一、初中物理电功率的综合计算问题
1．如图甲所示，电源电压恒为9V.滑动变阻器的最大阻值为100Ω，电子元件R在0.1A~0. 4A的电流范围内均能正常工作，若该电子元件的U-I图像如图乙所示，则该电子元件在其正常工作的范围内，下列判断正确的是( )
A．该电子元件两端的电压增大时，其电阻增大 B．该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为4:1
C．该电子元件在某个正常工作状态下，它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率
D．滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~100Ω
【来源】湖北省武汉市第三寄宿学校2019~2020学年九年级12月月考物理试题 【答案】C 【解析】 【详解】
A．由该电子元件的U-I图像可知，当电压为2V时，电流为0.1A；由欧姆定律得，此时的电阻是：
R?U2V??20Ω I0.1A当电压为4V时，电流为0.4A；由欧姆定律得，此时的电阻是：
U'4VR?'??10Ω
I0.4A'可知，该电子元件两端的电压增大时，其电阻减小；故A项错误；
B．由该电子元件的U-I图像可知，当电流为0.1A时，电压为2V；此时消耗的电功率是；
P?UI?2V?0.1A?0.2W
由该电子元件的U-I图像可知，当电流为0.4A时，电压为4V；此时消耗的电功率是；
P'?U'I'?4V?0.4A?1.6W
该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为：
1.6W8? 0.2W1故B项错误；
CD．由该电子元件的U-I图像可知，当电流为0.4A时，电压为4V；此时消耗的电功率是1.6W；此时滑动变阻器两端的电压是：
U滑=U?U电子=9V?4V=5V
由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：
I滑=I电子=0.4A
此时滑动变阻器消耗的电功率是：
P滑?U滑I滑?5V?0.4A?2W
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，为：
R滑?U滑5V??12.5Ω I滑0.4A由该电子元件的U-I图像可知，当电流为0.1A时，电压为2V；此时消耗的电功率是0.2W；此时滑动变阻器两端的电压是：
U滑'=U?U电子'=9V?2V=7V
由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：
I滑'=I电子'=0.1A
此时滑动变阻器消耗的电功率是：
P滑'?U滑'I滑'?7V?0.1A?0.7W
此时滑动变阻器接入电路的阻值是：
U滑'7VR滑?'??70Ω
I滑0.1A'所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~70Ω；
由该电子元件的U-I图像可知，当电流为0.2A时，电压为3V；此时消耗的电功率是；
P''?U''I''?3V?0.2A?0.6W
此时滑动变阻器两端的电压是：
U滑''=U''?U电子''=9V?3V=6V
由于滑动变阻器与该电子元件串联，所以流过滑动变阻器的电流是：
I滑''=I电子''=0.3A
此时滑动变阻器消耗的电功率是：
P滑''?U滑''I滑''?6V?0.3A?1.8W
可见该电子元件在某个正常工作状态下，它滑耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率；故C项正确、D项错误；
2．如图甲所示电路，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的最大电功率为0.8W B．定值电阻R0的阻值为10Ω C．当滑片在a端时，R0的功率为0.4W D．当滑片在b端时，电路的总功率为1.2W
【来源】辽宁省沈阳市和平区2019-2020学年九年级（上)期末测试物理试题 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压。
A B．当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，由图像可知，电路中的最大电流I大 = 0.6A，由I?U可得，电源的电压 RU?I大R0?0.6A?R0
当滑片位于b端时接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，由图像可知，U滑 = 4V，电路中的最小电流I小 = 0.2A。则滑动变阻器的最大阻值为
R滑?U滑4V??20Ω I小0.2A因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压
U?I?R0?R滑??0.24A??R0?20Ω?
因电源电压不变，所以
0.6A?R0?0.24A??R0?20Ω?
解得R0?10Ω，电源电压为
U?I大R0?0.6A?R0?0.6A?10Ω?6V
滑动变阻器与电阻R0串联，设滑动变阻器的电功率P2，两端电压为U2，通过的电流为I2
UU2U22P2?U2I2?IR滑?()R滑??(R滑?0)11 R0?R滑22(R0?R滑)(R0?R滑)?4R0R滑R滑22滑动变阻器的电功率最大时， 滑动变阻器的阻值为
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