人教版九年级物理期末复习(含答案)——九上电学计算(电功率)期末专题培优

九上电学计算（电功率）期末专题培优

1.（2019湖州 ）现有规格分别为“6V3W”和“6V6W”两个小灯泡L1、L2，已知它们的电流与电压间关系如图所示。

（1）由图可知，L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为多少焦?

（3）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是多少?

2.（2019潍坊 ）在如图所示电路中，小灯泡R1标有“4V1.6W”字样，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时，电压表的示数为2V；将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表A2示数为0.5A．求：

（1）电源电压；

（2）滑动变阻器R3的最大阻值；

（3）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。

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3.（2019昆明 ）如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R′的最大阻值为30Ω，小灯泡L上标有“2.5W”字样（忽略温度对灯泡电阻的影响）。

（1）滑片移至最右端，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，小灯泡的功率为0.9W，求电源电压。

（2）将滑片移至某一位罝时，电压表的示数为7V，此时小灯泡正常发光，求小灯泡正常发光时的电流和电路的总功率。

（3）若把小灯泡换成一个定值电阻R，假设电流流过电阻R产生的热量为Q、转化的电能为E、做的功为W，请写出这三个物理量的大小关系。

4.（2019安顺 ）如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 1.6W“的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2＝20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：

（1）小灯泡正工作时的电阻是多少？

（2）只闭合开关S、S2和S3移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W．此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？

（3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？

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5．一个小灯泡规格为“6V 3W”，它正常工作时的电阻有多大？如果把它接在3V电压的电路中，它实际消耗的电功率是多少？与接在6V电路上相比，这时它发光的亮度是亮些还是暗些？（设小灯泡电阻不随温度改变）

6．如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关Sl、S2闭合，滑动变阻器的滑片P位于a端时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，滑动变阻器的电功率为18W；当开关S1闭合，S2断开，滑片P位于滑动变阻器的中点c时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，滑动变阻器的电功率为25W。若U1∶U2=1∶2，求：

（1）电流I1、I2之比；

（2）R2与滑动变阻器最大阻值之比；

（3）当开关S1闭合，S2断开，滑片P位于滑动变阻器的中点c时，电阻R2的电功率是多少W?（结果保留一位小数）

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7．如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R＝20Ω，滑动变阻器的最大阻值是12Ω．灯泡的额定电功率为2W。

L S2 P A R S1 a b

（1）当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P位于最左端a时，电流表的读数为0.3A，求：电源电压U；

（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，再闭合开关S2，灯泡恰好正常发光，求：灯泡的电阻RL；

（3）当断开S1，闭合S2，将滑片P移至最右端b，求：此时灯泡所消耗的电功率PL。

8．如图所示，电源电压为12V，且保持不变。已知滑动变阻器的最大阻值为24Ω。定值电阻R0为20Ω，小灯泡上标有“8V 4W”字样，求：

（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？

（2）当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为多大？

（3）当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小?这个最小功率是多少？

R A S2 S

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R0 S1 L

9．“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小安同学自制了一个卡通龙舟，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12V 6W”的红灯和“12V 12W”的绿灯及“24Ω 2A”的滑动变阻器等元件设计了如图电路。当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光（电源电压不变，

不考虑灯丝电阻的变化）。求：

（1）两灯都正常发光时电流表的示数为多少?

（2）该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少?

答案

1. （1）增大 （2）2700J （3）4W

2. （1）由可得，灯泡的电阻：

只闭合开关S2时，灯泡R1与电阻R2串联，电压表测R1两端的电压， 因串联电路中各处的电流相等，

，

所以，电路中的电流：， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电源的电压：

U=I（R1+R2）=0.2A×（10Ω+20Ω）=6V；

（2）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，电阻R2与R3的最大阻值并联，电流表A2测干路电流， 此时电路的总电阻：

，

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，

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所以，， 解得：R3=30Ω；

（3）只闭合开关S3时，灯泡R1与滑动变阻器R3串联，电流表A1测电路中的电流，电压表测R1两端的电压，

当电压表的示数R1′=3V时，灯泡两端的电压最大，其实际功率最大，，

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R1的功率最小， 此时电路中的电流：， 则灯泡的最小功率：

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P1小=I小R1=（0.15A）×10Ω=0.225W，

所以，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。 答：（1）电源电压为6V；

（2）滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω；

（3）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。

3. 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）．滑片移至最右端，闭合开关后，滑动变阻器的电阻全部连入电路，根据IU可得滑动变阻器两端的电压： RU′=IR′=0.3A×30Ω=9V，

