中考物理 电功率的综合计算问题 培优 易错 难题练习(含答案)附答案

一、初中物理电功率的综合计算问题1．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9VC ．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】 【详解】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6V12Ω0.5AU 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UR I=可知，定值电阻R 的阻值大小是R R 9V6Ω1.5AU 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 9V0.5A 6Ω12Ω18ΩU I R ====+总总 此电路的总功率最小是min min 9V0.5A 4.5WP U I==⨯=总电路的总功率最小是4.5W，D错误，符合题意。

故选D。

2．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．当只S3闭合时，电热器功率为500WB．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∶2D．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；(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W Pt=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312800W200W100W500WP P P P=--=--=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；C．由2UPR=可得，三个发热电阻的阻值之比222123123111::::::5:10:2200W100W500WU U UR R RP P P===故C 正确；D ．只S 1闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能411200W 60s 1.210J W Pt ==⨯=⨯只S 2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能322100W 60s 610J W P t ==⨯=⨯只S 3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能433500W 60s 310J W Pt ==⨯=⨯只S 1、S 2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能4412()(200W 100W)60s 1.810J W P P t =+=+⨯=⨯ 只S 2、S 3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能4523()(100W 500W)60s 3.610J W P P t =+=+⨯=⨯只S 1、S 3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能4613()(200W 500W)60s 4.210J W P P t =+=+⨯=⨯开关全部闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能47123()(200W 100W 500W)60s 4.810J W P P P t =++=++⨯=⨯ 故D 错误。

故选AC 。

3．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 ．1212U U R R I I∆∆+=+∆∆ D ．21212P 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UI 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 ∆=∆、22||R IU ∆=∆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 。

4．如图所示，电源电压保持不变，R 2=50Ω，闭合S 1，断开S 2，R 1的电功率P 1=0.1W ，电压表示数为U 1．开关都闭合时，电压表示数为6U 1．用电阻R 3替换R 1、R 2中的某一个，闭合开关S 1，断开S 2，电压表示数为U 2，电路的总功率为P 2，U 2与U 1相比，变化了0.5V ．则下列结论正确的是（ ）A ．R 3可能是110ΩB ．R 3可能是5ΩC ．P 2可能是0.54WD ．P 2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．5．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/m3]7.9×103 2.7×1038.9×1030.8×103比热容[J/(kg·℃)]0.46×1030.88×1030.39×103 2.1×103长1m横截面积1mm2的0.0960.0270.017导线在20℃时的电阻值[Ω]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Qtcm∆=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1mm2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mVρ=的变形式mVρ=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/m3，煤油的比热容为2.1×103J/（kg·℃），我们已知水的密度为1.0×103kg/m3，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mVρ=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()()3333334.210J/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 ＝ρLS 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33332.710kg/m 277.910kg/m 79mL S m L Sρρρρ⨯====⨯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270.09696790.02779R 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227996U P R R U P R R 铁铁铝铝铁铝=== 故D 错误。