第十七章 升阶训练专题十四 电功率之图像问题-【优+学案】2025-2026学年新教材九年级全一册物理课时通(沪科版2024)

升阶训练专题十四 电工 之通专题mw 1.(泰安中考)如图甲所示电路，电源电压保持不 变，电阻R1=202,图乙为小灯泡L的I一U 关系图像.当只闭合开关S1时，电阻R1功率 为1.8W,电流表示数为I1,电路的总功率为 P1;当开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表示 数为I2,电路的总功率为P2;当开关S、S2闭 合，S断开时，灯泡L正常发光，此时灯泡L 的电阻为R,电路的总功率为P3.已知P1: P2=1:5,下列说法中( ) ↑IA 0.4 5 0.3 0.2 12345678U 甲 ①P2=0.36W ②R2=52③R.=1.82 ④P3=3.6W A.只有②④正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确 2.(多选)（贵州中考）如图甲所示电路，电源电压 恒为9V,灯泡L的额定电压为6V,通过L的 电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙 所示.闭合开关S,下列分析正确的是( A 0.3 03 0 60/八 多 A.无论如何移动滑片，L的电阻始终为202 B.滑片向左移动过程中，L的实际功率减小 C.为保证电路安全，R接入的最小阻值为 10n D.L的实际功率为0.75W时，R的阻值为 242 △九年级·全一册.物理·HK 力率之图像问题（答案P14) N智能讲 3.如图甲所示电路，R。为定值电阻，电源电压保 持不变.滑动变阻器R1标有“20Ω1A”字 样，电流表量程为0~0.6A,灯泡L的额定电 流是0.5A.当开关S1、S2都断开或都闭合两 种情况中，移动滑片P(所有元件都安全)得到 了两次电流表示数与R,阻值变化关系的图像 (如图乙所示)，灯泡在工作时正常发光.下列 说法正确的是( ↑A 0.6 0.3 20R/ 甲 A.电源电压为4V B.灯泡L的额定功率为3W C.R。的阻值为152 D.开关都断开与都闭合时，两次电路最大功率 之比为5：11 4.（广安中考)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端移至 b端的过程中，R1消耗的电功率P随R1阻值 变化关系如图乙所示.下列分析错误的 是( ) ↑P/W 3.6 P 010 50R/0 甲 乙 A.定值电阻R2为102 B.电源电压为12V C.滑片P置于b端时，闭合开关S,电压表的 示数为10V D.滑片P置于b时，闭合开关S,通电1min R2产生的热量为24J 109 5.甲、乙两灯的额定电压均 为6V,测得两灯的电流与 电压关系图像如图所示 甲灯正常工作时的电阻是 00.20.40.60.81A 2;当乙灯的实际功率是2.4W时，它 两端的实际电压是 V;当把甲、乙两灯 串联接在7V的电源上时，电路消耗的总功率 是 W. 6.标有“6V3.6W”字样的小灯泡和其他的电 学元件连成电路，如图甲所示.当只闭合开关 S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过 程中记录下电压表示数U1和电流表示数I, 并绘制出对应的U1一I图像（如图乙所示），且 当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光.已知定 值电阻R。=122,求： P +U八N 4 A 04 0.20.6/A 甲 乙 (1)电源电压U. (2)小灯泡正常发光时的电阻R· (3)当S、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处 于中点位置时，整个电路消耗的电功率P. 110 7.（滨州中考)为研究调光灯的工作原理，某小组 设计了如图甲所示的模拟电路进行探究.已知 小灯泡L标有“12V12W”字样，电源电压 恒定不变.