2020-2021中考物理培优专题复习电功率的综合计算问题练习题附答案
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一、初中物理电功率的综合计算问题
1.如图所示,电源两端电压恒定,闭合开关,灯泡L1比灯泡L2电阻大,则()
A.灯泡L1比L2的亮
B.电流表A1示数比A2的大
C.若L1灯丝烧断,L2两端电压变大
D.若L2灯丝烧断,电流表A示数变小
【来源】广东省广州市南沙区2017届中考物理一模试题
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.由图可知,两只灯泡并联,两灯泡电压相等,灯泡L1比灯泡L2电阻大;由I=U/R可得,通过L1的电流小,即电流表A1示数比A2的小,U1=U2,由P实=UI可知,P实1<P实2,灯泡L2比L1的亮,故AB错误;
C.因为两灯泡并联,由并联电路电压关系可知两灯泡两端电压相等,若L1灯丝烧断,L2两端电压不变,故C错误;
D.由图可知,电流表A1测量灯泡L1的电流;电流表A2测量灯泡L2的电流;电流表A测量干路上的电流;若L2灯丝烧断,电流表A2示数为0,根据并联电路中干路上的电流等于各支路电流之和,可知电流表A示数变小,故D正确。
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 B.变阻器R接入电路的最大阻值为120ΩC.定值电阻R2的电阻值为20ΩD.电源电压为12V
【来源】2020年山东省青岛市西海岸新区中考一模物理试题
【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
BC .由电路图可知,当滑片位于最左端时,电路为2R 的简单电路,此时电路中的电流最大,由乙图可知
0.6A I =大
由U
I R
=
可得,电源的电压 220.6A U I R R 大==⨯……①
当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值1R 与电阻2R 串联,电压表测1R 两端的电压,此时电路中的电流最小;由乙图可知
110V U = 0.1A I =小
变阻器1R 的最大阻值
1110V 100Ω0.1A
U R I 大小=
== 因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电源的电压
12210V 0.1A U U I R R =+=+⨯小……②
由①②可得
220.6A 10V 0.1A R R ⨯=+⨯
解上式可得
220ΩR =
故B 错误,C 正确; D .电源的电压
20.6A 0.6A 20Ω12V U R =⨯=⨯=
故D 正确;
A .电流最大时,电路消耗的最大电功率
0.6A 12V 7.2W P I U ==⨯=大大
故A 正确。
故选ACD 。
3.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( )
A .电源电压为9V
B .滑动变阻器的最大阻值为14Ω
C .小灯泡的额定功率为6W
D .电路总功率的变化范围是6W~12W
【来源】2019年辽宁省阜新市中考模拟物理试题
【答案】BCD 【解析】 【分析】
由电路图可知,灯泡L 与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和,电压表V 2测R 0两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V 1测电源两端的电压,根据图像读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P UI =求出灯泡的电功率即为额定功率,利用P UI =求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图像读出V 1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R 两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用P UI =求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。
【详解】
由电路图可知,灯泡L 与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和,电压表V 2测R 0两端的电压,电流表测电路中的电流;
AC .当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V 1测电源两端的电压;由图乙可知,电路中的最大电流max 1.0A I =,电压表V 2的示数06V U =,电压表V 1的示数为12V ,即电源的电压U =12V ;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则此时灯泡两端的电压
L 012V 6V 6V U U U =-=-=
因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡的额定功率
L L max 6V 1.0A 6W P U I ==⨯=
电路的最大总功率
max max 12V 1.0A 12W P UI ==⨯=
故A 错误、C 正确;
BD .当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图像可知,电路中的最小电流min 0.5A I =,电压表V 1的示数U 1=5V ,此时滑动变阻器两端的电压
