苏科版物理九年级下册课课练：提升训练：和电功率相关的比例、动态电路、图像问题（含答案）

和电功率相关的比例、动态电路、图像问题]
一、选择题
1.如图图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右端移动时,下列说法中正确的是 (　　)
A.电压表示数不变,电流表示数变大 B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表示数变小,电流表示数变小 D.电压表示数变大,电阻R1的电功率变大
2.标有“6 V　1.5 W”的小灯泡,通过它的电流随其两端电压变化的关系如图图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12 V的电源两端,每只灯泡的电阻及实际功率约为 (　　)
A.24 Ω　0.67 W 　　 B.20 Ω　0.8 W
C.24 Ω　0.96 W 　 D.20 Ω　0.67 W
3.[2020·成都A卷]是R1、R2两电阻的U-I图像.将R1、R2并联后接入电路,结合图中信息可知 (　　)
A.R1的阻值比R2的阻值小 B.通过R1、R2的电流相等
C.R1两端的电压比R2两端的电压小 D.R1的电功率比R2的电功率小
4.如图图所示,将灯泡L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在图甲中灯泡L1的电功率为4 W,在图乙中灯泡L1的电功率为9 W.设灯丝电阻不变,下列说法中不正确的是 (　　)
A.甲、乙两图中灯泡L1两端的电压之比是2∶3
B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1
C.图甲中灯泡L1、L2的电功率之比是2∶1
D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3∶2
5.如图图所示,当S1闭合、S2断开,甲、乙是电流表时,I甲∶I乙=1∶3,电路的总功率为P1;当S1、S2都闭合,甲、乙是电压表时,电路的总功率为P2,则下列说法中正确的是 (　　)
A.电阻大小之比R1∶R2=2∶1
B.当S1闭合、S2断开时,通过R1和R2的电流之比I1∶I2=1∶2
C.当S1、S2都闭合时,甲、乙电压表的示数之比U甲∶U乙=3∶1
D.总功率之比P1∶P2=9∶2
6.如图图所示,电源电压恒定不变,闭合开关,电压表的示数为U;将另一电阻R接入a、b间,再闭合开关,电压表的示数变为0.4U,则接入R后(　　)
A.R和R0两端的电压之比为2∶3 B.通过R0的电流变小
C.R0两端的电压变小 D.R0消耗的电功率减小
7.如图图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P置于变阻器的b端时,电压表的示数为6 V;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2 V,下列说法中正确的是(　　)
A.电路前后两次消耗的总功率之比为3∶8
B.R1前后两次消耗的电功率之比为9∶16
C.R2前后两次消耗的电功率之比为3∶2
D.当滑片P从中点滑至a处时,电压表的示数又将变化2 V
8.[2020·常州]如图图甲所示的电路,电源电压恒定,小灯泡L的电阻不变,R1是定值电阻.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由A端移到B端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图图图乙所示.下列分析中正确的是 (　　)
A.电源电压U=10.8 V
B.定值电阻R1=8 Ω
C.灯泡的最大功率为2.52 W
D.滑动变阻器的最大阻值为20 Ω
二、填空题
9.如图图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1与R2的阻值之比为2∶3.当开关S断开时,R1与R2的电功率之比为　　　　;开关S闭合前后,电压表两次示数之比为　　　　,电路两次的总功率之比为　　　　.
10.甲、乙两只灯泡的I-U关系图像如图图所示,现将甲、乙两灯泡串联在电源电压为5 V的电路中,通过甲灯的电流是　　　A,乙灯两端电压是　　　V,两灯消耗的总功率是　　　　
W.
11.如图图甲所示的电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图图图乙所示,根据图像信息可知,电源电压为　　　　V,R0的阻值是　　　　Ω,滑动变阻器的最大阻值是　　　　Ω,当滑片在最右端时,R0的电功率是　　　　W,当滑片在最左端时,电路的总功率是　　　　W.
12.如图图甲所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由b端移动到a端时,测得电阻R两端的电压U与通过电阻R的电流I的变化关系如图图图乙所示,则电源电压为　　　　V,R的阻值为　　　　Ω,滑动变阻器的最大阻值为　　　　Ω,滑片在b位置时,电压表V1的示数为　　　　,滑片移动至a位置时,电路消耗的电功率为　　　　
W.
