2015-2016学年人教版九年级物理全册第18章《电功率》解答与计算题专项训练(二)

第1页（共16页）2015-2016学年人教版九年级物理全册第18章《电功率》解答与计算题专项训练（二）1．电源电压保持不变，点灯L上标有“6V3.6W”字样，且灯丝电阻不受温度的影响．当滑动变阻器R的滑片在中点时，电压表示数为3V，若将滑片P移到变阻器的最左端时，电压表的示数为2V．求：（1）滑动变阻器的最大值和电源电压；（2）若滑片在中点和最左端时电灯上消耗的电功率之比为25：16，则滑动变阻器的最大阻值又是多大？2．如图所示的电路中，电源电压U=4.5V且保持不变，电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2的最大值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3A．（1）当电压表的读数为2V时，通过R1的电流是多少A．（2）当电流表的读数为0.3A时，电阻R1与滑动变阻器R2消耗的电功率之比为多少？（3）为保证电表安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是多少？3．在如图所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为“0﹣0.6A”，电压表的规格为“O﹣15V”，灯泡上标有“6V3W”和标有“15Ω，1A”字样的滑动变阻器，设灯丝电阻不变．请解答：（1）灯泡正常发光时的电阻．（2）当电流表示数为0.4A时，变阻器与灯泡消耗的电功率之比．（3）移动滑动变阻器滑片P，电流表、电压表示数的范围分别是多少．第2页（共16页）4．如图所示电路总电压保持不变．断开开关S3，分别只闭合S1和S2时，电阻R1和R2的电功率之比4：3，电阻R3两端的电压之比为2：3；只闭合S2是电阻R3消耗的电功率为9W．求：（1）电阻R1和R3之比；（2）开关都闭合时，电路消耗的总功率？5．电源电压不变，只闭合S，S3时，电流表示数为I1，总功率为3W，当S，S1，S2，S3都闭合时，电流表示数为I2，总功率为10.5W，电阻R2的功率为4.5W．（1）电流I1：I2之比（2）电阻R1和R3的比值（3）当只闭合S，S2时，电阻R1的电功率．6．如图是一电饭锅的内部简化图．R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，其阻值远大于R1．煮饭时，接通电源、闭合手动开关S1，电饭锅在加热状态．当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合．S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度低于70℃时会自动闭合，温度达到80℃时会自动断开．问：（1）电饭锅处于保温状态时能将饭煮熟吗？为什么？（2）电饭锅正常煮饭时的功率是多少？（3）在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是11：1，求R2的阻值是多少？第3页（共16页）7．如图所示电路，电源电压保持不变．灯L上标有“6V3W”字样，它的电阻不随温度变化．闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P滑到某一位置M时，电压表的示数为U1，滑动变阻器的功率为P2，灯L与电阻R1的电功率之比为1：2；当滑动变阻器的滑片P滑到另一位置N时，电压表的示数为U1′，滑动变阻器的功率为P2′，且U1=2U1′、．求：滑动变阻器滑片P在M、N之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围．8．在如图所示电路中，灯L1的电阻R1是灯L2电阻R2的（不考虑灯丝电阻随温度的变化），电源电压为10V且保持不变．当闭合开关S0、S1，断开开关S2时，灯L1正常发光，电阻R3消耗的电功率为2W，电压表示数为U1；当闭合开关S2，断开开关S0、S1时，电阻R4消耗的电功率为0.25W，电压表示数为U1．（画出等效电路图）求：（1）电流表前后两次电流之比；（2）灯L1的额定电功率；（3）电阻R4的阻值．9．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器最大值为R1=40Ω，小灯泡的电阻为10Ω且保持不变．