教科版九年级上册2 电路课时练习

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16电功、电功率计算题（提升题）-上海市2022年中考物理模拟题高频考点分类汇编 一、计算题1．（2022·上海普陀·统考二模）在图甲所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，电阻的阻值为20欧，滑动变阻器标有“50欧2安”字样，电流表A和的表盘均如图乙所示，闭合开关S。①求通过的电流；②若两电流表指针偏离零刻度线角度相同。求此时滑动变阻器接入的电阻值；③移动滑片P，在电路安全工作的前提下，求电路消耗的最大电功率。2．（2022·上海·上海市向明初级中学校考模拟预测）在如图（a）所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R2是规格为“20Ω 2A”和“50Ω 1.5A”中的一个。（1）若电阻R1的阻值10欧，求电键闭合后：①通过R1的电流I1；②电阻R1消耗的电功率P1。（2）若在电路中正确串联两个电流表，闭合电键后，当变阻器连入电路的阻值为其最大阻值的一半时，电流表示数如图（b）、（c）所示。请通过计算判断所用变阻器的规格，并求出R1可能的阻值。3．（2022·上海松江·统考二模）小明做“测定小灯泡的电功率”实验。现有电压为6V的电源、待测小灯（如图所示）、电流表、开关、若干阻值已知的定值电阻及导线。小明连接电路进行实验，由于小灯上所标的额定电压模糊不清，他思考后将阻值不同的定值电阻与小灯串联，并记录相应的电流表示数，实验数据如下表所示。（1）请画出小明连接的实验电路图；（2）请根据相关信息，通过计算说明小灯的额定电压U额，并求出小灯的额定功率P额。物理量实验序号定值电阻/Ω电流I/A1100.322150.263300.16 4．（2022·上海·校联考模拟预测）如图所示，电源电压不变，定值电阻R0＝30Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“6V 3W”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能；（2）电源电压；（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围。5．（2022·上海·校联考模拟预测）小南家有一电热茶壶，有加热档和动态保温档，工作电路图如图甲所示，其中仅R0是加热电阻丝，加热档功率为1210W。R′是最小阻值不为0的可变电阻，通过调节R′的阻值，可以实现一定温度范围内的动态保温。（1）在额定电压下工作时，该电热茶壶最大工作电流是多大；（2）用电高峰时实际电压为200V，此时电路中只有电热水壶在工作且处于加热档，如图丙所示的电能表在1min内会转动多少圈；（3）在额定电压下，茶壶在动态保温档工作时，装满水的茶壶每秒向外散失的热量Q跟壶内水的温度与环境温度的温差关系如图乙所示。小南打算在家泡绿茶，需要将装满水的茶壶水温保持在85℃，其房间温度如图丁所示，则应将R′的阻值调为多大。6．（2022·上海·校考二模）在图（a）所示的电路中，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样，所用电表的表盘如图（b）所示。求：①若电源电压为6伏，闭合电键S，移动滑片P到某一位置，电流表的示数为1安。求电阻R1的电功率P1和此时滑动变阻器的阻值R2；②若电源电压可变，为使通过干路的电流最大且电路安全，求电源电压的最小值U最小和最大值U最大。7．（2022·上海普陀·校考模拟预测）在图（a）所示的电路中，电源电压为 12 伏。闭合开关 S，电流表 A1、A 的示数分别为 0.3 安、2.3 安。①求通过电阻 R2电流 I2；②求电阻 R1的阻值；③现用电阻 R0替换电阻 R1、R2 中的一个，替换后，发现两电流表指针的偏转角度相同， 两电流表表盘如图（b）所示。求电阻 R0的阻值及电阻 R0消耗的电功率 P0。8．（2022·上海·校联考模拟预测）在如图（a）所示电路中，电源电压为18V不变，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，电压表与电流表的表盘如图（b）所示。闭合开关S，电路元件均正常工作。（1）若电流表示数为0.5A，电压表示数为12V。（a）求R1的阻值。（b）求R1消耗的电功率P1。（2）现将电阻R0替换R1，闭合开关S后，移动滑动变阻器R2的滑片P，发现电压表示数最小值与最大值的比值为0.6，求R0的阻值。（请写出所有可能的情况）
