2020年中考物理 母題題源系列 專題17 額定功率和實(shí)際功率（含解析）

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1、專題17 額定功率和實(shí)際功率 【1】（2020?揚(yáng)州卷）如圖所示，電源電壓為6V，當(dāng)S1、S2閉合、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，則R1的電阻值為_(kāi)__Ω；當(dāng)S1、S3斷開(kāi)，S2閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為3V，則通過(guò)R1的電流_____A，電路的總電功率是____W，通電5min電路中R2產(chǎn)生的熱量是________J。 【答案】 12 0.25 1.5 225 ＝12Ω，電路的總電功率：P＝UI＝6V×0.25A＝1.5W；通電5min電路中R2產(chǎn)生的熱量：Q＝I2R2t＝（0.25A）2×12Ω×5×60s＝225J。 點(diǎn)睛：（1）當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，電路為

2、R1的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)通過(guò)R1的電流，根據(jù)歐姆定律求出R1的阻值；（2）當(dāng)S1、S3斷開(kāi)，S2閉合時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出R1的電流，根據(jù)P＝UI可求電功率；（3）根據(jù)Q＝I2Rt可求5min電路中R2產(chǎn)生的熱量。 【2】（ 2020?棗莊卷）如圖所示，是某種電熱器的電路圖，電源電壓220V，R1、R2的阻值分別為11Ω、22Ω，通過(guò)旋轉(zhuǎn)扇形開(kāi)關(guān)S，接觸不同觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高、中、低三個(gè)檔位的轉(zhuǎn)換，電熱器在低溫工作時(shí)的電功率是_____W，在高溫檔工作1min產(chǎn)生的熱量是_____J。

3、 【答案】 6600 3.96×105 【解析】解：根據(jù)P＝，當(dāng)電阻最大時(shí)，電功率最小，開(kāi)關(guān)S接觸c時(shí)只有R2連入電路時(shí)為低溫檔， P?。剑?200W當(dāng)兩電阻并聯(lián)時(shí)，開(kāi)關(guān)S接觸c、d時(shí)兩電阻并聯(lián)此時(shí)電路的總電阻最小，R并＝在高溫檔工作1min產(chǎn)生的熱量是： Q高＝t＝×60s＝3.96×105J。 【3】（ 2020?德州卷）如圖是檢測(cè)酒精濃度的測(cè)試儀原理圖，圖中電源電壓恒定為8V，R1為定值電阻，酒精氣體傳感器R2的阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小。當(dāng)酒精濃度為0時(shí)，R2=60Ω，此時(shí)電壓表示數(shù)為2V。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A. 若酒精氣體濃度越大，電壓表和電流表示數(shù)都越大

4、B. 定值電阻R1的阻值為20Ω C. 酒精濃度為0時(shí)，電路消耗的總功率為0.6W D. 若電流表示數(shù)達(dá)到0.2A時(shí)，表示酒駕，此時(shí)R2消耗的電功率為0.8W 【答案】C 此時(shí)，串聯(lián)電路的總電阻R=R1+R2=20Ω+60Ω=80Ω， 電路消耗的總功率為，故C錯(cuò)誤。 D．若電流表示數(shù)達(dá)到0.2A時(shí)，酒精氣體傳感器的電阻，此時(shí)R2消耗的電功率為，故D正確。 答案為C。 【4】（ 2020?河北卷）如圖所示，電源電壓不變，a、b、c為電流表或電壓表。只閉合S1時(shí)，a表無(wú)示數(shù)，b表有示數(shù)。S1、S2都閉合時(shí)，滑片P向右滑動(dòng)，c表的示數(shù)不變。下列判斷正確的是 A. a表是電壓表

