上海市中考复习资料汇编 专题24 电功率计算专题.docx
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上海市中考复习资料汇编专题24电功率计算专题
专题24电功率计算
1.〔2021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.
⑴求电源电压U.
⑵求电阻R2的阻值.
⑶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】⑴∵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;
∴I2=I总-I1=0.5安-0.3安=0.2安,
∴U1=I1×R1=0.3安×20欧=6伏∴U=U2=U1=6伏
〔2〕R2=U2/I2=6伏/0.2安=30欧
〔3〕假设用R0替换R1,且I′总=0.4安,U0=U总=6伏,
那么I0=I′总-I2=0.4安-0.2安=0.2安
∴P0=U0×I0=6伏×0.2安=1.2瓦
假设用R0替换R2,且I′′总=0.4安,U0=U总=6伏,
那么I0=I′′总-I1=0.4安-0.3安=0.1安
∴P0=U0×I0=6伏×0.1安=0.6瓦
2.〔2021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:
①通过R1的电流I1.
②通电10秒钟电流通过R2所做的功W2.
③现用标有“60Ω3A〞和“20Ω2Α〞字样的滑动变阻器替换电阻R1,那么将电流表A1串联接入_______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〕I1=U1/R1=6伏/10欧=0.6安
〔2〕W2=U2I2t=6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.〔2021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.
①求电阻R1的阻值.
②求通过电阻R2的电流I2.
③假设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R2所做的电功W2.
【答案】
R1=U1/I1=6伏/0.4安=15欧
②I2=I−I1=1.6安−0.4安=1.2安
③t1=W1/U1I1=15焦/〔6伏×0.4安〕=6.25秒
W2=U2I2t2=6伏×1.2安×6.25秒=45焦
4.〔2021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.
①求通过电阻R1的电流.
②求10秒内电流通过电阻R2做的功.
③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.
〕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.
〕求替换后电源的功率范围.
【答案】①0.6安;②18焦;③R2;4.32瓦≤P≤15.6瓦.
【解析】
①I1=U1/R1=U/R1=6伏/10欧=0.6安
②I2=I-I1=0.9安-0.6安=0.3安W2=U2I2t=6伏×0.3安×10秒=18焦
③
〕
由于Pmax=UImax≥15瓦,Imax≥15瓦/6伏=2.5安所以换下R2
Imax=I1+I2max=0.6安+2安=2.6安>2.5安,可以.
〕Pmax=UImax=6伏×2.6安=15.6瓦
I2min=U2/R2max=U/R2max=6伏/50欧=0.12安
Imin=I1+I2min=0.6安+0.12安=0.72安
Pmin=UImin=6伏×0.72安=4.32瓦
所以,4.32瓦≤P≤15.6瓦
5.〔2021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“20Ω2A〞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:
①电阻R1的阻值.
②10秒钟内电流通过R1所做的功W1.
③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〕R1=U1/I1=2伏/0.2安=10欧
〔2〕W1=U1I1t=2伏×0.2安×10秒=4焦
〔3〕Pbmax-Pamin=UIbmax-UIamin
=6伏〔2A+6伏/10欧〕-6伏〔6伏/30欧〕
=14.4瓦
6.〔2021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.
①求通过R1的电流I1.
②求10秒内电流通过R1做的功W1.
③假设将一个表盘如图11〔b〕所示的完好的电流表接入电路某处,在电路平安工作的情况下,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】
①I1=U1/R1=12伏/20欧=0.6安
②W1=U1I1t=12伏×0.6安×10秒=72焦
③“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.〔2021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“20Ω1Α〞字样.闭合电键后移动滑片使电流表示数如图中所示,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=U1=I1R1=0.6安×10欧=6伏
〔2〕I2=I-I1=1安-0.6安=0.4安
R2=U2/I2=6伏/0.4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.〔2021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.
①求电阻R1的阻值.
②求R1的电功率.
