培优 易错 难题电功率的综合计算问题辅导专题训练

一、初中物理电功率的综合计算问题1．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: 2D ．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 6VP I U ===甲甲甲， 2W 1A 6V 3P 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2U P R=可得甲、乙的电阻：()226V ==12Ω3W U R P =甲甲甲，()226V ==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 30ΩU I R ==总 根据P=I 2R 可得它们各自消耗的实际功率：()220.2A 12Ω=0.48W P I R ==⨯甲甲实，()220.2A 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；2．如图甲所示电路，电源电压不变。

R 1是滑动变阻器，R 2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 ．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120ΩC ．定值电阻R 2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2R 的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知0.6A I =大由UI R=可得，电源的电压 220.6A U I R R 大==⨯……①当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值1R 与电阻2R 串联，电压表测1R 两端的电压，此时电路中的电流最小；由乙图可知110V U = 0.1A I =小变阻器1R 的最大阻值1110V 100Ω0.1AU R I 大小=== 因串联电路中总电压等于各分电压之和，则电源的电压12210V 0.1A U U I R R =+=+⨯小……②由①②可得220.6A 10V 0.1A R R ⨯=+⨯解上式可得220ΩR =故B 错误，C 正确； D ．电源的电压20.6A 0.6A 20Ω12V U R =⨯=⨯=故D 正确；A ．电流最大时，电路消耗的最大电功率0.6A 12V 7.2W P I U ==⨯=大大故A 正确。

故选ACD 。

3．定值电阻1R ､2R 和滑动变阻器3R 接入如图电路中，电源电压不变。

当开关1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于a 点时，电压表1V 和2V 的示数之比12:2:1U U =，电流表的示数11A I =；当开关1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于最右端时，电压表1V 和2V 的示数之比34:1:3U U =。

当开关1S 断开，2S 闭合，两个电压表1V 和2V 的示数之比56:3:1U U =。

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（ ）A ．当开关1S ､2S 断开，调节滑片P 时，3R 的功率不超过6.75WB ．当开关1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于a 点时，3R 的功率为18WC ．滑动变阻器最大阻值为45ΩD ．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1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于a 点时，等效电路图如解图1所示：此时121::2:1A U U R R ==()11A U I R R =+当开关1S 闭合，2S 断开滑片P 位于最右端时，等效电路图如解图2所示：此时3413::1:3U U R R ==当开关1S 断开，2S 闭合时，等效电路如解图3所示：此时56:3:1U U =，则12:2:1R R =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：()21239W U R R R =++由以上分析可得：313R R = 2A 10.5R R R ==()111A 0.5U R R =+()21119W 0.53U R R R =++可求得：27V U =，118R =Ω，则2A 9R R ==Ω，354R =Ω 当开关1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于a 点时，3R 的功率22314(1A)99W P I R ==⨯Ω=当开关1S 、2S 断开，调节滑片P 时，3R 的功率()22233321231233U U P I R R R R R R R R R ⎛⎫=== ⎪++++⎝⎭ ()()()()()2222221231231231231233344U U U R R R R R R R R R R R R R RR R R ===+++-+++-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦++3P 的最大值在312R R R =+时取得，且最大值()2max12 6.75W 4U P R R ==+ 故选AD 。

4．如图所示，电源电压恒为6V ，小灯泡L 标有“4V 1.6W ”字样（阻值保持不变），R 1=20Ω。

滑动变阻器R 2标有“30Ω 1A ”。

电流表的量程为0~0.6A ，电压表的量程为0~3V 。

下列说法正确的是（ ）A ．闭合S 2，断开S 1、S 3时，通过电阻R 1电流为0.2AB ．断开S 2，闭合S 1、S 3时，滑动变阻器R 2连入阻值范围5Ω~10ΩC ．闭合开关S 3，断开S 1、S 2时，电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9WD ．闭合所有开关，滑动变阻器R 2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1 【来源】2018年山东省威海市文登区中考一模物理试题 【答案】ACD【分析】 【详解】A ．从图中可以看到，闭合S 2，断开S 1、S 3时，灯泡和电阻R 1串联接在电路中，灯泡的电阻大小是()22LL L 4V 10Ω1.6WU R P === 根据欧姆定律可知，通过电阻R 1电流大小是1L 16V0.2A 10Ω20ΩU I I R R ====++即通过电阻R 1电流是0.2A ，A 正确；B ．断开S 2，闭合S 1、S 3时，只有滑动变阻器R 2接入电路，电流表的量程为0~0.6A ，当电路的电流最大是0.6A ，滑动变阻器接入电路的阻值大小是2max 6V10Ω0.6AU R I === 这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值，所以滑动变阻器R 2连入阻值范围是10Ω~30Ω，B 错误；C ．闭合开关S 3，断开S 1、S 2时，灯泡和变阻器R 2串联接在电路中，根据2P I R =可知，当电路中的电流最小时，灯泡的电功率最小，这时电路中的总电阻最大，电路中的电流大小是min 6V0.15A 10Ω30ΩI ==+这个电流值大小没有超过电流表的量程，也没有超过滑动变阻器的最大电流限度 电压表的示数是L 0.15A 10Ω 1.5V U =⨯=这个电压值没有超过电压表的量程，这时灯泡的最小电功率是()22Lmin min L 0.15A 10Ω0.225W P I R ==⨯=当电路中的电流最大时，灯泡的电功率最大，这时电路中的总电阻最小，假如电流大小是0.6A ，那么电压表的示数是L 0.6A 10Ω6V U =⨯=这个电压的数值大过了电压表的量程，所以电流不能是0.6A ，假如电压表的示数达到最大3V ，这时电流最大，大小是max 3V0.3A 10ΩI == 这个电流值大小符合电路的安全要求，所以灯泡的最大电功率是()22Lmax max L 0.3A 10Ω0.9W P I R ==⨯=综上所述，电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9W ，C 正确；D．闭合所有开关，灯泡被短路，电阻R1、R2并联接在电路中，根据2UPR=可知，当R2的电阻最小时，其电功率最大，流过它的电流最大，是0.6A，其阻值大小是2min6V10Ω0.6AR==电功率大小是()222max2min6V3.6W10ΩUPR===当R2的电阻最大时，其电功率最小，流过它的电流最小，假如R2的电阻是30Ω，其电流大小是2min2max6V0.2A30ΩUIR===这个电流大小符合电路的安全要求，那么其电功率大小是()222min2max6V1.2W30ΩUPR===那么滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比是2max2min: 3.6W:1.2W3:1P P==D正确。

故选ACD。

5．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～3V④电阻R0消耗的电功率范围为0.8W～0.9WA．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UIR=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，12V0.3A10Ω10ΩUIR R===++大小，则电压表的最大示数为：0.3A10Ω3VU I R==⨯=最大大，R0消耗的电功率：22000.3A10Ω0.9WRP I R==⨯=大大()，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：6V0.2A20Ω10Ω=UIR R==++小大，则电压表的最小示数为：0.2A10Ω2VU I R==⨯=最小小，所以，电压表示数的范围为2V～3V，故③错误；R0消耗的电功率：22000.2A20Ω0.8WRP I R==⨯=小小()，所以，电阻R0消耗的功率范围为0.8W～0.9W，故④正确。