初三物理电功率综合培优试题含标准答案

初三物理电功率综合培优试题(含答案)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2一．解答题（共5小题）1．（2015?上甘岭区校级模拟）在如图所示的电路中，电源两端的电压U保持不变，将滑动变阻器的滑片P置于某位置a，其接入电路的电阻值为R，闭合开关S、断开开关S、2a1S，电阻R消耗的电功率P=0.8W，电压表V的示数为U，电流表A的示数为I；将滑131111动变阻器的滑片P置于最左端，闭合开关S、断开开关S、S，电阻R消耗的电功率1321P′=1.8W，电路消耗的总功率为P，电流表A的示数为I；将滑动变阻器的滑片P置于某位21置b，其接入电路的电阻值为R，闭合开关S、断开开关S、S，电路消耗的总功率为31b2P′，电压表V的示数为U．已知：P：P′=2：1，U：U=4：5．求：2221（1）I与I的比值；21（2）R与R的比值；ba（3）当滑动变阻器的滑片P置于位置a或位置b，并通过开关的断开或闭合改变电路结构，使电路消耗的电功率最大，则此最大电功率为多大．2．（2012?丰台区二模）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器P最大阻值为R=40Ω，1小灯泡电阻始终保持不变．当开关S、S、S均闭合且滑片P滑到b端时，电流表A、A2211的示数I、I之比为7：4，小灯泡L的电功率为4.8W；当开关S闭合，S、S断开且滑片2211的倍．是I 的示数P置于滑动变阻器中点时，电流表AI′111求：（1）当开关S、S、S均闭合且滑片P滑到b端时，电压表V的示数；21（2）电阻R的阻值；2（3）整个电路消耗的最小电功率．第3页（共15页）如图所示电路，电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大电阻值?西城区二模）3．（2009字样，且不计灯丝电阻随温度的变化．当开关12V 9W”为定值电阻，灯泡L标有“为R，R21闭合后，改变滑动变阻器的滑片SS、S断开，恰能正常发光．将开关都闭合时，灯泡L213，这两种情况下，滑动变阻器RP的位置，使滑动变阻器连入电路的电阻分别为0.25R和11的实L闭合，滑片P在变阻器的左端时，灯泡消耗的电功率相等．当开关S、S断开，S312际电功率为额定电功率的．求：）灯泡正常发光时电流表的示数I；（1A）滑动变阻器的最大电阻值R；（21 P．（3）灯泡正常发光时电阻R消耗的电功率22某兴趣小组的同学进行电学实验过程中发现一个有趣的元件，由雨花台区一模）．（2013?4．他（如图甲）、b是其两个外露的接线柱A于、B两部分被封闭在一个透明的玻璃壳内，a是一种由特殊金属丝制成的B是一个定值电阻，其电压与电流关系如表所示：A们了解到两端接在图乙的某些特征，他们将元件的ab6V导体，它的额定电压是．为进一步了解A两点，测得了多组元件的电压与电流值，并绘制成如图丙的曲线．请根据上述信息回′′的ab 答：6.0 4.0 .0 2 ）（VU 电压0.300.20 0.10 （A）I电流 154第页（共页）的阻值．）计算电阻B（1 的额定功率．）计算导体A（2的实BA产生的热量和导体4V，计算10s内导体（3）调节滑动变阻器，使电压表示数为际功率．SR为定值电阻，开关?海淀区一模）如图所示，电源两端电压保持不变，R、5．（2013312，时（图中未标出）S，滑动变阻器的滑片置于某位置M、断开开关始终闭合．闭合开关S21．保持开关0.4WPI，滑动变阻器的电功率为滑动变阻器的阻值为R，电流表的示数为M1M时（图中未标出），滑动变阻器N闭合、开关S断开，将滑动变阻器的滑片置于某位置S21仍为PU，滑动变阻器的电功率，电流表的示数为的阻值为RI，电压表的示数为N21N时，电压表的示数变为，滑动变阻器的滑片仍置于位置SN0.4W．断开开关S、闭合开关21．求：=7：9UI=2：1，：U：U．已知I22211 R与之比；（1）滑动变阻器接入电路的阻值R NM的阻值之比；与）定值电阻RR（221）改变开关状态和调节滑动变阻器的阻值，使电路的电功率最大，求出电路的最大电功3（率．155第页（共页）参考答案与试题解析一．解答题（共5小题）1．（2015?