一、初中物理电功率的综合计算问题1．如图所示的电路中，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，电压表选用的是“0~15V 的量程，电流表均选“0~0.6A"的量程，电源的电压保持不变。

当只闭合开关S1、S3，滑动变阻器的滑片P滑至最左端时，电路消耗的总功率为2.7W，电流表A的示数为I1，电压表的示数为U1；当只断开开关S1，滑片P滑至最右端时，电流表A的示数为I2，电压表的示数为U2；当只闭合开关S1，滑片P仍在最右端时，电流表A1的示数为I3，电压表的示数为U3。

若I1∶I2=5∶3，U2∶U3=3∶5，则下列结论错误的是（）A．I2∶I3=3∶2B．U1∶U3=4∶3C．该电路的最小功率为1.08WD．该电路的最大功率为5.4W【来源】2019年陕西省西安市西工大附中中考三模物理试题【答案】B【解析】【详解】根据电路图，分别画出当只闭合开关S1、S3、当只断开开关S1和只闭合开关S1的等效电路图，分别如下图所示：AB ．当只闭合开关S 1、S 3，滑动变阻器的滑片P 滑至最左端时，图1中只有R 1连入电路中，所以U =U 1， 由欧姆定律可知，电路中电流：11UI R =， 电路消耗的总功率 21=2.7W U P R =当只断开开关S 1，滑片P 滑至最右端时，由图2知，R 1与R 2的最大阻值串联，电压表只测R 2两端电压，电流表测电路中电流，由串联电路特点和欧姆定律可知，此时电路中电流212120U UI R R R ==++Ω由题知12: 5: 3I I =即11215320UI R U I R ==+Ω解得：R 1=30Ω， 则11 2.7W?30Ω=9V U U PR ===所以219V=0.18A 2030Ω+20ΩU I R ==+Ω则R 2两端电压2220.18A?20Ω=3.6V U I R ==当只闭合开关S 1，滑片P 仍在最右端时，图3中三个电阻串联，电压表测R 1和R 2的总电压，电流表A 1测电路中电流，由题可知23: 3: 5U U =则3255×3.6V=6V 33U U ==此时电路中的电流123UI R R R '=++由欧姆定律可得此时电压表的示数()()3121212339V=(30Ω+20Ω)=6V 3020U U I R R R R R R R R '=+=⨯+⨯++Ω+Ω+解得：R 3=25Ω 则31239V=0.12A 30Ω+20Ω+25ΩU I R R R ==++所以23: 0.18 A: 0.12 A=3: 2I I =则电压之比为13: 9 V: 6 V=3: 2U U =故A 正确，但不符合题意，故B 错误，符合题意；C ．由三个等效电路图可知，当只闭合开关S 1时(图3)，滑片在最右端时，电路的总电阻最大，且电压表和电流表都不超过量程，电源电压一定，由2U P R=知此时电路中电功率最小，所以该电路的最小功率39V?0.12A=1.08W P UI ==最小故C 正确，但不符合题意；D ．当闭合开关S 1、S 2、S 3，只有滑动变阻器连入电路中，电流表A 量程0−0.6A ，所以电路中最大电流为0.6A ，此时总功率最大， 所以该电路的最大功率9V?0.6A=5.4W P UI ==最大最大故D 正确，但不符合题意。

故选B 。

2．如图是一个电加热器的工作原理图，其中1R 和2R 是阻值不变的发热电阻；已知加热器的额定电压为220V ，额定加热功率990W ，额定保温功率为110W 。

当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（ ）A ．加热器的功率为110W 时，开关S 、1S 都闭合B ．开关S 闭合，1S 由断开到闭合，电路中电流变大，2R 的功率变大C ．电阻1R 与2R 的阻值之比为1∶8D ．若用电高峰期实际电压为200V ，加热器保温状态下的实际功率约为90.9W 【来源】2020年四川省成都市锦江区中考二诊物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A ．只闭合开关S ，两电阻串联，电阻较大，根据2U P R=知，在电压一定时，电功率较小，加热器处于保温状态，则此时加热器的功率为110W ，故A 错误；B ．开关S 闭合，S 1断开时，两电阻串联，S 1闭合时，电阻R 1被短路，只有电阻R 2工作，电阻减小，根据U I R=知，电路的电流增大，R 2的电阻不变，根据22P I R =知R 2的功率变大，故B 正确； C ．因为22U P R =加热、212U P R R =+保温，且P 加热=990W 、P 保温=110W ，所以 22212::990W :110W U U P P R R R ==+加热保温即12291R R R += 所以1281R R = 故C 错误；D ．只闭合开关S ，加热器处于保温状态，两电阻串联，保温功率为110W ，则2212(220V)=440Ω110WU P R R +==额保温当实际电压为200V 时，实际功率约为2122(200V)=90.9W 440ΩU R R P =≈+额实故 D 正确； 故选BD 。

3．定值电阻1R ､2R 和滑动变阻器3R 接入如图电路中，电源电压不变。

当开关1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于a 点时，电压表1V 和2V 的示数之比12:2:1U U =，电流表的示数11A I =；当开关1S 闭合，2S断开，滑片P 位于最右端时，电压表1V 和2V 的示数之比34:1:3U U =。