5、 B. 先閉合開(kāi)關(guān)S1，再閉合S2，電路中的總電流變大 C. 只閉合S1，P向右移動(dòng)，R2兩端的電壓變化量與電流變化量的乘積大于其電功率的變化量 D. 開(kāi)關(guān)均閉合，電路的總功率為P1；若將c表?yè)Q成另一種電表，再閉合S1、S2，電路的總功率為P2，則P2 > P1 【答案】BD 【解析】分析：根據(jù)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)和閉合情況判斷電路的連接方式，再根據(jù)電表有無(wú)示數(shù)判斷是什么電表，再根據(jù)歐姆定律和電功率公式判斷電流和電功率的變化； 解答：A、只閉合S1時(shí)，a、b兩表串聯(lián)，由a表無(wú)示數(shù)，b表有示數(shù)，可以判斷a是電流表b是電壓表，S1、S2都閉合時(shí)，R2和滑動(dòng)變阻器R3被電流表a短路，滑片P向右滑動(dòng)，

6、c表的示數(shù)不變，所以c是電壓表，故A錯(cuò)誤； B、先閉合開(kāi)關(guān)S1，R1、R2和滑動(dòng)變阻器R3串聯(lián)，總電阻為三者之和，再閉合S2時(shí)，R2和滑動(dòng)變阻器R3被電流表a短路，根據(jù)可知，電路中的總電流變大，故B正確； C、只閉合S1時(shí)，R1、R2和滑動(dòng)變阻器R3串聯(lián)，滑片P向右移動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻變小，由串聯(lián)電路的分壓原理知，R3兩端電壓變小，R2兩端電壓變大，再根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)，就可知道R2兩端的電壓變化量與電流變化量比值不變，再根據(jù)電功率公式可知，R2兩端的電壓變化量與電流變化量的乘積等于其電功率的變化量，故C錯(cuò)誤； D、 開(kāi)關(guān)均閉合，R2和滑動(dòng)變阻器R3被電流表a短路，電路的總功率為

7、，由A可知，c原來(lái)是是電壓表，現(xiàn)換成電流表，再閉合S1、S2，電路變成了R1、R2和滑動(dòng)變阻器R3并聯(lián)，總電阻小于R1，再根據(jù)公式可知P2 > P1，故D正確； 根據(jù)以上分析故選BD 【點(diǎn)睛】本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是正確分析開(kāi)關(guān)在不同狀態(tài)下電路的連接方式和電表作用的判斷。 【難點(diǎn)中心】誤以為用電器的實(shí)際功率就是額定功率，其實(shí)用電器的實(shí)際功率會(huì)隨它兩端的電壓的改變而改變，處理這類問(wèn)題時(shí)，一定要根據(jù)實(shí)際電壓進(jìn)行分析計(jì)算。 【考點(diǎn)難點(diǎn)突破】 【知識(shí)鏈節(jié)】 電燈泡上的“PZ220 25”表示額定電壓是220V，額定功率是25W。 （1）額

8、定電壓U額是用電器正常工作時(shí)的電壓，也就是用電器上標(biāo)著的電壓值。 額定功率P額是用電器在額定電壓下的功率，也就是用電器上標(biāo)著的功率值。 用電器上標(biāo)出的電流是當(dāng)用電器兩端加上額定電壓時(shí)通過(guò)它的電流。 P額=U額I額。 額定功率是用電器的重要性能指標(biāo)，在設(shè)計(jì)用電器時(shí)必須確定它的性能和工作條件。 （2）實(shí)際功率是用電器在非額定電壓下實(shí)際消耗的功率，燈炮的亮度就由實(shí)際功率決定。由公式P=UI可知實(shí)際功率的大小隨用電器兩端電壓的變化而變化。 （3）實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系： ①U實(shí)=U額，則P實(shí)=P額，用電器正常工作； ②U實(shí)U額，則

9、P實(shí)>P額，可能損壞用電器。 【技能方法】 1．（1）對(duì)某個(gè)用電器而言，其額定電壓、額定功率的值只有一個(gè)，實(shí)際功率隨電壓變化而變化，實(shí)際電壓、實(shí)際電功率的值有無(wú)數(shù)個(gè)。 （2）若用電器電阻R不變，根據(jù)，如果U 減小為原來(lái)的，則P變?yōu)樵瓉?lái)的。 （3）燈L1“220V 100W”，燈L2“220V 25W”，由可知，L1燈絲電阻小，L1燈絲粗短，L2燈絲細(xì)長(zhǎng)。判斷燈絲電阻口訣：“大（功率）粗短，小細(xì)長(zhǎng)”（U額 相同）。兩燈串聯(lián)時(shí)，由，可知燈L2亮，兩燈并聯(lián)時(shí)，由可知燈L1亮。 項(xiàng)目 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 P實(shí)與R的關(guān)系 串聯(lián)電路中電阻越大的用電器消耗的電功率越大 并聯(lián)電路中電阻越小

