30 专项突破提升(四) 电功率的相关计算-【学霸笔记·初中同步练习分层卷】2025-2026学年九年级上册物理同步练习分层卷（鲁科版五四制）

专项突破提升(四)　电功率的相关计算 (时间：90分钟　满分：100分) 【类型一】 串联电路中电功率的计算 1．(3分)如图所示，电源电压恒定。闭合开关，当滑动变阻器R2的滑片P从A端滑到B端的过程中，电流表示数变化了0.2 A，R1消耗的电功率从1.8 W变为0.2 W，电压表示数变化了9 V，电路总功率变化了ΔP。下列说法正确的是(　A　) 第1题图 A．电源电压为13.5 V B．R2的最大阻值为45 Ω C．R1两端电压变化了8 V D．ΔP为1.8 W 解析：当滑动变阻器R2的滑片在A端时，滑动变阻器R2的接入电阻为0，定值电阻R1与R3串联在电源两端，电流表测量电路中的电流IA，由P＝UI＝I2R可得，R1消耗的电功率P1A＝R1＝1.8 W①；当滑动变阻器R2的滑片在B端时，滑动变阻器R2的接入电阻最大，定值电阻R1、变阻器R2和定值电阻R3串联，电流表测量电路中的电流IB，电压表测量滑动变阻器两端的电压，R1消耗的电功率P1B＝R1＝0.2 W②；由题意知，IA－IB＝0.2 A③；联立①②③，解得R1＝20 Ω，IA＝0.3 A，IB＝0.1 A，当滑动变阻器R2的滑片从A端滑到B端的过程中，电压表示数变化了9 V，滑片在A端时，电压表示数为0，所以滑片在B端时，电压表的示数即R2两端的电压U2＝9 V，由欧姆定律计算R2的最大阻值R2＝＝90 Ω；根据欧姆定律和串联电路的规律可得，滑片在A端时，电源电压U＝，即U＝0.3 A×(20 Ω＋R3)④，滑片在B端时，电源电压U＝IB(R1＋R3)＋U2，即U＝0.1 A×(20 Ω＋R3)＋9 V⑤，联立④⑤，解得U＝13.5 V，R3＝25 Ω，当滑动变阻器R2的滑片在A端时，R1两端的电压U1A＝IAR1＝0.3 A×20 Ω＝6 V，当滑动变阻器R2的滑片在B端时，R1两端的电压U1B＝IBR1＝0.1 A×20 Ω＝2 V，当滑动变阻器R2的滑片从A端滑到B端的过程中，R1两端电压变化量ΔU1＝U1A－U1B＝6 V－2 V＝4 V，由P＝UI可得，电路消耗总功率的变化量ΔP＝UIA－UIB＝13.5 V×0.3 A－13.5 V×0.1 A＝2.7 W。综上可知：电源电压为13.5 V，故A正确；R2的最大阻值为90 Ω，故B错误；R1两端电压变化了4 V，故C错误；ΔP为2.7 W，故D错误。 2．(4分)把标有“6 V　3 W”和“6 V　6 W”字样的两个灯泡串联接入电路中，在保证安全使用的情况下，让其中一个灯泡正常发光，忽略温度对灯丝电阻的影响，则电源两端电压是　9　V，此时两灯消耗的总功率为　4.5　W。 第3题图 3．(6分)如图所示，电源电压恒为6 V，当开关S闭合时，电压表的示数为4 V，电流表的示数为0.5 A。求： (1)小灯泡L1的阻值； (2)小灯泡L2的电功率。 解：(1)当开关S闭合时，两灯串联，电压表测小灯泡L2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路电压的规律可得，小灯泡L1两端的电压 U1＝U－U2＝6 V－4 V＝2 V， 根据串联电路电流的规律可知I＝I1＝I2，再根据欧姆定律可得，小灯泡L1的阻值 R1＝＝＝4 Ω。 (2)小灯泡L2的电功率 P2＝U2I2＝4 V×0.5 A＝2 W。 4．(6分)如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡L标有“6 V　6 W”的字样。闭合开关S，灯泡正常发光，定值电阻R两端的电压是12 V。求： 第4题图 (1)灯丝的电阻RL； (2)电路中的电流I； (3)电路消耗的总功率P。 解：(1)由P＝可知，灯泡正常发光时灯丝的电阻 RL＝＝6 Ω。 (2)由P＝UI可知，灯泡正常发光时通过的电流 IL＝＝1 A， 根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流 I＝IL＝1 A。 (3)根据串联电路的电压特点可知，电源电压 U＝UL＋UR＝6 V＋12 V＝18 V， 电路消耗的总功率 P＝UI＝18 V×1 A＝18 W。 【类型二】 并联电路中电功率的计算 5．(6分)如图所示，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，闭合开关，电压表的示数为3 V，电源电压U＝　3　V，R1的电功率P1＝　0.9　W，通电10 s后，R2消耗的电能W2＝　18　J。 第5题图 6．(9分)在如图所示的电路中，灯泡L上标有“10 V　3 W”的字样，R为定值电阻。闭合开关S时，灯泡L恰好正常发光，电流表的示数为0.2 A。 第6题图 (1)灯泡L的额定电流是多少？ (2)定值电阻R的阻值是多少？ (3)整个电路在5 min内消耗的电能是多少？ 解：由题图可知，定值电阻R与灯泡L并联，电流表测通过定值电阻R的电流。 (1)由P＝UI可得，灯泡L的额定电流 IL＝＝0.3 A。 (2)因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L正常发光，所以，电源电压U＝UL＝10 V， 由I＝可得，定值电阻R的阻值 R＝＝＝50 Ω。 (3)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流 I＝IL＋IR＝0.3 A＋0.2 A＝0.5 A， 整个电路在5 min内消耗的电能 W＝UIt＝10 V×0.5 A×5×60 s＝1 500 J。 【类型三】 动态电路类电功率的计算 7．(3分)如图所示，电源电压为12 V保持不变，小灯泡标有“4 V　1.6 W”字样(灯丝电阻不受温度影响)，滑动变阻器标有“50 Ω　1 A”字样，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～15 V，闭合开关，保证各元件不损坏，下列说法正确的是(　B　) 第7题图 A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡不可能正常发光 B．电路中消耗的最大功率为4.8 W C．滑动变阻器两端电压变化范围为9～10 V D．当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器通电1 min产生的热量为140 J 8．(9分)如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图象，如图乙所示。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)R0的阻值和电源电压； (3)整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。 第8题图 解：由题图甲可知，R0与R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压。 (1)当滑片P在b端时，电路中的电流最小，由题图乙可知，Ib＝0.2 A，Pb＝2 W，由P＝I2R可知，滑动变阻器的最大阻值 R＝＝＝50 Ω。 (2)由题图乙可知，当滑片P在某点c处时，电路中的电流Ic＝0.4 A，Pc＝3.2 W，所以滑动变阻器连入电路的阻值 Rc＝＝＝20 Ω， 当滑片P在b端时，电源电压 U＝Ib(R0＋R)①， 当滑片P在c点时，电源电压 U＝Ic(R0＋Rc)②， 由①②两式可得，电阻R0的阻值 R0＝＝ ＝10 Ω， 电源电压 U＝Ib(R0＋R)＝0.2 A×(10 Ω＋50 Ω)＝12 V。 (3)当滑片P在b端时，电路消耗的电功率最小，则 P最小＝UIb＝12 V×0.2 A＝2.4 W， 当滑片P在a端时，电路消耗的电功率最大，则 P最大＝＝＝14.4 W， 电路消耗的最小电功率与最大电功率之比 ＝。 (或电路消耗的最小电功率与最大电功率之比 ＝。 【类型四】 图象类电功率的计算 9．(6分)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的电流与电压的关系图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2 V，通过小灯泡的电流为　0.6　A，电源电压为　8　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4 V，电路在1 min内消耗的电能为　384　J。 　 第9题图 10．(12分)如图甲所示的电路，电源电压恒为9 V，灯泡L标有“6 V　6 W”的字样。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从某点A移到另一点B的过程中(图中未标出)，电流表示数随电压表示数变化的关系图象如图乙所示，求： 第10题图 (1)灯泡L正常发光时的电流； (2)灯泡L正常发光60 s消耗的电能； (3)灯泡L的电功率为2.1 W时的电阻；(结果保留1位小数) (4)滑片P在A、B位置时，滑动变阻器消耗的电功率之差。 解：(1)由P＝UI可知，灯泡L正常发光时的电流 IL＝＝1 A。 (2)灯泡L正常发光60 s消耗的电能 W＝PL额t＝6 W×60 s＝360 J。 (3)由题图乙可知，灯泡L两端的电压U实＝3 V时，通过灯泡L的电流I实＝0.7 A，此时灯泡的实际功率 P实＝U实I实＝3 V×0.7 A＝2.1 W， 由I＝可知，此时灯泡L的电阻 RL＝＝≈4.3 Ω。 (4)由题图乙可知，滑片P在A、B两点时，滑动变阻器两端的电压与电流分别为 UA＝U－UL＝9 V－2 V＝7 V，IA＝0.5 A， UB＝U－UL′＝9 V－6 V＝3 V，IB＝1 A， 滑动变阻器消耗的电功率之差 ΔP＝PA－PB＝UAIA－UBIB＝7 V×0.5 A－3 V×1 A＝0.5 W。 11．(8分)如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当滑片滑到正中央时，电压表示数为3 V。已知两个电阻的U-I图象如图乙所示。求： 第11题图 (1)电源电压以及当滑动变阻器的滑片在最右端时电流表的示数； (2)滑动变阻器电阻保持5 Ω不变，通电1 min，滑动变阻器的电功率以及电流通过电路做的总功。 解：(1)由题图乙可知，当R1、R2两端电压都为3 V时电路中电流为0.3 A，则由已知条件可得 R1＝＝＝10 Ω， 即R1＝10 Ω，R2最大＝20 Ω，可得电源电压 U＝U1＋U2＝3 V＋3 V＝6 V， 当滑动变阻器滑片滑在最右端时 R2＝R2最大＝20 Ω， 根据串联电路电流、电压、电阻之间的关系可得 I右＝＝＝0.2 A。 (2)滑动变阻器阻值为5 Ω时，电路电流 I＝＝＝0.4 A， 则滑动变阻器的电功率 P滑＝I2R′2＝(0.4 A)2×5 Ω＝0.8 W。 通电1 min电流通过电路做的总功 W＝UIt＝6 V×0.4 A×60 s＝144 J。 12．(8分)如图甲所示是小明设计的调光灯电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为10 V。闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的IU关系图象(实线部分)如图乙所示，电阻丝AB的阻值不随温度变化。 第12题图 (1)当滑片P在A端时，小灯泡1 min消耗的电能是多少？ (2)当小灯泡实际消耗的电功率为1.2 W时，电阻丝AB连入电路的阻值是多少？ 解：(1)当滑片P在A端时，电路中的电阻最大，通过小灯泡的电流最小，由题图乙可知，此时电流I＝0.2 A，小灯泡两端的电压U＝2 V，故小灯泡1 min消耗的电能 W＝UIt＝2 V×0.2 A×1×60 s＝24 J。 (2)从题图甲、乙可知，当滑片P在B端时，小灯泡两端的电压为10 V，故电源电压为10 V；当小灯泡实际消耗的电功率为1.2 W时，电路中的电流I′＝0.3 A，小灯泡两端的电压U′＝4 V，故电阻丝AB连入电路部分两端的电压 U″＝10 V－4 V＝6 V， 电阻丝AB连入电路的阻值R＝＝＝20 Ω。 【类型五】 挡位类电功率的计算 13．(9分)某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1 320 W，R1＝55 Ω。求： 第13题图 (1)取暖器工作时通过R1的电流； (2)取暖器处于低温挡时，工作1 min产生的热量； (3)R2的阻值。 解：(1)由电路图知，当两个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据P＝知，电路中的总电功率较大，处于高温挡；当S1闭合、S2断开时，电路中只有R1工作，电路中的电阻较大，据P＝知，电路中的总电功率较小，处于低温挡，此时通过R1的电流 I1＝＝＝4 A。 (2)电热取暖器处于低温挡时，功率 P低温＝UI1＝220 V×4 A＝880 W， 工作1 min产生的热量 Q＝P低温t＝880 W×60 s＝52 800 J。 (3)电热取暖器处于高温挡时，R2消耗的功率 P2＝P高温－P低温＝1 320 W－880 W＝440 W， 所以R2的阻值 R2＝＝＝110 Ω。 14．(11分)一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝，R1＝88 Ω，R2＝22 Ω。 第14题图 (1)当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于　高温挡　(选填“低温挡”“中温挡”或“高温挡”)。 (2)求低温挡正常工作5 min电热丝产生的热量。 (3)求中温挡正常工作时热水器的功率。 解：(2)当断开开关S1，并将开关S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，此时电路中总电阻最大，电压一定，由P＝可知，电路消耗的功率最小，热水器处于低温挡，此时热水器正常工作5 min电热丝产生的热量 Q＝t＝×5×60 s＝1.32×105 J。 (3)由P＝可知，当闭合开关S1，S2拨至位置b时，电路为只有R1的简单电路，热水器处于中温挡，此时电路的功率 P中＝＝＝550 W。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $