一、初中物理电功率的综合计算问题
1．如图甲所示电路，电源电压不变，R1 是定值电阻，R2 是滑动变阻器。闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中（ ）
A．定值电阻 R1 的阻值为 10Ω B．电源电压为 9V
C．定值电阻 R1 消耗的电功率变化了 4.05W D．滑动变阻器消耗的最大功率为 1.8W 【来源】2020年重庆市育才中学中考模拟物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
AB．当R2接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，此时电路为R1的简单电路，由图象可知，电路中的最大电流I最大=1.2A，由I=
U可得，电源的电压 RU=I最大R1=1.2A×R1 -------①
当R2接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图象可知，电路中的最小电流I最小=0.3A，电压表的最大示数U2=4.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压
U=I最小R1+U2=0.3A×R1+4.5V-------②
因电源的电压不变，所以
1.2A×R1=0.3A×R1+4.5V
解得：R1=5Ω，则电源电压
U=I大R1=1.2A×5Ω=6V
故AB错误；
C．由P=I2R可得定值电阻电功率的最小值
P1最小=I最小2R1=（0.3A）2×5Ω=0.45W
定值电阻电功率的最大值
P1最大=I最大2R1=（1.2A）2×5Ω=7.2W
所以定值电阻电功率的变化量
ΔP1=P1最大-P1最小=7.2W-0.45W=6.75W
故C错误；
D．由图乙可知，滑动变阻器消耗的功率为
P2=I2R=(
UU?R2=?5Ω?R?2=?5Ω?R?2)2?R2= 222R1?R2?20Ω?5Ω?R2?R2R2U2?6V?P2max===1.8W
20Ω20Ω22U2U2当R2=5Ω时，P2有最大值
故D正确。 故选D。
2．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】 【详解】
B．R1：R2= 4∶5 C．P1：P2= 9∶4 D．P1：P2=9∶5
【来源】2020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)
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。
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??V?U1??2 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．把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中，各电表选择的量程如图所示，要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变），下列说法正确的是（ ）
A．在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变小 B．电路的总功率最大值为10.8W C．小灯泡的电功率最小值为0.75W D．滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω 【来源】天津市2018年中考物理模拟试题 【答案】ACD 【解析】 【分析】
分析实物图可知：灯泡与滑动变阻器是串联关系；电流表测量串联电路的电流（所选量程为0~0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0~15V）。
(1)滑片向左移动时，根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化；再判定总电阻的变化，根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况； (2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻，确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻，利用P?UI求电路的总功率最大值； (3)为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压；再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻；最后利用P?UI求小灯泡的电功率最小值； (4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。 【详解】
A．由图知道，由实物电路图可知：灯泡与滑动变阻器串联；电流表测量串联电路的电流（所选量程为0~0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0~15V），当滑片向左移动时，则滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由于电源电压不变，由I?U知道，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；滑动变阻器连入电路的电R阻变小、分压变小，所以电压表示数的变小，故A正确； B．由P?UI可知，当灯正常发光时的电流
I额?P额U额?3W?0.5A 6V
备战中考物理 电功率的综合计算问题 培优练习(含答案)
