2020-2021中考物理电功率的综合计算问题(大题培优易错试卷)及详细答案
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一、初中物理电功率的综合计算问题
1.将两个定值电阻串联接到电压为 U 的电源两端,R 1 消耗的功率为 P 1,R 2 消耗的功率为 3P 1.将这两个定值电阻并联接在电压为U 的电源两端时,下列说法中正确的是( ) A .R 1 与 R 2 的电阻之比为 3:1 B .并联时通过 R 1 与 R 2 的电流之比为 1:1 C .并联时 R 2 消耗的功率为
163
P 1 D .并联时两电阻消耗的总功率为
163
P 1 【来源】湖南省长沙市广益实验中学2019-2020学年九年级(下)开学考试物理试题
【答案】C 【解析】 【详解】
A .串联电流相等,由2=P I R 可知,两电阻功率之比等于电阻之比,即:
111221
133R P P R P P ===; 故A 错误;
B .并联电压相等,电阻与电流成反比,即:
12213
1
I R I R ==; 故B 错误;
C .在串联中时,R 1 消耗的功率:
()2
222
11112
121
1164U U U P I R R R R R R R ⎛⎫==== ⎪+⎝⎭; 所以有:
2
11
=16U P R ;
并联时R 2消耗的功率:
2221121116=16333
U U P P P R R '==⨯=;
故C 正确; D .并联时总功率:
2211111216464
=1616333
U U P P P P P R R +=+=⨯=总
; 故D 错误。
2.如图甲所示电路,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片从最左端a 滑到最右端b 的过程中,电流表示数I 与电压表示数U 的关系图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A .滑动变阻器的最大电功率为0.8W
B .定值电阻R 0的阻值为10Ω
C .当滑片在a 端时,R 0的功率为0.4W
D .当滑片在b 端时,电路的总功率为1.2W
【来源】辽宁省沈阳市和平区2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。
A B .当滑片位于a 端时,接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,由图像可知,电路中的最大电流I 大 = 0.6A ,由U
I R
=
可得,电源的电压 000.6A U I R R ==⨯大
当滑片位于b 端时接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,由图像可知,U 滑 = 4V ,电路中的最小电流I 小 = 0.2A 。
则滑动变阻器的最大阻值为
4V
20Ω0.2A
U R I =
==滑滑小 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压
()()000.24A 20ΩU I R R R =+=⨯+滑
因电源电压不变,所以
()000.6A 0.24A 20ΩR R ⨯=⨯+
解得010ΩR =,电源电压为
000.6A 0.6A 10Ω6V U I R R ==⨯=⨯=大
滑动变阻器与电阻R 0串联,设滑动变阻器的电功率P 2,两端电压为U 2,通过的电流为I 2
222
2
2222
22
0000()(0)
11()()4U U U P U I I R R R R R R R R R R R R =====≠++-+滑滑滑滑滑滑滑滑
滑动变阻器的电功率最大时, 滑动变阻器的阻值为
010ΩR R ==滑
根据串联分压的特点,滑动变阻器两端的电压为总电压的一半,由图可知,当滑动变阻器两端电压为R 3V U =,通过滑动变阻器的电流为0.3A ,所以滑动变阻器的最大功率为
R 3V 0.3A 0.9W P U I ==⨯=
故A 错误,B 正确;
C .当滑片在a 端时,R 0的功率为
06V 0.6A =3.6W P UI ==⨯大
故C 错误;
D .当滑片在b 端时,由图可知,此时电路中的电流I 小 = 0.2A ,电路的总功率为
6V 0.2A 1.2W P UI ==⨯=小
故D 正确。
故选BD 。
3.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,电压表V 1、V 2示数的变化量分别为1U ∆、2U ∆,电流表示数的变化量为I ∆,阻值相同的定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为1P ∆、2P ∆,则下列判断正确的是()
A .12U U ∆>∆
B .12U U ∆=∆
C .
