一、初中物理电功率的综合计算问题
1.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:
1
06V
=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:
2
6V
=0.3A
20Ω
U
I
R
==
最大
;
则干路上的电流:
I最小=I1+I2=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
=10Ω
0.6A
U
R
I
==
总
;
滑动变阻器与R0并联,则:
111
R R R
=+
滑
总
,
即:
11
=
10Ω30Ω
1
R
+
滑
,
解得R滑=15Ω.故D正确,不符合题意。
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500W
B.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∶2
D.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
S 3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S 3闭合时,电热器功率为
312800W 200W 100W 500W P 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S 1闭合;只S 2闭合;只S 3闭合;只S 1、S 2闭合;只S 1、S 3闭合;S 2、S 3闭合;只S 1、S 2、S 3都闭合;共七种组合方式,即为七个档位,故B 错误;
C .由2
U P R
=可得,三个发热电阻的阻值之比
2221231
23111
::::::5:10:2200W 100W 500W U U U R R R P 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
4
412
()(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
4
7123()(200W 100W 500W)60s 4.810J W P P P t =++=++?=?
故D 错误。 故选AC 。
3.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7.2W
B .变阻器R 接入电路的最大阻值为120Ω
C .定值电阻R 2的电阻值为20Ω
D .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U
I 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 100Ω0.1A
U 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 。
4.把标有“6V 3W ”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V 的电路中,各电表选择的量程如图所示,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A .在滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变小
B .电路的总功率最大值为10.8W
C .小灯泡的电功率最小值为0.75W
D .滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω 【来源】天津市2018年中考物理模拟试题 【答案】ACD 【解析】 【分析】
分析实物图可知:灯泡与滑动变阻器是串联关系;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V )。
(1)滑片向左移动时,根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化;再判定总电阻的变化,根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况; (2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻,确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻,利用P UI =求电路的总功率最大值; (3)为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压;再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻;最后利用P UI =求小灯泡的电功率最小值; (4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。 【详解】
A .由图知道,由实物电路图可知:灯泡与滑动变阻器串联;电流表测量串联电路的电流
(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V ),当滑片向左移动时,则滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由于电源电压不
变,由U
I R
=
知道,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;滑动变阻器连入电路的电阻变小、分压变小,所以电压表示数的变小,故A 正确;
B .由P UI =可知,当灯正常发光时的电流
3W
0.5A 6V
P I U =
=
=额额额
由于电路中的最大电流是0.5A ,则滑动变阻器连入电路的最小电阻
min max
18V 6V
24Ω0.5A
U U R I --=
=
=额
此时电路中电功率最大
max max 18V 0.5A 9W P UI ==?=
故B 错误;
C .由2
U P R
=可知,灯泡的电阻
22
L (6V)12Ω3W
U R P ===额
额
由图知道,为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,由串联电路电压特点可知,小灯泡两端的最小电压是
L R 18V 15V 3V U U U =-=-=
此时电路中的电流
L R L L 3V
0.25A 12Ω
U I I I R ===
== 所以滑动变阻器连入的最大电阻
R max R 15V
60Ω0.25A
U R I =
== 此时小灯泡的最小电功率
min L L 3V 0.25A 0.75W P U I ==?=
故C 正确;
D .由以上计算知道,滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω,故D 正确。 故选ACD 。
5.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.R3可能是110ΩB.R3可能是5Ω
C.P2可能是0.54W D.P2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.
