电功率&动态电路分析（多选题型）（含解析）2023年中考物理重难点专项复习讲义

电功率&动态电路分析（多选题型） 2023年中考物理重难点专项复习讲义
第一部分：解题要点
热传递吸放热:Q=cm△t,
燃料完全燃烧:Q=mq=Vq,
电热:Q=I2Rt;
电流:I=U/R=P/U
电阻:R=U/I=U2/P
电压:U=IR=P/I
电功:W=Pt=UIt=I2Rt=U2t/R
电热:Q=I2Rt(焦耳定律)=UIt=U2t/R
电功率:P=W/t=UI=I2R=U2/R
先看图识别电路图。
审题分两段和画出等效图
分清串并联，去掉电压表、短路、断路。
分清谁测谁：电流表拆除法、电压表拥抱法（没有电源）。
常考串联：电流相等、电阻分压和功率、总电阻等于各电阻之和；电流相等比较关系；L电流相等列方程：U1/R1=(U-U1)/R2；
串联保护电路：滑动变阻器最小值之最大允许值之各用电器的最小值和测同伴的电压表量程；滑动变阻器最大值之测它的电压表量程等。当滑动变阻阻值范围在定值电阻左右时，等于定值电阻阻值时，电功率最大；不在左右取端值。
滑动变阻器电压电流变化量之比就是定值电阻。
并联：电压相等、电阻分流、R总=R1R2/(R1+R2)；并联总电流优先使用I总=I1+I2，尽可能不用R总公式；并联电流互不影响。
并联保护电路：最大电压和最大电流。
两个串联增加长度，总电阻大于任何一个电阻。
两个并联增加横截面积，总电阻小于任何一个电阻。
AB电阻并联，A电阻增大（分流变小），总电阻增大（总流变小），但总电阻仍小于A或B电阻。
先求电源电压和定值电阻；列方程。
先求串联电流和并联电压。
注意小灯泡的电阻，电阻不变最轻松，审题算好额定值。
电能表：单位统一、区别KWh只适用电能（功）和J(瓦秒)（适用电能（功））。
电功表示电流所做的功，电能是可以转化成多种其他形式的能量。
多选题只答确定的选项。多做同类型填空题。
学会审题。充分挖掘隐含的条件，现学现用。
题未必需要全部理解，只要抓住关键信息就够了。
对于电阻受温度影响的小灯泡、电功机等等。欧姆定律和变形公式不能用。
W=UIt Q=I2Rt W=W机械+Q η=W有用/W总功
第二部分：题型解读
例题1、如图甲所示，小灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中，闭合开关S移动滑片P，得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示。当小灯泡的功率为0.75W时，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为0.2A
B．滑动变阻器接入电路的电阻为15Ω
C．电路消耗的总功率是1.35W
D．10s内电流对滑动变阻器做功是6J
【说课】解：由电路图可知，小灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，
由图乙可知，当灯泡两端的电压UL＝2.5V、通过的电流IL＝0.3A时，
小灯泡的功率PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W，则电流表的示数为0.3A，故A错误；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝可得，滑动变阻器接入电路的电阻：
R＝＝＝≈6.67Ω，故B错误；
电路消耗的总功率：
P＝UI＝UIL＝4.5V×0.3A＝1.35W，故C正确；
10s内电流对滑动变阻器做功：
WR＝URIRt＝URILt＝2V×0.3A×10s＝6J，故D正确。
故选：CD。
例题2. 如图所示，A、B分别为额定电压为8V的小灯泡L和定值电阻R的电流随电压变化关系的图象。下列说法中正确的是（　　）
A. 定值电阻R阻值为20Ω
B. 小灯泡L正常工作1min消耗的电能为24J
C. 将小灯泡L和电阻R并联接入电路，当干路电流为0.6A时，小灯泡L的实际电功率为1.6W
D. 将小灯泡L和电阻R串联接入电路中，若通过电阻R的电流为0.5A，则电源电压为18V
