历年中考物理易错题汇编-电功率的综合计算问题练习题及答案
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一、初中物理电功率的综合计算问题
1.如图甲所示电路中,电源电压不变,R 1是定值电阻,R 2是滑动变阻器。
闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则此过程中下列选项正确的是( )
A .电路总功率的最大值为43.2W
B .滑动变阻器最大功率为3.6W
C .滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D .定值电阻电功率的变化值为8.1W 【来源】江苏省苏州市高新区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
R 1、R 2串联电路中,当I =1.2A 时: 1.2R 1=U ……①
当I =0.3A 时,U 2=9V ,可得:
0.3R 1+9V=U ……②
由①②式解得:R 1=10Ω,U =12V 。
A .当I =1.2A 时,电路总功率最大:
==12V 1.2A=14.4W P UI ⨯大大。
故A 错误;
B .由滑动变阻器的功率公式得:
()2222222121212=4U R U P I R R R R R R R R ⎛⎫== ⎪+-+⎝⎭
滑, 当R 2=R 1=10Ω时,P 滑有最大值2P 大:
()2212V ==3.6W 410ΩP ⨯大
,
故B 正确;
C .滑动变阻器最大阻值为: 9V =
=30Ω0.3A
U R I =滑, 故C 错误; D .当I =0.3A 时,定值电阻电功率为:
()2
2110.3A 10Ω=0.9W P I R ==⨯, 当I =1.2A 时,定值电阻电功率为:
()2
211 1.2A 10Ω=14.4W P I R ==⨯', 所以定值电阻电功率的变化值为:
11114.4W 0.9W=13.5W P P P '-=-∆=。
故D 错误。
2.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9V
B .滑动变阻器的最大阻值为14Ω
C .小灯泡的额定功率为6W
D .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U I
R =可得,滑动变阻器的最大阻值 R min 7V 14Ω0.5A
U 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 。
3.如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A 。
图乙中A 、B 分别是小灯泡和电阻R 1两端的电压随电流变化关系图象。
只闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片P 移至a 端时,电路中的电流为0.2A ;滑动变阻器的滑片移至b 端时,小灯泡恰好正常发光。
只闭合开关S 、S 3,调节滑片P ,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V 。
则( )
A .电源电压为10V
B .小灯泡L 的额定功率6W
C .只闭合开关S 、S 2,滑动变阻器的滑片移至a 端时,1.5min 电流通过R 1产生的热量为64J
D .闭合开关S ,改变其它开关的通断及滑片的位置,电路消耗的最小功率可以达到1.2W
【来源】辽宁省葫芦岛市连山区2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A .由于灯泡灯丝电阻受温度影响,定值电阻阻值不发生变化,则小灯泡灯丝两端的电压随电流变化关系图象为曲线,定值电阻两端的电压随电流变化关系图象为过原点的直线,则由乙图数据可求R 1阻值为
1114V ==400.1A
I R U =Ω 已知闭合S 、S 3,调节滑片P ,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V ,此时电路为小灯泡与两电阻串联电路,由乙图可知此时电路电流为0.2A ,则电源电压为
L 12=2V+0.2A 40+0.2A 10=12V U U U U '=++⨯Ω⨯Ω
故A 不符合题意;
B .当闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片移至b 端时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器接入阻值为0Ω,此时电路为小灯泡的简单电路,小灯泡此时两端电压等于电源电压为12V ,对应乙图可知此时电流为0.5A ,则额定功率为
12V 0.5A=6W P U I ==⨯额额额
故B 符合题意;
C .只闭合开关S 、S 1,滑动变阻器的滑片P 移至a 端时,电路中的电流为0.2A ,此时电路为小灯泡与滑动变阻器串联电路,且滑动变阻器接入阻值最大,由乙图可知此时小灯泡两端电压为2V ,电源电压为12V ,则由串联分压可知滑动变阻器两端电压为10V ,由欧姆定律可求滑动变阻器最大阻值为
2max 2max 210V =500.2A
U R I ==Ω 则当闭合开关S 、S 2,滑动变阻器的滑片移至a 端时,电路为R 1与R 2串联电路,由串联分压可求R 1两端电压为
1112404812V=V 40509
R U U R R Ω''==⨯+Ω+Ω 由于R 1为纯电阻,则1.5min 电流通过R 1产生的热量为
2
211148V 9 1.560s=64J
40U W t R ⎛⎫ ⎪''⎝⎭==⨯⨯Ω
故C 符合题意; D .由于电源电压不变,则由2
U P R
=可知,当电路阻值最大时,电路总功率最小,则闭合开关S 、S 3,滑片滑到最大阻值处时电路电阻最大,功率最小,若最小功率为1.2W ,则此时电路电流为
min min 1.2W =0.1A 12V
P I U =
= 则此时电路总电阻为 max min 12V =1200.1A
U R I =
=Ω 则小灯泡此时电阻应为 R L 实=R max -R 1-R 2max =120Ω-40Ω-50Ω=30Ω
此时小灯泡分得电压应为
U L 实=I min R L 实=0.1A×30Ω=3V
但由乙图可知,当小灯泡电流为0.1A 时,小灯泡两端电压不足2V ,前后冲突,故D 不符合题意。
故选BC 。
4.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
60Ω
0.25A
U
R
I
===
此时小灯泡的最小电功率
min L L
3V0.25A0.75W
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。
5.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.则下列结论正确的是()
A.R3可能是110ΩB.R 3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:U R2 =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=U R2/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U R2′=U-U2
=6V-1.5V=4.5V,此时电路中的电流是:I1 =U R2′/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U R2″=U-U2 =6V-0.5V=5.5V,此时电路中的电流是:I2 =U R2′/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=U-U2 =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.
