2016年河北省中考模拟电功率压轴题初中物理组卷

答：

（1）R2的阻值为48.4Ω； （2）R1的阻值为72.6Ω． 23．（2016?石家庄模拟）在图甲所示的电路中，电源电压不变，电流表量程为0～3A，小灯泡的额定电压为4V，变阻器的最大阻值R为定值电阻R0的5倍．闭合开关S、S1，当滑片P置于中点时，灯正常发光，电流表示数为I1，滑动变阻器的电功率为P1；断开S1，闭合开关S、S2，当滑片P置于最右端时，电流表示数为I2，滑动变阻器的电功率为P2，且P1：P2=8：9．图乙是该小灯泡I﹣U图象．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻值． （2）R0的阻值和电源电压． （3）在电路元件安全的情况下，求闭合S、S1与闭合S、S2时两次电路最大总功率的比值． 【解答】解：（1）灯泡正常发光时的电压UL=4V，由图象可知通过灯泡的电流IL=0.4A， 由I=可得，小灯泡正常发光时的电阻：

RL=

==10Ω；

（2）闭合开关S、S1，灯和滑动变阻器串联，I1=0.4A， 闭合开关S、S2，R0和滑动变阻器串联，

===，则=，

所以，I2=I1=×0.4A=0.3A；

由于电源电压相等，则根据欧姆定律可得： I1×R+U额=I2×（R0+R）

即：0.4A×R+4V=0.3A×（R0+R）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 已知：R=5R0 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 解①②得R0=5Ω，R=25Ω，

则电源电压U=I1×R+U额=0.4A××25Ω+4V=9V；

（3）闭合S、S1时，R与灯L串联，电路中最大电流Imax=IL额=0.4A， 电路最大总功率Pmax=UImax=9V×0.4A=3.6W；

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闭合S、S2时，R与R0串联，滑片移动到最左端时（电流未超过量程3A），电路的总功率最大，

最大总功率Pmax′=

=

=16.2W；

两端电路最大总功率之比Pmax：Pmax′=3.6W：16.2W=2：9． 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻值为10Ω．

（2）R0的阻值和电源电压分别为5Ω、9V．

（3）在电路元件安全的情况下，闭合S、S1与闭合S、S2时两次电路最大总功率的比值为2：9．

24．（2016?高阳县模拟）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，R0是定值电阻，灯泡L1的额定电压为8V，图乙是灯泡L2的U﹣I图象．

（1）当开关S接a时，电压表示数为1.0V，电流表示数为0.25A，求R0的阻值；

（2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率； （3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，1min该电路消耗电能是多少？ 【解答】解：（1）当开关S接a时，R0与L1串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，

由I=可得，R0的阻值：

R0=

==4Ω；

（2）当开关S接a时，R0与L1串联， 图串联电路中各处的电流相等，

2

所以，由P=IR可得，此时电路中的电流： I=

=

=0.5A，

因灯泡L1正常发光，所以I额1=I=0.5A， 灯泡L1正常发光时的电压U额1=8V，

所以，灯泡L1的额定功率：P额1=U额1I额1=8V×0.5A=4W；

（3）开关S接b时，两灯泡串联，由L1正常发光可知，电路中的电流为0.5A， 由乙图知L2两端的电压为4V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

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所以，此时的电源电压：U′=U额1+UL2=8V+4V=12V，

电路1min时间消耗的电能：W=U′It=12V×0.5A×60s=360J． 答：（1）R0的阻值为4Ω；

（2）灯泡L1的额定功率为4W； （3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，1min该电路消耗电能是360J． 25．（2016?保定模拟）如图1所示，L上标有“6V 3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，变阻器R的最大阻值为100Ω．当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于变阻器上的a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra，电流表示数为Ia；当开关S2闭合、S1断开，移动滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示，当滑片置于b点时，电压表示数Ub=8V，电流表示数为Ib．已知Ra：R0=12：5，Ia：Ib=3：5．（变阻器上的 a、b两点均未标出，灯丝电阻不随温度变化）求：

（1）小灯泡的电阻；

（2）定值电阻R0和电源电压；

（3）开关S2闭合、S1断开，滑片P由变阻器的最左端逐渐向右端移动，当电压表的示数分别为9V与满量程时，变阻器消耗电功率的差值． 【解答】解：

（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，由P=

可得，灯泡电阻：

RL=

==12Ω；

（2）当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于a点时，等效电路如图甲所示； 当开关S2闭合、S1断开，滑片P置于b点时，等效电路如图乙所示；

当开关S2闭合、S1断开，滑片P置于变阻器上的b点时，R与R0串联，Ub=8V， 由题图可知电阻Rb=16Ω，则电流： Ib=

=

=0.5A，

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串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的电压：

U=Ib（Rb+R0）=0.5A×（16Ω+R0）…①

只闭合S1，R与L串联，当滑片P置于a点，由于Ia：Ib=3：5，则 Ia=Ib=×0.5A=0.3A，

则电源的电压：U=Ia（Ra+RL）=0.3A×（Ra+12Ω）…② Ra：R0=12：5…③

由①②③式解得：R0=20Ω，U=18V；

（3）当电压表的示数为9V时，R0与R分得的电压相等，则R=R0=20Ω， 变阻器消耗的电功率：P1=

=

=4.05W，

当电压表的示数为满量程时，由串联电路的分压原理，知此时变阻器接入电路中的电阻最大，即U=15V时，R=100Ω， 变阻器消耗的电功率：P2=

=

=2.25W，

变阻器消耗电功率的差值：

△P=P1﹣P2=4.05W﹣2.25W=1.8W． 答：（1）小灯泡的电阻为12Ω；

（2）定值电阻R0的阻值为20Ω，电源电压为18V； （3）变阻器消耗电功率的差值为1.8W．

26．（2016?石家庄校级模拟）实验室里有两只分别标有为6V 3W和6V 6W的小灯泡L1和L2，将它们连接到如图所示的电源电压可调的电路中，闭合开关S1、S2、S3，滑片P置于最右端时，调节电源电压使小灯泡L1正常发光，电流表的示数为0.8A．电流表电压表均使用大量程（0﹣3A，0﹣15V），不计温度对电阻影响．求： （1）滑动变阻器的最大电阻．

（2）只闭合开关S2时，调节电源电压，保证灯泡安全前提下，电源电压的可调的最大值． （3）只闭合开关S1时，电路安全前提下，调节电源电压和滑动变阻器阻值，当电源电压调到最大时，此时滑动变阻器的功率为多少？

【解答】解：（1）闭合开关S1、S2、S3，滑片P置于最右端时，滑动变阻器的最大阻值与灯泡L1并联，电流表测干路电流，

因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L1正常发光， 所以，电源的电压U=U1=6V， 由P=UI可得，通过L1的电流： I1=

==0.5A，

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