在保证电路安全的情况下，通过调 节滑动变阻器，分别记录三个电表的示数，并 将电表示数绘制成如图乙所示的关系图 像，求： (1)灯泡L正常发光时的电流. (2)灯泡L正常发光10s消耗的电能. (3)电源电压. (4)滑动变阻器阻值的变化范围. ↑I/A R A X 0.3------ 036150/W 乙 优+学案·课时通△U 6V 此时通过灯泡的电流L=&=10Q-0.6A, 根据并联电路电流规律，干路电流I=IL十I1= 0.6A+0.3A=0.9A, 则10s内电流所做的总功W=UIt=6VX 0.9A×10s=54J. (3)当S、S1闭合，S2断开且R2的滑片移至b端时， 灯泡和R2的最大阻值串联，则电路中电流 U 6V I'=R十R=100+400=0.12A, 则灯泡L实际消耗的功率P=I'2R= (0.12A)2×102=0.144W. 6.D7.D 8.D当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，电路 U 中的总电阻减小，电源电压一定，由I一尺可知，电 路中电流增大，由P=UI可得电路中的总功率增大 升阶训练专题十四电功率之图像问题 1.A解析：由题图甲可知，当只闭合开关S1时，只有 R,和电流表接入电路中，电路的总功率等于R1的 电功率，P,=1.8W,电源电压U=√P1R1= √1.8W×20=6V.当开关S1、S3闭合，S2断开 时，电阻R1和R2并联，电流表测量干路中的电流， 已知P1:P2=15,所以电路的总功率P2= 5P1=5×1.8W=9W,电路的总电阻R= P2 (6V)2 11十 9W=40,由电阻的并联关系可得，尺一R 11_1 1 R,'40200十R,解得R,=5.故②正确.0 错误.当开关S1、S2闭合，S3断开时，灯泡L和电阻 R,并联，电流表测量干路中的电流，灯泡L两端的 电压等于电源电压，灯泡L两端的电压是6V,由题 图乙可知，通过灯泡的电流是0.3A,灯泡的电阻 U=6V R= 1=0.3A=200,灯泡的电功率P,= ULIL=6V×0.3A=1.8W,电阻R1的电功率是 1.8W,电路的总功率P3=P1十PL=1.8W+ 1.8W=3.6W,故④正确，③错误.故选A. 2.BCD解析：由题图乙可知，通过L的电流I与其两 端电压U不成正比，说明其电阻是变化的，故A错 误，分析题图甲可知，变阻器和灯泡串联，滑片向左 移动过程中，变阻器阻值变大，则总电阻变大，根据 名可知电路中电流变小，根据串联分压原理 知，变阻器两端电压变大，则灯泡两端电压变小，根 据P=UI可知，L的实际功率减小，故B正确.当灯 泡正常发光时，电路中电流最大，R接入电路的阻值 最小，此时灯泡两端电压为6V,由题图乙可知，电 路中电流为0.3A,则R接入的最小阻值Rmin= U-U额_9V-6V =102,故C正确.由题图乙可 0.3A 知，当灯泡两端电压为3V时，电流为0.25A,则灯 泡功率恰好为PL=UIL=3V×0.25A=0.75W, tU-U9V-3y=24n,故D 此时R的阻值R=IL 0.25A 正确，故选BCD, 3.B 4.C解析：由题图甲可知，R1、R2串联，电压表测量 R,两端的电压，电流表测量电路中的电流.闭合开 关S,滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程 中，由题图乙可知，当滑动变阻器R1的阻值为 102,R1消耗的电功率为3.6W,由P=IR可知， 此时电路中的电流1R,三√100=0.6A. 根据串联电路的电压特，点和欧姆定律可知，电源电 压U=I1R2+I1X102=0.6A×R2+0.6AX 102①.由图乙可知，当滑动变阻器R,的滑片移至 b端时，阻值最大为502，R1消耗的电功率为2W, 由P=IR可知，此时电路中的电流I2= 爱 =0.2A.根据串联电路的电压特点 和欧姆定律可知，电源电压U=I2R2十I2X 502=0.2A×R2十0.2A×502②.联立①②两式 解得，电源电压U=12V,R2的阻值R2=102,故 AB正确.