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】2024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】2024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;
U2知,电路的电流增大,R2的电阻不变,根据P?IR2知R2的功率R