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1、一、初中物理电功率的综合计算问题1 如图所示的电路中，滑动变阻器R2 上标有“ 201A”字样， 电压表选用的是“ 015V的量程，电流表均选“00.6A的量程， 电源的电压保持不变。当只闭合开关S1、 S3， 滑动变阻器的滑片P 滑至最左端时，电路消耗的总功率为2.7W，电流表 A 的示数为 I1，电压表的示数为 U1；当只断开开关S1，滑片 P 滑至最右端时，电流表A 的示数为 I2，电压表的示数为 U2113；当只闭合开关S ，滑片 P 仍在最右端时，电流表A的示数为 I ，电压表的示数为U 。若 I I =53， UU=35， 则下列结论错误的是（）31223A I2 I3=32B U
2、1 U3=4 3C该电路的最小功率为1.08WD该电路的最大功率为5.4W【来源】 2019 年陕西省西安市西工大附中中考三模物理试题【答案】 B【解析】【详解】根据电路图，分别画出当只闭合开关S1、S3、当只断开开关S1 和只闭合开关S1 的等效电路图，分别如下图所示：AB 当只闭合开关S1、 S3，滑动变阻器的滑片P 滑至最左端时，图1 中只有 R1 连入电路中，所以 U =U1， 由欧姆定律可知，电路中电流：I1U， 电路消耗的总功率R1PU 2=2.7WR1当只断开开关 S1，滑片 P 滑至最右端时，由图 2 知， R1 与 R2 的最大阻值串联，电压表只测 R2 两端电压，电流表测电
3、路中电流，由串联电路特点和欧姆定律可知，此时电路中电流I 2UUR2 R120R1由题知I1 : I 25:3即UI 1R15I 2U3R120解得： R1=30 ，则U1 UPR12.7W?30=9V所以I 2U9V20=0.18AR130+20则 R2 两端电压U 2I 2 R2 0.18A?20 =3.6V当只闭合开关S1，滑片 P 仍在最右端时，图3 中三个电阻串联，电压表测R1 和 R2 的总电压，电流表 A 1 测电路中电流，由题可知U 2 : U 33: 5则U 355U 23.6V=6V33此时电路中的电流UIR1R2R3由欧姆定律可得此时电压表的示数U 3I R1R2UR19
4、V(30+20)=6VR2R3R2 =R13020R3解得： R3=25 则I 3U9VR1R2R3=0.12A30+20+25所以I 2 : I 30.18 A: 0.12 A=3: 2则电压之比为U 1 : U 39 V: 6 V=3: 2故 A 正确，但不符合题意，故B 错误，符合题意；C由三个等效电路图可知，当只闭合开关S1 时 (图 3)，滑片在最右端时，电路的总电阻最大，且电压表和电流表都不超过量程，电源电压一定，由小，所以该电路的最小功率U2P知此时电路中电功率最RP最小UI 39V? 0.12A=1.08W故 C 正确，但不符合题意；D当闭合开关S1、 S2、 S3，只有滑动变
5、阻器连入电路中，电流表A 量程 0-0.6A ，所以电路中最大电流为0.6A ，此时总功率最大，所以该电路的最大功率P最大UI 最大9V? 0.6A=5.4W故 D 正确，但不符合题意。故选 B 。2 小明设计了一个多档位电加热器，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 R
6、1、 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 PPP800W
7、200W100W500W12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 21:11P1:5:10: 2P2P3 200W100W 500W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W1Pt200W60s1.2104J1只 S2闭合时，工作1 分钟，该电加热器消耗的电能W2P2t100W60s610
8、3 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 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。
9、故选 AC 。3 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（）A U1U 2B U1U 2U1U 2RRPP2R ）CDI（ RI121212I【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
10、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I1、 I2，由 IUV2 示数的变化量得，可得，电压表RU 2 U 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V1 示数的变化量UU U（ U I R）（ U I R）（ I I ） RIR11111212111则|U 1 | |IR1 |因 R1、 R2 的阻值相同，所以|U 1 | |U 2 |故 B 正确、 A 错误；C由 |U1I|R1 、 |U 2I|R2 得|U1I|U 2I|R1R2故 C 正确；D定值电
11、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。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 U11312中的某一个，闭合开关都闭合时，电压表示数为6U 用电阻R替换 R 、 R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 R 可能是 110 BR 可能是 533C P2 可能是 0.
