中考物理电功率的综合计算问题(大题培优易错试卷)附答案

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由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知:
U=U1+ImaxR2=4V+0.4A×R2
当滑片位于最右端时,电路为三个电阻串联,此时电流最小为Imin=0.2A,R两端电压UR=3V,R1两端电压U1’=2V,则滑动变阻器最大阻值为:
由串联电路总电压等于各用电器电压之和可知:
U=UR+U1’+IminR2=3V+2V+0.2A×R2
A.R1、R2的电wenku.baidu.com之比始终等于2∶1B.滑动变阻器的最大电阻为15Ω
C.电源电压为6VD.R2消耗的功率增大了1.2W
【来源】2019年湖北省武汉市洪山区中考一模物理试题
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
电路为三个电阻串联,滑动变阻器滑片从右端滑到最左端过程中,滑动变阻器接入阻值变小,由欧姆定律可知电路电流逐渐变大,R1两端电压变大,由此可得①表示电压表V1,②表示电压表V2;当滑片位于最左端时,电路电阻最小,电流最大为Imax=0.4A,为R1与R2串联电路,此时R1两端电压U1=4V,则可求R1电阻为:
由图1可得:
①;
②;
③;
由图2可得:
④;
⑤;
由图3可得:
⑥;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以:
⑦;
由②⑤式可得:

由③⑦两式可得:

