2020-2021中考物理二轮 电功率的综合计算问题 专项培优 易错 难题及答案

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9V

C ．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

6V 12Ω0.5A

U 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U R I =

可知，定值电阻R 的阻值大小是

R R 9V 6Ω1.5A

U 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 9V 0.5A 6Ω12Ω18Ω

U I R =

===+总总 此电路的总功率最小是

min min 9V0.5A 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．把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V 的电路中，各电表选择的量程如图所示，要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变），下列说法正确的是（）

A．在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变小

B．电路的总功率最大值为10.8W

C．小灯泡的电功率最小值为0.75W

D．滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω

【来源】天津市2018年中考物理模拟试题

【答案】ACD

【解析】

【分析】

分析实物图可知：灯泡与滑动变阻器是串联关系；电流表测量串联电路的电流（所选量程为0~0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0~15V）。

(1)滑片向左移动时，根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化；再判定总电阻的变化，根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况；(2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻，确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻，利用P UI

=求电路的总功率最大值；

(3)为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压；再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻；最后利用P UI

=求小灯泡的电功率最小值；

(4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。

【详解】

A．由图知道，由实物电路图可知：灯泡与滑动变阻器串联；电流表测量串联电路的电流（所选量程为0~0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0~15V），当滑片向左移动时，则滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由于电源电压不

变，由

U

I

R

=知道，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；滑动变阻器连入电路的电

阻变小、分压变小，所以电压表示数的变小，故A 正确；

B ．由P UI =可知，当灯正常发光时的电流

3W 0.5A 6V

P I U ===额额额 由于电路中的最大电流是0.5A ，则滑动变阻器连入电路的最小电阻 min max 18V 6V 24Ω0.5A U U R I --=

=

=额 此时电路中电功率最大 max max 18V 0.5A 9W P UI ==⨯=

故B 错误；

C ．由2

U P R

=可知，灯泡的电阻 22

L (6V)12Ω3W

U R P ===额

额 由图知道，为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V ，此时滑动变阻器连入的电阻最大，由串联电路电压特点可知，小灯泡两端的最小电压是 L R 18V 15V 3V U U U =-=-=

此时电路中的电流

L R L L 3V 0.25A 12Ω

U I I I R ===

== 所以滑动变阻器连入的最大电阻 R max R 15V 60Ω0.25A

U R I =

== 此时小灯泡的最小电功率 min L L 3V 0.25A 0.75W P U I ==⨯=

故C 正确；

D ．由以上计算知道，滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω，故D 正确。

故选ACD 。

3．如图所示的电路中，电源两端电压为U ，且保持不变，R 1、R 2和R 3为三个定值电阻，已知R 1=10 Ω。当只闭合开关S 2时，电流表的示数为0.3 A ，电路消耗的总功率为P ，R 2消耗的电功率为P 2；当三个开关都闭合时，电流表的示数改变了1.5 A ，电路消耗的总功率为P '，R 2消耗的电功率为P 2'。当只断开开关S 1时，电流表的示数为0.6 A 。下列判断正确的是（ ）