2019年九年级物理专题训练电功率计算题(教师版).doc

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1、2018- -2019年九年级物理专题训练（教师版）电功率计算题1.电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重，它的核心部分是一只可变电阻，一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中R0为定值电阻，R为电阻式传感器，当控制其阻值从0变为60，测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，已知电源电压恒定不变（1）当通过传感器的电流为0.1A时，传感器的电阻为多少；（2）求P1的值；（3）求R0的阻值【解析】（1）由题知，电阻式传感器的阻值从0变为60，传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示；由图乙可知，通过传感器的电流最小为0.1A，由欧姆定律可知电路中的总电阻最

2、大，传感器的电阻最大，即为60；（2） 当I=0.1A时，P1的值：P1=I2R=（0.1A）260=0.6W；（3） 当电路中的电流I=0.1A时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I=U/R可得，电源的电压：U=I（R0+R）=0.1A（R0+60），当R=0时，电路为R0的简单电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知最大电流I=0.5A，则电源的电压：U=IR0=0.5AR0，因电源的电压不变，所以，0.1A（R0+60）=0.5AR0，解得：R0=15。2.小明家的微波炉说明书已遗失，只知道它的额定电压是220 V，不知其他数据他利用家中的电能表(如图所示)和一只钟表，测出了这

3、个微波炉的电功率用N表示每消耗1 kWh的电能电能表上的转盘转过的转数；用n表示在微波炉工作t h时电能表的转盘所转过的转数(1)请推导出计算微波炉电功率(单位用kW)的公式(2)测量时，小明只让微波炉工作，观察到1 min内电能表转盘转过50转，则他家微波炉的电功率是多少瓦？【解析】（1）转过n转消耗的电能；微波炉的电功率；（2）微波炉的电功率3.在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R1的阻值为6将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电

4、流表示数分别为1V和0.5A(1) 灯泡L正常发光时的电阻多大？ (2) 滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大？【解析】（1）灯泡正常发光时的电阻；（2） 灯泡正常发光时的电流，当滑片移动到某一位置，电路中电流为0.5A，小灯泡正常发光，它两端的电压为6V，定值电阻两端的电压，电源电压；当滑片移动到最右端，定值电阻两端的电压，小灯泡两端的电压，小灯泡的实际功率。4.在如图所示的电路中，已知电源电压恒为10V，定值电阻R0的阻值为10，灯泡的额定电压为6V，不计灯丝阻值变化。当开关S1、S3断开，S2闭合时，移动滑片P，灯泡正常发光时，电流表示数为0.6A；当开关S1

5、、S2和S3均闭合，滑片P置于滑动变阻器R的中点时，滑动变阻器R消耗的电功率为5W。（1）灯泡的额定功率。（2）当只闭合开关S1时，电流表的示数。（3）当开关S1，S2、S3全部闭合，滑片P置于中点时，电流表的示数。【解析】（1）开关S1、S3断开，S2闭合时，灯泡与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，因灯泡正常发光，电流表示数为0.6A，所以，灯泡额定功率：PL=ULI1=6V0.6A=3.6W；（2）当只闭合开关S1时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，则电路中电流表的示数： ；（3）当开关S1、S2和S3均闭合，滑片P置于滑动变阻器R的中点时，R0与并联，电流表测干路电流，

6、因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R0的电流仍为I2=1A，由P=UI可得，通过滑动变阻器R的电流： ，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流表的示数：I=IR+I2=0.5A+1A=1.5A5.为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”。餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值。人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如下图所示。电源电压3V不变，提示器的电阻R0恒为50 ，传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示。开关s闭合后，问：（1）根据表中数据当载盘台所载质量是100g时，R1的阻值是多少?电路中的

