中考物理知识点过关培优训练电功率的综合计算问题及答案.docx
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中考物理知识点过关培优训练电功率的综合计算问题及答案
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,电源电压不变,小灯泡L上标有“6V”字样,通过灯泡L的电流与电压关系如图像所示,电压表选择0~15V的量程,电流表选择0~3A的量程。
闭合开关S,断开S1和S2,滑动变阻器的滑片在某处时,电流表的示数为0.4A;变阻器的滑片滑到另一处时,电压表的示数由8V变化到4V,电流表的示数变化了0.4A,已知R1:
R2=1:
4,R2为滑动变阻器的最大阻值。
在保证各电路元件安全工作的情况下,则下列结果中不正确的是()
A.R1的阻值为5ΩB.电源的电压为11V
C.整个电路的最大电功率是11WD.整个电路的最小电功率是4.4W
【来源】2019年湖北省武汉市武昌区中考二模物理试题
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.闭合开关S,断开S1和S2时,灯泡L与定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以,电压表的示数由U2′=8V变化到U2″=4V时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,则两种情况下电路中的电流分别为:
I′=0.4A,
I″=0.4A+0.4A=0.8A,
由图象可知,两种情况情况下灯泡两端的电压分别为=1V,=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:
U=+I′R1+=1V+0.4A×R1+8V,
U=+I″R1+=3V+0.8A×R1+4V,
因电源的电压不变,所以,
1V+0.4A×R1+8V=3V+0.8A×R1+4V,
解得:
R1=5Ω,
故A正确,不符合题意;
B.电源的电压:
+I′R1+=1V+0.4A×5Ω+8V=11V,
故B正确,不符合题意;
C.当开关S、S2闭合,断开S2时,电路为R2的简单电路,因电源的电压小于电压表的量程,所以,当调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数I大=3A时,电路消耗的电功率最大,则:
P大=UI大=11V×3A=33W,
故C错误,符合题意;
D.当闭合开关S,断开S1和S2,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电功率最小,则电源的电压:
UL小+I小(R1+R2)=UL小+I小(R1+4R1)=UL小+I小×5R1
11V=UL小+I小×25Ω,
由图象可知,当I小=0.4A,UL小=1V符合,则电路的最小电功率:
P小=UI小=11V×0.4A=4.4W,
故D正确,不符合题意。
故选C。
2.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,R0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R0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,R0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,R0阻值随酒精气体的浓度增大而减小,由可知,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,由可知,电压表示数变大,故②正确;
③④当R0=10Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R0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R0的电流最大,
,
则电压表的最大示数为:
,
R0消耗的电功率:
,
当R0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:
,
则电压表的最小示数为:
,
所以,电压表示数的范围为2V~3V,故③错误;
R0消耗的电功率:
,
所以,电阻R0消耗的功率范围为0.8W~0.9W,故④正确。
故选B。
3.如图的电路中,电源电压为18V且保持不变,小灯泡L标有“6V3W”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()
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-9W
A.①②B.②③C.③④D.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“6V3W”字样,所以,此时电路的电流是:
灯泡的电阻是:
又因为电源电压为18V,所以,滑动变阻器两端的电压是:
,
由欧姆定律知道,滑动变阻器接入电路的电阻是:
,
滑动变阻器的最大阻值是60Ω,故①错误;
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:
故此时灯泡的功率是:
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:
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,
;
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,
,
由知道,电路消耗的最小电功率是:
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。
4.两只电炉,其电阻值分别为和().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和,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和电路消耗的总功率为.则
A.,
B.
C.
D.+=
【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;由可知,电阻大的消耗的功率大.即,且
;
当两电阻并联时,由可知,电阻小的消耗的功率大,即;因为:
所以:
即:
因为
,
所以
而不等于;综上分析,故选D。
5.如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω,灯泡L的电阻是20Ω。
当S闭合,S1断开,且滑片P在b端时,电流表示数为0.3A;当S、S1都闭合,且滑片P在a端时,此时小灯泡正常发光,电流表的示数为0.8A(不考虑温度对电阻的影响),则下列说法正确的是()
A.电源电压为12V
B.电阻R1的阻值为250Ω
C.电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为8:
5
D.小灯泡的额定功率是11.25W
【来源】广东省广州市第六十五中学2019-2020学年九年级4月月考物理试题(线上检测)
【答案】D
【解析】
【分析】
当S闭合,S1断开,且滑片P在b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;当S、S1都闭合,且滑片P在a端时,灯泡与R1并联,电流表测干路电流,灯泡正常发光,先计算其电流,再由计算其额定功率;根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过灯泡的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R1的电流,再根据欧姆定律求出R1的阻值;当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小,根据求出其大小;当灯泡与R1并联时电路中的总电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据求出其大小,进一步求出两者的比值。
【详解】
A.由图知,当S闭合,S1断开,且滑片P在b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,由串联电路特点和欧姆定律可得,电源的电压
故A错误;
BCD.当S、S1都闭合,且滑片P在a端时,灯泡与R1并联,电流表测干路电流,此时小灯泡正常发光,则灯泡的额定电压
此时通过灯泡的电流
则灯泡的额定功率
通过R1的电流
则电阻R1的阻值
根据电路图和可知,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的电阻最大,电路消耗的总功率最小;灯泡与R1并联时电路中的总电阻最小,电路消耗的总功率最大;则电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比
故BC错误、D正确。
故选D。
6.如图甲所示电路,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
闭合开关,将滑动变阻器滑片由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,则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中( )
A.定值电阻R1的阻值为10ΩB.电源电压为9V
C.定值电阻R1消耗的电功率变化了4.05WD.滑动变阻器消耗的最大功率为1.8W
【来源】2020年重庆市育才中学中考模拟物理试题
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.当R2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,此时电路为R1的简单电路,由图象可知,电路中的最大电流I最大=1.2A,由I=可得,电源的电压
U=I最大R1=1.2A×R1-------①
当R2接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图象可知,电路中的最小电流I最小=0.3A,电压表的最大示数U2=4.5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
U=I最小R1+U2=0.3A×R1+4.5V-------②
因电源的电压不变,所以
1.2A×R1=0.3A×R1+4.5V
解得:
R1=5Ω,则电源电压
U=I大R1=1.2A×5Ω=6V
故AB错误;
C.由P=I2R可得定值电阻电功率的最小值
P1最小=I最小2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W
定值电阻电功率的最大值
P1最大=I最大2R1=(1.2A)2×5Ω=7.2W
所以定值电阻电功率的变化量
P1=P1最大-P1最小=7.2W-0.45W=6.75W
故C错误;
D.由图乙可知,滑动变阻器消耗的功率为
P2=I2R=()2R2=R2==
当R2=5Ω时,P2有最大值
P2max===1.8W
故D正确。
故选D。
7.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R1=66Ω、R2=176Ω,S1是手动控制开关,S2是可随温度自动跳转的温控开关,R0特殊限流电阻,热熔器加热时R0电阻较大,LED指示灯发红光,保温时R0电阻较小,LED指
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