初三物理电功率综合培优试题(含答案)

.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ra，闭合开关s1、断开开关s2 、s3， 电阻 r1 消耗的电功率p1=0.8w ，电压表v 1 的示数为u1，电流表a 的示数为i1；将滑动变阻器的滑片p 置于最左端， 闭合开关s1、断开开关s2、s3，电阻 r1 消耗的电功率p1=1.8w ，电路消耗的总功率为p，电流表 a 的示数为i 2；将滑动变阻器的滑片p 置于某位置b，其接入电路的电阻值为rb，闭合开关s1、断开开关s2、s3，电路消耗的总功率为 p，电压表v 2 的示数为u2已知： p： p=2： 1， u 1： u 2=4：5求：（1） i 1 与 i2 的比值；（2） ra 与 rb 的比值；（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r1=40，小灯泡电阻始终保持不变当开关s、 s1、s2 均闭合且滑片p 滑到 b 端时，电流表a 1、a 2 的示数 i1、i2 之比为7：4，小灯泡l 的电功率为4.8w ；当开关s 闭合， s1、s2 断开且滑片p 置于滑动变阻器中点时，电流表a1 的示数 i1 是 i 1 的倍求：（1） 当开关s、s1、s2 均闭合且滑片p 滑到 b 端时，电压表v 的示数；（2） 电阻 r2 的阻值；（3） 整个电路消耗的最小电功率;.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 r1，r2 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都闭合时，灯泡l 恰能正常发光将开关s1、s3 断开， s2 闭合后，改变滑动变阻器的滑片p 的位置，使滑动变阻器连入电路的电阻分别为0.25r1 和 r1，这两种情况下，滑动变阻器消耗的电功率相等当开关s1、 s2 断开， s3 闭合，滑片p 在变阻器的左端时，灯泡l 的 实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ia；（2） 滑动变阻器的最大电阻值r1；（3） 灯泡正常发光时电阻r2 消耗的电功率p24（ 2013?雨花台区一模）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，由于 a 、b 两部分被封闭在一个透明的玻璃壳内，a、b 是其两个外露的接线柱（如图甲）他们了解到b 是一个定值电阻，其电压与电流关系如表所示：a 是一种由特殊金属丝制成的导体，它的额定电压是6v 为进一步了解a 的某些特征，他们将元件的ab 两端接在图乙的 ab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答：电压 u （v ）2.04.06.0电流 i（ a ） 0.100.200.30（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，使电压表示数为际功率4v ，计算10s 内导体 a 产生的热量和导体b 的实5（ 2013?海淀区一模）如图所示，电源两端电压保持不变，r1、r2 为定值电阻，开关s3始终闭合闭合开关s1、断开开关s2，滑动变阻器的滑片置于某位置m 时（图中未标出） ，滑动变阻器的阻值为rm，电流表的示数为i1，滑动变阻器的电功率pm 为 0.4w 保持开关s1 闭合、开关s2 断开，将滑动变阻器的滑片置于某位置n 时（图中未标出） ，滑动变阻器的阻值为rn，电流表的示数为i 2，电压表的示数为u1，滑动变阻器的电功率pn 仍为 0.4w 断开开关 s1、闭合开关s2，滑动变阻器的滑片仍置于位置n 时，电压表的示数变为u2已知i 1： i 2=2：1， u1： u2=7： 9求：（1） 滑动变阻器接入电路的阻值rm 与 rn 之比；（2） 定值电阻r1 与 r2 的阻值之比；（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ra，闭合开关s1、断开开关s2 、s3， 电阻 r1 消耗的电功率p1=0.8w ，电压表v 1 的示数为u1，电流表a 的示数为i1；将滑动变阻器的滑片p 置于最左端， 闭合开关s1、断开开关s2、s3，电阻 r1 消耗的电功率p1=1.8w ，电路消耗的总功率为p，电流表 a 的示数为i 2；将滑动变阻器的滑片p 置于某位置b，其接入电路的电阻值为rb，闭合开关s1、断开开关s2、s3，电路消耗的总功率为 p，电压表v 2 的示数为u2已知： p： p=2： 