第6讲《电功率》（竞赛精练）-2024-2025学年初中物理竞赛能力培优精练（九年级）

第6讲 《电功率》 全国初中物理竞赛试题精编 一、单选题 1．（2024九年级下·陕西渭南·竞赛）如图所示，是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法错误的是（      ） A．手机的芯片是利用半导体材料制成的 B．若拔掉其中一部手机，则通过充电器的总电流变大 C．手机充电时，手机电池将电能转化为化学能 D．手机充电时，手机电池相当于用电器 2．（2024九年级下·湖南郴州·竞赛）小华用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4．5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0．6A，滑动变 阻器的规格为“20Ω1A”，灯泡标有“2．5V 1．25W”字样。若闭合开关，保证电路安全，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（　　） A．电流表示数的变化范围是0.1A～0.5A B．灯泡的最小功率是0.162W C．该电路的最大功率是2.5W D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5Ω～20Ω 3．（21-22九年级·安徽淮南·自主招生）如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是（　　） A．电流表示数为3A时滑片在b点 B．滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能为90J C．图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线 D．滑片从a点滑到b点的过程中，电路消耗的总功率最大值为22.5W 4．（2022九年级下·福建三明·竞赛）如图1，电源电压恒定不变，R为定值电阻。闭合开关S，电路中各部分功率与电流的关系图线如图2，下列说法中正确的是（　　） A．电压表示数与电流表示数比值不变 B．电压表示数的减少量与电流表示数的增加量比值减小 C．当电流表示数为1A时，滑动变阻器的滑片P处于a端 D．图线①是电路总功率P与I的图线、图线③是滑动变阻器功率P与I的图线 5．（2007九年级·上海·竞赛）如图所示的电路图中，L1，L2，L3为三只相同的灯泡。当滑动变阻器的滑片P由a端移到b端的过程中，灯泡的亮度变化情况是（　　） A．L1变暗，L2变亮，L3不变 B．L1变亮，L2变暗，L3变暗 C．L1变暗，L2变亮，L3先变暗后变亮 D．L1变亮，L2变暗，L3先变亮后变暗 二、多选题 6．（2023九年级下·湖南湘西·竞赛）如图所示，是一种测量环境温度的仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V，定值电阻，为热敏电阻，的阻值随环境温度的升高而减小，若有最大阻值且为，电压表接入电路的量程为0~3V，电流表接入电路的量程为0~0.6A。闭合开关S，当环境的温度升高时，在保证两表安全的情况下，下列说法中正确的是（　　） A．电压表与电流表的比值变大 B．经过R的最大电流为0.3A C．电阻的取值范围为 D．电路总功率变化范围为1.2W~3.6W 7．（2007九年级·上海·竞赛）现有两灯L1和L2，它们的电阻分别用R1和R2表示，两端的电压分别用U1和U2表示，通过的电流强度分别用I1和I2表示。若R1>R2，则下列各关系式有可能成立的有（　　） A．I1=I2，U1>U2，P1>P2 B．I1<I2，U1=U2，P1<P2 C．I1<I2，U1>U2，P1>P2 D．I1<I2，U1>U2，P1<P2 8．（2015九年级·上海·竞赛）一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图像如图（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2组成如图（b）所示电路，当电键S接通位置1时，三个用电器消耗的电功率均为P。将电键S切换到位置2后，电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、Pl、P2，下列关系中正确的是（　　） A．P1>P B．P1>P2 C．P1>4PD D．PD+P1+P2＜3P 9．（2018九年级·上海·竞赛）在如图（甲）所示的电路中，电源电压保持不变，为定值电阻。移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表示数的U-I关系图像如图（乙）所示，则（    ） A．电源电压为9V B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω C．电压表示数为5V时，的电功率最大 D．电压表示数为4V时，的电功率最大 10．（2013九年级·上海·竞赛）在如图所示的电路中，电源电压U保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P从变阻器当中某位置滑到最右端的过程中，R2的电功率有可能（　　） A．始终变小 B．始终变大 C．先变小，后变大 D．先变大，后变小 三、填空题 11．（2024九年级下·陕西渭南·竞赛）电能表是测量 （选填“电功”或“电功率”）的仪表。如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器的规格为“ 30Ω1A”。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a点向右缓慢移动，直到电压表示数达到6V时为止，两电表的示数关系如图乙所示。