物理电功率的综合计算问题的专项培优练习题

一、初中物理电功率的综合计算问题1．如图甲的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑片P 由b 端滑到a 端，电压表示数U 与电流表示数I 的变化关系如图乙，则下列说法错误的是（ ）A ．滑动变阻器的最大阻值为12欧B ．电源的电压为9VC ．定值电阻R 的阻值为6欧D ．此电路的总功率最小为13. 5W【来源】2020年黑龙江省哈尔滨市南岗区中考复习模拟试题（二)【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】ABC ．从甲图可以看到，这是一个串联电路，定值电阻R 和滑动变阻器串联在电路中，滑片P 在b 端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联电路的分压原理可知，这时变阻器两端的电压最大，再根据串联电路的电压规律可知，定值电阻R 的电压最小，从乙图可以看到，3V 是最小电压，这时电流大小是0.5A ；那么滑片P 在a 端时，电压表的示数是9V ，这时只有定值电阻R 接入电路中，电源电压的大小是9V ；由上述可知，滑片P 在b 端时，变阻器两端的电压是R -9V -3V 6V U U U ===总变那么滑动变阻器的最大阻值是6V12Ω0.5AU R I ===变变变由上述可知，定值电阻R 两端的电压是9V 时，流过它的电流是1.5A ，根据UR I=可知，定值电阻R 的阻值大小是R R 9V6Ω1.5AU R I === A 、B 、C 正确，不合题意；D ．根据P UI =可知，电源电压大小不变，要求电路的总功率最小，那么电路中的电流最小，当滑片P 在b 端时，电路中的总电阻最大，这时电流大小是min 9V 9V0.5A 6Ω12Ω18ΩU I R ====+总总 此电路的总功率最小是min min 9V 0.5A 4.5W P U I ==⨯=总电路的总功率最小是4.5W ，D 错误，符合题意。

故选D 。

2．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 ．1212U U R R I I∆∆+=+∆∆ D ．21212P 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UI 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 ∆=∆、22||R IU ∆=∆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 。

3．如图，把E 、F 两点接入电压为U 的电源两端，当开关S 1和S 2都闭合时，电路消耗的总电功率为P 1；当开关S 1和S 2都断开时，电路消耗的总电功率为P 2。

若把 A 、E 两点接入电压为U 的电源两端且只闭合开关S 2时，电路消耗的总电功率为 P 3。

已知P 2：P 3= 9∶5，则 （ ）A ．R 1：R 2=5∶4B ．R 1：R 2= 4∶5C ．P 1：P 2= 9∶4D ．P 1：P 2=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S 1和S 2都闭合时，电路消耗的总电功率为211212U P R R R R =+当开关S 1和S 2都断开时，电路消耗的总电功率为222U P R =把 A 、E 两点接入电压为U 的电源两端且只闭合开关 S 2时，电路消耗的总电功率为2312U P R R =+由以上三式联立求得1245R R=∶∶，1294P P=∶∶故AD不符合题意，BC符合题意。

故选BC。

4．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R0两端电压与通过R0的电流成正比B．R0的电阻值是5ΩC．该电路最小功0.3WD．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R0电压，由I-U图象可知，电阻R0的I-U图象是一条倾斜的直线，是正比例函数图象，电阻R0是一个定值，电压表的示数与电流表的示数之比不变，电阻R0两端电流与通过R0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3V5Ω0.6AURI===故B正确，B符合题意；C．根据功率公式2UP UIR==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 30Ω0.1AU R I ===总则电路最小功率为22min(3V)0.3W 30ΩU P R ===总 故C 正确，C 符合题意； D ．根据功率公式222222000001()()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22max0(3V)0.45W 445ΩU P R ===⨯ 故D 正确，D 符合题意。

故选BCD 。

5．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14ΩC ．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R 0、滑动变阻器R 串联，电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和，电压表V 2测R 0两端的电压，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V 1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P UI =求出灯泡的电功率即为额定功率，利用P UI =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V 1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P UI =求出电路的最小总功率，然后得出电路总功率的变化范围。