R112V5V7V
U U U
=-=-=
由
U I
R
=可得,滑动变阻器的最大阻值
R
min
7V
14Ω
0.5A
U
R
I
===
电路的最小总功率
min min
12V0.5A6W
P UI
==⨯=
则电路总功率的变化范围是6W∼12W,故BD正确。
故选BCD。
4.如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L标有“4V 1.6W”字样(阻值保持不变),
R1=20Ω。
滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”。
电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为
0~3V。
下列说法正确的是()
A.闭合S2,断开S1、S3时,通过电阻R1电流为0.2A
B.断开S2,闭合S1、S3时,滑动变阻器R2连入阻值范围5Ω~10Ω
C.闭合开关S3,断开S1、S2时,电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W
D.闭合所有开关,滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3:1
【来源】2018年山东省威海市文登区中考一模物理试题
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图中可以看到,闭合S2,断开S1、S3时,灯泡和电阻R1串联接在电路中,灯泡的电阻大小是
()2
2
L
L
L
4V
10Ω
1.6W
U
R
P
===
根据欧姆定律可知,通过电阻R1电流大小是
1
L1
6V
0.2A
10Ω20Ω
U
I I
R R
====
++
即通过电阻R1电流是0.2A,A正确;
B.断开S2,闭合S1、S3时,只有滑动变阻器R2接入电路,电流表的量程为0~0.6A,当电路的电流最大是0.6A,滑动变阻器接入电路的阻值大小是
2max 6V
10Ω0.6A
U R I =
== 这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值,所以滑动变阻器R 2连入阻值范围是10Ω~30Ω,B 错误;
C .闭合开关S 3,断开S 1、S 2时,灯泡和变阻器R 2串联接在电路中,根据2P I R =可知,当电路中的电流最小时,灯泡的电功率最小,这时电路中的总电阻最大,电路中的电流大小是
min 6V
0.15A 10Ω30Ω
I =
=+
这个电流值大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器的最大电流限度 电压表的示数是
L 0.15A 10Ω 1.5V U =⨯=
这个电压值没有超过电压表的量程,这时灯泡的最小电功率是
()2
2
Lmin min L 0.15A 10Ω0.225W P I R ==⨯=
当电路中的电流最大时,灯泡的电功率最大,这时电路中的总电阻最小,假如电流大小是0.6A ,那么电压表的示数是
L 0.6A 10Ω6V U =⨯=
这个电压的数值大过了电压表的量程,所以电流不能是0.6A ,假如电压表的示数达到最大3V ,这时电流最大,大小是
max 3V
0.3A 10Ω
I =
= 这个电流值大小符合电路的安全要求,所以灯泡的最大电功率是
()2
2
Lmax max L 0.3A 10Ω0.9W P I R ==⨯=
综上所述,电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9W ,C 正确;
D .闭合所有开关,灯泡被短路,电阻R 1、R 2并联接在电路中,根据2
U P R
=可知,当R 2
的电阻最小时,其电功率最大,流过它的电流最大,是0.6A ,其阻值大小是
2min 6V
10Ω0.6A
R =
= 电功率大小是
()2
2
2max
2min 6V 3.6W 10Ω
U P R === 当R 2的电阻最大时,其电功率最小,流过它的电流最小,假如R 2的电阻是30Ω,其电流大小是
2min 2max 6V
0.2A 30Ω
U I R =
== 这个电流大小符合电路的安全要求,那么其电功率大小是
2min
2max
1.2W
30Ω
P
R
===
那么滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比是
2max2min
: 3.6W:1.2W3:1
P P==
D正确。
故选ACD。
5.如图的电路中,电源电压为18V且保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻R2的阻值为90Ω,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0~15V。
当只闭合开关S,滑动变阻器R1的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。
则下列说法正确的是( )
①动变阻器R1的最大阻值为50Ω
②只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,小灯泡L消耗的电功率的取值范围是
1.08W~3W
③只闭合开关S、S2、S3,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的最大电功率是10.8W
④只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W
A.①②B.②③C.③④D.②④
