2019年九年级物理电功率最值问题练习含答案

2019年九年级物理电功率最值问题练习含答案2019年九年级物理电功率最值问题练习四川省宜宾市翠屏区白花中心校一、单选题（本大题共5小题，共10.0分）1.如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示，下列判断正确的是（）A.电源电压为4VB.电路总功率的最大值为2.4WC.R1电功率的最小值为0.4WD.R2的最大阻值为10Ω2.甲和乙两灯的额定电压均为6V，图中是甲、乙两灯的电流随其两端电压变化的图象，以下说法正确的是（）A.将两灯并联在4V的电源两端，电路总功率为4WB.将两灯串联，使其中一个灯泡正常发光，电源电压最大为9VC.将两灯串联起来，并保证都发光且不被烧坏时，甲灯比乙灯亮D.将两灯并联在6V的电源两端，干路电流为1.5A3.如图所示，电源电压为6V且保持不变，R=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()A.当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～20ΩB.当S闭合，S1、S2都断开时，电路消耗最大功率是3.6WC.当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4WD.当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω4.小明用如图甲所示电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率，电源电压恒为4.5V，小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，测得小灯泡的U-I图象如图乙所示。针对该实验过程，下列结果正确的是（）A.小灯泡的额定功率为6.25mWB.小灯泡正常工作时的电阻为1.8ΩC.滑动变阻器的最大阻值为40ΩD.电路消耗的最小功率为0.05W5.如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U-I图象如图乙所示，则（）A.电源电压为20VB.EF是V1表示数随A表示数变化的图象C.滑动变阻器的最大阻值为10ΩD.整个电路的最大功率为14.4W二、多选题（本大题共1小题，共3.0分）为10Ω时，滑动变阻器的阻值应为多少，才能使电路消耗的功率最大。(6)给定电路图如下，其中小灯泡L标有“4V”，电流表的量程为0.6A。滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2的阻值为10Ω。当闭合开关S和S2，断开开关S1，滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡L恰好正常发光。根据图乙，小灯泡的电流随其电压变化的图象。根据这些信息，下列说法正确的是：A.电源电压为9V。B.闭合开关S和S1，断开开关S2，为保证电路安全，电阻R2的最大功率为8.1W。C.闭合开关S和S2，断开开关S1，当小灯泡的功率为0.8W时，滑动变阻器的阻值是17.5Ω。D.闭合开关S和S2，断开开关S1，滑动变阻器滑片移到中点时，用一个“4V0.5W”的灯泡L'替换L，则L'将会烧毁。(7)给定电路图如下，其中R是阻值为80Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω3A”字样，电流表A1的量程为0.6A，电流表A2的量程为3A，灯泡上标有“8V1.6W”字样。根据这些信息，求：(1)灯泡的额定电流。(2)闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小。(3)开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值。(8)给定电路图如下，其中电源电压恒定，R1=30Ω，闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3A。当闭合开关S、S1时，发现电流表示数变化了0.2A。根据这些信息，求：(1)电源电压。(2)R2的阻值是多少？(3)当闭合开关S、S1时，电路消耗的总功率。(9)给定电路图如下，其中电源电压为12V，且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R1=10Ω，电流表的量程为0.6A。根据这些信息，求：(1)闭合开关S、S1，断开开关S2时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到何处？此时电压表的示数为多少？10分钟内电流通过R1产生的热量是多少？