【配套K12】北大绿卡九年级物理全册 第18章 第2节 第2课时 电功率的综合计算测试题(含解析)(新版)新人

电功率的综合计算
（测试时间：40分钟，满分:60分）
一．选择题（每题2分，共20分）
1．如图所示是A 、B 两定值电阻的I ﹣U 图象，若把A 、B 电阻串联在同一电路中，下列说法正确的是（ ）
A ．通过A 、
B 电阻的电流之比是2：1 B ．A 的阻值大于B 的阻值
C ．A 、B 电阻的两端电压之比是1：2
D ．A 、B 电阻的电功率之比是1：4 【答案】C
【解析】A 选项，A 、B 串联，通过它们的电流相等，选项错误。

B 选项，由图像可得，A 的阻值Ω===
54.02A V I U R A A A ，B 的阻值Ω===102.02A
V
I U R B B B ，选项错误。

C 选项，由串联分压，A 、B 电阻的两端电压之比是1：2，选项正确。

D 选项，由电功率的公式R I P 2
=，A 、B 电阻的电功率之比是1:2，选项错误。

正确的选择是C 。

2．如图所示的电路图，电源电压不变同闭合开关S ，将滑动变阻器的滑片P 向上移动时，下列说法正确的是（ ）
A ．灯泡L 变暗，电压表示数变小
B ．灯泡L 变亮电压表示数不变
C ．电路消耗的总功率变小，电压表示数不变
D ．电路消耗的总功率变小，电压表示数变大 【答案】C
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测电源两端的电压．因电源的电压不变， 所以，滑片移动时电压表的示数不变，选项AD 不正确。

将滑动变阻器的滑片P 向上移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，选项B 不正确。

由UI P =，电路消耗的总功率变小，故C 正确。

正确的选择是C 。

3.定值电阻R l 和小灯泡R 2 的U －I 关系图像分别如图所示．若将R l 和R 2串联后接在8伏的电源两端，则 R l 与R 2的电功率之比和电阻之比分别为 （ ）
A ．1∶2 1∶2 B．3∶5 3∶5 C．2∶3 3∶2 D ．1∶3 3∶1 【答案】B
【解析】因串联电路中各处的电流相等，且电路中的总电压等于各分电压之和，
所以，R 1和R 2串联后接在8伏的电源两端时，观察图像可知：电路的电流I=0.3A ，U 1=3V ，U 2=5V ， 由P=UI 可得，两电阻消耗的电功率之比为：
1
112223355
P U I U V P U I U V ====， 由U
I R =可得，两电阻的阻值之比：1
1122235
U R U I U R U I
===．故本题答案选B ．
4．如图所示的电路中，电源电压恒定，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器。

闭合开关S 后，滑动变阻器滑片P 自b 向a 移动的过程中
( )
A.电流表A 的示数变大，电压表V 1的示数变小
B.电流表A的示数变小，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
C.电压表V1的示数不变，电路消耗的总功率变大
D.电压表V2的示数变小，电路消耗的总功率变大
【答案】D
【解析】由图可知，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测R2的电压，电流表A 测电路中的电流。

闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中，滑动变阻器的阻值变小，串联电路中的总电阻变小，电流变大，即电流表的示数变大；电压表V1的示数不变；由伏安法测电阻可知，电压表V2的示数与电流表A的示数之比为滑动变阻器接入电路的阻值，变小；电路消耗的总功率p=UI变大。

故选D
5．下图为一只“6V 1.5W”小灯泡的电流随电压变化的关系图像．若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V 的电源两端，则此时每只灯泡的电阻及实际功率为（）
A．24Ω 0.67W B．20Ω 0.8W
C．24Ω 0.96W D．20Ω 0.67W
【答案】B
【解析】分析图像可知：灯泡的电阻会随电压、电流的不同发生变化，因此解决此类问题只能从图像入手分析。

三只完全相同的灯泡串联，灯泡的电阻相等，通过的电流相等，根据欧姆定律可知，三只灯泡两端的电压相等，把这种规格的三只灯泡串联接在１２V的电源两端，每只灯泡两端的电压都为４V，从图像上可以看出，当电压是４Ｖ时，通过灯泡的士电流为0.２A，
所以每只灯泡的实际电阻：
4
20
0.2
U V
R
I A
===Ω
每只灯泡的实际功率：P=UI=４V×0.２A=0.8W．故选B．
6．如图所示的电路中，甲的两个电流表均为学校实验室常用的电流表，见图乙。