【来源】重庆市第一中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题(第二次定时作业)【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
①根据题意知道,当只闭合开关S,滑动变阻器R1的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光,此时由图知道,滑动变阻器与灯泡串联,由于小灯泡L标有“6V 3W”字样,所以,此时电路的电流是:
3W
0.5A
6V
L
L
L
P
I I
U
====
灯泡的电阻是:
=123W
L L R P ==Ω灯, 又因为电源电压为18V ,所以,滑动变阻器两端的电压是:
=18V 3V 15V L U U U -=-=滑,
由欧姆定律知道,滑动变阻器接入电路的电阻是:
115V ==3020.5A
R R =Ω滑, 滑动变阻器的最大阻值是60Ω,故①错误;
②只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据题意知道,滑动变阻器R 1的滑片P 置于中点时,灯泡L 正常发光,此时灯泡功率最大,当滑动变阻器R 1的滑片P 置于最左端时,灯泡两端的电压最小,功率最小,此时灯泡两端的电压是:
18V
=
=123V 6012L L U U R R R ⨯Ω=+Ω+Ω
灯滑
故此时灯泡的功率是:
()()2
2
3V ==
0.7512L
U P W R '=Ω
灯小
即小灯泡L 消耗的电功率的取值范围是0.75W~3W ,故②错误;
③只闭合开关S 、S 2、S 3,则R 1与R 2并联,灯泡被短路,电流表测量干路电流,移动滑动变阻器R 1的滑片P 使电流表示数为0.6A 时,电路消耗的电功率最大,由于电源电压为18V 且保持不变,所以,电路消耗的电功率是:
18V 0.6A=10.8W P UI ==⨯
故③正确;
④只闭合开关S 、S 1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,当灯泡L 正常发光时,电路电流最大,此时电路消耗的电功率最大,
18V 0.5A=9W P UI ==⨯最大最大;
当滑动变阻器全部接入电路时,电路电阻最大,由欧姆定律知道,电流最小,此时电路消耗的电功率最小,
==6012=72R R R +Ω+ΩΩ滑最大灯,
由2
U P R
=知道,电路消耗的最小电功率是:
()2
218V ==4.5W 72U P R =Ω
最小
最大 即整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W ,故④正确; 综上所述,只有C 符合题意。
6.图甲是小灯泡1L 和2L 的电流随电压变化的图象。
将它们按图乙所示接入电路中,闭合开关S ,小灯泡1L 的实际功率为1W 。
下面的说法中正确的是( )
A .电源电压为2V
B .电流表的示数为0.5A
C .灯泡1L 比2L 暗
D .电压为0.5V 时,灯泡1L 的功率为
0.05W
【来源】2019年陕西省渭南市富平县中考二模理综物理试题 【答案】A 【解析】 【详解】
A .由甲图可知,当1L 两端的电压12V U =时,通过它的电流I 1=0.5A ,根据P UI =可得
1L 的实际功率为1W ,由乙图知,1L 、2L 并联,所以
122V U U U ===
故A 正确;
B .由乙图知,两灯并联,电流表测干路的电流,由甲图知当22V U =,通过它的电流I 2=0.3A ,根据并联电路电流的特点可得,通过电流表的电流为
120.50.30.8A A A I I I =+=+=
故B 错误; C .2L 的实际功率为
22220.30.6V A W <1W P U I ==⨯=
小于1L 的实际功率,由灯泡的亮暗取决于实际功率的大小知,1L 比2L 亮,故C 错误; D .由甲图知,当电压为30.5V U =时,通过灯泡1L 的电流为30.2A I =,灯泡1L 的功率为
3330.50.20.1V A W P U I ==⨯=
故D 错误。
故选A 。
7.有甲、乙两只灯泡,甲标有“15V 15W ”,乙标有“10V 5W ”。
现把它们串联起来,则该电路两端,允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )
A .25V
B .35V
C .17.5V
D .12.5V
【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】C 【解析】 【详解】
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则甲灯电阻:
()2
215V ==15Ω15W U R P =111
; 乙灯电阻:
()2
2
222
10V =
=20Ω5W
U R P =
;
串联电流相等,乙灯电阻大,乙灯可以达到额定电压,由串联电路比例关系
11
22
U R U R =可知甲灯此时的电压为:
112215Ω=
=10V=7.5V 20Ω
R U U R '⨯; 该电路两端允许加的最高电压为:
12=7.5V+10V=17.5V U U U '=+;
故C 正确。
故选C 。
8.两只电炉,其电阻值分别为1R 和2R (12R R >).将两只电炉串联后接入电压为U 的电源上,两只电炉消耗的功率分别为1P 和2P ,电路消耗的总功率为P ;将两只电炉并联后,仍接入电压为U 的电源上,两只电炉消耗的功率分别为1P '
和2P '
电路消耗的总功率为
P '. 则
A .12P P >,12P P '
'
>
B .1212P P P P ''
+=+
C .12P P P '+=
D .
'1
1P +'21P =1
P 【来源】天津市第一中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】D 【解析】 【详解】
当两电阻串联,电流一定相等;由2P I R =可知,电阻大的消耗的功率大.即12P P >,且
12P P P +=;
当两电阻并联时,由2U P R
=可知,电阻小的消耗的功率大,即12P P ''
<;因为:
22
1212
U U P P R R R +=
=+ 222121
21212
()
U R R U U P P R R R R '
'
++=+=
所以:
22
121212
()U R R U R R R R ++< 即:
1212P P P P ''
++<
因为
21
111U P R '
=, 222
11U P R '= 所以
12212
111R P P U P R ''++== 而不等于
1
P '
;综上分析,故选D 。
9.在如图甲所示的电路中,电源电压U 保持不变,R 1、R 2为定值电阻,R 为滑动变阻器。
闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从最右端滑到最左端的过程中,电压表V 1、V 2的示数随电流表A 的示数变化分别如图乙中图线①、②所示。
变阻器的滑片P 从最右端滑到最左端的过程中,下列说法错误的是( )
A .R 1、R 2的电压之比始终等于2∶1
B .滑动变阻器的最大电阻为15Ω
C .电源电压为6V
D .R 2消耗的功率增大了1.2W
【来源】2019年湖北省武汉市洪山区中考一模物理试题
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
电路为三个电阻串联,滑动变阻器滑片从右端滑到最左端过程中,滑动变阻器接入阻值变小,由欧姆定律可知电路电流逐渐变大,R1两端电压变大,由此可得①表示电压表V1,②表示电压表V2;当滑片位于最左端时,电路电阻最小,电流最大为I max=0.4A,为R1与R2串联电路,此时R1两端电压U1=4V,则可求R1电阻为:
1 1
max
4V
10Ω0.4A
U
R
I
===
由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知:
U=U1+I max R2=4V+0.4A×R2
当滑片位于最右端时,电路为三个电阻串联,此时电流最小为I min=0.2A,R两端电压U R=3V,R1两端电压U1’=2V,则滑动变阻器最大阻值为:
R min
3V
15Ω0.2A
U
R
I
===
由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知:
U=U R+U1’+I min R2=3V+2V+0.2A×R2
联立求解可得:U=6V,R2=5Ω;由于串联电路电流处处相等,则由P=I2R可知,R1与R2消耗的功率之比始终等于电阻之比,即:
P1:P2=R1:R2=10Ω:5Ω=2:1
滑动变阻器滑片位于最右端时,R2消耗功率为:
P2右=I min2R2=(0.2A)2×5Ω=0.2W
滑动变阻器滑片位于最左端时,R2消耗功率为:
P2左=I max2R2=(0.4A)2×5Ω=0.8W
则R2消耗的功率增大:
△P=P2左-P2右=0.8W-0.2W=0.6W
故选D。
10.如图所示,电源的电压为12V,且保持不变,R0为“100Ω0.5A”的滑动变阻器,
R2=10Ω。
c、d和e、f为两对接线柱,另有一只定值电阻R1和一根导线接在两对接线柱上。
电路1:当闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,滑动变阻器消耗的功率为P1=1W;电路2:当闭合S、S2,断开S1,滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗的功率为P2,下列说法正确的是()
A .R 1接在cd 之间,导线接在ef 之间
B .R 1的阻值为20Ω
C .电路2中,当滑片P 置于中点时,滑动变阻器消耗的功率P 2=4W
D .闭合S 、S 2,断开S 1,使R 2消耗的功率不小于0.9W ,且保持电路安全工作,则滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω∼30Ω
【来源】2019年四川省成都市成华区中考二模物理试题 【答案】BD 【解析】 【详解】
