中考物理电功率的综合计算问题题试题及答案
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一、初中物理电功率的综合计算问题
1.如图甲所示电路,电源电压不变,R1 是定值电阻,R2 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R1的阻值为10ΩB.电源电压为 9V
C.定值电阻R1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R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.当R2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,此时电路为R1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R1=1.2A×R1 -------①
当R2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U2=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R1+U2=0.3A×R1+4.5V-------②
因电源的电压不变,所以
1.2A×R1=0.3A×R1+4.5V
解得:R1=5Ω,则电源电压
U=I大R1=1.2A×5Ω=6V
故AB错误;
C.由P=I2R可得定值电阻电功率的最小值
P1最小=I最小2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W
定值电阻电功率的最大值
P1最大=I最大2R1=(1.2A)2×5Ω=7.2W
所以定值电阻电功率的变化量
ΔP1=P1最大-P1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 。
2.如图甲所示电路,电源电压不变。
R 1是滑动变阻器,R 2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120Ω
C .定值电阻R 2的电阻值为20Ω
D .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∶8
D .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2
U 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2
2P I R =知R 2的功率变大,故B 正确; C .因为2
2U P R =加热、212
U P R R =+保温,且P 加热=990W 、P 保温=110W ,所以 22
212
::990W :110W U U P P R R R ==+加热保温
即
1229
1
R R R += 所以
1281
R 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)=440Ω110W
U P R R +=
=额
保温
当实际电压为200V 时,实际功率约为
2
122(200V)=90.9W 440Ω
U R R P =≈+额
实
故 D 正确; 故选BD 。
4.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
=50 0.2A
U
R
I
==Ω
则当闭合开关S、S2,滑动变阻器的滑片移至a端时,电路为R1与R2串联电路,由串联分压可求R1两端电压为
1
1
12
4048
12V=V
40509
R
U U
R R
Ω
''==⨯
+Ω+Ω
由于R1为纯电阻,则1.5min电流通过R1产生的热量为
2
2
1
1
1
48
V
9
1.560s=64J
40
U
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、S3,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
=120
0.1A
U
R
I
==Ω
则小灯泡此时电阻应为
R L实=R max-R1-R2max=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。
5.如图所示,电源电压保持不变,R2=50Ω,闭合S1,断开S2,R1的电功率P1=0.1W,电压表示数为U1.开关都闭合时,电压表示数为6U1.用电阻R3替换R1、R2中的某一个,闭合开关S1,断开S2,电压表示数为U2,电路的总功率为P2,U2与U1相比,变化了0.5V.则下列结论正确的是()
A.R3可能是110ΩB.R3可能是5Ω
C.P2可能是0.54W D.P2可能是0.65W
【来源】四川省成都市2018年中考物理试题
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图知道,开关都闭合时,电路中只有R1,电压表测电源两端的电压;由电压表的示数知道,电源的电压U=6U1;当闭合S1,断开S2时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压;由于串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压是:U R2 =U-U1 =6U1 -U1 =5U1,由于串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流是:I=U1/R1=U R2/R2,即U1/R1=5U1/50Ω,故R1=10Ω;又因为R1的电功率是P1=0.1W,所以,由P=I2 R知道,此
时电路中的电流是:I=,根据串联电路的特点知道,电源的电压
是:U=I(R1 +R2)=0.1A×(10Ω+50Ω)=6V,所以U1 =U/6=6V/6=1V,
当用电阻R3替换R1后,闭合开关S1断开S2时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压;(1)若U2与U1相比增加了0.5V,则电压表的示数U2 =1.5V,R2两端的电压U R2′=U-U2
=6V-1.5V=4.5V,此时电路中的电流是:I1 =U R2′/R2=4.5V/50Ω=0.09A,则R3的阻值是:R3
=U2/I1=1.5V0.09A≈16.7Ω,电路的总功率是:P2 =UI1 =6V×0.09A=0.54W;
(2)若U2与U1相比减小了0.5V,则电压表的示数是U2 =0.5V,R2两端的电压U R2″=U-U2 =6V-0.5V=5.5V,此时电路中的电流是:I2 =U R2′/R2=5.5V/50Ω=0.11A,则R3的阻值是:R3
=U2/I2=0.5V/0.11A≈4.5Ω,电路的总功率是:P2 =UI2 =6V×0.11A=0.66W,故C正确,D错误;当用电阻R3替换R2后,闭合开关S1断开S2时,R1与R3串联,电压表测R1两端的电压,(1)若U2与U1相比增加了0.5V,则电压表的示数是:U2 =1.5V,R3两端的电压
是:U3=U-U2 =6V-1.5V=4.5V,此时电路中的电流是:I3 =U2/R1=1.5V/10Ω=0.15A,则R3的阻值是:R3 =U3/I3=4.5V/0.15A=30Ω,电路的总功率是:P2 =UI3 =6V×0.15A=0.9W;
(2)若U2与U1相比减小了0.5V,则电压表的示数是:U2 =0.5V,R3两端的电压是:U3=U-U2 =6V-0.5V=5.5V,此时电路中的电流是:I4 =U2/R1=0.5V/10Ω=0.05A,则R3的阻值是:R3
=U3/I4=5.5V/0.05A=110Ω,电路的总功率是:P2 =UI4 =6V×0.05A=0.3W,故AB错误,综上所述,只有AC正确,故选AC.
