7.2W当滑动变阻器接入阻值最大时，电路电流最小，为0.1A，由 PI 2 R 可知此时 R2 功率最小，为：P2minI 2min2R20.1A220 0.2W则 R2 消耗的功率的最大值与最小值之差为：PP2maxP2min7.2W0.2W7W故 D 错误。2 小明设计了一个多档位电加热器，电路如图所示，其中R1
4、、 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，三个发热电阻并联，由并联电路特点
5、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 P P1 P2 800W200W100W500W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 S1、S3 闭合； S2、S3 闭合；只 S1、 S2、 S3 都闭合；共七种组合方式，即为
6、七个档位，故 B 错误；C由 PU2可得，三个发热电阻的阻值之比RU 2U 2U 211:15:10: 2R1 : R2 : R3:P3:500WP1P2200W 100W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W3Pt3500W60s3104 J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 J只 S2、 S3闭合时，工作1
7、 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W7( P1P2P3)t(200W100W 500W)60s4.8 104 J故 D 错误。故选 AC 。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
8、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= 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U 2P1R1R2R1R2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P3U 2R1R2由以上三式联
9、立求得R R45 ， P P941212故 AD 不符合题意， BC 符合题意。故选 BC。4 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 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。
10、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 :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:
11、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 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 2R
12、1 R22R1R224 R1R2R3R1 R22R3R3R3R2R3R3R34 R1P3 的最大值在R3R1R2时取得，且最大值U 2Pmax6.75W4 R1R2故选 AD。5 根据下表提供的信息得出的几个结论中，正确的是（）物质铁铝铜煤油密度 kg/m 37.9 1032.7 1038.9 1030.8 103比热容J/(kg)0.461030.88 1030.39 1032.1 103长 1m 横截面积 1mm 2 的导线在 20时的电阻值0.0960.0270.017 A用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热，加热时间与升高温度的关系图像如图，则 b 是水B将质量相等的铝块和铜块，做成
13、横截面积相同的铝丝和铜丝，串联接入电路，则铝丝两端的电压大C煤油和水的体积之比为2 1，吸收热量之比为12 5，则升高的温度之比为3 1D将质量相同的铁块和铝块，做成横截面积相同的铁丝和铝丝，并联在同一电路中，其消耗的电功率之比为 96 79【来源】山东省青岛市崂山区2018-2019 学年九年级（上) 期末考试物理试题【答案】 BC【解析】【分析】【详解】A用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热，加热时间相同时，电热器放出的热量相同，即水和煤油吸收的热量相等，由表格数据可知，煤油的比热容小于水的比热容，根据tQ吸a 是水， b 是煤可知，水的温度变化小，所以加热时间与升高温度的关系图象cm油
14、，故 A 错误；B由表格数据可知，长1m 横截面积1mm 2 的导线在 20时，铝线的电阻值大；同样由表m的变形式 Vm格数据可知，铜的密度大于铝的密度，由可知，质量相等的铝块V和铜块中，铝块的体积大，所以做成横截面积相同的铝丝和铜丝时，铝丝的长度更长，其电阻较大，铝丝和铜丝串联接入电路时通过的电流相等，根据U=IR 可知，铝丝两端的电压大，故 B 正确；C由表格数据可知，煤油的密度为33，煤油的比热容为30.8 10kg/m2.1 10J/（kg ），我们已知水的密度为3331.0 10，水的比热容为4.2 10kg/mJ/（ kg ），且煤油和水的体积之比为 2： 1，吸收热量之比为125
