2020年人教版九年级全一册物理第十八章专题训电功率综合计算

1.如图，把标有“12 Ω 3 W”的电阻R0与最大阻值为50 Ω的滑动变阻器R连接在电压恒为18 V的电源两端，闭合S，电压表所用量程为0～15 V，电流表所用量程为0～0.6 A．求：

(1)电阻R0的额定电压；

(2)将R的阻值调为48 Ω，在1 min内R0产生的电热； (3)为保证安全，电路消耗总功率的范围．

2. (2019十堰)在如图电路中，电源电压不变，R2为滑动变阻器，只闭合开关S，且变阻器的滑片P在b端时，额定功率为4 W的灯泡L正常发光，电流表的示数为0.5 A；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.4 A．只闭合S，变阻器滑片在b端和a端时，灯L消耗的功率之比为4∶1，(灯泡的电阻不随温度变化)，求：

(1)电源电压； (2)电阻R1的阻值； (3)电路消耗的最大电功率； (4)滑动变阻器R2的最大阻值．

3. (2019葫芦岛)图甲是一款电煮壶，为了保留药膳的营养，可以把被加热的药膳放到炖盅里加热．图乙是其简化的电路图，R1、R2均为发热电阻，且R1＝R2.电煮壶有加热和保温两个挡．加热挡的功率为1 000 W．求：

(1)电煮壶保温挡的功率．

(2)炖盅内0.5 kg的药膳温度升高了80 ∶，药膳吸收的热量．[c药膳＝4×103 J/(kg·∶)] (3)电煮壶在加热挡正常工作600 s，壶中的水和药膳总共吸收了4.8×105 J的热量．则电煮壶的加热效率是多少？

4．创建生态文明城市需要我们共同关注环境．我市某兴趣小组为了检测空气质量指数，设计了如图甲所示的检测电路．R为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示，已知电源电压12V保持不变，R0=5Ω，当电压表示数为4V时，求：

空气质量指数 100 R0 R 75 50 V 甲 S 25 O 1R/（Ω

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 乙

（1）通过R的电流； （2）2 min内R0消耗的电能； （3）此时空气质量指数．

5．如图所示，灯泡L标有“6V 6W”字样（灯泡电阻不受温度影响），滑动变阻器R的最大阻值为12Ω，电源电压为6V保持不变．

（1）求灯泡L的电阻．

（2）当S1、S2闭合，滑片P位于a处时，灯泡L正常发光，这时电流表的示数为多少？ （3）当S1、S2闭合，滑片P位于R的中点c处时，电路消耗的总功率．

（4）当S1闭合S2断开，滑动变阻器R接入电路的电阻为R1时，电路总功率为P1；当S1闭合S2断开，滑动变阻器R接入电路的电阻为R2时，电路总功率为P2，已知R1:R2=1:4，P1:P2=2:1，求R1的阻值以及滑动变阻器的阻值为R2时滑动变阻器消耗的电功率．

a c b R P L

6．如图甲是某品牌电压力锅，图乙所示是它的简化电路图．R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1=1000W，通过R1的电流为I1；当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，S1仍闭合，电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2．图丙是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系．已知I1=5I2．求：

（1）电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流． （2）电压力锅处于保压状态时的功率P2．

（3）用电高峰期，电路的实际电压为210V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间．（不考虑能量损失）

S2 S1 甲 乙 丙

7．如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R=15Ω，灯泡的额定功率为1.5W。（不考虑灯丝电阻随温度改变）

（1）只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电流表的示数为0.6A，求电源电压；

（2）只闭合开关S2，当移动滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光时，电流表的示数为0.5A，求滑动变阻器此时接入电路的阻值；

（3）只闭合开关S2，当移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，变阻器消耗的实际功率为0.8W，求此时电路消耗的总功率。

8．某物理兴趣小组的同学们为自己的房间设计了一种冬天取暖的电路模型．如图所示，只闭合开关S，灯泡L发光，发热电阻丝R1工作；温度较低时，可再闭合S1、S2，由发热电阻丝改成的滑动变阻器开始工作．电源电压为24V，R2上标有“100Ω 3A”的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A的量程为0～3A，灯泡上标有“12V 3W”的字样．