12
12U U R R I I
∆∆+=+∆∆ D .2
1212P P I R R ∆+∆∆+=()
【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 1与R 0、R 2串联,电压表V 1测R 0与R 2两端的电压之和,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB .将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,由U
I R
=
得,可得,电压表V 2示数的变化量
22212221222U U U I R I R I I R IR '===∆∆=﹣﹣(﹣)
则
22||||U IR ∆=∆
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V 1示数的变化量
11111212111U U U U I R U I R I I R IR ∆'=
-∆=-==﹣(﹣)(﹣)(﹣) 则
11||||U IR ∆=∆
因R 1、R 2的阻值相同,所以
12||||U U ∆=∆
故B 正确、A 错误;
C .由11|
|R I U ∆=∆、2
2||R I
U ∆=∆得 1212||||U U R R I I
∆∆+=+∆∆ 故C 正确;
D .定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为1P ∆、2P ∆,则
221212121212121212P P I I R R I I I I R R I I I R R ∆+∆⨯+=⨯+⨯+=⨯=∆++(﹣)()(﹣)
()()()() 故D 错误。
故选BC 。
4.根据下表提供的信息得出的几个结论中,正确的是( )
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1mm 2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 12110
kg/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
27996
U P R R U P R R 铁铁铝铝铁铝
=== 故D 错误。
故选BC 。
5.如图为一种测量酒精气体浓度的工作原理图,电源电压恒为6V ,定值电阻R =10Ω,R 0是酒精气敏电阻,阻值随酒精气体的浓度增大而减小,其阻值变化范围为10Ω~20Ω,电压表接入电路的量程为0~3V ,电流表接入电路的量程为0~0.6A .闭合开关S ,当环境的酒精气体的浓度增大时,下列说法正确的是
①电流表的示数变小 ②电压表的示数变大 ③电压表示数的范围为1V ~3V
④电阻R 0消耗的电功率范围为0.8W ~0.9W A .只有①②正确 B .只有②④正确
C .只有②③正确
D .只有②③④正确
【来源】江苏省无锡江阴市2019-2020学年九年级(上)期末考试物理试题
【答案】B
【解析】
【详解】
由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
①当环境的酒精气体的浓度增大时,R0阻值随酒精气体的浓度增大而减小,由
U I
R =
可
知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故①错误;
②因为电路中的电流变大,由U IR
=可知,电压表示数变大,故②正确;
③④当R0=10Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R0的电流最大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,经过R0的电流最大,
12V
0.3A
10Ω10Ω
U
I
R R
===
++
大
小
,
则电压表的最大示数为:
0.3A10Ω3V
U I R
==⨯=
最大大
,
R0消耗的电功率:
22
00
0.3A10Ω0.9W
R
P I R
==⨯=
大大
(),
当R0大=20Ω时,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,电路中的最小电流:
6V
0.2A
20Ω10Ω
=
U
I
R R
==
++
小
大
,
则电压表的最小示数为:
0.2A10Ω2V
U I R
==⨯=
最小小
,
所以,电压表示数的范围为2V~3V,故③错误;
R0消耗的电功率:
22
00
0.2A20Ω0.8W
R
P I R
==⨯=
小小
(),
所以,电阻R0消耗的功率范围为0.8W~0.9W,故④正确。
故选B。
6.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。
7.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,R 1两端电压变大,由此可得①表示电压表V 1,②表示电压表V 2;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R 1与R 2串联电路,此时R 1两端电压U 1=4V ,则可求R 1电阻为:
11max 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 =U 1+I max R 2=4V+0.4A×R 2
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 ,R 1两端电压U 1’=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 。
8.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 2
R =(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 。
9.如图所示,电源的电压为12V ,且保持不变,R 0为“100Ω0.5A ”的滑动变阻器,R 2=10Ω。
c 、d 和e 、f 为两对接线柱,另有一只定值电阻R 1和一根导线接在两对接线柱上。
电路1: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,滑动变阻器消耗的功率为P 1=1W ;电路2:当闭合S 、S 2,断开S 1,滑片P 置于中点时,滑动变阻器消耗的功率为P 2,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
最小电流
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 。
10.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L 1比L 2的亮
B .电流表A 1示数比A 2的大
C .若L 1灯丝烧断,L 2两端电压变大
D .若L 2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L 1比灯泡L 2电阻大;由I=U/R 可得,通过L 1的电流小,即电流表A 1示数比A 2的小,U 1=U 2,由P 实=UI 可知,P 实1<P 实2,
灯泡L 2比L 1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L 1灯丝烧断,L 2两端电压不变,故C 错误;
D .由图可知,电流表A 1测量灯泡L 1的电流;电流表A 2测量灯泡L 2的电流;电流表A 测量干路上的电流;若L 2灯丝烧断,电流表A 2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 。
11.图甲为一个超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图.已知电源电压为12V ,定值电阻R 0的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA ,电压表的量程为0~9V .湿敏电阻R 的阻值随湿度RH 变化的关系图像如图丙所示,其阻值最大为120Ω(图中未画出).则在电路安全工作的前提下,计算可得出
A .R 的电流最小值为80mA
B .R 的电功率最大值为0.9W
C .R 0的电功率最小值为0.3W
D .装置能监测湿度最大值为90%
【来源】2017年初中毕业升学考试(重庆B 卷)物理(带解析) 【答案】C 【解析】 【分析】
【详解】
A.因为R 0与R 串联,当R 有最大阻值时电路的电流最小,且最小电流值是I min =0U
R R
+
=
12V
30W+120W
=0.08A=80mA ,但R 两端的电压U 1=9.6V ,超出电压表的量程,故当电压表
的示数是9V 时,R 的电流最小,此时I=
12930V
-Ω=0.1A=100mA ,故A 错误; B. 由欧姆定律可得,电路中的电流I=0U
R R
+,则湿敏电阻R 的电功率:
P R =I 2
R=(0
U
R R
+)2R=
,
所以,当R=R 0=30Ω时,R 的电功率P R 最大,则
P R 最大=204U R =()2
12V 430⨯Ω =1.2W ,
故B 错误;
C.电路有最小电流时,R 0的功率最小为P 0=I 2R 0=(0.1A )2×30Ω=0.3W ,故C 正确;
D.由丙图知道,R=100Ω时,能监测湿度为90%,由题意知道当R 有最大值时能监测湿度最大值大于90%,故D 错误. 故选C .
