北师大版物理九年级全册 第十三章《电功和电功率》专项训练1.doc

教育精选《电功和电功率》专项训练一．解答题（共10小题）1．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“30Ω，2A”的字样，小灯泡L的电阻为15Ω且保持不变．当S1、S2均闭合且滑片P滑到a端时，通过R1、R2的电流之比为2：1；当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时，小灯泡消耗的电功率为15W．求：（1）电阻R1的阻值；（2）电源电压（3）整个电路消耗的最小电功率．2．某卡通玩具的选择与调节电路的结构如图．已知R1=4Ω，R2=10Ω，灯泡L的额定电压为UL=2V，当S与触点1、2分别接触时，电流表的示数分别为0.8A和0.4A．（1）S接1、2两点时，电阻R1和R2消耗的电功率之比为多少？（2）为了使S接触点3时，灯泡恰能正常发光，则变阻器接入电路部分的电阻应为多大？3．请推证：将两电阻R1、R2并联时，（1）R1、R2分配的电流I1、I2之比：I1：I2=R2：R1（2）电流通过R1、R2产生的电热Q1、Q2之比以及R1、R2消耗的电功率P1、P2之比：Q1：Q2=P1：P2=R2：R1．4．如图所示的电路，已知R1=R2=R0（R0为已知定值电阻），若只闭合K1时R1的电功率与K1、K2都闭合时R1与R2并联产生的电功率相等，求：①Rx=？②在只闭合K1和K1、K2都闭合两种工作状态下，Rx消耗的功率之比．5．如图所示电路中，电源电压恒定，R1=2R2．断开S1、S3，闭合S2，电流表示数为I1，R1消耗的电功率为4W；断开S2，闭合S1、S3，电流表示数为I2．求：（1）电流表示数I1与I2之比（2）断开S2，闭合S1、S3时，电路消耗的总功率．6．如图所示，电源电压保持不变，断开开关S3，分别只闭合开关S1和只闭合开关S2时电阻R1和R2两端的电压之比为4：3，电阻R3两端的电压之比为2：3．只闭合开关S2时，电阻R3消耗的电功率为100W．求：（1）只闭合开关S1时，电阻R1和R3消耗的电功率之比．（2）开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总电功率．7．小明家里有一盏台灯，其灯泡上铭牌上标着“PZ220﹣40”，现在小明想把台灯改成一个能调节灯泡亮度的台灯，其改装的电路如图所示．把插头插在照明电路的插座上，闭合开关．问：（1）灯泡的电阻是多大？（2）当滑动变阻器的滑片滑到电阻丝的中点时，灯泡的功率只有最亮时功率的，此时滑动变阻器上的电功率与电路的总功率之比是多少？（3）滑动变阻器的最大电阻是多大？8．在图甲所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，电阻R1的阻值为30Ω．同时闭合开关S和S1，电流表的示数如图乙所示．求：（1）通过电阻R1的电流；（2）电阻R2的阻值；（3）在10s内，电流通过电阻R1产生的热量；（4）电阻R1与电阻R2工作时的电功率P1和P2之比．9．如图所示，电源电压保持不变，R1、R2为阻值未知的定值电阻．在闭合开关S的情况下，断开S1时，电压表的读数U1=4V，电流表读数I1=0.1A；闭合S1时，电压表的读数U1′=6V．求：（1）电源电压U；（2）定值电阻R1、R2的阻值；（3）闭合开关S的情况下，S1断开与闭合时电路中的电功率之比．10．如图所示电路，电源两端电压保持不变．灯上标有“4V 2W”字样，灯的电阻不受温度影响．当闭合S1断开S2时，灯泡正常发光；当开关S1、S2均闭合时，电流表示数改变了0.1A，电压表V1与V2的示数之比为1：3．求：（1）小灯泡的电阻；（2）电源电压；（3）第二种状态下R1的电功率．11．如图所示的电路中，电源电压为6伏不变，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样，滑动变阻器滑到某一位置时，闭合电键S后，电流表A示数为0.2安，电压表V示数为2伏．求：（1）R1的阻值；（2）电流表A最小示数是多少？（3）滑动变阻器接入最大阻值时R1与R2的电功率之比是多少？12．如图，电源电压不变，滑动变阻器R的最大电阻是20Ω，小灯泡L上标有“12V 6W”．求：（画出等效电路图）（1）小灯泡正常工作时的电流；（2）当变阻器R接入电路中的电阻是6Ω时，灯泡恰好正常工作，此时电压表示数和电源电压各是多大？（3）将灯泡换成一个定值电阻R0，闭合开关，当滑片P在a端和b端时，R0的电功率之比是25：1，此定值电阻的阻值是多大？参考答案1.解：（1）开关S1、S2 均闭合且滑片P滑到a端时的等效电路图如图1所示，====，解得：R1=15Ω；答：电阻R1的阻值是15Ω．（2）开关S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时的等效电路图如图2所示，此时，滑动变阻器接入电路的阻值R2′===15Ω，此时灯泡的功率PL=15W，流过电路的电流I===1A，电源电压U=I（RL+R2′）=1A×（15Ω+15Ω）=30V；答：电源电压是30V．（3）当开关S1、S2 均断开且滑动变阻器滑片在a端时，电路消耗的功率最小，此时的等效电路图如图3所示，此时电路电流I′===A，整个电路消耗的最小功率P最小=UI′=30V×A=20W；答：整个电路消耗的最小电功率是20W． 2.