当开关S闭合后，两表指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯消耗的电功率P1和P2的比值为（）
A. 1：4；
B. 4：1；
C. 1：5；
D. 5：1 【答案】B
【解析】闭合开关后，电流表A 1在干路上，电流表A 2在支路上，故A 1表使用的是“0～3A”量程，A 2表使用的是“0～0.6A”量程，把“两表偏转角度相同”这一条件夸大，即两表指针均“满偏”，则A 1表示数为3A ，A 2表示数为0.6A
由于电流表A 1在干路上，则I A 总=3，I I I A A A 1230624=-=-=总..，又因为L 1与L 2并联，所以U 1＝U 2，则：
P P U I U I I I A A 1211221224064
1
====..，正确选项为B 。

7．在如图所示电路中，电源电压不变．当滑动变阻器的滑片P 由中点向右端移动时，下列说法正确的是（ ）
A.灯泡的亮度变小
B.电路的总功率减小
C.电压表的读数变小
D.电流表的读数变小 【答案】B
【解析】闭合开关S 后，滑动变阻器R 与灯泡L 并联，电流表测通过灯泡的电流，电压表测电源电压；根据电源的电压可知电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过灯泡的电流和实际功率不变，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知该支路电流的变化，根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化，根据欧姆定律可知电路中总电阻的变化．
解：闭合开关S 后，滑动变阻器R 与灯泡L 并联，电流表测通过灯泡的电流，电压表测电源电压； ∵电源的电压保持不变，
∴移动滑片时，电压表V 的读数不变，故C 错误； ∵并联电路中各支路独立工作、互不影响，
∴移动滑片时，通过灯泡L 的电流不变，实际功率不变，电流表的读数不变、亮度不变，故A 、D 错误； 当滑动变阻器的滑片P 由中点向右端移动时，接入电路中的电阻变大，
∵I=，
∴该支路的电流变小，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和， ∴干路电流变小，
根据P=UI 可知，电路中的总功率变小，故B 正确． 故选B ．
8．有1R 、2R 两个电阻，两电阻并联12:1:3P P =，串联时''
12:P P =
( ) A 、1：3 B 、3：1 C 、3：4 D 、4：3 【答案】B
【解析】由于两电阻并联，所以两电阻两端的电压与电源电压相等，所以2
111222212
1
3
U P R R U P R R ===；
当两电阻串联时，通过两电阻的电流时相等的，所以''21
111''2222231
P I R R P I R R ===，所以选择B 。

9．标有“6V 6W”、“3V 3W”的灯L 1和L 2（假设灯丝电阻不变），若将它们并联接在某电源上，两灯都发光，下列说法正确的是 （ ） A.灯L 1比灯L 2亮 B.灯L 1、L 2的实际功率之比为2﹕1 C.电源电压为3V 时，灯L 2正常发光 D.电源电压为9V 时，灯L 1 、L 2都正常发光 【答案】C
【解析】灯L 1的电阻R 1=U 2/
P 1=（6V ）2
/6W=6Ω， 灯L 2的电阻R 2=U 2/
P 2=（3V ）2
/3W=3Ω， 若将它们并联接在某电源上，并联电路中各支路两端的电压相等，A.由 P ＝U 2
/R 可知，电阻小的灯消耗的实际功率大，所以灯L 2比灯L 1亮；B.灯L 1、L 2的实际功率之比P 1/P 2＝R 2/R 1=1:2; C.电源电压为3V 时，灯L 2两端的实际电压与它的额定电压相同，正常发光；D.电源电压为9V 时，灯L 1 、L 2两端的实际电压大于它们的额定电压，它们的实际功率大于额电功率，不能正常发光。

故选C.
10. 如图所示电路，电源电压恒为6伏，L 1标有“6V 7.2W”，L 2标有“6V 3.6W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A ．仅闭合S 1、S 3，L 1不亮，L 2亮
B ．仅闭合S 2、S 3，电流表读数为0.6安
C ．仅闭合S 1、S 2，电路总电阻为15欧
D ．仅闭合S 3，电路消耗的总功率为10.8瓦 【答案】 B
【解析】灯L 1的电阻：R 1=U 2
/P=5Ω. 灯L 2的电阻：R 1=U 2
/P=10Ω,如图，仅闭合S 1、S 3时，电灯L 2短路，不亮，L 1亮。