7、电流是多少？（2）在第（1）问的基础上，通电5 s电流通过R1产生的热量是多少？（3）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100g，此时盘内剩余食物的质量是多少？【解析】（1）根据表中数据可知，当载盘台所载质量是100g时，R1的阻值为100；此时电路的总电阻：R=R1+R0=100+50=150；电路中的电流： ；（2）电流通过R1产生的热量：Q=I2Rt=（0.02A）21005s=0.2J；（3）当电路中的电流达到0.03A， ；则R1=100-50=50；查表可知，载盘台所载质量为150g，则剩余食物的质量为150g-100g=50g6.如图所示，电源电压

8、保持不变，小灯泡L标有“3V 1.5W”的字样，滑动变阻器R1的阻值变化范围为070，定值电阻R2的阻值为30。求：（1）小灯泡L正常发光时的阻值为多少？（2）当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L恰好正常发光，此时电流表的示数为多少？（3）保证电流表有示数时，滑动变阻器的滑片应怎样移动，同时开关应怎样闭合或断开才能使电路的总电功率最小？最小电功率为多少？【解析】(1)小灯泡正常发光时的阻值：RL=U额2/P额=(3V)2/1.5W=6(2)当S1、S2和S3都闭合时，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L和电阻R2并联接入电路，电流表测干路电流，小灯泡L恰好正常发光，电

9、源电压U=3V。I1=U/RL=3V/6=0.5AI2=U/R2=3V/30=0.1AI=I1+I2=0.5A+0.1A=0.6A(3)保证电流表有示示数时，当滑动变阻器的滑片滑到b端，开关S2断开，S1S2闭合时，R1和R2串联，电路总电阻最大，电路的总电功率最小。该最小电功率为P最小=U2/R总=（3V）2/(70+20)=0.09W7.如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”的字样，其电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为18当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，小灯泡恰好正常发光保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2，发现电路消耗的

10、总功率变化了12W求：（1）小灯泡正常工作的电流（2）小灯泡的电阻（3）电源电压（4）当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值【解析】（1）小灯泡正常发光时的电压UL=6V，功率PL=3W，由P=UI可得，小灯泡正常工作的电流：IL=PL/UL=3W/6V=0.5A；（2）由U=IR可得，灯泡的电阻：R_L =UL/IL=6V/0.5A=12；（3）当S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，灯泡与变阻器的2/3电阻串联，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，电路中的电流I=IL=0.5A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压

11、：U=I（RL+2R/3）=0.5A（12+2/318）=12V；（4）此时电路消耗的总功率：P=UI=12V0.5A=6W，保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2时，R0与变阻器的2/3电阻并联，因电路消耗的总功率变化了12W，所以，电路中的总功率：P=12W+6W=18W，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，滑动变阻器消耗的电功率：PR=3U2/2R=3 (12V)2/218=12W，R0的电功率：P0=P-PR=18W-12W=6W；要使电路消耗的总功率最小，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，变阻器消耗的最小功率：PRmin=U2/R=(12V)2/18=8W，电路中的最小总功率

12、：Pmin=P0+PRmin =6W+8W=14W。8.如图所示，电源电压为12V，并且保持不变，滑动变阻器R1的最大阻值为18，R2为12，小灯泡L上标有“6V 3W”字样（1）当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大？（2）闭合S、S1、S2，调节滑动变阻器，此时电流表示数为2.5A，求通电10min电流通过滑动变阻器做的功是多少？（3）开关应怎样闭合或断开才能使电路总电功率最小？最小电功率为多少？【解析】（1）小灯泡L上标有“6V 3W”字样，表示灯的额定电压为6V，灯的额定功率为3W，由P=UI可得，灯的额定电流：IL =PL/UL=3W/6V=

13、0.5A，由欧姆定律可得，灯正常发光时的电阻：RL =UL/IL6V/0.5A=12；当S闭合，S1 、S2 都断开时，灯与变阻器R1 串联，等效电路图如图所示：要使灯泡正常工作，灯泡两端的电压U额 =6V，电路中的电流为：IL =0.5A，由串联电路电压的规律，滑动变阻器两端的电压U滑 =U-U额 =12V-6V=6V，则滑动变阻器接入电路中的阻值：R滑 =U滑/IL=6V/0.5A=12；（2）闭合S、S1 、S2 时，灯短路，两电阻并联，等效电路图如图2所示：此时电流表示数为2.5A，即干路电流I=2.5A，由欧姆定律可得，通过R2 的电流：I2 =U/R212V/12=1A；根据并联电

