专题06 电功率—备战2022年中考最新物理压轴题难题解析

专题06 电功率（解析版） —最新中考物理压轴题难题解析 1. 2021年重庆市中考第17题 小杨同学找到一盏标有“2.5V"字样的小灯泡，其额定电功率已模糊不清。他选 用如图1甲所示器材测量额定电功率，电源电压恒为9V。 图甲所示的实验电路有二段导线未连接，请你用笔画线代替导线将电路补画完整(要求:连线不交叉，滑片P向A端移动时灯泡发光变亮)。 (2)小杨连接电路并检查后。将滑动变阻器的电阻调到最大，再闭合_____,缓慢移动滑片P, 发现电流表示数有明显变化但电压表无示数，此故障的原因可能是灯泡________ (选填“短路”或“断路”)。 (3)排除故障后,眼睛注视着电压表和灯泡，移动滑片P逐次改变小灯泡两端的电压，并将测得的数据记录在表中。当电压表的示数为1.5V时应向_____(选填“A”或“B")端移动滑片P;当电压表的示数为2.5V时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定电功率为 ____W;细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比，其原因可能是___________________. (3)同组的小会同学在此基础上继续探究电流跟电阻的关系，她又增加了五个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，其余器材不变。用定值电阻分别更换图甲中的小灯泡，通过实验得到如图丙所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中所用滑动变阻器的最大阻值至少是_____(选填下列选项前的字母)。 A.20Ω B.50Ω C. 100Ω D.200Ω 【答案】 (1)如图2所示 (2)开关 短路 (3)A 0.7 灯泡电阻受温度影响较大 (4) C 【解析】 (1)电压表应与灯泡并联接入电路.滑动变阻器应选上一下两个接线柱接人电路， 下端接A接线柱时，滑片P向A端移动，接入电路的电阻变小，灯泡变亮。 (2)连接电路前应断开开关，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,缓 慢移动滑片P发现电流表示数有明显变化但电压表无示数，电流表有示数说明是短路故障,电压表无示数说明电压表并联部分的电路短路,即灯泡短路。 (3)当电压表的示数为1.5V时，由串联电路分压原理可知.滑动变阻器接入电路的 电阻较大.所以应将滑片向A端移动，使滑动变阻器接人电路的电阻变小，由图乙可知电流表示数为0. 28 A.根据电功率公式计算灯泡的额定电功率,灯泡电阻受温度影响很大会导致数据不成正比。 (4)滑动变阻器和灯泡串联接入电路，由图丙数据知，当接人25Ω电阻时.根据欧姆 定律计算定值电阻两端的电压为U=IR =25ΩX0.1 A=2.5V.根据串联电路分压原理 计算滑动变阻器接入电路的最大阻值.确定其规格。Um=9V -2.5V=6.5 V.变阻器连 入电路中的电阻为:R滑= 65Ω.故为了完成整个实验.小明选用的滑动变阻器最大阻值至少为65Ω.故选C。 2. 如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R0标有“？Ω 1A”字样，电流表量程为0~3A。当闭合开关S、S3，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时，灯泡恰好正常发光，R0连入的电阻减小了9Ω，电压表示数变化了0.5V.求： (1)灯泡的电阻。 (2)R0的最大阻值和电源电压。 (3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是多少？ 【答案】。 （1）灯泡的电阻为5Ω (2)R0的最大阻值为30𝛺，电源电压为18V； (3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率是50.4𝑊. 【解析】 (1)由题知，灯泡的额定电压为2.5V，额定功率为1.25W 由𝑃=可得，灯泡的电阻 (2由电路图知，当闭合开关S、S3，断开S1、S2时，R0、R1串联，电流表测电路中电流，电压表测灯泡两端电压，当滑片移动到某一位置时，连入的电阻减小了9Ω，灯泡恰好正常发光，所以𝑈1=𝑈额=2.5𝑉。 则滑片在右端时，其连入阻值最大，分得电压最大，由串联电路的分压原理知，此时灯泡两端分得电压较小，所以此时灯泡两端电压𝑈1’=U额-0.5𝑉=2.5𝑉―0.5𝑉=2𝑉 由串联电路特点和欧姆定律可得，灯泡两端电压： 代入数据有： 即 当滑片在右端时，灯泡两端电压： 即： 可解得：R0=30Ω U=18V (3)由串联和并联电路的电阻特点知，并联电路的总电阻小于串联电路的总电阻，且小于并联中任意支路电阻，电源电压一定，由知，电路的总电阻越小，电路消耗的功率越大。 若四个开关都闭合， L、R0、R1并联，此时灯泡两端电压等于电源电压18V，远超过了灯泡的额定电压，不符合题意；若闭合S1、S2、S3，断开S，R0、R1并联，由并联电路特点和欧姆定律可得，此时通过R1的电流：. 由变阻器的规格