一、初中物理电功率的综合计算问题
1.如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙,则下列说法错误的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为12欧 C.定值电阻R的阻值为6欧 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
B.电源的电压为9V
D.此电路的总功率最小为13. 5W
【来源】2020年黑龙江省哈尔滨市南岗区中考复习模拟试题(二)
ABC.从甲图可以看到,这是一个串联电路,定值电阻R和滑动变阻器串联在电路中,滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路的分压原理可知,这时变阻器两端的电压最大,再根据串联电路的电压规律可知,定值电阻R的电压最小,从乙图可以看到,3V是最小电压,这时电流大小是0.5A;那么滑片P在a端时,电压表的示数是9V,这时只有定值电阻R接入电路中,电源电压的大小是9V;由上述可知,滑片P在b端时,变阻器两端的电压是
U变?U总-UR?9V-3V?6V
那么滑动变阻器的最大阻值是
R变?U变I变?6V?12Ω 0.5AU可知,I由上述可知,定值电阻R两端的电压是9V时,流过它的电流是1.5A,根据R?定值电阻R的阻值大小是
R?A、B、C正确,不合题意;
UR9V??6Ω IR1.5AD.根据P?UI可知,电源电压大小不变,要求电路的总功率最小,那么电路中的电流最小,当滑片P在b端时,电路中的总电阻最大,这时电流大小是
Imin?此电路的总功率最小是
U总9V9V???0.5A R总6Ω?12Ω18ΩPmin?U总Imin?9V?0.5A?4.5W
电路的总功率最小是4.5W,D错误,符合题意。 故选D。
2.如图所示甲是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙,则由图象可知( )
A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比 B.R0的电阻值是5Ω C.该电路最小功0.3W
D.滑动变阻器R的电功变化范围0~0.45W
【来源】2020年贵州省遵义市桐梓县中考二模物理试题 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A.由电路图可知,电流表测电路电流,电压表测电阻R0电压,由I-U图象可知,电阻R0的I-U图象是一条倾斜的直线,是正比例函数图象,电阻R0是一个定值,电压表的示数与电流表的示数之比不变,电阻R0两端电流与通过R0的电压成正比,电压决定电流,不能说电流与电压成正比,故A错误,A不符合题意;
B.由I-U图象可知,滑片P移至b端时滑动变阻器接入阻值为零,此时电压表示数为电源电压,为3V,电路中的电流为0.6A,则
R0?故B正确,B符合题意; C.根据功率公式
U3V? ?5Ω I0.6AU2 P?UI?R当电路电阻最大时,即滑动变阻器接入最大时,功率最小,由I-U图象可知,此时滑片P移至a端,电压表示数为0.5V,电路中的电流为0.1A,则电路总电阻为
R总?U3V? ?30Ω I0.1A则电路最小功率为
Pmin故C正确,C符合题意; D.根据功率公式
U2(3V)2???0.3W R总30ΩUR21RPR??(U)2?RRR?R0U2U2? R02(R?R0)2R??2R0?4R0RR当滑动变阻器接入阻值为零时功率最小,为零;当滑动变阻器接入阻值与电阻R0相等时功率最大,为
Pmax故D正确,D符合题意。 故选BCD。
U2(3V)2???0.45W 4R04?5Ω
3.如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A。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10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V。则( )
A.电源电压为10V B.小灯泡L的额定功率6W
C.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64J
D.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?=40? I10.1A已知闭合S、S3,调节滑片P,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω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?UL?U1??U2=2V+0.2A?40?+0.2A?10?=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0Ω,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?12V?0.5A=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
R2max?U2max10V?=50? I20.2A则当闭合开关S、S2,滑动变阻器的滑片移至a端时,电路为R1与R2串联电路,由串联分压可求R1两端电压为
U1???R140?48U??12V=V R1?R240??50?92由于R1为纯电阻,则1.5min电流通过R1产生的热量为
?48?2?V?U1?? 9?W1?t???1.5?60s=64JR140?故C符合题意;
U2D.由于电源电压不变,则由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
Imin?则此时电路总电阻为
Pmin1.2W?=0.1A U12VRmax?则小灯泡此时电阻应为
U12V?=120? Imin0.1ARL实=Rmax-R1-R2max=120Ω-40Ω-50Ω=30Ω
此时小灯泡分得电压应为
UL实=Imin RL实=0.1A×30Ω=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。
4.如图所示,电源电压保持不变,R2=50Ω,闭合S1,断开S2,R1的电功率P1=0.1W,电压表示数为U1.开关都闭合时,电压表示数为6U1.用电阻R3替换R1、R2中的某一个,闭合开关S1,断开S2,电压表示数为U2,电路的总功率为P2,U2与U1相比,变化了0.5V.则下列结论正确的是( )
A.R3可能是110Ω C.P2可能是0.54W
【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】
B.R3可能是5Ω D.P2可能是0.65W
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 =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=5U1/50Ω,故R1 =10Ω;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×(10Ω+50Ω)=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:I1 =UR2′/R2=4.5V/50Ω=0.09A,则R3 的阻值是:R3 =U2/I1=1.5V0.09A≈16.7Ω,电路的总功率是: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
中考物理易错题精选-电功率的综合计算问题练习题附详细答案
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