参考答案：1．①0.3A；②20Ω或4Ω；③13.8W【详解】解：①由图可知，R1与R2并联，A1测流过R1的电流，A2测流过R2的电流，闭合开关，由并联电路的电压规律可知U1=U2=U=6V则通过R1的电流为②由于流过R1的电流为0.3A，两电流表指针偏离零刻度线角度相同，由乙图可知，电流表A2的示数可能为0.3A或1.5A，故当A2的示数I2=0.3A时，滑动变阻器接入电路中的阻值为当电流表A2的示数I2′=1.5A时，滑动变阻器接入电路中的阻值为故两电流表指针偏离零刻度线角度相同。滑动变阻器R2接入的电阻值为20Ω或4Ω。③R1消耗的电功率为P1=U1I1=6V×0.3A=1.8W由P=UI可知，流过滑动变阻器R2的电流最大时，滑动变阻器消耗的电功率最大。电流表A2能测的最大电流为3A，滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，为了电流安全，综合分析可知，流过滑动变阻器R2的最大电流Imax=2A。故滑动变阻器消耗的最大电功率为P2max=U2Imax=6V×2A=12W则电路消耗的最大电功率为Pmax=P1+P2max=1.8W+12W=13.8W答：①通过R1的电流为0.3A；②两电流表指针偏离零刻度线角度相同。滑动变阻器R2接入的电阻值20Ω或4Ω；③在电路安全工作的前提下，电路消耗的最大电功率为13.8W。2．（1）①0.6A；②3.6W；（2）“20Ω 2A”； 20Ω、6.7Ω【详解】解：（1）①由电路图可知，R1与R2并联，因并联电路中各支路电流的电压相等，所以，通过R1的电流为②电阻R1消耗的电功率（2）由图b可知，电流表的量程为0～0.6A时示数为0.18A，电流表量程为0～3A时示数为0.9A；由图c可知，电流表的量程为0～0.6A时示数为0.3A，电流表的量程为0～3A时示数为1.5A。当变阻器连入电路的阻值为其最大阻值的一半时，通过两滑动变阻器的电流分别为或据此可知，电流表不可能接在滑动变阻器支路上，应一个串联在R1支路，另一个位于干路，①若R2的规格为“20Ω 2A”，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流应大于0.6A，则干路电流可能为0.9A、1.5A，a．若干路电流为0.9A，则通过R1的电流为与b电流表的示数相符；此时R1的阻值b．若干路电流为1.5A，则通过R1的电流为与c电流表的示数相符；此时R1的阻值②若R2的规格为“50Ω 1.5A”，干路电流应大于0.24A，可能为0.3A、0.9A、1.5A，答：（1）①通过R1的电流为0.6A；②电阻R1消耗的电功率为3.6W；（2）变阻器的规格为“20Ω2A”，R1的阻值可能为20Ω、6.7Ω。3．（1）；（2）2.5V，0.75W【详解】（1）灯与电阻串联，实验中，依次更换定值电阻，电阻越大，电流越小。如下所示：（2）由图可知，当定值电阻为10Ω时，电流为0.32A时，根据欧姆定律可得，此时定值电阻的电压UR=IR=0.32A×10Ω=3.2V此时灯泡的电压UL=U-UR=6V-3.2V=2.8V因为电路此时的电流大于小灯泡的额定电流，所以灯泡此时的电压大于额定电压，即灯泡额定电压小于2.8V，故小灯泡的额定电压U额为1.5V或2.5V。若小灯泡的额定电压为1.5V，则定值电阻两端电压UR′=U-UL=6V-1.5V=4.5V此时电流为0.3A，则此时定值电阻的阻值为和表格数据相矛盾，故小灯泡额定电压不是1.5V，为2.5V。小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W答：小灯的额定电压U额为2.5V，小灯的额定功率P额为0.75W。4．（1）900J；（2）18V；（3）3.75W~43.2W【详解】解：由可知灯泡的电阻为（1）已知灯泡正常工作时的功率为：PL＝3W，则灯泡正常工作5min消耗的电能为（2）当开关S闭合，S1、S2断开，该电路为R和L的串联电路；由题知滑片P从b滑至某一位置时，其接入电路的阻值变小；当滑片P从b端滑至某一位置时，灯泡正常发光，额定电流为则电源电压为①当滑片P在b端时，电路中的电流为则电源电压为U＝I′（RL+RP）＝0.3A×（12Ω+RP）②联立①②可解得，（3）当开关S、S1、S2都闭合时，L被短路，该电路为R和R0的并联电路，电流表测干路的电流；通过R0的电流为已知电流表量程为0~3A，则干路电流最大I＝3A，由并联电路的电流特点可知通过R的最大电流为则滑动变阻器的最大功率为当滑动变阻器接入电路阻值最大时，滑动变阻器接入电路的电阻的功率最小为由上述分析可知滑动变阻器R的功率变化范围是6.75W~43.2W。