1， u 1： u 2=4：5求：（1） i 1 与 i2 的比值；（2） ra 与 rb 的比值；（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：（1） 根据 p=i2r 结合图甲和图乙中电阻r1 消耗的电功率求出i1 与 i2 的比值（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ra 和 rb 与 r1、r2 之间的关系，进一步求出ra 与 rb 的比值（3） 由实物电路图可知，因为rarb，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r1、r2、ra 三电阻之间的关系；根据串联电路电阻的分压特点得出图甲中r1 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r1 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s1、断开 s2、s3 时，等效电路如答图甲所示；将滑动变阻器的滑片p 置于最左端， 闭合开关 s1、断开 s2、s3 时， 等效电路如答图乙所示；将滑动变阻器的滑片p 置于某位置b，闭合开关s1、断开 s2、s3 时，等效电路如答图丙所示（1） p=i2r，且 p1=0.8w ， p1=1.8w ，=（2） p=ui ，且 p： p=2： 1，=电源的电压不变，由甲、乙两图可得：u=i 2（r1+r 2） =i 1（ r1+r a+r 2） 由乙、丙两图可得：u=i 2（ r1+r 2）=i 3 （r1+rb+r 2） 由可得：2ra=r 1+r2rb=r 1+r 2ra： rb=1： 2；（3）因为 ra rb，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，电路消耗的总功率最大，其等效电路如答图丁所示由两式可知u=ir ，=由可得：=，=；由图甲可得：u 1=u=u=， p1=0.8w ，解得=3.2w ，根据 pmax=+=+=22=22 0.8w=17.6w 答：（ 1） i1 与 i 2 的比值为2： 3；（2） ra 与 rb 的比值为1： 2；（3） 电路消耗的电功率最大电功率为17.6w 【点评】 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r1=40，小灯泡电阻始终保持不变当开关s、 s1、s2 均闭合且滑片p 滑到 b 端时，电流表a 1、a 2 的示数 i1、i2 之比为7：4，小灯泡l 的电功率为4.8w ；当开关s 闭合， s1、s2 断开且滑片p 置于滑动变阻器中点时，电流表a1 的示数 i1 是 i 1 的倍求：（1） 当开关s、s1、s2 均闭合且滑片p 滑到 b 端时，电压表v 的示数；（2） 电阻 r2 的阻值；（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【专题】 计算题；压轴题【分析】（ 1）分析电路图，作出开关s1、s2 均闭合且滑片p 滑到 b 端时的等效电路图，由并联电路特点结合题意求出流过电阻r1 的电流，由并联电路特点及欧姆定律求出灯泡电阻， 最后由电功率的变形公式求出电压表示数（2） 分析电路结构， 作出开关s1 、s2 均断开且滑片p 置于滑动变阻器中点时的等效电路图， 由欧姆定律及串联电路特点求出电阻r2 的阻值（3） 当开关 s1、s2 均断开且滑片p 在 b 点时，电路消耗的电功率最小，由电功率公式p=可以求出电路的最小电功率【解答】 解：（1）开关 s1、s2 均闭合且滑片p 滑到 b 端，等效电路图甲所示，i 1=i 1 i 2， i 1： i 2=7： 4，i 1：i2=3： 4，则=，rl=r1=40=30 ，灯泡功率pl=，电压表示数uv =12v ，电源电压u=u v =12v ，答：电压表v 的示数是12v （2）如图甲所示，i2=0.4a ，i 1：i 2=7： 4， i1=i2=0.4a=0.7a ，开关 s1、s2 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，i 1是 i1 的倍，电路电流i 1=0.7a=0.3a ，电路总电阻r=40 ，电阻 r2 的阻值r2=r=40=20， 答：电阻r2 的阻值是20（3）由电路图可知，开关s1 、s2 均断开且滑片p 在 b 端 时 ， 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，此时最小功率p 