(2)开关S、S2闭合，开关S1断开时，求电路允许消耗的最大功率（保证各用电器安全）。(10)给定电路图如下，其中滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U-I图象如图所示。电源电压为恒定值。根据这些信息，求：(1)R1的阻值。(2)电路消耗的最大功率。(3)当R2为10Ω时，滑动变阻器的阻值应为多少，才能使电路消耗的功率最大。=0.6A，根据欧姆定律得到R2的阻值为20Ω。当滑片于b端时，其接入电路电阻为，电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙可知电压表的示数为3V，根据欧姆定律得到滑动变阻器的最大阻值为25Ω。根据串联电路的特点和欧姆定律，表示出电源的电压为12V，利用电源的电压不变得出等式50I2+20I1=12，解得I1=0.16A，I2=0.08A。进一步求出电源的电压为12V，利用电功率公式求出电路消耗的最小功率为0.96W和R1的最小功率为0.64W。因为两灯泡串联，所以它们通过的电流相等，能正常发光的灯泡为两灯泡额定电流中较小的，即I乙′=0.5A的灯泡，根据欧姆定律可得电源的电压：U=I乙′×R=0.5A×12Ω=6V，故B错误；C.两灯泡串联时通过它们的电流相等，由图象可知，两灯泡两端的电压分别为2V、4V，根据P=UI可知两灯泡实际功率分别为1W、2W，实际功率较大的灯泡较亮，故C错误；D.将两灯并联在6V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两灯泡两端的电压均为6V，由图象可知，通过两灯泡的电流分别为I甲′′=1A，I乙′′=0.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流：I=I甲′′+I乙′′=1.5A，电路总功率：P=UI=6V×1.5A=9W，故选D。A.根据题目描述，这一段是正确的，没有格式错误或明显问题。B.两灯泡串联时，电路中的最大电流为0.5A，两灯泡两端的电压分别为2V和6V。由于串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压为8V。因此，B选项是错误的。C.将两灯泡串联起来并保证发光且不被烧坏时，通过它们的电流相等。由题目中的图象可知，乙灯泡两端的电压大于甲灯泡两端的电压。由于灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，根据P=UI公式可知，乙灯泡的实际功率较大，因此乙灯泡较亮。因此，C选项是错误的。D.将两灯泡并联在6V电源两端时，通过两灯泡的电流分别为1A和0.5A。由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，因此干路电流为1.5A。因此，D选项是正确的。综上所述，答案为D。滑动变阻器规格为“20Ω1A”，最大阻值为20Ω，接入电路的阻值范围为6Ω～20Ω，因此选项A错误。当S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与L串联时，电流最大，为0.5A，消耗功率为3W，因此选项B错误。电路消耗的最大功率为UI最大，为6V×0.6A=3.6W，因此选项C正确。由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A，因此电路消耗的总功率最大，电路中的总电阻为10Ω，滑动变阻器与R并联，解得R滑=15Ω，因此选项D正确。综上，选项C为正确答案。在改写每段话时，只做了必要的语言调整，没有改变原意。U2B=8V0.4A=20Ω；根据P=UI计算电路的最小功率为：P=UI=0.4A×12V=4.8W；故C选项正确；D.由乙图可知，滑片在A点时滑动变阻器的电阻最小，电流最大为IA=0.8A，变阻器的电压U2A=4V，则滑动变阻器的最小电阻为：R2小=𝐼=U2A=4V0.8A=5Ω；根据P=UI计算电路的最大功率为：P=UI=0.8A×12V=9.6W；故D选项正确。、滑片移到中点时，电路中的电流可用电流表测量。根据串联电路中各处电流相等的原理，可得到滑动变阻器两端的电压和电源的电压，并得出选项A正确。根据题目给出的数据，可以计算出灯泡L的电阻和实际功率，以及滑动变阻器的阻值，从而得出选项C正确。由于灯泡L′两端的电压比L两端的电压大得多，所以用一个“4V0.5W”的灯泡L′替换L后，L′会烧毁，从而得出选项D正确。在闭合S和S1、断开S2时，R1与R2串联，电路中的电流可用电流表测量。当滑动变阻器接入电路中的电阻为时，电路中的电流大于最大电流0.6A，因此R2的最大功率为3.6W，从而得出选项B错误。综上所述，选项ACD为正确答案。当滑片移到中点时，可以通过电流表测量电路中的电流。首先，当灯泡L正常发光时，其电压与额定电压相等，根据图乙可以得知通过灯泡的电流即为电路的电流。