【点睛】
本题考查的是串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的讨论电阻R3替换
R1、R2中的一个电阻后电压表可能的示数是解题关键,需要仔细分析找出各种情况中的联系,然后列式求解,属于难题.
6.根据下表提供的信息得出的几个结论中,正确的是()
物质铁铝铜煤油
密度[kg/m3]7.9×103 2.7×1038.9×1030.8×103
比热容[J/(kg·℃)]0.46×1030.88×1030.39×103 2.1×103
长1m横截面积1mm2的
导线在20℃时的电阻值
[Ω]
0.0960.0270.017
A.用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热,加热时间与升高温度的关系图像如图,则b是水
B.将质量相等的铝块和铜块,做成横截面积相同的铝丝和铜丝,串联接入电路,则铝丝两端的电压大
C.煤油和水的体积之比为2︰1,吸收热量之比为12︰5,则升高的温度之比为3︰1 D.将质量相同的铁块和铝块,做成横截面积相同的铁丝和铝丝,并联在同一电路中,其消耗的电功率之比为96︰79
【来源】山东省青岛市崂山区2018-2019学年九年级(上)期末考试物理试题
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热,加热时间相同时,电热器放出的热量相同,即水和煤油吸收的热量相等,由表格数据可知,煤油的比热容小于水的比热容,根据
Q
t
cm
∆=吸可知,水的温度变化小,所以加热时间与升高温度的关系图象a是水,b是煤油,故A错误;
B.由表格数据可知,长1m横截面积1mm2的导线在20℃时,铝线的电阻值大;同样由表
格数据可知,铜的密度大于铝的密度,由
m
V
ρ=的变形式
m
V
ρ
=可知,质量相等的铝块
和铜块中,铝块的体积大,所以做成横截面积相同的铝丝和铜丝时,铝丝的长度更长,其电阻较大,铝丝和铜丝串联接入电路时通过的电流相等,根据U=IR可知,铝丝两端的电压
大,故B 正确;
C .由表格数据可知,煤油的密度为0.8×103kg/m 3,煤油的比热容为2.1×103J/(kg·℃),我们已知水的密度为1.0×103kg/m 3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),且煤油和水的体积之比为2:1,吸收热量之比为12︰5,由Q 吸=cm ∆t 和m
V
ρ=
可得,升高的温度之比 ==Q Q c V t c m c V Q Q Q t Q c V c m c V ρρρρ∆=⨯⨯⨯∆吸煤油吸煤油
水
水水煤油煤油煤油煤油煤油煤油吸煤油吸水吸水水吸水煤油煤油煤油水水水水水
()()3
333334.210J/kg 12110kg/m 135 2.110J/kg 0.810kg/m 21
⨯⋅⨯=⨯⨯⨯=⨯⋅⨯℃℃ 故C 正确;
D .由表格数据可知,铁的密度为7.9×103kg/m 3,铝的密度为2.7×103kg/m 3,由m =ρV =ρLS 可得,将质量相同的铁块和铝块,做成横截面积相同的铁丝和铝丝时的长度之比
3333
2.710kg/m 27
7.910kg/m 79m
L S m L S
ρρρρ⨯====⨯铁铁铝铝铁铝 由表格数据可知,长1m 横截面积1mm 2的导线在20℃时的电阻值,铝导线的是0.027Ω,铁导线的是0.096Ω,因其它条件相同时,导体的电阻与长度成正比,所以,铁丝和铝丝的阻值之比
270.09696
790.02779
R R Ω=⨯=Ω铁铝 并联在同一电路中它们两端电压相等,则消耗的电功率之比
2
27996U P R R U P R R 铁铁铝铝铁铝
=== 故D 错误。
故选BC 。
7.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),R 1=20Ω。
滑动变阻器R 2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S 2,断开S 1、S 3时,通过电阻R 1电流为0.2A
B .断开S 2,闭合S 1、S 3时,滑动变阻器R 2连入阻值范围5Ω~10Ω
C .闭合开关S 3,断开S 1、S 2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R 2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S 2,断开S 1、S 3时,灯泡和电阻R 1串联接在电路中,灯泡的电阻大小是
()2
2
L
L L 4V 10Ω1.6W
U R P ==
= 根据欧姆定律可知,通过电阻R 1电流大小是
1L 16V
0.2A 10Ω20Ω
U I I R R ==
==++
即通过电阻R 1电流是0.2A ,A 正确;
B .断开S 2,闭合S 1、S 3时,只有滑动变阻器R 2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
()2
2
2min
2max 6V 1.2W 30Ω
U P R === 那么滑动变阻器R 2消耗的最大功率和最小功率之比是
2max 2min : 3.6W :1.2W 3:1P P ==
D 正确。
故选ACD 。
8.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R 2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R 1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R 1的最大阻值为50Ω
