2024中考物理三轮冲刺压轴题专项突破-电功率（有解析）

2024中考物理三轮冲刺压轴题专项突破-电功率
一、讲方法
范围值(最值)问题
．一般思路：首先判断滑动变阻器的移动会导致的电表的变化以及由其引起的安全隐患，从而推出滑动变阻器对应的最值。．串联电路中滑动变阻器的最大实际功率问题： 如图所示，当满足时，电阻的实际功率最大，且。
比例问题一般思路
．根据题目画出对应的等效电路图；．分析已知条件，得出电阻比： ①根据电源电压不变列等式知道电流比； ②根据电压比列等式； ③根据题目中的电功率比。．根据实际问题再继续解题。
变化量问题一般思路
．根据题目分析电路图明确各电表所测用电器；．根据公式只适用于定值电阻阻值的计算，判断中对应的电压表所测的是电路中的哪一部分，若该电压表所测部分电路包含滑动变阻器，则的值等于除此部分电路以外的不变等效电阻值；若该电压表所测部分电路不包含滑动变阻器，则的值等于此部分电路的等效电阻值；．电功率变化问题： 做电功率变化的问题时要注意：；；， 而应该是：；；。
二、学思路
铺垫
把标有“”的小灯泡与最大阻值为的滑动变阻器连接在总电压恒为的电路中，灯丝电阻不随温度变化，如图所示．电流表和电压表选择的量程分别为“”和“”．闭合开关，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围与灯泡电功率变化范围是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 D
【解析】 由“”，根据可得灯泡正常发光时的电流;
根据可得：灯丝电阻，
由题意可知电路中的最大电流应为，
即：，
所以滑动变阻器连入电路的最小电阻：；此时灯泡正常发光，灯泡功率为；
为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为，此时滑动变阻器连入的电阻最大，
由串联电路的电压特点：，
灯泡两端的最小电压：，
此时电路中的电流最小：
，
所以滑动变阻器连入的最大电阻：；
灯泡的电功率为；
由以上可知滑动变阻器允许调节的范围为；灯泡电功率变化范围是．
故选D．
①可求灯泡电阻和额定 ②电流最小值的一个限制条件 ③电流表的量程是电流最大值的一个限制条件 ④电压表的量程是滑动变阻器阻值的最大值的限制条件
铺垫
如图所示电路电源两端电压保持不变．当开关闭合，断开时，电阻消耗的电功率为，电路消耗的总电功率；当开关断开，闭合时，电阻消耗的电功率为，电路消耗的总电功率为．若，下列关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 BC
【解析】 （1）当开关闭合，断开时，与串联，又，解得：；
（2）当开关闭合，断开时，与串联，．
则，所以，故A错误；
，故B正确；
（3），
；则，故C正确；
（4）；，故D错误．
故选．
①画对应的等效电路图 ②串联时可以得到电阻关系 ③画对应的等效电路图 ④总电压相等可以得到总电阻的关系
压轴题
如图所示的电路中，电源电压恒为，电压表量程，电流表量程，滑动变阻器规格是“”，灯泡标有“”；若闭合开关，两电表示数均不超过所选的量程，灯泡两端电压不允许超过额定电压，不考虑灯丝电阻的变化．则下列说法正确的是（ ）
A.电流表的示数变化范围
B.电压表的示数变化范围是
C.滑动变阻器允许调节的阻值范围是
D.该电路最大功率是
【答案】 B
【解析】 由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流.
