專題16電功率圖像的六種類型（原卷版）

專題16電功率圖像的六種類型（原卷版）考點(diǎn)直擊解題方法與技巧UI、PR、UR等圖象能夠提供電路中電壓、電流、電阻和功率等物理量之間的關(guān)系，解答相關(guān)試題應(yīng)注意:（1）明確圖象的描述對象。（2）弄清圖象中的一些特殊點(diǎn)對應(yīng)的電路狀態(tài)。（3）善于根據(jù)題干的提示從圖象中獲取相關(guān)信息。典例分析＋變式訓(xùn)練典例分析＋變式訓(xùn)練考點(diǎn)1

IU和IR圖像【典例11】（2022?金壇區(qū)一模）如圖甲所示，電源電壓不變，R1＝15Ω，滑動變阻器R2標(biāo)有“5Ω1A”字樣。當(dāng)R2的滑片P在b端且只閉合開關(guān)S、S1時，電流表的示數(shù)為0.3A；當(dāng)R2的滑片P在a端且同時閉合S、S1、S2時，燈泡正常發(fā)光，如圖乙是燈泡的電流﹣電壓圖像。下列說法正確的是（）A．電源電壓為3V B．燈泡正常發(fā)光時，燈絲電阻為5Ω C．只閉合開關(guān)S、S2時，滑片P從b移到a，電流表的示數(shù)變化范圍：0.48A﹣0.8AD．只閉合開關(guān)S、S2，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時，燈泡的功率為0.48W【典例12】圖甲中R0為定值電阻，電源電壓保持不變。滑動變阻器R1標(biāo)有“20Ω1A”字樣，電流表量程0～0.6A，燈泡L的額定電流是0.5A。當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開或都閉合兩種情況中，移動滑片P（所有元件都安全）得到了兩次電流表示數(shù)與R1阻值變化關(guān)系的圖象（如圖乙所示），燈泡在工作時正常發(fā)光。則電阻R0的阻值為Ω，小燈泡L的額定功率為W，開關(guān)都斷開與都閉合時，電路最大功率之比為。【變式11】（2022?煙臺一模）如圖甲中R0為定值電阻，電源電壓保持不變?；瑒幼冏杵鱎1標(biāo)有“20Ω1A”字樣，電流表量程0～0.6A，燈泡L的額定電流是0.5A。當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開或都閉合兩種情況中，移動滑片P（所有元件都安全）得到了兩次電流表示數(shù)與R1阻值變化關(guān)系的圖像（如圖乙所示），燈泡在工作時正常發(fā)光。下列說法中正確的是（）A．電源電壓為4V B．燈泡L的額定功率為3W C．R0的阻值為15ΩD．開關(guān)都斷開與都閉合時，電路最大功率之比為5：11【變式12】（2021?攀枝花）如圖甲所示的電路，電源電壓為9V，小燈泡L的額定電壓為4V，圖乙是小燈泡L的電流I隨其電壓U的變化的圖像。當(dāng)S閉合，將滑片P移到滑動變阻器R的中點(diǎn)時，小燈泡L恰好正常發(fā)光，則滑動變阻器R的最大阻值為Ω。移動滑片P，當(dāng)小燈泡L的功率為1W時，滑動變阻器R接入的阻值為Ω?？键c(diǎn)2

PI和PU圖像【典例21】（2021秋?和平區(qū)期末）如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。閉合開關(guān)S，移動滑片P，滑動變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖象如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．滑動變阻器的最大阻值是10Ω B．圖中電壓表的量程為0～3V C．電源電壓為12V D．電路消耗的最大電功率為7.2W【典例22】如圖甲所示電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣，圖乙是通過小燈泡的電功率隨其兩端電壓變化的圖象?；瑒幼冏杵鱎1的最大值為40Ω，定值電阻R2＝10Ω，當(dāng)閉合S、S1、斷開S2、P在中點(diǎn)時，R2的功率為0.9W，電源電壓為V，當(dāng)閉合S、S2、斷開S1、小燈泡功率為1.6W時，滑動變阻器連入電路中的阻值Ω?！咀兪?1】（2022?丹陽市二模）小明用如圖甲所示電路探究電功率與電流的關(guān)系，滑動變阻器滑片從一端滑至另一端，并繪制了定值電阻R0和滑動變阻器R的功率與電流的關(guān)系圖，如圖乙所示，下列說法不正確的是（）A．圖像①是定值電阻R0的功率與電流的關(guān)系圖 B．電源電壓為6V，定值電阻R0為5Ω C．圖像中I1+I2＝1.2A D．滑動變阻器最大阻值是20Ω【變式22】如圖甲所示電路中，R0為定值電阻，R1為滑動變阻器。圖乙是該滑動變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖像。則滑動變阻器的最大阻值是Ω，定值電阻R0消耗的最大電功率是W?？键c(diǎn)3

