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上海市2020年中考物理备考复习资料汇编 专题22 电功率计算 基础知识讲解与练习.docx

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资源描述

1、专题22电功率计算1.(2019宝山二模)在图11所示的电路中,电源电压恒定不变,R1的阻值为20欧。闭合电键S,电流表A1的示数为0.3安、电流表A2的示数为0.5安。求电源电压U。求电阻R2的阻值。现用R0替换电阻R1、R2中的一个,使图11中的电流表A2的示数变为0.4安。求电阻R0消耗的电功率P0。【答案】(1)6伏;(2)30欧;(3)1.2瓦或0.6瓦。【解析】闭合电键,R1与R2并联;电流表A1与电阻R1串联,测量通过R1的电流I1;电流表A2串联在干路上,测量总路中的电流I总;I2I总-I10.5安-0.3安0.2安,U1I1R10.3安20欧6伏UU2U16伏(2)R2U2/

2、I26伏/0.2安30欧(3)若用R0替换R1,且I总0.4安,U0U总6伏,则I0I总- I20.4安- 0.2安0.2安P0U0I06伏0.2安1.2瓦若用R0替换R2,且I总0.4安,U0U总6伏,则I0I总- I10.4安- 0.3安0.1安P0U0I06伏0.1安0.6瓦2.(2019奉贤二模)如图9(a)所示,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,电流表A和A1是两个相同的电表。闭合电键S后,电流表A的示数如图9(b)所示。求:通过R1的电流I1。通电10秒钟电流通过R2所做的功W2。现用标有“60 3A”和“20 2”字样的滑动变阻器替换电阻R1,则将电流表A1串联接

3、入_点处时(选填“M”或“N”),在移动变阻器滑片P的过程中能使电流表A1与A示数的比值最小,求电流表A1与A示数的最小比值及此时滑动变阻器消耗的功率P。【答案】(1)I1U1/R16伏/10欧=0.6安(2)W2U2 I2 t6伏0.4安10秒=24焦(3)N;比值最小为0.13,P=UI=6伏2.6安=15.6瓦。3(2019虹口二模)在图9(a)所示的电路中,电源电压为6伏不变,通过电阻R1的电流为0.4安。闭合开关S,电流表指针的位置如图9(b)所示,电路中元件均完好。求电阻R1的阻值。求通过电阻R2的电流I2。若一段时间内电流通过电阻R1所做的电功为15焦,求这段时间内电流通过电阻R

4、2所做的电功W2。【答案】R1U1/I16伏/0.4安15欧I2II11.6安 0.4安1.2安t1W1/ U1 I115焦/(6伏0.4安)6.25秒W2U2 I2t26伏1.2安6.25秒45焦4(2019黄浦二模)在图9所示的电路中,电源电压恒定为6伏,定值电阻R1阻值为10欧,闭合电键S,电流表的示数为0.9安。求通过电阻R1的电流。求10秒内电流通过电阻R2做的功。现用一只标有“50欧 2安”的滑动变阻器替换定值电阻R1或R2。要求:替换后,电源的最大功率不小于15瓦。i)为满足上述要求,应选用滑动变阻器替换定值电阻(选填“R1”或“R2”),并说明理由。ii)求替换后电源的功率范围

5、。【答案】0.6安;18焦;R2;4.32瓦P15.6瓦。【解析】I1= U1/R1=U/R1=6伏/10欧=0.6安I2= I- I1= 0.9安-0.6安=0.3安W2=U2I2t=6伏0.3安 10秒=18焦i)因为Pmax=UI max15瓦,I max15瓦/6伏=2.5安所以换下R2I max= I1+ I2max= 0.6安 +2安 =2.6安2.5安,可以。ii)Pmax=UI max=6伏2.6安=15.6瓦I2min=U2/R2max=U/R2max=6伏/50欧=0.12安I min= I1+ I2min= 0.6安 +0.12安 =0.72安Pmin=UI min=6伏

6、0.72安=4.32瓦所以,4.32瓦P15.6瓦5(2019金山二模)在图10(a)所示的电路中,电源电压为6伏且不变,变阻器R2上标有“20W 2A”字样。闭合电键S后,电压表的示数为2伏,电流表的示数为0.2安。求:电阻R1的阻值。 10秒钟内电流通过R1所做的功W1。将R1和R2按图10(b)所示接入原电源电压下并闭合电键S,求图(a)中电路消耗的电功率与图(b)中电路消耗的电功率的最大差值。【答案】(1)R1U1/I12伏/0.2安10欧(2)W1U1I1 t2伏0.2安10秒4焦(3)PbmaxPamin =UIbmax-UIamin= 6伏(2A6伏/10欧)6伏(6伏/30欧)

