2020-2021中考物理备考之电功率的综合计算问题压轴突破训练∶培优 易错 难题篇附答案

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．小灯泡L 的额定电压为3V ，它的I —U 图象如图甲所示，把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P 移至B 端。

闭合开关S ，电压表示数为1.5V ，再将滑片P 向左移动直到电压表示数为3V ，已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有上“10Ω 2A ”字样。

下列说法中正确的是（ ）A ．电源电压为4.5VB ．小灯泡的额定功率为0.45WC ．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为0.75WD ．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω 【来源】2019年辽宁省沈阳市皇姑区中考一模物理试题 【答案】ACD 【解析】 【详解】A ．当滑动变阻器的滑片P 移至B 端时，滑动变阻器的最大阻值接入电路，与灯泡串联，由图象甲可知，当电压表示数为L 1.5V U =，电路中的电流为0.3A I =，由欧姆定律UI R=可得，滑动变阻器两端的电压 0.3103滑滑A ΩV U IR ==⨯=根据串联电路电压的特点可得，电源电压为1.53 4.5L 滑V V V U U U =+=+=故A 正确；B ．由图甲可知，当灯泡两端的电压3额V U =时，电路中的电流0.5A I '=，由P UI =可得，灯泡的额定功率30.5 1.5额额V A W P U I '==⨯=故B 错误；C ．小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为4.53 1.5滑额V V V U U U '=-=-= 由P UI =可得，滑动变阻器消耗的功率1.50.50.75滑滑V A W P U I '''==⨯= 故C 正确； D ．由UR I=可得，滑动变阻器接入电路的电阻 1.530.5滑滑V =ΩAU R I ''=='故D 正确。

故选ACD 。

3．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6.75WB ．当开关1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于a 点时，3R 的功率为18WC ．滑动变阻器最大阻值为45ΩD ．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：()21239W 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()22233321231233U U P I R R R R R R R R R ⎛⎫=== ⎪++++⎝⎭()()()()()2222221231231231231233344U U U R R R R R R R R R R R R R RR R R ===+++-+++-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦++3P 的最大值在312R R R =+时取得，且最大值()2max12 6.75W 4U P R R ==+ 故选AD 。

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。