仅闭合S 2、S 3，时，灯L 1短路，L 2亮，其电流是：I=U/R=6V/10Ω=0.6A. 仅闭合S 1、S 2，两灯并联，总电阻：R 并=5Ω×10Ω/（5Ω+10Ω）=10/3Ω. 仅闭合S 3时，两灯泡串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路消耗的总功率：P=U 2
/（R 1+R 2）=2.4W ，选项B 正确。

二．填空题（每空1分，共18分）
11．把标有“2V 0.4W”字样的小灯泡和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路中．已知电源电压为3V ．电流表的量程为“0～0.6A”，闭合开关，调节滑片，灯泡的最小功率为 W ， 滑动变阻器接入电路的最小阻值是 Ω（灯丝电阻不变）．
【答案】 0.1 5
【解析】当滑片移到右端时，电路中电流最小，灯泡消耗的功率最小。

灯丝电阻为：()2
22100.4L U V R P W
=
=
=Ω额额
，
电路总电阻为：=+=10+20=30L R R R ΩΩΩ滑总， 电路中的最小电流为：3=0.130U V
I A R =
=Ω
总， 灯泡的最小功率为：()2
20.1100.1L L P I R A W ==⨯Ω=；
灯的额定电流为：0.4=
=0.22L P W
I A U V
=
额额
， 所以为保护电路，电路中的最大电流为0.2A ， 则电路中的最小总电阻为：3'=150.2U V R I A
=
=Ω总， 滑动变阻器接入电路的最小阻值为：'='-1510=5L R R R =Ω-ΩΩ滑总
12．如图所示，是小明家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数，由图可知，他家在该月消耗的电能为 kW•h，他家现已接入用电器的总功率为2000W ，则还可连接“220V，60W”的白炽灯 盏
【答案】90；3
【解析】6月份小明家消耗的电能为月初示数与月末示数只差W=1377.6kw•h﹣1287.6kw•h=90kw•h，根据电能表上的参数，允许通过的最大电流为10A ，所以他家可以同时使用的用电器的总功率最大是P=UI=220V×10A=2200W，他家现已接入用电器的总功率为2000W ，还可以利用的电功率为P′=2200W﹣2000W=200W ，所以还可以装入的白炽灯为：n=200W/60W ≈3．
13．标有“220V100W ”和“220V60W ”的甲、乙两盏白炽灯，灯丝较粗的是 灯，当它们并联在家庭电路中时，较亮的是 灯．（选填“甲”或“乙”） 【答案】甲 甲
【解析】由电功率公式2U P R =得：2U R P
=，即电压相同时，电功率大的电阻小，读题知乙灯泡的电功率
比甲灯泡的电功率小，所以乙灯泡的电阻较大；由影响电阻大小的因素知：在电阻丝材料、长度、温度相
同时，电阻大的横截面积小，所以乙灯灯丝较细，甲灯灯丝较粗．因为并联电路两端的电压相等，由2
U P R
=
可知，电压相等时，电阻小的灯泡实际功率大，灯泡亮，由于甲灯的灯丝电阻小，甲灯较亮．答案为：甲；甲．
14．某电熨斗内有R 1、R 2两段发热丝，其简化电路如图，它在220V 或110V 电压下都能正常工作：110V 时
将S 打至1挡，220V 时将S 打至2挡，这两种情况下熨斗的电功率均为1100W ．则电熨斗在220V 电压下正常工作的电流是 A ，两发热丝的电阻之比R 1：R 2为 ．
【答案】5 1︰4
【解析】110V 时将S 打至1挡，此时电功率P 1=（110V ）2
/R 1，220V 时将S 打至2挡，此时电功率P 2=（220V ）
2
/R 2，通过的电流为I 2=1100W/220V=5A ，这两种情况下熨斗的电功率相等，则（220V ）2/R 2=（110V ）2
/R 1，
解得R 1︰R 2=1︰4。

15．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R 1=15Ω，闭合S 1、S 2，断开S 3时，电流表示数为0.4A ，则此时R 1两端电压为 V 。