7、=14.4瓦6(2019松江二模)如图11(a)所示电路,电源电压为12伏且不变,R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2是规格为“20欧 3安”和“60欧 2安”中的一个,闭合开关S后。aR2PR1(a) 图11(b)bS求通过R1的电流I1。求10秒内电流通过R1做的功W1。若将一个表盘如图11(b)所示的完好的电流表接入电路某处,在电路安全工作的情况下,移动变阻器的滑片P,使电路消耗的最大功率与最小功率的比值最大。(a)请判断符合上述要求所用变阻器的规格是;电流表连接在(选填“a”、“b”、“a或b”)处。(b)求此功率的最大值P最大。【答案】I1U1/R112伏/20欧0.6安W1U1I1t

8、12伏0.6安10秒72焦“ 60欧2安”,a或b.I最大= I1+I2最大=0.6安+2安=2.6安P最大UI最大=12伏2.6安=31.2瓦7.(2019奉贤一模)如图9所示,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“20 1”字样。闭合电键后移动滑片使电流表示数如图中所示,已知流过R1的电流I1为0.6安,求:(1)电源电压U。(2)此时滑动变阻器连入电路的阻值R2。(3)重新移动滑片使电压表V与电流表A示数的比值最小,求此时电路消耗的总功率P总。【答案】(1)U = U1I1R10.6安10欧6伏(2)I2I- I11安-0.6安=0.4安R2=U2/I2=6伏/0

9、.4安=15欧(3)比值最小,电流为最大,I=1.6安P总=UI=6伏1.6安=9.6瓦8(2019徐汇一模)如图10所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键后,电流表的示数为0.1安,电压表V1的示数为1伏。求电阻R1的阻值。求R1的电功率。在移动变阻器R2滑片P的过程中,电压表V1的电压分别为U0、5U0时,电压表V2示数与电流表示数的乘积相等,求电源电压。【答案】R1U1/I11伏/0.1安10欧P1U1I11伏0.1安0.1瓦当U1U0时,U2U-U1U-U0,IU0/R1;当U15U0时,U2U-5U0,I5U0/R1;U2IU2I(U- U0)U0/R1(U-5U0)5U0/R1U

10、6U09.(2018崇明二模)在图13所示的电路中,电源电压为9伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧。闭合电键S后,电流表A的示数为0.5安培。(1)求电阻R1两端的电压U1;(2)求电阻R2的阻值;(3)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,电源的电功率增加了0.9瓦,求电阻R0的阻值。【答案】(1)U1I1 R10.5安10欧5伏(2)(U2UU19伏5伏4伏) R2U2/ I2(UU1)/ I24伏/0.5安8欧(3)P=UI=9伏0.5安=4.5瓦 P=4.5瓦+0.9瓦=5.4瓦 R=U2/P=(9伏)2/5.4瓦=15欧如替换R1,R0=7欧如替换R2,R0=5欧10(2

11、018金山二模)在图10(a)所示的电路中,电源电压12伏保持不变,变阻器R2上标有“20W 2A”字样。闭合电键S后,电流表的示数为0.5安。(1)求电阻R1的阻值。(2) 10秒内电流通过电阻R1所做的功W1。(3)若用定值电阻R0替换R1,并将R0和R2按图10(b)所示接入相同电源的电路,移动滑片P,在电路安全的情况下,使图(a)中电路的最大电功率是图(b)中电路最小电功率的5倍,求R0的阻值。【答案】(1)(2)W1U1I1 t12伏0.5安10秒60焦(3)11(2018普陀二模)在图10(a)所示的电路中,电源电压为15伏且保持不变,电阻R1的阻值为30欧。闭合电键S,电流表的示

12、数如图10(b)所示。求通过电阻R1的电流I1。求电阻R2的阻值。现用标有“20 2”字样的滑动变阻器R0替换电阻R1或R2中的一个,请在不损坏电路元件的情况下,通过移动滑片P,使电路的功率变化范围最大,并求出此范围。【答案】I1U1/ R115伏/30欧0.5安R2U2/ I2U/(II1)15伏/(2安0.5安10欧用R0替换R2IminI1U/R20.5安15伏/20欧1.25安ImaxI1I2max0.5安2安2.5安PminU Imin15伏1.25安18.75瓦PmaxU Imax15伏2.5安37.5瓦功率变化范围18.75瓦37.5瓦12(2018青浦二模)如图9所示的电路中,

