1、一、初中物理电功率的综合计算问题1 如图甲所示，电源电压恒为9V.滑动变阻器的最大阻值为100，电子元件R 在 0.1A0.4A 的电流范围内均能正常工作，若该电子元件的U-I 图像如图乙所示，则该电子元件在其正常工作的范围内，下列判断正确的是()A该电子元件两端的电压增大时，其电阻增大B该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为4:1C该电子元件在某个正常工作状态下，它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率D滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5 100 【来源】湖北省武汉市第三寄宿学校20192020 学年九年级12 月月考物理试题【答案】 C【解析】【详解】A由该电子元件的U-I 图
2、像可知，当电压为2V 时，电流为0.1A；由欧姆定律得，此时的电阻是：U2VR20I0.1A当电压为 4V 时，电流为 0.4A；由欧姆定律得，此时的电阻是：R U 4V10I0.4A可知，该电子元件两端的电压增大时，其电阻减小；故A 项错误；B由该电子元件的U-I 图像可知，当电流为0.1A 时，电压为2V；此时消耗的电功率是；PUI2V 0.1A0.2W由该电子元件的 U-I 图像可知，当电流为0.4A 时，电压为 4V；此时消耗的电功率是；PU I 4V 0.4A1.6W该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为：1.6W80.2W1故 B 项错误；CD由该电子元件的U-I 图像可知，当电
3、流为0.4A 时，电压为4V；此时消耗的电功率是1.6W ；此时滑动变阻器两端的电压是：U 滑 = UU 电子 =9V4V=5V由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：I 滑 =I 电子 =0.4A此时滑动变阻器消耗的电功率是：P滑U 滑 I 滑5V0.4A2W此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，为：R滑U 滑5VI 滑12.50.4A由该电子元件的U-I 图像可知，当电流为0.1A 时，电压为2V；此时消耗的电功率是0.2W ；此时滑动变阻器两端的电压是：U 滑 =UU电子 =9V2V=7V由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：I 滑 =I 电子 =0
4、.1A此时滑动变阻器消耗的电功率是：P滑 U 滑 I 滑7V 0.1A0.7W此时滑动变阻器接入电路的阻值是：R滑 U滑7V70I 滑 0.1A所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5 70；由该电子元件的 U-I 图像可知，当电流为0.2A 时，电压为3V；此时消耗的电功率是；PU I 3V0.2A0.6W此时滑动变阻器两端的电压是：U 滑 =U U电子 =9V3V=6V由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：I 滑 =I 电子 =0.3A此时滑动变阻器消耗的电功率是：P滑 U 滑 I 滑 6V0.3A1.8W可见该电子元件在某个正常工作状态下，它滑耗的电功率总是小于此时
5、滑动变阻器消耗的电功率；故C 项正确、 D 项错误；E F两点接入电压为U的电源两端，当开关S22 如图，把 、1和 S 都闭合时，电路消耗的总电功率为 P1；当开关 S1 和 S2 都断开时，电路消耗的总电功率为P2。若把 A、 E 两点接入电压为 U 的电源两端且只闭合开关S2时，电路消耗的总电功率为323P 。已知 P：P = 9 5，则（）A R1：R2=5 4B R1：R2= 45C P1 ：P2= 9 4D P1：P2=9 5【来源】 2020 年天津市滨海新区中考一模物理试题（初中毕业生模拟学业考试)【答案】 BC【解析】【分析】【详解】由题意知，把 E、 F 两点接入电压为 U
6、 的电源两端，当开关 S1 和 S2 都闭合时，电路消耗的总电功率为U 2P1R1R2R1R2当开关 S1 和 S2 都断开时，电路消耗的总电功率为U 2P2R2把 A、 E两点接入电压为U 的电源两端且只闭合开关S2 时，电路消耗的总电功率为P3U 2R1R2由以上三式联立求得R R45 ， P P941212故 AD 不符合题意， BC 符合题意。故选 BC。3 如图所示，电源电压保持不变，R2=50 ，闭合 S1，断开 S2， R1 的电功率P1=0.1W，电压表示数为 U11312中的某一个，闭合开关都闭合时，电压表示数为6U 用电阻R替换 R 、 R开关 S1 ，断开 S2，电压表示
7、数为U2，电路的总功率为P2， U2 与 U1 相比，变化了 0.5V则下列结论正确的是（）A R3 可能是 110 BR3 可能是 5C P2 可能是 0.54WD 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 ： UR2=U-U1=6U1 -U=5U ，由于串联电路中各处的电流相等
8、，所以，此时电路中的电流是： I=U / R =U/R ，1111R22即 U1 111112知道 ，此/R =5U/50，故 R =10； 又因为 R 的电功率是P =0.1W，所以 ，由 P=I R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 （ 10 +50 ） =6V，所以 U1 =U/6=6V/6=1V，当用电阻 R3替换112时，233R 后，闭合开关 S 断开 SR 与R 串联，电压表测R 两端的电压；（1）若 U21相比增加了0.5V，则电压表的示数22UR22与 UU=1.5V， R 两端的电压=U-U=6V-1.5V=
9、4.5V，此时电路中的电流是： I=U/R=4.5V/50 =0.09A，则 R的阻值是 ：R1R2233=U2/I1=1.5V0.09A 16.7 ： P2=UI1 =6V 0.09A=0.54W；，电路的总功率是（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 UR2=U-U2=6V-0.5V=5.5V，此时电路中的电流是 ：I2=UR2/R2=5.5V/50 =0.11A，则 R3的阻值是 ： R3=U2/I2=0.5V/0.11A 4.5，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
