第十六章专题集训五　电功率之动态电路分析—2020秋九年级沪科版物理全册导学检测

专题集训五　电功率之动态电路分析
专题概述
动态电路中电功率的解题思路。
1.通过改变滑动变阻器的电阻类的题目:搞清变阻器在移动过程中通过用电器的电流的变化范围,即两个端点,根据公式P=I2R即可求得相应用电器的功率。
2.通过断开或闭合电路中的开关类的题目:解决这类题目要做到“三分清,一利用”:
(1)分清开关断开或闭合时的电路连接状态;
(2)分清每个过程中的已知量和所求量;
(3)分清前后过程的不变量和变化量;
(4)利用所学公式列方程求解。
专题训练
　　　　　　　　　　　　　　　　
类型一:变阻器类动态电路分析
1.如图所示的电路中,电源电压恒为3 V,灯泡L的电阻为10 Ω且保持不变。闭合开关S后,滑片P由b端向a端滑动的过程中,下列判断正确的是(　)
A.灯泡L亮度变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表与电流表示数的比值变小
D.灯泡L的最大功率为0.9 W
2.如图是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8 V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60 Ω,此时电压表示数为2 V。以下说法错误的是(　)
A.若酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大
B.定值电阻R1的阻值为20 Ω
C.酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6 W
D.若电流表示数达到0.2 A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8 W
3.(2019泰安中考)如图所示,电路中电源电压保持不变,小灯泡标有“3 V　1.5 W”字样,不考虑灯泡电阻随温度的变化,滑动变阻器R的最大阻值为24 Ω,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V。当开关S闭合后,滑动变阻器R接入电路的电阻为3 Ω时小灯泡正常发光。为了保证电路安全,小灯泡电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。在滑片P滑动过程中,下列说法(　　)
①电源电压为4.5 V　②变阻器接入电路的阻值范围是3~12 Ω　③小灯泡的最小功率为0.135 W④电路的最大功率为2.25 W
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①②④正确 D.①②③④都正确
甲　　　　乙
4.(2020昆明西山区二模)疫情期间,手持式电子测温仪最为常见,图甲是某款电子测温仪,图乙是它内部的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻;在测量人的体温时,当被测温者体温较高时,显示仪的示数也会变大。正常条件下关于此测温仪,下列分析正确的是(　)
A.显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R随着温度的升高阻值增大
C.被测温者温度越高,电路消耗的电功率越大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同的温度,显示仪示数变小
5.(2020西双版纳景洪区一模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端,如图乙所示是定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图像,下列说法中错误的是(　　)
甲　　乙
A.电源电压为6 V
B.P在b端时,由乙图可知电阻R2=50 Ω,此时电路电流为0.1 A
C.P在b端时,电阻R1 的功率为0.1 W
D.P在b端时,该电路的总功率为0.1 W
6.图甲是智能怀旧灯,与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器,图乙是简化的电路原理图。灯L标有“12 V　3 W”字样,当滑动变阻器的滑片P在a点时,灯L正常发光,电源电压不变,不考虑温度对灯丝电阻的影响。问:
甲　乙
(1)电源电压U是多少?
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻是12 Ω时,灯L消耗的实际功率是多少?
(3)当滑片P位于中点b和最右端c时,灯两端电压之比是3∶2,则滑动变阻器的最大值是多少?
类型二:开关类动态电路分析
7.如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,灯泡L发光,电压表有示数;再闭合开关S2,电路中出现的情况是(　)
A.电压表的示数变小 B.电路的总电阻不变
C.灯泡L的亮度不变 D.电路的总功率变大
8.如图所示,电源电压保持不变,L1、L2、L3是电阻保持不变的灯泡,L2、L3完全相同。第一次开关S、S1、S2都闭合时,L1的电功率为25 W;第二次只闭合开关S时,L1的电功率为16 W。则下列说法正确的是(　)
A.L1、L2两灯丝电阻之比为1∶4
B.只闭合S时,L1和L3的功率之比为1∶4
C.L1前后两次的电压之比为25∶16
D.前后两次电路消耗的总功率之比为25∶4
9.如图所示,电阻R=55 Ω,当闭合S1、S2时,通过电阻R的电流为　　　A,电路消耗的总功率为1 000 W。当只闭合S2时,电动机消耗的电功率为　　　　W。?
类型三:变阻器、开关类动态电路综合分析
10.(2019滨州中考)如图所示,电源电压8 V保持不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,灯泡L标有“6 V　3 W”字样,滑动变阻器R2标有“20 Ω　1 A”字样。只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数为3 V时,电流表的示数为0.5 A,不考虑灯丝电阻的变化,求:
(1)灯泡正常工作时的电流和60 s所做的功。
(2)电阻R1的阻值。
(3)只闭合开关S和S1,在保证电路安全的条件下,滑动变阻器的功率变化范围。
11.
如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6 V　3 W”的字样,其电阻不随温度变化,滑动变阻器的最大阻值为18 Ω。当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时,小灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变,闭合S、S1、S2,发现电路消耗的总功率变化了12 W。求:
(1)小灯泡正常工作的电流。
(2)小灯泡的电阻。
(3)电源电压。
(4)当开关S、S1、S2都闭合时,电路消耗总功率的最小值。
专题集训五　电功率之动态电路分析
专题训练
1.D　2.C　3.C　4.C　5.D
6.解:(1)当滑动变阻器的滑片在a点时,电路为灯L的简单电路,又因灯L正常发光,所以电源电压U=U额=12 V。
(2)由P=U2R可得灯丝电阻:RL=U额2P额=(12 V)23 W=48 Ω;由图乙可知,灯L与滑动变阻器串联,所以电路中电流:I=UR总=12 V12 Ω+48 Ω=0.2 A;
灯泡的实际功率:P=I2RL=(0.2 A)2×48 Ω=1.92 W;
(3)当滑片P在中点b时,灯L两端电压:Ub=IbRL=URL+Rb×RL=URL+12R×RL;
当滑片P在最右端C点时,灯L两端电压:
Uc=IcRL=URL+R×RL
依题意可知Ub∶Uc=3∶2
即(URL+12R×RL)∶(URL+R×RL)=3∶2
可得:R=2RL=2×48 Ω=96 Ω。
7.D　8.D　9.4　120
10.解:(1)灯泡正常工作时的电流IL=PLUL=3W6 V=0.5 A
电流所做的功:W=Pt=3 W×60 s=180 J;
(2)当闭合开关S和S2时,电阻R1和滑动变阻器R2串联,R1两端的电压U1=U-U2=8 V-3 V=5 V
R1=U1I1=5V0.5 A=10 Ω;
(3)闭合S和S1,灯泡L和滑动变阻器R2串联,
灯泡的电阻RL=UL2PL=(6 V)23 W=12 Ω,
线路中的最大电流I=IL=0.5 A,灯泡L正常发光。
此时滑动变阻器两端的电压U2=U-UL=8 V-6 V=2 V
滑动变阻器的功率为P2=U2I=2 V×0.5 A=1 W
当电压表的示数为最大U2'=3 V时,
电路中电流I'=U-U2'RL=8 V-3 V12 Ω=512 A
此时滑动变阻器的功率为P2'=U2'I'=3 V×512 A=1.25 W
所以滑动变阻器的功率变化范围为1 W~1.25 W。
11.(1)0.5 A　(2)12 Ω　(3)12 V　(4)14 W