A .假设导线的位置在ef 之间,定值电阻R 1的位置在cd 之间,当闭合S 、S 1,断开S 2,滑动变阻器的滑片P 置于最左端a 时,电路为R 0最大阻值的简单电路,则滑动变阻器消耗的功率
P 0=20U R =()212V 100Ω
=1.44W ≠1W
所以,此种情况不符合题意,故A 错误;
BC .假设导线的位置在cd 之间,定值电阻R 1的位置在ef 之间,当闭合S 、S 1、断开S 2,滑动变阻器的滑片P 置于最左端a 时,R 1与R 0最大阻值串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P =I 2R 可得,电路中的电流
I '00P R 1W 100Ω
=0.1A
由欧姆定律可得,电路中的总电阻
R =
U I =12V 0.1A
=120Ω 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R 1的阻值
R 1=R -R 0=120Ω-100Ω=20Ω
当闭合S 、S 2,断开S 1,滑片P 置于中点时,R 2与 0.5R 0串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
I ′=000.5U R R +=12V
10Ω50Ω
+=0.2A
滑动变阻器消耗的功率
P 0=(I ′)2×0.5 R 0=(0.2A )2×0.5×100Ω=2W
所以,此种情况符合题意,且R 1的电阻为20Ω,故B 正确,C 错误;
D .闭合S 、S 2,断开S 1,R 2与R 0串联,因R 2消耗的功率不小于0.9W ,所以,电路中的
I 小=
22P R
=0.9W 10Ω
=0.3A 电路中的总电阻
R ′=U I 小=12V 0.3A
=40Ω
根据电阻的串联,变阻器接入电路中的最大阻值
R 0大=R ′-R 2=40Ω-10Ω=30Ω
由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为0.5A ,此时变阻器接入电路中的电阻最小,电路的总电阻
R ″=U I 大=12V 0.5A
=24Ω
变阻器接入电路中的最小阻值
R 0小=R ″-R 2=24Ω-10Ω=14Ω
所以,滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω~30Ω,故D 正确。
故选BD 。
11.图甲是用于焊接塑料水管的热熔器,其电路如图乙所示。
加热电阻 R 1=66Ω、
R 2=176Ω,S 1 是手动控制开关,S 2 是可随温度自动跳转的温控开关,R 0 特殊限流电阻,热熔器加热时 R 0 电阻较大,LED 指示灯发红光,保温时 R 0 电阻较小,LED 指示灯发绿光。
已知 LED 发光时两端电压保持不变,则下列说法正确的是( )
A .当 S 1、S 2 都闭合时,热熔器处于保温状态
B .保温状态时加热电路的电功率是200W
C .发红光时LE
D 的电流等于发绿光时 LED 的电流 D .当 S 1 闭合,S 2 断开时,R 1 的功率大于 R 2 的功率
【来源】湖南省长沙市师大附中集团2018-2019学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】B 【解析】
A.开关S1和S2都闭合时,加热电路只有R1工作,加热电阻最小,由
2
U
P UI
R
==
可知,热熔器的加热功率最大,处于加热状态,故A错误;
B.保温状态时,加热电路中R1与R2串联,则加热电路的电功率:
22
12
(220V)
200W
66176
U
P
R R
===
+Ω+Ω
保温
,
故B正确;
C.由题可知,热熔器加热时R0的电阻较大,LED指示灯发红光,保温时R0的电阻较小,LED指示灯发绿光,因两种情况下LED灯发光时两端电压保持不变,且电源电压为220V不变,所以,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R0两端的电压不变,由
U
I
R
=可知,热熔器加热时R0的电阻较大,电路中的电流较小,即发红光时LED灯的电流小于发绿光时LED灯的电流,故C错误;
D.开关S1闭合,S2断开时,加热电路中R1与R2串联,因串联电路中各处的电流相等,且由题可知R1<R2,所以,由2
P I R
=可知,R1的功率小于R2的功率,故D错误。
12.如图所示,闭合开关S变阻器的阻值调至R1时,电路的总功率为P1;变阻器的阻值调
至R2时,电路的总功率为P2.,若1
2
5
8
P
P
=,则1
2
R