最小=2.4w ，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 r1，r2 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都闭合时，灯泡l 恰能正常发光将开关s1、s3 断开， s2 闭合后，改变滑动变阻器的滑片p 的位置，使滑动变阻器连入电路的电阻分别为0.25r1 和 r1，这两种情况下，滑动变阻器消耗的电功率相等当开关s1、 s2 断开， s3 闭合，滑片p 在变阻器的左端时，灯泡l 的 实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ia；（2） 滑动变阻器的最大电阻值r1；（3） 灯泡正常发光时电阻r2 消耗的电功率p2【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ia；3、根据功率公式p=求出电流；根据欧姆定律及功率公式p=求出电阻r1；4、根据r1 与 r2 的关系求出电阻r2 ，最后由p=求出 r2 的功率【解答】 解：开关都闭合时电路连接如图甲只闭合开关s2 时，电路连接如图乙、丙只闭合开关s2 时，电路连接如图丁在甲图中，灯泡l 正常发光，所以电源电压u=u l=12v ， 灯泡电阻rl=16 电流表示数i a=i l=0.75a在乙图、丙图中，p1=p1；=电源输出电压不变：=；r1=2r 2在甲图、丁图中，pl =pl，rl 不变；=；=电源输出电压不变=； r1=3r l=3 16=48r1=2r2； r2 =24 ， r1=3rl；=甲图中灯泡正常发光，r2 消耗的功率p2=6w 答：（ 1）灯泡正常发光时电流表的示数是0.75a （2） 滑动变阻器的最大电阻值48（3） 灯泡正常发光时电阻r2 消耗的电功率p2=6w 【点评】 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， 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4（ 2013?雨花台区一模）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，由于 a 、b 两部分被封闭在一个透明的玻璃壳内，a、b 是其两个外露的接线柱（如图甲）他们了解到b 是一个定值电阻，其电压与电流关系如表所示：a 是一种由特殊金属丝制成的导体，它的额定电压是6v 为进一步了解a 的某些特征，他们将元件的ab 两端接在图乙的 ab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答：电压 u （v ）2.04.06.0电流 i（ a ） 0.100.200.30（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，使电压表示数为际功率4v ，计算10s 内导体 a 产生的热量和导体b 的实【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，由欧姆定律可求得可求得 a 中的电流，则由电功公式可求得a 中的热量及b 中电流，再由并联电路的特点b 的实际功率【解答】 解：（ 1）由欧姆定律得：rb=；（2）由图可知：u=6v ， i=0.46a ，ib=0.3a ，ia=i ib=0.46a 0.3a=0.16a ，p 额 a=u?ia=6v 0.16a=0.96w ；（3）由表格和图可知：u=4v时：i=0.38ai b=0.2a ，ia=i ib=0.38a 0.2a=0.18a ，qa =（ ia ） ra t=u a?ia t=4v 0.18a 10s=7.2j，2pb=0.8w ；答：（ 1） b 的阻值为20；（ 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，r1、r2 为定值电阻，开关s3 始终闭合闭合开关s1、断开开关s2，滑动变阻器的滑片置于某位置m 时（图中未标出） ， 滑动变阻器的阻值为rm，电流表的示数为i1，滑动变阻器的电功率pm 为 0.4w 保持开关s1 闭合、开关s2 断开，将滑动变阻器的滑片置于某位置n 时（图中未标出） ，滑动变阻器的阻值为 rn，电流表的示数为 i 2，电压表的示数为 u1，滑动变阻器的电功率 pn 仍为 0.4w 断开开关 s1、闭合开关 s2，滑动变阻器的滑片仍置于位置 n 时，电压表的示数变为 u2已知i 1： i 2=2：1， u1： u2=7： 9求：（1） 滑动