②只闭合开关S 、S 1,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 、S 2、S 3,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 、S 1,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 .①② B .②③
C .③④
D .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R 1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:
()2
26V =123W
L L U 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 60
12L 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
2
18V =
=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。
9.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
1
R
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
2V0.2A0.4W
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。
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.R1接在cd之间,导线接在ef之间
B.R1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P2=4W
D.闭合S、S2,断开S1,使R2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R1的位置在cd之间,当闭合S、S1,断开S2,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
=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,电路中的最小电流
I 小
=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.在如图甲所示的电路中,电源电压U保持不变,R1、R2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V1、V2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.R1、R2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.R2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 +U 1’+I min R 2=3V+2V+0.2A×R 2
联立求解可得:U =6V ,R 2=5Ω;由于串联电路电流处处相等,则由P =I 2R 可知,R 1与R 2消耗的功率之比始终等于电阻之比,即:
P 1:P 2=R 1:R 2=10Ω:5Ω=2:1
滑动变阻器滑片位于最右端时,R 2消耗功率为:
P 2右=I min 2R 2=(0.2A)2×5Ω=0.2W
滑动变阻器滑片位于最左端时,R 2消耗功率为:
P 2左=I max 2R 2=(0.4A)2×5Ω=0.8W
则R 2消耗的功率增大:
△P =P 2左-P 2右=0.8W-0.2W=0.6W
故选D 。
12.如图甲所示,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2的滑片从a 端滑到b 端的过程中,R 2消耗的电功率P 与其两端电压U 的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A .R 1的阻值为20 Ω
B .当R 2接入阻值为50 Ω时它的功率最大
C .电源电压为6 V
D .该电路消耗的最大电功率为0.9 W
【来源】湖北省武汉二中广雅中学2018~2019学年九年级3月月考物理试题 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
AC .从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是2V 时,其功率是0.8W ,可计算得到这时电路中的电流是
1
110.8W 0.4A 2V P I U =
== 同理,当滑动变阻器两端电压是5V 时,其功率是0.5W ,电路中的电流是
2220.5W
0.1A 5V
P I U =
== 设电源电压是U 电源,可以得到关系式
10.4A 2V R U ⋅+=电源
10.1A 5V R U ⋅+=电源
解得110ΩR =、6V U =电源;A 错误、C 正确;
B .从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是5V 时,其功率是0.5W ,这时滑动变阻器接入电路的阻值大小是
(
)2
2
5V 50Ω0.5W
R =
=
当R 2接入阻值为50 Ω时它的功率不是最大,B 错误;
D .当电路中的电阻最小时,即滑动变阻器接入电路的阻值是0时,电路中的总电阻最小,电路消耗的电功率最大,大小是
()2
2max
16V 3.6W 10Ω
U P R ===电源 D 错误。
故选C 。
13.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 。
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。