则灯泡L的额定功率为 W，灯泡L正常发光时，滑动变阻器在10s内消耗的电能为 J。 12．（2007九年级·上海·竞赛）在图所示的电路图中，已知R1=27欧姆，R2=R3=30欧姆，R4=15欧姆，R5=60欧姆，则电路的总电阻RAB= 欧姆，R2消耗的电功率跟R3消耗的电功率之比P2：P3为 。 13．（2023九年级上·江西南昌·竞赛）有两只分别标有“15V，1.0A”和“10V，0.5A”的小灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，在保证电路安全的情况下，将两灯泡并联之后，两个灯泡功率之比为： 14．（2020九年级下·湖南衡阳·竞赛）现有一个电压不变的电源，两个定值电阻R1、R2.先将这两个电阻以某种方式连接到电源上，R1消耗的功率为P0；再将它们以另一种方式连接到该电源上，R1消耗的功率为36P0 ；两种连接方式中均有电流通过R2.则先后两种连接方式中，R1两端的电压U1∶U2′＝ ， R2消耗的功率P2∶P2′＝ 。 四、实验题 15．（2024九年级下·湖南郴州·竞赛）兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，有电流表、电压表各一个，开关、导线若干，电源的电压恒为6V，小灯泡L1的额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为10Ω，滑动变阻器有规格为“10Ω；1.5A”的R1和规格为“20Ω；1A”的R2。 （1）为了完成实验，选择滑动变阻器R1等器材，进行如图甲所示的电路连接，电路连接完整后，请指出连接电路时的错误之处 ； （2）实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数。用导线连接电流表两端，灯泡发光，则故障原因是电流表 ； （3）更换新的电流表，完成测量后，小华将小灯泡L1更换为额定电压2.5V，正常发光时阻值约为8Ω的L2。为了测量它的额定电功率，需用滑动变阻器R2替换电路中的R1，其目的是 ； （4）小明认为不用电流表，同样能测量出灯泡L2的额定功率，设计了图乙所示的电路，请你帮他补全实验步骤： ①将滑动变阻器 调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将S1拨向触点 ，调节另一滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为U额= ； ②再将开关S1拨向另一触点，读出电压表示数为U，滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2。则灯泡L2的额定功率表达式为P额= 。 16．（2023九年级·山东青岛·竞赛）在综合实践活动课上，小能设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。      （1）某次电流表示数如图所示，此时电流为 A； （2）电源电压是 V； （3）滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为 。 17．（2021九年级·广东佛山·竞赛）小刚做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为6V，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样，其额定功率小于1W，滑动变阻器的规格是“40Ω 1A”。 （1）在实验前检查仪器时，发现电流表的指针如图甲所示，则他接下来的操作： ； （2）请你根据图乙电路图用笔画线代替导线，将图丙中未完成的电路连接好。要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡变暗，导线不能交叉； （3）测完小灯泡的电功率之后，他还想要绘制出该用电器的P-I2和P-U2图像，如图丁，图中可能正确的是 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）； （4）另一组同学不改变其它电路元件及电路连接，探究电流与电阻的关系： ①用4Ω、6Ω、10Ω的定值电阻分别替代灯泡，他们设定不变的电压值为2V，若电源电压可调，为了顺利完成实验，则电源电压的最大值为 V； ②用6Ω、10Ω、15Ω的定值电阻分别替代灯泡，若电源电压恒为6V，设定不变的电压值为1.2V，为顺利完成实验，可以在电路中再串联一个定值电阻，则该定值电阻的取值范围是 。 五、计算题 18．（2023九年级下·湖南岳阳·竞赛）随着高层建筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道，如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg。电梯某次搭载一位质量为70kg的乘客上楼，轿厢启动上升的路程与时间关系（s﹣t），电动机的输出功率与时间关系（P﹣t）如图丙所示，电动机的工作效率为80%，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，求： (1)当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为500cm2，则乘客对轿厢的压强为 帕； (2)电动机的电梯启动上升12s内，消耗的电能是 焦（已知电动机对轿厢所做的功等于其P﹣t图像与时间轴所围成的阴影部分面积大小）； (3)电梯配重的质量为 千克。 19．（2007九年级·上海·竞赛）如图所示，定值电阻R1为3欧姆，滑动变阻器R2的最大电阻为9欧姆，电源电压恒定为6伏特。