（1）根据可得，灯的额定电流：，
有串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为，
所以电路中的最大电流为，故A不正确；
由，灯泡的电阻，
电路中的总电阻，
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值：，故C不正确；
该电路的最大功率：，故D不正确；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流：
电压表的最小示数：，所以电压表的示数变化范围，故B正确．
故选B．
三、提能力
1 .如图所示，电源电压，且保持不变，电流表接“”量程，电压表接“”量程，灯泡上标有“”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则下列计算正确的是（ ）

A.灯泡正常发光时的电流
B.当电流表的示数为时，电压表的示数为
C.为了保证电路的安全，滑动变阻器允许接入的最大阻值为
D.为了保证电路的安全，滑动变阻器允许接入的最小电阻是
【答案】 D
【解析】 灯泡正常发光时的电压，功率，由可得，正常发光时的电流：，故A不正确；
由可得，灯泡的电阻：，当电流表的示数为时，灯泡两端的电压：，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表的示数：，故B不正确；
当电压表的示数时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时灯泡两端的电压：，因串联电路中各处的电流相等，
所以，此时电路中的电流：，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：，故C不正确；
灯泡的额定电流为，电流表的量程为，则电路中的最大电流，此时电路中的总电阻：，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：，故D正确．
故选D．
2 .如图所示电路，电源使用的是学生电源，当电源旋钮旋至某一档后，开关闭合，、断开时，电压表的示数为，灯泡正常发光，且功率为；当电源旋钮旋至另一档时，开关、、都闭合时，电流表的示数为，灯泡的功率为；已知，则下列说法中错误的是（ ）
A.灯的电阻为
B.先后所使用两档电源电压之比为
C.电阻的阻值为
D.、、都闭合时，电路的总功率是
【答案】 D
【解析】 断开，时，和串联，此时，的电压为，电流为,由于灯正常发光，根据已知条件可以有以下关系： ①
闭合，时，和并联，此时，灯的电压为，电流为,根据已知条件有：；②
由①②得， ③ 由 ①②③和得，
则
所以先后所使用两档电源电压之比为．
故选D．
3 .如图所示，电阻．现有一个电压保持不变的电源，当把该电源接在、两个接线端时，两端的电压为，电阻消耗的电功率，电路总电功率为．当把该电源改接在、个接线端时，两端的电压为，电路总电功率为．则（ ）
A.电源的电压 B.电阻
C.电阻消耗的功率 D.
【答案】 B
【解析】 当把该电源接在、两个接线端时，电阻与、串联在电路中；
电阻，消耗的电功率；则；
由串联的分压规律可得：；
则；
因为两端的电压为，，
即：；解得：．
所以两端的电压；
由串联电路的电压规律可得：；
则；
电路总电功率为；
当把该电源改接在、两个接线端时，电阻、与串联在电路中，两端的电压为；
则；由串联电路的电压规律可得：；
则；
电路总电功率为；
故；
综上分析可知B选项正确．
故选B．
4 .所示电路中，电源两端电压保持不变．闭合开关，将滑动变阻器的滑片由端向端滑动一段距离，电压表、示数的变化量分别为、，电流表示数的 变化量为．判断中正确的是（ ）
A.定值电阻的阻值为
B.电阻消耗的电功率增大了
C.电压表示数变大，电压表示数变大，电流表示数变大
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】 A
【解析】 （1）两端的电压，
，
，故A正确；
两端的电压变化了；电流变化量为，所以电阻消耗的电功率减小了，故B不正确．
（2）将滑动变阻器的滑片由端向端滑动一段距离，接入电路中的电阻变，电路中的总电阻变大，
，
电路中的电流变小即电流表的示数变小，两端的电压变小即电压表的示数变小，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
和滑动变阻器两端的电压之和变大即电压表的示数变大，故C不正确；
电压表的示数变大，电流表的示数变小
电压表示数与电流表示数的比值变大，故D不正确．
故选A．
5 .在如图所示电路中，电源两端电压为且保持不变，电流表的量程为，电压表的量程为，小灯泡的铭牌为“”，滑动变阻器的规格为“”．闭合开关，为保证电路安全．在变阻器滑片移动过程中，下列说法中正确的是（不考虑温度对灯丝电阻的影响）（ ）
A.电流表示数允许的变化范围为
B.滑动变阻器接入电路的阻值允许变化范围为
C.灯泡L的电功率允许的变化范围为
D.滑动变阻器的电功率允许的变化范围为
【答案】 D
【解析】 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）灯泡正常发光时的电压为，功率为，
∵串联电路中各处的电流相等，∴根据可得，电路中的电流：
，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴滑动变阻器两端的电压两端的电压：