（1）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常工作，求R1的阻值．

（2）S、S1、S2均闭合时，求滑动变阻器R2上消耗电功率的最小值和最大值．

S A A1 S2 R2 S1

9．如图所示，电源电压保持U总=3U不变，滑动变阻器的最大阻值为R3。将滑动变阻器的滑片P置于中点M，且只闭合开关S1时，电压表V的示数为U，电流表的示数I1为0.8A；3

将滑片P置于最右端，断开开关S1，闭合开关S2时，电压表V的示数为U，电流表的示数

4为I2，R2消耗的电功率P2为2.7W。求：

（1）当S1、S2均闭合后，要想使整个电路为并联电路，只需将滑动变阻器的滑片P调到＿＿＿＿端（填“A”或“B”）；

（2）电流表的示数I2? （3）R1、R2各是多少? （4）整个电路中的最大功率?

V P A A M B S1 R1 S2 R2

10．如图所示的电路，电流表使用的量程为0～0.6A，电压表使用的量程为0～15V，定值电阻R=10Ω．开关S闭合，将滑片P从最右端B点移至滑动变阻器中点M，电压表示数变化了1.2V．滑片P在M点时，电流表示数为0.3A．求：

（1）滑片P在M点时，电阻R两端的电压以及电阻R通电10s所产生的热量．

（2）滑片P在B点时，电压表、电流表的示数． （3）电源电压．

（4）滑动变阻器接入电路中阻值的取值范围．

V A R P A M B S

11．如图甲所示是电阻R1与滑动变阻器R的电路图，电源电压为12V，电阻R1的I-U图像如图乙所示．开关闭合后，滑动变阻器R接入电路的阻值为40Ω时，求：

I/A 0.8 R A S R1 0.6 0.4 0.2 U/V

2 4 6 8 10 O 甲 乙

（1）通过R1的电流． （2）电流表的读数． （3）变阻器R的电功率； （4）在1min内R1产生的热量．

12．如图甲是一电热饮水机，通过机内温控开关S进行自动控制，实现加热和保温两种功能。电路原理图如图乙所示。电源电压恒为额定电压220V，当开关S接a时电路中的电流为5A；当开关S接b时，电路消耗的电功率为66W。求：

（1）R1的阻值；

（2）开关S接b时，电路中电流；

（3）该饮水机在保温状态工作100s，R2产生的热量。

b S 220V a R2 R1 甲

乙

13．几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图像如图乙所示。

（1）求电热丝R2的阻值（计算结果保留一位小数）；

（2）这个电饭锅在0～15min内把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃，求电饭锅在这段时间内加热的效率。[c米饭=4.2×103J/（kg·℃）]。

I/A R1 S 220V 甲

R2 3 2 1 0 5 1015 20 25 30 t/min

乙

参考答案

U2

1. 解：(1)额定电压：由P＝知，U额＝P额R0＝3 W×12 Ω＝6 V

R

U18 V

(2)R0与R串联，电路中的电流：I＝＝＝0.3 A，R0产生的热量：Q0

R＋R048 Ω＋12 Ω＝I2R0t＝(0.3 A)2×12 Ω×60 s＝64.8 J

U额6 V

(3)当I最大时，P总最大，从电流表看，I最大＝0.6 A，从R0看，I额＝＝＝0.5 A，

R012 Ω所以最大电流Imax＝0.5 A；最大功率：Pmax＝UImax＝18 V×0.5 A＝9 W；当I最小时，P总最小；R越大，I越小，电压表示数越大；当UR＝15 V时，R最大，I最小，此时U0＝U－URU03 V

