2024年中考物理（苏科版）二轮复习专题特训：电功率的极值问题

专题特训　电功率的极值问题 类型一　定性判断类 1. 某研究性学习小组利用标有“PZ220⁃60”字样的灯泡L1和标有“PZ220⁃15”字样的灯泡L2所设计的下列四个电路,当把它们分别接入同一个家庭电路时灯泡都能发光,则消耗电功率最大的是(假设灯丝电阻不变) (　　) D [解析]由灯泡的铭牌,根据R=求出两灯泡的电阻分别为R1=, R2=,由此可知,R1<R2　①;C电路中两灯泡串联,则R串>R2>R1　②; D电路中两灯泡并联,则R并<R1<R2　③;由①②③可得R并<R1<R2<R串,因为接入同一个家庭电路中,所以电路两端的电压U相同,因为P=,所以四种连接方式消耗的电功率P并>P1>P2>P串,故D电路消耗的电功率最大. 2. (2023·邵阳)如图所示,电源电压为4.5V且保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯泡L标有“3V 1.5W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R标有“20Ω　1A”字样.将滑片P置于中点位置,闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列判断中,正确的是 (　　) A. 滑片P向左移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率一直 变大 B. 滑片P向左移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率先变 大后变小 C. 滑片P向右移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率一直变大 D. 滑片P向右移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率先变大后变小 B [解析]灯泡L标有“3V 1.5W”字样,则灯泡的电阻RL===6Ω,滑动变阻器的电功率等于电路总功率与灯泡的电功率之差,即P=UI-I2RL= 4.5V×I-I2×6Ω,根据抛物线的性质可知当I==0.375A时,滑动变阻器的功率最大,根据串联电路的电阻规律可知此时滑动变阻器接入电路的阻值RP=-RL=-6Ω=6Ω,滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样,将滑片P置于中点位置,滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω>6Ω,滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据抛物线的性质可知滑动变阻器的功率先变大后变小,滑片P向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据抛物线的性质可知滑动变阻器的功率一直变小,故B正确,A、C、D错误. 类型二　定量计算类 3. (2023·重庆B卷)如图所示,电源电压恒定,L标有“2V　0.3A”字样,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“60Ω　1A”,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.只闭合开关S2时,电压表示数为2V,则电源电压为　　　　V;闭合开关S1、S2和S3,在电表量程允许范围内,R2的最大功率为　　　　W. 8 1.6 [解析]只闭合开关S2时,灯泡L与电阻R1串联,在串联电路中电流处处相等,所以通过电阻R1的电流等于通过小灯泡的电流,所以电路中的电流I=0.3A,所以电源电压U=UL+U1=UL+IR1=2V+0.3A×20Ω=2V+6V=8V,闭合开关S1、S2和S3时,灯泡L被短路,R1与R2并联,电流表测干路的电流,因为电流表的量程为0~0.6A,所以干路电流最大为0.6A,通过电阻R2的最大电流I2=I总-=0.6A-=0.2A,R2的最大功率P=UI2=8V×0.2A=1.6W. 4. 如图所示的电路中,已知灯泡标有“5V 2.5W”的字样,灯泡的电阻恒定不变,滑动变阻器标有“30Ω　1A”的字样,电源电压为6V.闭合开关S,在保证电路安全的情况下移动滑片,滑动变阻器的最小功率为　　　　W. 0.5 [解析]灯泡的额定电流I额===0.5A,灯泡的电阻RL===10Ω.闭合开关S,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值Rmin= ==2Ω,滑动变阻器消耗的功率P=I2R=R=,当R=RL =10Ω时,P最大.在R由2Ω增大到10Ω的阶段,P变大;在R由10Ω增大到30Ω的阶段,P变小.Rmin=2Ω时,P1=Rmin=(0.5A)2×2Ω=0.5W;Rmax=30Ω时, Imin===A,P2=Rmax=×30Ω=W>0.5W,所 以,滑动变阻器的最小功率为0.5W. 5. 如图所示的电路中,电源电压恒为3V,R1、R2均为定值电阻.若断开开关S1、S3,闭合开关S2,电路的总功率为0.5W;若断开开关S2,闭合开关S1、S3,则电路的总功率不可能为 (　　) A. 1W B. 2W C. 3W D. 4W A [解析]断开开关S1、S3,闭合开关S2,该电路为串联电路,电路的总电阻R===18Ω=R1+R2;断开开关S2,闭合开关S1、S3,该电路为并联电路,则总功率P'===,由于R1+R2=18Ω,且电阻都大于0,当R1=R2时,其乘积是最大的,则最小功率P'==2W,所以总功率不可能小于2W,故A符合题意. 6. (2022·泰州)如图所