③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】
①R1=U1/I1=1伏/0.1安=10欧
②P1=U1I1=1伏×0.1安=0.1瓦
③当U1’=U0时,U2’=U-U1’=U-U0,I’=U0/R1;
当U1’’=5U0时,U2’’=U-5U0,I’’=5U0/R1;
U2’I’=U2’’I’’
(U-U0〕U0/R1=〔U-5U0〕5U0/R1
U=6U0
9.〔2021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〕U1=I1R1=0.5安⨯10欧=5伏
〔2〕(U2=U-U1=9伏-5伏=4伏)
R2=U2/I2=(U-U1)/I2=4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.〔2021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“20Ω2A〞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〕假设用定值电阻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,在电路平安的情况下,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〕W1=U1I1t=12伏×0.5安×10秒=60焦
〔3〕
11.〔2021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,电流表的示数如图10〔b〕所示.
①求通过电阻R1的电流I1.
②求电阻R2的阻值.
③现用标有“20Ω2Α〞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】
①I1=U1/R1=15伏/30欧=0.5安
②R2=U2/I2=U/〔I―I1〕=15伏/〔2安―0.5安=10欧
③用R0替换R2
Imin=I1+U/R2=0.5安+15伏/20欧=1.25安
Imax=I1+I2max=0.5安+2安=2.5安
Pmin=UImin=15伏×1.25安=18.75瓦
Pmax=UImax=15伏×2.5安=37.5瓦
功率变化范围18.75瓦―37.5瓦
12.〔2021青浦二模〕如图9所示的电路中,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.
①通过电阻R1的电流I1.
②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】
①I1=
=
=0.3安
②I2=I1=
=
=0.2安I2'=I1'=
=
=0.4安
p2=p2'U2I=U2'I'
〔U-2伏〕×0.2安=〔U-4伏〕×0.4安
U=6伏
当R1两端的电压为2伏时
U2=6伏-2伏=4伏R1=
=
=20欧
当R1两端的电压为4伏时
U2=6伏-4伏=2伏R1=
=
=5欧
13.〔2021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、电压表的示数为6伏.
⑴求电源电压U.
⑵求电阻R2的阻值.
⑶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】
⑴∵闭合电键,R1与R2串联,∴I1=I2=I=0.4安,
∴U1=I1×R1=0.4×10欧=4伏
∴U=U1+U2=4伏+6伏=10伏
〔2〕R2=U2/I2=6伏/0.4安=15欧;
〔3〕假设用R0替换R1,
那么U2′=
U=
×10伏=2伏
∴R0=60欧∴P0=U0×I0=(U-U2′)×
=1.07瓦
假设用R0替换R2,
那么U2′=
U=
×10伏=2伏
∴R0=2.5欧∴P0=U0×I0=U2′×
=2伏×
=1.6瓦
14.〔2021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.假设在电路中并联一个电压表,闭合电键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.
①请判断所选用变阻器的规格是;电压表V并联在________两端.
②求:
电阻R1的阻值及电源电压U.
③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】
①“20欧、2安〞;R1.
②R1=U1/I1=4伏/0.8安=5欧
U2=I2×R2=0.8安×10欧=8伏
U=U1+U2=4伏+8伏=12伏
③I1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.〔2021崇明一模〕在图12所示的电路中,电源电压保持不变.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/R1
U=7U0
16.〔2021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“50Ω 1A〞字样,所用电流表如图13〔b〕所示.
①假设电源电压为6伏,那么闭合电键,求通过电阻R1的电流I1.
②假设电源电压为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.
③假设电源电压可变,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】①0.6A;②30J;③最大功率26.4W,最小功率4.32W.
17.〔2021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.
⑴求电阻R1的阻值.
⑵求电阻R2消耗的电功率P2.
⑶选用以下五个定值电阻〔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?
假设存在这种可能,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′.假设不存在这种可能,请说明理由.
【答案】
⑴∵闭合电键,R1与R2串联,
∴I1=I2=I=0.4安,U1=U-U2=6伏-2伏=4伏;
∴R1=U1/I1=4伏/0.4安=10欧
〔2〕P2=U2×I2=2伏×0.4安=0.8瓦;
〔3〕P2′=U2′×I2′=(6伏-U1′)×I1′=(6伏-U1′)×U1/10欧=0.8瓦
∴U1′=4伏〔即为原电压值〕,或U1′=2伏;
∴U2′=〔U-U1′〕=〔6伏-2伏〕=4伏,
∴I2′=I1′=U1/R1=2伏/10欧=0.2安
R2′=U2/I2=4伏/0.2安=20欧.
