【物理】物理电功率的综合计算问题的专项培优练习题(含答案)含答案

一、初中物理电功率的综合计算问题1．如图甲所示，电源电压恒为9V.滑动变阻器的最大阻值为100Ω，电子元件R 在0.1A~0. 4A 的电流范围内均能正常工作，若该电子元件的U -I 图像如图乙所示，则该电子元件在其正常工作的范围内，下列判断正确的是( )A ．该电子元件两端的电压增大时，其电阻增大B ．该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为4:1C ．该电子元件在某个正常工作状态下，它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率D ．滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~100Ω【来源】湖北省武汉市第三寄宿学校2019~2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】A ．由该电子元件的U -I 图像可知，当电压为2V 时，电流为0.1A ；由欧姆定律得，此时的电阻是：2V 20Ω0.1AU R I === 当电压为4V 时，电流为0.4A ；由欧姆定律得，此时的电阻是：'''4V 10Ω0.4AU R I ===可知，该电子元件两端的电压增大时，其电阻减小；故A 项错误；B ．由该电子元件的U -I 图像可知，当电流为0.1A 时，电压为2V ；此时消耗的电功率是；2V 0.1A 0.2W P UI ==⨯=由该电子元件的U -I 图像可知，当电流为0.4A 时，电压为4V ；此时消耗的电功率是；'''4V 0.4A 1.6W P U I ==⨯=该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为：1.6W 80.2W 1= 故B 项错误；CD ．由该电子元件的U -I 图像可知，当电流为0.4A 时，电压为4V ；此时消耗的电功率是1.6W ；此时滑动变阻器两端的电压是：==9V 4V=5V U U U --滑电子由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：==0.4A I I 滑电子此时滑动变阻器消耗的电功率是：5V 0.4A 2W P U I ==⨯=滑滑滑此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，为：5V12.5Ω0.4AU R I ===滑滑滑 由该电子元件的U -I 图像可知，当电流为0.1A 时，电压为2V ；此时消耗的电功率是0.2W ；此时滑动变阻器两端的电压是：''==9V 2V=7V U U U --滑电子由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：''==0.1A I I 滑电子此时滑动变阻器消耗的电功率是：'''7V 0.1A 0.7W P U I ==⨯=滑滑滑此时滑动变阻器接入电路的阻值是：'''7V 70Ω0.1AU R I ===滑滑滑所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~70Ω；由该电子元件的U -I 图像可知，当电流为0.2A 时，电压为3V ；此时消耗的电功率是；''''''3V 0.2A 0.6W P U I ==⨯=此时滑动变阻器两端的电压是：''''''==9V 3V=6V U U U --滑电子由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：''''==0.3A I I 滑电子此时滑动变阻器消耗的电功率是：''''''6V 0.3A 1.8W P U I ==⨯=滑滑滑可见该电子元件在某个正常工作状态下，它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率；故C 项正确、D 项错误；2．如图是一个电加热器的工作原理图，其中1R 和2R 是阻值不变的发热电阻；已知加热器的额定电压为220V ，额定加热功率990W ，额定保温功率为110W 。

当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（ ）A ．加热器的功率为110W 时，开关S 、1S 都闭合B ．开关S 闭合，1S 由断开到闭合，电路中电流变大，2R 的功率变大C ．电阻1R 与2R 的阻值之比为1∶8D ．若用电高峰期实际电压为200V ，加热器保温状态下的实际功率约为90.9W 【来源】2020年四川省成都市锦江区中考二诊物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A ．只闭合开关S ，两电阻串联，电阻较大，根据2U P R=知，在电压一定时，电功率较小，加热器处于保温状态，则此时加热器的功率为110W ，故A 错误；B ．开关S 闭合，S 1断开时，两电阻串联，S 1闭合时，电阻R 1被短路，只有电阻R 2工作，电阻减小，根据U I R=知，电路的电流增大，R 2的电阻不变，根据22P I R =知R 2的功率变大，故B 正确； C ．因为22U P R =加热、212U P R R =+保温，且P 加热=990W 、P 保温=110W ，所以 22212::990W :110W U U P P R R R ==+加热保温即12291R R R += 所以1281R R = 故C 错误；D ．只闭合开关S ，加热器处于保温状态，两电阻串联，保温功率为110W ，则2212(220V)=440Ω110WU P R R +==额保温当实际电压为200V 时，实际功率约为2122(200V)=90.9W 440ΩU R R P =≈+额实故 D 正确； 故选BD 。

