2020-2021南京备战中考物理二模试题分类汇编——电功率的综合计算问题综合
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一、初中物理电功率的综合计算问题
1.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】 【详解】
A .开关S 1和S 2都闭合时,加热电路只有R 1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R 1与R 2串联,则加热电路的电功率:
2212(220V)200W 66176U P R R ===+Ω+Ω
保温
, 故B 正确;
C .由题可知,热熔器加热时R 0的电阻较大,LE
D 指示灯发红光,保温时R 0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,R 0两端的电压不变,由U I R
=
可知,热熔器加热时R 0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S 1闭合,S 2断开时,加热电路中R 1与R 2串联,因串联电路中各处的电流相等,且由题可知R 1<R 2,所以,由2P I R =可知,R 1的功率小于R 2的功率,故D 错误。
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=
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S1闭合S2断开时,灯泡和电阻R串联,电路中的电流
I2
L
3.2W =
20
P
RΩ
实=0.4A 电路中的总电阻
R总=
212V 0.4A
U
I
==30ΩR的阻值
R=R总-R L=30Ω-20Ω=10Ω电阻R的功率
P R=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,电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A 。
图乙中A 、B 分别是小灯泡和电阻R 1两端的电压随电流变化关系图象。
只闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片P 移至a 端时,电路中的电流为0.2A ;滑动变阻器的滑片移至b 端时,小灯泡恰好正常发光。
只闭合开关S 、S 3,调节滑片P ,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V 。
则( )
A .电源电压为10V
B .小灯泡L 的额定功率6W
C .只闭合开关S 、S 2,滑动变阻器的滑片移至a 端时,1.5min 电流通过R 1产生的热量为64J
D .闭合开关S ,改变其它开关的通断及滑片的位置,电路消耗的最小功率可以达到1.2W 【来源】辽宁省葫芦岛市连山区2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A .由于灯泡灯丝电阻受温度影响,定值电阻阻值不发生变化,则小灯泡灯丝两端的电压随电流变化关系图象为曲线,定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直线,则由乙图数据可求R 1阻值为
1114V =
=400.1A
I R U =Ω 已知闭合S 、S 3,调节滑片P ,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V ,此时电路为小灯泡与两电阻串联电路,由乙图可知此时电路电流为0.2A ,则电源电压为
L 12=2V+0.2A 40+0.2A 10=12V U U U U '=++⨯Ω⨯Ω
故A 不符合题意;
B .当闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片移至b 端时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器接入阻值为0Ω,此时电路为小灯泡的简单电路,小灯泡此时两端电压等于电源电压为12V ,对应乙图可知此时电流为0.5A ,则额定功率为
12V 0.5A=6W P U I ==⨯额额额
故B 符合题意;
C .只闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片P 移至a 端时,电路中的电流为0.2A ,此时电路为小灯泡与滑动变阻器串联电路,且滑动变阻器接入阻值最大,由乙图可知此时小灯泡两端电压为2V ,电源电压为12V ,则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V ,由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为
2max 2max 210V
=500.2A
U R I =
=Ω 则当闭合开关S 、S 2,滑动变阻器的滑片移至a 端时,电路为R 1与R 2串联电路,由串联分压可求R 1两端电压为
1112404812V=V 40509
R U U R R Ω''=
=⨯+Ω+Ω 由于R 1为纯电阻,则1.5min 电流通过R 1产生的热量为
2
211148V 9 1.560s=64J
40U W t R ⎛⎫
⎪''⎝⎭
==⨯⨯Ω
故C 符合题意;
D .由于电源电压不变,则由2
U P R
=可知,当电路阻值最大时,电路总功率最小,则闭
合开关S 、S 3,滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大,功率最小,若最小功率为1.2W ,则此时电路电流为
min min 1.2W
