一、初中物理电功率的综合计算问题
1.额定电压均为6V的甲、乙两灯的I﹣U图线如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大 B.甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为2∶3 D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1∶9 【来源】四川省达州市达川区2024-2024学年九年级(上)期末物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流,根据P?UI求出甲、乙两灯的额定功率之比;
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,根据图像读出通过的电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比;
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V,根据图像读出符合要求的电流和电压,根据P?UI求出两灯泡的实际功率之比。 【详解】
A.由图像可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时,通过甲的电流依次为0.3A、0.6A,通过乙的电流依次为0.2A、0.3A,由I?UU的变形式R?可知,甲灯泡的电阻依RI次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,则A正确,不符合题意;
B.甲、乙两灯的额定电压均为6V,通过的电流I甲额=0.6A,I乙额=0.3A,则甲、乙两灯的额定功率之比:
P甲额P乙额则B正确,不符合题意;
?U甲额I甲额U乙额I乙额?6V?0.6A2?,
6V?0.3A1C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,由图像可知,
通过的电流分别为I甲=0.3A,I乙=0.2A,此时两灯泡的电阻之比:
U甲R甲II0.2A2?甲?乙??, UR乙I甲0.3A3乙I乙则C正确,不符合题意;
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于
?=2V、U乙?=6V时符合,则两灯泡的实8V,由图像可知,当电路中的电流I?=0.3A、U甲际功率之比:
?I?2V?0.3A1U甲P甲???,
??PU乙I6V?0.3A3乙则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.小灯泡L的额定电压为3V,它的I—U图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端。闭合开关S,电压表示数为1.5V,再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V,已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有上“10Ω 2A”字样。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为4.5V
B.小灯泡的额定功率为0.45W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为0.75W D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω 【来源】2024年辽宁省沈阳市皇姑区中考一模物理试题
【答案】ACD 【解析】 【详解】
A.当滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器的最大阻值接入电路,与灯泡串联,由图象甲可知,当电压表示数为UL?1.5V,电路中的电流为I?0.3A,由欧姆定律
I?U可得,滑动变阻器两端的电压 RU滑?IR滑?0.3A?10Ω?3V
根据串联电路电压的特点可得,电源电压为
U?UL?U滑?1.5V?3V?4.5V
故A正确;
B.由图甲可知,当灯泡两端的电压U额?3V时,电路中的电流I??0.5A,由P?UI可得,灯泡的额定功率
P额?U额I??3V?0.5A?1.5W
故B错误;
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
??U?U额?4.5V?3V?1.5V U滑由P?UI可得,滑动变阻器消耗的功率
??U滑?I??1.5V?0.5A?0.75W P滑故C正确; D.由R?U可得,滑动变阻器接入电路的电阻 IU?1.5V??滑?R滑=3Ω
I?0.5A故D正确。 故选ACD。
4.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;
D.定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为?P1、?P2,则
C.由|?P(I12﹣I22)?(R1?R2)(?I﹣?(I1?I2)?(R1?R2)??(II1?I2)?(R1?R2) 1??P2?1I2)故D错误。 故选BC。
5.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是( )