资源描述
一、初中物理电功率综合计算问题
1.图甲是用于焊接塑料水管热熔器,其电路如图乙所示。加热电阻 R1=66Ω、R2=176Ω,S1 是手动控制开关,S2 是可随温度自动跳转温控开关,R0 特殊限流电阻,热熔器加热时 R0 电阻较大,LED 指示灯发红光,保温时 R0 电阻较小,LED 指示灯发绿光。已知 LED 发光时两端电压保持不变,则下列说法对是( )
A.当 S1、S2 都闭合时,热熔器处在保温状态
B.保温状态时加热电路电功率是200W
C.发红光时LED电流等于发绿光时 LED 电流
D.当 S1 闭合,S2 断开时,R1 功率不小于 R2 功率
【来源】湖南省长沙市师大附中集团-九年级(上)期末考试物理试题
【答案】B
【解析】
【详解】
A.开关S1和S2都闭合时,加热电路只有R1工作,加热电阻最小,由
可知,热熔器加热功率最大,处在加热状态,故A错误;
B.保温状态时,加热电路中R1与R2串联,则加热电路电功率:
,
故B对;
C.由题可知,热熔器加热时R0电阻较大,LED指示灯发红光,保温时R0电阻较小,LED指示灯发绿光,因两种状况下LED灯发光时两端电压保持不变,且电源电压为220V不变,因此,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R0两端电压不变,由可知,热熔器加热时R0电阻较大,电路中电流较小,即发红光时LED灯电流不不小于发绿光时LED灯电流,故C错误;
D.开关S1闭合,S2断开时,加热电路中R1与R2串联,因串联电路中各处电流相等,且由题可知R1<R2,因此,由可知,R1功率不不小于R2功率,故D错误。
2.小明设计了一种多档位电加热器,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对应工作指示灯,其消耗电功率可忽视不计。小明设想通过开关组合,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一样功率
C.电阻R1、R2、R3阻值之比为5∶10∶2
D.对使用此电热器,在持续用电1min内也许耗电24000J
【来源】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功率,求出只有S3闭合时功率;
(2)三个开关通断组合成不一样连接方式,其发热功率不一样;
(3)由电功率变形公式求出三个发热电阻比值;
(4)由电功公式分析电热器消耗电能。
【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,因此当只S3闭合时,电热器功率为
故A对;
B.三个开关通断组合成连接方式有: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.由可得,三个发热电阻阻值之比
故C对;
D.只S1闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗电能
只S2闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗电能
只S3闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗电能
只S1、S2闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗电能
只S2、S3闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗电能
只S1、S3闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗电能
开关所有闭合时,工作1分钟,该电加热器消耗电能
故D错误。
故选AC。
3.如图所示,电源电压保持不变,L1上标有“1.2V ?W”,L2上标有“9V ?W”。闭合开关S1后,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表达数为5.4V, L1此时实际功率是额定功率;当开关S接2时,P在中点,电压表达数为2V。若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A,下面说法中对是(设灯丝电阻不随温度变化) ( )
A.L1额定功率为2W B.L2额定功率为3W
C.电源电压为6V D.滑动变阻器最大阻值为30Ω