当滑片P移到连入电路的电阻为多大时，变阻器消耗的电功率最大？此时电功率为多少？ 20．（2023九年级下·湖南永州·竞赛）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热挡位，正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω。（忽略温度对电阻的影响） （1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温挡？R3的阻值是多少Ω？ （2）电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，求此时的加热效率？ （3）用电高峰时，小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅和液晶电视机一起独立工作，刚好加热到100℃，用时500秒，电能表的转盘转了420转，火锅前后的加热效率不变，请通过计算判断此时通过液晶电视机的电压和电流分别是多少？[电能表的铭牌上标有3000r/（kW•h），c水=4.2×103J/（kg•℃）] 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第6讲 《电功率》 全国初中物理竞赛试题精编 一、单选题 1．（2024九年级下·陕西渭南·竞赛）如图所示，是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法错误的是（      ） A．手机的芯片是利用半导体材料制成的 B．若拔掉其中一部手机，则通过充电器的总电流变大 C．手机充电时，手机电池将电能转化为化学能 D．手机充电时，手机电池相当于用电器 【答案】B 【知识点】了解各种用电器使用时的能量转化、半导体的特点、并联电路的电流规律 【详解】A．芯片是由二极管、三极管和电阻、电容等元件直接硅单晶片上，所以是利用半导体材料制成的，故A正确，不符合题意； B．三部手机并联在电路中，拔掉一部手机，据并联电路的分压特点知，通过充电器的总电流变小，故B错误，符合题意； C．手机充电时，手机电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故C正确，不符合题意； D．手机充电时，手机电池需要消耗电能，相当于用电器，故D正确，不符合题意。 故选B 2．（2024九年级下·湖南郴州·竞赛）小华用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4．5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0．6A，滑动变 阻器的规格为“20Ω1A”，灯泡标有“2．5V 1．25W”字样。若闭合开关，保证电路安全，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（　　） A．电流表示数的变化范围是0.1A～0.5A B．灯泡的最小功率是0.162W C．该电路的最大功率是2.5W D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5Ω～20Ω 【答案】B 【知识点】动态电路中电功率的范围问题、动态电路中电功率的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、欧姆定律的简单计算 【详解】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。 AB．灯泡的电阻为 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流最小为 灯泡的最小功率 P小=(I小)2RL=(0.18A)2×5Ω=0.162W 由P=UI可得，灯泡的额定电流 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0~0.6A，所以，电路中的最大电流为 I大=0.5A 所以，电流表示数的变化范围是0.18A~0.5A。故A错误，B正确； CD．电流最大时，电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值 R滑=R-RL=9Ω-5Ω=4Ω 所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4Ω~20Ω。该电路的最大功率 P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W 故CD错误。 故选B。 3．（21-22九年级·安徽淮南·自主招生）如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是（　　） A．电流表示数为3A时滑片在b点 B．滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能为90J C．图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线 D．滑片从a点滑到b点的过程中，电路消耗的总功率最大值为22.5W 【答案】D 【知识点】欧姆定律的简单计算、应用欧姆定律判断电表示数和灯泡亮度的变化、电功率P=UI及推导式的简单计算、动态电路中电功率的范围问题 【详解】A．根据图像，滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点的过程中，滑动变阻器接入的电阻变大，b点时接入阻值最大，根据欧姆定律，此时电流应最小，电流表示数为1A，故A错误； C．