【详解】由电路图可知，灯泡L 与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联，电压表V 1测L 与R 0两端的电压之和，电压表V 2测R 0两端的电压，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V 1测电源两端的电压；由图乙可知，电路中的最大电流max 1.0A I =，电压表V 2的示数06V U =，电压表V 1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L 012V 6V 6V U U U =-=-=因此时小灯泡恰好正常发光，则灯泡的额定功率L L max 6V 1.0A 6W P U I ==⨯=电路的最大总功率max max 12V 1.0A 12W P UI ==⨯=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min 0.5A I =，电压表V 1的示数U 1=5V ，此时滑动变阻器两端的电压R 112V 5V 7V U U U =-=-=由UIR=可得，滑动变阻器的最大阻值 R min 7V14Ω0.5AU R I === 电路的最小总功率min min 12V 0.5A 6W P UI ==⨯=则电路总功率的变化范围是6W ∼12W ，故BD 正确。

故选BCD 。

6．如图所示，电源电压保持不变，R 2=50Ω，闭合S 1，断开S 2，R 1的电功率P 1=0.1W ，电压表示数为U 1．开关都闭合时，电压表示数为6U 1．用电阻R 3替换R 1、R 2中的某一个，闭合开关S 1，断开S 2，电压表示数为U 2，电路的总功率为P 2，U 2与U 1相比，变化了0.5V ．则下列结论正确的是（ ）A ．R 3可能是110ΩB ．R 3可能是5ΩC ．P 2可能是0.54WD ．P 2可能是0.65W【来源】四川省成都市2018年中考物理试题 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】由电路图知道，开关都闭合时，电路中只有R 1，电压表测电源两端的电压；由电压表的示数知道，电源的电压U =6U 1；当闭合S 1，断开S 2 时，R 1与R 2 串联，电压表测R 1两端的电压；由于串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R 2两端的电压是：U R2 =U-U 1 =6U 1 -U 1 =5U 1，由于串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流是：I=U 1/R 1=U R2/R 2，即U 1/R 1=5U 1/50Ω，故R 1 =10Ω；又因为R 1的电功率是P 1=0.1W ，所以，由P=I 2 R 知道，此时电路中的电流是：I =，根据串联电路的特点知道，电源的电压是：U=I （R 1 +R 2）=0.1A×（10Ω+50Ω）=6V ，所以U 1 =U /6=6V/6=1V ，当用电阻R 3替换R 1 后，闭合开关S 1 断开S 2 时，R 2与R 3 串联，电压表测R 3 两端的电压； （1）若U 2 与U 1 相比增加了0.5V ，则电压表的示数U 2 =1.5V ，R 2 两端的电压U R2′=U-U 2 =6V-1.5V=4.5V ，此时电路中的电流是：I 1 =U R2′/R 2=4.5V/50Ω=0.09A ，则R 3 的阻值是：R 3 =U 2/I 1=1.5V0.09A≈16.7Ω，电路的总功率是：P 2 =UI 1 =6V×0.09A=0.54W ；（2）若U 2 与U 1 相比减小了0.5V ，则电压表的示数是U 2 =0.5V ，R 2 两端的电压U R2″=U-U 2 =6V-0.5V=5.5V ，此时电路中的电流是：I 2 =U R2′/R 2=5.5V/50Ω=0.11A ，则R 3 的阻值是：R 3 =U 2/I 2=0.5V/0.11A≈4.5Ω，电路的总功率是：P 2 =UI 2 =6V×0.11A=0.66W ，故C 正确，D 错误； 当用电阻R 3 替换R 2 后，闭合开关S 1 断开S 2 时，R 1 与R 3 串联，电压表测R 1 两端的电压， （1）若U 2 与U 1 相比增加了0.5V ，则电压表的示数是：U 2 =1.5V ，R 3 两端的电压是：U 3=U-U 2 =6V-1.5V=4.5V ，此时电路中的电流是：I 3 =U 2/R 1=1.5V/10Ω=0.15A ，则R 3 的阻值是：R 3 =U 3/I 3=4.5V/0.15A=30Ω，电路的总功率是：P 2 =UI 3 =6V×0.15A=0.9W ；（2）若U 2 与U 1 相比减小了0.5V ，则电压表的示数是：U 2 =0.5V ，R 3 两端的电压是：U 3=U -U 2 =6V-0.5V=5.5V ，此时电路中的电流是：I 4 =U 2/R 1=0.5V/10Ω=0.05A ，则R 3 的阻值是：R 3 =U 3/I 4=5.5V/0.05A=110Ω，电路的总功率是：P 2 =UI 4 =6V×0.05A=0.3W ，故AB 错误，综上所述，只有AC 正确，故选AC ． 【点睛】本题考查的是串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的讨论电阻R 3替换R 1、R 2 中的一个电阻后电压表可能的示数是解题关键，需要仔细分析找出各种情况中的联系，然后列式求解，属于难题．7．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。