上甘岭区校级模拟）在如图所示的电路中，电源两端的电压U保持不变，将滑动变阻器的滑片P置于某位置a，其接入电路的电阻值为R，闭合开关S、断开开关S、2a1S，电阻R消耗的电功率P=0.8W，电压表V的示数为U，电流表A的示数为I；将滑113111动变阻器的滑片P置于最左端，闭合开关S、断开开关S、S，电阻R消耗的电功率1321P′=1.8W，电路消耗的总功率为P，电流表A的示数为I；将滑动变阻器的滑片P置于某位21置b，其接入电路的电阻值为R，闭合开关S、断开开关S、S，电路消耗的总功率为312b P′，电压表V的示数为U．已知：P：P′=2：1，U：U=4：5．求：2212（1）I与I的比值；21（2）R与R的比值；ba（3）当滑动变阻器的滑片P置于位置a或位置b，并通过开关的断开或闭合改变电路结构，使电路消耗的电功率最大，则此最大电功率为多大．【考点】电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；欧姆定律的应用．【专题】计算题；应用题；方程法．【分析】先画出三种情况的等效电路图：2（1）根据P=IR结合图甲和图乙中电阻R消耗的电功率求出I与I的比值．211（2）根据P=UI 结合图乙和图丙中电路消耗的总功率求出两者的电流之比，再根据电源的电压不变分别根据欧姆定律和电阻的串联特点表示出电源的电压，利用电流关系分别得出R和R与R、R之间的关系，进一步求出R与R的比值．bb2aa1（3）由实物电路图可知，因为R＜R，所以当所有开关均闭合，滑动变阻器的滑片P置于ba位置a时，电路消耗的总功率最大；先根据以上关系求出图甲和图乙的电流关系，根据欧姆定律结合电压表的示数关系求出R、R、R三电阻之间的关系；根据串联电路电阻的分a21压特点得出图甲中R两端的电压与电源电压之间的关系，根据电功率公式表示出电阻R11消耗的电功率，把以上关系带入图丁即可求出电路消耗的最大功率．【解答】解：将滑动变阻器的滑片P置于某位置a，闭合开关S、断开S、S时，等效电312路如答图甲所示；将滑动变阻器的滑片P置于最左端，闭合开关S、断开S、S时，等效电路如答图乙所312示；第6页（共15页）将滑动变阻器的滑片P置于某位置b，闭合开关S、断开S、S时，等效电路如答图丙所321示．2′=1.8W，PP=IR，且=0.8W，P（1）∵11=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣∴①（2）∵P=UI，且P：P′=2：1，=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②∴∵电源的电压不变，∴由甲、乙两图可得：U=I（R+R）=I（R+R+R）﹣﹣﹣﹣③2a21112由乙、丙两图可得：U=I（R+R）=I（R+R+R）﹣﹣﹣﹣﹣﹣④231122b由①②③④可得：2R=R+R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤21a R=R+R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥2b1∴R：R=1：2；ba（3）因为R＜R，所以当所有开关均闭合，滑动变阻器的滑片P置于位置a时，电路消耗ba的总功率最大，其等效电路如答图丁所示．=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦两式可知①②由U=IR，∵=⑧∴=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣=；= ，由⑤⑥⑦⑧可得：==0.8W，U=，P U由图甲可得：=U=11第7页（共15页）=3.2W，解得0.8W=17.6W．==22+根据P=22=+++×max；2：3）答：（1I与I的比值为21；1：22）R与R的比值为（ba．3）电路消耗的电功率最大电功率为17.6W（题考查了学生对串、并联电路的判断，串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式【点评】的应用．本题难点在于很多同学无法将三种状态下的功率关系及电压关系联系在一起，故无法找到突破口．解答此类问题时，可将每一种情况中的已知量和未知量都找出来，仔细分析找出各情况中的关联，即可求解．，ΩR=40?丰台区二模）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器P最大阻值为2．（20121AA、滑到均闭合且滑片Pb端时，电流表小灯泡电阻始终保持不变．当开关S、S、S2112断开且滑片、SS闭合，S：74，小灯泡L的电功率为4.8W；当开关的示数I、I之比为2112I倍．