一、初中物理电功率的综合计算问题
1.如图所示的电路中,电源电压12V 且保持不变,灯丝电阻不随温度变化,灯泡L 的额定功率为7.2W 。当开关S 1、S 2都闭合时,通过灯泡的电流为I 1,灯泡正常发光;当开关S 1闭合S 2断开时,通过灯泡的电流为I 2,灯泡的功率是3.2W ,则下列计算结果不正确的是( )
A .灯泡电阻是20Ω
B .电阻R 的阻值是10Ω
C .当开关S 1闭合S 2断开时,电阻R 的的功率是1.6W
D .I 1:I 2=9:4
【来源】2019年四川省成都市树德实验中学(西区)中考二模物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .当开关S 1、S 2都闭合时,电路为灯泡的简单电路,灯泡正常工作,电源的电压U =12V ,电路中的电流
I 1=
P U
额=
7.2W
12V
=0.6A 灯泡的电阻
R L =1U I =12V 0.6A
=20Ω 故A 正确,不符合题意;
B .当开关S 1闭合S 2断开时,灯泡和电阻R 串联,电路中的电流
I 2L
P R 实 3.2W
20Ω
=0.4A 电路中的总电阻
R 总=2U I =12V 0.4A
=30Ω
R 的阻值
R =R 总?R L =30Ω?20Ω=10Ω
故B 正确,不符合题意;
C.由B知,当开关S1闭合S2断开时,通过电阻R的电流为0.4A,则电阻R的功率
P R=I22R=(0.4A)2?10Ω=1.6W
故C正确,不符合题意;
D.由AB知, I1=0.6A,I2=0.4A,则
I1:I2=0.6A:0.4A=3:2
故D错误,符合题意。
故选D。
2.如图所示,电源电压保持不变,L1上标有“1.2V ?W”,L2上标有“9V ?W”。闭合开关S1后,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V, L1此时的实际功率
是额定功率
1
4
;当开关S接2时,P在中点,电压表示数为2V。若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A,下面说法中正确的是(设灯丝电阻不随温度改变)
()
A.L1的额定功率为2W B.L2的额定功率为3W
C.电源电压为6V D.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
【来源】2020年四川省成都市成华区中考二诊物理试题
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
设滑动变阻器的最大阻值为R,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,滑动变阻器与灯泡L1串联,由于L1此时的实际功率是额定功率的
1
4
,根据功率的计算公式
2
1
1
U
P
R
=说明此时灯泡L1两端的电压是额定电压的
1
2
,所以此时灯泡L1两端的电压
1
1
1.2V0.6V
2
U=?=
因此电源电压
U=5.4V+0.6V=6V
当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V,则有
1
6V
5.4V
R
R R
?=
+…①
当开关S 接2时,P 在中点,电压表示数为2V ,则有
26V 2V 22
R
R R ?=
+…② 若将L 1和L 2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A ,则有
126V
30Ω0.2A
R R +=
=…③ 由①式得9R 1=R ,由②式得R 2=R ,将它们代入③式得R =27Ω,因此
1211
27Ω3Ω2799
R R R R =
=?===Ω, L 1的额定功率
()2
2111 1.2V 0.48W 3Ω
U P R =
== L 2的额定功率
()2
2
22
29V 3W 27Ω
U P R ==
= 综合以上结果如下:电源电压6V ,滑动变阻器的最大阻值27Ω,L 1的额定功率0.48W ,L 2的额定功率3W ,故AD 错误,BC 正确。 故选BC 。
3.如图甲所示电路,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片从最左端a 滑到最右端b 的过程中,电流表示数I 与电压表示数U 的关系图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A .滑动变阻器的最大电功率为0.8W
B .定值电阻R 0的阻值为10Ω
C .当滑片在a 端时,R 0的功率为0.4W
D .当滑片在b 端时,电路的总功率为1.2W
【来源】辽宁省沈阳市和平区2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电
压。
A B .当滑片位于a 端时,接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,由图像可知,电路中的最大电流I 大 = 0.6A ,由U
I R
=
可得,电源的电压 000.6A U I R R ==?大
当滑片位于b 端时接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,由图像可知,U 滑 = 4V ,电路中的最小电流I 小 = 0.2A 。则滑动变阻器的最大阻值为
4V 20Ω0.2A
U R I ===滑滑小