根据欧姆定律及串联电路分压的规律，当滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点的过程中，滑动变阻器接入的电阻变大，电路中电流变小，R2两端电压变小，R1两端电压变大，V1测R1两端电压，V2测R2两端电压，图乙中dc是电流随电压的增加而减小，表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线，ec是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，故C错误； BD．当电流为时，，，当电流为时，，根据串联电路电压的规律及欧姆定律，可得 解方程可得 ， 滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能为 滑片从a点滑到b点的过程中，最大电流为，电路消耗的总功率最大值为 故B错误，D正确。 故选D。 4．（2022九年级下·福建三明·竞赛）如图1，电源电压恒定不变，R为定值电阻。闭合开关S，电路中各部分功率与电流的关系图线如图2，下列说法中正确的是（　　） A．电压表示数与电流表示数比值不变 B．电压表示数的减少量与电流表示数的增加量比值减小 C．当电流表示数为1A时，滑动变阻器的滑片P处于a端 D．图线①是电路总功率P与I的图线、图线③是滑动变阻器功率P与I的图线 【答案】D 【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、电功率P=UI及推导式的简单计算 【详解】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R串联，电流表测电路中的电流。 D.当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，此时滑动变阻器的电功率为零，由图2可知，③是滑动变阻器的功率与电流的关系图线；由P=UI可知，电源电压不变时，电路的总功率与电流成正比，由图乙可知，①是电路的总功率与电流的关系图线；由 P=UI=I2R 可知，则②是定值电阻R的功率与电流的关系图线，故D正确； A.因串联电路各处电流相等，电压表测滑动变阻器两端电压，因此电压表示数和电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值，而滑片P从a移向b的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，因此其比值变小，故A错误； B.由串联电路电压规律和电流规律可知，定值电阻：，因此电压表示数的减少量即定值电阻两端的电压增加量与电流表示数的增加量比值等于定值电阻的阻值，即比值不变，故B错误； C.当滑动变阻器的滑片在b端时，接入电路的阻值为0时，电路电流最大为1A，故C错误。 故选D。 5．（2007九年级·上海·竞赛）如图所示的电路图中，L1，L2，L3为三只相同的灯泡。当滑动变阻器的滑片P由a端移到b端的过程中，灯泡的亮度变化情况是（　　） A．L1变暗，L2变亮，L3不变 B．L1变亮，L2变暗，L3变暗 C．L1变暗，L2变亮，L3先变暗后变亮 D．L1变亮，L2变暗，L3先变亮后变暗 【答案】C 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、应用欧姆定律判断电表示数和灯泡亮度的变化 【详解】由电路图可知，灯泡L1与滑动变阻器的aP部分电阻串联、灯泡L2与滑动变阻器的bP部分电阻串联，两者并联后再与灯泡L3串联。由于并联部分各分电阻相等时，总电阻最大，且三只灯泡相同，所以当滑片P位于中间位置时，并联部分的电阻最大，即滑片从a端滑向b端的过程中，并联部分的总电阻先变大后变小；由于串联电路电阻越大，分得的电压越大，所以并联部分分得的电压先变大后变小，灯泡L3两端的电压先变小后变大；灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，由可知，电阻一定时，灯泡L3的实际功率先变小后变大，灯泡先变暗后变亮，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 二、多选题 6．（2023九年级下·湖南湘西·竞赛）如图所示，是一种测量环境温度的仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V，定值电阻，为热敏电阻，的阻值随环境温度的升高而减小，若有最大阻值且为，电压表接入电路的量程为0~3V，电流表接入电路的量程为0~0.6A。闭合开关S，当环境的温度升高时，在保证两表安全的情况下，下列说法中正确的是（　　） A．电压表与电流表的比值变大 B．经过R的最大电流为0.3A C．电阻的取值范围为 D．电路总功率变化范围为1.2W~3.6W 【答案】BC 【知识点】欧姆定律的简单计算、动态电路中电功率的范围问题 【详解】A．由电路图可知，闭合开关S，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。由欧姆定律可知，电压表示数与电流表示数的比值等于R的阻值，由于R为定值电阻，则电压表示数与电流表示数的比值不变，故A错误； B．电压表接入电路的量程为0~3V，当电压表示数最大为3V时，电路中的电流为 即小于电流表的量程，所以为了保证两表的安全，电路中的最大电流为0.3A，故B正确； C．当电路中的最大电流为0.3A时，电阻的取值最小，为 电阻越大，电路中的电流越小，电流表、电压表均处于安全状态，故可取到其最大阻值，即电阻的取值范围为，故C正确； D．当电路中的最大电流为0.3A时，电路总功率最大，为 当电阻取值为时，电路总功率最小，为 故D错误。 故选BC。 7．（2007九年级·上海·竞赛）现有两灯L1和L2，它们的电阻分别用R1和R2表示，两端的电压分别用U1和U2表示，通过的电流强度分别用I1和I2表示。若R1>R2，则下列各关系式有可能成立的有（　　） A．I1=I2，U1>U2，P1>P2 B．I1<I2，U1=U2，P1<P2 C．I1<I2，U1>U2，P1>P2 D．I1<I2，U1>U2，P1<P2 【答案】ABCD 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、欧姆定律的简单计算 【详解】A. 若两灯串联，则有I1=I2；因U=IR，且R1>R2，则有U1>U2；因P=UI，则有P1>P2，故A符合题意； B. 若两灯并联，则有U1=U2；因，且R1>R2，则有I1<I2；因P=UI，则有P1<P2，故B符合题意； CD. 若两灯与其他元件混联时，或者在不同电路时，可能有I1<I2，因R1>R2，则可能出现I1R1> I2R2，即U1>U2，而P1= U1 I1，P2= U2 I2，则可能出现P1>P2或者P1<P2，故CD符合题意。 故选ABCD。 8．（2015九年级·上海·竞赛）一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图像如图（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2组成如图（b）所示电路，当电键S接通位置1时，三个用电器消耗的电功率均为P。将电键S切换到位置2后，电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、Pl、P2，下列关系中正确的是（　　） A．P1>P B．P1>P2 C．P1>4PD D．PD+P1+P2＜3P 【答案】CD 【知识点】动态电路中电功率的变化分析、动态电路中电功率的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算 【详解】根据电阻器D的伏安特性曲线，其电阻随电压的增大而减小，电压的减小而增大。设 R1=R2=R 将电键S切换到位置2前，电阻器D和电阻R1、R2的电压分别为U0、，由于三个用电器消耗的电功率均为P，由功率公式，得到此时电阻器D的电阻RD=4R，外电路总电阻为 将电键S切换到位置2后，电阻器D的电压减小，电阻增大，RD>4R，外电路总电阻 AB. 将电键S切换到位置2后，电阻器D和电阻R并联的电阻为 所以电阻R1的电压小于，电阻R1消耗的功率减小，即有P1<P2，故A错误，故B正确； C. 将电键S切换到位置2后，电阻器D和电阻R1的电压相等，由功率公式，由于RD>4R，则P1>4PD，故C正确； D. 由于外电路总电阻增大，而总电压不变，电路的总功率减小，则 Pp+P1+P2<3P 故D正确。 故选CD。 9．（2018九年级·上海·竞赛）在如图（甲）所示的电路中，电源电压保持不变，为定值电阻。移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表示数的U-I关系图像如图（乙）所示，则（    ） A．电源电压为9V B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω C．电压表示数为5V时，的电功率最大 D．电压表示数为4V时，的电功率最大 【答案】AB 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算 【详解】这是一个混联电路：和并联后与串联，电流表测通过的电流，电压表测量并联电路两端的电压。 A．当电压表读数为4V时，通过左半部分电流为0.25A时，通过右半部分电流为1A；通过左半部分电流为1A时，通过右半部分电流为0.25A，干路电流为 I=0．25A+1．0A=1．25A 根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压为 U总=U+IR0=4V+1.25A×R0   ① 当电压表读数为5V时，干路电流为 I'=0.5A+0.5A=1A 电源电压为 U总=U'+I'R0=5V+1A×R0   ② 联立①②解得U=9V，故A符合题意； B．根据图乙可知，当电压表示数为4V时，通过aP的电流为0.25A，通过bP的电流为1A（或通过aP的电流为1A，通过bP的电流为0.25A），由可知 滑动变阻器R的总阻值为 故B符合题意； C．电压表示数为5V时，R2的电功率为 P=UI=5V×0.5A=2.5W 电压表示数为4V时，R2的电功率为 所以当电压表示数为5V时R2的电功率小于电压表示数为4V时R2的电功率，故C不符合题意； D．R1是干路上的定值电阻，要使R1的电功率最大，需使总电流最小，即总电阻最大，也即并联电路的电阻最大，此时意味着并联电路的电压最大，由图乙可知，并联电路的最大电压可达到5V，所以4V时R1的电功率不是最大，故D不符合题意。 故选AB。 10．（2013九年级·上海·竞赛）在如图所示的电路中，电源电压U保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P从变阻器当中某位置滑到最右端的过程中，R2的电功率有可能（　　） A．始终变小 B．始终变大 C．先变小，后变大 D．先变大，后变小 【答案】ABD 【知识点】动态电路中电功率的变化分析、含有变阻器电路的动态计算 【详解】因R2的电功率，取决于通过的电流和两端的电压，所以，设R2接入电路的电阻为R，且0<R≤R2，则串联电路的电流为 R2的电功率 这是一个关于的二次函数，二次项系数，一次项系数，根据二次函数的性质，可知当时，即时，R功率最大。因为当滑动变阻器的滑片P从变阻器当中某一位置滑到最右端的过程中，则根据二次函数的图像可得结论：①若R一开始小于R1，但是R2小于等于R1则电功率P一直变大；②若R一开始小于R1，但是R2大于R1，则电功率P先变大后变小；③若R一开始大于等于R1，则电功率P一直变小。 