【说课】A．由图知，B为电阻R的电流随电压变化图像，在B图象上找一点，可求得电阻R的阻值
故A正确；
B．小灯泡L的额定电压为8V，由图知它正常工作时的电流为0.5A，则小灯泡L正常工作1min消耗的电能
故B错误；
C．将小灯泡L和电阻R并联接入电路，则它们两端电压相等，由图知，当干路电流为0.6A时，它们两端的电压为4V，此时通过小灯泡L的电流为0.4A，实际功率
故C正确；
D．将小灯泡L和电阻R串联接入电路，则通过它们的相等，若通过电阻R的电流为0.5A，由图知，小灯泡L两端电压为8V，电阻R两端电压
则，电源电压
故D正确。
故选ACD。
例题3. 如图甲所示，电源电压保持不变，为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由最右端滑至最左端，滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光，两个电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）
A. 电源电压为10V
B. 小灯泡的额定功率为1.6W
C. 小灯泡正常发光时，在1min内消耗的电能为96J
D. 滑动变阻器的最大阻值为35
【说课】电路中灯L、R0、R串联，电压表V1测灯L和R0两端的电压，电压表V2测R0和R两端的电压；电流表测串联电路中的电流；
A．将滑动变阻器的滑片P由最右端滑至最左端的过程中，R阻值变小，电路中电流变大，根据串联分压“电阻越大，分压越多”的规律，判定电压表V1示数越变越大，电压表V2的示数越变越小；当滑片P滑到最左端时，R=0，电路中电阻最小，电流最大为I大=0.4A，由图乙可得，此时电压表V1测电源电压，示数为8V，故A错误；
B．滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光，此时电路中的电流为0.4A；V2测R0两端电压，由图乙知示数为4V，则灯L两端电压为
UL=U-UR0=8V-4V=4V
则灯泡的额定功率为
PL额=ULI大=4V×0.4A=1.6W
故B正确；
CD．小灯泡正常发光时，R0 在1min内消耗的电能
W0=U0I0t=4V×0.4A×60s=96J
R0===10
滑片P在最右端时电阻最大，此时电路中电流最小为I小=0.2A，则R0两端电压为
U'0=I小R0=0.2A×10=2V
电压表V2示数为U2=7V，则滑动变阻器两端的电压为
UR=U2-U'0=7V-2V=5V
滑动变阻器的最大阻值为
R===25
故C正确；D错误。
故选BC。
例题4. 如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变。电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。当S1闭合、S2断开时，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，电流表随电压表示数变化的情况如图乙中的A图象所示。图乙中的B图象为小灯泡的I﹣U图象，小灯泡的额定电压为2.5V。当S2闭合、S1断开时，为保证电路中的各元件都不会损坏，下列说法中正确的是（　　）
A. 电源电压为4.5V
B. 小灯泡的最小功率为0.6W
C. 电路的最大功率为2.7W
D. R2连入电路的阻值范围为4Ω～7.5Ω
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．当S1闭合、S2断开时，此时滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器R2的电压，电流表测量串联电路中的电流，当滑动变阻器R2的滑片移到最右端时，此时电路中只有电阻R1工作，由图乙可知，此时电路电流为，则电源电压等于电阻R1两端的电压，即
当滑动变阻器R2的滑片移到最左端时，此时滑动变阻器R2与电阻R1串联，由图乙可知，此时电路电流为，则滑动变阻器R2两端的电压为3V，电源电压等于电阻R1两端的电压和滑动变阻器R2两端之和，即