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压
()()000.24A 20ΩU I R R R =+=?+滑
因电源电压不变,所以
()000.6A 0.24A 20ΩR R ?=?+
解得010ΩR =,电源电压为
000.6A 0.6A 10Ω6V U I R R ==?=?=大
滑动变阻器与电阻R 0串联,设滑动变阻器的电功率P 2,两端电压为U 2,通过的电流为I 2
222
2
2222
220000()(0)
11()()4U U U P U I I R R R R R R R R R R R R =====≠++-+滑滑滑滑
滑滑滑滑
滑动变阻器的电功率最大时, 滑动变阻器的阻值为
010ΩR R ==滑
根据串联分压的特点,滑动变阻器两端的电压为总电压的一半,由图可知,当滑动变阻器两端电压为R 3V U =,通过滑动变阻器的电流为0.3A ,所以滑动变阻器的最大功率为
R 3V 0.3A 0.9W P U I ==?=
故A 错误,B 正确;
C .当滑片在a 端时,R 0的功率为
06V 0.6A =3.6W P UI ==?大
故C 错误;
D .当滑片在b 端时,由图可知,此时电路中的电流I 小 = 0.2A ,电路的总功率为
6V 0.2A 1.2W P UI ==?=小
故D 正确。 故选BD 。
4.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,电压表V 1、V 2示数的变化量分别为1U ?、2U ?,电流表示数的变化量为I ?,
阻值相同的定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为1P ?、2P ?,则下列判断正确的是()
A .12U U ?>?
B .12U U ?=?
C .12
12U U R R I I
??+=+?? D .2
12
12P P I R R ?+??+=() 【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题
【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 1与R 0、R 2串联,电压表V 1测R 0与R 2两端的电压之和,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB .将滑动变阻器的滑片P 从中点向b 端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,由U
I R
=
得,可得,电压表V 2示数的变化量 22212221222U U U I R I R I I R IR '===??=﹣﹣(﹣)
则
22||||U IR ?=?
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V 1示数的变化量
11111212111U U U U I R U I R I I R IR ?'=
-?=-==﹣(﹣)(﹣)(﹣) 则
11||||U IR ?=?
因R 1、R 2的阻值相同,所以
12||||U U ?=?
故B 正确、A 错误;
C .由11|
|R I U ?=?、2
2||R I
U ?=?得 1212||||U U R R I I
??+=+?? 故C 正确;
D .定值电阻R 1、R 2消耗电功率的变化量分别为1P ?、2P ?,则
221212121212121212P P I I R R I I I I R R I I I R R ?+??+=?+?+=?=?++(﹣)()(﹣)
()()()() 故D 错误。 故选BC 。
5.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 。
6.根据下表提供的信息得出的几个结论中,正确的是( ) 物质 铁 铝 铜 煤油 密度[kg/m 3] 7.9×103 2.7×103 8.9×103 0.8×103 比热容[J/(kg·℃)] 0.46×103
0.88×103
0.39×103
2.1×103
长1m 横截面积1mm 2的导线在20℃时的电阻值[Ω]
0.096
0.027
0.017
A .用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热,加热时间与升高温度的关系图像如图,则b 是水
B .将质量相等的铝块和铜块,做成横截面积相同的铝丝和铜丝,串联接入电路,则铝丝两
端的电压大
C .煤油和水的体积之比为2︰1,吸收热量之比为12︰5,则升高的温度之比为3︰1
D .将质量相同的铁块和铝块,做成横截面积相同的铁丝和铝丝,并联在同一电路中,其消耗的电功率之比为96︰79
【来源】山东省青岛市崂山区2018-2019学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A .用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热,加热时间相同时,电热器放出的热量相同,即水和煤油吸收的热量相等,由表格数据可知,煤油的比热容小于水的比热容,根据
Q t cm
?=
吸
可知,水的温度变化小,所以加热时间与升高温度的关系图象a 是水,b 是煤油,故A 错误; B .由表格数据可知,长1m 横截面积1mm 2的导线在20℃时,铝线的电阻值大;同样由表格数据可知,铜的密度大于铝的密度,由m