解：（1）当S接1时，灯泡与R1串联，电路中的电流I1=0.8A，则：P1=I12R1=（0.8A）2×4Ω=2.56W，U=I1（R1+RL）=0.8A×（4Ω+RL）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当S接2时，灯泡与R2串联，电路中的电流I2=0.4A，则：P2=I22R2=（0.4A）2×10Ω=1.6W，U=I2（R2+RL）=0.4A×（10Ω+RL）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②所以P1：P2=2.56W：1.6W=8：5；由①②可得：U=4.8V，RL=2Ω．（2）当S接触点3时，滑动变阻器与灯泡串联，灯泡正常发光时UL=2V，因串联电路各处的电流相等，所以I3==，即=，解得：R3=2.8Ω．答：（1）S接1、2两点时，电阻R1和R2消耗的电功率之比为8：5；（2）为了使S接触点3时，灯泡恰能正常发光，则变阻器接入电路部分的电阻应为2.8Ω．3.证明：（1）两电阻R1、R2并联时，两电阻两端的电压U相等，∵I=，∴I1：I2=：=R2：R1；（2）∵P=，∴P1：P2=：=R2：R1，∵Q=W=Pt，且通电时间相同，∴Q1：Q2=P1t：P2t=P1：P2=R2：R1．4.解：①只闭合K1时，电阻R1与Rx串联，如图1所示：此时电路中的总电阻为：R=R1+RX=R0+RX，而电源电压为U，∴此时电路中的电流为：I1==，则电阻R1的电功率为；P1=I12R1=（）2R0．当K1、K2都闭合时，R1、R2并联后与Rx串联，如图2所示：电阻R1、R2并联后当电阻为：R并===，则此时电路中的总电阻为：R串=R并+RX=+RX，此时电路中的电流为；I2==，∴电阻R1与R2并联产生的电功率为：P并=I22R并=（）2，从题可知，P1=P并，即：=（）2R0=（）2，解得：RX=R0．②在图1状态下，Rx消耗的功率为：PX1=I12RX=（）2RX，在图2状态下，Rx消耗的功率为：PX2=I22RX=（）2RX，而RX=R0，∴．答：①Rx的阻值为R0．②在只闭合K1和K1、K2都闭合两种工作状态下，Rx消耗的功率之比为1：2．5.解：断开S1、S3，闭合S2时，等效电路如图甲；断开S2，闭合S1、S3时，等效电路如图乙；（1）由图甲、乙，∵=，且U2=U∴=∴=（2）==将P1=4W代入上式，解得：电路消耗的总功率P总为27W．答：（1）电流表示数I1与I2之比2：3；（2）断开S2，闭合S1、S3时，电路消耗的总功率为27W．6.解：只闭合开关S1时，等效电路如图1所示只闭合开关S2时，等效电路如图2所示开关S1、S2、S3都闭合时，等效电路如图3所示（1）由图1和图2可知对于同一电阻R3，根据欧姆定律可得：===，∵电阻R1和R2两端的电压之比为4：3，∴==×=×=，解得：=，∵电源的电压不变，∴根据串联电路的特点可得：U=I1（R1+R3）=I2（R2+R3），∴R2=R3，R1=2R3，∵P=I2R，∴==；（2）开关都闭合时，等效电路图如图3所示，由图2可知： P3′=I22R3=（）2R3=（）2R2==100W，即=400W，图3中电路消耗的总电功率：P总=P1+P2=+=+==×400W=600W．答：（1）只闭合开关S1时，电阻R1和R3消耗的电功率之比为2：1；（2）开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总电功率为600W．7.解：（1）∵P=UI，I=∴灯泡的电阻：RL===1210Ω；（2）当滑动变阻器的滑片滑到电阻丝的中点时，灯泡的功率：P=×40W=10W，∵P=I2R，P=∴此时电路中的电流：I===A，灯泡两端电压：U′===110V，因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：UR=U﹣U′=220V﹣110V=110V，由P=UI可得，滑动变阻器上的电功率与电路的总功率之比：PR=URI：UI=UR：U=110W：220V=1：2；（3）滑动变阻器的最大阻值：R=2×=2×=2420Ω．答：（1）灯泡的电阻是1210Ω；（2）当滑动变阻器的滑片滑到电阻丝的中点时，灯泡的功率只有最亮时功率的，此时滑动变阻器上的电功率与电路的总功率之比是1：2；（3）滑动变阻器的最大电阻是2420Ω．8.解：同时闭合开关S和S1时，两电阻并联，电流表测干路电流．（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过电阻R1的电流：I1===0.2A；（2）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即I＞I1=0.2A，所以，图中电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I=0.8A，通过电阻R2的电流：I2=I﹣I1=0.8A﹣0.2A=0.6A，则R2的阻值：R2===10Ω；（3）在10s内，电流通过电阻R1产生的热量：Q1=I12R1t=（0.2A）2×30Ω×10s=12J；（4）两电阻工作时的电功率之比：====．答：（1）通过电阻R1的电流为0.2A；（2）电阻R2的阻值为10Ω；（3）在10s内，电流通过电阻R1产生的热量为12J；（4）电阻R1与电阻R2工作时的电功率P1和P2之比为1：3．9.解：（1）闭合开关S、S1，R2被短路，电压表测电源电压，电源电压：U=UV=6V；（2）当开关S闭合，S1断开，R1、R2串联，由I=可知，电阻：R1===40Ω，R2====20Ω；（3）由P=得：闭合开关S的情况下，S1断开与闭合时电路中的电功率之比：P1：P2=：===；答：（1）电源电压为6V；（2）定值电阻R1阻值为40欧姆，R2的阻值为20欧姆；（3）闭合开关S的情况下，S1断开与闭合时电路中的电功率之比为：2：3．10. 解：闭合S1断开S2时，等效电路图如图甲所示；当开关S1、S2均闭合时，等效电路图如图乙所示：（1）由P=可得，小灯泡的电阻：RL===8Ω；（2）图甲中，因串联电路中。