【来源】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L1串联,由于L1此时实际功率是额定功率,根据功率计算公式阐明此时灯泡L1两端电压是额定电压,因此此时灯泡L1两端电压
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,电压表达数为5.4V,则有
…①
当开关S接2时,P在中点,电压表达数为2V,则有
…②
若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A,则有
…③
由①式得9R1=R,由②式得R2=R,将它们代入③式得R=27Ω,因此
L1额定功率
L2额定功率
综合以上成果如下:电源电压6V,滑动变阻器最大阻值27Ω,L1额定功率0.48W,L2额定功率3W,故AD错误,BC对。
故选BC。
4.如图甲所示电路,闭合开关后,当滑动变阻器滑片从最左端a滑到最右端b过程中,电流表达数I与电压表达数U关系图象如图乙所示,则下列说法对是( )
A.滑动变阻器最大电功率为0.8W
B.定值电阻R0阻值为10Ω
C.当滑片在a端时,R0功率为0.4W
D.当滑片在b端时,电路总功率为1.2W
【来源】辽宁省沈阳市和平区-九年级(上)期末测试物理试题
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器两端电压。
A B.当滑片位于a端时,接入电路中电阻为零,电路中电流最大,由图像可知,电路中最大电流I大 = 0.6A,由可得,电源电压
当滑片位于b端时接入电路中电阻最大,电压表示数最大,电流表示数最小,由图像可知,U滑 = 4V,电路中最小电流I小 = 0.2A。则滑动变阻器最大阻值为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,因此,电源电压
因电源电压不变,因此
解得,电源电压为
滑动变阻器与电阻R0串联,设滑动变阻器电功率P2,两端电压为U2,通过电流为I2
滑动变阻器电功率最大时, 滑动变阻器阻值为
根据串联分压特点,滑动变阻器两端电压为总电压二分之一,由图可知,当滑动变阻器两端电压为,通过滑动变阻器电流为0.3A,因此滑动变阻器最大功率为
故A错误,B对;
C.当滑片在a端时,R0功率为
故C错误;
D.当滑片在b端时,由图可知,此时电路中电流I小 = 0.2A,电路总功率为
故D对。
故选BD。
5.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P从中点向b端移动一段距离,电压表V1、V2示数变化量分别为、,电流表达数变化量为,阻值相似定值电阻R1、R2消耗电功率变化量分别为、,则下列判断对是()
A. B.
C. D.
【来源】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,R1与R0、R2串联,电压表V1测R0与R2两端电压之和,电压表V2测R2两端电压,电流表测电路中电流。
AB.将滑动变阻器滑片P从中点向b端移动一段距离,设移动前后电路中电流分别为I1、I2,由得,可得,电压表V2示数变化量
则
因串联电路中总电压等于各分电压之和,因此电压表V1示数变化量
则
因R1、R2阻值相似,因此
故B对、A错误;
C.由、得
故C对;
D.定值电阻R1、R2消耗电功率变化量分别为、,则
故D错误。
故选BC。
6.如图甲所示,闭合开关S,调整滑动变阻器滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表达数与两电压表达数关系图像如图乙。下列说法中对是( )
A.电源电压为9V B.滑动变阻器最大阻值为14Ω
C.小灯泡额定功率为6W D.电路总功率变化范围是6W~12W
【来源】辽宁省阜新市中考模拟物理试题
【答案】BCD
【解析】
【分析】
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端电压之和,电压表V2测R0两端电压,电流表测电路中电流;当滑片位于最左端时,接入电路中电阻为零,此时电路中电路中电流最大,电路总功率最大,两电压表示数最大且电压表V1测电源两端电压,根据图像读出电表示数,根据串联电路电压特点求出灯泡两端电压,运用求出灯泡电功率即为额定功率,运用求出电路最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中电阻最大,此时电路中电流最小,电路总功率最小,根据图像读出V1示数和电路中电流,根据串联电路电压特点求出R两端电压,运用欧姆定律求出变阻器最大阻值,运用求出电路最小总功率,然后得出电路总功率变化范围。