14、路电流的规律，通过变阻器的电流：I滑 =I-I2 =2.5A-1A=1.5A，通电10min电流通过滑动变阻器做的功：W滑 =UI滑 t=12V1.5A1060s=10800J；（3） 要使电路总电功率最小，根据P=UI=U2/R可知，则电路中的总电阻应最大；根据并联电路的总电阻小于其中任一电阻，串联的总电阻大于其中任一电阻，因为变阻器的最大电阻为18且R1 R2 ，所以，将R1 与灯串联，即S闭合，S1、S2 都断开且将变阻器的最大电阻连入电路中时，电路中的总电阻最大；则R大 =R1 +RL =18+12=30，故电路的最小电功率：P最小 =U2/R大=(12V)2/30=4.8W。9.如图

15、是某电器设备内的一部分电路，电源电压恒为12V，R1为定值电阻，R2为标有“100 0.5A”字样的滑动变阻器R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻当开关同时闭合时，电流表的示数为0.3A，求R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率【解析】两个开关同时闭合时，电阻R3为被短路，电路中只剩下，R1和R2，而且二者是并联关系。此时电路等效图如下。并联支路电压相等而且都等于电源电压，所以对支路，根据欧姆定律支路消耗的电功率对支路，电压不变，而电阻可以在0100之间变化，电功率，当电阻最大时，电功率 最小，此时最小功率为，所以整个电路可能消耗的最小功率是10.了一种小鸡孵化器的电路模型，如

16、图所示，在一般情况下，只需灯光照明，温度较低时，则需要加热电源电压为72V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“200 3A”的字样，电流表A1的量程为00.6A，电流表A2的量程为03A，灯泡上标有“12V 3W”的字样（1）灯泡正常工作时的电流是多大？（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常工作，求R1的阻值（3）S、S1、S2均闭合时，求R2上消耗电功率的最大值【解析】（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，由P=UI可得灯泡正常工作电流：；（2）由图知，当闭合S，断开S1、S2，R1与L串联，灯泡正常工作，由串联电路电流特点知通过R1的电流：I1=I=0.25A，由串

17、联电路电压特点知R1两端电压：U1=U-UL=72V-12V=60V，由欧姆定律可得R1的阻值：；（3）由图知，S、S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电流表A2测干路电流，由并联电路特点知，U=U1=U2=72V，由欧姆定律可得通过R1的电流：，因为电流表A2的量程为03A，所以通过R2的最大电流：I2=IA2-I1=3A-0.3A=2.7A，所以R2上消耗电功率的最大值：P2最大=UI2=72V2.7A=194.4W11.如图，小灯泡标有“6V，3W”，电流表的量程是03A，R0=36，电源电压U=12V，滑动变阻器最大电阻是18。求：（1）S1和S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值多大

18、时，灯L能正常发光？（2）S1和S2都闭合时，移动P，电路允许消耗的最大功率及最小功率各是多少?【解析】（1） 当S1 和S2 都断开时，灯泡L与滑动变阻器串联，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，由P=UI可得，电路中的电流：I=PL/UL=3W/6V=0.5A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：U滑 =U-U_L =12V-6V=6V，由I=U/R可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：R滑 =U滑/I=6V/0.5A=12，即滑动变阻器接入电路的阻值为12时，灯L能正常发光；（2）当S1 和S2 都闭合时，R0 与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，调

19、节滑片P，当电流表的示数最大为3A时，电路的总功率最大，则电路的最大总功率：P大 =UI大 =12V3A=36W；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R=R0R滑大/R0+R滑大=3618/36+18=12，则电路的最小总功率：P小 =U2/R=(12V)2/12=12W12.如图所示，灯泡L标有“6V 6W”字样（灯泡电阻不受温度影响），滑动变阻器的最大阻值为12，电源电压为6V保持不变（1）求小灯泡的电阻；（2）当S1、S2闭合，滑片P位于a处时，灯泡L正常发光，这时电流表的示数为多少