当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时，电流表A1、A2的示数之比为3：2；当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时，小灯泡L的功率为10W．求：（1）电阻R2的阻值；（2）当S1、S2均闭合且滑片P在b端时，电压的示数；（3）整个电路消耗的最小电功率．第4页（共16页）10．如图所示电路，设电源电压不变．当只闭合开关S1时，电流表的示数是I1；当只闭合开关S2时，电流表的示数是I2；已知I1：I2=2：1．当通过控制开关S1和S2，使电路消耗的最大功率和最小功率分别为P总和P总′，已知电路消耗的总功率达到最小时，电压表V1、V2的示数之比为2：1，电阻R2消耗的电功率P2′为2W，求：（1）电阻R1与R2之比；（2）电路消耗的最大功率P总；（3）在2s内电路消耗的总功率分别达到最小和最大时，产生的热量Q总′与Q总之比．11．物理小组的同学们制作了一个多档位电热器．电热器中的R1、R2、R3为三根电热丝，其中电热丝R1的功率随电流变化的图象如图1所示．为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们将电表接入图2所示的电路中（电源两端电压不变）．在开关S1、S2都断开或都闭合所形成的两个电路状态中，电压表示数之比为1：8．电热丝R2消耗的最大功率和最小功率之比为4：1，电流表的最大示数为1.9A．求：（1）电热丝R3的阻值；（2）电源两端的电压；（3）这个电热器在不同档位的电功率分别是多少瓦？第5页（共16页）12．如图所示电路，灯L上标有“6V3W”字样，电阻R1=4Ω，当开关S闭合滑动变阻器的滑片P滑到M点时，灯L正常发光，电压表的示数为U1，滑动变阻器的功率为P1；当滑动变阻器的滑片P滑到N点时，电压表的示数为U2，滑动变阻器的功率为P2；已知U1：U2=2：1，P1：P2=2：3，（灯丝电阻不随温度变化）求：（1）电阻R1两次电功率之比；（2）电源电压U；（3）滑动变阻器的阻值至少多大．第6页（共16页）2015-2016学年人教版九年级物理全册第18章《电功率》解答与计算题专项训练（二）参考答案：1.解：（1）由P=可得，灯泡的阻值：RL===10Ω；当滑动变阻器R的滑片在中点时，电路中的电流：I1===0.3A；当滑片P移到变阻器的最左端时，电路中的电流：I2===0.2A；因为电源电压不变，由欧姆定律可得：U=3V+0.3A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣①U=2V+0.2A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②可得，R=20Ω、U=6V；（2）由P=I2R可得，P1：P2=（）2×RL：（）2×RL=25：16；化简后可得：（10Ω+R′）：（10Ω+R′）=5：4解得：R′≈6.7Ω．答：（1）滑动变阻器的最大值和电源电压分别为20Ω和6V；（2）若滑片在中点和最左端时点灯上消耗的电功率之比为25：16，滑动变阻器的最大阻值为6.7Ω．2.解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）因串联电路中总电压等于分电压之和，所以，当电压表的示数为2V时，R1两端的电压：U1=U﹣U2=4.5V﹣2V=2.5V，则通过R1的电流：I1===0.5A；（2）电流表的示数为0.3A时，电路中的总电阻：R===15Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，变阻器接入电路中的电阻：R2=R﹣R1=15Ω﹣5Ω=10Ω，第7页（共16页）由P=I2R可得，电阻R1与滑动变阻器R2消耗的电功率之比：====；（3）当电流表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：R′===7.5Ω，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小=R′﹣R1=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω，当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时R1两端的电压：U1小=U﹣U2大=4.5V﹣3V=1.5V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I′==，即=，解得：R2大=10Ω，所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为2.5Ω～10Ω．