，
滑动变阻器的功率：；
（2）灯泡的电阻：，
∵ 灯泡的额定电流为，电流表的量程为，∴ 电路中的最大电流为，
此时电路中的总电阻：，
∵ 串联电路中总电阻等于各分电阻之和，∴ 滑动变阻器接入电路中的最小值：，故B错误；
当电压表的示数为时，灯泡两端的电压：，
此时灯泡的电功率最小，为；故C错误；
电路中的电流：，故A错误；
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：，滑动变阻器的功率最小为，所以滑动变阻器的电功率允许的变化范围为，故D正确．
故选D．
6 .如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关、都闭合时，电压表示数为；滑动变阻器的滑片保持不动，只有闭合时，电压表示数为，两个开关都闭合与只有闭合时电流表示数变化了，则电阻的阻值为 ．
【答案】
【解析】 当开关、都闭合时，等效电路图如图甲所示；滑动变阻器的滑片保持不动，只有闭合时，等效电路图如图乙所示；

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，图甲中两端的电压，图乙中两端的电压，
由可得：，
因只有闭合时电路中的总电阻大于两个开关都闭合时的总电阻，所以两个开关都闭合与只有闭合时，电路中的电流变小即，则，
解得：，，图甲中：．
故答案为：．
7 .如图所示电路中，电源两端电压保持不变．闭合开关，将滑动变阻器的滑片由端向端滑动一段距离，电压表、示数的变化量分别为、，电流表示数的变化量为（本题变化量是指后来电表的示数减去原来的示数）．不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列判断中正确的是（ ）
A.，， B.，，
C.，， D.，，
【答案】 D
【解析】 将滑动变阻器的滑片由端向端滑动一段距离，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由可知，电路中的电流变大即电流表的示数变大，所以，由，灯泡两端电压变大，所以，由，两端电压变大，变小，即．
故选D．
8 .如图甲所示电路，电源两端电压不变．是滑动变阻器，是定值电阻．当开关闭合后，逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图象如图乙所示．下列判断正确的是（ ）
A.电源两端电压为 B.电路消耗电功率的最大值为
C.变阻器，接入电路的最大阻值为 D.定值电阻的电阻值为
【答案】 C
【解析】 当滑片位于最左端时电路为的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知，由可得，电源的电压：；当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值与电阻串联，电压表测两端的电压，此时电路中的电流最小；由乙图可知，，，变阻器接入电路的最大阻值：，故C正确；
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压，因为电源的电压不变，所以，解得：，故D不正确；
电源的电压，故A不正确；电路消耗的最大电功率：
，故B不正确.
故选C．
9 .当定值电阻两端的电压由（）增大到时，通过它的电流由增大到．电压增加量，电流增加量，电功率增加量为，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 AD
【解析】 A选项、B选项：因定值电阻的阻值不变，所以，由可得，前后两次电压分别为：，，所以，电压增加量：
，
变形可得，故A正确，B错误；
C选项、D选项：由可得，前后两次电阻消耗的功率分别为：，，所以，电功率增加量，
①，
因②，
③，
所以，，
，故C错误，D正确；
故选AD．
10 .在如图所示电路中，电源电压为且保持不变．闭合开关当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，电路中的电流和三个电阻两端电压、和都发生变化，变化量的大小分别用、、、表示．下列说法正确的是（ ）
A. B.
C.电路的总功率增大 D.的功率增大
【答案】 A
【解析】 当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的电流减小；则滑动变阻器两端电压增大，、两端电压减小；
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电压增加的量等于电压减小的量，即
，故A正确．
故选A．
11 .如图所示电路中，电源两端电压为并保持不变，小灯泡上标有“”字样，定值电阻，滑动变阻器最大电阻值．不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（ ）
A.开关断开时，电压表的示数为
B.电路接通后，小灯泡的最小实际电功率为
C.电压表的示数减少，电阻两端的电压就增加
D.小灯泡正常发光时，变阻器消耗的电功率为
【答案】 ABD
【解析】 A．开关断开时，电路开路，电压表直接接在电源两端，故电压表测得是电源电压，故A正确；
B．电路接通后，灯泡，定值电阻以及滑动变阻器串联在电路中，电压表测得是灯泡和定值电阻两端的电压．根据灯泡的额定电压和额定功率可计算出灯泡的电阻．灯泡的最小功率即是滑动变阻器接入电路中阻值最大的时候．因为当电路中的电阻最大，电压一定，由欧姆定律知：此时电路中电流最小，不变，故此时灯泡的实际功率最小，．故B正确；
