中考物理电功率的综合计算问题-经典压轴题

一、初中物理电功率的综合计算问题

1．在如图的电路中，电源电压保持不变，R 0为定值电阻，滑动变阻器R 的最大阻值为R M ，移动滑动变阻器的滑片P 从A 端到B 端，滑动变阻器的电功率随电流表示数变化的完整图线如图，图线中a 、b 两点对应的电功率均为P 1，且c 点对应的是滑动变阻器的最大电功率P 2，且12:3:4P P =，则图线中b 点对应的电路状态中，滑动变阻器接入电路中的电阻大小( )

A ．

2

R B ．

3

R C ．2R 0 D ．3R 0

【来源】2020年江苏省苏州市昆山市中考二模物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

由电路图可知，R 0、R 串联在电路中，当滑片在c 点时，变阻器消耗的最大功率为P 2，此时变阻器将接入电路的阻值为R ，则有

()()()2

222

2222

000000

44U U R U R U P R R R R R R R R R R R R R

⎛⎫==== ⎪++++-⎝⎭

+ 由上面等式可知，当R=R 0时，变阻器消耗的电功率最大，即

2

20

4U P R =

因为12:3:4P P =，则有

2

2

201202000

03333444163U R U

U P P R R R R R ⎛⎫=

=⨯== ⎪+⎝⎭ 即当R=3R 0时，满足关系式12:3:4P P =，故ABC 错误，D 正确。 故选D 。

2．小明设计了一个多档位电加热器，电路如图所示，其中R 1、R 2、R 3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其消耗的电功率可忽略不计。小明设想通过开关的组合，使电加热器具有多档功率。当只S 1闭合时，测得功率为200W ；当只S 2闭合时，测得功率为100W ；此电热器最大发热功率为800W ，则（ ）

A ．当只S 3闭合时，电热器功率为500W

B ．此电热器共有六档不同的功率

C ．电阻R 1、R 2、R 3的阻值之比为5∶10∶2

D ．正确使用此电热器，在连续用电1min 内可能耗电24000J 【来源】2019年河北省唐山市丰润区中考一模物理试题 【答案】AC 【解析】 【分析】

(1)由电路图可知，三个发热电阻并联，由并联电路特点可以求出各电阻的功率，求出只有S 3闭合时的功率；

(2)三个开关的通断组合成不同的连接方式，其发热功率不同； (3)由电功率的变形公式求出三个发热电阻的比值； (4)由电功公式W Pt =分析电热器消耗的电能。

【详解】

A ．三个开关都闭合时，三个发热体并联，功率等于三个功率之和，最大为800W ，所以当只S 3闭合时，电热器功率为

312800W 200W 100W 500W P P P P =--=--=

故A 正确；

B ．三个开关的通断组合成的连接方式有：只S 1闭合；只S 2闭合；只S 3闭合；只S 1、S 2闭合；只S 1、S 3闭合；S 2、S 3闭合；只S 1、S 2、S 3都闭合；共七种组合方式，即为七个档位，故B 错误；

C ．由2

U P R

=可得，三个发热电阻的阻值之比

2221231

23111

::::::5:10:2200W 100W 500W U U U R R R P P P ===

故C 正确；

D ．只S 1闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

411200W 60s 1.210J W Pt ==⨯=⨯

只S 2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

322100W 60s 610J W P t ==⨯=⨯

只S 3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

433500W 60s 310J W Pt ==⨯=⨯

只S 1、S 2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4

412()(200W 100W)60s 1.810J W P P t =+=+⨯=⨯

只S 2、S 3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4523()(100W 500W)60s 3.610J W P P t =+=+⨯=⨯

只S 1、S 3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4613()(200W 500W)60s 4.210J W P P t =+=+⨯=⨯

开关全部闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4

7123()(200W 100W 500W)60s 4.810J W P P P t =++=++⨯=⨯

故D 错误。 故选AC 。

3．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S 1、S 2都闭合时，通过灯泡的电流为I 1，灯泡正常发光；当开关S 1闭合S 2断开时，通过灯泡的电流为I 2，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S 1闭合S 2断开时，电阻R 的功率是1.6W

D ．I 1∶I 2=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S 1、S 2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

I 1=

7.2W

12V

P U

=

额=0.6A 灯泡的电阻

R L =112V 0.6A

U I ==20Ω 故A 正确，不符合题意；

BC ．当开关S 1闭合S 2断开时，灯泡和电阻R 串联，电路中的电流

I 2L

3.2W

=

20P R Ω

实=0.4A