人教版九年级物理期末复习含答案九上电学计算电功率期末专题培优.docx

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人教版九年级物理期末复习含答案九上电学计算电功率期末专题培优

九上电学计算（电功率）期末专题培优

1.（2019湖州）现有规格分别为“6V3W”和“6V6W”两个小灯泡L1、L2，已知它们的电流与电压间关系如图所示。

（1）由图可知，L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为多少焦?

（3）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是多少?

2.（2019潍坊）在如图所示电路中，小灯泡R1标有“4V1.6W”字样，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。

只闭合开关S2时，电压表的示数为2V；将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表A2示数为0.5A．求：

（1）电源电压；

（2）滑动变阻器R3的最大阻值；

（3）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。

3.（2019昆明）如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R′的最大阻值为30Ω，小灯泡L上标有“2.5W”字样（忽略温度对灯泡电阻的影响）。

（1）滑片移至最右端，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，小灯泡的功率为0.9W，求电源电压。

（2）将滑片移至某一位罝时，电压表的示数为7V，此时小灯泡正常发光，求小灯泡正常发光时的电流和电路的总功率。

（3）若把小灯泡换成一个定值电阻R，假设电流流过电阻R产生的热量为Q、转化的电能为E、做的功为W，请写出这三个物理量的大小关系。

4.（2019安顺）如图甲所示的电路，电源电压保持不变。

小灯泡L标有“4V1.6W“的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2＝20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：

（1）小灯泡正工作时的电阻是多少？

（2）只闭合开关S、S2和S3移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W．此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？

（3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？

5．一个小灯泡规格为“6V3W”，它正常工作时的电阻有多大？

如果把它接在3V电压的电路中，它实际消耗的电功率是多少？

与接在6V电路上相比，这时它发光的亮度是亮些还是暗些？

（设小灯泡电阻不随温度改变）

6．如图所示的电路中，电源电压保持不变。

当开关Sl、S2闭合，滑动变阻器的滑片P位于a端时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，滑动变阻器的电功率为18W；当开关S1闭合，S2断开，滑片P位于滑动变阻器的中点c时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，滑动变阻器的电功率为25W。

若U1∶U2=1∶2，求：

（1）电流I1、I2之比；

（2）R2与滑动变阻器最大阻值之比；

（3）当开关S1闭合，S2断开，滑片P位于滑动变阻器的中点c时，电阻R2的电功率是多少W?

（结果保留一位小数）

7．如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R＝20Ω，滑动变阻器的最大阻值是12Ω．灯泡的额定电功率为2W。

（1）当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P位于最左端a时，电流表的读数为0.3A，求：

电源电压U；

（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，再闭合开关S2，灯泡恰好正常发光，求：

灯泡的电阻RL；

（3）当断开S1，闭合S2，将滑片P移至最右端b，求：

此时灯泡所消耗的电功率PL。

8．如图所示，电源电压为12V，且保持不变。

已知滑动变阻器的最大阻值为24Ω。

定值电阻R0为20Ω，小灯泡上标有“8V4W”字样，求：

（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？

（2）当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为多大？

（3）当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小?

这个最小功率是多少？

9．“赛龙舟”是端午节里的传统节目。

小安同学自制了一个卡通龙舟，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。

她选用规格为“12V6W”的红灯和“12V12W”的绿灯及“24Ω2A”的滑动变阻器等元件设计了如图电路。

当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光（电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化）。

求：

（1）两灯都正常发光时电流表的示数为多少?

（2）该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少?

答案

1.

（1）增大

（2）2700J（3）4W

2.

（1）由

可得，灯泡的电阻：

，

只闭合开关S2时，灯泡R1与电阻R2串联，电压表测R1两端的电压，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：

，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电源的电压：

U=I（R1+R2）=0.2A×（10Ω+20Ω）=6V；

（2）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，电阻R2与R3的最大阻值并联，电流表A2测干路电流，

此时电路的总电阻：

，

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，

所以，

，

解得：

R3=30Ω；

（3）只闭合开关S3时，灯泡R1与滑动变阻器R3串联，电流表A1测电路中的电流，电压表测R1两端的电压，

当电压表的示数R1′=3V时，灯泡两端的电压最大，其实际功率最大，

，

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R1的功率最小，

此时电路中的电流：

，

则灯泡的最小功率：

P1小=I小2R1=（0.15A）2×10Ω=0.225W，

所以，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。

答：

（1）电源电压为6V；

（2）滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω；

（3）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。

3.由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）．滑片移至最右端，闭合开关后，滑动变阻器的电阻全部连入电路，根据

