2023年中考九年级物理高频考点 拔高训练——电功和电功率的计算
一、单选题
1．如图所示，电源电压为6V且保持不变，R0＝30Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“3V 1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则（ ）
A．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～20Ω
B．当S闭合，S1、S2都断开时，电路消耗最大功率是3.6W
C．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4W
D．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
2．如图所示的电路.电源电压保持不变.R1=10Ω.闭合开关S，滑动变阻器滑片P在最右端时.电流表的示散为0.25A；把滑片P移到中点时.电流表的示教为0.4A。则下列选项正确的是( )
A．滑片P在最右端时.通过R1、R2的电流之比为5：8
B．滑片P在最右端时，R1、R2两端电压之比为3：1
C．滑动变阻器的最大阻值为40Ω
D．电源电压为10V
3．L1上标有“3V 3W”和L2上标有“9V 27W”的两盏电灯，把它们与“3A 20Ω”的变阻器串联后接在12V的电源上，如图所示。当滑动变阻器的滑片P从b 端向 a端滑动时，若电阻不随温度而变化，则（ ）
A．L2一定比 L1做功快
B．两灯都变亮，因为 L2 额定功率大，所以比 L1更亮
C．L2首先正常发光，可能先被烧毁
D．两灯都变亮，且一样亮
4．如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为60J，则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最小电流为1.5A
B．滑片P在中点时，9s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C．R1先后两次消耗的电功率之比为4：3
D．R先后两次消耗的电功率之比为8：9
5．某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（ ）
A．灯泡的最小功率是0.162W
B．该电路的最大功率是2.25W
C．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A
D．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5～10Ω
6．灯泡L1和灯泡L2分别标有“PZ220 - 15”和“PZ220 - 60”字样，现在把它们串联在220V的电源上，组成闭合回路（灯丝电阻不变），则（ ）
A．灯泡L1和灯泡L2一样亮
B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两灯的总功率小于15W
D．两灯的实际功率都变为额定功率的一半
7．一只小灯泡标有“3.8V”字样，额定功率模糊不清，某同学设计了如图甲所示的电路进行测量，电源电压恒为6V，电压表、电流表使用的量程分别为0﹣3V、0﹣0.6A，滑动变阻器的规模为“10Ω 1A”，他根据实验数据作出电压表、电流表示数的U﹣I图象，如图乙所示，则以下判断正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为0.88W
B．滑片向左移时电压表示数变大，小灯泡变亮
C．变阻器允许连入电路的最大阻约为8.82Ω
D．小灯泡正常发光2s内，变阻器产生的电热为3.04J
8．如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”（不考虑温度对灯泡电阻的影响） . 当开关S闭合，S1、S2断开，滑片P从b端滑到某一位置时，变阻器的电阻减小6Ω，电流表的示数变化0.1A，灯泡恰好正常发光；保持滑片P位置不变，闭合S1、S2，电流表的示数又变化了1.5A . 则当S1、S2都闭合时，调节滑片P，电路消耗的最小功率为（ ）
A．2 W B．10 W C．15 W D．20 W
9．物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。闭合开关S，让滑片P从最右端开始向左滑动，测量滑片到最右端的距离x，同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制电压表读数U与x的关系图象如图乙所示，电流表读数I与x的关系图象如图丙所示。根据题目信息，下列说法中正确的是（ ）
①由图乙可知，电源电压3.0V，滑动变阻器出现了断路故障，且断点位置x=5cm
②滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化2Ω
③滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是20Ω
④若电流表的量程为，则此电路的最大功率可达4.5W
A．①③ B．②④ C．③④ D．①②④
10．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电压表的量程为0～15V．电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为20V
B．R1的阻值为5Ω
C．开关 S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W
D．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为4～30Ω
11．在如图所示的电路中，闭合开关后，当滑片P向左移动时，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L变亮 B．电压表V示数变大
C．电流表A1示数变小 D．电流表A2示数变大
12．在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“20Ω 0.5A"，当滑片P由c点移到a端的过程中，电压表示数U随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化情况如图乙所示，R1的最小功率是0.4 W。在保证电路元件安全的条件下，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5 V B．R1的阻值为20Ω
C．R2接入电路的最小阻值为2Ω D．R2的最小功率是0.8 W
二、填空题
13．如图所示，电源两端的电压不变，闭合开关，当“6V 6W”小灯泡正常发光时（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器的电阻为R1，电功率为P1，移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡的电功率为1.5W时，滑动变阻器的电阻为R2，电功率为P2，则P1 (选填“>”“=”或“<”）2P2，R2= 。
14．在图所示的电路中，电源电压为18伏且保持不变，滑动变阻器R2上标有“100Ω 2A”字样，两电压表的规格相同。请用定值电阻R0来代替电阻R1．要求：移动变阻器的滑片P，使电压表V1和V2的指针分别都能处于如图所示的位置，且电路正常工作。求：
第一，要满足上述要求，两电压表量程的选择有 种组合。若有多种组合，请从中选择一组；若只有一种组合，请判断出：V1表量程：0～ V，V2表量程：0～ V。
第二，求符合上述条件的定值电阻R0的范围。（写明必要理由）
第三，满足上述要求时，若定值电阻R0分别取最小和最大阻值连入电路，求在两种情况下各自电路消耗电功率的最小值。（写明必要理由）
15．甲、乙两灯的额定电压均为6V，测得两灯的电流与电压关系图像如图所示。甲灯正常工作时的电阻是 Ω；当乙灯的实际功率是2.4W时，它两端的实际电压是 V；当把甲、乙两灯串联接在7V的电源上时，电路消耗的总功率是 W.