15、，由 Q 吸 cmt 和m可得，升高的温度之比VQ吸煤油Q吸煤油t煤油 =c煤油m煤油=c煤油 煤油V煤油Q吸煤油c水水V水t水Q吸水Q吸水Q吸水c煤油煤油V煤油c水 m水c水 水V水124.2103 J/ kg 1103 kg/m31352.1 103 J/ kg 0.8 103 kg/m321故 C 正确；3333D由表格数据可知，铁的密度为7.9 10kg/m，铝的密度为 2.7 10，由 m Vkg/m LS可得，将质量相同的铁块和铝块，做成横截面积相同的铁丝和铝丝时的长度之比mL铁铁 S铝2.7103 kg/m 327L铝m铁7.9103 kg/m 379铝 S由表格数据可知，长1m
16、 横截面积1mm 2 的导线在 20时的电阻值，铝导线的是0.027 ，铁导线的是 0.096 ，因其它条件相同时，导体的电阻与长度成正比，所以，铁丝和铝丝的阻值之比R铁270.09696R铝790.02779并联在同一电路中它们两端电压相等，则消耗的电功率之比U 2P铁 = R铁= R铝 = 79P铝 U 2R铁 96R铝故 D 错误。故选 BC。6 如图所示电路中，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=5。当只闭合开关 S2 时，电流表的示数为 0.3A，电路消耗的总功率为P；当三个开关都闭合时，电流表的示数变化了1.95A，电路消耗的总功率为 P
17、 。当只断开开关S1 时，电流表的示数为 0.45A，电路消耗的总功率为 P 。下列判断正确的是（）A U=6V， R2=20B U=9V， R3=30C R2=20， P P =2 15D R3=10， P P =3 2【来源】湖北武汉洪山区2019-2020 学年九年级4 月月考物理试题（质量监测)【答案】 C【解析】【分析】【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U0.3A IR2R3P UI0.3U 由图 2 和题意可得UUUUIR251.95A+0.3A=2.25AR1R
18、2PUI 2.25U 由图 3 可得UI0.45AR2PUI0.45U 由式可得P : P0.3U : 2.25U2:15P : P0.3U :0.45U2:3由式可得：U=9V， R2=20 ， R3=10 。故 A、 B、 D 不符合题意， C 符合题意。故选 C。7 如图，电路中电源电压恒为6V，定值电阻R2 为 10，滑动变阻器R1 的规格为“ 200.5A”，电压表量程为03V，电流表量程为00.6A。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210 D当变阻器
19、R1 接入电路中的阻值是 5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RU6V12I0.5A变阻器 R1 接入电路的阻值为Rmin RR212102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U 2UU 16V3VI I 2R2100.
20、3AR2变阻器 R1 接入电路的阻值为RmaxU max3V10I0.3A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210 ，故 C 符合题意；D当变阻器R1 接入电路中的阻值是5时，电路的电流为UU6VIR2 50.4AR R110通电 30s 电阻 R2 产生的热量为Q2 I 2 R2t210 30s 48J0.4A故 D 错误。8 甲、乙两个灯泡分别标有“6V 3W”和“ 3V 3W”，若灯丝的电阻不变，将它们连接到电路中保证两灯都安全，下列说法正确的是（）A甲乙串联后接入电路，若其中一个正常工作，甲和乙消耗的总功率是6WB甲乙并联后接入电路，若其中一个正常工作，
21、甲和乙消耗的总功率是6WC甲乙串联后接入电路，若其中一个正常工作，乙消耗的电功率是0.75WD甲乙并联后接入电路，若其中一个正常工作，甲消耗的电功率是 3W 【来源】 2019 年黑龙江省哈尔滨市南岗区中考一模理综物理试题【答案】 C【解析】【分析】【详解】AC由“ 6V 3W”知甲灯泡的额定电流P3W甲I甲= 0.5AU甲6V电阻甲U甲6V=12RI甲0.5A由“ 3V 3W”知乙灯泡的额定电流I乙P3W = 1A 0.5A乙U 乙3V电阻R乙U 乙3V = 3I乙1A两灯泡串联在电路中，若只有一个灯正常发光，根据串联电路电流的规律，则电路电流应为 I=0.5A，甲灯正常发光，由电阻的串联和
22、欧姆定律，电源电压U=I 甲 ( R 甲 +R 乙 )=0.5A (12+3)=7.5V乙消耗的功率P 乙 =I2R 乙=(0.5A)2 3 =0.75W甲和乙消耗的总功率P 总 1=UI=7.5V0.5A=3.75W故 A 错误， C 正确；BD甲乙并联后接入电路，若其中一个正常工作，根据并联电路电压的规律，乙正常工作，甲消耗的功率是U 乙22甲实3VPR甲= 0.75W12两灯泡并联时，流过甲的电流I甲U 乙3V = 0.25AR甲12流过乙的电流I乙1A根据并联电路电流的规律，则干路电流I I 甲I乙0.25A +1A = 1.25A甲乙并联后接入电路，甲和乙消耗的总功率P 总 2=U