6.有两个电路元件A 和B ,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A .A 的电阻值为6.25Ω
B .A 和B 串联,电路中电流为0.4A 时,A .B 的电压之比为5:4
C .A 和B 并联在电压为2.5V 的电源两端,A .B 的电功率之比为5:4
D .当A 和B 串联,两者电阻相同时,电源电压为3V
【来源】内蒙巴彦淖尔市第五中学2019-2020学年九年级(上)期末测试物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】
A .由图象可知,当通过A 的电流I A =0.4A 时,A 两端的电压U A =2.0V ,由I =UR 可得,A 的电阻值:
A A A 2.0V
50.4A
U R I =
==Ω 故A 错误;
B .A 和B 串联,电路中电流为0.4A 时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两元件的电流I A =I B =0.4A ,由图象可知,两元件两端的电压U A =2.0V ,U B =2.5V ,由P =UI 可得,A . B 的电功率之比:
A A A A
B B B B 2.0V 42.5V 5
P U I U P U I U ==== 故B 错误;
C .A 和B 并联在电压为2.5V 的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所
以,元件两端的电压A
B 2.5V U U ''==,由图象可知,通过两元件的电流A 0.5A I '= B
0.4A I '=,则A . B 的电功率之比: A
A A A B
B B B 0.5A 50.4A 4P U I I P U I I '''====''' 故
C 正确;
D .当A 和B 串联,两者电阻相同时,它们两端的电压和通过的电流相等,由图象可知,电路中的电流为0.6A ,两元件两端的电压均为3V 时符合,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:
A
B 3V 3V 6V U U U ''''=+=+=
故D 错误。
7.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,R 0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 ~3V
④电阻R 0消耗的电功率范围为0.8W ~0.9W A .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,R 0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,R 0阻值随酒精气体的浓度增大而减小,由U I R
=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R 0=10Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R 0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R 0的电流最大,
012V
0.3A 10Ω10Ω
U I R R =
==++大小,
则电压表的最大示数为:
0.3A 10Ω3V U I R ==?=最大大,
R 0消耗的电功率:
2
2000.3A 10Ω0.9W R P I R ==?=大大(),
当R 0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:
06V
0.2A 20Ω10Ω
=U I R R =
=++小大,
则电压表的最小示数为:
0.2A 10Ω2V U I R ==?=最小小,
所以,电压表示数的范围为2V ~3V ,故③错误; R 0消耗的电功率:
2
2000.2A 20Ω0.8W R P I R ==?=小小(),
所以,电阻R 0消耗的功率范围为0.8W ~0.9W ,故④正确。 故选B 。
8.有甲、乙两只灯泡,甲标有“15V 15W ”,乙标有“10V 5W ”。现把它们串联起来,则该电路两端,允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( ) A .25V B .35V
C .17.5V
D .12.5V
【来源】广东省深圳市福田区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题
【答案】C 【解析】 【详解】
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则甲灯电阻:
()2
215V =
=15Ω15W U R P =111
;
乙灯电阻:
()2
222210V ==20Ω5W
U R P =; 串联电流相等,乙灯电阻大,乙灯可以达到额定电压,由串联电路比例关系11
22
U R U R =可知甲灯此时的电压为:
112215Ω=
=10V=7.5V 20Ω
R U U R '?; 该电路两端允许加的最高电压为:
12=7.5V+10V=17.5V U U U '=+;
故C 正确。 故选C 。
9.如图所示,将灯L 1、L 2按图甲、乙两种方式接在电压均为U 的两个电路中,在图甲中灯L 1的功率为4W ,在图乙中灯L 1的功率为9W 。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是
A .甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3:2
B .甲、乙两图中灯L 1两端的电压之比是2:3
C .L 1、L 2两灯灯丝电阻之比是2:1
D .乙图中灯L 1、L 2的功率之比是2:1
【来源】河南省焦作市2018-2019学年九年级(上)期末检测物理试题 【答案】BC 【解析】 【详解】
B .由图甲知道,两灯串联,根据题意,由2
U P R
=知道,
2111
4U P W R =
=, 由图乙知道,两灯并联,所以U =U 1′=U 2′,由2
U P R
=知道,
211
9U P W R '==, 所以,
2
1211221
1
1
4949P P U R U W U U W R ====', 解得甲、乙两图中灯L 1两端的电压之比是:
11123U U U U ==' ,
故B 正确;
C .由于U 1 =2
3U ,根据串联电路的电压特点知道,U 2 =13
U ,由串联电路的分压原理知
道,L 1、L 2两灯灯丝电阻之比是:
11222
2311
3
U
R U R U U === , 故C 正确;
D .乙图中灯L 1、L 2并联,两端电压相等,由2
U P R
=知道,灯L 1、L 2的功率之比是:
21212212
12U R R U R P P R '==='
,
故D 错误;
A .甲电路中电流是:
12222
=
23U U U
I R R R R R =
=++串
乙电路中电流是:
12222
3=
22U U U U U I R R R R R +=+=并, 由P=UI 知道,甲、乙两图电路消耗的总功率之比是:
22
32=392U
U P R U P U R ?
