全国初中物理竞赛题专练（九年级）电功、电能、电功率和效率问题专项培优（原卷版）

专题05电功、电能、电功率和效率问题专项培优

全国初中物理竞赛试题精编

一、单选题

I.如图I所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R的最大阻值为20C,闭合开关S,调节滑动变

阻器的滑片，使其从最右端向左滑动到〃点时，小灯泡恰好正常发光；在图2中绘制出电流表与两电压表

示数关系的图像。下列说法中正确的是（）

AI/A

10U/V

图2

A.曲线中是灯泡的/-U图像

B.小灯泡正常发光时的电阻为20c

C.滑片在。点时，滑动变阻器接入电路的电阻为5c

D.滑片在。点时，通电Imin,滑动变阻器与小灯泡消耗电能之比为5：1

2.如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路图。R。是阻值为484Q的保温电阻，R/是规格为“220V

800W”的主加热电阻，足是副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压一保压一保温'’三个阶段，通过如图

乙所示的锅内工作压强与时间”（夕一）。”关系图象可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关S,

S自动接到〃，同时Si自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内工作压强达80kPa时，Si自动断开，

进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，Si又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，S自动接

到乩减压进入保温状态。电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态共耗电0.25kW・h,下列说法正确

的是（）

A.电压力锅煮饭时，锅内气压增大液体沸点降低

B.当锅内JL作压强为4（）1^2时・，电压力锅一定处于升压状态

C.电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态Q的工作时间是18mm

D.电压力锅正常工作时的最大电流是5A

3.如图所示的电路中，a、b、，是三只电表（电压表或电流表），闭合开关S,标有“3V0.5A”的灯泡Li

正常发光，标有“6V0.5A”的灯泡L2发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（）

A.电表。为电流表，且示数为1AB.电表b为电压表，且示数为3V

C.电表c为电流表，且示数为0.25AD.闭合开关S,电流1s所做总功为2.25J

4.灯泡标有“6V”字样，为探究其工作时的特点，小刚利用图甲所示的电路进行实验，其中电源电压保持

不变，滑动变阻器的规格为“30。1A。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片P从〃点向右缓慢移动，直到

电压表示数达到6V时为止。图乙是用获得的实验数据作出的U-/图像，下列判断正确的是（）

A.电源电压为6V

B.闭合开关，在移动滑片P的过程中，灯泡L的最小电阻为10C

C.滑动变阻器的滑片P移到》端时，灯泡L正常发光，且灯的额定功率为3.6W

D.灯泡L与10C的定值电隹后串联接入电压为9V的电路，出每秒消耗电能为2.5J

5.定值电阻A/、R2和滑动变阻器以接入如图电路中，电源电压不变。当开关Si闭合，S2断开，滑片P

位于“点时，电压表Vi和V2的示数之比口：3=2:1,电流表的示数/=1A；接着滑片P位于最右端时，电

压表Vi和V2的示数之比U/'：S'=2:5。当开关Si断开,S2闭合，两个电压表Vi和V2的示数之比"6=3:1,

通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片，使电路消耗的功率最小为4.5W。下列说法正确的是（）

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B.滑动变阻器的最大阻值是30Q

C.当开关Si断开，S2闭合，电路消耗的功率为18W

D.当开关Si闭合，S2断开，滑片P位于。点时，R3消耗的功率为4W

6.如图所示的电路中，电源电压保持不变，R/和型为滑动变阻器，它们的滑片可移动的最大距离相等，

已知滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比。开始时，R/、型的滑片均位于变阻器的正中间，开关闭合

后，电路的总功率为0.4W。若将R/的滑片向左移3cm,&的消户向右移动6cm,电路的总功率变为0.3W；

若将片的滑片向右移3cm,R2的滑片向右移动6cm,电路的总功率为0.5W,则滑动变阻器用、R2的总电

阻之比为（）

7.如图甲所示，是小南设计的测量物体重力的电子秤，电源电压为3V,勒是阻值为100C的定值电阻，

R是压力敏感电阻，其阻值随压力变化如图乙所示，。是杠杆支点，0A:0B=3：I托盘、杠杆和压杆质量

A.物重越小，电压表的示数越大

B.R承受的压力为350N时，&的功率为0.09W

C.电压表的最大示数是2V

D.电压表示数为IV时，物重是250N

8.如图甲所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器用的

规格为“50Q0.5A”.闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据.用测得的数据绘制了电流

与滑动变阻器阻值的变化关系图（如图乙所示）.在保证电路安全的情况下，下列计算结果中正确的是（）

A.电源电压为12V

B.凡的阻值为15c

C.滑动变阻希的限值变化范围是10~50Q

D.滑动变阻器的最大功率为0.9W

二、多选题

9.如图所示的电路中，电源电压保持U恒定，滑动变阻器的最大阻值为R/、&、&均为定值电阻，且

A.若a、b均为电流表，开关都闭合，滑动变阻器滑片P从中点移到左端时，电压表V与a表的示数

之比保持冷不变，电压表V的示数与b表示数的乘积变小

B.若a、b均为电压表，开关都闭合，滑动变阻器滑片P向右滑动过程中，电表a与电表b的示数之

比变小，电表a与电表b的示数的变化量相等

C.若a、b均为电压表，开关都闭合,滑动变阻器滑片P从中点移到左端时,a电压表的示数增大了卷,

U2

电路总功率减小了次

11\^

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D.只闭合开关S”滑动变阻器滑片P向右滑动过程中，电压表V与电流表A的示数之比变小，两表