【详解】
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端电压之和,电压表V2测R0两端电压,电流表测电路中电流;
AC.当滑片位于最左端时,接入电路中电阻为零,此时电路中电路中电流最大,电路总功率最大,两电压表示数最大且电压表V1测电源两端电压;由图乙可知,电路中最大电流,电压表V2示数,电压表V1示数为12V,即电源电压U=12V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则此时灯泡两端电压
因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡额定功率
电路最大总功率
故A错误、C对;
BD.当滑片位于最右端时,接入电路中电阻最大,此时电路中电流最小,电路总功率最小,由图像可知,电路中最小电流,电压表V1示数U1=5V,此时滑动变阻器两端电压
由可得,滑动变阻器最大阻值
电路最小总功率
则电路总功率变化范围是6W∼12W,故BD对。
故选BCD。
7.如图所示,电源电压保持不变,R2=50Ω,闭合S1,断开S2,R1电功率P1=0.1W,电压表达数为U1.开关都闭合时,电压表达数为6U1.用电阻R3替代R1、R2中某一种,闭合开关S1,断开S2,电压表达数为U2,电路总功率为P2,U2与U1相比,变化了0.5V.则下列结论对是( )
A.R3也许是110Ω B.R3也许是5Ω
C.P2也许是0.54W D.P2也许是0.65W
【来源】四川省成都市中考物理试题
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图懂得,开关都闭合时,电路中只有R1,电压表测电源两端电压;由电压表示数懂得,电源电压U=6U1;当闭合S1,断开S2 时,R1与R2 串联,电压表测R1两端电压;由于串联电路中总电压等于各分电压之和,因此,R2两端电压是:UR2 =U-U1 =6U1 -U1 =5U1,由于串联电路中各处电流相等,因此,此时电路中电流是:I=U1/R1=UR2/R2,即U1/R1=5U1/50Ω,故R1 =10Ω;又由于R1电功率是P1=0.1W,因此,由P=I2 R懂得,此时电路中电流是:I=,根据串联电路特点懂得,电源电压是:U=I(R1 +R2)=0.1A×(10Ω+50Ω)=6V,因此U1 =U/6=6V/6=1V,
当用电阻R3替代R1 后,闭合开关S1 断开S2 时,R2与R3 串联,电压表测R3 两端电压;
(1)若U2 与U1 相比增长了0.5V,则电压表示数U2 =1.5V,R2 两端电压UR2′=U-U2 =6V-1.5V=4.5V,此时电路中电流是:I1 =UR2′/R2=4.5V/50Ω=0.09A,则R3 阻值是:R3 =U2/I1=1.5V0.09A≈16.7Ω,电路总功率是:P2 =UI1 =6V×0.09A=0.54W;
(2)若U2 与U1 相比减小了0.5V,则电压表示数是U2 =0.5V,R2 两端电压UR2″=U-U2 =6V-0.5V=5.5V,此时电路中电流是:I2 =UR2′/R2=5.5V/50Ω=0.11A,则R3 阻值是:R3 =U2/I2=0.5V/0.11A≈4.5Ω,电路总功率是:P2 =UI2 =6V×0.11A=0.66W,故C对,D错误;
当用电阻R3 替代R2 后,闭合开关S1 断开S2 时,R1 与R3 串联,电压表测R1 两端电压,
(1)若U2 与U1 相比增长了0.5V,则电压表示数是:U2 =1.5V,R3 两端电压是:U3=U-U2 =6V-1.5V=4.5V,此时电路中电流是:I3 =U2/R1=1.5V/10Ω=0.15A,则R3 阻值是:R3 =U3/I3=4.5V/0.15A=30Ω,电路总功率是:P2 =UI3 =6V×0.15A=0.9W;
(2)若U2 与U1 相比减小了0.5V,则电压表示数是:U2 =0.5V,R3 两端电压是:U3=U-U2 =6V-0.5V=5.5V,此时电路中电流是:I4 =U2/R1=0.5V/10Ω=0.05A,则R3 阻值是:R3 =U3/I4=5.5V/0.05A=110Ω,电路总功率是:P2 =UI4 =6V×0.05A=0.3W,故AB错误,综上所述,只有AC对,故选AC.
【点睛】
本题考察是串联电路特点和欧姆定律、电功率公式应用,对讨论电阻R3替代R1、R2 中一种电阻后电压表也许示数是解题关键,需要仔细分析找出多种状况中联络,然后列式求解,属于难题.