故选ABD。 三、填空题 11．（2024九年级下·陕西渭南·竞赛）电能表是测量 （选填“电功”或“电功率”）的仪表。如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器的规格为“ 30Ω1A”。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a点向右缓慢移动，直到电压表示数达到6V时为止，两电表的示数关系如图乙所示。则灯泡L的额定功率为 W，灯泡L正常发光时，滑动变阻器在10s内消耗的电能为 J。 【答案】 电功 3.6 6 【知识点】电能表的作用和读数、电功率P=UI及推导式的简单计算 【详解】[1]用电器在一段时间内消耗的电能的多少，即做功的多少可以通过电能表来测量。 [2]图甲中，小灯泡与变阻器串联在电路中，电压表测小灯泡两端的电压。由图乙知，当电压表两端的示数为6V时，通过电路的电流为0.6A，灯泡的额定功率 [3]图甲中，变阻器的滑片置于a点时，接入电路的阻值最大，电路的阻值最大，电路中的电流最小，由图乙知，最小电流为0.2A。此时灯泡两端的电压为1V，变阻器两端的电压 电源电压 灯泡L正常发光时，变阻器两端的电压 变阻器10s内消耗的电能 12．（2007九年级·上海·竞赛）在图所示的电路图中，已知R1=27欧姆，R2=R3=30欧姆，R4=15欧姆，R5=60欧姆，则电路的总电阻RAB= 欧姆，R2消耗的电功率跟R3消耗的电功率之比P2：P3为 。 【答案】 13.5 1∶1 【知识点】电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导、电功率P=W/t的简单计算、并联电路的总阻值与各电阻阻值的关系及推导 【详解】[1]电路的等效电路如下图所示： R1=27Ω，R2=R3=30Ω，R4=15Ω，R5=60Ω，R2、R3并联后的电阻 R4、R5并联后的电阻 再串联后的电阻 R串=R23+R45=15Ω+12Ω=27Ω 再和R1并联 [2]由于R2、R3并联且R2=R3， 所以U2=U3， 则 13．（2023九年级上·江西南昌·竞赛）有两只分别标有“15V，1.0A”和“10V，0.5A”的小灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，在保证电路安全的情况下，将两灯泡并联之后，两个灯泡功率之比为： 【答案】4∶3 【知识点】欧姆定律的简单计算、并联电路的电压规律及应用、电功率P=UI及推导式的简单计算 【详解】由可得，两灯泡的电阻分别为 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，两灯泡的电功率之比 14．（2020九年级下·湖南衡阳·竞赛）现有一个电压不变的电源，两个定值电阻R1、R2.先将这两个电阻以某种方式连接到电源上，R1消耗的功率为P0；再将它们以另一种方式连接到该电源上，R1消耗的功率为36P0 ；两种连接方式中均有电流通过R2.则先后两种连接方式中，R1两端的电压U1∶U2′＝ ， R2消耗的功率P2∶P2′＝ 。 【答案】 1∶6 25∶36 【知识点】串联电路的电压规律及应用、并联电路的电压规律及应用、电功率P=UI及推导式的简单计算 【详解】[1] 将这两个电阻以某种形式连接到电源上，R1消耗功率为 另一种形式连接到该电源上R1消耗功率为 由以上两式得 R1两端的电压 [2]因为R1、R2接到同一电源上，且第2次R1两端的电压更大，所以，第一种以串联方式连接；第2次以并联方式连接，如下图 则由并联电路的特点和前面的解答知道，电源电压 因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以，串联时，R2两端的电压 并联时，R2两端的电压 R2两端的电压比为 则第一种连接时，R2消耗的功率 第二种连接时，R2消耗的功率 则 四、实验题 15．（2024九年级下·湖南郴州·竞赛）兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，有电流表、电压表各一个，开关、导线若干，电源的电压恒为6V，小灯泡L1的额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为10Ω，滑动变阻器有规格为“10Ω；1.5A”的R1和规格为“20Ω；1A”的R2。 （1）为了完成实验，选择滑动变阻器R1等器材，进行如图甲所示的电路连接，电路连接完整后，请指出连接电路时的错误之处 ； （2）实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数。用导线连接电流表两端，灯泡发光，则故障原因是电流表 ； （3）更换新的电流表，完成测量后，小华将小灯泡L1更换为额定电压2.5V，正常发光时阻值约为8Ω的L2。为了测量它的额定电功率，需用滑动变阻器R2替换电路中的R1，其目的是 ； （4）小明认为不用电流表，同样能测量出灯泡L2的额定功率，设计了图乙所示的电路，请你帮他补全实验步骤： ①将滑动变阻器 调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将S1拨向触点 ，调节另一滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为U额= ； ②再将开关S1拨向另一触点，读出电压表示数为U，滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2。则灯泡L2的额定功率表达式为P额= 。 