＝18 V－15 V＝3 V，电路中电流I′＝＝＝0.25 A，滑动变阻器接入电路的阻值：R

R012 Ω＝

UR15 V＝＝60 Ω＞50 Ω，所以滑片在最右端时，电压表示数也小于15 V，此时最小电I′0.25 A

U18 V99

＝＝ A，最小功率：Pmin＝UImin＝18 V× A≈5.23 W，

31R0＋Rmax12 Ω＋50 Ω31

流为：Imin＝

即功率范围5.23 W～9 W

2. 解：(1)只闭合开关S，滑片在b端时，电路中只有灯L，且灯L恰好正常发光 P额4 W

电源电压U＝U额＝＝＝8 V

I额0.5 A

(2)再闭合S1时，电路中灯L与电阻R1并联，电流表示数的变化量即为通过R1的电流 则通过电阻R1的电流I1＝0.4 A，U1＝U＝8 V U18 V

电阻R1的阻值R1＝＝＝20 Ω

I10.4 A

(3)当电路中电功率最大时，总电流最大，也就是开关S、S1都闭合，且变阻器滑片P移动在b端时，电路中灯L与电阻R1并联

电路中最大电流I＝I额＋I1＝0.5 A＋0.4 A＝0.9 A

电路消耗的最大电功率P＝UI＝8 V×0.9 A＝7.2 W U额8 V

(4)灯泡的电阻RL＝＝＝16 Ω

I额0.5 A

只闭合开关S，变阻器滑片在a端时，灯L与变阻器最大阻值串联 因此P额∶P实＝4∶1 14 WP实＝P额＝＝1 W

44U2U2LL

P实＝ 即1 W＝

RL16 Ω灯L两端的电压UL＝4 V

变阻器两端电压UR2＝U－UL＝8 V－4 V＝4 V 4 V此时电路中的电流IR2＝IL＝＝0.25 A

16 ΩUR24 V

变阻器的最大阻值R2＝＝＝16 Ω

IR20.25 A

3. 解：(1)当开关S闭合，旋钮开关接2时，电路为R2的简单电路，电煮壶处于加热状U2U2（220 V）2

态，由P＝得：R2＝＝＝48.4 Ω

R1 000 WP加热

开关S闭合，旋钮开关接1时，电阻R1、R2串联，电煮壶处于保温状态， R总＝R1＋R2＝48.4 Ω＋48.4 Ω＝96.8 Ω U2U2（220 V）2

由P＝得：P保＝＝＝500 W

RR总96.8 Ω

(2)药膳吸收的热量：Q吸＝c药膳mΔt＝4×103 J/(kg·∶)×0.5 kg×80 ∶＝1.6×105 J (3)在加热挡正常工作600 s，消耗的电能 W电＝P加热t＝1 000 W×600 s＝6×105 J

Q吸′4.8×105 J

电煮壶的加热效率是η＝×100%＝×100%＝80%

W总6×105 J

4.（1）0.8A （2）384J （3）25

5.（1）6Ω （2）1.5A （3）4W （4）3Ω 1.33W 6.（1）4.55A （2）200W （3）659s 7.1）9V（2）12Ω（3）1.8W 8.（1）R1与灯L串联 I=PL/UL=3W/12V=0.25A

R1=U1/I=（24V-12V）/0.25A=48Ω

（2）S、S1、S2都闭合时，L短路，R1与R2并联 根据P=U2/R，当R2=100Ω时，P2最小 P2min=U2/R2=（24V）2/100Ω=5.76W 当电流表A的示数为3A时，P2最大 I1=U/R1=24V/48Ω=0.5A I2=3A-0.5A=2.5A

P2max=UI2=24V×2.5V=60W 9.（1）A

U0.8A 1R32（2）∵I1∴

U0.4A R33U3U340.4A0.3A ∴I2R34R34P22I2（3）R22.7W(0.3A)230Ω

3UR314 ∵

R23U3U34∴R3=10Ω ∵

R13UU2 1UR32∴R1=10Ω

U总=I2(R2+R3)=0.3A×(30Ω+10Ω)=12V

（4）当滑动变阻器的滑片在最左端，开关S1、S2闭合时，整个电路的功率最大

P2U总R12U总R2(12V)2(12V)219.2W 10Ω30Ω10.（1）3V 9J （2）1.8V 0.18A （3）9V （4）5Ω～40Ω 11.（1）1.2A （2）1.5A （3）3.6W （4）864J 12.（1）44Ω （2）0.3A （3）6204J

13.（1）当开关S闭合时，电路中只有R2工作，从乙图可知通过R2的电流I＝3A。

R2=U220V=≈73.3Ω I3A（2）米饭吸收的热量

Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.1kg×(100℃－20℃)＝3.696×105J 电饭锅在0～15min内消耗的电能 W＝W1＋W2 ＝UI1t1＋UI2t2

＝220V×3A×10×60s＋220V×2A×5×60s＝5.28×105J 电饭锅加热的效率

Q3.696×105Jη===70% W5.28×105J