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.如图所示的电路中,电源电压12V且保持不变,灯丝电阻不随温度变化,灯泡L的额定功率为7.2W。当开关S1、S2都闭合时,通过灯泡的电流为I1,灯泡正常发光;当开关S1闭合S2断开时,通过灯泡的电流为I2,灯泡的功率是3.2W,则下列计算结果不正确的是( )
A.灯泡电阻是20Ω B.电阻R的阻值是20Ω
C.当开关S1闭合S2断开时,电阻R的功率是1.6W D.I1∶I2=9∶4
【来源】四川省成都南开为明学校2019-2020学年九年级4月月考物理试题(在线考试) 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A.当开关S1、S2都闭合时,电路为灯泡的简单电路,灯泡正常工作,电源的电压为12V,电路中的电流
I1=
灯泡的电阻
P额U?7.2W=0.6A 12VU12VRL=?=20Ω I10.6A故A正确,不符合题意;
BC.当开关S1闭合S2断开时,灯泡和电阻R串联,电路中的电流
I2=电路中的总电阻
P实RL=3.2W=0.4A 20?R总=
R的阻值
U12V?=30Ω I20.4AR=R总-RL=30Ω-20Ω=10Ω
电阻R的功率
PR=I22R=(0.4A)2×10Ω=1.6W
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意; D.两次通过灯泡的电流之比
I1∶I2=0.6A∶0.4A=3∶2
故D错误,符合题意。 故选BD。
3.如图甲所示电路,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大电功率为0.8W B.定值电阻R0的阻值为10Ω C.当滑片在a端时,R0的功率为0.4W D.当滑片在b端时,电路的总功率为1.2W
【来源】辽宁省沈阳市和平区2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。
A B.当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,由图像可知,电路中的最大电流I大 = 0.6A,由I?U可得,电源的电压 R