=?甲
乙,
故A 错误。
10.如图甲所示电路中,电源电压不变,R 1是定值电阻,R 2是滑动变阻器。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则此过程中下列选项正确的是( )
A .电路总功率的最大值为43.2W
B .滑动变阻器最大功率为3.6W
C .滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D .定值电阻电功率的变化值为8.1W
【来源】江苏省苏州市高新区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
R 1、R 2串联电路中,当I =1.2A 时:
1.2R 1=U ……①
当I =0.3A 时,U 2=9V ,可得:
0.3R 1+9V=U ……②
由①②式解得:R 1=10?,U =12V 。 A .当I =1.2A 时,电路总功率最大:
==12V 1.2A=14.4W P UI ?大大。
故A 错误;
B .由滑动变阻器的功率公式得:
()2
22
2222
121212=4U R U P I R R R R R R R R ??== ?+-+??
滑, 当R 2=R 1=10?时,P 滑有最大值2P 大:
()2
212V =
=3.6W 410Ω
P ?大
,
故B 正确;
C .滑动变阻器最大阻值为:
9V
=
=30Ω0.3A
U R I =滑, 故C 错误;
D .当I =0.3A 时,定值电阻电功率为:
()2
2
110.3A 10Ω=0.9W
P I R ==?, 当I =1.2A 时,定值电阻电功率为:
()2
2
1
1 1.2A 10Ω=14.4W P I R ==?', 所以定值电阻电功率的变化值为:
11114.4W 0.9W=13.5W P P P '-=-?=。
故D 错误。
11.如图甲所示的电路中,R 1 为定值电阻,R 2 为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S 后,滑片 P 从 a 端移动到 b 端,电流表示数 I 与电压表示数 U 的变化关系如图乙 所示,则下列判断错误的是( )
A .电源的电压为 6V
B .电路的最大总功率为 3.6W
C .R 2 消耗的电功率先变大后变小,最大功率为 0.9W
D .滑片位于中点位置时候滑动变阻器的功率为 0.8W 【来源】重庆八中2019-2020学年九年级3月月考物理试题
【答案】D 【解析】 【详解】
由图甲可知,两电阻串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流。 A .当滑片位于a 端时,接入电路的电阻为0Ω,电路为R 1的简单电路,电路中的电流最大,由图象可知,I a =0.6A ,由I =
U
R
可得,电源的电压 U =I a R 1=0.6A ×R 1
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图象可知,I b =0.2A ,U b =4V ,则滑动变阻器的最大阻值
R 2=
b b U I =4V 0.2A
=20Ω 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U =I b R 1+U b =0.2A ×R 1+4V
因电源的电压不变,所以
0.6A ×R 1=0.2A ×R 1+4V
解得:R 1=10Ω,电源的电压
U =I a R 1=0.6A ×10Ω=6V
故A 正确,不符合题意; B .电路的最大总功率
P 最大=UI a =6V ×0.6A=3.6W
故B 正确,不符合题意; C .电路中的电流
I =
12U R R +=2
6V
10ΩR + 滑动变阻器消耗的电功率
P 2=I 2R 2=(26V
10ΩR +)2×R 2=()
()2222
6V 10ΩR R +=()()2
222
6V 10Ω410Ω
R R -+?