12.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 。
13.在如图(a )所示的电路中,电源电压U 0保持不变,R 0为定值电阻,移动滑动变阻器R 的滑片P ,电压表和电流表示数的部分U —I 关系图象如图(b )所示,则下列说法正确的是( )
①电压表示数为5V 时,R 消耗的电功率最大 ②滑动变阻器的总阻值为20Ω
③电压表示数为5V 和4V 时,R 消耗的总功率相等 ④电压表示数为4V 时,R 0消耗的电功率最小 A .①② B .②③
C .①③
D .②④
【来源】2020年四川省绵阳地区中考一模物理试题
【答案】B 【解析】 【分析】
利用并联电路总电阻与各分电阻的关系,据图分析并联电路的电流、电压关系,再选用欧姆定律,电功率公式进行计算。
【详解】
①由图(b)可知,电压表示数为5.0V 时,
5.0V 0.5A 2 5.0W R R P U I ==⨯⨯=总总
而电压表示数为4.0V 时,则
4.0V (1A+0.25A)
5.0W R R
P U I '''==⨯=总总 故①错误;
②由于P 在中点时,R 左、右两部分并联电阻最大,两端电压最大5V ,两边电流相等,均为0.5A 。
所以
5V
=100.5A
U R R I =
==Ω右左 故R =20Ω。
故②正确;
③在①中已算出电压表示数为5V 和4V 时,R 消耗的总功率相等;故③正确;
④由于R 0在干路上,且为定值电阻,由2
0P I R =,4V 时干路电流1.25A ,大于5V 时的干
路电流1A ,所以4V 时R 0的消耗功率不是最小,故④错误。
只有②③正确。
故选B 。
14.如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S ,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U ﹣I ”关系图象如图乙所示。
则下列判断正确的是( )
A .电源电压为10V
B .定值电阻R 1的阻值为20Ω
C .滑动变阻器R 2的阻值变化范围为0~10Ω
D .变阻器滑片在中点时,电路消耗的总功率为1.8W
【来源】2015届江苏省泰兴市济川中学初三上学期期末考试物理卷(带解析) 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图示可知,当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,干路电流最小;根据图乙可
知,此时电路中的电流I =0.2A ,电阻R 1的电压U 1=2V ,滑动变阻器两端的电压U 2=4V ;串联电路总电压等于各支路电压之和,电源电压为
U =U 1+U 2=2V+4V=6V
故A 错误;
B .由欧姆定律可得,定值电阻R 1的阻值
R 1=
11
U I =6V 0.6A
=10Ω 故B 错误;
C .滑动变阻器的阻值最大为
R 2=
2U I =4V 0.2A
=20Ω 即滑动变阻器R 2的阻值变化范围为0~20Ω,故C 错误;
D .串联电路中总电阻等于各分电阻之和,变阻器滑片在中点时,电流表示数:I =0.3A ,电路消耗的功率
P =UI =6V×0.3A=1.8W
故D 正确。
应选D 。
15.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S ,滑动变阻器的滑片P 从b 点滑到a 点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示.下列叙述正确的是( )
A .电源电压为14V
B .图乙中dc 是表示电压表V 2的示数随电流表示数变化的图线
C .滑片从b 点滑到a 点的过程中,电路消耗的总功率最小值为12W
D .滑片从b 滑到a 点时,2R 的电功率增大16W
【来源】江西省南昌十九中2018-2019学年九年级12月月考物理试题(上学期第三次) 【答案】D 【解析】 【详解】
AB .由图甲知,R 、R 1、R 2串联,电压表V 1测R 1两端电压,电压表V 2测R 2两端电压,电
流表测串联电路中的电流;滑片P 从b 点滑到a 点的过程中,R 1连入阻值变小,电路中总电阻变小,由U
I R
=
可知,电路中电流变大,R 2两端的电压变大,串联分压,所以R 1两端的电压变小,综上可知,图乙中,dc 段表示V 1的示数随电流表示数的变化的图线,ec 段表示V 2的示数随电流表示数变化的图线,故B 项说法错误;
当滑片位于b 端时,接入电路中的电阻较大,电路中的电流较小,电路的总功率较小,R 2的功率最小,由图乙可知,电路中的最小电流1A I =小,R 1两端的电压112V U =,R 2两端的电压22V U =,则电源的电压:
1212V 2V 1A U U U IR R =++=++⨯
当滑片位于a 点时,接入电路中的电阻较小,电路中的电流较大,R 2的功率较大,由图乙可知,电路中的最大电流3A I =大,R 1两端的电压16V U '=,R 2两端的电压26V U '=,则电源的电压:
126V 6V 3A U U U I R R ='+'+=++⨯大
因电源的电压不变,所以,
2V 12V 1A 6V 6V 3A R R ++⨯=++⨯
解得:
1ΩR =
电源的电压:
122V 12V 1A 1Ω15V U U U IR =++=++⨯=
故A 项说法错误;
C .电路消耗的总功率最小值:
15V 1A 15W P UI ==⨯=小小
故C 项说法错误;
D .滑片从b 滑到a 点时,R 2电功率的增大值:
222226V 3A 2V 1A 16W P P P U I U I ='-='=⨯-⨯-=小大
故D 项说法正确.