20、？（3）当S1、S2闭合，滑片P位于中点c处时，电路消耗的总功率（4）当S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻为R1时，电路消耗的总功率为P1；当S1闭合、S2断开，滑动变阻器R接入电路的电阻为R2时，电路消耗的总功率为P2，已知R1：R2=1：4，P1：P2=2：1，求R1的阻值以及滑动变阻器的阻值为R2时滑动变阻器消耗的电功率【解析】（1）由可得，灯泡的电阻：；（2）当S1、S2闭合，滑片P位于a处时，L与R并联，电流表测干路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：，这时电流表的示数：；（3）当S1、S2闭合，滑片P位于中点c处时，灯泡L与cb段电阻

21、并联后与ac段电阻串联，则并联部分的电阻：，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的总电阻：，电路消耗的总功率：；（4）当S1闭合、S2断开时，灯泡与滑动变阻器串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，解得：R1=3，则R2=4R1=43=12，滑动变阻器的阻值为R2时电路中的电流：，滑动变阻器消耗的电功率：13.如图所示，图甲是电阻R1和电阻R2的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中，滑动变阻器上标有“20 1A”字样，电源电压不变。（1）当只闭合开关S1，滑片P位于a端时，电阻R1的实际功率为1W，求电源电压。（2）当把滑片P移到b端，同时闭合开关S1、S2时，电

22、阻R1的实际功率为96W，求电流表的示数。【解析】（1） 由甲图得，当电阻R1的实际功率为1W时，I1=05A，U1=2V，当只闭合开关S1，滑片位于a端时，电路中只有R1与滑动变阻器串联，则：IR=I1=05A，由欧姆定律得，。（2） 当滑片P位于b端，同时闭合开关S1、S2时，电路中只有R1与R2并联，由P=UI得，由甲图得U2=2V，I2=02A，,，。14.如图中甲所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图图乙是它的有关参数它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S自动控制），试问：(1)饮水机处于保温状态时温控开关S应处于_状态(2)R1和R2的电阻值各是多大_？(3)在用电高峰期，该

23、饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20加热至100，需要多长时间_？（c水=4 2103J（kg），p水=1.0103kg/m3,忽略温度对电阻的影响）故【解析】（1）保温状态时温控开关S0应处于断开状态。因为保温状态时功率小，电压一定，所以此时电阻大，当S0断开时两电阻串联电阻最大，所以S0应处于断开状态。 (2)当开关闭合时，饮水机处于加热状态,只有电阻R1接入电路，由P=U2R可得：R1=U2P加热=(220V)21210W=40；当开关断开时，饮水机处于保温状态此时两个电阻串联，所以R2=U2/P保温R1=(220V)240W40=1170；(3)饮

24、水机加热状态的实际功率：P实=U2实R1=(200V)240=1000W，装满水箱时水的质量：m=V=1.0103kg/m31.5103m3=1.5kg，水吸收的热量Q吸=cmt=4.2103J/(kg)1.5kg(10020)=5.04105J，因为=Q吸/W可得，W=Q吸=5.04105J80%=6.3105J由P=Wt可得，加热时间：t=WP=6.3105J/1000W=630s.15.图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭

25、煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求（1）030min，电饭煲产生的总热量；（2）S和S1均闭合，电路中的总电流；（3）求R1和R2的阻值分别是多少？【解析】（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大；只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小；由图乙可知，工作30min中，功率P总=660W时的时间t2=30min-15min=15min=900s，功率P1=440W时的时间t1=15min=900s，由Q=W=Pt可得，030min内电饭煲产生的总热量：Q=Q1+Q2=W1