由①②解得
，
故A正确；
B．当S2闭合、S1断开时，此时滑动变阻器R2与灯泡L串联，滑动变阻器R2的阻值越大，电路电流越小，小灯泡的电功率越小，滑动变阻器R2的阻值越大，R2两端的电压越大，由于电压表的量程为0～3V，所以滑动变阻器R2两端的电压最大为3V，则小灯泡两端的电压为
图乙中的B图象可知，当小灯泡两端的电压为1.5V时，流过小灯泡的电流为0.4A，则小灯泡的最小功率为
故B正确；
C．当S2闭合、S1断开时，此时滑动变阻器R2与灯泡L串联，滑动变阻器R2的阻值越小，电路电流越大，小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙中的B图象可知，当小灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.5A，此时电路的最大功率为
故C错误；
D．由C可知，滑动变阻器R2的阻值越小，电路电流越大，小灯泡的额定电压为2.5V，则滑动变阻器R2两端的电压为
串联电路中电流处处相等，所以流过滑动变阻器R2的电流也为0.5A，滑动变阻器R2的最小阻值为
由B可知，当S2闭合、S1断开时，此时滑动变阻器R2与灯泡L串联，由于电压表的量程为0～3V，所以滑动变阻器R2两端的电压最大为3V，则小灯泡两端的电压为1.5V，由乙图可知，当小灯泡两端的电压为1.5V时，流过小灯泡的电流为0.4A，串联电路中电流处处相等，所以流过滑动变阻器R2的电流也为0.4A，滑动变阻器R2的最大阻值为
所以R2连入电路的阻值范围为4Ω～7.5Ω。故D正确。
故选ABD。
例题5. 如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从最左端移动到最右端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则R2的最大阻值为___________Ω，电路的最大总功率为________W，滑动变阻器的最大功率为_________W。
【说课】[1]观察图甲，闭合开关后，滑动变阻器的滑片P从最左端移动到最右端的过程中，根据电流的流法可知，这是一个串联电路，两电阻串联，变阻器接入电路的电阻在变大，电路的总电阻在变大，电源电压不变，则电路的电流在变小，观察图乙，图线的方向应该是从左往右，当滑片P移动到最右端时，R2的电压是4V，流过R2的电流是0.2A，根据欧姆定律的变换式可知，这时R2的阻值是
R2的最大阻值是20Ω。
[2]要求电路的最大总功率，根据电功率的公式，电源电压不变，则需要电路的电流最大，这时电路的总电阻最小，即要求变阻器接入电路的电阻最小，为0，这时变阻器两端的电压也为0，观察图乙，当电压为0时，电路的电流是0.6A，这是电路的最大电流；接下来求电源电压，观察图乙，当电压为0时，电路的电流是0.6A，这时只有电阻R1接入电路，设电源电压是U，根据欧姆定律可知
再观察图乙，当电压为4V时，电路的电流是0.2A，这时两个电阻都接入电路，R2的电压是4V，则R1的电压是，对R1根据欧姆定律可知
联立上面两条方程，可解得、；那么电路的最大电流是0.6A，，根据电功率的公式，电路的最大总功率是
电路的最大总功率是3.6W。
[3]设滑片P在某个位置时，滑动变阻器的功率达到最大，根据可知
观察这个上式，可想到当时，分母的值可以达到最小，是40Ω，那么的值达到最大，其大小是0.9W，即滑动变阻器的最大功率为0.9W。
注意：本题最后推导结论可以作为多选择解题技巧直接使用，即定值电阻和滑动变阻器串联，如果滑动变阻器允许阻值范围在定值电阻的阻值两侧，取最靠近的一端代入，如果包括定值电阻阻值，则取定值电阻的阻值，以求出滑动变阻器的最大功率。
第三部分：自主练习
1、如图所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。闭合开关s后，滑动变阻器的滑片P从中点移动到b端，下列判断正确的是（　　）
A．电流表A的示数变小，电压表 V1的示数变小
