中考物理电功率的综合计算问题(大题培优 易错 难题)附详细答案

②只闭合开关 S、S1，在各元件安全的情况下，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量滑动变
阻器两端的电压，根据题意知道，滑动变阻器 R1 的滑片 P 置于中点时，灯泡 L 正常发光，
此时灯泡功率最大，当滑动变阻器 R1 的滑片 P 置于最左端时，灯泡两端的电压最小，功率
最小，此时灯泡两端的电压是：
U灯 =
9W
A．①②
B．②③
C．③④
D．②④
【来源】重庆市第一中学 2019-2020 学年九年级 12 月月考物理试题（第二次定时作业)
【答案】C 【解析】
【分析】
【详解】
①根据题意知道，当只闭合开关 S，滑动变阻器 R1 的滑片 P 置于中点时，灯泡 L 正常发 光，此时由图知道，滑动变阻器与灯泡串联，由于小灯泡 L 标有“6V 3W”字样，所以，此 时电路的电流是：
R最大 =R滑 R灯 =60 12=72 ，
由P
U2 R 知道，电路消耗的最小电功率是：
P最小
U2 R最大
=
18V 2
72
=4.5W
即整个电路消耗的电功率的取值范围是 4.5W-9W，故④正确；
综上所述，只有 C 符合题意。
5．图甲是小灯泡 L1 和 L2 的电流随电压变化的图象。将它们按图乙所示接入电路中，闭合 开关 S ，小灯泡 L1 的实际功率为1W 。下面的说法中正确的是（ ）
U R2 R3 =0.3A，P=0.3U
当三个开关都闭合时，电阻 R1 、 R2 并联，则
UU R1 + R2 =0.3A+1.95A，P′=2.25U
当只断开开关 S1 时，电路中只有 R2 ，则
解三式得
U R2 =0.45A，P′′=0.45U
所以 D 正确。 故选 D。
U=9v，R2＝20Ω，R3＝10Ω，P∶ P′＝2∶ 15，P∶ P′′＝2∶ 3
一、初中物理电功率的综合计算问题
1．图所示电路中，电源两端电压为 U，且保持不变，R1、R2 和 R3 为三个定值电阻，已知 R1＝5Ω，当只闭合开关 S2 时，电流表的示数为 0.3A，电路消耗的总功率为 P；当三个开关 都闭合时，电流表的示数变化了 1.95A，电路消耗的总功率为 P′，当只断开开关 S1 时，电 流表的示数为 0.45A，电路消耗的总功率为 P′′，下列判断正确的是
由①②两式可得：R1=16Ω，U=24V，故 A 正确； B．滑动变阻器的最大阻值
故 B 错误；
Rb
5 2
R1
5 2
16Ω
40Ω
C．电阻 R2 的阻值
11 R2 2 R1 2 16Ω 8Ω
当开关 S1 断开，S2 闭合，则电阻 R1 与 R2 串联，电路消耗的功率
故 C 错误；
P U2
24V 2
A．电源电压为 2V
B．电流表的示数为 0.5A
C．灯泡 L1 比 L2 暗
D．电压为 0.5V 时，灯泡 L1 的功率为
0.05W
【来源】2019 年陕西省渭南市富平县中考二模理综物理试题 【答案】A 【解析】 【详解】
A．由甲图可知，当 L1 两端的电压U1 2V 时，通过它的电流 I1=0.5A，根据 P UI 可得
开，S2 闭合，两个电压表
V1 和
V2
的示数之比
U1''：U
'' 2
3：1 ，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 24V B．滑动变阻器的最大阻值是 24Ω C．当开关 S1 断开，S2 闭合，电路消耗的功率为 32W D．当开关 S1 合，S2 断开，调节滑片 P 位置，R3 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 S1 闭合，S2 断开，R3 滑片 P 位于 a 点时等效电路为图 1 所示：
①动变阻器 R1 的最大阻值为 50Ω
②只闭合开关 S、S1，在各元件安全的情况下，小灯泡 L 消耗的电功率的取值范围是
1.08W~3W
③只闭合开关 S、S2、S3，在各元件安全的情况下，整个电路消耗的最大电功率是 10.8W
④只闭合开关 S、S1，在各元件安全的情况下，整个电路消耗的电功率的取值范围是 4.5W-
灯泡的电阻是：