根据欧姆定律，我们可以求出变阻器两端的电压，并根据串联电路的电压特点求出电源的电压。其次，当小灯泡的功率为0.8W时，根据图乙可以读出灯泡两端的电压和通过的电流，再根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，最后根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻。最后，根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻，再根据电功率公式求出L′的电阻，根据串联电路的分压特点可知灯泡L′替换L后L′两端的电压，然后判断L′是否会烧毁。本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，需要从图象中获取有用的信息。需要注意的是，灯泡的电阻是变化的。解题过程如下：首先，由电功率公式P=UI得灯泡L额定电流为I额=U额/P额=8V/1.6W=0.2A。其次，闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R串联，灯泡正常发光，则此时灯泡两端的电压为UL=I额=8V，此时电路中的电流为I=I额=0.2A。由I=UR可知，电阻R两端的电压为U=IR=0.2A×80Ω=16V，因此电源电压U=U+UL=16V+8V=24V。最后，开关S、S1、S2都闭合时，电阻R和滑动变阻器R并联，灯泡被短路；电流表A1测通过电阻R的电流，电流表A2测干路中的总电流。由于滑动变阻器的最大电阻为R大=100Ω，则R消耗电功率的最小值为Pmin=R×U2max/100Ω=(24V)2/100Ω=5.76W。此时通过R的电流为I=R/U=80Ω/24V=0.3A，电流表A1测通过电阻R的电流，电流表A2测干路中的总电流，电流表A1的量程为～0.6A，电流表A2的量程为～3A。所以，通过R的最大电流为Imax=I2-I1=3A-0.3=2.7A，R消耗电功率的最大值为Pmax=Umax×Imax=24V×2.7A=64.8W。1、根据灯泡的额定电压和功率，可以利用公式I=U/P计算出灯泡L的额定电流为0.2A。2、当开关S闭合，开关S1和S2断开时，灯泡L与电阻R串联，灯泡正常发光，根据串联电路的电压特点，可以求出电源电压为24V。当开关S1和S2都闭合时，电阻R和滑动变阻器R并联，灯泡被短路，电流表A1测通过电阻R的电流，电流表A2测干路中的总电流。根据公式P=UI，可以计算出R2上消耗电功率的最小值为5.76W。开关S的最大值为64.8W，在不损坏电流表的前提下可以测量。3、当闭合S、S1时，电路为R1的简单电路，利用欧姆定律I=U/R，可以计算出电源的电压为9V。当闭合S、S1时，R1与R2并联，根据并联电路的特点，可以求出R2的阻值为45Ω。当闭合S、S1时，干路电流为0.5A，电路消耗的总功率为4.5W。在电路中，为了使功率最大，需要让电阻尽量小，滑动变阻器应该滑到b端。但是，我们也需要考虑到各个用电器的安全，不能简单地计算。这是一个初中电学的典型练习题，需要熟练掌握。解析：（1）根据R1的U-I图象可知，通过R1的电流与电压成正比，R1为定值电阻。当U1=6V时，I1=0.6A。根据欧姆定律，可以求出R1的阻值为10Ω。（2）当滑动变阻器连入电阻时，电路中的电流最大，此时电阻R1两端的电压等于电源电压，电源电压U=U1=6V，最大电流为I1=0.6A。根据P=UI公式，可以求出电路消耗的最大功率为3.6W。（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，利用P=I2R和I=RU1+R2联立方程组，可以求出R2的阻值为2Ω。本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用。能够从图中得出相关信息是关键。(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，电路中通过R1的电流为0.24A。(2)当只闭合开关S3时，滑片P移动到中点，电压表示数为3V，此时小灯泡的电阻为45Ω。根据欧姆定律求出灯泡两端的电压，再根据串联分压定律求出滑动变阻器两端的电压。(3)为了保证电路安全，电压表示数不能超过3V，根据此求出R1两端的最小电压为9V，进而求出电路中的最小电流为0.18A。在电源电压不变的情况下，电路中的总电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小。根据P=UI求出电路消耗的最小功率为2.16W。𝑈𝑅=220V1A=220Ω，电阻R1与R2并联时，整个电路的总电阻为：𝑅总=𝑅1×𝑅2𝑅1+𝑅2=220Ω×10Ω220Ω+10Ω≈9.09Ω，故答案为：（1）当S和S1都闭合