C．开关接通后，由于电压表测得是灯泡和定值电阻两端的电压，电压表的示数减少，滑动变阻器两端的电压应增加，如果开关没接通，电压表的示数不变．故C错误；
D．小灯泡正常发光时，电路中的电流，故此时电路中电压表的示数为：．
故滑动变阻器两端的电压为：，故滑动变阻器的功率为：．故D正确．
故选ABD．
12 .如图所示电路，电源两端电压为，且保持不变．为保护电阻；滑动变阻器的最大阻值为，为标有“”的小灯泡，灯丝电阻不变．电流表量程为~，电压表量程为~．闭合开关后，要求灯两端的电压不超过额定电压，且两电表的示数均不超过各自的量程，则滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为．下列判断中正确的是（ ）
A.= B.电流表的示数变化范围为～
C. D.电压表的示数变化范围为～
【答案】 A
【解析】，
，
灯泡的电阻：；
由图可知，
当滑动变阻器的连入电阻为零时，灯正常发光，
即：，
；
又∵电压表量程为~，
∴滑动变阻器两端的最大电压为，
当电压表示数为时，
灯泡及保护电阻上的电压：；
此时电路中的电阻最大，由欧姆定律可知，电路中的电流最小，
；
此时滑动变阻器的最大接入电阻：；
由以上分析可知：电流表的示数变化范围为~，电压表的示数变化范围为~．
故选A．
13 .小敏同学在做电学实验时按照如图所示的电路将电学器材连接，她使用的电流表量程为~，电压表的量程为~，电源两端的电压为且保持不变，电阻的阻值为，允许消耗的最大电功率为．滑动变阻器的最大阻值为，允许通过的最大电流为．将开关闭合后，要保证电路中各个元件正常工作，以下说法正确的是（ ）
A.通过电阻的电流最大值为 B.滑动变阻器接入电路的最小值为
C.电压表示数最大的变化量为 D.滑动变阻器消耗的最大功率为
【答案】 C
【解析】 由电阻允许消耗的最大电功率为，所以通过电阻的最大电流为，即电路中的最大电流为，故A选项错误；
此时两端的电压为，此时滑动变阻器两端的电压为，滑动变阻器接入电路的最小电阻为，故B选项错误；
当滑动变阻器电阻全部接入电路时，即，电路中的电流为，两端的电压为，所以电压表示数最大的变化量为，故C选项正确；
设滑动变阻器接入电路的电阻为时消耗的最大功率，
此时电路中的电流为，
滑动变阻器的功率为，
当，滑动变阻器的功率最大，故D选项错误．
14 .如图所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“”关系图像如右图中的甲、乙所示．根据图可知，滑动变阻器的阻值变化范围为 ．

【答案】
【解析】 当滑动变阻器的阻值最大时，两电阻串联，干路电流最小；
由图象知：电路电流，滑动变阻器两端的电压；
滑动变阻器的最大阻值为；
由图象知电路电流为时，滑动变阻器两端电压，
此时滑动变阻器接入电路的阻值为；
所以滑动变阻器的阻值变化范围为．
15 .如图所示电路电源两端电压不变，是电阻箱，是定值电阻．当开关闭合后，逐步改变电阻箱接入电路的电阻值，根据记录到的电压表与电流表的示数，绘制的图像如图所示．由此可知（ ）
A.电源两端电压为 B.定值电阻的电阻值为
C.电路消耗电功率的最大值为 D.电阻箱接入电路的最大电阻值为
【答案】 BCD
【解析】 当电阻箱接入电路中的电阻为时，电路为的简单电路，
由图象可知，电路中的最大电流，
由可得，电源的电压：，
当电阻箱接入电路中的电阻最大时，电阻箱的最大值与电阻串联，电压表测两端的电压，电路中的电流最小，
由图象可知，电压数的示数，电路中的最小电流，
则电阻箱的最大阻值：
，故D正确；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
，
因电源的电压不变，
所以，，
解得：，故B正确；
电源的电压，故A不正确；
电路消耗的最大电功率：
，故C正确．
故选BCD．
16 .一个阻值为的定值电阻与一个滑动变阻器串联接在电压恒为的电源两端．当滑动变阻器的滑片从一点滑到另一点时，电路消耗的总功率的变化量为，则滑动变阻器两端的电压变化量 ．
【答案】
【解析】 当滑动变阻器接入电路的阻值为零，电路中只有，则电路消耗的功率；当滑动变阻器全部连入时，电路中电阻变大，电流变小．则电路消耗的总功率变小；
因为当滑动变阻器的滑片从一端滑到另端时，电路消耗的总功率的变化量为，此时电路消耗的总功率为；
根据可知：此时电路中的电流为，
两端的电压，
根据串联电路的电压等于各部分电路两端电压之和可得：变阻器两端的电压
；
因为当滑动变阻器接入电路的阻值为零，变阻器两端的电压为零；
所以滑动变阻器两端的电压变化量．
故答案为：．
17 .将小灯泡和（均不考虑灯丝电阻变化）并联接到电压为的电源两端，它们都正常发光，此时和的电功率分别为和（）．若把和串联接到另一电源两端，要求和两端的电压均不超过各自的额定电压，则串联时电路两端的最大电压为 ．
【答案】
【解析】 小灯泡和并联接到电压为的电源两端时，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，且都正常发光，
∴根据可得，两灯泡的额定电流分别为：，，
∵串联电路中各处的电流相等，且，
∴两灯泡串联时，电路中的最大电流为，
∵，
∴两灯泡的电阻分别为：，，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴串联时电路两端的最大电压：
．