V
ρ=
的变形式m V ρ= 可知,质量相等的铝块
和铜块中,铝块的体积大,所以做成横截面积相同的铝丝和铜丝时,铝丝的长度更长,其电阻较大,铝丝和铜丝串联接入电路时通过的电流相等,根据U =IR 可知,铝丝两端的电压大,故B 正确;
C .由表格数据可知,煤油的密度为0.8×103kg/m 3,煤油的比热容为2.1×103J/(kg·℃),我们已知水的密度为1.0×103kg/m 3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),且煤油和水的体积之比为2:1,吸收热量之比为12︰5,由Q 吸=cm ?t 和m
V
ρ=
可得,升高的温度之比 ==Q Q c V t c m c V Q Q Q t Q c V c m c V ρρρρ?=????吸煤油吸煤油
水
水水煤油煤油煤油煤油煤油煤油吸煤油吸水吸水水吸水煤油煤油煤油水水水水水
()()3
333334.210J/kg 12110kg/m 135 2.110J/kg 0.810kg/m 21
???=???=???℃℃ 故C 正确;
D .由表格数据可知,铁的密度为7.9×103kg/m 3,铝的密度为2.7×103kg/m 3,由m =ρV =ρL S 可得,将质量相同的铁块和铝块,做成横截面积相同的铁丝和铝丝时的长度之比
3333
2.710kg/m 27
7.910kg/m 79m
L S m L S
ρρρρ?====?铁铁铝铝铁铝 由表格数据可知,长1m 横截面积1mm 2的导线在20℃时的电阻值,铝导线的是0.027Ω,
铁导线的是0.096Ω,因其它条件相同时,导体的电阻与长度成正比,所以,铁丝和铝丝的阻值之比
270.09696
790.02779
R R Ω
=?=Ω铁铝 并联在同一电路中它们两端电压相等,则消耗的电功率之比
2
27996
U P R R U P R R 铁铁铝铝铁铝
=== 故D 错误。 故选BC 。
7.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3W
B .等于3W
C .小于3W
D .无法确定
【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2U P R
=可得到2
U R P =
,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U
I R
=
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2
U P R
=可知,这时灯泡的电
功率是变大的,即大于3W 。 故选A 。
8.将标有“6V 3W ”和“6V 2W ”的甲、乙两只小灯泡串联起来(灯丝电阻不随温度变
化) ,接在电压为6V 的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是 A .通过甲灯泡电流大,所以甲灯比乙灯亮 B .两只小灯泡都能正常发光 C .甲、乙两灯的两端电压之比为3: 2
D .乙灯的实际功率为0.72W ,电路的总功率为1.2W
【来源】山东省枣庄市第七中学2019-2020学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】
A .将甲、乙串联在电压为6V 的电源两端,通过的电流相等,故A 项错误;
B .跟据P=UI 可知甲、乙正常工作的电流:
3W 0.5A 6V
P I U =
==甲
甲甲, 2W 1A 6V 3
P I U =
==乙
乙乙, 将两灯串联,只能提供一个电流,两个灯泡不可能都正常发光,故B 项错;
C .根据2
U P R
=可得甲、乙的电阻:
()2
26V ==12Ω3W U R P =甲甲甲
,
()2
26V ==18Ω2W U R P =乙乙乙
, 串联电流相等,根据U=IR 可得它们两端电压之比为:
::12Ω:18Ω2:3U U IR IR ''===甲乙甲乙,
故C 项错误;
D .串联电路总电阻等于分电阻之和,则将它们串联以后的总电阻为:
R 总=R 甲+R 乙=12Ω+18Ω=30Ω,
则电路电流为:
6V
=0.2A 30Ω
U I R =
=总 根据P=I 2R 可得它们各自消耗的实际功率:
()2
20.2A 12Ω=0.48W P I R ==?甲甲实
, ()2
20.2A 18Ω=0.72W P I R ==?乙乙实
, 则电路的总功率为:
=+=0.48W+0.72W=1.2W P P P 总甲实乙实
, 故D 项正确;
9.如图所示,电源的电压为12V ,且保持不变,R 0为“100Ω0.5A ”的滑动变阻器,R 2=10Ω。c 、d 和e 、f 为两对接线柱,另有一只定值电阻R 1和一根导线接在两对接线柱上。电路1:当闭合S 、S 1,断开S 2,滑动变阻器的滑片P 置于最左端a 时,滑动变阻器消耗的功率为P 1=1W ;电路2:当闭合S 、S 2,断开S 1,滑片P 置于中点时,滑动变阻器消耗的功率为P 2,下列说法正确的是( )
A .R 1接在cd 之间,导线接在ef 之间
B .R 1的阻值为20Ω
C .电路2中,当滑片P 置于中点时,滑动变阻器消耗的功率P 2=4W
D .闭合S 、S 2,断开S 1,使R 2消耗的功率不小于0.9W ,且保持电路安全工作,则滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω~30Ω