当S 1、S 2、S 3都闭合时，R 1的电功率为P 1；闭合S 1、S 3，断开S 2时，R 1的电功率为P 1的9/16；则R 2的电阻为 Ω。

【答案】6；5。

【解析】由题意知：电源电压保持不变，R 1=15Ω，当闭合S 1、S 2，断开S 3时，R 1、R 3串联接入电路，电流表示数为I=0.4A ，则此时R 1两端电压为U 1=IR 1=0.4A×15Ω=6V 。

当S 1、S 2、S 3都闭合时，仅R 1接入电路，则R 1的电功率为P 1=U 2
/R 1=U 2
/15Ω①；闭合S 1、S 3，断开S 2时，R 1、R 2串联接入电路，R 1的电功率为P1′=[U/（R 1+R 2）]2
R 1=[U/（15Ω+R 2）]2
15Ω=9/16P 1②；由①②解得R 2=5Ω。

16．两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示，现将甲和乙并联后接在电压为6V 的电源两端，则通过甲、乙两电阻的电流之比为 ，甲、乙两电阻两端电压之比为 ，甲、乙两电阻消耗的功率之比为
．
【答案】2∶1；1∶1；2∶1.
【解析】由两电阻的U －I 图像可知，两电阻阻值之比为：31
063203..V
R A V R A
=甲乙＝；
当两电阻并联在6V 的电源两端时，电流之比为：21U I R R U I R R =甲
甲
甲乙乙乙甲乙
＝＝ ，电压之比为：11U U 甲乙＝； 两电阻消耗的功率之比为：()
()
2
2
2
1
U P
R R P R U R =
甲甲
甲乙乙
甲乙乙
＝＝ 17．如图所示，电源电压恒为12V ，闭合开关S ，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，电压表的示数为10V ，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是 W ．
【答案】0.4
【解析】由电路图可知，电压表测电动机两端电压，∵串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，
∴滑动变阻器两端电压R 1U U U 12V ==﹣﹣10V ＝2V ，则20210.R U V
I A R
＝＝＝，
则滑动变阻器消耗的功率R
R P U I 2V 02A
04W ..==?；
18．一个标有“6V3W”的灯泡接在9V 的电源上，要使它正常发光，还应串联一个阻值为 Ω的电阻，
此电路工作2分钟一共消耗
J的电能．
【答案】6 540
【解析】读题知灯泡的电阻
()()
22
6
12
3W
L
L
L
U V
R
P
===Ω；灯泡正常工作的电流：
6
0.5
12
L
L
U V
I A
R
===
Ω
；
电阻R两端的电压：U R=U﹣U L=9V﹣6V=3V；电阻R的阻值：
3
6
0.5
R
U V
R
I A
===Ω；此电路工作2min消耗
的电能：W=UIt=9V×0.5A×120s=540J．答案为：6 540
19．某同学把标有“8V16W”的灯泡L1和“12V36W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关后，其中一只灯泡能正常发光，另一只没有达到额定电压．由此可知电源电压为 V，此时L1的实际功率 L2的实际功率(选填“大于”或“等于”或“小于”)．
【答案】16；等于
【解析】由I=P/U可知，灯泡L1的额定电流I1=16W/8V=2A，灯泡L2的额定电流I2=36W/12V=3A，所以灯泡L1正常发光，又由R=U2/P可知，灯泡L1的电阻R1=（8V）2/16W=4Ω，灯泡L2的电阻R2=（12V）2/36W=4Ω，所以电源电压U=I1（R1+R2）=2A×（4Ω+4Ω）=16V；因为灯泡P＝I2R串联在电路中，由P＝I2R可知，此时L1的实际功率等于L2的实际功率．
20．当导体两端电压一定时，电流通过导体做功的功率随导体电阻变化规律的图象如图所示。

请根据图象判断，当导体电阻为40Ω时，电流通过该导体做功的功率为 W。

【答案】0.4W
【解析】由图可知，当导体电阻为5Ω时，电流通过该导体做功的功率为3.2W，那么导体两端电压的平方U 2=PR=3.2W×5Ω=16v2,当导体电阻为40Ω时，电流通过该导体做功的功率P=U 2/R=16v2/40Ω=0.4W 。

