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专题16 电功率的图像型计算(解析版)-2021-2022学年九年级物理同步培优专题(人教版)
◎核心考点 有关电功率的图像
【例1】(2019·苏州中考)额定电压均为6V的甲、乙两灯的I-U 图线如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2
D.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为1∶3
【答案】D
【解析】解:(1)通过图像可知小灯泡的电阻随电压的增大而增大;(2)两灯并联时电压相等,找同一竖直线上的两点,确定甲、乙两灯电流,利用R=和P=UI求出电阻和额定功率之比; (3)两灯串联在8 V电源上,通过两灯电流相等,找同一水平线上电压之和为8 V的两点,确定甲、乙两灯两端的实际电压,利用P=UI求出实际功率之比。
◎对点训练
(一)U-I图像类型
1.甲、乙两个电阻的图像如图所示,若把两个电阻连接在同一个电路中,下列说法正确的是 ( )
A. 串联时,甲、乙两个电阻阻值之比是
B. 串联时,甲、乙电阻两端的电压之比是
C. 并联时,甲、乙电阻通过的电流之比是
D. 并联时,甲、乙电阻的电功率之比是
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了串、并联电路的特点和欧姆定律及应用、电功率公式的应用,关键是根据图像判断出两电阻为定值电阻并读出相关的信息。
由图像可知通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,从图像中读出任意一点的电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的阻值;
根据串联电路的电流、电压特点可知通过两电阻的电压关系,根据并联电路电压、电流特点可得两电阻的电流关系,根据求出两个电阻并联的电功率之比。
【解答】
由图像可知,通过两电阻的电流与两端的电压成正比,即两电阻是定值电阻,且时,、,
由可得,两电阻的阻值分别为:,;
串联时,两者电流相等,甲、乙两个电阻阻值之比是,甲、乙电阻两端的电压之比等于电阻之比,是,故AB错误;
并联时,两者电压相等,甲、乙电阻通过的电流之比等于电阻的反比,是,电功率之比等于电流之比,是,故C正确,D错误。
故选C。
2.定值电阻R和小灯泡L的伏安特性曲线分别如图所示.若将R和L串联后接在的电源两端,则R与L的电功率之比为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】解:R和L串联,则通过它们的电流相等,由图像可知,当时,,,它们两端的电压之和等于电源电压,它们的电功率之比故选D.
3.小灯泡的图像如图甲所示,将小灯泡与定值电阻R并联,如图乙所示.闭合开关,电流表的示数为;再闭合开关,电流表的示数增加了则
A. 电源电压为 B. 小灯泡功率为
C. 定值电阻阻值为 D. 电路总功率为
【答案】A
【解析】闭合开关,电流表的示数为,该电流为通过定值电阻R的电流;再闭合开关,电流表的示数增加了,增加的电流就是通过小灯泡的电流,由题图甲可知,此时小灯泡两端的电压,即电源电压为,A正确.
小灯泡的功率,B错误.
定值电阻的阻值,C错误.
电路总功率,D错误.
4.如图甲,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关,的滑片从一端移动到另一端,得到电压表与电流表示数的关系图像如图乙,下列说法正确的是
A. 电源电压为,R阻值为
B. 电路的最小功率为
C. 当总阻值的接入电路时,与定值电阻的功率之比为
D. 当电流为时,R与连入电路的阻值之比为
【答案】C
【解析】解:由题图甲可知,与串联,电压表测量两端的电压,当滑片在最左端时,接入电路的阻值为零,其两端电压为零,电压表的示数最大,为电源电压,由题图乙可知,电源电压,此时电路中的电流为,则,A错;
当滑片在最右端时,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,为,电源电压不变,此时电路的总功率最小,,B错;
当滑片位于最右端时,两端电压为,滑动变阻器两端的电压为,此时滑动变阻器接入电路的电阻为,即滑动变阻器的最大阻值为,当滑动变阻器总阻值的接入电路时,滑动变阻器接入电路的电阻为,由于通过和的电流相等,根据可得,与的功率之比为,C正确;
由题图乙可知,当电路中的电流为时,两端的电压为,根据串联分压规律可知,与滑动变阻器连入电路的阻值之比为,D错.
5.两个额定电压均为的小灯泡的图像如图所示,如果将它们分别串联和并联在电路当中。在确保两小灯泡都安全的前提下保证至少一个小灯泡正常工作,则串联和并联时两个小灯泡的总功率分别是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了串并联电路的特点和电功率公式的应用,从图象中获取有用的