R可能是()
A.1.8 B.1.5 C.0.8 D.0.5
【来源】2020年新疆乌鲁木齐市初中学业水平摸底测试物理试题
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
根据并联电路电阻的规律,当变阻器的阻值为R1时,有
1010
111
R R R
=+
即
10
10
10
R R
R
R R
=
+
同理,当变阻器的阻值为时R 2时,有
20
2020
R R R R R =
+
根据2
U P R
=得
()()2
202210102020201
2
101
210120101020
58R R R U R R R R R R R R R P R R R U P R R R R R R R R R +++======+++ 即
21202012101
15
8
1R R R R R R R R R R R R +
+==++
所以
2147
R R = 故A 符合题意,BCD 不符合题意。
故选A 。
13.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4:1
C .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 20Ω0.1A
U 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 10Ω0.4A
U 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 8
0.2W 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:
5V 12.5Ω0.4A
U 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 70Ω0.1A
U 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;
14.两个定值电阻,甲标有“10Ω 2A ”,乙标有“20Ω 0. 5A ”。
如将它们并联起来,电路中的最大总功率及将它们串联起来电路两端允许加的最大电压为( ) A .30W 30V B .15W 10V
C .15W 15V
D .30W 60V
【来源】2020年黑龙江省哈尔滨市南岗区中考复习模拟试题(三)
【答案】C 【解析】 【分析】
根据欧姆定律求出两电阻两端允许所加的最大电压,根据并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个,再根据欧姆定律和并联电路电流的特点求出干路电流,利用P UI =求出电路中的最大总功率;已知两电阻允许通过的最大电流,根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,再根据串联电路电阻的特点和欧姆定律求出电路的最大电压。
【详解】 AD .根据U
I R
=
可得,两电阻两端允许所加的最大电压 2A 10Ω20V U I R ==⨯=甲甲甲,0.5A 20Ω10V U I R ==⨯=乙乙乙
因并联电路中各支路两端的电压相等,则两只电阻并联时,电路中的最大电压
10V U U ==乙
通过乙电阻的电流
110V 1A 10Ω
U I R =
==甲 则并联电路中的最大总功率
1()10V (1A 0.5A)15W P UI U I I ==+=⨯+=乙
故AD 错误;
BC .因串联电路中各处的电流相等,则两只电阻串联时,电路中的最大电流
0.5A I I '==乙
根据U
I R
=
可得,串联电路两端允许加的最大电压 ()0.5A ()15V 10Ω20ΩI R U R I R '+'''==+=⨯=乙甲
故B 错误、C 正确。
故选C 。
15.如图甲所示的电路中,电源电压U 保持不变,R 0为定值电阻。
闭合开关,电流表A 的示数为I ,电压表V 1的示数为U 1,电压表V 2的示数为U 2;将滑动变阻器R 的滑片从一端移动到另一端,U 1、U 2随I 变化的关系如图乙所示;则下列说法正确的是( )
A .电源电压为5.5 V
B .滑片在最右端时,定值电阻R 0的功率为6W
C .滑动变阻器的最大阻值为12.5 Ω
D .电灯的电阻随着电流的增大而减小
【来源】2020年中考一轮模拟测试物理试题(一) 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知,灯泡L 与R 0、R 组成串联电路,电压表V 2测量L 两端的电压,电压表V 1测量灯泡L 与R 两端的总电压,当电流表的示数变大时,电压表V 2变大,电压表V 1变小,所以U 2-I 的图线为BQ , U 1-I 图线应该为AQ ;