13.[2020·襄阳]如图图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端移至灯泡正常发光的位置,电流表示数与两电压表示数的关系图像如图图图乙所示.电源电压为　　　　V,灯泡功率的变化量为　　　　W.
三、解答题
14.如图图所示电路,电源电压保持不变.小灯泡的额定电压为6 V,额定电流为0.8 A,电阻R2的阻值为R1的2倍.当开关接a时,R1消耗的电功率为3 W;当开关接b时,R1消耗的电功率为0.75 W.求:
(1)小灯泡的额定功率.
(2)当开关接b时,小灯泡的实际功率.
答案
1.D
2.B　 因为三只灯泡串联且规格相同,则通过它们的电流和电阻都相同,所以这三只灯泡两端的电压都相同,根据串联电路电压规律可知,每只灯泡两端的电压都为4 V;由图像可知,当U=4 V时,I=0.2 A,则小灯泡的电阻:R===20 Ω,小灯泡的电功率:P=UI=4 V×0.2 A=0.8 W.
3.D　 R1和R2的U-I图像都是直线,可知R1和R2为定值电阻,它们的电阻分别为R1===20 Ω,R2===10 Ω,则R1>R2,故A错误;R1和R2并联,它们两端的电压相等,由I=可知,通过R1的电流小于通过R2的电流,故B、C错误;由P=可知,R1的电功率比R2的电功率小,故D正确.
4.D
5.D　 (1)当S1闭合、S2断开时,R1、R2并联,甲测R2支路电流,乙测干路电流,
则I甲=I2,I乙=I1+I2,由题知I甲∶I乙=1∶3,即I2∶(I1+I2)=1∶3,故I1∶I2=2∶1;并联电路U1=U2,故R1∶R2==I2∶I1=1∶2,故A、B错误;
(2)当S1、S2都闭合,甲、乙都是电压表时,R1、R2串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2两端的电压,甲电压表示数U甲=I(R1+R2),乙电压表示数U乙=IR2,故U甲∶U乙=I(R1+R2)∶IR2=(R1+R2)∶R2=(1+2)∶2=3∶2,故C错误;
(3)因为P1=+,P2=,
所以P1∶P2=+∶=(R1+R2)2∶(R1R2)=(1+2)2∶(1×2)=9∶2,故D正确.
6.A　
7.B　 由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压.当滑片P置于变阻器的b端时,接入电路中的电阻最大,电压表的示数U2=6 V;当滑片P置于变阻器的中点时,接入电路中的电阻变小,由串联电路的分压特点可知,电压表的示数变小,由电压表的示数变化了2 V可知,此时电压表的示数U2'=4 V,两种情况下电路中的电流之比:
====,
电路前后两次消耗的总功率之比:
===,故A错误;
R1前后两次消耗的电功率之比:
==2=2=,故B正确;R2前后两次消耗的电功率之比:
==2×2=2×2=,故C错误;
因滑片P位于中点时电压表的示数为4 V,滑片P位于a处时电压表的示数为0 V,所以,当滑片P从中点滑至a处时,电压表的示数将变化4 V,故D错误.
8.D　 灯泡、滑动变阻器、R1串联,电压表V1测灯泡两端的电压,V2测灯泡与变阻器两端的总电压,电流表测电路中的电流,将滑动变阻器的滑片P由A端移到B端,变阻器连入电路的电阻变小,由串联电路电阻的规律可知,电路的总电阻变小,根据欧姆定律I=可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知,V1示数变大,故图乙中下面的图线表示V1示数随电流的变化关系,图乙中上面的图线表示V2示数随电流的变化关系.当变阻器连入电路的电阻最大时,灯泡两端的电压为U1=2.4 V,电压表V2的示数U2为8.4 V,电流为0.3 A,则变阻器两端的电压为UP=U2-U1=8.4 V-2.4V=6 V,滑动变阻器的最大阻值Rmax===20 Ω,灯泡的阻值:RL===8 Ω,
对R1来说,根据串联电路电压的规律及欧姆定律可得,I=,即0.3 A=①;
变阻器连入电路的电阻最小时,灯两端的电压U'1=4.8 V,电路中的电流为I'=0.6 A,
由串联电路电压的规律及欧姆定律可得,I'=,即0.6 A=②,
联立①②,解得U=12 V,R1=12 Ω,故A、B错误;
当变阻器连入电路的电阻为零时,电路中的电流最大,根据P=UI可知,此时灯泡的功率最大,通过灯泡的电流为0.6 A,最大功率:PL大=RL=(0.6 A)2×8 Ω=2.88 W,故C错误.