10、 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/10 =0.15A，则 R3 的阻值是 ： R33 323=6V 0.15A=0.9W；=U /I =4.5V/0.15A=30，电路的总功率是 ： P =UI（2）若 U与 U相比减小了0.5V，则电压表的示数是： U=0.5V， R 两端的电压是： U =U-21233U=6V-0.5V=5.5
11、V，此时电路中的电流是 ： I=U /R =0.5V/10 =0.05A，则 R 的阻值是 ： R242133=U /I =5.5V/0.05A=110，电路的总功率是：P=UI=6V 0.05A=0.3W，故 AB 错误，综上所3424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），R1=20 。滑动变阻器R2 标有“ 3
12、0 1A”。电流表的量程为00.6A，电压表的量程为03V。下列说法正确的是（）A闭合 S2，断开 S1、 S3 时，通过电阻R1 电流为 0.2AB断开 S2，闭合 S1、S3 时，滑动变阻器R2 连入阻值范围5 10 C闭合开关S3，断开 S1、 S2 时，电灯L 消耗的功率范围为0.225W0.9WD闭合所有开关，滑动变阻器R2 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【解析】【分析】【详解】A从图中可以看到，闭合S，断开 S 、S时，灯泡和电阻R串联接在电路中，灯泡的电2131阻大小是U L224VRL10PL1.6
13、W根据欧姆定律可知，通过电阻R1 电流大小是I 1U6V0.2AI10 20RL R1即通过电阻R1 电流是 0.2A ， A 正确；B断开 S2，闭合 S1、S3 时，只有滑动变阻器R2 接入电路，电流表的量程为00.6A，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R2U6VI max100.6A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R2 连入阻值范围是10 30 ， B 错误；31222R可知，C闭合开关 S，断开 S 、 S 时，灯泡和变阻器R 串联接在电路中，根据P I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
14、I min6V0.15A10 30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U L0.15A101.5V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PLminI min2 RL210 0.225W0.15A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U L0.6A 10 6V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I max3V0.3A10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PLmaxI max
15、2RL0.3A210 0.9W综上所述，电灯 L 消耗的功率范围为0.225W0.9W ， C 正确；DR1、R2U2可知，当R2闭合所有开关，灯泡被短路，电阻并联接在电路中，根据 PR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6VR2min100.6A电功率大小是U 226VP2max3.6WR2min10当 R2的电阻最大时，其电功率最小，流过它的电流最小，假如2的电阻是 30，其电流大R小是U6VI 2min0.2AR2max30这个电流大小符合电路的安全要求，那么其电功率大小是U 226VP2min1.2WR2max30那么滑动变阻器R2 消耗的最大功率和最
16、小功率之比是P2max : P2min 3.6W :1.2W3:1D 正确。故选 ACD。5 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6.25B A 和 B 串联，电路中电流为0.4A 时， A B 的电压之比为5:4C 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5:4D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
17、端的电压 U A=2.0V ，由 I=UR 可得， A 的电阻值：U A2.0V5RA0.4AI A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=IB =0.4A ，由图象可知 ,两元件两端的电压U A=2.0V ， UB=2.5V ，由 P=UI 可得，A. B 的电功率之比：PAU A I AU A2.0V4PBU B I BU B2.5V5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 U A U B2.5V ，由图象可知 ,通过两元件的电
18、流 I A 0.5AI B 0.4A ，则 A. B 的电功率之比：PAU A I AI A0.5A5PBU B I BI B0.4A4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：UU A U B3V3V6V故 D 错误。6 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
19、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：I甲P甲3W0.5A ，U甲6VI乙P2W1 A ，乙U 乙6V3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 PU2可得甲、乙的电阻：RU 甲26V2R甲=12，=3WP甲26V2R乙U 乙 =18，2WP乙串联电流相等，根据 U=IR 可得它
20、们两端电压之比为：U 甲 : U 乙IR甲 : IR乙 12:18 2:3，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 =12+18=30，则电路电流为：IU6V =0.2AR总30根据 P=I2R 可得它们各自消耗的实际功率：P甲实I 2 R甲20.2AP乙实I 2R乙20.2A则电路的总功率为：12=0.48W ，18=0.72W ，P =P+P=0.48W+0.72W=1.2W，总甲实乙实故 D 项正确；7 如图所示，电源电压 U 保持不变，滑动变阻器R2 的最大阻值为 30，灯泡 L 的电阻是20。当 S 闭合， S1 断开，且