=0.1A 12V
P I U =
= 则此时电路总电阻为
max min 12V
=1200.1A
U R I =
=Ω 则小灯泡此时电阻应为
R L 实=R max -R 1-R 2max =120Ω-40Ω-50Ω=30Ω
此时小灯泡分得电压应为
U L 实=I min R L 实=0.1A×30Ω=3V
但由乙图可知,当小灯泡电流为0.1A 时,小灯泡两端电压不足2V ,前后冲突,故D 不符合题意。
故选BC 。
4.把标有“6V 3W ”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V 的电路中,各电表选择的量程如图所示,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A .在滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变小
B .电路的总功率最大值为10.8W
C .小灯泡的电功率最小值为0.75W
D .滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω 【来源】天津市2018年中考物理模拟试题 【答案】ACD 【解析】 【分析】
分析实物图可知:灯泡与滑动变阻器是串联关系;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V )。
(1)滑片向左移动时,根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化;再判定总电阻的变化,根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况; (2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻,确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻,利用P UI =求电路的总功率最大值; (3)为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压;再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻;最后利用P UI =求小灯泡的电功率最小值; (4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。
【详解】
A .由图知道,由实物电路图可知:灯泡与滑动变阻器串联;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V ),当滑片向左移动时,则滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由于电源电压不变,由U
I R
=
知道,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;滑动变阻器连入电路的电阻变小、分压变小,所以电压表示数的变小,故A 正确; B .由P UI =可知,当灯正常发光时的电流
3W
0.5A 6V
P I U =
=
=额额额
由于电路中的最大电流是0.5A ,则滑动变阻器连入电路的最小电阻
min max
18V 6V
24Ω0.5A
U U R I --=
=
=额
此时电路中电功率最大
max max 18V 0.5A 9W P UI ==⨯=
故B 错误;
C .由2
U P R
=可知,灯泡的电阻
22
L (6V)12Ω3W
U R P ===额
额
由图知道,为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,由串联电路电压特点可知,小灯泡两端的最小电压是
L R 18V 15V 3V U U U =-=-=
此时电路中的电流
L R L L 3V
0.25A 12Ω
U I I I R ===
== 所以滑动变阻器连入的最大电阻
R max R 15V
60Ω0.25A
U R I =
== 此时小灯泡的最小电功率
min L L 3V 0.25A 0.75W P U I ==⨯=
故C 正确;
D .由以上计算知道,滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω,故D 正确。
故选ACD 。
5.定值电阻1R 、2R 和滑动变阻器3R 接入如图电路中,电源电压不变。
当开关1S 闭合,
2S 断开,滑片P 位于a 点时,电压表1V 和2V 的示数之比12:2:1U U =,电流表的示数11A I =;当开关1S 闭合,2S 断开,滑片P 位于最右端时,电压表1V 和2V 的示数之比34:1:3U U =。
当开关1S 断开,2S 闭合,两个电压表1V 和2V 的示数之比
56:3:1U 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 .当开关1S 、2S 断开,调节滑片P 时,3R 的功率不超过6.75W
B .当开关1S 闭合,2S 断开,滑片P 位于a 点时,3R 的功率为18W
C .滑动变阻器最大阻值为45Ω
D .电源电压为27V
【来源】【万唯】2019年四川省成都市高中阶段教育学校统一招生考试物理试题(黑卷) 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
当开关1S 闭合,2S 断开,滑片P 位于a 点时,等效电路图如解图1所示:
此时
121::2:1A U U R R ==
()11A U I R R =+
当开关1S 闭合,2S 断开滑片P 位于最右端时,等效电路图如解图2所示:
此时
3413::1:3U U R R ==
