人教版物理九年级全一册同步练习：第十八章　电功率 专题训练 有关图象的识别与计算（有答案）

专题训练(二)　有关图象的识别与计算
类型一　定值电阻的图象问题
1.两定值电阻甲、乙的电压与电流关系如图所示,现将甲和乙并联后接在电压为3 V的电源两端,则电路消耗的总功率为　　　　。若将甲和乙串联后接在电压为3 V的电源两端,甲、乙两电阻消耗的功率之比为　　　　。
类型二　小灯泡的图象问题
2.甲、乙两只灯泡,其I-U关系图象如图所示,现将甲、乙两灯泡串联在电路中,当甲灯泡两端的电压为2 V时,则 (　　)
A.电路中的电流为0.3 A
B.甲、乙两只灯泡的阻值之比为3∶2
C.乙灯泡消耗的功率是0.8 W
D.通电2 min,整个电路消耗的电能是240 J
3.如图甲所示,电源电压为3 V,灯泡L的额定电压为2.5 V,图乙是灯泡L的I-U图象。闭合开关S后,下列判断正确的是 (　　)
A.电压表的示数为2.5 V时,灯泡L的电功率是1.25 W
B.灯泡L正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25 W
C.滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡L变暗
D.电流表示数为0.4 A时,灯泡L的电阻是25 Ω
4.[2021·绥化改编] 图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图象。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S,小灯泡的实际功率为1.8 W,电压表示数为3 V。下列说法不正确的是 (　　)
A.电源电压为9 V
B.电阻R的阻值为10 Ω
C.电路消耗的总功率为2.7 W
D.通过电阻R的电流为0.6 A
5.图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I-U图象,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压为12 V,闭合开关后灯泡的实际功率为　　　　W。
6.[2021·达州节选] 灯L1、L2分别标有“3 V　0.75 W”和“3 V　1.5 W”字样,通过L1、L2的电流随其两端电压变化的图象如图所示。若将L1、L2并联接在3 V的电源两端,则电路消耗的总功率为　　　　W;若将L1、L2串联,要使L1正常发光,则电源电压应为　　　　V。
类型三　滑动变阻器的图象问题
7.如图甲所示的电路中,电源电压为16 V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P移动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,滑动变阻器滑片滑到阻值最小处时,电路中的电流为　　　　A;滑动变阻器滑片滑到阻值最大处时,电路中的电流为　　　　A,滑动变阻器两端的电压是　　　　V。定值电阻R0的阻值是　　　　Ω,滑动变阻器的最大阻值是　　　 Ω,电路的最大功率是　　　　W。
8.[2020·连云港] 如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法正确的是 (　　)
A.电源电压为3 V
B.电压表的最大示数为2 V
C.整个电路功率变化了0.1 W
D.电流表的示数变化了0.4 A
9.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,求:
(1)电源电压U和定值电阻R的阻值。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)当滑片P在b端时,滑动变阻器消耗的功率。
类型四　传感器类图象问题
10.图甲是某新型电饭锅的简化电路图。R0为15 Ω的定值电阻,其阻值不受温度影响,Rt是热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示。由图象可知,当Rt的温度从30 ℃升高到130 ℃的过程中,电路总功率的变化规律:　　　　　　　　　　　　　　　　;当Rt的温度达到100 ℃时,Rt的功率为　　　　W。
11.酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。如图甲所示是酒精测试仪工作电路原理图,电源电压U=6 V;R1为气敏电阻,它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化,如图乙所示。气体中酒精含量大于0 mg/100 mL且小于80 mg/100 mL为酒驾,达到或者超过80 mg/100 mL为醉驾。使用前通过调零旋钮(即滑动变阻器R2的滑片)对测试仪进行调零,此时电压表示数为U1=5 V,调零后R2的滑片位置保持不变。
(1)当电压表示数为U1=5 V时,求R1消耗的电功率。
(2)当电压表示数为U1=5 V时,求R2接入电路中的阻值。
(3)某次检测中,电流表示数I1'=0.2 A,请通过计算,判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。
答案
1.1.35 W　1∶2　
2.D　[解析] 将甲、乙两灯泡串联在电路中时,由图象可知,甲灯泡两端电压U甲=2 V时,通过的电流I甲=0.4 A,因为串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流I=I乙=I甲=0.4 A,A错误;由图象可知,电流为0.4 A时,乙两端的电压U乙=3 V,由I=可得,甲、乙两只灯泡的阻值之比:====,B错误;乙灯泡消耗的功率:P乙=U乙I乙=3 V×0.4 A=1.2 W,C错误;串联电路中总电压等于各分电压之和,则电源的电压:U=U甲+U乙=2 V+3 V=5 V,通电2 min,整个电路消耗的电能:W=UIt=5 V×0.4 A×2×60 s=240 J,D正确。