12、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12121两端的电S，断开 S 时， R 与 R 串联，电压表测R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-U=5U ，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=U / R =U/R，1111R22即 U1 111112/R =5U/50，故 R =10 ； 又因为R 的电功率是P =0.1W
13、，所以 ，由 P=I 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 U2 与 U1相比增加了0.5V，则电压表的示数U2 =1.5V， R2 两端的电压 UR2=U-U2=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=U2/I1=1.5V0.09A 16.，7电路的总
14、功率是： P2 =UI1 =6V 0.09A=0.54W；（2）若 U2 与 U1相比减小了0.5V，则电压表的示数是U2 =0.5V， R2 两端的电压 UR2=U-U2=6V-0.5V=5.5V，此时电路中的电流是 ：I2=UR2/R2=5.5V/50 =0.11A，则 R3的阻值是 ： R3=U /I =0.5V/0.11A 4.5，电路的总功率是： P=UI=6V 0.11A=0.66W，故 C正确 ， D 错误；2222当用电阻 R3替换212时，131R 后，闭合开关 S 断开 SR 与 R串联，电压表测R两端的电压，（1）若 U与 U相比增加了0.5V，则电压表的示数是： U=1
15、.5V， R 两端的电压2123是： U3 =U-U2=6V-1.5V=4.5V，此时电路中的电流是： I3 =U2/R1=1.5V/10 =0.15A，则 R3 的阻值是 ： R33323=6V 0.15A=0.9W；=U /I =4.5V/0.15A=30，电路的总功率是 ： P =UI（2）若U21相比减小了0.5V，则电压表的示数是233与 U： U=0.5V， R 两端的电压是： U =U-U=6V-0.5V=5.5V，此时电路中的电流是 ： I=U /R =0.5V/10 =0.05A，则 R 的阻值是 ： R242133=U3/I4=5.5V/0.05A=110，电路的总功率是：
16、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 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R122=10。当只闭合开关 S 时，电流表的示数为 0.3 A，电路消耗的总功率为P， R 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， R消耗的电功率
17、为P 。当只断开开关S 时，电流表的示数为0.6 A。下列判断正确的221是（）A U=12 V， R2 =20 B U=9 V， R3 =30 C R3=15 ， P2:P2=1:4D R2 =20 ， P: 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 ；
18、由图 2 可得：UUUU0.3A=1.8A；I 2R2101.5AR1R2P 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。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
19、 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S3，断开 S1、 S2 时，电灯L 消耗的功率范围为0.225W0.9WD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U L224VRL10P
20、L1.6W根据欧姆定律可知，通过电阻R1 电流大小是I 1U6VI0.2ARL R110 20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U6VR210I max0.6A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；C闭合开关312时，灯泡和变阻器2串联接在电路中，根据2R可知，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
21、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
22、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；DR1、R2并联接在电路中，根据PU2可知，当R2闭合所有开关，灯泡被短路，电阻R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2的电阻是 30，其电流大R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
23、最小功率之比是P2max : P2min3.6W :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
24、 U A=2.0V ，由 I=UR 可得， A 的电阻值：RAU A2.0V5I A0.4A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 ，由图象可知 ,通过两元件的电流 I
25、 A 0.5AI B0.4A ，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。8 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
26、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R1 接入电路中的阻值是【来源】重庆市永川区2019-20205时，通电学年九年级（上30s 电阻 R2 产生的热量是) 期末考试物理试题24J【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U6VR12I0.5A变阻器R1 接入电路的阻值为Rmin RR212102当电压表的示数为3V 时
27、，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 2R2100.3AR2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。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
28、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】U2B由图甲知道，两灯串联，根据题意，由P知道，RP1U124W ，R1由图乙知道，两灯并联，所以U=U1=U2，由 PU2知道，R1U 29W，PR1所以，U122PRU4W4111，U 2U 2P19W9R1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；C由于 U1=2U ，根据串联电路的电压特点知道，U2 =1 U ，由串联电路的分压原理知33道， L1 2两灯灯丝电阻之比是：、 LR1U12U23R2U 21，1U3故 C 正确；D乙图中灯12并联，两端电压相等，由PU212的功率之比是：L 、 L知道，灯L 、 LRU 2P1R1R21 ，PU 2R122R2故 D 错误；A甲电路中电流是：I 串=UUUR1R22R2R23R2乙电路中电流是：