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物 理
9年级 下册
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专题训练(三) 多电阻电功率的计算
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专题训练(三) 多电阻电功率的计算
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专题训练(三) 多电阻电功率的计算
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合S1、S2时,电压表示数为2 V,通过小灯泡L的电流为
A,电源电压为 V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为1 V,R2消耗的电功率为 W。
2.8
8
类型 多电阻电功率的计算
1.如图甲所示,电源电压恒定不变,R1的阻值为10 Ω,图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭
0.6
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2.[2024·枣庄中考]如图所示,电源电压保持不变,R2=2R1,滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P位于最右端时,电压表的示数为3 V,电路的总功率为P1;闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片P移至中点时,电压表的示数为1.2 V,电路的总功率为P2。下列说法正确的是( )
A.P1∶P2=4∶5 B.电源电压为12 V
C.R1的阻值为40 Ω
D.电路的最大功率为2.7 W
D
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3.如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变。电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V。当S1闭合、S2断开时,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,电流表随电压表示数变化的情况如图乙中的A图像所示。图乙中的B图像为小灯泡的I-U图像,小灯泡的额定电压为2.5 V。当S2闭合、S1断开时,为保证电路中的各元件都不会损坏,下列说法错误的是( )
A.电源电压为4.5 V
B.小灯泡的最小功率为0.6 W
C.电路的最大功率为2.7 W
D.R2连入电路的阻值范围为4~ 7.5 Ω
C
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4.[2024·安徽中考]如图所示的电路中,
电源两端电压U=9 V,R1、R2、R3均为
定值电阻,其中R2=45 Ω,R3=30 Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为6 V,求R1消耗的电功率P。
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解:(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时U3=U=9 V
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,电路中R2和R3并联
通过R2的电流I2==0.2 A
通过R3的电流I3==0.3 A
电流表的示数I=I2+I3=0.5 A
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(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电路中R1和R3串联
电路中的电流I'==0.2 A
R1两端的电压U1=U-U'3=3 V
R1消耗的电功率P=U1I'=0.6 W
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5.如图所示电路中,小灯泡L上标有“3 V 0.9 W”字样,R1和R2均为定值电阻,其中R1=15 Ω,R2=65 Ω。闭合开关S1,开关S2接a,小灯泡L正常发光,忽略温度变化对小灯泡L电阻的影响。求:
(1)电源电压U;
(2)闭合开关S1,开关S2接b,小灯泡L
消耗的电功率。
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解:(1)小灯泡L的电阻RL==10 Ω
当开关S1闭合、S2接a时,L与R1串联,小灯泡L正常发光,电路中电流I=IL==0.3 A
电源电压U=IR总=I(R1+RL)=0.3 A×(15 Ω+10 Ω)=7.5 V
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(2)当开关S1闭合、S2接b时,L与R2串联,电路的总电阻R'总=R2+RL=65 Ω+10 Ω=75 Ω
此时电路中电流I'==0.1 A
此时小灯泡L消耗的电功率P实=I'2RL=(0.1 A)2×10 Ω=0.1 W
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6.[2023·荆州中考]如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻R0的阻值为10 Ω,小灯泡L标有“6 V 3.6 W”(电阻不随温度而变化),滑动变阻器R标有“30 Ω 1 A”,电流表的量程为0~3 A。当S闭合,S1、S2断开,滑片P移到距R最右端处时,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡的电阻RL;
(2)通电10 s电路消耗的电能;
(3)在保证电路安全的前提下,任意调整开关S、
S1、S2的开闭状态,并移动滑动变阻器的滑片P,
电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
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解:(1)小灯泡正常发光时的电阻RL==10 Ω
(2)当S闭合,S1、S2断开,R和L串联,滑片P处于R最右端处,即R=×30 Ω=10 Ω
滑动变阻器的阻值与小灯泡的电阻相同,根据串联分压的特点,故UR=UL=6 V,则电源电压U总=UL+UR=12 V
串联电路的电流I==0.6 A
则通电10 s电路消耗的电能W=U总It=12 V×0.6 A×10 s=72 J
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(3)要保证电路安全,分析电路可得,S闭合,S1、S2都断开,R与L串联,当小灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时,电路电流最小;因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电路最小电流Imin==0.3 A
电路消耗的最小功率Pmin=U总Imin=12 V×0.3 A=3.6 W
当闭合开关S、S1和S2时,且通过滑动变阻器的电流为1 A时,干路电流最大;因并联电路中各支路两端电压相等,所以此时通过R0的电流I0==1.2 A
所以干路的最大电流Imax=1 A+1.2 A=2.2 A
电路消耗的最大功率Pmax=U总Imax=12 V×2.2 A=26.4 W
则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin∶Pmax=3.6 W∶26.4 W=3∶22
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