人教版九年级全册第2节 电功率课后作业题

这是一份人教版九年级全册第2节 电功率课后作业题，共31页。试卷主要包含了5V，灯泡L标有“2，1W，2W”，电压表量程为0～3V，5V)21，6W，【答案】解等内容，欢迎下载使用。
最小功率的计算
1. 如图所示的电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样(小灯泡电阻值随温度变化忽略不计)，电压表的量程为“0～3V”，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。在接通电路后不损坏电路元件的情况下，求：
(1)小灯泡正常发光2min消耗的电能；
(2)小灯泡正常发光时的电阻；
(3)整个电路消耗的最小电功率。


2. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”，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a点时，小灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两块电压表示数关系的图象。求：

(1)电源电压及整个电路的最小电功率；
(2)小灯泡的额定功率。

3. 如图所示，电源电压U=15V且保持不变，R1=5Ω，R2是0～30Ω的滑动变阻器，R3是标有“15V 9W”的电器(电阻保持不变)．
(1)当R3正常工作时，此时开关S1、S2是闭合的还是断开的？
(2)当开关S1、S2都断开，电流表A2的示数是多大？
(3)闭合开关S1、S2，移动R2的滑片P，电流表A1最小示数为多大？此时整个电路消耗的电功率为多少？






4. 如图甲所示电路，电源电压保持不变．闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，R1 和R2中的某个电阻其“I-U”关系图线如图乙所示．求：
(1)定值电阻R1的阻值；
(2)滑动变阻器的滑片在中点时整个电路消耗的电功率；
(3)在图乙中，作出另一个电阻的“I-U”关系图线．







5. 如图所示，电源电压恒为18V，灯泡L标有“10V5W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，当只闭合S和S1，把滑动变阻器接入电路的阻值由2R0减小到R0时，定值电阻R0的电功率增大了1W，(灯泡的电阻不变)求：
(1)灯泡L正常发光时通过的电阻；
(2)只闭合S和S2，且滑动变阻器的阻值为40Ω时，电压表的示数；
(3)只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，电阻R0消耗的最小电功率


6. 如图所示、电源电压不变。滑动变阻器R2的最大阻值为200Ω.灯泡L上标有“18V9W“字样(不考虑灯丝电阻的变化)，电流表的量程为0～3A.电压表的量程为0～15V.当闭合开关S、S1、S2时，灯泡正常发光；当只闭合S1，且R2接入电路中的阻值为10Ω时，R1的电功率为8.1W.求：
(1)小灯泡正常发光时，灯丝的电阻；
(2)电源电压；
(3)R1的阻值；
(4)在保证电路安全的情况下，整个电路消耗的最小电功率。
7. 如图所示电路，电源电压为5V不变，定值电阻R0阻值为5Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”字样，灯L标有“3V 1.2W”，电压表量程为0～3V.(不考虑灯丝电阻的变化，且保证各元件均安全)求：

(1)当S1闭合、S2接b，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
(2)保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，R0的电功率是多少？
(3)当S1闭合、S2接a时，R0的最小电功率是多少？



8. 如图所示，电源电压恒定，小灯泡上标有“6V 3W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)，电流表量程：0～0.6A，电压表量程：0～3V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)闭合开关S1和S2，将滑动变阻器的滑片P移到最左端，小灯泡恰好正常发光，电流表示数达到最大值，则电压表的示数是多少？R0的阻值是多少？
(2)断开开关S1、闭合开关S2，将滑动变阻器的滑片P向右移动，改变小灯泡的亮度，求滑动变阻器的电阻为多少时，小灯泡的实际电功率最小并求出其最小值。






9. 如图所示的电路图，当只闭合开关S1时，并将滑动变阻器(60Ω 1A)的滑片P移动到最左端时，通过观察电压表示数，判断小灯泡L(6V 3W)正常发光。当滑片P在最左端位置不变，S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.6A。求：
(1)小灯泡L正常发光时的电阻。
(2)R1的阻值。
(3)通过开关S1、S2的通断，求电路的最小电功率。
10. 如图所示，电源电压12V不变，定值电阻R1为40Ω，滑动变阻器规格为“120Ω 1A”，电流表量程为0：0.6A，小灯泡L的规格为“9V 8.1W”。(不考虑灯丝电阻变化)求：
(1)当只闭合开关S1时，电流表示数为多少；
(2)当开关S1、S2都闭合时，滑动变阻器允许接入的最小电阻；
(3)当只闭合开关S2时，灯泡L实际电功率允许的变化范围。



11. 如图是某同学设计的调光台灯电路图，R是滑动变阻器，R0为4Ω的定值电阻，灯泡L上标有“12V9W”的字样，电源电压恒定不变，当S闭合，S1拨至“1”位置时，L正常发光，当S闭合，S1拨至“2”位置，调节滑片P使滑动变阻器接入电阻为滑动变阻器总阻值的三分之一时，灯泡L的实际功率为4W.不考虑温度对灯丝电阻的影响，求：
(1)小灯泡L的额定电流。
(2)电源电压。
(3)滑动变阻器的最大阻值。
(4)小灯泡L能调节到的最小电功率。



12. 如图甲，电源电压为6V保持不变，灯泡L标有“6V，6W”字样，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω，灯泡的电流跟其两端电压关系如图乙。
求：(1)当S1、S2闭合，滑片P位于变阻器的最左端时电流表的示数；
(2)当S1闭合S2断开，电流表示数为0.8A时，变阻器在10min内消耗的电能；
(3)当S1闭合S2断开，电路中最小电功率是多少。






13. 在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡上标有“12V6W”字样，小灯泡的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。当S闭合、S1接到a位置且R0的滑片P在某一位置时，电路中的电流I为0.5A，电压表的示数为5V，R1的电功率为P1；当S闭合、S1接到b位置且R0的滑片P在最左端时，电路中的电流I'为0.4A，电压表的示数为12V，R2的电功率为P'1，P1：P'1=75：32，求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻；
(2)滑动变阻器的最大阻值；
(3)当S闭合、S1接到c位置时，求电路中的最小电功率。

14. 如图甲所示，电源电压U=10V，定值电阻R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，小灯泡的U-I关系图像如图乙所示。求：

(1)小灯泡正常工作时通过灯丝的电流多大？
(2)开关S闭合、S1和S2都断开时，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为4V，此时滑动变阻器接入电路中的阻值是多少？
(3)开关S、S1和S2都闭合时，调节滑动变阻器的滑片到何处时，整个电路消耗的电功率最小？这个最小功率是多少？






15. 小阳同学在科技月制作了一个多档位电热器模型。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他将电表接入电路中，其电路如图所示，电源两端电压不变，R1=30Ω.当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为U1，当S、S1、S2都闭合时，电压表示数为U2，已知U1：U2=3：8；两种状态时，R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比为4：1；R3的最小功率为0.9W.请你帮小阳完成下列问题。
(1)画出上述两个状态的等效电路图。
(2)计算电阻R2的阻值。
(3)计算电源两端的电压。
(4)计算这个电热器模型最大档位和最小档位对应的功率分别是多少？


16. 如图所示，电源电压恒为18 V，灯泡L标有“10 V 5 W”字样，电流表量程为0∼0.6 A，电压表量程为0∼15 V，滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω，当只闭合S和S1，把滑动变阻器接入电路的阻值由R0增大到2R0时，定值电阻R0的电功率减小了1 W，(灯泡的电阻不变)求：
(1)灯泡L正常发光时通过的电流。
(2)只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率。
(3)只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，电阻R0消耗的最小电功率。


17. 如图甲是定值电阻R0和标有“6V6W”灯泡L的信息图象。将它们接入图乙所示的电路，其中电源电压不变，滑动变阻器R最大阻值为8Ω，当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L的实际功率为1W.求：
(1)若灯泡正常发光100s，消耗的电能。
(2)电源电压。
(3)当只闭合开关S、S2时，电路消耗的最小电功率。