滑片P置于b端时，电流I2=0.2A,R2 两端的电压U2=I2R2=0.2A×102=2V,即电压 表的示数为2V,故C错误.滑片P置于b端时，闭 合开关S,通电1minR2产生的热量Q2=W2= U2I2t=2V×0.2A×1X60s=24J,故D正确. 5.2042.1 6.解：(1)由题图甲可知，当只闭合S1,滑动变阻器滑到 最左端时，只有灯泡L接人电路，且灯泡正常发光 所以电源电压U=UL=6V. U2_(6V)2 (②)当小灯泡正常发光时，R=P.一3.6W=102 (3)当只闭合S时，灯泡L和R,串联，当滑动变阻器 滑片在最右端时，R1连人电路的电阻最大，由题图乙可 知，此时电流为0.2A,R1两端电压为4V,则 4V R1m-0.2A=20n 当S、S2、S均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位 置时，灯泡L被短路，滑动变阻器和R。并联在电路 中.通过滑动变阻器的电流I1’= U一= 1。 imax 6 V 一=0.6A.通过R。的电流1。=R。 U 2×20 6V 120=0.5A.整个电路消耗的电功率P= U(I,+I。)=6V×(0.6A+0.5A)=6.6W. 7.解：由题图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表 )测滑动变阻器两端电压，电压表(V2)测灯泡两端 电压，电流表测电路电流。 (1)由P=UI可知，灯泡L正常发光时的电流 P 12 W 1=元-12V1A (2)灯泡L正常发光10s消耗的电能 W=Pt=12W×10s=120J. (3)由题图乙可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路 电流最小为0.3A,此时灯泡两端的电压为3V,滑 动变阻器两端的电压为15V,根据串联电路电压的 特点可知，电源电压为U=15V+3V=18V. (4)由上述可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电 流最小为0.3A,滑动变阻器两端的电压为15V,则 滑动变阻器接入电路的最大阻值为R浙大一 U希大=15V I0.3A=500. 灯泡L正常发光时的电流为1A,所以电路中允许 通过的最大电流为1A,由题图乙可知，此时滑动变 阻器两端的电压为6V,则滑动变阻器允许接入电 路的最小阻值为R精小=1大 =小=6=62 因此滑动变阻器阻值的变化范围为6~502. 升阶训练专题十五电功率之电路 安全和极值问题 1.D 2.D解析：闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于 最右端时，R1与R串联，电压表的示数为3V,此时 U 3V 电路中的电流1=R=200=0.15A.当闭合S, 断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时，R2与R串 联，电压表示数为1.2V,此时电路中的电流I2 农-：0.2A,则P,:P,=U,UI, I1:I2=0.15A:0.12A=5:4,故A错误.由题 意得U=IR1+3V=0.15R1+3V,U= I2R2+1.2V=0.12R2+1.2V,R2=2R1,解之得 电源电压U=6V,R1=202,R2=402,故BC错 误.当闭合S、S2,滑动变阻器的滑片位于最左端时， 滑动变阻器接入电路的阻值为0，电阻R1与R2并 联，电路中的电阻最小，电流最大，电路的总功率最 大.此时通过R的电流1尺一2000,3A,通 过R2的电流12'R,=4000.15A,电路中的总 电流为I′=I1′+12′=0.3A十0.15A=0.45A,电 路的最大功率P=UI'=6V×0.45A=2.7W,故 D正确.故选D. 3.S1、S20.45S30.9 4.1530解析：只闭合开关S,此时滑动变阻器与灯 泡串联，滑动变阻器R(40Ω1A)的滑片P处于中 点时，接入电路的电阻为20Ω，不考虑灯丝电阻的 变化，小灯泡的阻值R=V数3V)2 P海1.8w=50,灯泡 正常发光，则电路中的电流I= U频_3V R5n=0.6A. 