23、乙 I=3V1.25A=3.75W故 BD 错误。故选 C。9 如图所示，将灯L1、 L2 按图甲、乙两种方式接在电压均为U 的两个电路中，在图甲中灯 L 的功率为 4W，在图乙中灯 L 的功率为 9W 。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是A甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3:2B甲、乙两图中灯L1 两端的电压之比是2:3C L1、 L2 两灯灯丝电阻之比是2:1D乙图中灯L1、 L2 的功率之比是2:1【来源】河南省焦作市2018-2019 学年九年级（上) 期末检测物理试题【答案】 BC【解析】【详解】B由图甲知道，两灯串联，根据题意，由U2知道，PRP1U12，4WR1U2由图乙知道，两
24、灯并联，所以U=U1 =U2，由 P知道，RP1U 2R19W ，所以，U12PRU24W4111，P1 U 2U 29W9R1解得甲、乙两图中灯L1 两端的电压之比是：U 1U 12UU 13 ，故 B 正确；12 U，根据串联电路的电压特点知道，21U ，由串联电路的分压原理知C由于 U =3U=3道， L1 2、 L 两灯灯丝电阻之比是：R1U12U23，R2U 211U3故 C 正确；D乙图中灯12并联，两端电压相等，由PU2知道，灯12的功率之比是：L 、 LRL 、 LU 2P1R1R21 ，P2U 2R12R2故 D 错误；A甲电路中电流是：I 串=UUUR1R22R2R23R2
25、乙电路中电流是：I 并 = UUUU3U ，R1R22R2R22R2由 P=UI 知道，甲、乙两图电路消耗的总功率之比是：UUP3R22 ，=甲PU3U9乙2R2故 A 错误。10 如图所示，电源两端电压恒定，闭合开关，灯泡L1 比灯泡 L2 电阻大，则（）A灯泡 L1 比 L2 的亮B电流表A1 示数比 A2 的大C若 L1 灯丝烧断， L2 两端电压变大D若 L2 灯丝烧断，电流表A 示数变小【来源】广东省广州市南沙区2017 届中考物理一模试题【答案】 D【解析】【详解】AB由图可知，两只灯泡并联，两灯泡电压相等，灯泡L 比灯泡L 电阻大；由 I=U/R 可12得，通过 L1 的电流小，
26、即电流表A1 示数比 A2 的小， U1=U2，由 P 实=UI 可知， P 实 1P 实 2，灯泡 L21比 L 的亮，故 AB 错误；C因为两灯泡并联，由并联电路电压关系可知两灯泡两端电压相等，若L1 灯丝烧断， L2两端电压不变，故 C 错误；D由图可知，电流表A1 测量灯泡 L1 的电流；电流表 A2测量灯泡 L2 的电流；电流表 A 测量干路上的电流；若L2 灯丝烧断，电流表 A2 示数为 0，根据并联电路中干路上的电流等于各支路电流之和，可知电流表A 示数变小，故 D 正确。故选 D。11 如图甲所示的电路中，R1 为定值电阻，R2 为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片
27、P 从 a 端移动到b 端，电流表示数I 与电压表示数 U 的变化关系如图乙 所示，则下列判断错误的是（）A电源的电压为 6VB电路的最大总功率为 3.6WC R2 消耗的电功率先变大后变小，最大功率为0.9WD滑片位于中点位置时候滑动变阻器的功率为0.8W【来源】重庆八中2019-2020 学年九年级3 月月考物理试题【答案】 D【解析】【详解】由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2 两端的电压，电流表测电路中的电流。A 当滑片位于 a 端时，接入电路的电阻为0，电路为 R1 的简单电路，电路中的电流最大，由图象可知， Ia，由 I=U 可得，电源的电压=0.6ARU=I aR1=0.6A R
28、1当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图象可知， Ib=0.2A ， Ub =4V ，则滑动变阻器的最大阻值U b4VR2= I b = 0.2A =20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 =I bR1+Ub=0.2A R1+4V因电源的电压不变，所以0.6A R1=0.2A R1+4V解得： R1=10，电源的电压U =Ia R1=0.6A 10=6V故 A 正确，不符合题意；B电路的最大总功率P 最大 =UI a=6V 0.6A=3.6W故 B 正确，不符合题意；C电路中的电流U6VI = R1R2= 10 R2滑动变阻器消耗的电功率226V6V6V2 = 10 R22P2 =I 2R2=（）2 R2= 10 R210 R2R24 10R2当 R2=10 时2P2max=6V=0.9W40当 R2=0时， Pa=0W ，当 R2=20 时，Pb=（6V） 2 20=0.8W10 20综上可知，滑片P 从 a 端移动到 b 端， R2 消耗的电功率先变大后变小，最大功率为0.9W，故 C 正确，不符合题意；D由 C 知，滑片位于中点位置时，即当R2=10 时，滑动变阻器的功率为 0.9W，故 D 错误，符合题意。故选 D 。