8.如图所示电路中,电源两端电压为U,且保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻,已知R1=10 Ω。当只闭合开关S2时,电流表示数为0.3 A,电路消耗总功率为P,R2消耗电功率为P2;当三个开关都闭合时,电流表示数变化了1.5 A,电路消耗总功率为P',R2消耗电功率为P2'。当只断开开关S1时,电流表示数为0.6 A。下列判断对是( )
A.U=12 V,R2=20Ω
B.U=9 V,R3 =30 Ω
C.R3=15 Ω,P2:P2'=1:4
D.R2 =20Ω,P: P'=1:6
【来源】【万唯】贵州省遵义市初中毕业生学业(升学)统一考试综合理科(物理部分)试题(白卷)
【答案】AD
【解析】
【详解】
当只闭合开关S2时,等效电路图如图1所示;当三个开关都闭合时,等效电路图如图2所示;当只断开开关S1时,等效电路图如图3所示。
由图1可得:
①;
②;
③;
由图2可得:
④;
⑤;
由图3可得:
⑥;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,因此:
⑦;
由②⑤式可得:
;
由③⑦两式可得:
;
B.由④⑥两式可得:U=12 V ,故B错误;
AD.代入⑥式可得:R2=20Ω,故AD对;
C.代人①式可得:R3=20 Ω,故C错误。
故选AD。
9.灯泡L上标有“6V 6W”字样,测得该灯泡电流随电压变化关系如题图甲所示。现把灯泡L接入如题图乙所示电路中,若电源电压为10V不变,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”,则下列说法错误是( )
A.当电流表达数为0.4A时,电压表示数为9V
B.灯泡L电阻值随电压表示数增大而增大
C.从电路安全角度,不能容许灯泡L正常发光
D.为了保证电路安全,整个电路消耗最大功率为6W
【来源】专题11欧姆定律-备战中考物理真题模拟题分类汇编(广东省)
【答案】B
【解析】
【详解】
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端电压,电流表测电路中电流。
A.由图甲可知,当电流表达数为0.4A时,灯泡两端电压UL=1V,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,电压表示数U滑=U﹣UL=10V﹣1V=9V,故A对,不符合题意;
B.由图甲可知,灯泡两端电压分别为1V、2V、5V、6V时通过电流依次为0.4A、0.6A、0.9A、1A,由R=可得,对应电阻依次为2.5Ω、3.3Ω、5.5Ω、6Ω,而对应电压表示数依次为9V、8V、5V、4V,因此灯泡L电阻值随电压表示数减小而增大,故B错误,符合题意;
C.灯泡正常发光时电流为1A,电流表量程为0~0.6A,从电路安全角度可知,电路中最大电流达不到1A,不能容许灯泡L正常发光,故C对,不符合题意;
D.由电流表量程可知,电路中最大电流为0.6A,为了保证电路安全,整个电路消耗最大功率P大=UI大=10V×0.6A=6W,故D对,不符合题意。
10.如图所示,电源电压为12V,且保持不变,R0为“100Ω0.5A”滑动变阻器,R2=10Ω。c、d和e、f为两对接线柱,另有一只定值电阻R1和一根导线接在两对接线柱上。电路1:当闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器滑片P置于最左端a时,滑动变阻器消耗功率为P1=1W;电路2:当闭合S、S2,断开S1,滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗功率为P2,下列说法对是( )
A.R1接在cd之间,导线接在ef之间
B.R1阻值为20Ω
C.电路2中,当滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗功率P2=4W
D.闭合S、S2,断开S1,使R2消耗功率不不不小于0.9W,且保持电路安全工作,则滑动变阻器接入电路阻值范围为14Ω∼30Ω
【来源】四川省成都市成华区中考二模物理试题
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.假设导线位置在ef之间,定值电阻R1位置在cd之间,当闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器滑片P置于最左端a时,电路为R0最大阻值简单电路,则滑动变阻器消耗功率
P0== =1.44W≠1W
因此,此种状况不符合题意,故A错误;
