培优电功率的综合计算问题辅导专题训练含详细答案

一、初中物理电功率的综合计算问题1．如图所示，电源电压不变，定值电阻R 的阻值为18Ω，有四只白炽灯L 1、L 2、L 3、L 4，它们的规格分别为“3V ，2W ”、“6V ，2W ”、“12V ，2W ”、“24V ，2W ”，当把它们分别接在电路中的M 、N 两端时，实际功率最大的是A ．L 1B ．L 2C ．L 3D ．L 4【来源】人教版九年级物理第18章 电功率 经典练习题【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 灯泡L 1的电阻R 1=211U P =()232V W =4.5Ω同理灯泡L 2的电阻R 2=18Ω；灯泡L 3的电阻R 3=72Ω；灯泡L 4的电阻R 4=288Ω；通过灯泡L 1的电流I 1=1U R R +=18 4.5U Ω+Ω同理通过灯泡L 2的电流I 2=1818UΩ+Ω通过灯泡L 3的电流I 3=1872UΩ+Ω通过灯泡L 4的电流I 4=18288UΩ+Ω灯泡L 1的实际功率P 1=I 12R 1=(18 4.5UΩ+Ω)2⨯4.5Ω=0.009U 2同理灯泡L 2的实际功率P 2=I 22R 2=0.013U 2灯泡L 3的实际功率P 3=I 32R 3=0.009U 2灯泡L4的实际功率P4=I42R4=0.003U2所以实际功率最大的是灯泡灯泡L2，故选B。

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20ΩB ．电阻R 的阻值是20ΩC ．当开关S 1闭合S 2断开时，电阻R 的功率是1.6WD ．I 1∶I 2=9∶4【来源】四川省成都南开为明学校2019-2020学年九年级4月月考物理试题（在线考试) 【答案】BD 【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，电源的电压为12V ，电路中的电流I1=7.2W12V PU=额=0.6A灯泡的电阻R L=112V0.6AUI==20Ω故A正确，不符合题意；BC．当开关S1闭合S2断开时，灯泡和电阻R串联，电路中的电流I2=L3.2W=20PRΩ实=0.4A电路中的总电阻R总=212V0.4AUI==30ΩR的阻值R=R总-R L=30Ω-20Ω=10Ω电阻R的功率P R=I22R=(0.4A)2×10Ω=1.6W故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；D．两次通过灯泡的电流之比I1∶I2=0.6A∶0.4A=3∶2故D错误，符合题意。

故选BD。

4．如图是一个电加热器的工作原理图，其中1R和2R是阻值不变的发热电阻；已知加热器的额定电压为220V，额定加热功率990W，额定保温功率为110W。

当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（）A．加热器的功率为110W时，开关S、1S都闭合B．开关S闭合，1S由断开到闭合，电路中电流变大，2R的功率变大C．电阻1R与2R的阻值之比为1∶8D．若用电高峰期实际电压为200V，加热器保温状态下的实际功率约为90.9W【来源】2020年四川省成都市锦江区中考二诊物理试题【答案】BD【解析】【分析】 【详解】A ．只闭合开关S ，两电阻串联，电阻较大，根据2U P R=知，在电压一定时，电功率较小，加热器处于保温状态，则此时加热器的功率为110W ，故A 错误；B ．开关S 闭合，S 1断开时，两电阻串联，S 1闭合时，电阻R 1被短路，只有电阻R 2工作，电阻减小，根据U I R=知，电路的电流增大，R 2的电阻不变，根据22P I R =知R 2的功率变大，故B 正确； C ．因为22U P R =加热、212U P R R =+保温，且P 加热=990W 、P 保温=110W ，所以 22212::990W :110W U U P P R R R ==+加热保温即12291R R R += 所以1281R R = 故C 错误；D ．只闭合开关S ，加热器处于保温状态，两电阻串联，保温功率为110W ，则2212(220V)=440Ω110WU P R R +==额保温当实际电压为200V 时，实际功率约为2122(200V)=90.9W 440ΩU R R P =≈+额实故 D 正确； 故选BD 。

5．如图所示，电源电压保持不变，L 1上标有“1.2V ？W ”，L 2上标有“9V ？W ”。

闭合开关S 1后，当开关S 接“1”，滑片P 在最左端时，电压表示数为5.4V ， L 1此时的实际功率是额定功率14；当开关S 接2时，P 在中点，电压表示数为2V 。

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 ，下面说法中正确的是（设灯丝电阻不随温度改变） （ ）A ．L 1的额定功率为2WB ．L 2的额定功率为3WC ．电源电压为6VD ．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L 1串联，由于L 1此时的实际功率是额定功率的14，根据功率的计算公式211U P R =说明此时灯泡L 1两端的电压是额定电压的12，所以此时灯泡L 1两端的电压 111.2V 0.6V 2U =⨯= 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16V5.4V 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 22RR 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126V30Ω0.2AR 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121127Ω3Ω2799R R R R ==⨯===Ω， L 1的额定功率()221111.2V 0.48W 3ΩUP R ===L 2的额定功率()22 2229V3W 27ΩUPR===综合以上结果如下：电源电压6V，滑动变阻器的最大阻值27Ω，L1的额定功率0.48W，L2的额定功率3W，故AD错误，BC正确。

故选BC。

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/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的导线在20℃时的电阻值[Ω]0.0960.0270.017A．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mVρ=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。