的置于滑动变阻器中点时，电流表PA的示数I′是111求：的示数；端时，电压表V均闭合且滑片P滑到bS（1）当开关S、S、21 R的阻值；（2）电阻2 3）整个电路消耗的最小电功率．（【考点】欧姆定律的应用；电路的简化与计算；电功率的计算．计算题；压轴题．【专题】端时的等效电路图，由滑到Pb）分析电路图，作出开关1S、S均闭合且滑片【分析】（21的电流，由并联电路特点及欧姆定律求出灯泡电并联电路特点结合题意求出流过电阻R1阻，最后由电功率的变形公式求出电压表示数．置于滑动变阻器中点时的等效电路均断开且滑片SPS（2）分析电路结构，作出开关、21的阻值．图，由欧姆定律及串联电路特点求出电阻R2 158第页（共页）P=b点时，电路消耗的电功率最小，由电功率公式S均断开且滑片P在（3）当开关S、21可以求出电路的最小电功率．【解答】解：（1）开关S、S均闭合且滑片P滑到b端，等效电路图甲所示，21I′′=I﹣I，∵I：I=7：4，22111∴I′′：I=3：4，21=，=则==×40ΩR=30Ω，R=1L=，电压表示数P 灯泡功率L=12V，U= =V电源电压U=U=12V，V答：电压表V的示数是12V．==0.4AI，= （2）如图甲所示，2=×0.4A=0.7A，I：4，∴=I：∵II=72121开关S、S均断开且滑片P置于滑动变阻器中点，等效电路图如图乙所示，21=×0.7A=0.3AI倍，∴电路电流′，′∵I是I 的111==40ΩR=，电路总电阻﹣=R的阻值R，=20Ω电阻R2=40Ω﹣2答：电阻R的阻值是20Ω．2（3）由电路图可知，开关S、S均断开且滑片P在b端时，21电路电阻最大，此时电路消耗的电功率最小，等效电路图如图丙所示，第9页（共15页）==2.4W=，此时最小功率P 最小答：整个电路消耗的最小电功率是2.4W．【点评】本题是一道电学综合计算题，难度较大，是一道难题；分析电路结构、作出等效电路图是正确解题的前提与关键，要想正确解题，还需要熟练掌握电功率公式及其变形公式、串并联电路特点及欧姆定律．3．（2009?西城区二模）如图所示电路，电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大电阻值为R，R为定值电阻，灯泡L标有“12V 9W”字样，且不计灯丝电阻随温度的变化．当开关21都闭合时，灯泡L恰能正常发光．将开关S、S断开，S闭合后，改变滑动变阻器的滑片213P的位置，使滑动变阻器连入电路的电阻分别为0.25R和R，这两种情况下，滑动变阻器11消耗的电功率相等．当开关S、S断开，S闭合，滑片P在变阻器的左端时，灯泡L的实312际电功率为额定电功率的．求：（1）灯泡正常发光时电流表的示数I；A（2）滑动变阻器的最大电阻值R；1（3）灯泡正常发光时电阻R消耗的电功率P．22【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．【专题】计算题．【分析】1、分析电路结构，画出等效电路图；2、根据灯泡的额定电压与额定功率，由功率公式求出灯泡的电阻，根据欧姆定律求出流过电流表的电流I；A P=求出电阻R；3、根据功率公式P= 求出电流；根据欧姆定律及功率公式1P=求出RR，最后由的功率．R、根据4R与的关系求出电阻2212【解答】解：开关都闭合时电路连接如图甲只闭合开关时，电路连接如图乙、丙S2 S时，电路连接如图丁只闭合开关2第10页（共15页），正常发光，所以电源电压U=U=12V在甲图中，灯泡L LΩ=灯泡电阻R=16=L =0.75A==I电流表示数I=LA；′=P在乙图、丙图中，P11====R=2R；电源输出电压不变：== =2 1不变；==；==在甲图、丁图中，P′=P，R LLLΩΩ=48=3；R=3R电源输出电压不变×==16=L1R=3R==2R；R=；==24Ω，R L2121．=R甲图中灯泡正常发光，消耗的功率P=6W=22．）灯泡正常发光时电流表的示数是0.75A答：（1 Ω．（2）滑动变阻器的最大电阻值48 =6WP．R（3）灯泡正常发光时电阻消耗的电功率22此题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目．在解题过程中，注意电路的分析，【点评】根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图，同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系，结合题目中给出的已知条件进行解决． 