ABC .由图像乙知,Q 点U 1和U 2相等,则此时滑动变阻器两端的电压为零,电阻为零,电压表的示数都是3V ,电路中的电流为2.0A ,所以
03V 2.0R U +=电源…①
当滑动变阻器的滑片移到最左端时,电路中的电流最小为1.0A ,由图像知:电压表V 1的示数为4.5V ,电压表V 2的示数为1V ,所以
04.5V 1.0=R U +电源…②
由①②得:U 电源=6V ,R 0=1.5Ω,故A 错误; 此时滑动变阻器两端的电压为
12= 4.5V-1V=3.5V U U U -=滑
滑动变阻器的最大阻值为
3.5V
=
==3.5Ω1.0A
U R I 滑滑大小 故C 错误;
滑片在最右端时,U 1和U 2相等都是3V ,电路中的电流为2.0A ,已知R 0=1.5Ω,定值电阻R 0的功率为
2200(2.0A) 1.5Ω=6W P I R ==⨯
故B 正确;
D .通过灯泡的电流增大时,灯泡两端的电压变大,温度升高,灯丝的电阻变大,故D 错误。
故选B 。
16.如图a 所示是电阻甲和乙的I —U 图像,下列说法不正确的是( )
A .电阻甲为定值电阻,电阻乙的阻值随着温度的升高而减小
B .当电阻甲两端电压为1V 时,R 甲=5Ω,此时甲的实际电功率为0.2W
C .如图b 所示,当开关闭合,电路电流为0.5A 时,电路总电阻是10Ω
D .如图c 所示,当开关闭合,电源电压为2V 时,电路总功率为0.8W 【来源】山东省淄博市沂源县2019-2020学年九年级(上)期中考试物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,据此结合图像分析甲、乙电阻是否变化,再根据乙电阻热功率与阻值的关系分析作答;
(2)由图像可知,当甲两端的电压为1V 时对应的电流,根据欧姆定律求出R 甲,根据
P UI =求出此时甲的实际电功率;
(3)甲和乙串联,由图b 读出电路电流为0.5A 时甲和乙电阻两端的电压,利用欧姆定律可求出R 乙,根据串联电路的电阻特点可得总电阻;
(4)甲和乙并联,由图c 读出电源电压为2V 时甲和乙电阻对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出总电流,再根据P UI =求出此时电路的总功率。
【详解】
A .由图a 可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变;随着电压的增加,乙电阻的热功率增加,温度升高,其阻值变小,故A 正确,不符合题意;
B .由图a 可知,当甲两端的电压为1V 时,通过的电流为0.2A ,根据欧姆定律可得
1V
052A
Ω.U R I =
==甲甲甲 此时甲的实际电功率
1V 0.2A 0.2W P U I ==⨯=甲甲甲
故B 正确,不符合题意;
C .如图b 所示,甲、乙串联,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.5A 时,由图a 可知,甲和乙两端的电压均为2.5V ,根据U
R I
=
可知,此时甲乙的阻值相同,则电路总电阻 5Ω5Ω10ΩR R R =+=+=甲乙
故C 正确,不符合题意;
D .如图c 所示,甲、乙并联,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V 时,由图a 可知
0.4A I =甲,0.2A I =乙
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流
0.4A 0.2A 0.6A I I I =+=+=甲乙
则此时电路的总功率
2V 0.6A 1.2W P UI ==⨯=
故D 错误,符合题意。
故选D 。
17.如图所示,电源电压不变,定值电阻R 的阻值为18Ω,有四只白炽灯L 1、L 2、L 3、L 4,它们的规格分别为“3V ,2W ”、“6V ,2W ”、“12V ,2W ”、“24V ,2W ”,当把它们分别接在电路中的M 、N 两端时,实际功率最大的是
A .L 1
B .L 2
C .L 3
D .L 4
【来源】人教版九年级物理第18章 电功率 经典练习题
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 灯泡L 1的电阻。