应选择R5替换R2,R2消耗的电功率与原先R2消耗的电功率相等.
18.〔2021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.
①求电阻R1的阻值.
②通电10秒,求电流通过变阻器R2所做的功W2.
③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】
①电阻R1的阻值为10欧
②电流通过变阻器R2所做的功W2为8焦
③不可行,由于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.〔2021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“50Ω1.5A〞字样.电键S闭合后,电流表A的示数为0.6安.
①求电阻R1的阻值.
②移动变阻器R2的滑片,求通过干路中的最小电流Imin.
③求电源消耗的最大功率Pmax.
【答案】
①R1=U/I1=12伏/0.6安=20欧
②I2min=U/R2max=12伏/50欧=0.24安
Imin=I1+I2min=0.6安+0.24安=0.84安
③Pmax=UImax=12伏×〔1.5安+0.6安〕=25.2瓦
20.〔2021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
①求通过R1的电流I1.
②通电10秒,求电流通过R1所做的功W1.
③在电路平安工作的情况下,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】①1安;②100焦;③20欧.
21.〔2021普陀一模〕在图12〔a〕所示的电路中,电源电压为4伏且不变.
①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.
②现将标有“10Ω1A〞字样的滑动变阻器R2与R1以两种不同的连接方式接入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】
①R1=U/I=4伏/0.4安=10欧
②P1=UI=4伏×0.4安=1.6瓦
③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〔I1+I2〕
=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/〔R1+R2〕
=〔4伏〕2/〔10欧+10欧〕=0.8瓦
P最大∶P最小=5.6瓦∶0.8瓦=7
22.〔2021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“150Ω1Α〞字样,电压表V1和电压表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:
①电压表V1的示数;
②电阻R2接入电路的阻值;
③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,使电流表到达某个量程的满刻度,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】
①U1=IR1=0.5安×10欧=5伏电压表V1的示数为5伏
②U2=U-U1=18伏-5伏=13伏
R2=U2/I=18伏/0.5安=26欧
③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-U2大〕/R0=〔18伏-15伏〕/25欧=0.12安
P小=UI小=UI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≤P≤10.8瓦
23.〔2021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.
①求电源电压U.
②现需连接一新电路,要求是:
将电阻R1、标有“20Ω2A〞字样的变阻器R2和电流表A接入上述电源的两端,并选择适宜的电表量程;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的指针到达满刻度.
〔a〕求电流表A的指针到达满刻度时,变阻器R2接入电路的阻值;〔所有符合条件的电路情况均需求出〕
〔b〕比拟符合条件的各个电路,求其中最大的电源消耗的功率.〔比拟过程不需要写出〕
【答案】
①U=IR1=0.9安×10欧=9伏
②〔a〕当电阻R1与变阻器R2串联,电流表选择0~0.6安量程
R=U/I=9伏/0.6安=15欧
R2=R-R1=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0~0.6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=UI=1.5安×9伏=13.5瓦
24.〔2021闸北一模〕在图12〔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:
“50Ω 3A〞和“5Ω 3A〞中的一个.假设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】
1电源电压为6伏或30伏
U=IR=0.3安×20欧=6伏 U=IR=1.5安×20欧=30伏
② “50欧 3安〞或 “5欧 3安〞
③P2=U2I2=6伏×0.24安=1.44瓦
P2=U2I2=30伏×1.2安=36瓦
P2=U2I2=6伏×2.4安=14.4瓦
25.〔2021闵行二模〕在图13(a)所示电路中,电源电压为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S后,通过R1的电流为0.5安.
求:
〔1〕R1两端的电压U1.
〔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,R2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
⑶根据串联电路分压特点,U1/U2=R1/R2得R2=R1〔U2/U1〕
假设伏特表量程0~15伏,那么U2=7.5伏,U1=1.5伏,
R2=50欧〔不合题意舍去〕
假设伏特表量程0~3伏,U2=1.5伏,那么U1=7.5伏,
R2=2欧
那么P1/P2=U1I/(U2I)=7.5伏/1.5伏=5/1
26.〔2021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,R1=4欧,通过电路的电流I为1.6安;假设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
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