3．如图所示甲是某同学探究电流与电压关系的电路图，开关S 闭合后，将滑动变阻器的滑片P 从a 端移至b 端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙，则由图象可知（ ）A ．电阻R 0两端电压与通过R 0的电流成正比B ．R 0的电阻值是5ΩC ．该电路最小功0.3WD ．滑动变阻器R 的电功变化范围0~0.45W【来源】2020年贵州省遵义市桐梓县中考二模物理试题 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】A ．由电路图可知，电流表测电路电流，电压表测电阻R 0电压，由I-U 图象可知，电阻R 0的I-U 图象是一条倾斜的直线，是正比例函数图象，电阻R 0是一个定值，电压表的示数与电流表的示数之比不变，电阻R 0两端电流与通过R 0的电压成正比，电压决定电流，不能说电流与电压成正比，故A 错误，A 不符合题意；B ．由I-U 图象可知，滑片P 移至b 端时滑动变阻器接入阻值为零，此时电压表示数为电源电压，为3V ，电路中的电流为0.6A ，则03V 5Ω0.6AU R I === 故B 正确，B 符合题意； C ．根据功率公式2U P UI R== 当电路电阻最大时，即滑动变阻器接入最大时，功率最小，由I-U 图象可知，此时滑片P 移至a 端，电压表示数为0.5V ，电路中的电流为0.1A ，则电路总电阻为3V 30Ω0.1AU R I ===总 则电路最小功率为22min(3V)0.3W 30ΩU P R ===总 故C 正确，C 符合题意； D ．根据功率公式222222000001()()24R R U R U U P U R R R R R R R R R R R R====-++++ 当滑动变阻器接入阻值为零时功率最小，为零；当滑动变阻器接入阻值与电阻R 0相等时功率最大，为22max0(3V)0.45W 445ΩU P R ===⨯ 故D 正确，D 符合题意。

故选BCD 。

4．定值电阻R 1、R 2和滑动变阻器R 3接入如图电路中，电源电压不变。

当开关S 1闭合，S 2断开，滑片P 位于a 点时，电压表V 1和V 2的示数之比1221U U =：：，电流表的示数I 1=1A ；滑片P 位于最右端时，电压表V 1和V 2的示数之比1225U U ''=：：。

当开关S 1断开，S 2闭合，两个电压表V 1和V 2的示数之比12''''31U U =：：，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 ．电源的电压为24VB ．滑动变阻器的最大阻值是24ΩC ．当开关S 1断开，S 2闭合，电路消耗的功率为32WD ．当开关S 1合，S 2断开，调节滑片P 位置，R 3消耗的最大功率为9W 【来源】2019年四川省成都市青羊区树德实验中学中考二模物理试题 【答案】AD 【解析】 【分析】【详解】A ．当开关S 1闭合，S 2断开，R 3滑片P 位于a 点时等效电路为图1所示：；当开关S 1闭合，S 2断开，R 3滑片P 位于最右端时等效电路为图2所示：；当开关S 1断开，S 2闭合的等效电路如图3所示：；在可能得到的各种电路中，只有当开关S 1、S 2都断开，并且滑动变阻器的滑片位于最右端时，电路的总电阻最大，消耗的电功率最小，此时的等效电路如图4所示：；图1中：由于串联电路中各处的电流相等，且1221U U =：：，根据UI R=可得 111122121a U R I U U R U I === 所以112a R R =根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得，电源电压11111131A (1A 22())a U I R R R R R =+=⨯+=⨯…①图2中：根据UI R=可得112122225b U R I U U R U I ''==='' 即152b R R =图3中：根据串联电路的电阻特点和UI R=可得 ()312112232231I R R U R R U I R R +"+===" 解得2112R R =图4中222min1211119W 15422b U U U P R R R R R R R ====++++…②由①②两式可得：R 1=16Ω，U =24V ，故A 正确； B ．滑动变阻器的最大阻值15516Ω40Ω22b R R ==⨯= 故B 错误； C ．电阻R 2的阻值211116Ω8Ω22R R ==⨯= 当开关S 1断开，S 2闭合，则电阻R 1与R 2串联，电路消耗的功率()221224V =24W 16Ω+8ΩU P R R ==+故C 错误；D ．当开关S 1闭合，S 2断开，电阻R 1与R 3串联，R 3消耗的功率()2223332131313)(4U U P I R R R R R R R R ==⨯=+-+所以，当R 3=R 1时，R 3消耗的功率最大，为()223124V =9W 44?16ΩU P R ==最大故D 正确。

故选AD 。

5．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（ ）A ．两灯串联在220V 的电路中，甲灯比乙灯亮B ．乙灯的灯丝较细，正常发光时的电流较小C ．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较小D ．乙灯的实际功率一定是25W【来源】广东省深圳市福田区2019-2020学年九年级（上)期末物理试题 【答案】B 【解析】 【详解】A ．由甲、乙图和电功率变形公式2U R P=可知，甲灯的电阻小于乙电阻。