当R 2=10Ω时
P 2max =(
)2
6V 40Ω
=0.9W
当R 2=0Ω时,P a =0W ,当R 2=20Ω时,
P b =(
6V
10Ω20Ω
+)2×20Ω=0.8W
综上可知,滑片P 从a 端移动到b 端,R 2消耗的电功率先变大后变小,最大功率为 0.9W ,故C 正确,不符合题意;
D .由C 知,滑片位于中点位置时,即当R 2=10Ω时,滑动变阻器的功率为 0.9W ,故D 错
误,符合题意。 故选D 。
12.额定电压均为6V 的甲、乙两灯的I ﹣U 图线如图所示,则下列说法不正确的是( )
A .甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大
B .甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,电阻之比为2∶3
D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,实际功率之比为1∶9 【来源】四川省达州市达川区2019-2020学年九年级(上)期末物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流,根据P UI =求出甲、乙两灯的额定功率之比;
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,根据图像读出通过的电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比;
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V ,根据图像读出符合要求的电流和电压,根据P UI =求出两灯泡的实际功率之比。 【详解】
A .由图像可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V 、6V 时,通过甲的电流依次为0.3A 、0.6A ,通过乙的电流依次为0.2A 、0.3A ,由U I R =
的变形式U R I
=可知,甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,则A 正确,不符合题意;
B .甲、乙两灯的额定电压均为6V ,通过的电流I 甲额=0.6A ,I 乙额=0.3A ,则甲、乙两灯的额定功率之比:
6V 0.6A 2
6V 0.3A 1
U I P P U I ?=
=
=?甲额甲额甲额乙额
乙额乙额
,
则B 正确,不符合题意;
C .甲、乙两灯并联接在电压为2V 的电源两端时,它们两端的电压均为2V ,由图像可知,通过的电流分别为I 甲=0.3A ,I 乙=0.2A ,此时两灯泡的电阻之比:
0.2A 20.3A 3
U R
I I U R I I ====甲
甲甲乙乙乙甲乙
, 则C 正确,不符合题意;
D .甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于
8V ,由图像可知,当电路中的电流0.3A I '=、2V U '甲
=、6V U '乙=时符合,则两灯泡的实际功率之比:
2V 0.3A 16V 0.3A 3U I P P U I ''?===''?甲甲
乙乙
,
则D 错误,符合题意; 故选D 。
13.如图所示,电源电压保持不变,开关S 断开后,灯L 1和L 2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为5∶3,此时灯L 1和L 2的电功率之比为( )
A .2∶3
B .3∶2
C .3∶5
D .5∶3
【来源】2020年天津市和平区中考一模物理试题
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,开关S 断开后,如果甲、乙为电压表将会造成电路断路,两灯泡均不发光,不符合题意,因此甲、乙都为电流表,此时灯L 1、L 2并联连接,电流表甲测干路电流,电流表乙测通过L 2的电流;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过L 1、L 2的电流之比
12333
52I I I I I --===甲乙乙 因并联电路中各支路两端的电压相等,所以两灯泡的电功率之比为
1
1122223
P UI I P UI I === 故选A 。
14.将两个定值电阻串联接到电压为 U 的电源两端,R 1 消耗的功率为 P 1,R 2 消耗的功率为 3P 1.将这两个定值电阻并联接在电压为U 的电源两端时,下列说法中正确的是( ) A .R 1 与 R 2 的电阻之比为 3:1 B .并联时通过 R 1 与 R 2 的电流之比为 1:1 C .并联时 R 2 消耗的功率为
163
P 1 D .并联时两电阻消耗的总功率为
163
P 1 【来源】湖南省长沙市广益实验中学2019-2020学年九年级(下)开学考试物理试题
【答案】C 【解析】 【详解】
A .串联电流相等,由2=P I R 可知,两电阻功率之比等于电阻之比,即:
111221
133R P P R P P ===; 故A 错误;
B .并联电压相等,电阻与电流成反比,即:
12213
1
I R I R ==; 故B 错误;
C .在串联中时,R 1 消耗的功率:
()2
222
11112
1211164U U U P I R R R R R R R ??==== ?+??
; 所以有:
2
11
=16U P R ;
并联时R 2消耗的功率:
2221121116=16333
U U P P P R R '==?=;
故C 正确; D .并联时总功率:
2211111216464
=1616333
U U P P P P P R R +=+=?=总
; 故D 错误。
15.在如图的电路中,电源电压保持不变,R 0为定值电阻,滑动变阻器R 的最大阻值为R M ,移动滑动变阻器的滑片P 从A 端到B 端,滑动变阻器的电功率随电流表示数变化的完整图线如图,图线中a 、b 两点对应的电功率均为P 1,且c 点对应的是滑动变阻器的最大
电功率P 2,且12:3:4P P =,则图线中b 点对应的电路状态中,滑动变阻器接入电路中的电阻大小( )
A .
