北师大版初中九年级物理专项素养综合练(八)与电功率有关的动态电路分析与计算课件

第十三章电功和电功率专项素养综合全练(八)

与电功率有关的动态电路分析与计算1.(新课标·模型建构)(2023四川遂宁中考)如图甲所示电路,电

源电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2铭牌上标有“120

Ω

0.8A”的字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15

V。在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器滑片,经测量

分析,得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下

列说法正确的是

(

)D

A.电源电压为16VB.R1的阻值为25ΩC.电路总功率的最大变化量为10.8WD.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10~100Ω解析由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两

端的电压,电流表测量电路中的电流;由图乙可知,当R2两端的

电压为8V时,R2的电功率为4W,由P=UI可知,此时电路中的

电流:I1=

=

=0.5A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I1R1+8V=0.5A×R1+8V①;当R2两端的

电压为10V时,R2的电功率为4W,由P=UI可知,此时电路中的

电流:I2=

=

=0.4A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I2R1+10V=0.4A×R1+10V②;由①②两式可解得,电源电压U=18V,R1的阻值R1=20Ω,A、B错误;根

据题意可知,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8A,电流

表的量程为0~0.6A,为了电路安全,电路中的最大电流为I大=

0.6A,则电路中的最大总功率P大=UI大=18V×0.6A=10.8W;

由I=

可知,电路中的最小总电阻R小=

=

=30Ω,根据串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值

为R2小=R小-R1=30Ω-20Ω=10Ω;根据电压表量程可知,R2两端

的最大电压为15V,根据串联电路的电压特点可知,R1两端最小电压为U1小=U-U2大=18V-15V=3V,电路中最小电流为I小=

=

=0.15A,电路中的最小总功率为P小=UI小=18V×0.15A=2.7W,由I=

可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值为R2大=

=

=100Ω,所以,电路总功率的最大变化量ΔP=P大-P小=10.8W-2.7W=8.1W,C错误;滑动变阻器允许接入电路

的阻值范围为10~100Ω,D正确。故选D。2.(2023辽宁阜新中考)(多选)如图甲所示,电源电压恒为6

V。灯泡L的规格为“6V3.6W”,且电阻不随温度变

化。闭合开关后,灯泡正常发光,当移动滑动变阻器的滑片P

时,电流表的示数发生变化,若其最小值如图乙所示,最大值

为满刻度。下列说法正确的是

(

)

CDA.图乙中电流表的示数为0.2AB.滑动变阻器连入电路的最小阻值为15ΩC.滑动变阻器连入电路的阻值变化量为12.5ΩD.此电路的最大功率为18W解析灯泡和滑动变阻器并联接入电路,小灯泡正常发光,电

流IL=

=

=0.6A,电流表测的电流为干路电流,高于0.6A,所以图乙电流表量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1A,A

错误;通过滑动变阻器的电流I1=I-IL=1A-0.6A=0.4A,此时变

阻器接入电路的电阻R1=

=

=15Ω,当电流表满偏时,电流为3A,通过滑动变阻器的电流I1'=I'-IL=3A-0.6A=2.4A,此

时变阻器接入电路的电阻R1'=

=

=2.5Ω,滑动变阻器连入电路的最小阻值为2.5Ω,滑动变阻器连入电路的阻值变

化量为15Ω-2.5Ω=12.5Ω,故B错误,C正确;当电流表满偏时,

电流为3A,电路的功率最大,P=UI'=6V×3A=18W,D正确。

故选C、D。3.(2023河北中考)(多选)如图所示,电源电压不变,只闭合开关

S1后,电流表的示数为0.4A;断开开关,将电流表和电压表的

位置互换,再将开关S1、S2均闭合后,电流表的示数为1A,电

压表的示数为6V。下列说法正确的是

(

)

ACDA.电源电压为6VB.电阻R2的阻值为15ΩC.两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比为2∶5D.两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为9∶25解析当将电压表、电流表的位置互换后,开关S1、S2均闭

合时,两电阻并联,电流表测R1支路的电流,电压表测量电源电

压,则电源电压为6V,A正确;电压表、电流表的位置互换后,

根据I=

可得,R1=

=

=6Ω,两表位置互换前,只闭合开关S1后,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据I=

可得总电阻R=

=

=15Ω,根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得,R2=R-R1=15Ω-6Ω=9Ω,B错误;两表位置互换前,根据I=