则电源电压U=IR燕=I(R中十R灯)=0.6AX (202十5)=15V.当开关全部闭合时，灯泡短 路，滑动变阻器和定值电阻并联，当电流最大时，电 路消耗的电功率最大，滑动变阻器允许通过的最大 电流为1A,则滑动变阻器的最大功率P潘= UI=15V×1A=15W,定值电阻的功率P。= U(15V)2 R,152 =15W.则电路的最大功率Pmx= Pw+P。=15W+15W=30W. 5.(1)4.5(2)1.125(3)3 6.3109:1解析：根据题图甲可知，R。和R串 联，电流表测量电路中电流，电压表测量R两端电 压.当滑动变阻器R的滑片P滑到b端时，变阻器 R阻值最大，电路中的电流最小，由题图乙可知，是 0.2A,电压是2V,变阻器R的最大阻值是 Umax2 v R-。=0.2A=100,当滑动变阻器R的滑 片P滑到a端时，电路中只有R。,变阻器R。阻值最 -15 小，电路中的电流最大，由题图乙可知，是0.6A,电 压是0V,电源电压为U=0.6A×R。①.U= 0.2AXR。+2V②.联立①②，解得R。=52, U=3V.根据P=UI=IR可知，电阻R。消耗的 最大功率和最小功率取决于电路中电流的最大值和 最小值，所以电阻R。消耗的最大功率和最小功率之 PomRI(0.6 A) 比为PR。 (0.2A)2=9:1. 7.12不变11：3解析：由题可知，小灯泡L上标 有“6V3W”的字样，那么小灯泡正常发光时的电 阻为RL三 (U)2_(6V)2 =12Ω.小灯泡所在的支 P 3W 路与滑动变阻器所在的支路并联，相互独立，当滑动 变阻器向右滑动时，灯泡两端的电压不变，灯泡的电 阻不变，灯泡的实际功率不变，灯泡的亮度不变，闭 合S、S2,通过滑动变阻器的电流最大I最大= 0.6A时，电路中的功率最大P1=UI最大十PL= 6V×0.6A十3W=6.6W.闭合S,断开S2,电路 为滑动变阻器的简单电路，当滑动变阻器阻值最大 U2(6V)2 时，电路中的功率最小，P2=R=200 =1.8W, ,P16.6W11 则p2-1.8w3 U2 8.解：(1)已知灯泡的额定电压和额定功率，由P= R -6V) 可得，灯泡的电阻R1=P =122. 3 W (2)只闭合S,R。与变阻器R串联，变阻器电阻R a力三R三5×1002=202：电路电流1日 U二 10V Rap 20n =0.5A.电源电压U=I(R。十 R.)=0.5A×(162+202)=18V. (3)只闭合S2时，L与R串联，电压表测变阻器两端 的电压，电流表测电路中的电流，由P=UI可得，灯 PL_3W 泡正常工作时的电流L=U=6V=0.5A,电流 表量程为0~0.6A,因串联电路的电流处处相等， 所以，为了保证各元件的安全，电路中最大电流 Imax=IL=0.5A,最大功率Pmax=UImax 18V×0.5A=9W.电压表量程为0~15V,当电压 表示数最大为15V时，变阻器接入的阻值最大，电 路中电流最小，则灯泡两端的最小电压U'=U一 U滑大=18V-15V=3V,电路中的最小电流 U 3V 1m=1'=R:=2n=0.25A,最小功率 Pmin-UI min-18 VX0.25 A-4.5 W. 电路消耗的总功率范围为4.5~一9W. 9.解：(1)由题图乙可知，滑动变阻器与定值电阻R2串 联，电压表测量滑动变阻器两端电压，当滑动变阻器 连人电路的阻值R,=22时，电路总电阻R= R1+R2=22+102=122, U 6V 电路电流1=R=120=0.5A, 滑动变阻器两端的电压U1=I1R1=0.5A× 2n=1V. (2)由P=UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路 消耗的电功率越小，则滑动变阻器阻值最大时，电路 中的电流最小.因为电压表最大示数为3V,定值电 阻R2两端电压U2=U-U1′=6V-3V=3V.