当开关1S 断开,2S 闭合时,等效电路如解图3所示:
此时
56:3:1U U =,
则
12:2:1R R =
当电路消耗功率最小的时候,电路等效图如解图4所示:
所以:
()
2
1239W U R R R =++
由以上分析可得:
313R R = 2A 10.5R R R ==
所以:
()111A 0.5U R R =+
()21119W 0.53U R R R =++
可求得:27V U =,118R =Ω,则2A 9R R ==Ω,354R =Ω 当开关1S 闭合,2S 断开,滑片P 位于a 点时,3R 的功率
22314(1A)99W P I R ==⨯Ω=
当开关1S 、2S 断开,调节滑片P 时,3R 的功率
()2
22
3332
123123
3
U U P I R R R R R R R R R ⎛⎫=== ⎪++++⎝⎭ ()()()()()
2
2
2
2
2
2
123123123
123123
3
3
44U U U R R R R R R R R R R R R R R
R R R =
=
=
+++-+++-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦
⎣⎦⎣⎦++
3P 的最大值在
312R R R =+
时取得,且最大值
()
2
max
12 6.75W 4U P R R ==+
故选AD 。
6.有两个电路元件A 和B ,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A .A 的电阻值为6.25Ω
B .A 和B 串联,电路中电流为0.4A 时,A .B 的电压之比为5:4
C .A 和B 并联在电压为2.5V 的电源两端,A .B 的电功率之比为5:4
D .当A 和B 串联,两者电阻相同时,电源电压为3V
【来源】内蒙巴彦淖尔市第五中学2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】
A .由图象可知,当通过A 的电流I A =0.4A 时,A 两端的电压U A =2.0V ,由I =UR 可得,A 的电阻值:
A A A 2.0V
50.4A
U R I =
==Ω 故A 错误;
B .A 和B 串联,电路中电流为0.4A 时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两元件的电流I A =I B =0.4A ,由图象可知,两元件两端的电压U A =2.0V ,U B =2.5V ,由P =UI 可得,A . B 的电功率之比:
A A A A
B B B B 2.0V 42.5V 5
P U I U P U I U ==== 故B 错误;
C .A 和B 并联在电压为2.5V 的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所
以,元件两端的电压A
B 2.5V U U ''==,由图象可知,通过两元件的电流A 0.5A I '= B
0.4A I '=,则A . B 的电功率之比: A
A A A
B B B B 0.5A 50.4A 4
P U I I P U I I '''====''' 故C 正确;
D .当A 和B 串联,两者电阻相同时,它们两端的电压和通过的电流相等,由图象可知,电路中的电流为0.6A ,两元件两端的电压均为3V 时符合,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:
A
B 3V 3V 6V U U U ''''=+=+= 故D 错误。
7.小文同学在探究“电流与电压关系”实验中,分别测量了定值电阻R 和小灯泡L 在不同电压下的电流值,并根据数据绘制了I -U 图象,如图所示。
下列说法中正确的是( )
A .① 是小灯泡的I -U 图像,② 是定值电阻的I -U 图像
B .当通过定值电阻R 的电流为0.2A 时,它消耗的电功率为0.4W
C .把定值电阻R 和小灯泡L 串联后接在电源电压恒为9V 的电路中,电路中的电流是0.4A
D .当定值电阻R 和小灯泡L 并联在电压为4V 电路中,电路中总电流为1A 【来源】北京市东城区2019-2020学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】B 【解析】 【详解】
A .定值电阻R 的阻值大小不变,由U I R =
可知1
I U R =⋅,因1R
的大小不变,那么定值电
阻的I -U 图像应该是过原点的直线,即① 是定值电阻的I -U 图像;而小灯泡L 的阻值随温度的变化而变化,那么② 是小灯泡的I -U 图像;A 错误;
B .当通过定值电阻R 的电流为0.2A 时,由图像可知,此时定值电阻R 的电压是2V ,那么它消耗的电功率是
2V 0.2A 0.4W P UI ==⨯=
B 正确;
C .从图中可以看到,当把定值电阻R 和小灯泡L 串联后,电流是0.5A 时,定值电阻R 两端的电压是5V ,小灯泡L 的电压是4V ,这时刚好符合电源电压恒为9V 的电路,电流是0.5A ,不是0.4A ,C 错误;
D .当定值电阻R 和小灯泡L 并联在电压为4V 电路中,从图中可以看到,定值电阻R 的电流是0.4A ,小灯泡L 的电流是0.5A ,电路中总电流为0.9A ,D 错误。
8.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 。
9.如图所示,将灯L 1、L 2按图甲、乙两种方式接在电压均为U 的两个电路中,在图甲中灯L 1的功率为4W ,在图乙中灯L 1的功率为9W 。
设灯丝电阻不变。
下列说法中正确的是
A .甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3:2