6.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是()
A.两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯亮
B.乙灯的灯丝较细,正常发光时的电流较小
C.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较小
D.乙灯的实际功率一定是25W
【来源】广东省深圳市福田区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由甲、乙图和电功率变形公式
2
U
R
P
可知,甲灯的电阻小于乙电阻。
当两灯串联时
电流相等,乙灯的实际功率大于甲灯实际功率,甲灯没有乙灯亮,故A错误;
B.乙灯的灯丝较细,电阻大,正常发光时由公式=U
I
R
可知通过乙灯的电流比甲灯小,故B正确;
C.两灯均正常发光时,由于没有给出发光时间,无法比较哪盏灯灯耗电能多,故C错误;
D.乙灯的额定功率为25W,实际功率是实际电压下的功率,如果实际电压不等于额定电压,实际功率就不等于额定功率,故D错误。
故选B 。
7.如图为一种测量酒精气体浓度的工作原理图,电源电压恒为6V ,定值电阻R =10Ω,R 0是酒精气敏电阻,阻值随酒精气体的浓度增大而减小,其阻值变化范围为10Ω~20Ω,电压表接入电路的量程为0~3V ,电流表接入电路的量程为0~0.6A .闭合开关S ,当环境的酒精气体的浓度增大时,下列说法正确的是
①电流表的示数变小
②电压表的示数变大
③电压表示数的范围为1V ~3V
④电阻R 0消耗的电功率范围为0.8W ~0.9W
A .只有①②正确
B .只有②④正确
C .只有②③正确
D .只有②③④正确 【来源】江苏省无锡江阴市2019-2020学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】B
【解析】
【详解】
由电路图可知,R 0与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流。
①当环境的酒精气体的浓度增大时,R 0阻值随酒精气体的浓度增大而减小,由U I R
=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故①错误;
②因为电路中的电流变大,由U IR =可知,电压表示数变大,故②正确;
③④当R 0=10Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R 0的电流最大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,经过R 0的电流最大, 012V 0.3A 10Ω10Ω
U I R R =
==++大小, 则电压表的最大示数为: 0.3A 10Ω3V U I R ==⨯=最大大,
R 0消耗的电功率:
22000.3A 10Ω0.9W R P I R ==⨯=大大(),
当R 0大=20Ω时,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,电路中的最小电流:
06V 0.2A 20Ω10Ω
=U I R R =
=++小大, 则电压表的最小示数为:
0.2A 10Ω2V U I R ==⨯=最小小,
所以,电压表示数的范围为2V ~3V ,故③错误;
R 0消耗的电功率:
22000.2A 20Ω0.8W R P I R ==⨯=小小(),
所以,电阻R 0消耗的功率范围为0.8W ~0.9W ,故④正确。
故选B 。
8.图甲是小灯泡1L 和2L 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1L 的实际功率为1W 。
下面的说法中正确的是( )
A .电源电压为2V
B .电流表的示数为0.5A
C .灯泡1L 比2L 暗
D .电压为0.5V 时,灯泡1L 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1L 两端的电压12V U =时,通过它的电流I 1=0.5A ,根据P UI =可得1L 的实际功率为1W ,由乙图知,1L 、2L 并联,所以
122V U U U ===
故A 正确;
B .由乙图知,两灯并联,电流表测干路的电流,由甲图知当22V U =,通过它的电流I 2=0.3A ,根据并联电路电流的特点可得,通过电流表的电流为
120.50.30.8A A A I I I =+=+=
故B 错误;
C .2L 的实际功率为
22220.30.6V A W <1W P U I ==⨯=
小于1L 的实际功率,由灯泡的亮暗取决于实际功率的大小知,1L 比2L 亮,故C 错误;
D .由甲图知,当电压为30.5V U =时,通过灯泡1L 的电流为30.2A I =,灯泡1L 的功率为
3330.50.20.1V A W P U I ==⨯=
故D 错误。
故选A 。
9.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
222
000
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 。
10.两只电炉,其电阻值分别为1R 和2R (12R R >).将两只电炉串联后接入电压为U 的电源上,两只电炉消耗的功率分别为1P 和2P ,电路消耗的总功率为P ;将两只电炉并联后,仍接入电压为U 的电源上,两只电炉消耗的功率分别为1P '
和2P '
电路消耗的总功率为
P '. 则
A .12P P >,12P P '
'
>
B .1212P P P P ''+=+
C .12P P P '+=
D .