I
IL
PL UL
3W 6V
0.5A
R灯
=
UL2 PL
6V2
3W
12 ,
又因为电源电压为 18V，所以，滑动变阻器两端的电压是：
U滑 =U UL 18V 3V 15V ，
由欧姆定律知道，滑动变阻器接入电路的电阻是：
R=
1 2
R滑 =
15V 0.5A
30
，
滑动变阻器的最大阻值是 60Ω，故①错误；
；
图
1
中：由于串联电路中各处的电流相等，且 U1：U 2
2：1 ，根据
I
U R
可得
所以
U1
R1 I1 U1 2 Ra U2 U2 1
I1
Ra
1 2
R1
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
U
I1 ( R1
Ra )
1A (R1
1 2
R1)
1A
3 2
R1…①
图 2 中：根据 I U 可得 R
U1
R1 Rb
I2 U2
U1 U2
2 5
I2
即
Rb
5 2
R1
图 3 中：根据串联电路的电阻特点和 I U 可得 R
U1 I3 R1 R2 R1 R2 3
U2
I3R2
R2 1
解得
R2
1 2
R1
图4中
PmLeabharlann Baidun
U2 R1 R2 Rb
R1
U2
1 2
R1
5 2
R1
U2 4R1
9W…②
故选 AD。
4．如图的电路中，电源电压为 18V 且保持不变，小灯泡 L 标有“6V 3W”字样，定值电阻 R2 的阻值为 90Ω，电流表的量程为 0-0.6A，电压表的量程为 0~15V。当只闭合开关 S，滑 动变阻器 R1 的滑片 P 置于中点时，灯泡 L 正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。则下列说法 正确的是( )
；
当开关 S1 闭合，S2 断开，R3 滑片 P 位于最右端时等效电路为图 2 所示：
；
当开关 S1 断开，S2 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 S1、S2 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：
2．如图所示，电源电压保持不变，R2=50Ω，闭合 S1，断开 S2，R1 的电功率 P1=0.1W，电压 表示数为 U1．开关都闭合时，电压表示数为 6U1．用电阻 R3 替换 R1、R2 中的某一个，闭合 开关 S1，断开 S2，电压表示数为 U2，电路的总功率为 P2，U2 与 U1 相比，变化了 0.5V．则
U R滑
RL
RL =
18V 60 12
12
3V
故此时灯泡的功率是：
2
U灯 3V2
P小 =
RL
=
0.75W
12
即小灯泡 L 消耗的电功率的取值范围是 0.75W~3W，故②错误；
③只闭合开关 S、S2、S3，则 R1 与 R2 并联，灯泡被短路，电流表测量干路电流，移动滑动
变阻器 R1 的滑片 P 使电流表示数为 0.6A 时，电路消耗的电功率最大，由于电源电压为 18V 且保持不变，所以，电路消耗的电功率是：
P UI 18V0.6A=10.8W
故③正确； ④只闭合开关 S、S1，在各元件安全的情况下，滑动变阻器与灯泡串联，当灯泡 L 正常发光 时，电路电流最大，此时电路消耗的电功率最大，
P最大 UI最大 18V 0.5A=9W ；
当滑动变阻器全部接入电路时，电路电阻最大，由欧姆定律知道，电流最小，此时电路消 耗的电功率最小，
L1 的实际功率为 1W，由乙图知， L1 、 L2 并联，所以
故 A 正确；
U U1 U2 2V
B．由乙图知，两灯并联，电流表测干路的电流，由甲图知当U2 2V ，通过它的电流
I2=0.3A，根据并联电路电流的特点可得，通过电流表的电流为
I I1 I2 0.5A 0.3A 0.8A
A．U＝6V，R2＝20Ω B．U＝9V，R3＝30Ω C．R3＝10Ω，P∶ P′′＝3∶ 2 D．R2＝20Ω，P∶ P′＝2∶ 15 【来源】2011-2012 学年北京市西城区九年级第一学期期末考试物理卷 【答案】D 【解析】
【分析】
【详解】
当只闭合开关 S2 时，电阻 R2 、 R3 串联，则
