北师大版初中九年级物理专项素养综合练(八)与电功率有关的动态电路分析与计算课件

这是一份北师大版初中九年级物理专项素养综合练(八)与电功率有关的动态电路分析与计算课件，共30页。

1.(新课标·模型建构)(2023四川遂宁中考)如图甲所示电路,电 源电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2铭牌上标有“120 Ω    0.8 A”的字样,电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~15 V。在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器滑片,经测量 分析,得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下 列说法正确的是 (　    )
      A.电源电压为16 VB.R1的阻值为25 ΩC.电路总功率的最大变化量为10.8 WD.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10~100 Ω
解析　由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两 端的电压,电流表测量电路中的电流;由图乙可知,当R2两端的 电压为8 V时,R2的电功率为4 W,由P=UI可知,此时电路中的 电流:I1= = =0.5 A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I1R1+8 V=0.5 A×R1+8 V①;当R2两端的 电压为10 V时,R2的电功率为4 W,由P=UI可知,此时电路中的 电流:I2= = =0.4 A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I2R1+10 V=0.4 A×R1+10 V②;由①②两
式可解得,电源电压U=18 V,R1的阻值R1=20 Ω,A、B错误;根 据题意可知,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8 A,电流 表的量程为0~0.6 A,为了电路安全,电路中的最大电流为I大= 0.6 A,则电路中的最大总功率P大=UI大=18 V×0.6 A=10.8 W; 由I= 可知,电路中的最小总电阻R小= = =30 Ω,根据串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值 为R2小=R小-R1=30 Ω-20 Ω=10 Ω;根据电压表量程可知,R2两端 的最大电压为15 V,根据串联电路的电压特点可知,R1两端最
小电压为U1小=U-U2大=18 V-15 V=3 V,电路中最小电流为I小=  = =0.15 A,电路中的最小总功率为P小=UI小=18 V×0.15 A=2.7 W,由I= 可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值为R2大= = =100 Ω,所以,电路总功率的最大变化量ΔP=P大-P小=10.8 W-2.7 W=8.1 W,C错误;滑动变阻器允许接入电路 的阻值范围为10~100 Ω,D正确。故选D。
2.(2023辽宁阜新中考)(多选)如图甲所示,电源电压恒为6 V。灯泡L的规格为“6 V　3.6 W”,且电阻不随温度变 化。闭合开关后,灯泡正常发光,当移动滑动变阻器的滑片P 时,电流表的示数发生变化,若其最小值如图乙所示,最大值 为满刻度。下列说法正确的是 (　    )      
A.图乙中电流表的示数为0.2 AB.滑动变阻器连入电路的最小阻值为15 ΩC.滑动变阻器连入电路的阻值变化量为12.5 ΩD.此电路的最大功率为18 W
解析　灯泡和滑动变阻器并联接入电路,小灯泡正常发光,电 流IL= = =0.6 A,电流表测的电流为干路电流,高于0.6 A,所以图乙电流表量程为0~3 A,分度值为0.1 A,示数为1 A,A 错误;通过滑动变阻器的电流I1=I-IL=1 A-0.6 A=0.4 A,此时变 阻器接入电路的电阻R1= = =15 Ω,当电流表满偏时,电流为3 A,通过滑动变阻器的电流I1'=I'-IL=3 A-0.6 A=2.4 A,此 时变阻器接入电路的电阻R1'= = =2.5 Ω,滑动变阻器
连入电路的最小阻值为2.5 Ω,滑动变阻器连入电路的阻值变 化量为15 Ω-2.5 Ω=12.5 Ω,故B错误,C正确;当电流表满偏时, 电流为3 A,电路的功率最大,P=UI'=6 V×3 A=18 W,D正确。 故选C、D。
3.(2023河北中考)(多选)如图所示,电源电压不变,只闭合开关 S1后,电流表的示数为0.4 A;断开开关,将电流表和电压表的 位置互换,再将开关S1、S2均闭合后,电流表的示数为1 A,电 压表的示数为6 V。下列说法正确的是 (　     ) 
A.电源电压为6 VB.电阻R2的阻值为15 ΩC.两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比为2∶5D.两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为9∶25
解析　当将电压表、电流表的位置互换后,开关S1、S2均闭 合时,两电阻并联,电流表测R1支路的电流,电压表测量电源电 压,则电源电压为6 V,A正确;电压表、电流表的位置互换后, 根据I= 可得,R1= = =6 Ω,两表位置互换前,只闭合开关S1后,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据I= 可得总电阻R= = =15 Ω,根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得,R2=R-R1=15 Ω-6 Ω=9 Ω,B错误;两表位置互