1511第页（共页）某兴趣小组的同学进行电学实验过程中发现一个有趣的元件，由?雨花台区一模）4．（2013．他是其两个外露的接线柱（如图甲）a、b于A、B两部分被封闭在一个透明的玻璃壳内，是一种由特殊金属丝制成的是一个定值电阻，其电压与电流关系如表所示：A们了解到B两端接在图乙的某些特征，他们将元件的ab6V．为进一步了解A导体，它的额定电压是两点，测得了多组元件的电压与电流值，并绘制成如图丙的曲线．请根据上述信息回b′的a′答：2.0 4.0 6.0 电压U（V）0.20 0.300.10 （A）电流I（1）计算电阻B的阻值．（2）计算导体A的额定功率．（3）调节滑动变阻器，使电压表示数为4V，计算10s内导体A产生的热量和导体B的实际功率．【考点】电功率的计算；实际功率；焦耳定律．【专题】计算题；压轴题．【分析】（1）由欧姆定律可求得B电阻的阻值；（2）因A的额定电压为6V，故我们可以在图中找出电压为6V时的电流，由欧姆定律可求得B 中电流，由并联电路的特点可求得A中的电流，即可由功率公式求得额定功率；（3）由图象读出电压为4V时的电流，由欧姆定律可求得B中电流，再由并联电路的特点可求得A中的电流，则由电功公式可求得A中的热量及B的实际功率．【解答】解：（1）由欧姆定律得：R==；B，I=0.46A，（2）由图可知：U=6V=0.3A，=I=B I=I﹣I=0.46A﹣0.3A=0.16A，BA P=U?I=6V×0.16A=0.96W；AA额（3）由表格和图可知：U=4V时：I'=0.38AI'=0.2A，B I'=I'﹣I'=0.38A﹣0.2A=0.18A，BA2Q=（I'）Rt=U?I't=4V×0.18A×10s=7.2J，AAAAA第12页（共15页）==0.8WP；= B答：（1）B的阻值为20Ω；（2）A的额定功率为0.96W；（3）A消耗的热量为7.2J，B的功率为0.8W．【点评】本题中由于不知道A是一种什么元件，故不能直接利用欧姆定律求解其电阻．5．（2013?海淀区一模）如图所示，电源两端电压保持不变，R、R为定值电阻，开关S312始终闭合．闭合开关S、断开开关S，滑动变阻器的滑片置于某位置M时（图中未标出），21滑动变阻器的阻值为R，电流表的示数为I，滑动变阻器的电功率P为0.4W．保持开关MM1S闭合、开关S断开，将滑动变阻器的滑片置于某位置N时（图中未标出），滑动变阻器21的阻值为R，电流表的示数为I，电压表的示数为U，滑动变阻器的电功率P仍为N12N0.4W．断开开关S、闭合开关S，滑动变阻器的滑片仍置于位置N时，电压表的示数变为21U．已知I：I=2：1，U：U=7：9．求：22121（1）滑动变阻器接入电路的阻值R与R之比；NM（2）定值电阻R与R的阻值之比；21（3）改变开关状态和调节滑动变阻器的阻值，使电路的电功率最大，求出电路的最大电功率．【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．【专题】欧姆定律；电能和电功率．【分析】分别画出四种情况下（①当闭合开关S、断开开关S，滑动变阻器的滑片在某位21置M 时；②当闭合开关S、断开开关S，滑动变阻器的滑片在某位置N时；③当断开开21关S、闭合开关S，滑动变阻器滑片仍在某位置N时；④当电路消耗的电功率最大时）的21等效电路图，根据题目提供条件分别求解．【解答】解：当闭合开关S、断开开关S，滑动变阻器的滑片在某位置M时，等效电路如图甲所示；21当闭合开关S、断开开关S，滑动变阻器的滑片在某位置N时，等效电路如图乙所示；21当断开开关S、闭合开关S，滑动变阻器滑片仍在某位置N时，等效电路如图丙所示；21当电路消耗的电功率最大时，等效电路如图丁所示．第13页（共15页）22=0.4WP=IRR（1）∵P=I=0.4W，NMN2M1==∴= ）R+R）（R+R=I（2（）由于电源电压不变，I N21M11=∴，==又∵，，，∴===，在图乙中，=，=又∵=∴=，=在图丙中，∴=∴；= 1514第页（共页）22=0.4W，==（）×R）（3P=IR MMM1∴=3.6W，=，∵，==，∴=×3.6W=3W∴+P=．+=答：（1）滑动变阻器接入电路的阻值R与R之比为1：4；NM（2）定值电阻R与R的阻值之比为2：3；21（3）电路的最大电功率为3W．【点评】本题为较复杂的电路动态分析计算题，分析题意画出四种情况下的等效电路图是本题的关键．第15页（共15页）。