中考物理电功率的综合计算问题综合题附答案解析

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此时
当开关 闭合, 断开滑片P位于最右端时,等效电路图如解图2所示:
此时
当开关 断开, 闭合时,等效电路如解图3所示:
此时


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:
由以上分析可得:
所以:
可求得: , ,则 ,
当开关 闭合, 断开,滑片P位于 点时, 的功率
当开关 、 断开,调节滑片P时, 的功率
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、S2,滑动变阻器的滑片移至a端时,1.5min电流通过R1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
的最大值在
时取得,且最大值
故选AD。
6.根据下表提供的信息得出的几个结论中,正确的是()
物质



煤油
密度[kg/m3]
7.9×103
2.7×103
8.9×103
0.8×103
比热容[J/(kg·℃)]
0.46×103
0.88×103
0.39×103
2.1×103
长1m横截面积1mm2的导线在20℃时的电阻值[Ω]
C.由表格数据可知,煤油的密度为0.8×103kg/m3,煤油的比热容为2.1×103J/(kg·℃),我们已知水的密度为1.0×103kg/m3,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 可得,升高的温度之比
故C正确;
D.由表格数据可知,铁的密度为7.9×103kg/m3,铝的密度为2.7×103kg/m3,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
电压表的示数是
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
由表格数据可知,长1m横截面积1mm2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
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
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),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( )
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 的变形式 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;
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
0.096
0.027
0.017
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 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;
【详解】
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,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V1测电源两端的电压;由图乙可知,电路中的最大电流 ,电压表V2的示数 ,电压表V1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
则此时电路总电阻为
则小灯泡此时电阻应为
RL实=Rmax-R1-R2max=120Ω-40Ω-50Ω=30Ω
此时小灯泡分得电压应为
UL实=IminRL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.定值电阻 、 和滑动变阻器 接入如图电路中,电源电压不变。当开关 闭合, 断开,滑片P位于 点时,电压表 和 的示数之比 ,电流表的示数 ;当开关 闭合, 断开,滑片P位于最右端时,电压表 和 的示数之比 。当开关 断开, 闭合,两个电压表 和 的示数之比 。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()
一、初中物理电功率的综合计算问题
1.如图所示是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变,电动机线圈电阻为1Ω,不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中,电路中的电流为20A,动滑轮的机械效率为80%,则电动机提升重物所用的时间为
A.10sB.15s
【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
根据欧姆定律可知,通过电阻R1电流大小是
即通过电阻R1电流是 ,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
故选BCD。
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R1两端的电压随电流变化关系图象。只闭合开关S、S1,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、S3,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( )
【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R1阻值为
已知闭合S、S3,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
故A不符合题意;
B.当闭合开关S、S1,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
故B符合题意;
C.只闭合开关S、S1,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
因能量守恒,电动机的拉力做功的功率为:
P=P总-P热=20A×380V-400W=7.2×103W,
电动机提升重物所用的时间:
t= =15s,
故选B。
【点睛】
解决本题的关键知道电动机不是纯电阻用电器,电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能(发热)。
2.如图,把E、F两点接入电压为U的电源两端,当开关S1和S2都闭合时,电路消耗的总电功率为P1;当开关S1和S2都断开时,电路消耗的总电功率为P2。若把A、E两点接入电压为U的电源两端且只闭合开关S2时,电路消耗的总电功率为P3。已知P2:P3= 9∶5,则( )
C.小灯泡的额定功率为6WD.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R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,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V1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 求出灯泡的电功率即为额定功率,利用 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V1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 求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。
因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡的额定功率
电路的最大总功率
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 ,电压表V1的示数U1=5V,此时滑动变阻器两端的电压
由 可得,滑动变阻器的最大阻值
电路的最小总功率
则电路总功率的变化范围是6W∼12W,故BD正确。
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R2连入阻值范围是10Ω~30Ω,B错误;
C.闭合开关S3,断开S1、S2时,灯泡和变阻器R2串联接在电路中,根据 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
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
A.R1:R2=5∶4B.R1:R2= 4∶5C.P1:P2= 9∶4D.P1:P2=9∶5
【来源】2020年天津市滨海新区中考一模物理试题(初中毕业生模拟学业考试)
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
由题意知,把E、F两点接入电压为U的电源两端,当开关S1和S2都闭合时,电路消耗的总电功率为
当开关S1和S2都断开时,电路消耗的总电功率为
A.当开关 、 断开,调节滑片P时, 的功率不超过6.75W
B.当开关 闭合, 断开,滑片P位于 点时, 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
【wk.baidu.com析】
【分析】
【详解】
当开关 闭合, 断开,滑片P位于 点时,等效电路图如解图1所示:
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
由于R1为纯电阻,则1.5min电流通过R1产生的热量为
故C符合题意;
D.由于电源电压不变,则由 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
C.20sD.25s
【来源】【初中科学2026】【初三下】
【答案】B
【解析】
【详解】
拉力做的有用功:
W有用=Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J,
拉力所做的功(总功):
W总= = 1.08×105J,
电动机线圈电阻的发热功率:
P热=I2R=(20A)2×1Ω=400W,
把A、E两点接入电压为U的电源两端且只闭合开关S2时,电路消耗的总电功率为
由以上三式联立求得

故AD不符合题意,BC符合题意。
故选BC。
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9VB.滑动变阻器的最大阻值为14Ω
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