可得滑动变阻器两端的电压：

U′=IR′=0.3A×30Ω=9V，

根据P=UI可得灯泡两端的电压：

则电源电压:

U=U′+UL=9V+3V=12V。

（2）．将滑片移至某一位置时，由于小灯泡正常发光，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：

灯泡的额定电压:

U额=U-U″=12V-7V=5V；

根据P=UI可得灯泡正常发光时的电流:

电路的总功率:

P总=UIL=12V×0.5A=6W

（3）．若把小灯泡换成一个定值电阻R，根据电阻的热效应可知：

通过电阻的电流所做的功都用于产生热量。

则:

Q=W；

由于通过电阻的电流所做多少功，电阻就需要消耗多少电能，则:

W=E；

所以:

Q=W=E。

4.

（1）灯泡L标有“4V，1.6W”字样表示灯的额定电压为4V，额定功率为1.6W，根据P＝UI＝

可得：

灯泡的电阻RL＝

＝

＝10Ω；

（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，由于变阻器和R2并联，则电流表测总电流I＝0.5A，

根据P＝UI＝

得电源电压：

U＝

＝

＝5V；

则通过R2的电流，

I2＝

＝

＝0.25A；

由并联电路电流的规律，通过动变阻器R1的电流：

I1＝0.5A﹣0.25A＝0.25A，

由I＝

可得R1接入电路中的阻值为：

R1＝

＝

＝20Ω；

（3）只闭合开关S和S1，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，根据P＝UI，灯正常工作时的电流：

IL＝

＝

＝0.4A，

电流表量程为0～0.6A，根据串联电路电流的规律，电路中的最大电流为I最大＝0.4A，此时灯正常发光，由欧姆定律和电阻的串联规律，变阻器有最小阻值；

由串联电路电压的规律和欧姆定律，滑动变阻器R1的最小阻值：

R滑小＝

﹣RL＝

﹣10Ω＝2.5Ω；

因电压表的量程为0～3V，电压表的最大示数为U最大＝3V时，变阻器连入电路中的电阻最大，

根据串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和可知：

灯泡两端的最小电压UL最小＝5V﹣3V＝2V，

由图乙可知，此时通过灯的电流为电路中的最小电流，则I最小＝0.25A，

由欧姆定律和串联电路电流的规律，变阻器连入电路中的最大电阻：

R滑大＝

＝

＝12Ω，

故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。

答：

（1）小灯泡正常工作时的电阻是10Ω；

（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是20Ω；

（3）在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。

5．

（1）由公式P＝UI，I＝

，得P＝

，R＝

＝

＝12Ω。

（2）P1＝

＝

＝0.75W。

（3）因为P1＜P额，所以接在3V电路上时比接在6V电路时，灯泡发光的亮度暗些。

6．

（1）3∶5

（2）1∶30（3）1.7W

7．

（1）U＝IR＝0.3A×20Ω＝6V

（2）因为灯泡正常发光，所以U额＝U＝6V，

（3）当断开S1，闭合S2，将滑片P移至最右端b时，小灯泡与滑动变阻器串联。

8．

（1）RL＝

＝

＝16Ω

IL＝

＝

＝0.5A

（2）当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡L串联，要使灯泡正常发光，则

I＝IL＝0.5A

R串＝

＝

＝24Ω

R＝R串－RL＝24Ω－16Ω＝8Ω

（3）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L被短路，滑动变阻器与R0并联，在滑动变阻器接入电路的阻值最大时，及滑片在最左端时，整个电路消耗的总功率最小。

I滑＝

＝

＝0.5A

I0＝

＝

＝0.6A

I最小＝I滑+I0＝0.5A＋0.6A＝1.1A

P最小＝UI最小＝12V×l.1A＝13.2W

9．

（1）

得

（2）由

R最小时功率最大

两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小，此时两灯正常发光

R最大时功率最小

电阻较大的灯泡与滑动变阻器全值串联时电阻最大，由

知红灯电阻较大

由题意可知电源电压是12V