BC.假设导线位置在cd之间,定值电阻R1位置在ef之间,当闭合S、S1、断开S2,滑动变阻器滑片P置于最左端a时,R1与R0最大阻值串联,因串联电路中各处电流相等,因此,由P=I2R可得,电路中电流
I===0.1A
由欧姆定律可得,电路中总电阻
R===120Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,因此,R1阻值
R1=RR0=120Ω100Ω=20Ω
当闭合S、S2,断开S1,滑片P置于中点时,R2与 0.5R0串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,因此,电路中电流
I′===0.2A
滑动变阻器消耗功率
P0=(I′)2×0.5 R0=(0.2A)2×0.5×100Ω=2W
因此,此种状况符合题意,且R1电阻为20Ω,故B对,C错误;
D.闭合S、S2,断开S1,R2与R0串联,因R2消耗功率不不不小于0.9W,因此,电路中最小电流
I小===0.3A
电路中总电阻
R′===40Ω
根据电阻串联,变阻器接入电路中最大阻值
R0大=R′R2=40Ω10Ω=30Ω
由滑动变阻器铭牌可知,容许通过最大电流为0.5A,此时变阻器接入电路中电阻最小,电路总电阻
R″===24Ω
变阻器接入电路中最小阻值
R0小=R″R2=24Ω10Ω=14Ω
因此,滑动变阻器接入电路阻值范围为14Ω~30Ω,故D对。
故选BD。
11.甲、乙两个灯泡分别标有“6V 3W”和“3V 3W”,若灯丝电阻不变,将它们连接到电路中保证两灯都安全,下列说法对是( )
A.甲乙串联后接入电路,若其中一种正常工作,甲和乙消耗总功率是6W
B.甲乙并联后接入电路,若其中一种正常工作,甲和乙消耗总功率是6W
C.甲乙串联后接入电路,若其中一种正常工作,乙消耗电功率是0.75W
D.甲乙并联后接入电路,若其中一种正常工作,甲消耗电功率是3W
【来源】黑龙江省哈尔滨市南岗区中考一模理综物理试题
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AC.由“6V 3W”知甲灯泡额定电流
电阻
由“3V 3W”知乙灯泡额定电流
电阻
两灯泡串联在电路中,若只有一种灯正常发光,根据串联电路电流规律,则电路电流应为I=0.5A,甲灯正常发光,由电阻串联和欧姆定律,电源电压
U=I甲(R甲+R乙)=0.5A×(12Ω+3Ω)=7.5V
乙消耗功率
P乙=I2R乙=(0.5A)2×3Ω=0.75W
甲和乙消耗总功率
P总1=UI=7.5V×0.5A=3.75W
故A错误,C对;
BD.甲乙并联后接入电路,若其中一种正常工作,根据并联电路电压规律,乙正常工作,甲消耗功率是
两灯泡并联时,流过甲电流
流过乙电流
根据并联电路电流规律,则干路电流
甲乙并联后接入电路,甲和乙消耗总功率
P总2=U乙I′=3V×1.25A=3.75W
故BD错误。
故选C。
12.如图所示电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为R。若只闭合开关 S1,将滑动变阻器滑片P 置于A端时, 电压表V1示数为 U1,电压表V2示数为 U2;若此时将滑动变阻器滑片P移至B端,电压表V1示数为U1′,电压表V2示数为U2′,电流表A1示数为0.4A。已知:U1:U1′=1:2,U2:U2′=3:1,R2=3Ω。如下说法错误是( )
A.R1 电阻为2Ω
B.电源电压为6V
C.当开关都闭合,电路消耗最小功率为30W
D.只闭合开关S1时,电路消耗最大功率为7.2 W
【来源】湖北省武汉外国语学校美加分校中考线上诚信检测理综物理试题
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
若只闭合开关 S1时,电路如下图甲所示,将滑动变阻器滑片P 置于A端时,变阻器连入电路电阻为0,简化后电路如下图乙所示。此时,R1、R2两端电压分别为U1、U2。
将滑动变阻器滑片 P 移至 B 端时,电路如下图所示
此时,R2两端电压为U2′,变阻器和R1两端总电压为U1′。
此时,电流表达数为I丙=0.4A,R2=3Ω,据可知,R2两端电压U2′为1.2V。
根据
U2:U2′=3:1
结合U2′为1.2V,可以推得U2为3.6V
乙图中,电流表达数I乙为
已知
U1:U1′=1:2
根据欧姆定律,有
即
整理得
乙图中,电流表达数为1.2A,根据欧姆定律有
即
……①
丙图中,电流表达数为0.4A,根据欧姆定律有
即
……②
结合①②,有
则
只闭合开关S1时,当变阻器滑片在A端时,电路中电阻最小,电路总功率最大,为
当所有开关都闭合时,电路为
三个用电器并联,当变阻器连入电路中电阻为其最大阻值时,电路总功率最小,为