'1
1P +'21P =1
P 【来源】天津市第一中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】D 【解析】 【详解】
当两电阻串联,电流一定相等;由2P I R =可知,电阻大的消耗的功率大.即12P P >,且
12P P P +=;
当两电阻并联时,由2U P R
=可知,电阻小的消耗的功率大,即12P P ''
<;因为:
22
1212
U U P P R R R +=
=+ 22
2121
21212
()
U R R U U P P R R R R '
'
++=+=
所以:
22
121212
()U R R U R R R R ++< 即:
1212P P P P ''
++<
因为
21
111U P R '
=, 222
11U P R '= 所以
1221
2111R P P U P R ''++== 而不等于
1
P '
;综上分析,故选D 。
11.如图甲所示,电源电压恒为18V ,灯泡L 上标有“10V ,5W ”字样,电流表量程为0~0.6A ,电压表量程为0~15V ,滑动变阻器R 的最大阻值为200Ω,当只闭合S 和S 1,移动滑动变阻器的滑片P 时,它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。
当滑动变阻器接入电路的阻值由R 1增大到4R 1时,定值电阻R 0的电功率变化了5.4W 。
(忽略灯泡电阻随温度的变化),则下列说法中错误的是( )
A .灯泡L 正常发光时通过的电流为0.5A
B .只闭合S 和S 2,且滑动变阻器的滑片P 置于中点位置时,灯泡的实际功率为0.45W
C .定值电阻R 0的阻值为40Ω
D .只闭合S 和S 1,在保证电路安全的情况下,当电阻R 0消耗电功率最小时,滑动变阻器R 消耗的电功率为2.25W
【来源】【新东方新中心】初中物理X004
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .由P =2
U R
可得,灯泡正常发光时的电阻
R L =2
L L U P =()210V 5W
=20Ω 灯泡L 正常发光时的电流
I L =
L L U R =10V
20Ω
=0.5A 故A 正确,不符合题意;
B .只闭合S 和S 2,且滑动变阻器的滑片P 置于中点位置时,L 与1
2
R 串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
I =L 12
U R R +总=
18V 120Ω200Ω
2+⨯ =0.15A 灯泡的实际功率
P ′L =I 2R L =(0.15A)2×20Ω=0.45W
故B 正确,不符合题意;
C .当只闭合S 和S 1时,R 0与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流,则变阻器接入电路中的为R 1和4R 1时,电路中的电路中的电流分别为
I 1=
01U R R +总=0118V R R +,I 2=014U R R +总=01
18V
4R R + 由图乙可知,变阻器接入电路中的为R 1和4R 1时对应电压表的示数分别为U 、2U ,则两次电压表的示数之比
R '
R U U =11214I R I R ⨯=12I I 114R R ⨯=0101
18V 18V 4R R R R ++ 14⨯=0101414R R R R +⨯+=2U U =12 解得:R 1=
1
2
R 0,由P =I 2R 可得,定值电阻R 0的电功率 ΔP 0=I 12R 0−I 22R 0=(
0118V R R +)2R 0−(0118V
4R R +)2R 0=(0018V 12R R +)2R 0−(00
18V 142
R R +⨯)2R 0=5.4W 解得:R 0=20Ω,故C 错误,符合题意;
D .当电压表的示数为15V 时,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 0两端的电压
U 0=U 总−U R 大=18V−15V=3V
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
I ′=
00U R =3V 20Ω
=0.15A<0.6A 所以,此时电阻R 0消耗的电功率最小,则滑动变阻器R 消耗的电功率
P R =U R 大I ′=15V ×0.15A=2.25W