2
R B .
3
R
C .2R 0
D .3R 0
【来源】2020年江苏省苏州市昆山市中考二模物理试题 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,R 0、R 串联在电路中,当滑片在c 点时,变阻器消耗的最大功率为P 2,此时变阻器将接入电路的阻值为R ,则有
()()()2
222
2222
00000
44U U R U R U P R R R R R R R R R R R R R
??==== ?++++-??+ 由上面等式可知,当R=R 0时,变阻器消耗的电功率最大,即
2
20
4U P R =
因为12:3:4P P =,则有
2
2201202
00003333444163U R U U
P P R R R R R ??==?== ?+??
即当R=3R 0时,满足关系式12:3:4P P =,故ABC 错误,D 正确。 故选D 。
16.如图甲的电路中,闭合开关S 后,电压表的示数为2V ,两个电流表的指针偏转至表盘的同一位置(如图乙),则
A .L 1中的电流为0.2A
B .L 1、L 2中电流之比为I 1∶I 2=5∶1
C .电路的总电阻是10Ω
D .L 1和L 2消耗的电功率之比P 1∶P 2=4∶1
【来源】2015-2016学年山东省济宁市汶上县康驿二中九年级下开学物理试卷(带解析) 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .测量总电流的量程是0~3A ,所以电流表的示数为1A ;测量灯泡L 2电流的量程是0~0.6A ,所以电流表示数为0.2A ,也就是电灯L 2中的电流I 2=0.2A , 所以L 1的电流为
I 1=I ﹣I 2=1A ﹣0.2A=0.8A ,
此选项错误;
B .通过两只灯泡的电流之比为
120.8A 40.2A 1
I I =
=, 此选项错误;
C .测量总电流的量程是0~3A ,所以电流表示数为1A ,也就是电路总电流I =1A , 两灯并联,电源电压等于灯泡L 2两端电压,
U =U 2=2V ,
所以总电阻
221U V R I A
=
==Ω。 此选项错误;
D .两灯泡消耗的电功率之比
1
1220.840.21
P I A P I A === 此选项正确。 故选D 。
17.实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I 图象如图所示,则有关此小灯泡功率P 与 U 2或P 与I 2的图象可能正确的是
A.B.C.D.
【来源】2014年初中毕业升学考试(山东泰安卷)物理(带解析)
【答案】D
【解析】
【分析】
在U﹣I图象中,图线的斜率表示电阻,根据图象斜率判断灯泡电阻的变化关系,然后根据
公式P=I2R分析P与I2的图象,根据公式P=
2
U
R
分析P与U2的图象.
【详解】
由U﹣I图象可知,电压和电流增大时,灯泡的实际功率增大,灯泡的温度升高,且图线的斜率越来越大,即灯泡的电阻随温度的升高而增大;
AB.由P=I2R=
2
U
R
可知,在P﹣U2图象中,图象上某点切线的斜率为电阻的倒数
1
R
,因随
温度的升高R增大因而1
R
应减小,故AB错误;
CD.同理,在P﹣I2图象中,图象上某点切线的斜率为电阻R,而电阻R又随温度的升高而增大,故C错误,D正确。
故选D。
18.两个灯泡L1和L2分别标有“6V、2A”和“9V、1A”字样,不考虑温度的影响,将它们连入同一电路中,为确保两灯均不坏,下列说法正确的是()
A.将它们串联时,电路两端允许最大电压是15V B.将它们并联时,干路中允许最大电流是3A
C.将它们并联时,电路中允许最大总功率是21W D.将它们串联时,L1允许的最大功率是3W
【来源】2017-2018学年人教版九年级物理第十七章第三节电阻的测量同步测试
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由灯泡L1标有“6V、2A”,可以求出
R1===3Ω,
由灯泡L2标有“9V、1A”,可以求出