13、电源保持不变,电阻R1的阻值为10欧,闭合电键S,电压表的示数为3伏。通过电阻R1的电流I1。现改变变阻器R2滑片P的位置,当电阻R1两端的电压分别为2伏、4伏时,变阻器R2的电功率相同。求电源电压U及变阻器接入电路的电阻值R2。【答案】I10.3安I2= I1=0.2安I2= I1=0.4安p2=p2U2I=U2I(U2伏)0.2安= (U4伏)0.4安U6伏当R1两端的电压为2伏时U2=6伏2伏=4伏R120欧当R1两端的电压为4伏时U2=6伏4伏=2伏R15欧13(2018宝山二模)在图13所示的电路中,电源电压恒定不变,R1的阻值为10欧。闭合电键S,电流表的示数为0.4安、电压表的示

14、数为6伏。求电源电压U。求电阻R2的阻值。现用R0替换电阻R1、R2中的一个,使图13中的电压表的示数变为2伏。求电阻R0消耗的电功率P0。【答案】闭合电键,R1与R2串联,I1I2I0.4安,U1I1R10.410欧4伏UU1+U24伏+6伏10伏(2)R2U2/I26伏/0.4安15欧;(3)若用R0替换R1,则U2 U10伏2伏R060欧P0U0I0(U-U2) 1.07瓦若用R0替换R2,则U2 U10伏2伏R02.5欧P0U0I0U22伏1.6瓦14(2018松江二模)如图11所示电路中,滑动变阻器R2是规格为“10欧 2安”和“20欧 2安”中的一个。若在电路中并联一个电压表,闭合

15、电键S,当滑动变阻器滑片位于中点时,电流表的示数为0.8安,电压表的示数如图12(a)所示,继续移动滑片P到达某一端点,电压表示数如图12(b)所示。请判断所选用变阻器的规格是;电压表V并联在_两端。求:电阻R1的阻值及电源电压U。在电路各元件都正常工作的情况下,求:电阻R1消耗电功率的最大值P1最大。【答案】 “20欧、2安”;R1。R1=U1/I1=4伏/0.8安=5欧U2I2R20.8安10欧8伏UU1+U24伏+8伏12伏I1最大I最大U/R1=12伏/5欧=2.4安2安I1最大2安P1最大值=U1最大I1最大=(5欧2安)2安20瓦15(2018崇明一模)在图12所示的电路中,电源电

16、压保持不变闭合电键S后,当电阻R1两端的电压为1伏时,电流表的示数为0.1安。(1)求电阻R1的阻值;(2)向左移动变阻器R2滑片P的过程中,两电表示数如何变化?(3)在移动变阻器R2滑片P的过程中,当电阻R1两端的电压分别为U0、6U0时,电压表与电流表示数的乘积恰相等,求电源电压U。【答案】(1) R1= U1/I=1V/0.1A =10欧;(2)电流表示数变大,电压表示数变小(3)根据题意, (U-U0)U0/R1 =(U-6U0)6U0/R1U=7U016(2017杨浦二模)在图13(a)所示的电路中,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“501A”字样,所用电流表如图13

17、(b)所示。若电源电压为6伏,则闭合电键,求通过电阻R1的电流I1。若电源电压为6伏,通过变阻器R2的电流为0.5安,求10秒内电流通过R2所做功W2。若电源电压可变,范围在6伏12伏之间,在不损坏电路元件的情况下,求该电路消耗的最大功率和最小功率。【答案】0.6A;30J;最大功率26.4W,最小功率4.32W。17(2017宝山二模)在图12所示的电路中,电源电压为6伏恒定不变。闭合电键S,电流表、电压表的示数分别为0.4安和2伏。求电阻R1的阻值。求电阻R2消耗的电功率P2。选用下列五个定值电阻(R3=10欧、R4=15欧、R5=20欧、R6=30欧、R7=50欧)中的一个替换图12中的