当开关1S 断开，2S 闭合，两个电压表1V 和2V 的示数之比56:3:1U U =。

通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片，使电路消耗的功率最小为9W 。

下列说法正确的是（ ）A ．当开关1S ､2S 断开，调节滑片P 时，3R 的功率不超过6.75WB ．当开关1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于a 点时，3R 的功率为18WC ．滑动变阻器最大阻值为45ΩD ．电源电压为27V【来源】【万唯】2019年四川省成都市高中阶段教育学校统一招生考试物理试题（黑卷) 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】当开关1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于a 点时，等效电路图如解图1所示：此时121::2:1A U U R R ==()11A U I R R =+当开关1S 闭合，2S 断开滑片P 位于最右端时，等效电路图如解图2所示：此时3413::1:3U U R R ==当开关1S 断开，2S 闭合时，等效电路如解图3所示：此时56:3:1U U =，则12:2:1R R =当电路消耗功率最小的时候，电路等效图如解图4所示：所以：()21239W U R R R =++由以上分析可得：313R R = 2A 10.5R R R ==所以：()111A 0.5U R R =+ ()21119W 0.53U R R R =++可求得：27V U =，118R =Ω，则2A 9R R ==Ω，354R =Ω 当开关1S 闭合，2S 断开，滑片P 位于a 点时，3R 的功率22314(1A)99W P I R ==⨯Ω=当开关1S 、2S 断开，调节滑片P 时，3R 的功率()22233321231233U U P I R R R R R R R R R ⎛⎫=== ⎪++++⎝⎭()()()()()2222221231231231231233344U U U R R R R R R R R R R R R R RR R R ===+++-+++-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦++3P 的最大值在312R R R =+时取得，且最大值()2max12 6.75W 4U P R R ==+ 故选AD 。

4．如图所示，电源电压恒为6V ，小灯泡L 标有“4V 1.6W ”字样（阻值保持不变），R 1=20Ω。

滑动变阻器R 2标有“30Ω 1A ”。

电流表的量程为0~0.6A ，电压表的量程为0~3V 。

下列说法正确的是（ ）A ．闭合S 2，断开S 1、S 3时，通过电阻R 1电流为0.2AB ．断开S 2，闭合S 1、S 3时，滑动变阻器R 2连入阻值范围5Ω~10ΩC ．闭合开关S 3，断开S 1、S 2时，电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9WD ．闭合所有开关，滑动变阻器R 2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1 【来源】2018年山东省威海市文登区中考一模物理试题 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】A ．从图中可以看到，闭合S 2，断开S 1、S 3时，灯泡和电阻R 1串联接在电路中，灯泡的电阻大小是()22LL L 4V 10Ω1.6WU R P === 根据欧姆定律可知，通过电阻R 1电流大小是1L 16V0.2A 10Ω20ΩU I I R R ====++即通过电阻R 1电流是0.2A ，A 正确；B ．断开S 2，闭合S 1、S 3时，只有滑动变阻器R 2接入电路，电流表的量程为0~0.6A ，当电路的电流最大是0.6A ，滑动变阻器接入电路的阻值大小是2max 6V10Ω0.6AU R I === 这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值，所以滑动变阻器R 2连入阻值范围是10Ω~30Ω，B 错误；C ．闭合开关S 3，断开S 1、S 2时，灯泡和变阻器R 2串联接在电路中，根据2P I R =可知，当电路中的电流最小时，灯泡的电功率最小，这时电路中的总电阻最大，电路中的电流大小是min 6V0.15A 10Ω30ΩI ==+这个电流值大小没有超过电流表的量程，也没有超过滑动变阻器的最大电流限度 电压表的示数是L 0.15A 10Ω 1.5V U =⨯=这个电压值没有超过电压表的量程，这时灯泡的最小电功率是()22Lmin min L 0.15A 10Ω0.225W P I R ==⨯=当电路中的电流最大时，灯泡的电功率最大，这时电路中的总电阻最小，假如电流大小是0.6A ，那么电压表的示数是L 0.6A 10Ω6V U =⨯=这个电压的数值大过了电压表的量程，所以电流不能是0.6A ，假如电压表的示数达到最大3V ，这时电流最大，大小是max 3V0.3A 10ΩI == 这个电流值大小符合电路的安全要求，所以灯泡的最大电功率是()22Lmax max L 0.3A 10Ω0.9W P I R ==⨯=综上所述，电灯L 消耗的功率范围为0.225W~0.9W ，C 正确；D ．闭合所有开关，灯泡被短路，电阻R 1、R 2并联接在电路中，根据2U P R=可知，当R 2的电阻最小时，其电功率最大，流过它的电流最大，是0.6A ，其阻值大小是2min 6V10Ω0.6AR == 电功率大小是()222max2min 6V 3.6W 10ΩU P R ===当R2的电阻最大时，其电功率最小，流过它的电流最小，假如R2的电阻是30Ω，其电流大小是2min2max6V0.2A 30ΩUIR===这个电流大小符合电路的安全要求，那么其电功率大小是()222min2max6V1.2W30ΩUPR===那么滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比是2max2min: 3.6W:1.2W3:1P P==D正确。