18. 如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。试问：
(1)滑动变阻器的最大阻值是多少？
(2)开关S闭合时，该电路的最小电功率是多少？



19. 如图所示，灯泡L标有“6 V 3 W”，R1的电阻为5 Ω，滑动变阻器标有“20 Ω  1 A”的字样，电流表的量程为0～3 A，电压表的量程为0～3 V.当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L恰好正常发光．求：(设灯泡电阻不随温度改变而改变)
(1)灯泡L的电阻和电源电压．
(2)开关S1、S2、S3都闭合时，电流表和电压表的示数．
(3)开关S1闭合，S2、S3断开时，在保证电路中各元件安全工作下，电阻R1消耗的最小电功率．






20. 如图所示，电源电压恒定，R1是一个定值电阻，R2是滑动变阻器，小灯泡L的额定电压为6 V，图乙是通过小灯泡L的电流随两端电压变化的曲线。当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P滑至最左端时，小灯泡L恰好正常发光；滑动变阻器的滑片P滑至最右端时，电压表的示数为5V。当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑至最左端时，电流表的示数为0.8A。求：           
⑴小灯泡的额定功率PL；
⑵滑动变阻器的最大阻值；
⑶若灯泡突然断路，求R2的最大电功率和最小电功率。






21. 在图所示的电路中，电源电压6伏保持不变，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样，电流表和电压表的大量程均已损坏。闭合电键后，当电压表V的示数为2伏时，电流表A的示数为0.2安。求：

(1)电阻R1的阻值。
(2)不移动滑片，通电10秒钟电阻R1消耗的电能。
(3)在保护电路的情况下，R1可以达到的最大电功率和最小电功率。




22. 如图所示，电源电压保持不变，电流表选用的是“0-0.6A“量程。R1=10Ω，R2是标有“0.4A？Ω“字样的滑动变阻器，L是标有“6V  0.72W“字样的灯泡。闭合S1、断开S2时，电流表示数为0.12A；闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片至最右端，当电流表示数为0.22A.(设灯泡灯丝电阻不变)
(1)求小灯泡的电阻、电源电压和滑动变阻器最大阻值。
(2)当S1、S2都断开，5min灯泡L消耗的电功是多少？
(3)开关和滑片如何操作整个电路的电功率最大，最大电功率是多少？

答案和解析

1.【答案】解：(1)工作时间t=2min=120s，
小灯泡正常发光2min消耗的电能：
W=Pt=1.25W×120s=150J；
(2)由P=U2R得，小灯泡正常发光时的电阻：
R=U2P=(2.5V)21.25W=5Ω。
(3)由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，
当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，其两端的电压增大，
即电压表示数增大，最大电压为U滑=3V，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，
电路中的电流最小，整个电路消耗的电功率最小，
此时灯泡两端的电压：U灯=U-U滑=4.5V-3V=1.5V，
电路中的最小电流：I'=U灯R=1.5V5Ω=0.3A，
则整个电路消耗的最小电功率：
P'=UI'=4.5V×0.3A=1.35W。
答：(1)小灯泡正常发光2min消耗的电能为150J；
(2)小灯泡正常发光时的电阻为5Ω；
(3)整个电路消耗的最小电功率为1.35W。
【解析】(1)知道灯泡的额定功率和工作时间，根据W=Pt求出小灯泡正常发光2min消耗的电能；
(2)根据P=U2R求出小灯泡正常发光时的电阻；
(3)由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，
当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，其两端的电压增大，即电压表示数增大，
当电压表示数最大时，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，整个电路消耗的电功率最小，
根据串联电路电压规律求出此时灯泡两端的电压，再利用欧姆定律求出电路中的最小电流，最后根据P=UI求出整个电路消耗的最小电功率。
本题主要考查电功公式、电功率公式、串联电路特点和欧姆定律的应用，第(3)问判断电路消耗的最小电功率是本题的难点，关键要明确电压表示数最大时，电路消耗的电功率最小。