B .甲、乙两图中灯L 1两端的电压之比是2:3
C .L 1、L 2两灯灯丝电阻之比是2:1
D .乙图中灯L 1、L 2的功率之比是2:1
【来源】河南省焦作市2018-2019学年九年级(上)期末检测物理试题 【答案】BC 【解析】 【详解】
B .由图甲知道,两灯串联,根据题意,由2
U P R
=知道,
2111
4U P W R =
=, 由图乙知道,两灯并联,所以U =U 1′=U 2′,由2
U P R
=知道,
211
9U P W R '==, 所以,
2
1211221
1
1
4949P P U R U W U U W R ====',
解得甲、乙两图中灯L 1两端的电压之比是:
11123
U U U U ==' , 故B 正确;
C .由于U 1 =2
3U ,根据串联电路的电压特点知道,U 2 =13
U ,由串联电路的分压原理知
道,L 1、L 2两灯灯丝电阻之比是:
11222
2311
3
U
R U R U U === , 故C 正确;
D .乙图中灯L 1、L 2并联,两端电压相等,由2
U P R
=知道,灯L 1、L 2的功率之比是:
21
212212
12U R R U R P P R '==='
, 故D 错误;
A .甲电路中电流是:
12222
=
23U U U
I R R R R R ==++串
乙电路中电流是:
12222
3=
22U U U U U I R R R R R +=+=并, 由P=UI 知道,甲、乙两图电路消耗的总功率之比是:
22
32=392U
U P R U P U R ⨯
=⨯甲
乙,
故A 错误。
10.如图甲所示电路,电源电压不变,R 1 是定值电阻,R 2 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 R 1 的阻值为 10Ω
B .电源电压为 9V
C .定值电阻 R 1 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R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB .当R 2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,此时电路为R 1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
R
可得,电源的电压 U =I 最大R 1=1.2A ×R 1 -------①
当R 2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U 2=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R 1+U 2=0.3A ×R 1+4.5V-------②
因电源的电压不变,所以
1.2A ×R 1=0.3A ×R 1+4.5V
解得:R 1=5Ω,则电源电压
U =I 大R 1=1.2A ×5Ω=6V
故AB 错误;
C .由P =I 2R 可得定值电阻电功率的最小值
P 1最小=I 最小2R 1=(0.3A )2×5Ω=0.45W
定值电阻电功率的最大值
P 1最大=I 最大2R 1=(1.2A )2×5Ω=7.2W
所以定值电阻电功率的变化量
ΔP 1=P 1最大-P 1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
P 2=I 2R =(
12U
R R +)2⨯R 2=()
2
225ΩU R ⨯+R 2=()22225ΩU R R +=()2
222
5Ω20ΩU R R -+ 当R 2=5Ω时,P 2有最大值
P 2max =220ΩU =()2
6V 20Ω
=1.8W
故D 正确。
故选D 。
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当S 1、S 2、S 3都闭合,滑动变阻器的滑片移到a 端时,R 1的功率为P 1,电流表A 1和A 2的示数之比为3:4;若再断开S 2,则电流表A 1和A 2的示数之比为1:2,当S 1和S 3断开,S 2闭合,滑动变阻器的滑片移到b 端时,电压表的示数为3V ,R 1的功率为P 1′,已知R 1=6Ω,P 1:P 1′=16:1,下列判断错误的是( )
A .电源电压为9V
B .R 2的阻值为3Ω
C .R 2和R 3的阻值相等
D .R 4的最大阻值为12Ω
【来源】2020年湖北省武汉市江汉区中考一模物理试题 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
BC .当S 1、S 2、S 3都闭合,滑动变阻器的滑片移到a 端时,等效电路图如图1所示;若再断开S 2,等效电路图如图2所示;当S 1和S 3断开,S 2闭合,滑动变阻器的滑片移到b 端时,等效电路图如图3所示:
图2中,因并联电路中各支路两端的电压相等,且电流表A 1和A 2的示数之比为3:4,即
1312
I I = 所以由U I R
=
得 311313
21U
I R I U R I I === 则
3111
6Ω3Ω22
R R =
=⨯= 图1中,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以
A11212A22321324
I I I I I I I I I I ++===++
整理可得
1212
I I = 则
112212
21
U
R I I U R I I === 即
2111
6Ω3Ω22
R R =
=⨯= 故BC 正确,不符合题意; D .图1和图3中,R 1的功率之比
221
111221
1161P I R I P I R I '=== 解得
14
1
I I = 因电压一定时,电流与电压成正比,所以
12341141
R R R R I I R +++== 即
46Ω+3Ω+3Ω+4
6Ω1
R =
解得
412ΩR =
故D 正确,D 不符合题意; A .图3中的电流
443V =0.25A 12Ω
U I R =
= 电源的电压
12340.25A 6Ω+3Ω+3Ω+12Ω=6V U I R R R R =+++=⨯()()
故A 错误,A 符合题意。
故选A 。
12.如图所示的电路,电路接通后,移动滑动变阻器的滑片,电压表的最大值为6V ,电流表的最大值为3A 、最小值为1A ,由此可以确定( )
A .电源电压为9V
B .定值电阻的阻值为6Ω
C .滑动变阻器的最大阻值为2Ω
D .定值电阻最大功率为18W
【来源】2020年广西中考一轮模拟物理试题(三) 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知,电路为定值电阻R 1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,当滑动变阻器接入阻值最大时,由串联分压及欧姆定律可知,电压表此时示数最大为6V ,对应电流最小为1A ,此时电源电压为
U =U 1+U 2=1A×R 1+6V
当滑动变阻器接入阻值最小为0Ω时,电路为R 1的简单电路,由欧姆定律可知此时电流最大为3A ,此时电源电压为
1211=3A U U I R R '==⨯
联立求解可得电源电压为9V ,电阻R 1阻值为3Ω,当滑动变阻器全部接入时,电路总电阻为
19V
=91A
U R I =
=Ω总 则滑动变阻器最大阻值为
R 滑=R 总-R 1=9Ω-3Ω=6Ω
定值电阻阻值不变,由2
U P R
=可知定值电阻两端电压最大时,功率最大,当滑动变阻器
接入阻值为0Ω时,定值电阻两端电压最大,等于电源电压9V ,此时功率为
()2
21max
19V ==27W 3U P R =Ω
故选A 。
13.如图所示,电源两端电压恒定,闭合开关,灯泡L 1比灯泡L 2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。
14.如图甲所示的电路,电源两端的电压不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻,当开关S闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,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.定值电阻R2的电阻值为10ΩB.变阻器接入电路的最大阻值为120ΩC.R1消耗的最大电功率为1.8W D.R2消耗的功率的最大值与最小值之差为7.2W
【来源】重庆市双福育才中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题
【答案】C
【解析】
【分析】 【详解】
A .由甲图可知电路为R 1与R 2串联电路,电压表测R 1两端电压,电流表测电路电流,由乙图数据可知,当电流为0.2A 是,电压表示数为8V ,当电流为0.4A 时,电压表示数为4V ,则由串联分压可得:
1228V 0.2U U U R =+=+
1224V 0.4U U U R ''=+=+
解得电源电压U =12V ,电阻R 2=20Ω,故A 错误;
B .当滑动变阻器接入阻值最大时,由欧姆定律可知,电路电流最小,则对应乙图可知此时电流为0.1A ,电压表示数为10V ,则滑动变阻器接入电路最大阻值为:
1max 1max 1min 10V
100Ω0.1A
U R I =
== 故B 错误;
C .设R 1两端电压为1U ''时其功率最大,此时R 2两端电压为:
21U U U ''''=-
由于串联,流过R 1电流为:
2122
U I I I R ''''''''=== 则此时R 1功率为:
21max 111
2
U P U I U R ''''''''== 带入数据整理可得:
()
2
1max
1196W 205
P U ''=--+ 则可知当16V U ''=时R 1功率最大,为1.8W ,故C 正确;
D .当滑动变阻器接入阻值最小时,电路电流最大,为0.6A ,由2P I R =可知此时R 2功率最大,为:
()2
22max 2max 20.6A 20Ω7.2W P I R ==⨯=
当滑动变阻器接入阻值最大时,电路电流最小,为0.1A ,由2P I R =可知此时R 2功率最小,为:
()2
22min 2min 20.1A 20Ω0.2W P I R ==⨯=
则R 2消耗的功率的最大值与最小值之差为:
2max 2min 7.2W 0.2W 7W P P P ∆=-=-=
故D 错误。
15.如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P 由b 端滑到a 端,电压表示数U 与电流表示数I 的变化关系如图乙,则下列说法错误的是( )
A .滑动变阻器的最大阻值为12欧
B .电源的电压为9V
C .定值电阻R 的阻值为6欧
D .此电路的总功率最小为13. 5W
【来源】2020年黑龙江省哈尔滨市南岗区中考复习模拟试题(二)
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
ABC .从甲图可以看到,这是一个串联电路,定值电阻R 和滑动变阻器串联在电路中,滑片P 在b 端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路的分压原理可知,这时变阻器两端的电压最大,再根据串联电路的电压规律可知,定值电阻R 的电压最小,从乙图可以看到,3V 是最小电压,这时电流大小是0.5A ;那么滑片P 在a 端时,电压表的示数是9V ,这时只有定值电阻R 接入电路中,电源电压的大小是9V ;由上述可知,滑片P 在b 端时,变阻器两端的电压是