【答案】 连接电路时开关未断开 断路 使L2正常发光 R1 2 2.5V 【知识点】伏阻法测小灯泡的电功率、伏安法测小灯泡的电功率 【详解】（1）[1]由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表要选择大量程，为了保护电路，连接电路时，开关应断开，故错误之处是连接电路时开关未断开。 （2）[2]用导线连接电流表两端时，灯泡发光，说明电源、开关、滑动变阻器，灯泡是通路，实验时发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，原因是电流表断路。 （3）[3]灯泡L2正常工作时电流 此时滑动变阻器接入电路的阻值 所以需用滑动变阻器R2替换电路中的R1，这样才能使L2正常发光。 （4）①[4][5][6]将滑动变阻器R1调到最大阻值，闭合开关S，将S1拨向触点2，此时L2、R1、R2串联，电压表测量L2两端的电压，调节滑动变阻器R2的阻值，示数记为U额=2.5V。 ②[7]将S拨向触点1，L2、R1、R2依旧串联，此时电压表测量L2、R1的总电压，示数记为U，则此时电路电流 由于串联电路中的电流处处相等，可知L2的额定电流 L2的额定功率      16．（2023九年级·山东青岛·竞赛）在综合实践活动课上，小能设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。      （1）某次电流表示数如图所示，此时电流为 A； （2）电源电压是 V； （3）滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为 。 【答案】 0.16 4.5 1:1 【知识点】动态电路中电功率的简单计算、含有变阻器电路的动态计算 【详解】（1）[1]电流表的接入电路的量程为“0-0.6A”，分度值为0.02A，指针指向第8小格，故电流表示数为0.16A。 （2）[2]由电路图知，电压表V1并联在小灯泡的两端，通过小灯泡的电流随着电压表示数的增大而增大，所以图线①是小灯泡的I-U图像；因为随着电压表示数的增大，电流表的示数减小，说明电压表一定测量滑动变阻器两端的电压，所以电压表可能只在滑动变阻器的两端，也可能在定值电阻和滑动变阻器的两端。根据串联电路总电压等于各用电器电压之和，图中当电流相等时，图像①②的电压之和不相等，说明电压表没有并联在定值电阻和滑动变阻器的两端，而是只并联在滑动变阻器的两端了。 由图像知：当电流为0.1A时，电源电压为 U=0．5V+3．5V+0．1A×R1 当电流为0.25A时，电源电压为 U=0．75V+2．5V+0．25A×R1 联立上两等式得：R1=5Ω，电源电压为U=4.5V （3）[3]滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，由乙图可知，此时串联电路的电流I=0.5A。灯泡L两端电压为UL=0.5V，滑动变阻器的电压为U滑=3.5V，那么定值电阻的两端电压为 U1=U-UL-U滑=4.5V-0.5V-3.5V=0.5V 此时定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为 17．（2021九年级·广东佛山·竞赛）小刚做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为6V，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样，其额定功率小于1W，滑动变阻器的规格是“40Ω 1A”。 （1）在实验前检查仪器时，发现电流表的指针如图甲所示，则他接下来的操作： ； （2）请你根据图乙电路图用笔画线代替导线，将图丙中未完成的电路连接好。要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡变暗，导线不能交叉； （3）测完小灯泡的电功率之后，他还想要绘制出该用电器的P-I2和P-U2图像，如图丁，图中可能正确的是 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）； （4）另一组同学不改变其它电路元件及电路连接，探究电流与电阻的关系： ①用4Ω、6Ω、10Ω的定值电阻分别替代灯泡，他们设定不变的电压值为2V，若电源电压可调，为了顺利完成实验，则电源电压的最大值为 V； ②用6Ω、10Ω、15Ω的定值电阻分别替代灯泡，若电源电压恒为6V，设定不变的电压值为1.2V，为顺利完成实验，可以在电路中再串联一个定值电阻，则该定值电阻的取值范围是 。 【答案】 将电流表指针调至“0”刻度线处 B 10 20～24Ω 【知识点】 探究电流与电阻的关系、伏安法测小灯泡的电功率 【详解】（1）[1]由图甲可知，实验前，电流表指针偏向“0”刻度线的左侧，所以接下来应将电流表指针调至“0”刻度线处。 （2）[2]由图乙可知，滑动变阻器、电流表、灯泡串联，电压与灯泡并联。滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡变暗，说明滑动变阻器的阻值在变大，所以导线应接在滑动变阻器的左下接线柱上，如图所示： （3）[3]BD．通过灯泡的电流随灯泡两端电压的增大而增大，由公式P=I2R可知，若R不变，则P与I2成正比，由于灯泡电阻随温度的升高而增大，所以P-I2的图像会向上弯曲，故B正确，D错误； AC．由可知，若R不变，则P与U2成正比，由于灯泡电阻随温度的升高而增大，所以P与U2的图像会向下弯曲，故AC错误。 故选B。 （4）①[4] 设定不变的电压值为2V，当定值电阻的阻值为10Ω、同时滑动变阻器阻值调到40Ω时，电源电压最大。