换前,根据I= 可得R1两端的电压U1=IR1=0.4 A×6 Ω=2.4 V;两表位置互换后R1两端的电压为电源电压6 V,则两表位置互 换前后,电阻R1两端的电压之比为U1∶U=2.4 V∶6 V=2∶5,C 正确;两表位置互换前R2的功率为P2=I2R2=(0.4 A)2×9 Ω=1.44 W,两表位置互换后R2的功率为P2'= = =4 W,则两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为P2∶P2'=1.44 W∶4 W=9∶ 25,D正确。故选A、C、D。
技巧点拨　本题考查了串、并联电路的特点、欧姆定律的 应用和电功率的计算,关键是开关闭合、断开和电表互换后 电路连接方式的辨别。
4.(2023山东枣庄中考)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合 开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,两个电压 表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。      
(1)图乙中　　    (选填“dc”或“ec”)表示电压表V1的示 数随电流表示数变化的图像;(2)该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为　　    。
解析    (1)由图甲可知,R0与R串联,电压表V1测R0两端的电压, 电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻 器滑片P从b点滑向a点的过程中,滑动变阻器R接入电路的阻 值变小,电路中的电流变大,由U=IR可知,定值电阻两端的电 压随着电流的增大而增大,故ec表示电压表V1的示数随电流 表示数变化的图像。(2)根据串联电路的电压规律可知,电源 电压为U=5 V+1 V=6 V;R0= = =10 Ω;滑片P在a点时,只有R0接入电路,电路中的电阻最小,电流最大,最大电流为Ia
= = =0.6 A,由P=UI可知,电路总功率最大;滑片P在b点时,电路中的电阻最大,电流最小,电流Ib=0.1 A,由P=UI可知, 电路总功率最小,则该电路消耗的最大总功率与最小总功率 之比为 = = = = 。
方法归纳　本题考查串联电路电流和电压的规律以及欧姆 定律和电功率公式的应用,要明白电路各个用电器的连接情 况。在电学中,有些题目的信息是通过图像给出的,要能将电 路图与图像结合起来并从中获取有用信息。
5.(2023黑龙江绥化中考)如图,电源电压恒定不变,R1为定值 电阻,R2为滑动变阻器(a、b为滑动变阻器两端点),小灯泡标 有“6 V　3 W”字样。当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时, 小灯泡正常发光,电流表的示数为0.9 A,滑动变阻器最大阻 值是　    Ω;当开关S1闭合,S2断开,滑片P置于a端时,电流表示 数为0.2 A,此时R1的功率为　　    W。 
解析　开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,R1被短路,滑动变阻 器与灯泡并联,电流表测干路电流;由并联电路的电压特点和 灯泡正常发光可知,电源电压U=UL=6 V,由P=UI可得,灯泡正 常工作时的电流IL= = =0.5 A,由并联电路的电流特点可知,通过滑动变阻器的电流Ib=I-IL=0.9 A-0.5 A=0.4 A,由欧 姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值R2大= = =15 Ω;开关S1闭合,S2断开,滑片P置于a端时,灯泡被短路,滑动变阻器 与定值电阻R1串联,电流表测电路中的电流;由欧姆定律可知,
滑动变阻器两端的电压U2大=I'R2大=0.2 A×15 Ω=3 V,由串联电 路的电压特点可知,R1两端的电压U1=U-U2大=6 V-3 V=3 V,此 时R1的功率:P=U1I'=3 V×0.2 A=0.6 W。
6.(2023北京中考)小京利用图甲所示电路获取了额定电压为 2.5 V的小灯泡L在不同电压下的电流,并利用所测的数据绘 制出电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。 
 (1)画出实物电路所对应的电路图。(2)求小灯泡两端电压为1.0 V时的电阻。(3)求小灯泡正常发光时的电功率。
答案    (1)如图所示 (2)5 Ω    (3)0.7 W
解析    (1)根据实物图可知:电压表并联在灯泡的两端,电流 表串联在电路中,滑动变阻器串联接入电路;(2)由图像可知, 小灯泡两端电压U=1.0 V时,通过小灯泡的电流I=0.2 A,此时 小灯泡的电阻R= = =5 Ω;(3)小灯泡正常发光时,两端电压UL=2.5 V,由图像可知,此时通过小灯泡的电流IL=0.28 A;小 灯泡正常发光时的电功率为PL=ULIL=2.5 V×0.28 A=0.7 W。
7.(2023山东临沂中考)随着生活水平的提高,煎饼已由果腹 的家庭主食变为临沂的一道美食。图甲是具有两挡加热功 率的煎饼锅,图乙是其内部简化电路图。当开关S1和S2均闭 合时,煎饼锅的加热功率为968 W;仅闭合开关S1时,煎饼锅的 工作电流为1 A。求:      
(1)当开关S1和S2均闭合时,煎饼锅的工作电流和电阻R1的阻 值。(2)电阻R2的阻值。