中考物理培优(含解析)之电功率的综合计算问题

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4:1

C ．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 20Ω0.1A

U 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 10Ω0.4A

U 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 8

0.2W 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：

5V

12.5Ω0.4A

U 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 70Ω0.1A

U 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．如图所示甲是某同学探究电流与电压关系的电路图，开关S 闭合后，将滑动变阻器的滑片P 从a 端移至b 端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙，则由图象可知（ ）

A ．电阻R 0两端电压与通过R 0的电流成正比

B ．R 0的电阻值是5Ω

C ．该电路最小功0.3W

D ．滑动变阻器R 的电功变化范围0~0.45W

【来源】2020年贵州省遵义市桐梓县中考二模物理试题 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】

A ．由电路图可知，电流表测电路电流，电压表测电阻R 0电压，由I-U 图象可知，电阻R 0的I-U 图象是一条倾斜的直线，是正比例函数图象，电阻R 0是一个定值，电压表的示数与电流表的示数之比不变，电阻R 0两端电流与通过R 0的电压成正比，电压决定电流，不能说电流与电压成正比，故A 错误，A 不符合题意；

B ．由I-U 图象可知，滑片P 移至b 端时滑动变阻器接入阻值为零，此时电压表示数为电源电压，为3V ，电路中的电流为0.6A ，则

03V 5Ω0.6A

U R I =

== 故B 正确，B 符合题意； C ．根据功率公式

2

U P UI R

== 当电路电阻最大时，即滑动变阻器接入最大时，功率最小，由I-U 图象可知，此时滑片P 移至a 端，电压表示数为0.5V ，电路中的电流为0.1A ，则电路总电阻为

3V 30Ω0.1A

U R I =

==总 则电路最小功率为

22min

(3V)0.3W 30Ω

U P R ===总 故C 正确，C 符合题意； D ．根据功率公式

222

22

2

00

00

1()()24R R U R U U P U R R R R R R R R R R R R

===

=-++++ 当滑动变阻器接入阻值为零时功率最小，为零；当滑动变阻器接入阻值与电阻R 0相等时功率最大，为

22

max

0(3V)0.45W 445Ω

U P R ===⨯ 故D 正确，D 符合题意。 故选BCD 。

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6.75W

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：