一、初中物理电功率的综合计算问题
1.如图所示的电路中,电源电压12V且保持不变,灯丝电阻不随温度变化,灯泡L的额定功率为7.2W。当开关S1、S2都闭合时,通过灯泡的电流为I1,灯泡正常发光;当开关S1闭合S2断开时,通过灯泡的电流为I2,灯泡的功率是3.2W,则下列计算结果不正确的是( )
A.灯泡电阻是20Ω B.电阻R的阻值是10Ω
C.当开关S1闭合S2断开时,电阻R的的功率是1.6W D.I1:I2=9:4
【来源】2024年四川省成都市树德实验中学(西区)中考二模物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.当开关S1、S2都闭合时,电路为灯泡的简单电路,灯泡正常工作,电源的电压U=12V,电路中的电流
I1=
灯泡的电阻
P额U=
7.2W=0.6A 12VU12VRL===20Ω I10.6A故A正确,不符合题意;
B.当开关S1闭合S2断开时,灯泡和电阻R串联,电路中的电流
I2=电路中的总电阻
P实RL=3.2W =0.4A 20ΩU12VR总===30Ω
I20.4AR的阻值
R=R总?RL=30Ω?20Ω=10Ω
故B正确,不符合题意;
C.由B知,当开关S1闭合S2断开时,通过电阻R的电流为0.4A,则电阻R的功率
PR=I22R=(0.4A)2?10Ω=1.6W
故C正确,不符合题意; D.由AB知, I1=0.6A,I2=0.4A,则
I1:I2=0.6A:0.4A=3:2
故D错误,符合题意。 故选D。
2.如图甲所示电路,电源电压不变。R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。当开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片从最右端逐步滑到最左端,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.电路消耗电功率的最大值为7.2W C.定值电阻R2的电阻值为20Ω 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
B.变阻器R接入电路的最大阻值为120Ω D.电源电压为12V
【来源】2024年山东省青岛市西海岸新区中考一模物理试题
BC.由电路图可知,当滑片位于最左端时,电路为R2的简单电路,此时电路中的电流最大,由乙图可知
I大?0.6A
由I?U可得,电源的电压 RU?I大R2?0.6A?R2……①
当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值R1与电阻R2串联,电压表测R1两端的电压,此时电路中的电流最小;由乙图可知
U1?10V I小?0.1A
变阻器R1的最大阻值
R1大?U110V??100Ω I小0.1A因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电源的电压
U?U1?I小R2?10V?0.1A?R2……②
由①②可得
0.6A?R2?10V?0.1A?R2
解上式可得
R2?20Ω
故B错误,C正确; D.电源的电压
U?0.6A?R2?0.6A?20Ω?12V
故D正确;
A.电流最大时,电路消耗的最大电功率
P大?I大U?0.6A?12V?7.2W
故A正确。 故选ACD。
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?U1、?U2,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.?U1??U2 C.
B.?U1??U2
2D.?P 1??P2??I(R1?R2)?U1?U2??R1?R2 ?I?I【来源】2024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
I1、I2,由I?U得,可得,电压表V2示数的变化量 R?U2?U2﹣U2??I1R2﹣I2R2?(I﹣1I2)R2??IR2
则
|?U2|?|?IR2|
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
?U1?U﹣(U﹣I1R1)?(U﹣I2R1)(?I2﹣I1)R1???IR1 1U1??则
|?U1|?|?IR1|
因R1、R2的阻值相同,所以
|?U1|?|?U2|
故B正确、A错误;
?U1?U2|?R1、||?R2得 ?I?I?U1?U2||?||?R1?R2 ?I?I故C正确;
C.由|D.定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为?P1、?P2,则
?P(I12﹣I22)?(R1?R2)(?I﹣?(I1?I2)?(R1?R2)??(II1?I2)?(R1?R2) 1??P2?1I2)故D错误。 故选BC。
4.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∶4 【答案】BC 【解析】 【分析】
B.R1:R2= 4∶5 C.P1:P2= 9∶4 D.P1:P2=9∶5
【来源】2024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)
【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
U2P1?R1R2
R1?R2当开关S1和S2都断开时,电路消耗的总电功率为
U2P2?
R2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
U2P3?
R1?R2由以上三式联立求得
∶∶4 R∶∶5,P1P2?91R2?4故AD不符合题意,BC符合题意。 故选BC。
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,S2
1,电流表的示数断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2的示数之比U1:U2?2:5 。当开关S1断I1=1A;滑片P位于最右端时,电压表V1和V2的示数之比U1?:U2??2:'''':,通过开关的闭合与断开及调开,S2闭合,两个电压表V1和V2的示数之比U1:U2?31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24V
B.滑动变阻器的最大阻值是24Ω
C.当开关S1断开,S2闭合,电路消耗的功率为32W
D.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】2024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】