一、初中物理电功率的综合计算问题
1.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样,滑动变阻器 R1 的最大阻值为40 Ω,定值电阻R2 的阻值为 20Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为 0~3A,灯丝电阻不随温度变化。当 S1、S2 和 S3 都闭合,滑动变阻器的滑片滑到端点 a 时,小灯泡L恰好正常发光。在保证电路安全的前提下,以下说法正确的是:( )
A.电源电压为 10V
B.闭合 S2、S3,断开 S1 时,电路中最小电流为 0.1A C.闭合 S1、S3,断开 S2 时,滑动变阻器取值范围为 0~20Ω
D.滑片在 a 端,S1、S2和S3 都闭合时,整个电路的功率最大,最大值为 3.75W 【来源】重庆南开融侨中学2019-2020学年九年级(下)开学测试物理试题 【答案】D 【解析】 【详解】 根据P?U2 可得,小灯泡的电阻: RRL?U2L额PL额=?5V?2=10Ω2.5W;
A.当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻R2并联;此时小灯泡L恰好正常发光,则电源电压等于小灯泡的额定电压,U=UL额=5V,故A错误; B.闭合S2、S3,断开S1时,R1与L串联,电压表测变阻器R1的电压,当滑动变阻器的两端电压等于电压表的最大值,即U滑=3V时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小, 则最小电流:
I=故B错误;
U?U滑5V-3V==0.2A; RL10ΩC.闭合S1、S3,断开S2时,R1与R2串联,电压表测变阻器R1的电压,由串联分压规律可知,当电压表示数最大为U1=3V时,变阻器R1接入电路的阻值最大,因串联电路电流处处相等,结合欧姆定律可得:
U1U2?; R1R2即:
3V5V-3V=; R120Ω解得R1=30Ω,变阻器R1接入电路的阻值最大为30Ω,故C错误;
D.当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻R2并联,因并联电路的总电阻最小,所以由P?率:
U2可知,此时整个电路的功率最大,则整个电路的最大功R2P最大故D正确。
5V??U2?PL额?P2?PL额?=2.5W+=3.75W;
R220Ω
2.如图是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻;已知加热器的额定电压为220V,额定加热功率990W,额定保温功率为110W。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是( )
A.加热器的功率为110W时,开关S、S1都闭合
B.开关S闭合,S1由断开到闭合,电路中电流变大,R2的功率变大 C.电阻R1与R2的阻值之比为1∶8
D.若用电高峰期实际电压为200V,加热器保温状态下的实际功率约为90.9W 【来源】2020年四川省成都市锦江区中考二诊物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
U2A.只闭合开关S,两电阻串联,电阻较大,根据P?知,在电压一定时,电功率较
R小,加热器处于保温状态,则此时加热器的功率为110W,故A错误;
B.开关S闭合,S1断开时,两电阻串联,S1闭合时,电阻R1被短路,只有电阻R2工作,
电阻减小,根据I?变大,故B正确; C.因为P加热 U2知,电路的电流增大,R2的电阻不变,根据P?IR2知R2的功率RU2U2?、P,且P加热=990W、P保温=110W,所以 保温?R2R1?R2P加热 :P 保温U2U2?:?990W:110W R2R1?R2R1?R29? R21即
所以
R18? R21故C错误;
D.只闭合开关S,加热器处于保温状态,两电阻串联,保温功率为110W,则
2U额R1?R2?P保温(220V)2=?440Ω 110W当实际电压为200V时,实际功率约为
(200V)2P?=?90.9W 实R1?R2440Ω故 D正确; 故选BD。
2U额
3.如图所示,电源电压保持不变,L1上标有“1.2V ?W”,L2上标有“9V ?W”。闭合开关S1后,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V, L1此时的实际功率是额定功率
1;当开关S接2时,P在中点,电压表示数为2V。若将L1和L2串联后接在4该电源上时,电路中电流为0.2A,下面说法中正确的是(设灯丝电阻不随温度改变) ( )
A.L1的额定功率为2W C.电源电压为6V
B.L2的额定功率为3W D.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
【来源】2020年四川省成都市成华区中考二诊物理试题