【来源】2019年四川省成都市成华区中考二模物理试题 【答案】BD 【解析】 【详解】
A .假设导线的位置在ef 之间,定值电阻R 1的位置在cd 之间,当闭合S 、S 1,断开S 2,滑动变阻器的滑片P 置于最左端a 时,电路为R 0最大阻值的简单电路,则滑动变阻器消耗的功率
P 0=20U R =()212V 100Ω
=1.44W ≠1W
所以,此种情况不符合题意,故A 错误;
BC .假设导线的位置在cd 之间,定值电阻R 1的位置在ef 之间,当闭合S 、S 1、断开S 2,滑动变阻器的滑片P 置于最左端a 时,R 1与R 0最大阻值串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P =I 2R 可得,电路中的电流
I '00P R 1W 100Ω
=0.1A
由欧姆定律可得,电路中的总电阻
R =
U I =12V 0.1A
=120Ω 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R 1的阻值
R 1=R -R 0=120Ω-100Ω=20Ω
当闭合S 、S 2,断开S 1,滑片P 置于中点时,R 2与 0.5R 0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 ′=
000.5U R R
+=12V
10Ω50Ω
+=0.2A
滑动变阻器消耗的功率
P 0=(I ′)2×0.5 R 0=(0.2A )2×0.5×100Ω=2W
所以,此种情况符合题意,且R 1的电阻为20Ω,故B 正确,C 错误;
D .闭合S 、S 2,断开S 1,R 2与R 0串联,因R 2消耗的功率不小于0.9W ,所以,电路中的最小电流
I 小=
22P R =0.9W 10Ω
=0.3A 电路中的总电阻
R ′=
U I 小=12V
0.3A
=40Ω 根据电阻的串联,变阻器接入电路中的最大阻值
R 0大=R ′-R 2=40Ω-10Ω=30Ω
由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为0.5A ,此时变阻器接入电路中的电阻最小,电路的总电阻
R ″=U I 大=12V 0.5A
=24Ω
变阻器接入电路中的最小阻值
R 0小=R ″-R 2=24Ω-10Ω=14Ω
所以,滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω~30Ω,故D 正确。 故选BD 。
10.如图所示,电源电压为6V 且保持不变,R 0=30Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”,电流表的量程为“0-0.6A”,小灯泡上标有“3V1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则以下说法不正确的是
A .当S 闭合,S 1、S 2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6-20Ω
B .当S 闭合,S 1、S 2都断开时,电路消耗的最大功率是3W
C .当S 、S 1、S 2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D .当S 、S 1、S 2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω 【来源】天津市和平区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】
A .S 闭合,S 1、S 2都断开,滑动变阻器与灯泡串联。由2
U P R
=可得,小灯泡的电阻为:
()2
2L 3V =6Ω1.5W
U R P ==额
额; 由P=UI 可得小灯泡正常发光时的电流:
1.5W
=
=0.5A 3V
P I U =
额额
; 当电路中电流最大时,电阻最小,则滑动变阻器接入电路的最小阻值:
6V-3V
=6Ω0.5A
U U R I
-=
=
额
小; 滑动变阻器的规格为“20Ω 1A ”,则最大阻值R 大=20Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω~20Ω;故A 正确,不符合题意;
B .S 闭合,S 1、S 2都断开,滑动变阻器与L 串联,电阻最小时电流最大,其最大电流:
6V
==0.5A 6Ω+6Ω
U I R =
最大最小; 电路消耗最大功率:
P 最大=UI 最大=6V×0.5A=3W ;
故B 正确,不符合题意;
C .S 、S 1、S 2都闭合,滑动变阻器与R 0并联,通过R 0的电流:
106V =0.2A 30Ω
U I R =
=; 当滑动变阻器的阻值最大时,此支路上的电流最小,则:
26V
=0.3A 20Ω
U I R =
=最大; 则干路上的电流:
I 最小=I 1+I 2=0.2A+0.3A=0.5A ;
电路消耗的总功率最小值:
P 最小=UI 最小=6V ×0.5A=3W ,
故C 不正确,符合题意;
D .由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A ,则电路消耗的总功率最大,电路中
的总电阻:
6V =10Ω0.6A
U R
I =
=总; 滑动变阻器与R 0并联,则:
0111R R R =+滑
总 , 即:
11=10Ω30Ω1R +滑