B.由④⑥两式可得:U=12 V,故B错误;
AD.代入⑥式可得:R2=20Ω,故AD正确;
C.代人①式可得:R3=20 Ω,故C错误。
故选AD。
4.定值电阻 、 和滑动变阻器 接入如图电路中,电源电压不变。当开关 闭合, 断开,滑片P位于 点时,电压表 和 的示数之比 ,电流表的示数 ;当开关 闭合, 断开,滑片P位于最右端时,电压表 和 的示数之比 。当开关 断开, 闭合,两个电压表 和 的示数之比 。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()
(2)三个开关的通断组合成不同的连接方式,其发热功率不同;
(3)由电功率的变形公式求出三个发热电阻的比值;
(4)由电功公式 分析电热器消耗的电能。
【详解】
A.三个开关都闭合时,三个发热体并联,功率等于三个功率之和,最大为800W,所以当只S3闭合时,电热器功率为
故A正确;
B.三个开关的通断组合成的连接方式有:只S1闭合;只S2闭合;只S3闭合;只S1、S2闭合;只S1、S3闭合;S2、S3闭合;只S1、S2、S3都闭合;共七种组合方式,即为七个档位,故B错误;
故选A。
6.如图所示是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变,电动机线圈电阻为1Ω,不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中,电路中的电流为20A,动滑轮的机械效率为80%,则电动机提升重物所用的时间为
A.10sB.15s
C.20sD.25s
一、初中物理电功率的综合计算问题
1.如图甲所示的电路中,电源电压U保持不变,R0为定值电阻。闭合开关,电流表A的示数为I,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2;将滑动变阻器R的滑片从一端移动到另一端,U1、U2随I变化的关系如图乙所示;则下列说法正确的是()
A.电源电压为5.5 V
B.滑片在最右端时,定值电阻R0的功率为6W
C.由 可得,三个发热电阻的阻值之比
P=P总-P热=20A×380V-400W=7.2×103W,
电动机提升重物所用的时间:
t= =15s,
故选B。
【点睛】
解决本题的关键知道电动机不是纯电阻用电器,电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能(发热)。
7.在如图甲所示的电路中,电源电压U保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,电压表V1、V2的示数随电流表A的示数变化分别如图乙中图线①、②所示。变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,下列说法错误的是()
由 可得,电源的电压
……①
当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值 与电阻 串联,电压表测 两端的电压,此时电路中的电流最小;由乙图可知
变阻器 的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电源的电压
……②
由①②可得
解上式可得
故B错误,C正确;
D.电源的电压
故D正确;
A.电流最大时,电路消耗的最大电功率
P2左=Imax2R2=(0.4A)2×5Ω=0.8W
则R2消耗的功率增大:
△P=P2左-P2右=0.8W-0.2W=0.6W
故选D。
8.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样,滑动变阻器R1的最大阻值为40 Ω,定值电阻R2的阻值为20Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~3A,灯丝电阻不随温度变化。当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到端点a时,小灯泡L恰好正常发光。在保证电路安全的前提下,以下说法正确的是:()
A.电路消耗电功率的最大值为7.2WB.变阻器R接入电路的最大阻值为120Ω
C.定值电阻R2的电阻值为20ΩD.电源电压为12V
【来源】2020年山东省青岛市西海岸新区中考一模物理试题
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
BC.由电路图可知,当滑片位于最左端时,电路为 的简单电路,此时电路中的电流最大,由乙图可知
C.滑动变阻器的最大阻值为12.5 Ω
D.电灯的电阻随着电流的增大而减小
【来源】2020年中考一轮模拟测试物理试题(一)
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,灯泡L与R0、R组成串联电路,电压表V2测量L两端的电压,电压表V1测量灯泡L与R两端的总电压,当电流表的示数变大时,电压表V2变大,电压表V1变小,所以U2-I的图线为BQ,U1-I图线应该为AQ;
此时滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器的最大阻值为
故C错误;
滑片在最右端时,U1和U2相等都是3V,电路中的电流为2.0A,已知R0=1.5Ω,定值电阻R0的功率为
故B正确;
D.通过灯泡的电流增大时,灯泡两端的电压变大,温度升高,灯丝的电阻变大,故D错误。
故选B。
2.如图甲所示电路,电源电压不变。R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。当开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片从最右端逐步滑到最左端,根据电压表与电流表的示数,绘制的图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.当开关 、 断开,调节滑片P时, 的功率不超过6.75W
B.当开关 闭合, 断开,滑片P位于 点时, 的功率为18W
C.滑动变阻器最大阻值为45Ω
D.电源电压为27V
【来源】【万唯】2019年四川省成都市高中阶段教育学校统一招生考试物理试题(黑卷)
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
当开关 闭合, 断开,滑片P位于 点时,等效电路图如解图1所示:
联立求解可得:U=6V,R2=5Ω;由于串联电路电流处处相等,则由P=I2R可知,R1与R2消耗的功率之比始终等于电阻之比,即:
P1:P2=R1:R2=10Ω:5Ω=2:1
滑动变阻器滑片位于最右端时,R2消耗功率为:
P2右=Imin2R2=(0.2A)2×5Ω=0.2W
滑动变阻器滑片位于最左端时,R2消耗功率为:
则最小电流:

故B错误;
C.闭合S1、S3,断开S2时, 与 串联,电压表测变阻器 的电压,由串联分压规律可知,当电压表示数最大为 时,变阻器 接入电路的阻值最大,因串联电路电流处处相等,结合欧姆定律可得:

即:

解得 ,变阻器 接入电路的阻值最大为 ,故C错误;
D.当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻 并联,因并联电路的总电阻最小,所以由 可知,此时整个电路的功率最大,则整个电路的最大功率:
故A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,R1、R2和R3为三个定值电阻,已知R1=10 Ω。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.3 A,电路消耗的总功率为P,R2消耗的电功率为P2;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',R2消耗的电功率为P2'。当只断开开关S1时,电流表的示数为0.6 A。下列判断正确的是( )
【来源】【初中科学2026】【初三下】
【答案】B
【解析】
【详解】
拉力做的有用功:
W有用=Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J,
拉力所做的功(总功):
W总= = 1.08×105J,
电动机线圈电阻的发热功率:
P热=I2R=(20A)2×1Ω=400W,
因能量守恒,电动机的拉力做功的功率为:
此时
当开关 闭合, 断开滑片P位于最右端时,等效电路图如解图2所示:
此时
当开关 断开, 闭合时,等效电路如解图3所示:
此时