示数乘积变大

10.如图甲所示，电源电压不变，与为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器&的滑片P从最左端滑到最

右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图象如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.电源电压为8V

B.定值电阻凡的阻值为10Q

C.该电路消耗的最大功率和最小功率之比为2:1

D.该电路消耗的最大功率和最小功率之比为4:1

11.如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S,调节电阻值，电压表示数与电流表示数关系图象如图

乙圻示，其中/。是电阻箱阻值为零时的电流，则下列说法不正询的是（）

A.定值电阻阻值大小为小

%

B.电阻箱两端电压随电流增大而增大

C.电路消耗的总功率最大值在数值上等于图形S3与％的面积之和

D.电阻箱消耗的电功率最大值在数值上等于图形S/的面积

12.有两个定值电阻A和B的电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示，则下列判断正确的有（)

A.将A和B串联接在9V电源两端时，电路中的电流为0.5A

B.将A和B并联接在6V电源两端，10s内电路消耗的电能是60J

C.定值电阻A的阻值为I2Q

D.将A与一个滑动变阻器R/串联如图乙所示，保持滑片位置不动，若用电阻B替换电阻A时，电

流表和电压表示数都将变大

13.如图，电源电压保持不变，当开关S闭合后，灯Li、L2都能正常工作，且甲、乙两个电表的示数之比

是3:4,通电lOmin后，下列说法正确的是（）

A.Li、L2消耗的电能之比是1:3B.L、Lz消耗的电能之比是3:1

C.Li、L2两端的电压之比1:3D.Li、L2两端的电压之比3:4

14.如下图甲中，电源电压为12V不变，电流表量程0-0.6A,电压表量程0〜15V,滑动变阻器铭牌标有”?Q,

IA”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡”6V,0.5A—闭合开关，使滑片P移动范围最大，得

到滑动变阻器的/-U图像如图乙所示。则以下说法正确的是（）

71A

甲乙

A.虚线框内是小灯泡

B.电路的最大总功率为6W

C.虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10Q

D.滑动变阻器铭牌上?处的数值最小为20

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三、填空题

15.小明家买了一台电热水器，工人师傅安装时，电热水器的金属外壳应该,在用测电笔检测插座

时，发现发管发光，说明测电笔接触的是线；当电热水器正常工作时，又把空调接入电路，结果家

里的，，空气开关，，跳闸了，原因可能是；小明家的电能表的铭牌及盘面如图所示，电

能表转盘转速越快说明（选填“电功”或“电功率”）越大；电能表记录到他家己用电:现只将

某川电器单独接在该表上工作20min,电能表转盘转了300圈，则该用电器在上述时间内消耗的电功率是

kWo

16.如图所示的电路中，电源电压保持不变，R。、R/均为定值电阻，且R户;R/,应为滑动变阻器（〃、b

4

是R2的两个端点）。当闭合开关Si和S2时，移动滑动变阻器滑片到某一位置，电压表Vi示数为12V,电

流表示数为0.25A。当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片在。端时，电压表Vi示数为S,当移动滑动变阻

器滑片至。端时，电压表V2的示数为S,已知U/：S=8：9,且移动过程中，电路总功率变化了2.7W。

则定值电阻R/为Q;电源电压为V。

17.把规格为“20C1A”的滑动变阻器R与“8V4W”的小灯泡L按如图所示连接在总电压恒为9V的电路

中，电流表和电压表选择的量程分别为“0《6A”和“0-3V”，要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所

选审程的最大测吊:值（忽略灯丝电阻的变化），则滑动变阻器可调节的范围为,电路中电流的范

围为,滑动变阻器消耗的功率最大为W（保留一位小数）。

四、计算题

18,2024年9月6号台风“摩羯”在海南省文昌市登陆，风力达到17级以上，对我国沿海地区造成了不可

估量的损失；为了更好的预防台风，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置模型，如图甲所示，

电源电压恒为16V,为定值电限，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其/-U关系的部分数据如图乙所示,

R为长14cm、阻值60。粗细均匀的电阻丝(电阻丝的阻值与长度成正比)，电阻均不计的金属弹簧连接一

个挡板，挡板上有一滑片与电阻R连接.闭合开关S；无风时，滑片在电阻R最左端，此时电流表示数为

0.2A；有风时，风对挡板的作用力产方向始终水平向右，已知风力每增加IN挡板就会前进1cm,滑片始

终与电阻R接触良好且无摩擦；求：

(1)电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为多少；

(2)无风时Ro消耗的电功率为多少；

(3)为保护电路，允许风对挡板施加的最大作用力为多少；

19.半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大。如图甲是某种半导体材料的

电阻随温度变化的美系图象。根据这种半导体材料电阻的特性，小明和他的同学设计了一个电路(如图乙),

可以测定某一空间的温度，使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表(0~0.6A)、开关、定值电阻凡(10C)、