3.B　[解析] 电压表示数为2.5 V时,由串联电路电压的规律知,灯L两端的电压为UL=U-U滑=3 V-2.5 V=0.5 V,由图象可知,灯泡L两端的电压为0.5 V时,通过灯泡L的电流为0.3 A,则灯泡L的功率:PL=ULI=0.5 V×0.3 A=0.15 W,A错误;灯泡L两端的电压等于额定电压2.5 V时,灯泡正常发光,由图象可知灯L的额定电流为0.5 A,根据串联电路电压的规律,变阻器两端的电压为U滑'=U-U额=3 V-2.5 V=0.5 V,此时滑动变阻器的功率:P滑=U滑'I滑=0.5 V×0.5 A=0.25 W,B正确;由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片P向左滑动时,电路中的电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据P=I2R可知灯泡的实际功率增大,则灯泡变亮,C错误;由灯泡的I-U图象可知,当电流为0.4 A时,灯泡两端的电压为1 V,由欧姆定律可得,此时灯L的电阻:RL===2.5 Ω,D错误。
4.D　[解析] 小灯泡的实际功率为1.8 W,由图甲和P=UI可知,此时小灯泡两端的电压为6 V,电路中的电流为0.3 A;由图乙知,电压表测R两端的电压,电压表示数为3 V,则电源电压U=UL+UR=6 V+3 V=9 V,A正确;电阻R的阻值为R===10 Ω,B正确;R的功率为PR=URI=3 V×0.3 A=0.9 W,电路的总功率为P=PL+PR=1.8 W+0.9 W=2.7 W,C正确;通过电阻R的电流为0.3 A,D错误。
5.1.6　[解析] 由电路图可知,灯泡与定值电阻串联,电流表测电路中的电流。串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,已知电源电压U=12 V,所以,由图甲可知,当电路中的电流I=0.4 A,UR=8 V,UL=4 V时符合条件,则灯泡的实际功率:
PL=ULI=4 V×0.4 A=1.6 W。
6.2.25　4　[解析] (1)若将L1、L2并联接在3 V电源两端,此时两灯正常发光,消耗的实际功率都等于额定功率,故电路消耗的总功率为P总=0.75 W+1.5 W=2.25 W。
(2)从图中可知L1的额定电流为0.25 A,L2的额定电流为0.5 A,
若将L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,要使L1正常发光,则电路中的电流应为0.25 A,从图中可知L1两端的电压为3 V,L2两端的电压为1 V,
根据串联电路的电压特点可知电源电压应为U=U1+U2=3 V+1 V=4 V。
7.1.6　0.2　14　10　70　25.6
8.D　[解析] 由电路图可知,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当R1=10 Ω时,P1=0.9 W,当R1'=20 Ω时,P1'=0.8 W,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI=I2R可得,电路中的电流分别为I1===0.3 A,I2===0.2 A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,所以,由I=可得,电源的电压:U=I1(R+R1)=I2(R+R1'),即0.3 A×(R+10 Ω)=0.2 A×(R+20 Ω),解得:R=10 Ω,电源的电压U=I1(R+R1)=0.3 A×(10 Ω+10 Ω)=6 V,A错误;当R1'=20 Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最大,则电压表的最大示数U1'=I2R1'=0.2 A×20 Ω=4 V,B错误;当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,整个电路的总功率最大,则P大===3.6 W,当R1'=20 Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,整个电路的总功率最小,则P小=UI2=6 V×0.2 A=1.2 W,所以,整个电路功率变化了:ΔP=P大-P小=3.6 W-1.2 W=2.4 W,C错误;当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,电路中电流表的示数最大,则I大===0.6 A,当R1'=20 Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,即电流表的示数最小,所以,电流表的示数变化了:ΔI=I大-I2=0.6 A-0.2 A=0.4 A,D正确。
9.(1)当变阻器的滑片在a端时,电路中只有定值电阻,此时电路电流最大,电压表的示数就等于电源电压,则电源电压U=9 V;定值电阻的阻值:R===6 Ω。
(2)当变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器(最大阻值接入电路)与定值电阻串联,电路中总电阻最大,电流最小;
电路的总电阻:R总===18 Ω;
则滑动变阻器的最大阻值:
Rm=R总-R=18 Ω-6 Ω=12 Ω。
(3)当变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器消耗的功率:P=Rm=(0.5 A)2×12 Ω=3 W。
10.先增大后减小　640　[解析] 由图乙知,随着温度的升高,热敏电阻Rt的电阻先变小,到100 ℃电阻达到最小,然后随温度的升高电阻又逐渐增大,根据P=可知,在总电压一定时,电路总功率先增大后减小;由图象可知,当Rt的温度达到100 ℃时,Rt的阻值为40 Ω,由图甲知,Rt与R0串联,则温度为100 ℃时,电饭锅中的电流:I===4 A,此时Rt的功率为Pt=I2Rt=(4 A)2×40 Ω=640 W。
11.(1)由电路图可知,气敏电阻R1与变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;由图象可知,气体中酒精含量为0 mg/100 mL时,气敏电阻的阻值R1=50 Ω,
R1消耗的电功率:P1===0.5 W。
(2)U1=5 V时,R2两端的电压:
U2=U-U1=6 V-5 V=1 V,根据串联电路的分压规律可得:=,即=,解得R2接入电路中的阻值:R2=10 Ω。
(3)某次检测中,电流表示数I1'=0.2 A,
根据欧姆定律可得,此时电路的总电阻:
R总===30 Ω,
由串联电路的电阻规律可得,此时气敏电阻R1的阻值:R1'=R总-R2=30 Ω-10 Ω=20 Ω,
由图象可知,R1'=20 Ω时,气体中酒精含量大于0 mg/100 mL且小于80 mg/100 mL,则此驾驶员属于酒驾。