16．如图所示电路，电源两端电压一定，R1、R2、R3是三个定值电阻，且R1＞R2．当只闭合开关S1、S2时，电路消耗的电功率为19.2W，电阻R1消耗的电功率为P1；当只闭合开关S3时，电路消耗的电功率为2.4W，电阻R3消耗的电功率为0.8W，电阻R1消耗的电功率为P1′；则P1：P1′= ．
17．小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示,由图象可知定值电阻R1的阻值是 Ω.实验时,电源电压保持5 V不变,当滑片P位于a端时,由图象可得,滑动变阻器消耗的电功率是 W,此时,电阻R1在10 min内产生的热量为 J.
18．如图所示的电路中，电源电压恒定，当滑动变阻器滑片P移动过程中，滑动变阻器两端电压改变量 时，电路中电流改变量 ，则定值电阻R1的阻值为 ，定值电阻R1电功率改变量 （选填“大于” “等于” “小于”）。
三、综合题
19．如图所示，电源电压为12V，且保持不变，已知滑动变阻器R1的最大值为48Ω，R0为定值电阻，小灯泡L标有“6V 3W”字样。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻多少 ？
（2）S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大 (假设灯丝电阻不变)
（3）保持（2）中滑动变阻器的位置不变，闭合S、S1、S2，此时电流表示数相比（2）中变化了1A。求每分钟电流在R0上产生的热量 ？
（4）S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到某处时，整个电路消耗的总功率最小，这个最小功率是多少 ？
20．小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，R1、R2都是发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2=3R1；S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的切换（低档为小功率加热，高档为大功率加热），其部分技术参数如下表．
额定电压（V） 220
高挡发热功率（W） 400
注水仓最大注水量（kg） 3
（1）开关处于图示位置，电热加湿器的状态是 （选填“关”“低档”或“高档”）
（2）求电热加湿器中R1的阻值 ；
（3）某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，其工作30min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃ ？[计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
（4）某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低档加热，发现家中3000revs/（kW h）的电能表转盘在400s内转了27圈，求此时电阻R2的实际功率是多少 ？
21．在综合实践活动课上，小明设计了一个如图所示的调光灯电路．已知电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R1的阻值为6Ω．闭合开关，将滑动变阻R2的滑片P从最右端逐渐滑至最左端，记下多组对应的电压表和电流表示数，描绘出的I﹣U图线如图乙所示．求：
（1）灯泡L正常发光时的电流和电阻；
（2）电源电压；
（3）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，灯泡L的实际功率．
22．如图所示，电源电压恒为4V，灯泡标有“4V 2W”字样（灯丝电阻不变）．当S1、S2都闭合，且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，电流表示数为0.9A，此时灯泡的功率为P1，当S1、S2都断开时，灯泡实际消耗的功率为P2，且P2：P1=1：4．求：
（1）灯泡的额定电流；
（2）R2的最大阻值；
（3）当S1、S2都闭合时，电路消耗的最小功率；
（4）当S1、S2都断开时，R1工作2min消耗的电能．
23．在某次科技活动中，何老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。何老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小红同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变，R0是阻值为3Ω的定值电阻，R1是滑动变阻器。小红进行了如下的实验操作：
（Ⅰ）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电压表示数为1.8V，电流表示数为0.6A；
（Ⅱ）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，此时电流表的示数为1.8A；
（Ⅲ）把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，小红发现将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表的示数均变化了0.45V，电路的总功率均变化了0.18W。
（1）请根据操作（Ⅰ）求出黑盒子BC间的电阻；
（2）在操作（Ⅱ）中，求黑盒子工作5分钟消耗的电能；
（3）请画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值。
24．下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．
XX牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温挡 1100W
低温挡 440W
电源频率 50Hz
求：
（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能；
（2）电路中R1的阻值；
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率．