当电路消耗功率最小的时候,电路等效图如解图4所示:
所以:
由以上分析可得:
所以:
可求得: , ,则 ,
当开关 闭合, 断开,滑片P位于 点时, 的功率
当开关 、 断开,调节滑片P时, 的功率
的最大值在
时取得,且最大值
故选AD。
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,标有“6V 6W”的小灯泡L恰好正常发光;若保持定值电阻R不变,将L换成另一只标有“6V 3W”的小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗的实际功率(不考虑温度对灯丝电阻的影响)( )
A.大于3WB.等于3WC.小于3WD.无法确定
ABC.由图像乙知,Q点U1和U2相等,则此时滑动变阻器两端的电压为零,电阻为零,电压表的示数都是3V,电路中的电流为2.0A,所以
当滑动变阻器的滑片移到最左端时,电路中的电流最小为1.0A,由图像知:电压表V1的示数为4.5V,电压表V2的示数为1V,所以
由①②得:U电源=6V,R0=1.5Ω,故A错误;
【来源】安徽省无为市2019-2020学年九年级(上)期末质量检测物理试题
【答案】A
【解析】
【详解】
由 可得到 ,当额定电压相同时,额定功率越小,其电阻越大,所以“6V 3W”的小灯泡电阻比“6V 6W”的小灯泡电阻大,因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,所以改接灯泡后,电路的总电阻变大,根据 可知,电路中的电流变小,电阻R两端的电压也变小,因为串联电路中的总电压等于各分电压之和,并且电源电压不变,所以“6V 3W”的小灯泡两端电压是变大的,即大于6V,由 可知,这时灯泡的电功率是变大的,即大于3W。
A.U=12 V,R2=20Ω
B.U=9 V,R3=30 Ω
C.R3=15 Ω,P2:P2'=1:4
D.R2=20Ω,P:P'=1:6
【来源】【万唯】2019年贵州省遵义市初中毕业生学业(升学)统一考试综合理科(物理部分)试题(白卷)
【答案】AD
【解析】
【详解】
当只闭合开关S2时,等效电路图如图1所示;当三个开关都闭合时,等效电路图如图2所示;当只断开开关S1时,等效电路图如图3所示。
【解析】
【详解】
根据 可得,小灯泡的电阻:

A.当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡与电阻 并联;此时小灯泡L恰好正常发光,则电源电压等于小灯泡的额定电压, ,故A错误;
B.闭合S2、S3,断开S1时, 与L串联,电压表测变阻器 的电压,当滑动变阻器的两端电压等于电压表的最大值,即 时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,

故D正确。
9.小明设计了一个多档位电加热器,电路如图所示,其中R1、R2、R3为发热电阻,三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯,其消耗的电功率可忽略不计。小明设想通过开关的组合,使电加热器具有多档功率。当只S1闭合时,测得功率为200W;当只S2闭合时,测得功率为100W;此电热器最大发热功率为800W,则( )
A.电源电压为10V
B.闭合S2、S3,断开S1时,电路中最小电流为0.1A
C.闭合S1、S3,断开S2时,滑动变阻器取值范围为0~20Ω
D.滑片在a端,S1、S2和S3都闭合时,整个电路的功率最大,最大值为3.75W
【来源】重庆南开融侨中学2019-2020学年九年级(下)开学测试物理试题
【答案】D
A.当只S3闭合时,电热器功率为500W
B.此电热器共有六档不同的功率
C.电阻R1、R2、R3的阻值之比为5∶10∶2
D.正确使用此电热器,在连续用电1min内可能耗电24000J
【来源】2019年河北省唐山市丰润区中考一模物理试题
【答案】AC
【解析】
【分析】
(1)由电路图可知,三个发热电阻并联,由并联电路特点可以求出各电阻的功率,求出只有S3闭合时的功率;
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