2.【答案】解：由电路图可知，变阻器R与灯泡L串联，电压表V1测R两端的电压，电压表V2测L两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I=0.3A，此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等，即：UL=UR，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I=UR得电源的电压：
U=UL+UR=2UR=2IR=2×0.3A×20Ω=12V；
此时电路的总功率最小，则：
P小=UI=12V×0.3A=3.6W；
(2)当滑片从最右端向左滑动到a点时，接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，
由串联电路的分压特点可知，R两端的电压变小，灯泡两端的电压变大，
当小灯泡恰好正常发光时，电路中的电流最大，
由图乙可知，灯泡正常发光时的电流I'=0.4A，变阻器两端的电压UR'=2V，
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，此时小灯泡两端的电压：
UL'=U-UR'=12V-2V=10V，
小灯泡的额定功率PL=ULI'=10V×0.4A=4W。
答：(1)电源电压及整个电路的最小电功率分别为12V、3.6W。
(2)小灯泡额定功率为4W。
【解析】由电路图可知，变阻器R与灯泡L串联，电压表V1测R两端的电压，电压表V2测L两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，根据图乙读出电路中的最小电流且灯泡和滑动变阻器两端的电压相等，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压，利用P=UI求出此时电路的最小总功率；
(2)当滑片从最右端向左滑动到a点时，接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压特点判断出R两端的电压变小，灯泡两端的电压变大，当小灯泡恰好正常发光时，电路中的电流最大，根据图乙读出灯泡正常发光时的电流和变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出此时小灯泡两端的电压，利用P=UI计算小灯泡的额定功率。
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，从图像中获取有用的信息是关键。

3.【答案】解：(1)R3正常工作，其两端实际电压等额定电压15V，即R3两端电压等于电源电压，可知，S1须闭合，S2可闭合可断开；
(2)S1、S2都断开，则R1与R3串联，电流表A2测电路电流I，
R3=U额2P额=(15V)29W=25Ω，
电路总电阻：R=R1+R3=5Ω+25Ω=30Ω，
电流表示数I=UR=15V30Ω=0.5A；
(3)由图可知，闭合开关S1、S2，R2与R3并联，电流表A1测干路电流，当滑动变阻器接入电路的电阻最大R大=30Ω时，干路上的电流最小为I小，
由P=UI可知，此时电路总功率最小，
通过变阻器电流：I变=UR大=15V30Ω=0.5A，
通过R3电流：I3=P额U额=9W15V=0.6A，
电流表最小示数I小=I变+I3=0.5A+0.6A=1.1A，
电路消耗的最小功率P=UI=15V×1.1A=16.5W．
答：(1)当R3正常工作时，此时开关S1须闭合，S2可闭合可断开；
(2)当开关S1、S2都断开，电流表A2的示数是0.5A；
(3)闭合开关S1、S2，移动R2的滑片P，电流表A1最小示数为1.1A，此时整个电路消耗的电功率为16.5W．
【解析】(1)用电器正常工作时，其实际电压与额定电压相等，根据题意可知，R3正常工作时，其两端电压等于15V即电源电压，据此分析开关的闭合情况；
(2)当开关S1、S2都断开，R1与R3串联，电流表A2测电路电流，根据串联电路的特点，由I=UR求解；
(3)闭合开关S1、S2，R2与R3并联，电流表A1测干路电流I并，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，干路上的电流最小，由P=UI求此时电路消耗的电功率．
本题考查的是电路变化，要运用串并联电路的特点，理解用电器正常工作时，其实际电际与额定电压相等，掌握功率公式及其变形的运用．