16.如图所示的电路中,S 1闭合S 2断开时,甲、乙是电流表,I 甲:I 乙=1:3,此时电路的总功率为P 1;当S 1、S 2都闭合时,甲、乙是电压表,此时电路的总功率为P 2,则下列说法正确的是( )
A .电阻大小之比R 1:R 2=2:1
B .当S 1闭合S 2断开时,通过R 1和R 2电流之比为I 1:I 2=1:2
C.S l、S2闭合时,甲乙电压表示数之比U甲:U乙=3:1
D.总功率之比P1:P2=9:2
【来源】2014年初中毕业升学考试(四川绵阳卷)物理(带解析)【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
S1闭合S2断开时,甲、乙是电流表时,等效电路如下图所示:
2
1
=
3
I I
I I
=
甲
乙
,则1
2
2
1
I
I
=,因为1
2
21
I R
I R
=,所以2
1
1
2
1
2
R I
I
R
=
=,A、B错;
当S1、S2都闭合,甲、乙是电压表时,等效电路如图所示:
12
22
3
2
U R R
U
U U R
+
===
甲
乙
,所以C错;
因为
2
1
=
U
P
R
并
,
2
1
=
U
P
R
并
,所以
1121
2
121
2
121
+39
====
22
+3
R
P R R R
R R R
P R
R R R
串
并
,D对.
17.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R 1时,有
1010
111R R R =+ 即
10
1010R 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
81R 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 。
18.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
21
U
I R I U R I I === 则
31116Ω3Ω22
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
21116Ω3Ω22
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 221111221
1161P I R I P I R I '=== 解得
141
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+46Ω1
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 。
19.如图所示的电路中,已知定值电阻R 1=8Ω,R 2=4Ω,灯泡L 的额定电压为6V .读出电压表V 1的示数为7V ,电压表V 2的示数为5V ,灯泡的额定功率为( )
A .3W
B .6W
C .9W
D .12W 【来源】福建省泉州市2019-2020学年九年级(上)期末物理试题
【答案】B
【解析】
【分析】 分析清楚电路结构,知道各电路元件的连接方式、两电压表各测哪部分电路电压;由串联电路的特点求出电阻R 1、R 2间的电压关系,两电压表示数表达式,然后求出R 1、R 2与灯泡
L 两端的电压;由欧姆定律求出灯泡电阻;由功率公式2
U P R
=求出灯泡的额定功率。
【详解】
电阻R 1、R 2与灯泡L 串联,电压表V 1测电阻R 1与灯泡L 两端的电压;电压表电阻V 2测电阻R 2与灯泡L 两端的电压;串联电路电流处处相等,则两定值电阻的电压之比:
1112228Ω24Ω
U IR R U IR R ====, 则
122U U =------①;
由串联电路的特点知:
V11L 7V U U U =+=------②,
V2L 25V U U U =+=------③;
由①②③解得U 1=4V ,U 2=2V ,U L =3V ;
电路电流:
114V 0.5A 8Ω
U I R =
==, 灯泡电阻: L L 3V 6Ω0.5A
U R I =
==, 则灯泡的额定功率: ()L 22L L 6V 6W 6ΩU P R =
==额,
综上所述可知B 正确;
故选B 。
【点睛】 本题考察了电路结构分析、串联电路的特点、欧姆定律与电功率公式的应用,题目难度较大;灵活应用串联电路的特点是解题的关键。