B．电压表V2的示数与电流表A的示数的比值不变
C．电压表V2的示数变大，电阻R1消耗的功率变小
D．电压表V1示数变化量与电压表V2示数变化量相等
2、如图甲所示，电源电压保持不变，滑动变阻器 R'标有“20Ω 1A”，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程0~15V，丁丁进行了下面操作：先闭合开关S和S1，断开开关S2，在保障电路元件安全的情况下，将滑动变阻器的滑片从最右端滑动到a点，灯泡L恰好正常发光，再断开开关S1闭合开关S2，将滑动变阻器的滑片从a点向某一方向移动，直到电压表示数与灯泡L的额定电压相同，图乙是两次调节过程中电流表与电压表示数变化关系图象，则下列说法正确的是 （　　）
A．电源电压为 6V
B．灯泡L.的额定功率为1.5W
C．再断开开关S1闭合开关S2时，滑片是从a点向左移动的
D．若丁丁重新调节开关和滑片，该电路的最小功率为1.2W
3、如图甲所示的电路中，电流表量程为0-0.6A，灯泡正常发光时功率为3W，滑动变阻器的最大阻值为24Ω．将滑动变阻器滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，在断开或闭合S1时，在各元件安全下分别将滑动变阻器滑片从最左端向右最大限度移动，绘制了电流表和电压表示数的关系图象如图乙，下列说法正确的是（　　）
A．当灯泡的功率为2W时灯丝电阻为12Ω
B．电源电压为9V
C．保证电路中各元件安全的前提下电路中的最大功率为4.5W
D．闭合开关S、S1，将滑动变阻器滑片移动最左端，灯泡10s内消耗5.4J的电能
4、图甲是测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V。闭合开关S后，将规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器滑片，从右端向左滑动，当电流表示数为0.3A时，小灯泡正常发光；图乙是此过程中，电压表与电流表示数变化的关系图象，下列分析正确的是（　　）
A．小灯泡的额定功率是1.14W
B．小灯泡的电阻为12.7Ω
C．电路中最小电流为0.125A
D．电压表示数为2Ｖ时电路总功率是1.32W
5、图甲中R0为定值电阻，电源电压保持不变。滑动变阻器R1标有“20Ω1A”字样，电流表量程0﹣0.6A，灯泡L的额定电流是0.5A。当开关S1、S2都断开或都闭合两种情况中，移动滑片P（所有元件都安全）得到了两次电流表示数与R1阻值变化关系的图像（如图乙所示），灯泡在工作时正常发光。下列说法中正确的是（　　）
A．电源电压为4V
B．灯泡L的额定功率为3W
C．R0的阻值为10Ω
D．开关都断开与都闭合时，电路最大功率之比为6∶11
第四部分：参考答案
1．BCD
【详解】
B.当开关S闭合、断开时，滑动变阻器的最大阻值与灯泡串联，电压表测滑片右侧电阻丝两端的电压，电流表测电路中的电流，因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以滑片移动时接入电路中的电阻不变，由图乙可知，此时电路中的电流，将滑动变阻器滑片移动到最大阻值处，电压表的示数最大，由可得，电压表的最大示数
则电压表的量程为。
当开关s、均闭合时，滑动变阻器的最大阻值与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，由图象可知，电路中的最大电流，电压表的示数时，因电压表的量程为，电流表的量程为，所以，此时灯泡应正常发光，又因灯泡正常发光时功率为，所以，灯泡正常发光时的电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压
故B正确；
C.保证电路中各元件安全的前提下电路中的最大功率
故C正确；
D.闭合开关S、，将滑动变阻器滑片移动最左端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流为，此时灯泡两端的电压
则灯泡内消耗的电能
故D正确；
A.此时灯泡的电阻