, 解得R 滑=15Ω.故D 正确,不符合题意。
11.如图甲所示,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2的滑片从a 端滑到b 端的过程中,R 2消耗的电功率P 与其两端电压U 的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A .R 1的阻值为20 Ω
B .当R 2接入阻值为50 Ω时它的功率最大
C .电源电压为6 V
D .该电路消耗的最大电功率为0.9 W
【来源】湖北省武汉二中广雅中学2018~2019学年九年级3月月考物理试题 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
AC .从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是2V 时,其功率是0.8W ,可计算得到这时电路中的电流是
1
110.8W 0.4A 2V P I U =
== 同理,当滑动变阻器两端电压是5V 时,其功率是0.5W ,电路中的电流是
2220.5W
0.1A 5V
P I U =
== 设电源电压是U 电源,可以得到关系式
10.4A 2V R U ?+=电源 10.1A 5V R U ?+=电源
解得110ΩR =、6V U =电源;A 错误、C 正确;
B .从图乙可以看到,当滑动变阻器两端电压是5V 时,其功率是0.5W ,这时滑动变阻器接入电路的阻值大小是
()
2
25V 50Ω0.5W
R =
= 当R 2接入阻值为50 Ω时它的功率不是最大,B 错误;
D .当电路中的电阻最小时,即滑动变阻器接入电路的阻值是0时,电路中的总电阻最小,电路消耗的电功率最大,大小是
()2
2max
16V 3.6W 10Ω
U P R ===电源 D 错误。 故选C 。
12.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 R 1 的最大阻值为40 Ω,定值电阻R 2 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 S 1、S 2 和 S 3 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 .电源电压为 10V
B .闭合 S 2、S 3,断开 S 1 时,电路中最小电流为 0.1A
C .闭合 S 1、S 3,断开 S 2 时,滑动变阻器取值范围为 0~20Ω
D .滑片在 a 端,S 1、S 2和S 3 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 【解析】 【详解】 根据2
U P R
=
可得,小灯泡的电阻: ()2L L L 5V 2=
=10Ω
2.5W
U R P =
额额
;
A .当S 、S 1和S 2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡与电阻2R 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,L ==5V U U 额,故A 错误;
B .闭合S 2、S 3,断开S 1时,1R 与L 串联,电压表测变阻器1R 的电压,当滑动变阻器的
两端电压等于电压表的最大值,即=3V U 滑时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小, 则最小电流:
L 5V-3V ===0.2A 10Ω
U
U I R -滑;
故B 错误;
C .闭合S 1、S 3,断开S 2时,1R 与2R 串联,电压表测变阻器1R 的电压,由串联分压规律可知,当电压表示数最大为1=3V U 时,变阻器1R 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:
12
12
U U R R =; 即:
13V 5V-3V =20Ω
R ; 解得1=30ΩR ,变阻器1R 接入电路的阻值最大为30Ω,故C 错误;
D .当S 、S 1和S 2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡与电阻2R 并联,因并联电路的总电阻最小,所以由2
U P R
=可知,此时整个电路的功率最大,则整个电路的最大功率:
()2
2
2L L 25V =2.5W+=3.75W 20Ω
U P P P P R =+=+最大
额额;
故D 正确。
13.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】
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 9V 0.5A 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 。
14.两个定值电阻,甲标有“10Ω 2A ”,乙标有“20Ω 0. 5A ”。如将它们并联起来,电路中的最大总功率及将它们串联起来电路两端允许加的最大电压为( ) A .30W 30V B .15W 10V
C .15W 15V
D .30W 60V
【来源】2020年黑龙江省哈尔滨市南岗区中考复习模拟试题(三)
【答案】C 【解析】 【分析】