10、的用電器消耗的電功率越大 燈泡發(fā)光亮度 [實(shí)際電壓大的P實(shí)越大，因此實(shí)際電壓大的燈泡較亮 通過(guò)電流大的P實(shí)越大，因此通過(guò)電流大的燈泡較亮 電阻大的P實(shí)越大，因此電阻大的燈泡較亮 電阻小的P實(shí)越大，因此電阻小的燈泡較亮 串接上滑動(dòng)變阻器的小燈泡，變阻器阻值增大時(shí)分壓也大，小燈泡實(shí)際電壓減小，小燈泡發(fā)光較暗 并接上滑動(dòng)變阻器的電燈，由于并聯(lián)電路中各部分互不干擾，所以通過(guò)小燈泡所在支路的電流不變，小燈泡發(fā)光情況不變 【1】如圖所示電路，電源電壓不變，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的B端時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36J；當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電

11、壓表的示數(shù)變化了2V．下列結(jié)果正確的是（　?。? A. R1先后兩次消耗的電功率之比為3：4 B. 滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為10Ω C. 電源電壓為10V D. R1的阻值為20Ω 【答案】B 【解析】由電路圖可知，R1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；當(dāng)滑片在B端時(shí)，由歐姆定律可知，電流中的電流：I1＝，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓（電壓表的示數(shù)）：U2＝I1×R2＝＝6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，由題意知，當(dāng)滑片滑到中點(diǎn)處時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻變小，變阻器分得電壓變小，即電壓表示數(shù)應(yīng)減小，所以，滑片滑到中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U2′＝6V﹣2V＝4V；同理可得，滑動(dòng)變阻

12、器兩端的電壓（電壓表的示數(shù)）：U2′＝＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，①：②可得：，解得R1＝R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，將③代入①：＝6V，可得電源電壓：U＝12V，故C錯(cuò)誤；當(dāng)滑片滑到B端時(shí)，R1兩端電壓為：U1＝U﹣U2＝12V﹣6V＝6V；由Q＝t＝36J可得：R1＝×10s＝10Ω，故D錯(cuò)誤；因R2＝R1，所以變阻器R2的最大阻值為10Ω，故B正確；滑片在中點(diǎn)時(shí)，R1兩端的電壓為U1′＝U﹣U2′＝12V﹣4V＝8V，則R1先后兩次的電壓之比為：，由P＝可得R1先后兩次消耗的電功率之比：，故A錯(cuò)誤。故選：B。 點(diǎn)睛：由電路分析可知，R1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；由滑片的移動(dòng)

13、和電壓表示數(shù)變化可知滑片滑到B點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)，則由歐姆定律可表示出滑片在不同位置時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓與電源電壓電阻間的關(guān)系，聯(lián)立可解得R1與R2最大值之間的關(guān)系及電源的電壓； 由功率公式可求得R1的阻值，則可求得R2的最大阻值；最后由功率公式分別求得R1先后兩次消耗的電功率，即可求得比值。 【2】如圖所示的電路，電源電壓為3V，R1=15Ω，R2=5Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，下列分析正確的是 A. R1、R2兩端電壓之比為3：1 B. 通過(guò)R1、R2電流之比為3：1 C. R1、R2消耗的電功率之比為1：3 D. R1的電功率為1.8W 【答案】C 【解析】由電路圖知道，R1、