故选项A、B、D对,不符合题意;选项C错误,符合题意。
故选C。
13.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“5V 2.5W”字样,滑动变阻器 R1 最大阻值为40 Ω,定值电阻R2 阻值为 20Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为 0~3A,灯丝电阻不随温度变化。当 S1、S2 和 S3 都闭合,滑动变阻器滑片滑到端点 a 时,小灯泡L恰好正常发光。在保证电路安全前提下,如下说法对是:( )
A.电源电压为 10V
B.闭合 S2、S3,断开 S1 时,电路中最小电流为 0.1A
C.闭合 S1、S3,断开 S2 时,滑动变阻器取值范围为 0~20Ω
D.滑片在 a 端,S1、S2和S3 都闭合时,整个电路功率最大,最大值为 3.75W
【来源】重庆南开融侨中学-九年级(下)开学测试物理试题
【答案】D
【解析】
【详解】
根据 可得,小灯泡电阻:
;
A.当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器滑片滑到a端时,灯泡与电阻并联;此时小灯泡L恰好正常发光,则电源电压等于小灯泡额定电压,,故A错误;
B.闭合S2、S3,断开S1时,与L串联,电压表测变阻器电压,当滑动变阻器两端电压等于电压表最大值,即时,变阻器接入电路阻值最大,电路中电流最小,
则最小电流:
;
故B错误;
C.闭合S1、S3,断开S2时,与串联,电压表测变阻器电压,由串联分压规律可知,当电压表达数最大为时,变阻器接入电路阻值最大,因串联电路电流到处相等,结合欧姆定律可得:
;
即:
;
解得,变阻器接入电路阻值最大为,故C错误;
D.当S、S1和S2都闭合,滑动变阻器滑片滑到a端时,灯泡与电阻并联,因并联电路总电阻最小,因此由可知,此时整个电路功率最大,则整个电路最大功率:
;
故D对。
14.如图所示电路,电路接通后,移动滑动变阻器滑片,电压表最大值为6V,电流表最大值为3A、最小值为1A,由此可以确定( )
A.电源电压为9V
B.定值电阻阻值为6Ω
C.滑动变阻器最大阻值为2Ω
D.定值电阻最大功率为18W
【来源】广西中考一轮模拟物理试题(三)
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,电路为定值电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,当滑动变阻器接入阻值最大时,由串联分压及欧姆定律可知,电压表此时示数最大为6V,对应电流最小为1A,此时电源电压为
U=U1+U2=1A×R1+6V
当滑动变阻器接入阻值最小为0Ω时,电路为R1简单电路,由欧姆定律可知此时电流最大为3A,此时电源电压为
联立求解可得电源电压为9V,电阻R1阻值为3Ω,当滑动变阻器所有接入时,电路总电阻为
则滑动变阻器最大阻值为
R滑=R总-R1=9Ω-3Ω=6Ω
定值电阻阻值不变,由可知定值电阻两端电压最大时,功率最大,当滑动变阻器接入阻值为0Ω时,定值电阻两端电压最大,等于电源电压9V,此时功率为
故选A。
15.额定电压均为6V甲、乙两灯I﹣U图线如图所示,则下列说法不对是( )
A.甲、乙两灯电阻均随电压增大而增大
B.甲、乙两灯额定功率之比为2∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V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-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值,根据欧姆定律求出对应电阻,然后得出两灯泡电阻与两端电压关系;
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下电流,根据求出甲、乙两灯额定功率之比;
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V电源两端时,它们两端电压均为2V,根据图像读出通过电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡电阻之比;
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V电源两端时,通过它们电流相等,且总电压等于8V,根据图像读出符合规定电流和电压,根据求出两灯泡实际功率之比。
【详解】