18、电阻R2,是否存在替换上的电阻所消耗的电功率与电阻R2消耗的电功率P2相等的可能?若存在这种可能,请通过计算指出它的阻值,并求出此时通过它的电流I和加在它两端的电压U。若不存在这种可能,请说明理由。【答案】闭合电键,R1与R2串联,I1I2I0.4安,U1UU26伏2伏4伏;R1U1/I14伏/0.4安10欧(2)P2U2I22伏0.4安0.8瓦;(3)P2U2I2(6伏U1)I1(6伏U1)U1/10欧0.8瓦U14伏(即为原电压值),或U12伏;U2(UU1)(6伏2伏)4伏,I2I1U1/R1=2伏/ 10欧=0.2安R2U2/I24伏/0.2安20欧。故选择R5替换R2,R2消耗的电功

19、率与原先R2消耗的电功率相等。18(2017黄浦二模)在图12(a)所示的电路中,电源电压为6伏且不变。闭合电键S后,电压表的示数为2伏,电流表的示数为0.2安。求电阻R1的阻值。通电10秒,求电流通过变阻器R2所做的功W2。小红将R1和R2按图12(b)所示接入相同电源的电路,她设想通过移动变阻器R2的滑片P,使(a)、(b)两电路消耗的总功率相等。请判断她的方案是否可行,并说明理由。【答案】电阻R1的阻值为10欧电流通过变阻器R2所做的功W2为8焦不可行,因为串联电路的总电阻比其中的任何一个电阻的阻值都大,而并联电路的总电阻比其中的任何一个电阻的阻值都小,即R串R并,电源电压不变,电路中的

20、总电流I=U/R,所以I串I并,根据P2= UI可知:(a)图消耗的总电功率小于(b)图电路消耗的总功率。19(2017静安二模)在图7所示的电路中,电源电压为12伏,滑动变阻器R2标有“501.5A”字样。电键S闭合后,电流表A的示数为0.6安。求电阻R1的阻值。移动变阻器R2的滑片,求通过干路中的最小电流Imin。求电源消耗的最大功率Pmax。【答案】R1=U/I1=12伏/0.6安=20欧I2min=U/ R2max=12伏/50欧=0.24安 Imin =I1+ I2min =0.6安+0.24安=0.84安Pmax=UImax=12伏(1.5安+0.6安)=25.2瓦20.(2017

21、黄浦一模)在图12所示的电路中,电源电压为10伏且不变。定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“2A”字样。闭合电键S求通过R1的电流I1。通电10秒,求电流通过R1所做的功W1。在电路安全工作的情况下,移动变阻器R2的滑片,电路消耗的最大功率恰为最小功率的2倍,求变阻器的最大阻值。【答案】1安;100焦;20欧。21.(2017普陀一模)在图12(a)所示的电路中,电源电压为4伏且不变。将定值电阻R1接入M、N接线柱,闭合电键S后电流表A的示数如图12(b)所示。(a)求电阻R1的阻值。(b)求电阻R1的电功率P1。现将标有“10 1A”字样的滑动变阻器R2与R1以两种不同的连接方

22、式接入M、N接线柱,分别闭合电键S,移动滑动变阻器R2的滑片,求两种不同连接方式电路消耗总功率的最大比值。【答案】R1U / I4伏/ 0.4安10欧P1UI4伏0.4安1.6瓦当R1和R2并联,且通过R2最大电流为1安时,电路消耗总功率最大P最大U(I1I2)4伏(0.4安1安)5.6瓦当R1和R2串联,且R2接入电路电阻最大时,电路消耗总功率最小P最小U2/(R1R2)(4伏)2/(10欧10欧)0.8瓦P最大P最小5.6瓦0.8瓦7 22.(2016徐汇二模)如图12(a)所示,电源电压为18伏保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“150 1”字样,电压表V1和电压表

23、V2表盘相同如图12(b)所示。闭合电键S后,电流表示数为0.5安。求:电压表V1的示数;电阻R2接入电路的阻值;要求:选择适当的量程,闭合电键后,移动变阻器的滑片P,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表达到某个量程的满刻度,且使电压表V2的变化量最大。第一, 满足上述要求,计算出可以替换R1的定值电阻R0;第二, 满足上述要求,电路消耗电功率的范围。【答案】U1=IR1=0.5安10欧=5伏电压表V1的示数为5伏U2=U-U1=18伏-5伏=13伏R2= U2/I=18伏/0.5安=26欧第一:R0= U1大/I大=15伏/0.6安=25欧第二:I大=0.6安I小= U1小/R0=(U