根据P=UI可得灯泡两端的电压：

ULPL0.9W=3V I0.3A则电源电压:

U=U′+UL=9V+3V=12V。 （2）．将滑片移至某一位置时，由于小灯泡正常发光，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：灯泡的额定电压:

U额=U-U″=12V-7V=5V；

根据P=UI可得灯泡正常发光时的电流:

ILP额U额2.5W=0.5A 5V电路的总功率:

P总=UIL=12V×0.5A=6W （3）．若把小灯泡换成一个定值电阻R，根据电阻的热效应可知：通过电

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阻的电流所做的功都用于产生热量。则:

Q=W；

由于通过电阻的电流所做多少功，电阻就需要消耗多少电能，则:

W=E； 所以:

Q=W=E。 4. （1）灯泡L标有“4V，1.6W”字样表示灯的额定电压为4V，额定功率为1.6W，根据P＝UI＝

可得：

灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω；

（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，由于变阻器和R2并联，则电流表测总电流I＝0.5A，

根据P＝UI＝U＝

＝

得电源电压：

＝5V；

则通过R2的电流， I2＝

＝

＝0.25A；

由并联电路电流的规律，通过动变阻器R1的电流： I1＝0.5A﹣0.25A＝0.25A， 由I＝R1＝

可得R1接入电路中的阻值为： ＝

＝20Ω；

（3）只闭合开关S和S1，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，根据P＝UI，灯正常工作时的电流：

IL＝

＝

＝0.4A，

电流表量程为0～0.6A，根据串联电路电流的规律，电路中的最大电流为I最大＝0.4A，此时灯正常发光，由欧姆定律和电阻的串联规律，变阻器有最小阻值；

由串联电路电压的规律和欧姆定律，滑动变阻器R1的最小阻值：

R滑小＝

﹣RL＝

﹣10Ω＝2.5Ω；

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因电压表的量程为0～3V，电压表的最大示数为U最大＝3V时，变阻器连入电路中的电阻最大，

根据串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和可知： 灯泡两端的最小电压UL最小＝5V﹣3V＝2V，

由图乙可知，此时通过灯的电流为电路中的最小电流，则I最小＝0.25A， 由欧姆定律和串联电路电流的规律，变阻器连入电路中的最大电阻：

R滑大＝

＝

＝12Ω，

故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。 答：（1）小灯泡正常工作时的电阻是10Ω；

（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是20Ω；

（3）在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。

U额2（6V）2UU2

5． （1）由公式P＝UI，I＝R，得P＝R，R＝＝3W＝12Ω。

P额

U12（3V）2

（2）P1＝R＝12Ω＝0.75W。

（3）因为P1＜P额，所以接在3V电路上时比接在6V电路时，灯泡发光的亮度暗些。

6． （1）3∶5 （2）1∶30 （3）1.7W 7． （1）U＝IR＝0.3A×20Ω＝6V

（2）因为灯泡正常发光，所以U额＝U＝6V，

22U额（6V）RL18

P额2W（3）当断开S1，闭合S2，将滑片P移至最右端b时，小灯泡与滑动变阻

器串联。

U6VPL＝()2RL＝()2180.72W

RL＋Rab18＋12U额2(8V)2

8． （1）RL＝＝4W＝16Ω

P额IL＝

P额4W

＝＝0.5A U额8V

（2）当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡L串联，要使灯泡正常发光，则

I＝IL＝0.5A

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U12VR串＝＝＝24Ω

I0.5A

R＝R串－RL＝24Ω－16Ω＝8Ω

（3）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L被短路，滑动变阻器与R0并联，在滑动变阻器接入电路的阻值最大时，及滑片在最左端时，整个电路消耗的总功率最小。

U12VI滑＝＝＝0.5A

R最大24ΩU12VI0＝＝＝0.6A

R020Ω

I最小＝I滑+I0＝0.5A＋0.6A＝1.1A P最小＝UI最小＝12V×l.1A＝13.2W 9． （1）P=UI得

I红=P红6W==0.5A U红12VI绿=P绿12W==1A U绿12VI= I红+I绿=1.5A

U2（2）由P= R最小时功率最大

R

两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小，此时两灯正常发光

Pmax= P红+P绿=12W+6W=18W

R最大时功率最小

U2电阻较大的灯泡与滑动变阻器全值串联时电阻最大，由R= 知红灯电

P阻较大

2U红(12V)2R红==24Ω

P6W红R=R红+R1=48Ω

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由题意可知电源电压是12V

PminU2(12V)2 ==3W R48Ω

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