故D 正确,不符合题意。
故选C 。
12.图甲是用于焊接塑料水管的热熔器,其电路如图乙所示。
加热电阻 R 1=66Ω、
R 2=176Ω,S 1 是手动控制开关,S 2 是可随温度自动跳转的温控开关,R 0 特殊限流电阻,热熔器加热时 R 0 电阻较大,LED 指示灯发红光,保温时 R 0 电阻较小,LED 指示灯发绿光。
已知 LED 发光时两端电压保持不变,则下列说法正确的是( )
A .当 S 1、S 2 都闭合时,热熔器处于保温状态
B .保温状态时加热电路的电功率是200W
C .发红光时LE
D 的电流等于发绿光时 LED 的电流 D .当 S 1 闭合,S 2 断开时,R 1 的功率大于 R 2 的功率
【来源】湖南省长沙市师大附中集团2018-2019学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】B 【解析】 【详解】
A .开关S 1和S 2都闭合时,加热电路只有R 1工作,加热电阻最小,由
2
U P UI R
== 可知,热熔器的加热功率最大,处于加热状态,故A 错误; B .保温状态时,加热电路中R 1与R 2串联,则加热电路的电功率:
2212(220V)200W 66176U P R R ===+Ω+Ω
保温
, 故B 正确;
C .由题可知,热熔器加热时R 0的电阻较大,LE
D 指示灯发红光,保温时R 0的电阻较小,LED 指示灯发绿光,因两种情况下LED 灯发光时两端电压保持不变,且电源电压为220V 不变,所以,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R 0两端的电压不变,由U I R
=
可
知,热熔器加热时R 0的电阻较大,电路中的电流较小,即发红光时LED 灯的电流小于发绿光时LED 灯的电流,故C 错误;
D .开关S 1闭合,S 2断开时,加热电路中R 1与R 2串联,因串联电路中各处的电流相等,且由题可知R 1<R 2,所以,由2P I R =可知,R 1的功率小于R 2的功率,故D 错误。
13.如图所示的电路,电路接通后,移动滑动变阻器的滑片,电压表的最大值为6V ,电流表的最大值为3A 、最小值为1A ,由此可以确定( )
A .电源电压为9V
B .定值电阻的阻值为6Ω
C .滑动变阻器的最大阻值为2Ω
D .定值电阻最大功率为18W
【来源】2020年广西中考一轮模拟物理试题(三) 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知,电路为定值电阻R 1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,当滑动变阻器接入阻值最大时,由串联分压及欧姆定律可知,电压表此时示数最大为6V ,对应电流最小为1A ,此时电源电压为
U =U 1+U 2=1A×R 1+6V
当滑动变阻器接入阻值最小为0Ω时,电路为R 1的简单电路,由欧姆定律可知此时电流最大为3A ,此时电源电压为
1211=3A U U I R R '==⨯
联立求解可得电源电压为9V ,电阻R 1阻值为3Ω,当滑动变阻器全部接入时,电路总电阻为
19V
=91A
U R I =
=Ω总 则滑动变阻器最大阻值为
R 滑=R 总-R 1=9Ω-3Ω=6Ω
定值电阻阻值不变,由2
U P R
=可知定值电阻两端电压最大时,功率最大,当滑动变阻器
接入阻值为0Ω时,定值电阻两端电压最大,等于电源电压9V ,此时功率为
()2
21max
19V ==27W 3U P R =Ω
故选A 。
14.如图所示,电源两端电压恒定,闭合开关,灯泡L 1比灯泡L 2电阻大,则( )
A .灯泡L 1比L 2的亮
B .电流表A 1示数比A 2的大
C .若L 1灯丝烧断,L 2两端电压变大
D .若L 2灯丝烧断,电流表A 示数变小
【来源】广东省广州市南沙区2017届中考物理一模试题 【答案】D 【解析】 【详解】
AB .由图可知,两只灯泡并联,两灯泡电压相等,灯泡L 1比灯泡L 2电阻大;由I=U/R 可得,通过L 1的电流小,即电流表A 1示数比A 2的小,U 1=U 2,由P 实=UI 可知,P 实1<P 实2,灯泡L 2比L 1的亮,故AB 错误;
C .因为两灯泡并联,由并联电路电压关系可知两灯泡两端电压相等,若L 1灯丝烧断,L 2两端电压不变,故C 错误;