灯泡正常发光时的电阻
所以，灯泡的电阻是变化的，当灯泡的功率为时灯丝电阻小于，故A错误。
故选BCD。
2．ACD
【详解】
A．由图甲可知，灯泡和变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流，由图乙可知，当电流表示数为0.3A时，电压表的示数是3.8V，灯泡正常发光，灯泡两端的电压是3.8V，小灯泡的额定功率
PL=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W
故A正确；
B．小灯泡正常发光时的电阻
由图乙可知，当灯泡两端的电压是2V时，通过它的电流是0.22A，此时灯泡的电阻
故B错误；
C．当变阻器的滑片在最右端时，连入电路的电阻最大，电路的总电阻最大，由可知通过电路的电流最小，由图乙可知，电压表的最小示数是1V，通过电路的最小电流
故C正确；
D．由图乙可知，当灯泡两端的电压是2V时，通过它的电流是0.22A，电路总功率
P=UIL″=6V×0.22A=1.32W
故D正确。
故选ACD。
3．BCD
【详解】
由甲图可知，当开关S1、S2都闭合时，滑动变阻器R1与灯泡L并联，此时由于R1的阻值不能为零，由此可判断出图乙中的上边的曲线为S1、S2都闭合时电流表示数与R1阻值变化关系的图象，则下边的曲线为S1、S2都断开时电流表示数与R1阻值变化关系。
A．开关S1、S2都闭合时，滑动变阻器R1与灯泡L并联，由图象中上边的曲线可知，当R1=20Ω时，I1最小=0.3A，电源电压
U=U1=I最小R1=0.3A×20Ω=6V
故A错误；
B．由于灯泡发光时恰好正常工作（其额定电压等于电源电压6V），且灯泡L正常工作的电流是0.5A，则灯泡L的额定功率
P额=PL=UIL=6V×0.5A=3W
故B正确；
C．开关S1、S2都断开时，R1与R0串联，当R1=0Ω时，电路中只有R0连入，由图象中下边的曲线可知I最大=0.6A，R0的阻值
故C正确；
D．开关都闭合时，变阻器R1与灯泡L并联，干路最大电流
I闭合=I最大+IL=0.6A+0.5A=1.1A
开关都断开时，R1与R0串联，由图象中下边的曲线可知最大电流I断开=0.6A，则开关都断开与都闭合时，电路最大功率之比为
P断开∶P闭合=UI断开∶UI闭合=I断开∶I闭合=0.6A∶1.1A=6∶11
故D正确。
故选BCD。
4．ABD
【详解】
A．小灯泡正常工作时，由及欧姆可得它的电阻为
故A正确；
B．当开关S1、S2断开，S、S3闭合时，R2与灯泡L串联，电路中的最大电流为
R2两端电压为
U2=U-U额=8V-6V=2V
连入电路的最小阻值为
故B正确；
C．当开关S1、S2断开，S、S3闭合，电压表的量程为，根据串联分压规律，此时滑动变阻器阻值最大，所以电路中电流最小为
由及欧姆可得小灯泡L的最小功率为
Pmin=(Imin)2R灯=(0.42A)2×12Ω≈2.1W
故C错误；
D．当开关S、S1、S2闭合，开关S3断开时，R1与R2并联，电路中最大总电阻为
电路总功率最小值为
故D正确。
故选ABD。
5．ABC
【详解】
A．由P=可得小灯泡的电阻
RL===24Ω
当只闭合开关S，R1与小灯泡串联，小灯泡正常发光，则UL =12V ，R1连入的阻值为12Ω，据串联电路电压规律，R1两端的电压为
U1=UL=12V=6V
则电源电压
U= U1+ UL=6V+12V=18V
故A正确；
B．只闭合开关S，R1滑到最大值时，电路电流最小，小灯泡的功率最小，此时电路电流
I最小===0.25A
小灯泡的最小功率
PL最小= RL=(0.25A)2×24Ω=1.5W
故B正确；
C．当开关都闭合时，小灯泡短路，R0与R1并联，电流表测干路电流，通过R0的电流
I0===0.5A
滑动变阻器R1的规格为“48Ω 2A”，因此通过R1的最大电流为2A，则电路的总电流最大值
I= I0+I R1最大=0.5A+2A=2.5A
故C正确；
D．只闭合开关S和S2，电路中只有R1，通过R1的最大电流为2A，则滑动变阻器连入的最小值
R1最小===9Ω
故D错误。
故选ABC