根据欧姆定律求出两电阻两端允许所加的最大电压,根据并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个,再根据欧姆定律和并联电路电流的特点求出干路电流,利用P UI =求出电路中的最大总功率;已知两电阻允许通过的最大电流,根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,再根据串联电路电阻的特点和欧姆定律求出电路的最大电压。
AD .根据U
I R
=
可得,两电阻两端允许所加的最大电压 2A 10Ω20V U I R ==?=甲甲甲,0.5A 20Ω10V U I R ==?=乙乙乙
因并联电路中各支路两端的电压相等,则两只电阻并联时,电路中的最大电压
10V U U ==乙
通过乙电阻的电流
110V 1A 10Ω
U I R =
==甲 则并联电路中的最大总功率
1()10V (1A 0.5A)15W P UI U I I ==+=?+=乙
故AD 错误;
BC .因串联电路中各处的电流相等,则两只电阻串联时,电路中的最大电流
0.5A I I '==乙
根据U
I R
=
可得,串联电路两端允许加的最大电压 ()0.5A ()15V 10Ω20ΩI R U R I R '+'''==+=?=乙甲
故B 错误、C 正确。 故选C 。
15.图所示电路中,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=5Ω,当只闭合开关S 2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S 1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
A .U =6V ,R 2=20Ω
B .U =9V ,R 3=30Ω
C .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2
D .R 2=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】
当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则
23
U
R R
+=0.3A ,P =0.3U
当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则
1U R +2
U R =0.3A+1.95A ,P ′=2.25U 当只断开开关S 1时,电路中只有2R ,则
2
U
R =0.45A ,P ′′=0.45U 解三式得
U =9v ,R 2=20Ω,R 3=10Ω,P ∶P ′=2∶15,P ∶P ′′=2∶3
所以D 正确。 故选D 。
16.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~6V ,滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”。闭合开关S 后,调节滑动变阻器的滑片P ,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )
A .R 1的阻值为20Ω
B .电压表的变化范围是3V~6V
C .滑动变阻器的取值范围是6Ω~40Ω
D .电路总功率的变化范围是1.28W~4W
【来源】江苏省扬州市梅岭中学2019届九年级中考二模物理试题 【答案】B 【解析】 【分析】
根据图像,利用串联电路特点和欧姆定律,求出电源电压和电阻R 1的值,根据变阻器铭牌和电表的量程,求出变阻器接入电路的阻值范围,由P UI =求电路的总功率。 【详解】
A .由甲图知道,R 1 与R 2 串联,电压表测R 2 的电压,根据串联电路特点,由图乙可知
1111.3V A 50U U I R R =+=+?滑------① 2112.5V A 30U U I R R =+=+?滑------②
由①②解得:R 1 =10Ω,U =8V ,故A 错误;
BCD .由滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”,当移动滑片使电流表示数达到I 大=0.5A 时,变阻器接入电路的电阻最小,电压表的示数最小,由P=UI 可得此时电路的总功率最大,则电压表的示数最小为
18V 0.5A 10Ω=3V U U I R --?==小大
变阻器接入电路的最小电阻
Ω3V
0 6.5A
R U I
=
==小小大 电路的最大总功率
8V 0.5A 4W P UI ==?=大大
根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,最高电压不超过6V ,定值电阻R 1两端的电压为
18V 6V 2V U U U =-=-=大
此时的总电流为
112V 0.2A 10Ω
U I R =
==小 滑动变阻器的最大电阻为
6V
30Ω0.2A
U R I =
==大大小 电路的最小功率为
22
1W ()8V 1.610Ω30Ω
U P R R ===++小大 综上所述,电压表的变化范围是3V~6V ;滑动变阻器的取值范围是6Ω~30Ω;电路总功率的变化范围是1.6W~4W ,故B 正确、CD 错误。 故选B 。
17.在如图(a )所示的电路中,电源电压U 0保持不变,R 0为定值电阻,移动滑动变阻器R 的滑片P ,电压表和电流表示数的部分U —I 关系图象如图(b )所示,则下列说法正确的是( )
①电压表示数为5V 时,R 消耗的电功率最大