R -9V -3V 6V U U U ===总变
那么滑动变阻器的最大阻值是
6V
12Ω0.5A
U R I =
=
=变变变
由上述可知,定值电阻R 两端的电压是9V 时,流过它的电流是1.5A ,根据U
R I
=可知,定值电阻R 的阻值大小是
R R 9V
6Ω1.5A
U R I =
== A 、B 、C 正确,不合题意;
D .根据P UI =可知,电源电压大小不变,要求电路的总功率最小,那么电路中的电流最小,当滑片P 在b 端时,电路中的总电阻最大,这时电流大小是
min 9V 9V
0.5A 6Ω12Ω18Ω
U I R =
===+总总 此电路的总功率最小是
min min 9V 0.5A 4.5W P U I ==⨯=总
电路的总功率最小是4.5W ,D 错误,符合题意。
故选D 。
16.图所示电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=5Ω,当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3A ,电路消耗的总功率为P ;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A ,电路消耗的总功率为P ′,当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.45A ,电路消耗的总功率为P ′′,下列判断正确的是
A .U =6V ,R 2=20Ω
B .U =9V ,R 3=30Ω
C .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2
D .R 2=20Ω,P ∶P ′=2∶15
【来源】2011-2012学年北京市西城区九年级第一学期期末考试物理卷
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则
23
U R R =0.3A ,P =0.3U 当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则
1U R +2
U R =0.3A+1.95A ,P ′=2.25U 当只断开开关S 1时,电路中只有2R ,则
2
U R =0.45A ,P ′′=0.45U 解三式得
U =9v ,R 2=20Ω,R 3=10Ω,P ∶P ′=2∶15,P ∶P ′′=2∶3
所以D 正确。
故选D 。
17.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~6V ,滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”。
闭合开关S 后,调节滑动变阻器的滑片P ,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。
在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )
A .R 1的阻值为20Ω
B .电压表的变化范围是3V~6V
C .滑动变阻器的取值范围是6Ω~40Ω
D .电路总功率的变化范围是1.28W~4W
【来源】江苏省扬州市梅岭中学2019届九年级中考二模物理试题
【答案】B
【解析】
【分析】
根据图像,利用串联电路特点和欧姆定律,求出电源电压和电阻R 1的值,根据变阻器铭牌和电表的量程,求出变阻器接入电路的阻值范围,由P UI =求电路的总功率。
【详解】
A .由甲图知道,R 1 与R 2 串联,电压表测R 2 的电压,根据串联电路特点,由图乙可知
1111.3V A 50U U I R R =+=+⨯滑------①
2112.5V A 30U U I R R =+=+⨯滑------②
由①②解得:R 1 =10Ω,U =8V ,故A 错误;
BCD .由滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”,当移动滑片使电流表示数达到I 大=0.5A 时,变阻器接入电路的电阻最小,电压表的示数最小,由P=UI 可得此时电路的总功率最大,则电压表的示数最小为
18V 0.5A 10Ω=3V U U I R --⨯==小大
变阻器接入电路的最小电阻
Ω3V 0 6.5A
R U I =
==小小大 电路的最大总功率 8V 0.5A 4W P UI ==⨯=大大
根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,最高电压不超过6V ,定值电阻R 1两端的电压为
18V 6V 2V U U U =-=-=大
此时的总电流为
112V 0.2A 10Ω
U I R =
==小 滑动变阻器的最大电阻为
6V 30Ω
0.2A
U R I =
==大大小 电路的最小功率为 22
1W ()8V 1.610Ω30Ω
U P R R ===++小大 综上所述,电压表的变化范围是3V~6V ;滑动变阻器的取值范围是6Ω~30Ω;电路总功率的变化范围是1.6W~4W ,故B 正确、CD 错误。
故选B 。
18.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 R 1=211
U P =()2
32V W =4.5Ω 同理灯泡L 2的电阻R 2=18Ω;灯泡L 3的电阻R 3=72Ω;灯泡L 4的电阻R 4=288Ω;通过灯泡L 1的电流
I 1=
1U R R +=18 4.5U Ω+Ω 同理通过灯泡L 2的电流
I 2=
1818U Ω+Ω 通过灯泡L 3的电流
I 3=
1872U Ω+Ω
通过灯泡L 4的电流。