答：（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能为900J；（2）电源电压为18V；（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下滑动变阻器R的功率变化范围为6.75W~43.2W。5．（1）5.5A；（2）50r；（3）【详解】解：（1）在额定电压下工作时，根据可知，总电阻越小，电功率越大，该电路的电流越大，故加热时，只有R0工作，此时电热茶壶的电流最大电热茶壶最大工作电流是（2）加热电阻R0的阻值为当实际电压为200V时，实际功率为该热水壶工作1min消耗的电能为电能表在1min内会转动圈数为（3）如图丁所示，分度值为1℃，读数为15℃，装满水的茶壶水温保持在85℃，壶内水的温度与环境温度的温差为根据图乙所示，温差为时，每秒向外散失的热量为160J，则总电阻为R′的阻值为答：（1）在额定电压下工作时，该电热茶壶最大工作电流是5.5A；（2）电能表在1min内会转动50圈；（3）应将R′的阻值调为。6．①3.6W，15Ω；②10V，15V【详解】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。①因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻R1的电功率由欧姆定律可得，电路中的总电阻因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，故有即解得R2=15Ω②电流表的示数最大I大=3A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的最小电流为I1小=I大-I2大=3A-2A=1A由欧姆定律，电源电压的最小值U最小=I1小R1=1A×10Ω=10V并联电路各支路电压相等，根据U=IR，在电压不变时，电流与电阻成反比，两支路的电流之比因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流则当R2=50Ω时，I1有最大值由欧姆定律，则电源的最大电压U最大=I1大R1=2.5A×10Ω=25V由电压表的量程为15V可知，电源的最大电压为15V。答：①电阻R1的电功率为3.6W，此时滑动变阻器的阻值为15Ω；②电源电压的最小值为10V，最大值为15V。7．（1）2A；（2）40Ω；（3）10Ω，14.4W【详解】解：由图可知，该电路为并联电路，电流表A测量干路中的电流，电流表A1测量通过R1的电流。（1）根据并联电路的电流规律可知，通过电阻R2电流（2）R1的电压为12V，通过R1的电流为0.3A，则由可知，R1的电阻（3）两电流表指针偏转角度相同，则大量程的示数是小量程示数的5倍：即；若替换R2，此时通过R1的电流为0.3A，则电流表A的示数为通过电阻R0的电流为电阻R0的阻值为电阻R0消耗的功率若替换R1；通过电阻R0电流；而此时通过R2的电流I2为2A，电流表A的示数为不满足题中“两电流表指针偏转角度相同”的条件，故不成立。所以，只能用电阻R0替换R2，且电阻R0的阻值为10Ω，电流表A的示数为1.5A。答：（1）通过电阻R2电流为2A；（2）电阻R1的阻值为40Ω；（3）电阻R0的阻值为10Ω，消耗的功率为14.4W。8．（1） 24Ω，6W；（2） 20Ω或10Ω【详解】解：（1）由图可知，R1与滑动变阻器串联，电压表测量R1两端的电压；电流表测量电路中的电流，R1的阻值R1消耗的电功率P1＝U1I1＝12V×0.5A＝6W（2）现将电阻R0替换R1，闭合开关S后，R0与滑动变阻器串联，由于电源电压为18V，电压表的量程为0~15V，则根据电压表示数最大值为15V，已知电压表示数最小值与最大值的比值为0.6，则U0min＝0.6U0max＝0.6×15V＝9V根据串联电路的特点和欧姆定律可得即解得R0＝20Ω，由于滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，则电路中的最大电流为1A，由于电压表示数最小值与最大值的比值为0.6，则U0min＝0.6U0max即R0Imin＝0.6R0Imax所以最小电流为Imin＝0.6Imax＝0.6×1A＝0.6A根据串联电路的特点和欧姆定律可得R0的阻值为20Ω或10Ω。答：（1）R1的阻值为24Ω，R1消耗的电功率P1为6W；（2）现将电阻R0替换R1，R0的阻值可能为20Ω或10Ω。