24、- U 2大)/R0=(18伏-15伏)/25欧=0.12安P小= UI小=U I小=18伏0.12安=2.16瓦P大= UI大=UI大=18伏0.6安=10.8瓦2.16瓦P10.8瓦23.(2015静安二模)25. 将阻值为10欧的电阻R1和电流表A接入某一电源两端,该电源两端的电压不变,电流表A的示数如图8所示。求电源电压U。图8现需连接一新电路,要求是:将电阻R1、标有“20 2A”字样的变阻器R2和电流表A接入上述电源的两端,并选择合适的电表量程;且该电路在元件不损坏的情况下,移动变阻器滑片的位置,能使电流表A的指针达到满刻度。(a)求电流表A的指针达到满刻度时,变阻器R2接入电路的

25、阻值;(所有符合条件的电路情况均需求出)(b)比较符合条件的各个电路,求其中最大的电源消耗的功率。(比较过程不需要写出)【答案】U=IR1=0.9安10欧=9伏(a)当电阻R1与变阻器R2串联,电流表选择00.6安量程R= U/I=9伏/0.6安=15欧R2= RR1=15欧10欧=5欧当电阻R1与变阻器R2并联,电流表测量R2的电流并选择00.6安量程R2= U2/I2=9伏/0.6安=15欧(b)电阻R1与变阻器R2并联时,电源消耗最大功率I1=U/R1=9伏/10欧=0.9安I= I1+I2=0.9安+0.6安=1.5安P= U I=1.5安9伏=13.5瓦24(2015闸北一模)在图1

26、2(a)所示电路中,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2的规格为:“503A”和“53A”中的一个。若在电路中正确连入两个电流表,闭合电键S,当变阻器连入电路的电阻恰为其最大阻值的一半时,两表的示数分别如图12(b)、(c)所示。求:电源电压U。通过计算判断所用变阻器R2的规格,并求出R2消耗的电功率P2。(a)(b)(c)【答案】 电源电压为6伏或30伏 UIR0.3安20欧6伏UIR1.5安20欧30伏“50欧3安”或“5欧3安” P2U2I26伏0.24安1.44瓦P2U2I230伏1.2安36瓦P2U2I26伏2.4安14.4瓦25(2015闵行二模)在图13(a)所示电路中,电源电

27、压为9伏且不变,电阻R1阻值为10欧,变阻器R2上标有“20欧 2安”字样。闭合电键后,通过R1的电流为0.5安。图13(a)图13(b)求: (1)R1两端的电压1。(2)当变阻器滑片移至最左端时,通过R1的电流。(3)将变阻器的滑片移至某一位置时,电压表指针指在图13(b)所示位置,此时R1、R2消耗的电功率之比。【答案】(1)U1= IR1=0.5安10欧=5伏(2)变阻器滑片在最左端时,R接入电路的电阻为20欧。I1=I=U/R= U/(R1+R2)=9伏/(10+20)欧=0.3安根据串联电路分压特点,U1/U2 = R1 /R2 得R2= R1(U2 /U1)若伏特表量程015伏,

28、则U2=7.5伏,U1=1.5伏,R=50欧(不合题意舍去)若伏特表量程03伏,U2=1.5伏,则U1=7.5伏,R=2欧则P1/P2= U1 I /(U2I) =7.5伏/1.5伏=5/1 26(2015徐汇二模)如图12(a)所示,将电阻R1与R2串联在电源电压U为16伏的电路中,已知R1=4欧,通过电路的电流I为1.6安;若将这两个电阻并联在电压U为6伏的电路中,如图12(b)所示,通过干路的电流I为2.5安,求:串联电路中,R1两端的电压;(a)R2SR1(b)R2SR1图12并联电路中,通过R2的电流;若用电阻R0替换R1或R2中的一个,要求使R0在串联与并联电路中消耗的电功率相等,求出替换电阻的值。【答案】U1=I1R1=1.6安4欧=6.4伏I1=U1/R1=6伏/4欧=1.5安I2=I-I1=2.5安-1.5安=1安由P0=P0得U0=U0=U=6伏若替换R1,则在串联电路中,U2=U-U0=10伏,I=U2/R2,R0=U0/I=3.6欧若替换R2,则在串联电路中,U1=U-U0=10伏,I=U1/R1,R0=U0/I=2.4欧

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