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】D
3．【答案】D
4．【答案】D
5．【答案】B
6．【答案】C
7．【答案】C
8．【答案】D
9．【答案】D
10．【答案】C
11．【答案】C
12．【答案】C
13．【答案】<；2R1＋6Ω
14．【答案】一；15；15；符合上述条件的定值电阻R0的范围为6Ω～50Ω；在两种情况下各自电路消耗电功率的最小值分别为9W、2.16W
15．【答案】20；4；2.1
16．【答案】4：1
17．【答案】10；0.4；60
18．【答案】；大于
19．【答案】（1）12Ω
（2）12Ω
（3）360J
（4）9W
20．【答案】（1）关
（2）121Ω
（3）19℃
（4）60.75W
21．【答案】（1）解：由P=UI可得，灯泡L正常发光时的电流：
IL= =0.5A，
由I= 可得，灯泡正常发光时的电阻：
RL= =12Ω；
答：灯泡L正常发光时的电流为0.5A，电阻为12Ω；
（2）解：由图乙可知，当电压表的示数为零时，电流表的示数I=0.5A和灯泡的额定电流相等，
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为零，灯泡两端的电压UL=6V，
此时R1两端的电压：
U1=IR1=0.5A×6Ω=3V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=UL+U1=6V+3V=9V；
答：电源电压为9V；
（3）解：滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的最小电压I小=0.3A，电压表的示数U2=6V，
R1两端的电压：
U1′=I小R1=0.3A×6Ω=1.8V，
灯泡两端的电压：
UL′=U﹣U1′+U2=9V﹣1.8V﹣6V=1.2V，
灯泡L的实际功率：
PL′=UL′I小=1.2V×0.3A=0.36W．
答：滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，灯泡L的实际功率为0.36W．
22．【答案】（1）解：由P=UI可得，灯泡的额定电流：IL额= = =0.5A；
答：灯泡的额定电流为0.5A；
（2）解：当S1、S2都闭合时，R2与灯泡L并联，电流表测干路电流；
由于此时UL实=U=4V=UL额，所以灯泡正常发光，则P1=PL额=2W，
通过灯泡的实际电流：IL=IL额=0.5A，
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，
通过变阻器的电流：I2=I﹣IL=0.9A﹣0.5A=0.4A，
由I= 得，滑动变阻器R2连入电路的电阻：R2′= = =10Ω；
此时滑片P在中点，所以R2的最大阻值：R2=2R2′=2×10Ω=20Ω；
答：R2的最大阻值为20Ω；
（3）解：当S1、S2都闭合时，R2与灯泡L并联，当滑动变阻器为最大阻值时，电路消耗的功率最小；
则变阻器R2的功率：P变= = =0.8W，
并联电路各支路独立工作、互不影响，故灯泡的功率不变，仍然为PL额=2W，
所以电路消耗的最小功率：P最小=PL额+P变=2W+0.8W=2.8W；
答：当S1、S2都闭合时，电路消耗的最小功率为2.8W
（4）解：根据P= 可得，灯泡的电阻：RL= = =8Ω；
当S1、S2都断开时，R1与灯泡L串联，
已知P2：P1=1：4，则P2= P1= ×2W=0.5W；
由P= 可得，灯泡两端电压：UL= = =2V，
串联电路中的电流：I′= = =0.25A，
由串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和可知，
R1两端的电压：U1=U﹣UL=4V﹣2V=2V，
R1工作2min消耗的电能：W1=U1I′t=2V×0.25A×2×60s=60J．
答：当S1、S2都断开时，R1工作2min消耗的电能为60J
23．【答案】（1）解：把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电压表测BC两端的电压，电流表测电路中的电流，
由I＝ 可得，黑盒子BC间的电阻RBC＝ ＝ ＝3Ω
答：黑盒子BC间的电阻为3Ω；
（2）解：把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I＝ 可得，电源的电压：U＝UBC+IR0＝1.8V+0.6A×3Ω＝3.6V，
用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，电路为黑盒子的简单电路，
则黑盒子工作5min＝300s消耗的电能：W＝UIt＝3.6V×1.8A×300s＝1944J
答：在操作（Ⅱ）中，黑盒子工作100s消耗的电能为1944J
（3）解：用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，黑匣子的电阻：R＝ ＝ ＝2Ω，
把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S时，
由P＝UI可得，电路中电流的变化量：△I＝ ＝ ＝0.05A，
此时黑匣子的电阻：RAC＝ ＝ ＝9Ω，
综上可知，黑盒子BC间的电阻为3Ω，用导线把AC连接起来后AB间电阻为2Ω，AC间的电阻为9Ω，
黑盒子内的电路图如下图所示：
24．【答案】（1）解：电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能W=P高t=1100W×10×60s=6.6×105J．
答：电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能6.6×105J
（2）解：烤箱在高温挡正常工作时电路的电流I1= = =5A，
电路中R1的阻值R1= = =44Ω，
答：电路中R1的阻值为44Ω．
（3）解：电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流I= = =2A，
R1的功率P1=I2R1=（2A）2×44Ω=176W．
答：电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别为2A和176W．