A.由图像可知,甲、乙两灯泡两端电压分别为2V、6V时,通过甲电流依次为0.3A、0.6A,通过乙电流依次为0.2A、0.3A,由变形式可知,甲灯泡电阻依次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡电阻依次为10Ω、20Ω,因此甲、乙两灯电阻均随电压增大而增大,则A对,不符合题意;
B.甲、乙两灯额定电压均为6V,通过电流I甲额=0.6A,I乙额=0.3A,则甲、乙两灯额定功率之比:
,
则B对,不符合题意;
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V电源两端时,它们两端电压均为2V,由图像可知,通过电流分别为I甲=0.3A,I乙=0.2A,此时两灯泡电阻之比:
,
则C对,不符合题意;
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V电源两端时,通过它们电流相等,且总电压等于8V,由图像可知,当电路中电流、、时符合,则两灯泡实际功率之比:
,
则D错误,符合题意;
故选D。
16.如图所示,电源两端电压恒定,闭合开关,灯泡L1比灯泡L2电阻大,则( )
A.灯泡L1比L2亮
B.电流表A1示数比A2大
C.若L1灯丝烧断,L2两端电压变大
D.若L2灯丝烧断,电流表A示数变小
【来源】广东省广州市南沙区中考物理一模试题
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.由图可知,两只灯泡并联,两灯泡电压相等,灯泡L1比灯泡L2电阻大;由I=U/R可得,通过L1电流小,即电流表A1示数比A2小,U1=U2,由P实=UI可知,P实1<P实2,灯泡L2比L1亮,故AB错误;
C.由于两灯泡并联,由并联电路电压关系可知两灯泡两端电压相等,若L1灯丝烧断,L2两端电压不变,故C错误;
D.由图可知,电流表A1测量灯泡L1电流;电流表A2测量灯泡L2电流;电流表A测量干路上电流;若L2灯丝烧断,电流表A2示数为0,根据并联电路中干路上电流等于各支路电流之和,可知电流表A示数变小,故D对。
故选D。
17.图所示电路中,电源两端电压为U,且保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻,已知R1=5Ω,当只闭合开关S2时,电流表示数为0.3A,电路消耗总功率为P;当三个开关都闭合时,电流表示数变化了1.95A,电路消耗总功率为P′,当只断开开关S1时,电流表示数为0.45A,电路消耗总功率为P′′,下列判断对是
A.U=6V,R2=20Ω
B.U=9V,R3=30Ω
C.R3=10Ω,P∶P′′=3∶2
D.R2=20Ω,P∶P′=2∶15
【来源】-年北京市西城区九年级第一学期期末考试物理卷
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
当只闭合开关S2时,电阻、串联,则
=0.3A,P=0.3U
当三个开关都闭合时,电阻、并联,则
+=0.3A+1.95A,P′=2.25U
当只断开开关S1时,电路中只有,则
=0.45A,P′′=0.45U
解三式得
U=9v,R2=20Ω,R3=10Ω,P∶P′=2∶15,P∶P′′=2∶3
因此D对。
故选D。
18.定值电阻 R1、R2 和滑动变阻器R3接入如图电路中,电源电压不变。当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2示数之比U1∶U2=2∶1.电流表示数 I1=1A;滑片 P 位于最右端时,电压表 V1 和 V2 示数之比 U1′∶U2’=2∶5.当开关 S1 断开,S2闭合,两个电压表V1 和 V2示数之比U1’’ ∶U2’’=3∶l。当通过开关闭合与 断开及调整滑动变阻器滑片,可使电路消耗功率最小为4.5W,则下列说法 对是( )
A.电源电压为 10V B.滑动变阻器最大阻值是 20Ω
C.当开关 S1 断开,S2 闭合,R1 消耗电功率为 4W D.当开关 S1 闭合,S2 断开,R1 消耗最大功率为 4.5W
【来源】湖南长沙市广益试验中学-九年级3月月考物理试题
【答案】B
【解析】
【分析】
根据串联电路中电压与电阻成正比,电路最小功率时,就是电压不变时电阻最大解答。
【详解】
A.由上图可知,闭合S1断开S2时R2被短路,电路为R1与滑动变阻器串联电路,V1测R1电压,V2测滑动变阻器电压,根据串联电路中电压与电阻成正比,由题意可得
推出
R1=2Ra-----------(1)
推出
5R1=2R3------------(2)
-----------(3)
当闭合S2,断开S1时,滑动变阻器被短路,为R1与R2串联电路,V1测R1与R2总电压,V2测R2电压,根据串联电路中电压与电阻成正比,由题意又可得
推出
R1=2R2-------(4)