答：（1）当电压表的读数为2V时，通过R1的电流是0.5A；（2）当电流表的读数为0.3A时，电阻R1与滑动变阻器R2消耗的电功率之比为1：2；（3）为保证电表安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5Ω～10Ω．3.解：由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流；（1）由P=可知，灯泡正常发光时的电阻：RL===12Ω；（2）当电流：I=0.4A时，灯泡两端电压：UL=IRL=0.4A×12Ω=4.8V，滑动变阻器两端电压：UR=U﹣UL=9V﹣4.8V=4.2V，滑动变阻器与灯泡功率之比：==；（3）由P=UI可知，灯泡额定电流：IL额===0.5A，电流表量程为0﹣0.6A，滑动变阻器运行的最大电流为1A，则：电路最大电流：I最大=IL额=0.5A，此时电压表示数：U最小=U﹣UL=9V﹣6V=3V；当变阻器电阻最大时，电流表示数：I最小===A≈0.33A，第8页（共16页）此时电压表示数：U最大=I最小RR=A×15Ω=5V；所以电流表示数范围为0.33A～0.5A；电压表示数的范围为3V～5V．答：（1）灯泡正常发光时的电阻为12欧姆．（2）当电流表示数为0.4A时，变阻器与灯泡消耗的电功率之比为7：8．（3）电流表示数范围为0.33A～0.5A；电压表示数的范围为3V～5V．4.解：当只闭合开关S1时，等效电路如图甲所示；当只闭合开关S2时，等效电路如图乙所示；当开关S1、S2、S3闭合时，等效电路如图丙所示．（1）根据图甲、乙可得，P1：P2=（）2R1：（）2R2=（）2×=4：3﹣﹣﹣﹣①由U=IR可得，U3：U3′=R3：R3=（R2+R3）：（R1+R3）=2：3﹣﹣﹣﹣②将②代入①可得，R1：R2=3：1﹣﹣﹣﹣﹣③将③代入②可得，（R1+R3）：（R1+R3）=2：3化简可得，R1：R3=1：1；（2）功率：P=I2R，P3=9W由图乙得，P3=I22R3=（）2R3=×R1=×=9W，则：=16W；当开关S1、S2、S3闭合时，由丙图知电路消耗的功率为：P=+=4×=4×16W=64W．答：（1）电阻R1和R3之比为1：1；（2）开关都闭合时，电路消耗的总功率为64W．5.解：当只闭合开关S、S3时，等效电路图如图甲所示；当开关S、S1、S2、S3都闭合时，等效电路图如图乙所示；当只闭合开关S、S2时，等效电路图如图丙所示；第9页（共16页）（1）由P=UI得：甲图：I1=；乙图：I2=；所以，====．（2）乙图中：R2、R3并联，P3=P﹣P2=10.5W﹣4.5W=6W，由P=得R=，则====，所以，R2=R3；甲图中：R总1=，且R总1=R1+R2，则=====，所以，2R3=R1+R2=R1+R3；即：R3=R1，则：=．（3）当只闭合S，S2时，R1与R3串联，设R1与R3串联的总功率为P总1，由于电源电压一定，由甲、丙图可得：则===．所以，P总3=P总1=×3W=3.6W，第10页（共16页）在丙图中，根据串联电路的功率特点可得：====，P1=P总3=×3.6W=1.44W．答：（1）电流I1：I2之比为2：7；（2）电阻R1和R3的比值为2：3；（3）当只闭合S，S2时，电阻R1的电功率为1.44W．6.解：（1）不能将饭煮熟．因为，将饭煮熟需要达到100℃，电饭锅保温状态温度最高是80℃，所以电饭锅处于保温状态时不能将饭煮熟．（2）家庭电路电压是220V，电饭锅正常煮饭时R2被短路，R1两端电压是220V，所以P===1000W．答：电饭锅正常煮饭时的功率是1000W．（3）电饭锅加热时的功率，P=，保温时R1和R2串联，所以功率，P′=，因为在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是11：1，所以P=：=11：1，所以，R2=10R1=10×48.4Ω=484Ω．7.解：（1）由图可见，灯泡L、定值电阻R1和滑动变阻器R2组成串联电路，电压表测量定值电阻R1两端的电压；（2）灯L上标有“6V3W”字样，它的电阻不随温度变化，则灯泡L电阻RL===12Ω；当P滑到M时，灯L和R1串联，通过的电流相等，滑动变阻器R2接入电路阻值为RM，∴灯L与电阻R1的电功率之比===∴R1的阻值R1=2RL=2×12Ω=24Ω第11页（共16页）电路中的电流I1=，∴电压表的示数为