21、滑片P 在 b 端时，电流表示数为 0.3A；当 S、 S1 都闭合，且滑片 P 在 a 端时，此时小灯泡正常发光，电流表的示数为0.8A（不考虑温度对电阻的影响），则下列说法正确的是（）A电源电压为12VB电阻 R1 的阻值为250 C电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比为8: 5D小灯泡的额定功率是 11.25W【来源】广东省广州市第六十五中学2019-2020 学年九年级4 月月考物理试题（线上检测 )【答案】 D【解析】【分析】当 S 闭合， S1 断开，且滑片 P 在 b 端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；当S、 S
22、1 都闭合，且滑片P 在 a端时，灯泡与 R1 并联，电流表测干路电流，灯泡正常发光，先计算其电流，再由PUI计算其额定功率；根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R1 的电流，再根据欧姆定律求出R1 的阻值；当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的电阻最大，电路消耗的总功率最小，根据PUI 求出其大小；当灯泡与R1 并联时电路中的总电阻最小，电路消耗的总功率最大，根据PUI 求出其大小，进一步求出两者的比值。【详解】A由图知，当 S 闭合， S1 断开，且滑片 P 在 b 端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，由串联电路特点
23、和欧姆定律可得，电源的电压UI ( RLR2 )0.3A(2030)15V故 A 错误；BCD当 S、 S1 都闭合，且滑片 P 在 a 端时，灯泡与 R1 并联，电流表测干路电流，此时小灯泡正常发光，则灯泡的额定电压U 额U15V此时通过灯泡的电流U15VI L0.75ARL20则灯泡的额定功率PU额I L15V0.75A11.25W额通过 R1 的电流I1II L0.8A0.75A0.05A则电阻 R1 的阻值R1U15VI 13000.05A根据电路图和 PU2可知，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的电阻最大，电R路消耗的总功率最小；灯泡与 R1 并联时电路中的总电阻最小，电路消耗
24、的总功率最大；则电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比Pmax : PminUI: UII : I0.8A:0.3A8:3故 BC错误、 D 正确。故选 D。8 如图所示，电源电压保持不变，开关S断开后，灯L1 和 L2 都正常发光，甲、乙两个电表示数之比为 5 3，此时灯 L1 和 L2 的电功率之比为（）A2 3B 32C 3 5D 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L1、 L2 并联连接，电流表甲测干路电流，电
25、流表乙测通过 L2 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L1、 L2 的电流之比I1I甲I乙5 32I 2I乙33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P1UI 1I 12P2UI 2I 23故选 A。9 如图是一个电加热器的工作原理图，其中R1和 R2 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、 S1 都闭合B开关 S 闭合， S1 由断开到闭合，电路中电流变大，R2 的功率变大C电阻 R1 与 R2 的阻
26、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】ASU2知，在电压一定时，电功率较只闭合开关，两电阻串联，电阻较大，根据PR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断开时，两电阻串联，S 闭合时，电阻R 被短路，只有电阻R 工作，1112电阻减小，根据IUR的电阻不变，根据 P I2R2 知R知，电路的电流增大，22 的功率R变大，故 B 正确；C因为 P加热U 2、 P保温U 2R2R1，且 P 加热
27、=990W、 P 保温 =110W，所以R2P加热 : P保温U 2:U 2990W :110WR2R1R2即R1R29R21所以R18R21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R1 R2U 额2= (220V) 2440P保温110W当实际电压为200V 时，实际功率约为U 额2(200V) 290.9WP实=440R1R2故 D 正确；故选 BD。10 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
28、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，
29、变阻器两端的电压是U 变 U 总 - U R9V - 3V 6V那么滑动变阻器的最大阻值是U 变6VR变12I变0.5A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U可知，1.5A，根据 RI定值电阻 R 的阻值大小是U R9VR6I R1.5AA、 B、 C 正确，不合题意；D根据 PUI 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I minU总9V9VR总0.5A6 12 18此电路的总功率最小是Pmin U 总 I min 9V0.5A 4.5W电路的总功率最小是4.5W ， D 错误，
30、符合题意。故选 D。11 如图所示的电路中，已知定值电阻R1=8，R2=4，灯泡 L 的额定电压为6V读出电压表 V1 的示数为7V，电压表V2 的示数为5V，灯泡的额定功率为（）A3WB 6WC 9WD 12W【来源】福建省泉州市2019-2020 学年九年级（上) 期末物理试题【答案】 B【解析】【分析】分析清楚电路结构，知道各电路元件的连接方式、两电压表各测哪部分电路电压；由串联电路的特点求出电阻R1、 R2 间的电压关系，两电压表示数表达式，然后求出R1、 R2 与灯泡U2L 两端的电压；由欧姆定律求出灯泡电阻；由功率公式P求出灯泡的额定功率。R【详解】电阻 R1、 R2 与灯泡 L 串联，电压表V1 测电阻 R1 与灯泡 L 两端的电压；电压表电阻V2 测电阻 R2 与灯泡 L 两端的电压；串联电路电流处处相等，则两定值电阻的电压之比：U 1IR1R18U 2IR2R22