=24W
R1 R2 16Ω+8Ω
D．当开关 S1 闭合，S2 断开，电阻 R1 与 R3 串联，R3 消耗的功率
P3
I 2R3
(U R1
R3
)2
R3
U2
R1 R3 R3
2
4R1
所以，当 R3=R1 时，R3 消耗的功率最大，为
故 D 正确。
P3最大
U2 4R1
24V 2
4? 16Ω
=9W
3．定值电阻 R1、R2 和滑动变阻器 R3 接入如图电路中，电源电压不变。当开关 S1 闭合，S2
断开，滑片 P 位于 a 点时，电压表 V1 和 V2 的示数之比U1：U2 2：1 ，电流表的示数
I1=1A；滑片 P 位于最右端时，电压表 V1 和 V2 的示数之比U1：U2 2：5 。当开关 S1 断
下列结论正确的是（ ）
A．R3 可能是 110Ω
B．R3 可能是 5Ω
C．P2 可能是 0.54W
D．P2 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 R1，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=6U1；当闭合 S1，断开 S2 时，R1 与 R2 串联，电压表测 R1 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，R2 两端的电压是：UR2 =U-U1 =6U1 U1 =5U1，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=U1/R1=UR2/R2， 即 U1/R1=5U1/50Ω，故 R1 =10Ω；又因为 R1 的电功率是 P1=0.1W，所以，由 P=I2 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（R1 +R2）=0.1A×（10Ω+50Ω）=6V，所以 U1 =U/6=6V/6=1V， 当用电阻 R3 替换 R1 后，闭合开关 S1 断开 S2 时，R2 与 R3 串联，电压表测 R3 两端的电压； （1）若 U2 与 U1 相比增加了 0.5V，则电压表的示数 U2 =1.5V，R2 两端的电压 UR2′=U-U2 =6V-1.5V=4.5V，此时电路中的电流是：I1 =UR2′/R2=4.5V/50Ω=0.09A，则 R3 的阻值是：R3 =U2/I1=1.5V0.09A≈16.7Ω，电路的总功率是：P2 =UI1 =6V×0.09A=0.54W； （2）若 U2 与 U1 相比减小了 0.5V，则电压表的示数是 U2 =0.5V，R2 两端的电压 UR2″=U-U2 =6V-0.5V=5.5V，此时电路中的电流是：I2 =UR2′/R2=5.5V/50Ω=0.11A，则 R3 的阻值是：R3 =U2/I2=0.5V/0.11A≈4.5Ω，电路的总功率是：P2 =UI2 =6V×0.11A=0.66W，故 C 正确，D 错误； 当用电阻 R3 替换 R2 后，闭合开关 S1 断开 S2 时，R1 与 R3 串联，电压表测 R1 两端的电压， （1）若 U2 与 U1 相比增加了 0.5V，则电压表的示数是：U2 =1.5V，R3 两端的电压 是：U3=U-U2 =6V-1.5V=4.5V，此时电路中的电流是：I3 =U2/R1=1.5V/10Ω=0.15A，则 R3 的阻 值是：R3 =U3/I3=4.5V/0.15A=30Ω，电路的总功率是：P2 =UI3 =6V×0.15A=0.9W； （2）若 U2 与 U1 相比减小了 0.5V，则电压表的示数是：U2 =0.5V，R3 两端的电压是：U3=UU2 =6V-0.5V=5.5V，此时电路中的电流是：I4 =U2/R1=0.5V/10Ω=0.05A，则 R3 的阻值是：R3 =U3/I4=5.5V/0.05A=110Ω，电路的总功率是：P2 =UI4 =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 R3 替换 R1、R2 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．