D .由图可知,电流表A 1测量灯泡L 1的电流;电流表A 2测量灯泡L 2的电流;电流表A 测量干路上的电流;若L 2灯丝烧断,电流表A 2示数为0,根据并联电路中干路上的电流等于各支路电流之和,可知电流表A 示数变小,故D 正确。
故选D 。
15.将两个定值电阻串联接到电压为 U 的电源两端,R 1 消耗的功率为 P 1,R 2 消耗的功率为 3P 1.将这两个定值电阻并联接在电压为U 的电源两端时,下列说法中正确的是( ) A .R 1 与 R 2 的电阻之比为 3:1 B .并联时通过 R 1 与 R 2 的电流之比为 1:1 C .并联时 R 2 消耗的功率为
163
P 1 D .并联时两电阻消耗的总功率为
163
P 1 【来源】湖南省长沙市广益实验中学2019-2020学年九年级(下)开学考试物理试题
【答案】C 【解析】 【详解】
A .串联电流相等,由2=P I R 可知,两电阻功率之比等于电阻之比,即:
111221
133R P P R P P ===; 故A 错误;
B .并联电压相等,电阻与电流成反比,即:
122131
I R I R ==; 故
B 错误;
C .在串联中时,R 1 消耗的功率:
()2
222
11112
121
1164U U U P I R R R R R R R ⎛⎫==== ⎪+⎝⎭; 所以有:
2
11
=16U P R ;
并联时R 2消耗的功率:
2221121116=16333
U U P P P R R '==⨯=;
故C 正确; D .并联时总功率:
2211111216464
=1616333
U U P P P P P R R +=+=⨯=总
; 故D 错误。
16.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。
当开关S 1闭合,S 2断开,滑片P 位于a 点时,电压表V 1和V 2的示数之比U 1∶U 2=2∶1.电流表的示数 I 1=1A ;滑片 P 位于最右端时,电压表 V 1 和 V 2 的示数之比 U 1′∶U 2’=2∶5.当开关 S 1 断开,S 2闭合,两个电压表V 1 和 V 2的示数之比U 1’’ ∶U 2’’=3∶l 。
当通过开关的闭合与 断开及调节滑动变阻器的滑片,可使电路消耗的功率最小为4.5W ,则下列说法 正确的是( )
A .电源的电压为 10V
B .滑动变阻器的最大阻值是 20Ω
C .当开关 S 1 断开,S 2 闭合,R 1 消耗的电功率为 4W
D .当开关 S 1 闭合,S 2 断开,R 1 消
耗的最大功率为 4.5W
【来源】湖南长沙市广益实验中学2019-2020学年九年级3月月考物理试题 【答案】B
【分析】
根据串联电路中电压与电阻成正比,电路最小功率时,就是电压不变时电阻最大解答。
【详解】
A .由上图可知,闭合S 1断开S 2时R 2被短路,电路为R 1与滑动变阻器的串联电路,V 1测R 1的电压,V 2测滑动变阻器的电压,根据串联电路中电压与电阻成正比,由题意可得
11
221a
U R U R == 推出
R 1=2R a -----------(1)
11
2
325U R U R '==' 推出
5R 1=2R 3------------(2)
1a
1A +U R R =源
-----------(3) 当闭合S 2,断开S 1时,滑动变阻器被短路,为R 1与R 2的串联电路,V 1测R 1与R 2的总电压,V 2测R 2的电压,根据串联电路中电压与电阻成正比,由题意又可得
112
22
31U R R U R ''+=='' 推出
R 1=2R 2-------(4)
电路最小功率时,就是电压不变时电阻最大则有
2123
4.5W ++U R R R =源
--------(5)
联立(1) (2) (3) (4) (5)解之得
12V U =源 ;18R =Ω ;24R =Ω ;320R =Ω ;a 4R =Ω
故A 错误;
B .滑动变阻器的最大阻值是320R =Ω,故B 正确;
C .当开关 S 1 断开,S 2 闭合,滑动变阻器被短路,R 1与R 2串联这时R 1消耗功率
22
11212V (
)()88W +8+4U P R R R =⨯=⨯Ω=ΩΩ
源 不是4W ,故C 错误;
D .当开关 S 1 闭合,S 2 断开,R 2被短路,当滑动变阻器R 3=0时,R 1 消耗的功率最大为
22
1(12V)8U P R '===Ω
源18W
不是4.5W 所以D 错误。