【物理】培优 易错 难题电功率的综合计算问题辅导专题训练及答案

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4:1

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，电源电压保持不变，L 1上标有“1.2V ？W ”，L 2上标有“9V ？W ”。闭合开关S 1后，当开关S 接“1”，滑片P 在最左端时，电压表示数为5.4V ， L 1此时的实际功率是额定功率

1

4

；当开关S 接2时，P 在中点，电压表示数为2V 。若将L 1和L 2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A ，下面说法中正确的是（设灯丝电阻不随温度改变）

（ ）

A ．L 1的额定功率为2W

B ．L 2的额定功率为3W

C ．电源电压为6V

D ．滑动变阻器的最大阻值为30Ω

【来源】2020年四川省成都市成华区中考二诊物理试题

【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】

设滑动变阻器的最大阻值为R ，当开关S 接“1”，滑片P 在最左端时，滑动变阻器与灯泡

L 1串联，由于L 1此时的实际功率是额定功率的1

4，根据功率的计算公式2

1

1

U P R =说明此时灯泡L 1两端的电压是额定电压的

1

2

，所以此时灯泡L 1两端的电压 11

1.2V 0.6V 2

U =⨯

= 因此电源电压

U =5.4V+0.6V=6V

当开关S 接“1”，滑片P 在最左端时，电压表示数为5.4V ，则有

1

6V

5.4V R R R ⨯=+…①

当开关S 接2时，P 在中点，电压表示数为2V ，则有

26V 2V 22

R

R R ⨯=+…② 若将L 1和L 2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A ，则有

126V

30Ω0.2A

R R +=

=…③ 由①式得9R 1=R ，由②式得R 2=R ，将它们代入③式得R =27Ω，因此

1211

27Ω3Ω2799

R R R R =

=⨯===Ω， L 1的额定功率

()2

2111 1.2V 0.48W 3Ω

U P R =

==