26、+W总=P1t1+P总t2=440W900s+660W900s=9.9105J；（2）S和S1均闭合，R1和R2并联；由丙可知P总=660W，由得，电路中的总电流：；（3）闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，P1=440W，由可得R1的阻值：，开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，所以R2的功率：P2=P总-P1=660W-440W=220W所以R2的阻值：16.现有一个小灯泡L和一个定值电阻R , 小灯泡的额定电压为4 . 0V，小灯泡和定值电阻的I-U 图象如图所示求：(1) 电阻R 的阻值。(2) 小灯泡L两端电压为3V 时消耗的电功率大约是多少？(3)将定值电阻R 与小

27、灯泡L 串联后接入电路，电路电流为0.6A，工作5min，电路总共消耗多少电能？【解析】（1）由图象可知，当UR=4V时，IR=0.4A，由I=U/R可得，电阻R的阻值：R=UR/IR=4V/0.4A=10；（2）由图象可知，小灯泡L两端电压为3V时，通过L的电流约为0.7A，则小灯泡消耗的电功率：PL=ULIL =3V0.7A=2.1W；（3）将定值电阻R与小灯泡L串联后接入电路时，因串联电路中各处的电流相等，所以，通过电阻R与通过小灯泡的电流：I=IL=IR=0.6A，由图可知，灯泡两端的电压UL =2V，电阻R两端的电压：UR=IRR=0.6A10=6V，因串联电路中总电压等于各分电压之

28、和，所以，电源的电压：U=UL+UR=2V+6V=8V，电路总共消耗的电能：W=UIt=8V0.6A560s=1440J。17.用电热紫砂罐炖汤，由于能控制炖汤的温度，所以不仅炖出的汤味道香醇，而且节约能源这是因为开关S2在汤的温度达到沸点时能自动断开，而S1仍然闭合维持小火炖煮，如图所示，图中L为指示灯，R1为限流电阻，R2、R3为加热电阻，其阻值均为48.4（1）如果没有电阻R1，将会有什么故障?（2）求工作时的电热紫砂罐在汤沸腾前、后发热体的电功率.（3）在设计时,若指示灯可在“6V 0.2A”普通灯泡和“6V 10mA”的发光二极管中任意选一种，你认为选哪种合适？并说明理由。【解析】（

29、1）如果没有保护电阻有R1，由于电压过大，指示灯会被烧坏，从而使指示灯不能正确工作；（2）汤的温度达到沸点前，开关S2闭合，只有发热体R3在工作，则发热体的电功率：P=U2/R3=(220V)2/48.4=1000W，汤的温度达到沸点后，开关S2断开，发热体R2与R3串联，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，此时发热体的电功率：P=U2/R2+R3=(220V)2/48.4+48.4=500W；（3）若指示灯为“6V 0.2A”普通灯泡时，当其指示时，该支路消耗的电能P=UI=220V0.2A=44W，若指示灯为“6V 10mA”的发光二极管时，当起指示时，该支路消耗的电能P=UI=220V10

30、10-3A=2.2W，从节约能源的角度可知应选“6V 10mA”的发光二极管。18.如图甲所示为某款新型电饭煲，额定电压为220V。它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求：（1）030min，电饭煲产生的总热量；（2）S和S1均闭合，电路中的总电流；（3）在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作

31、到S1第一次自动断开需要多少秒？（结果精确到个位）【解析】（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大；同理可知，只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小；由图乙可知，工作30min中，P1=440W时的功率时间t1=15min=900s，P总=660W时的功率时间t2=30min-15min=15min=900s，由Q=W=UIt可得，030min内电饭煲产生的总热量：Q=Q1+Q2=W1+W2=P1t1+P总t2=440W900s+660W900s=9.9105J；（2）当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电饭煲的功率较大，由P=UI可得，电路中的总电流： ；（3）电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间t=10min=600s，此过程中产生的热量：Q=W=P总t=660W600s=3.96105J，电饭煲最大功率时电路中的总电阻： ，因在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同，所以，由可得，在实际电压是198V时电饭煲工作的时间：