电路最小功率时,就是电压不变时电阻最大则有
--------(5)
联立(1) (2) (3) (4) (5)解之得
; ; ; ;
故A错误;
B.滑动变阻器最大阻值是,故B对;
C.当开关 S1 断开,S2 闭合,滑动变阻器被短路,R1与R2串联这时R1消耗功率
不是4W,故C错误;
D.当开关 S1 闭合,S2 断开,R2被短路,当滑动变阻器R3=0时,R1 消耗功率最大为
18W
不是4.5W因此D错误。
故选B。
【点睛】
串联电路中电压与电阻成正比。
19.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑到a点过程中,两电压表达数随电流表达数变化图线如图乙所示.下列论述对是( )
A.电源电压为14V
B.图乙中dc是表达电压表V2示数随电流表达数变化图线
C.滑片从b点滑到a点过程中,电路消耗总功率最小值为12W
D.滑片从b滑到a点时,电功率增大16W
【来源】江西省南昌十九中-九年级12月月考物理试题(上学期第三次)
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.由图甲知,R、R1、R2串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,电流表测串联电路中电流;滑片P从b点滑到a点过程中,R1连入阻值变小,电路中总电阻变小,由可知,电路中电流变大,R2两端电压变大,串联分压,因此R1两端电压变小,综上可知,图乙中,dc段表达V1示数随电流表达数变化图线,ec段表达V2示数随电流表达数变化图线,故B项说法错误;
当滑片位于b端时,接入电路中电阻较大,电路中电流较小,电路总功率较小,R2功率最小,由图乙可知,电路中最小电流,R1两端电压,R2两端电压,则电源电压:
当滑片位于a点时,接入电路中电阻较小,电路中电流较大,R2功率较大,由图乙可知,电路中最大电流,R1两端电压,R2两端电压,则电源电压:
因电源电压不变,因此,
解得:
电源电压:
故A项说法错误;
C.电路消耗总功率最小值:
故C项说法错误;
D.滑片从b滑到a点时,R2电功率增大值:
故D项说法对.
20.两个灯泡L1和L2分别标有“6V、2A”和“9V、1A”字样,不考虑温度影响,将它们连入同一电路中,为保证两灯均不坏,下列说法对是( )
A.将它们串联时,电路两端容许最大电压是15V B.将它们并联时,干路中容许最大电流是3A
C.将它们并联时,电路中容许最大总功率是21W D.将它们串联时,L1容许最大功率是3W
【来源】-人教版九年级物理第十七章 第三节 电阻测量 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
R2===9Ω,
通过它们电流和两端电压都不能超过额定值,否则会损坏灯泡;
将它们串联时,则干路最大电流是1A,总电压为
1A×(3Ω+9Ω)=12V,
故A不符合题意;
将它们并联时,干路两端最大电压为6v,因此干路中容许最大电流
I=+2.67A
故B不符合题意;
将它们并联时,电路中容许最大总功率
P=+=16W,
故C不符合题意;
将它们串联时,L1容许最大电流是1A,因此最大功率
P=I2R==3W,
故D符合题意;
故选D。
21.如图所示电路中,电源电压保持不变,当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器滑片移到a端时,R1功率为P1,电流表A1和A2示数之比为3:4;若再断开S2,则电流表A1和A2示数之比为1:2,当S1和S3断开,S2闭合,滑动变阻器滑片移到b端时,电压表示数为3V,R1功率为P1′,已知R1=6Ω,P1:P1′=16:1,下列判断错误是( )
A.电源电压为9V
B.R2阻值为3Ω
C.R2和R3阻值相等
D.R4最大阻值为12Ω
【来源】湖北省武汉市江汉区中考一模物理试题
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
BC.当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器滑片移到a端时,等效电路图如图1所示;若再断开S2,等效电路图如图2所示;当S1和S3断开,S2闭合,滑动变阻器滑片移到b端时,等效电路图如图3所示:
图2中,因并联电路中各支路两端电压相等,且电流表A1和A2示数之比为3:4,即
因此由得
则
图1中,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
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