9.2∶3　2∶5　2∶5　 (1)已知电阻R1与R2的阻值之比为2∶3,当开关S断开时,电阻R1、R2串联,因串联电路中电流处处相等,则R1与R2的电功率之比:P1∶P2=I2R1∶I2R2=R1∶R2=2∶3;此时电路中的电流I=,电压表测R1两端的电压,由I=可得,电压表的示数:U1=IR1=×R1=U.(2)当开关S闭合后,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,即电压表的示数为U;所以,开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为U∶U=2∶5.开关闭合前后,电路总电阻之比为5∶2,则电路电流前后两次之比为2∶5,电路总电压不变,则电路两次总功率之比等于电路两次电流之比.
10.0.4　3　2　
11.16　10　70　0.4　25.6　 当滑片在最左端,滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路为R0的简单电路,由图乙可知,电路中的电流最大为I大=1.6 A,则电源电压:U=I大R0=1.6 A×R0①;
当滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由图像可知,此时变阻器两端的电压为14 V,电路中的电流为0.2 A,所以R===70 Ω.此时U=14 V+I小R0=14 V+0.2 A×R0②;联立①②,可得U=16 V,R0=10 Ω;当滑片在最左端时,电路的总功率:P总=UI大=16 V×1.6 A=25.6 W.
12.12　8　16　8 V　18　 由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表V测R两端的电压,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当滑片在a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0 Ω,电压表V1被短接示数为0 V,电路为R的简单电路,由图像可知,电源电压U=12 V,电路中此时的电流I=1.5 A,由I=可得,R的阻值:R===8 Ω;电路此时消耗的功率为P=UI=12 V×1.5 A=18 W;
(2)当滑片位于b端时电路中的电流为0.5 A;由图像可知R两端的电压UR=4 V,所以,滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UR=12 V-
4 V=8 V,则此时电压表V1的示数为8 V.由I=可得,变阻器的最大阻值:Rab===16 Ω.
13.9　4　 (1)由图甲知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中的电流最小,由图乙知,此时滑动变阻器分得的电压为8 V,灯泡两端的电压为1 V,根据串联电路电压的特点可知,电源电压为U=U1+U2=1 V+8 V=9 V.
(2)由图乙知,灯泡正常发光时,电路中的电流最大,即灯泡正常发光时的电流为0.6 A,此时滑动变阻器分得的电压为2 V,灯泡两端的电压为U1'=U-U2'=9 V-2 V=7 V,
灯泡的额定功率为P额=U1'I2=7 V×0.6 A=4.2 W,
当滑片位于最右端时,灯泡消耗的电功率为P1=U1I1=1 V×0.2 A=0.2 W,
灯泡功率的变化量为ΔP=P额-P1=4.2 W-0.2 W=4 W.
14.(1)小灯泡的额定功率:
PL=ULIL=6 V×0.8 A=4.8 W.
(2)当开关接a时,R1与R2串联,因串联电路电流处处相等,且电阻R2的阻值为R1的2倍,
所以,R1与R2的电功率之比:===,
则R2消耗的电功率:P2=2P1=2×3 W=6 W,
电路消耗的总功率:Pa=P1+P2=3 W+6 W=9 W;
当开关接b时,R1与L串联,
由P=I2R可得,前后两种情况下R1的电功率之比:==2==,
解得=,前后两种情况下电路的总功率之比:===,
则开关接b时电路的总功率:Pb=Pa=×9 W=4.5 W,
因总功率等于各用电器消耗的功率之和,所以,开关接b时,小灯泡的实际功率:
PL实=Pb-P1'=4.5 W-0.75 W=3.75 W.