三．计算题（第21题6分，22、23小题各8分，共22分）
21.小波班上有一台饮水机，它的铭牌如下表，工作电路如图所示，S0是温控开关，可以自动控制饮水机的
加热或保温状态。

问：
（1）将1.5kg 的水从20℃加热到90℃，水吸收的热量是多少? [c 水=4.2×103
J ／（kg·℃）]
（2）饮水机在加热状态下正常工作15min ，消耗的电能是多少?
（3）若在保温状态下，饮水机消耗的功率是44W ，则R 2的阻值是多少?
【答案】4.41×l05J, 4.95×105J, 保温状态1100欧姆
【解析】（1）Q 吸=c 水m （t 2-t 1）=4.2×103J ／（kg·℃）×1.5kg×（90℃-20℃）=4.41×l05J
（2）饮水机加热时消耗的电能W=Pt=550W×15×60s=4.95×105J
（3）当S 0断开时，电路中只有R 2
，总功率较小，为保温状态
Ω===110044W )220(2
222V P U R 22．如图所示，L 是标有“6V 1.2W”字样的小灯泡，R 是定值电阻，断开开关S 2，闭合开关S 1和S 3，灯泡正常发光，电流表的示数为0.50A ．
（1）求灯泡正常发光时，1min 内灯泡消耗的电能．
（2）求定值电阻R 的阻值．
（3）断开开关S 1和S 3，闭合开关S 2，改变电源电压，使灯泡正常发光，求电路的总功率．
【答案】（1）灯泡正常发光时，1min 内灯泡消耗的电能为72J ．
（2）定值电阻R 的阻值为20Ω．
（3）断开开关S 1和S 3，闭合开关S 2，改变电源电压，使灯泡正常发光，电路的总功率为2W ．
【解析】解：（1）灯泡正常发光1min 消耗的电能：W=P L t=1.2W×60s=72J；
（2）断开开关S 2，闭合开关S 1和S 3时，电阻R 和灯泡L 并联，灯泡正常发光，所以电源电压等于灯泡的额
定电压，即6V ；
由P=UI 可知，灯泡正常发光时的电流：I L ===V
W U P L L 62.10.2A ； 因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过R 的电流：I R =0.5A ﹣0.2A=0.3A ； 由R
U I =可知，定值电阻R 的阻值：Ω==203.06A V I U R R （3）由P=
可得，灯泡的电阻：R L ===30Ω； 断开开关S 1和S 3，闭合开关S 2，定值电阻R 和灯泡L 串联，此时电路中的总电阻：R 总=30Ω+20Ω=50Ω； 因为灯泡正常发光，所以电路中的电流为0.2A ，
则电路的总功率：P=I L 2R 总=（0.2A ）2
×50Ω=2W ．
答：（1）灯泡正常发光时，1min 内灯泡消耗的电能为72J ．
（2）定值电阻R 的阻值为20Ω．
（3）断开开关S 1和S 3，闭合开关S 2，改变电源电压，使灯泡正常发光，电路的总功率为2W ．
23.在图所示电路中，L 是标有“6 V 3 W”字样的小电灯，它与定值电阻R 。

和滑动变阻器R 组成串联电路，电源电压保持8 V 不变。

无论变阻器滑片怎样移动，小电灯两端电压都不超过3 V ～6 V 的范围。

忽略温度变化对灯丝电阻的影响，求：
①小电灯L 的阻值R L ；
②定值电阻R 。

的阻值；
③当滑动变阻器阻值为最大时，定值电阻R 。

消耗的电功率。

【答案】 （1）12Ω （2）4Ω （3) 0．25W
【解析】解：(1)小电灯L 的阻值R L =U 2／P=(6V)2
／3W=12Ω
(2)由题意可知，当滑动变阻器阻值为零时，小电灯两端的电压最大为6 V ，此时小电灯正常发光， 定值电阻R 。

两端的电压U 0=U 总-U L =8V-6 V=2 V
电路中的电流I 0=I L =P L ／U L =3W ／6V=0.5A
Ro=U 0/I o =2V ／0.5A=4Ω
(3)当滑动变阻器阻值为最大时，
小电灯两端的电压最小为3V ，电路中的电流I=I L=U L／R L=3V／12Q=0.25A 定值电阻R。

消耗的电功率P0=I2R o=(0．25A)2×4Ω=0．25W。