可得R1两端的电压U1=IR1=0.4A×6Ω=2.4V;两表位置互换后R1两端的电压为电源电压6V,则两表位置互

换前后,电阻R1两端的电压之比为U1∶U=2.4V∶6V=2∶5,C

正确;两表位置互换前R2的功率为P2=I2R2=(0.4A)2×9Ω=1.44

W,两表位置互换后R2的功率为P2'=

=

=4W,则两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为P2∶P2'=1.44W∶4W=9∶

25,D正确。故选A、C、D。技巧点拨本题考查了串、并联电路的特点、欧姆定律的

应用和电功率的计算,关键是开关闭合、断开和电表互换后

电路连接方式的辨别。4.(2023山东枣庄中考)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点滑向a点的过程中,两个电压

表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。

(1)图乙中

(选填“dc”或“ec”)表示电压表V1的示

数随电流表示数变化的图像;(2)该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为

。ec

6∶1解析

(1)由图甲可知,R0与R串联,电压表V1测R0两端的电压,

电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻

器滑片P从b点滑向a点的过程中,滑动变阻器R接入电路的阻

值变小,电路中的电流变大,由U=IR可知,定值电阻两端的电

压随着电流的增大而增大,故ec表示电压表V1的示数随电流

表示数变化的图像。(2)根据串联电路的电压规律可知,电源

电压为U=5V+1V=6V;R0=

=

=10Ω;滑片P在a点时,只有R0接入电路,电路中的电阻最小,电流最大,最大电流为Ia=

=

=0.6A,由P=UI可知,电路总功率最大;滑片P在b点时,电路中的电阻最大,电流最小,电流Ib=0.1A,由P=UI可知,

电路总功率最小,则该电路消耗的最大总功率与最小总功率

之比为

=

=

=

=

。方法归纳本题考查串联电路电流和电压的规律以及欧姆

定律和电功率公式的应用,要明白电路各个用电器的连接情

况。在电学中,有些题目的信息是通过图像给出的,要能将电

路图与图像结合起来并从中获取有用信息。5.(2023黑龙江绥化中考)如图,电源电压恒定不变,R1为定值

电阻,R2为滑动变阻器(a、b为滑动变阻器两端点),小灯泡标

有“6V3W”字样。当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,

小灯泡正常发光,电流表的示数为0.9A,滑动变阻器最大阻

值是

Ω;当开关S1闭合,S2断开,滑片P置于a端时,电流表示

数为0.2A,此时R1的功率为

W。

15

0.6解析开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,R1被短路,滑动变阻

器与灯泡并联,电流表测干路电流;由并联电路的电压特点和

灯泡正常发光可知,电源电压U=UL=6V,由P=UI可得,灯泡正

常工作时的电流IL=

=

=0.5A,由并联电路的电流特点可知,通过滑动变阻器的电流Ib=I-IL=0.9A-0.5A=0.4A,由欧

姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值R2大=

=

=15Ω;开关S1闭合,S2断开,滑片P置于a端时,灯泡被短路,滑动变阻器

与定值电阻R1串联,电流表测电路中的电流;由欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压U2大=I'R2大=0.2A×15Ω=3V,由串联电

路的电压特点可知,R1两端的电压U1=U-U2大=6V-3V=3V,此

时R1的功率:P=U1I'=3V×0.2A=0.6W。6.(2023北京中考)小京利用图甲所示电路获取了额定电压为

2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流,并利用所测的数据绘

制出电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。

(1)画出实物电路所对应的电路图。(2)求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻。(3)求小灯泡正常发光时的电功率。答案

(1)如图所示

(2)5Ω

(3)0.7W解析

(1)根据实物图可知:电压表并联在灯泡的两端,电流

表串联在电路中,滑动变阻器串联接入电路;(2)由图像可知,

小灯泡两端电压U=1.0V时,通过小灯泡的电流I=0.2A,此时

小灯泡的电阻R=

=

=5Ω;(3)小灯泡正常发光时,两端电压UL=2.5V,由图像可知,此时通过小灯泡的电流IL=0.28A;小

灯泡正常发光时的电功率为PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W。7.(2023山东临沂中考)随着生活水平的提高,煎饼已由果腹

的家庭主食变为临沂的一道美食。图甲是具有两挡加热功

率的煎饼锅,图乙是其内部简化电路图。当开关S1和S2均闭

合时,煎饼锅的加热功率为968W;仅闭合开关S1时,煎饼锅的

工作电流为1A。求:

(1)当开关S1和S2均闭合时,煎饼锅的工作电流和电阻R1的阻

值。(2)电阻R2的阻值。