4.【答案】解：(1)由电路图可知，两电阻串联，滑动变阻器接入电路的阻值越大，滑动变阻器两端电压越大，电路电流越小，即滑动变阻器两端电压随电流的增大而减小；由U=IR可知，定值电阻两端电压随电流的增大而增大，由图乙所示图象可知，电阻两端电压随电流的增大而增大，因此乙图所示图象为R1的“I-U”图象；
∵I=UR，∴由图乙所示图象可知，电阻R1的阻值：R1=U1I1=6V0.6A=10Ω．
(2)由电路图可知，滑片在最左端时，电阻R1接在电源两端，电阻R1两端电压为电源电压，
由图乙所示图象可知，当滑片P在最左端时，电源电压U电源=UR1=6V．
由图甲所示电路图可知，当滑片在最右端时，R1与R2串联，此时电阻R1两端电压最小，由图乙所示图象可知，此时电路电流I=0.2A，∵I=UR，∴R总=UI=6V0.2A=30Ω，滑动变阻器最大阻值R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω．
滑动变阻器的滑片在中点时的电路电流I'=UR1+R22=6V10Ω+20Ω2=0.3A，
此时整个电路消耗的电功率：P=UI'=6V×0.3A=1.8W．
(3)当滑片P在最右端时，R1和R2串联连入电路，电流为I=0.2A，U2=U-U1=6V-2V=4V，
当滑片P在最左端时，R2未连入电路，电流为I2=0.6A，电压U为零；
所以R2的I-U图象为一条倾斜的线段，两端点坐标为(4,0.2)和(0,0.6)，图象如图所示；
答：(1)定值电阻R1的阻值为10Ω；
(2)滑动变阻器的滑片在中点时整个电路消耗的电功率为1.8W；
(3)另一个电阻的“I-U”关系图线如图(红线)所示．
【解析】由电路图知：两电阻串联，电流表测电路电流，电压表V1测定值电阻R1两端电压，电压表V2测滑动变阻器R2两端电压；
(1)根据电路图分析两电阻两端电压随电流变化的关系，然后判断图乙所示图象是哪个电阻的图象，由图象求出电压所对应的电流，然后由欧姆定律求出电阻阻值；
(2)由U-I图象找出对应的两组U与I值，根据欧姆定律及串联电路的特点列方程，可求出电源电压、电阻R1阻值、滑动变阻器R2的最大阻值；由串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器的滑片在中点时的电路电流，然后由P=UI求出电路消耗的总功率；
(3)根据串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器电压与电流的关系，然后作出图象．
本题考查滑动变阻器的电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，难点是根据图象结合电路图得出U-I图象表示的对象并能正确的分析图象．

5.【答案】解：(1)灯泡L标有“10V 5W”字样，表示灯的额定电压为10V，额定功率为5W，根据P=UI灯的额定电流：
IL=PLUL=5W10V=0.5A，
由欧姆定律，灯泡正常发光时的电阻：
RL=ULIL=10V0.5A=20Ω；
(2)只闭合S和S2，且滑动变阻器的阻值为40Ω时，L与R滑串联，变阻器连入的电阻：
R=40Ω，
电路中的电流，由电阻的串联和欧姆定律，电路中的电流：
I=URL+R滑=18V20Ω+40Ω=0.15 A，
电压表的示数：
UR=IRL=0.15 A×40Ω=6V；
(3)由已知条件，当只闭合S和S1时，R0与R串联，把滑动变阻器接入电路的阻值由2R0减小到R0时，定值电阻R0的电功率增大了1W，
变阻器连入电阻2R0与定值电阻串联时，根据分压原理和串联电路的规律，定值电阻的电压为：
U1=11+2×18V=6V，
变阻器连入电阻R0与定值电阻串联时，根据分压原理和串联电路的规律，定值电阻的电压为：
U2=12×18V=9V，
根据定值电阻R0的电功率增大了1W，由P=U2R有：
U22R0-U12R0=△P，即(9V)2R0-(6V)2R0=1W，故R0=45Ω；
要使R0电功率最小，变阻器连入电路中的电阻要尽量大，同时要保证电压表安全，当R=200Ω时，根据电阻的串联和欧姆定律，变阻器的电压：
U滑=I小R滑大=UR滑大+R0×R滑大=18V200Ω+45Ω×200Ω≈14.7V