一、初中物理电功率的综合计算问题
1.将两个定值电阻串联接到电压为 U 的电源两端,R1 消耗的功率为 P1,R2 消耗的功率为 3P1.将这两个定值电阻并联接在电压为U的电源两端时,下列说法中正确的是( ) A.R1 与 R2 的电阻之比为 3:1 C.并联时 R2 消耗的功率为
B.并联时通过 R1 与 R2 的电流之比为 1:1 D.并联时两电阻消耗的总功率为
16P1 3【来源】湖南省长沙市广益实验中学2024-2024学年九年级(下)开学考试物理试题
【答案】C 【解析】 【详解】
A.串联电流相等,由P=I2R可知,两电阻功率之比等于电阻之比,即:
16P1 3R1PP1?1?1?; R2P23P31故A错误;
B.并联电压相等,电阻与电流成反比,即:
I1R23??; I2R11故B错误;
C.在串联中时,R1 消耗的功率:
2?U?U2U22PR1?; ?R1?1?IR1??2R?R16R?4R1??12?1所以有:
U2=16P1; R1
并联时R2消耗的功率:
U2U2116P2???=?16P?P11;
R23R133故C正确; D.并联时总功率:
U2U216464P=??16P?P??16P?P1111; 总R1R2333故D错误。
2.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断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2的示数之比U1:U2?2:1,电流表的示数I1?1A;当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于最右端时,电压表V1和V2的示数之比U3:U4?1:3。当开关S1断开,S2闭合,两个电压表V1和V2的示数之比
U5:U6?3:1。通过开关的闭合与断开及调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.当开关S1?S2断开,调节滑片P时,R3的功率不超过6.75W B.当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于a点时,R3的功率为18W C.滑动变阻器最大阻值为45Ω D.电源电压为27V
【来源】【万唯】2024年四川省成都市高中阶段教育学校统一招生考试物理试题(黑卷) 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于a点时,等效电路图如解图1所示:
此时
U1:U2?R1:RA?2:1
U?I1?R1?RA?
当开关S1闭合,S2断开滑片P位于最右端时,等效电路图如解图2所示:
此时
U3:U4?R1:R3?1:3
当开关S1断开,S2闭合时,等效电路如解图3所示:
此时
U5:U6?3:1,
则
R1:R2?2:1
当电路消耗功率最小的时候,电路等效图如解图4所示:
所以:
U29W?
R?R?R?123?由以上分析可得:
R3?3R1 R2?RA?0.5R1
所以:
U?1A?R1?0.5R1?
U2?9W?R1?0.5R1?3R1?
可求得:U?27V,R1?18?,则R2?RA?9?,R3?54? 当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于a点时,R3的功率
P3?I12R4?(1A)2?9??9W
当开关S1、S2断开,调节滑片P时,R3的功率
??UU22P3?IR3???R3?2R?R?R?R1?R2?R3? 23??1R32?U2???R1?R2??R3??R32?U2???R1?R2??R3???4?R1?R2?R3R32?U2???R1?R2??R3??R32?4?R1?R2?
P3的最大值在
R3?R1?R2
时取得,且最大值
Pmax故选AD。
U2??6.75W 4?R1?R2?
3.根据下表提供的信息得出的几个结论中,正确的是( ) 物质 密度[kg/m3] 比热容[J/(kg·℃)] 长1m横截面积1mm2的导线在20℃时的电阻值[Ω] 0.096 0.027 0.017 铁 7.9×103 0.46×103 铝 2.7×103 0.88×103 铜 8.9×103 0.39×103 煤油 0.8×103 2.1×103
A.用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热,加热时间与升高温度的关系图像如图,则b是水
B.将质量相等的铝块和铜块,做成横截面积相同的铝丝和铜丝,串联接入电路,则铝丝两端的电压大
C.煤油和水的体积之比为2︰1,吸收热量之比为12︰5,则升高的温度之比为3︰1 D.将质量相同的铁块和铝块,做成横截面积相同的铁丝和铝丝,并联在同一电路中,其消耗的电功率之比为96︰79
【来源】山东省青岛市崂山区2024-2024学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】BC 【解析】
【分析】 【详解】
A.用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热,加热时间相同时,电热器放出的热量相同,即水和煤油吸收的热量相等,由表格数据可知,煤油的比热容小于水的比热容,根据
Q吸 可知,水的温度变化小,所以加热时间与升高温度的关系图象a是水,b是煤?t?cm油,故A错误;
B.由表格数据可知,长1m横截面积1mm2的导线在20℃时,铝线的电阻值大;同样由表
mmV? 可知,质量相等的铝块格数据可知,铜的密度大于铝的密度,由?? 的变形式
?V和铜块中,铝块的体积大,所以做成横截面积相同的铝丝和铜丝时,铝丝的长度更长,其电阻较大,铝丝和铜丝串联接入电路时通过的电流相等,根据U=IR可知,铝丝两端的电压大,故B正确;
C.由表格数据可知,煤油的密度为0.8×103kg/m3,煤油的比热容为2.1×103J/(kg·℃),我们已知水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),且煤油和水的体积之比为2:1,吸收热量之比为12︰5,由Q吸=cm?t和??m可得,升高的温度之比 VQ吸煤油Q吸煤油?V?t煤油c煤油m煤油c煤油?煤油V煤油Q吸煤油c水==???水?水
Q吸水Q吸水?t水Q吸水c煤油?煤油V煤油c水m水c水?水V水3124.2?10J/?kg?℃?1?103kg/m313????? 33352.1?10J/?kg?℃?0.8?10kg/m21故C正确;
D.由表格数据可知,铁的密度为7.9×103kg/m3,铝的密度为2.7×103kg/m3,由m=ρV=ρLS可得,将质量相同的铁块和铝块,做成横截面积相同的铁丝和铝丝时的长度之比
mL铁?铁S?铝2.7?103kg/m327???? mL铝?铁7.9?103kg/m379?铝S由表格数据可知,长1m横截面积1mm2的导线在20℃时的电阻值,铝导线的是0.027Ω,铁导线的是0.096Ω,因其它条件相同时,导体的电阻与长度成正比,所以,铁丝和铝丝的阻值之比
R铁270.096?96??? R铝790.027?79并联在同一电路中它们两端电压相等,则消耗的电功率之比