14、R2兩電阻并聯(lián)，由于并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，所以R1、R2 兩端電壓之比是1：1，故A錯(cuò)誤；由I=U/R知道，通過(guò)R1、R2 電流之比是：I1 ：I2 =U/R1：U/R2=R2：R1=5Ω：/15Ω=1：3，故B錯(cuò)誤；由P=U2/R知道， R1、R2 消耗的電功率之比是：P1：P2 =U2/R1：U2/R2=R2：R1=1：3，故C正確；由于兩電阻并聯(lián)，所以U1 =U=3V， R1 的電功率是：P1 =U2/R1=(3V)2/15Ω=0.6W，故D錯(cuò)誤，故選C。 【3】燈泡L與定值電阻R組成的電路如圖甲所示，L和R的I-U圖線分別為圖乙中的A、B，閉合開(kāi)關(guān)S，L正常發(fā)光，電路的總功率

15、為4.8W，此時(shí)燈泡L的 A. 電壓為7V B. 電流為0.3A C. 電阻為20Ω D. 功率為3W 【答案】D 【解析】解：圖甲中燈泡L與定值電阻R并聯(lián)，已知L和R的I-U圖線分別為圖乙中的A、B，閉合開(kāi)關(guān)S，L正常發(fā)光，電路的總功率為4.8W； 根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)燈泡的電阻：，故C錯(cuò)誤。 此時(shí)燈泡的功率為：PL=UIL=6V×0.5A=3W，故D正確。 答案為D。 【4】如圖所示，電源電壓恒為15V，定值電阻R的阻值為20Ω，閉合開(kāi)關(guān)后，使變阻器的阻值減小5Ω，電流表示數(shù)變化了0.1A，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 電流表示數(shù)減小了0.1

16、A B. 電壓表示數(shù)減小了0.5V C. 定值電阻的電功率增大了0.2W D. 電路總功率增大了1.5W 【答案】D 【解析】由圖可知，變阻器R變與R串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流；A、使變阻器的阻值減小5Ω，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知總電阻變小，由于電源電壓不變，根據(jù)I＝可知電路中電流變大，所以電流表示數(shù)變化了0.1A，應(yīng)是增大0.1A，故A錯(cuò)誤；B、設(shè)原來(lái)變阻器接入電路的阻值為R變，變阻器的阻值減小5Ω后，此時(shí)變阻器接入電路的阻值為R變-5Ω，由題意可知：△I＝I2-I1＝0.1A，即： ＝0.1A，所以： ＝0.1A，解得：R變＝10Ω，R變＝-4

17、5Ω（舍去），所以，I1＝＝0.5A，I2＝＝0.6A，則電壓表示數(shù)變化量：△U變＝I2（R變-5Ω）-I1R變＝0.6A×（10Ω-5Ω）-0.5A×10Ω＝-2V，所以電壓表示數(shù)減小了2V；故B錯(cuò)誤；C、定值電阻電功率的增大量：△P1＝I22R-I12R＝（0.6A）2×20Ω-（0.5A）2×20Ω＝2.2W，故C錯(cuò)誤；D、總功率的增大量：△P＝UI2-UI1＝15V×0.6A-15V×0.5A＝1.5W，故D正確。故選：D。 點(diǎn)睛：（1）由圖R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測(cè)的電路中電流，根據(jù)歐姆定律判斷電流表示數(shù)變化情況；（2）根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律先求

18、出變阻器連入電路的阻值，然后分別根據(jù)電功率公式求出功率。 【5】如圖甲所示，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的滑片從a端滑到b端的過(guò)程中，R2消耗的電功率P與其兩端電壓U的關(guān)系圖象如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. R1的阻值為20Ω B. R2的最大阻值為50Ω C. 電源電壓為6V D. 該電路消耗的最大電功率為0.9W 【答案】BC 【解析】如圖兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器R2的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流； 由乙圖知，R2的電壓2V時(shí)，功率為0.8W，根據(jù)得： 此時(shí)電流為：， 當(dāng)R2的電壓5V時(shí)，功率為0.5W，電流又為：； 根據(jù)電源電壓不變得：，解得：，故A錯(cuò)誤； 電源電壓為：，故C正確； R2的最大阻值為，，故B正確； 當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，只有R1接入電路工作，此時(shí)功率最大，所以該電路消耗的最大電功率為： ，故D錯(cuò)誤； 故選BC。