此时电路电流为 最大电压为 U最大=I（R定+R滑）=0.2A×（10Ω+40Ω）=10V ②[5]当定值电阻为6Ω时，通过电路的电流为 此时电路的总电阻为 当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，串联接入的电阻是最大的，最大为 R′=30Ω-6Ω=24Ω 当定值电阻为15Ω时，通过电路的电流为 此时电路的总电阻为 当滑动变阻器接入电路的电阻为40Ω时，串联接入的电阻是最小的，最小为 R′=75Ω-40Ω-15Ω=20Ω 所以该定值电阻的取值范围为20～24Ω。 五、计算题 18．（2023九年级下·湖南岳阳·竞赛）随着高层建筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道，如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg。电梯某次搭载一位质量为70kg的乘客上楼，轿厢启动上升的路程与时间关系（s﹣t），电动机的输出功率与时间关系（P﹣t）如图丙所示，电动机的工作效率为80%，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，求： (1)当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为500cm2，则乘客对轿厢的压强为 帕； (2)电动机的电梯启动上升12s内，消耗的电能是 焦（已知电动机对轿厢所做的功等于其P﹣t图像与时间轴所围成的阴影部分面积大小）； (3)电梯配重的质量为 千克。 【答案】(1) (2)58750 (3)650 【知识点】电功率P=W/t的简单计算、二力或多力平衡问题、压强公式的简单应用 【详解】（1）乘客对轿厢的压力为 则乘客对轿厢的压强为 （2）电动机对轿厢所做的功为 则消耗的电能为 （3）后10s的速度为 则电动机对轿厢的拉力为 轿厢和乘客的总重力为 则配重的重力为 则电梯配重的质量为 19．（2007九年级·上海·竞赛）如图所示，定值电阻R1为3欧姆，滑动变阻器R2的最大电阻为9欧姆，电源电压恒定为6伏特。当滑片P移到连入电路的电阻为多大时，变阻器消耗的电功率最大？此时电功率为多少？ 【答案】3Ω；最大功率是3W 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、动态电路中电功率的范围问题 【详解】解：变阻器消耗的电功率为 所以当 R2=R1=3Ω 时，变阻器消耗的电功率最大。最大功率为 答：当滑动变阻器接入电路的电阻为3Ω时，变阻器消耗的电功率最大；最大功率是3W。 20．（2023九年级下·湖南永州·竞赛）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热挡位，正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω。（忽略温度对电阻的影响） （1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温挡？R3的阻值是多少Ω？ （2）电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，求此时的加热效率？ （3）用电高峰时，小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅和液晶电视机一起独立工作，刚好加热到100℃，用时500秒，电能表的转盘转了420转，火锅前后的加热效率不变，请通过计算判断此时通过液晶电视机的电压和电流分别是多少？[电能表的铭牌上标有3000r/（kW•h），c水=4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】（1）低温挡，181.5Ω；（2）84%；（3）198V，1A 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、利用电能表的主要参数计算电能、利用串联电路电阻关系的相关计算、计算物体温度变化时的吸放热、电功的公式及简单应用 【详解】解：（1）当旋钮开关置于“0和1”接线柱时，火锅处于开路；当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，R2、R3串联，电路电阻最大，根据得，电功率最小；当旋钮开关置于“2和3”接线柱时，R3被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较大，根据得，电功率较大；当旋钮开关置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，电路电阻最小，根据得，电功率最大。 根据并联电路的电阻特点可知，高温挡时的总电阻 高温挡时的电功率 由题意知，低温挡功率为高温挡功率的，即低温挡功率为 由可得，低温档电路电阻为 因串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以R3的阻值 （2）水吸收的热量 电火锅消耗的电能 电火锅的加热效率 （3）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转，则电能表的转盘转了420转，电火锅和液晶电视机消耗的总电能 由于火锅前后的加热效率不变，则电火锅消耗的电能不变，则液晶电视机消耗的电能 电火锅的实际功率 由可知 根据并联电路的电压特点可知，此时液晶电视机两端的电压为198V；由可知，通过液晶电视机的电流 答：（1）当旋钮开关置于“1和7”接线柱时，火锅处于低温挡；R3的阻值是181.5Ω； （2）此电火锅的加热效率为84%； （3）液晶电视机两端的电压为198V；通过液晶电视机的电流为1A。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$