Pt和Rt圖像【典例31】某一天晚上睡覺前，小文同學(xué)用有預(yù)約功能的電飯煲為家人第二天早餐煲粥。小文將大米等食材放入電飯煲內(nèi)，接通220V家庭電路，經(jīng)過了待機(jī)、加熱、保溫三個過程，早餐前斷開電源，電飯煲消耗的電功率隨時間變化的圖象如圖甲所示，電飯煲加熱過程消耗的電能是kW?h．已知小文家電飯煲加熱和保溫部分基本電路原理如圖乙所示，S是接通家庭電路的開關(guān)，S1是自動開關(guān)，R1和R2為電阻不變的電熱絲，則R2＝Ω?！镜淅?2】新型PTC發(fā)熱材料可以自動調(diào)節(jié)電路的電功率，在生活中廣泛應(yīng)用，圖甲是PTC調(diào)試工作電路，R0是保護(hù)電阻，阻值恒定；R1是PTC電阻，阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示。閉合開關(guān)S，當(dāng)溫度從20℃升高到120℃的過程中（）A．電流表示數(shù)先變小后變大 B．電壓表示數(shù)先變大后變小 C．電壓表與電流表示數(shù)的比值先變小后變大 D．保護(hù)電阻R0消耗的功率先變小后變大【變式31】夜間嬰兒容易踢開被子，同學(xué)們設(shè)計了鑲嵌在嬰兒被中的踢被警示電路如圖甲所示，電源電壓恒為3V，定值電阻R0阻值為10Ω，熱敏電阻R的阻值隨溫度變化關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)溫度降低時，電壓表示數(shù)將（選填“變大”、“變小”或“不變”）；當(dāng)溫度低于30℃時，即可認(rèn)為嬰兒已將被子踢開，此時電壓表示數(shù)為V，R的功率為W?！咀兪?2】（2022?姑蘇區(qū)模擬）某電熱水器的工作原理如圖甲所示，用電磁繼電器控制加熱和保溫狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。R1、R2為電熱絲，且R2＝3R1，R3為滑動變阻器，R0為熱敏電阻（置于電熱水器內(nèi)），R0阻值隨溫度的變化規(guī)律如圖乙所示。電源E的電壓為6V，當(dāng)R0中的電流I＞15mA時，銜鐵被吸下，繼電器線圈電阻不計，下列說法正確的是（）A．熱水器的加熱功率是保溫功率的4倍 B．S1閉合，當(dāng)銜鐵吸下后，熱水器處于加熱狀態(tài) C．當(dāng)熱水溫度為55℃時，銜鐵剛好被吸下，R3連入電路的阻值為150Ω D．若提高熱水設(shè)置溫度，應(yīng)向左移動R3滑片能力提升訓(xùn)練能力提升訓(xùn)練一、填空題。1．（2022?雁塔區(qū)校級模擬）小明用如圖甲所示的電路來研究電功率與電流的關(guān)系，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了定值電阻和滑動變阻器R的電功率與電流的關(guān)系圖像，如圖乙所示（）A．圖乙中的虛線是R0的功率與電流的關(guān)系圖像 B．定值電阻R0的阻值為16Ω C．當(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A時，滑動變阻器R消耗的電功率為6W D．在移動滑片的過程中，電路消耗的電功率的最大值是8W2．（2022春?東平縣期中）小偉設(shè)計了一個用電壓表的示數(shù)變化反映環(huán)境溫度變化的電路，其電路原理如圖甲所示。其中，電源兩端電壓為6V固定不變，定值電阻R0＝20Ω，R1是熱敏電阻，其阻值隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)S后，下列說法中（）①當(dāng)環(huán)境溫度降低，電壓表的示數(shù)變小②當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時，電壓表的示數(shù)為4V③當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時，環(huán)境溫度為20℃④當(dāng)環(huán)境溫度為50℃時，定值電阻R0在1min內(nèi)消耗的電能為240JA．只有①③正確 B．只有①②正確 C．只有①④正確 D．只有②④正確3．（2022春?合浦縣期中）如圖甲所示電路中，R0為定值電阻，R1為滑動變阻器。閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片從a端滑至b端，將滑動變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的繪制成如圖乙的圖像。則下列判斷錯誤的是（）A．R的功率變化范圍為0.1～12.1W B．該滑動變阻器的最大阻值是100Ω C．該過程中電壓表的示數(shù)可達(dá)11V D．該電路的最大電流是1.1A4．（2022?藍(lán)田縣二模）家用電熱鍋有加熱和保溫兩擋，內(nèi)部電路簡化圖如圖甲所示，S是單刀雙擲開關(guān)，R1和R2均為阻值不變的電熱絲，使用該電熱鍋在額定電壓工作，其消耗的電功率隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），下列說法中正確的是（）A．開關(guān)S打到1時電熱鍋處于保溫狀態(tài) B．電熱鍋利用電流的磁效應(yīng)工作 C．整個工作過程中消耗電能為5.83×105J D．加熱過程使1kg的水溫度升高了70℃，則加熱效率約為81%5．（2022?渝中區(qū)校級模擬）如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，R1為定值電阻。電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～15V”，滑動變阻器R2的最大阻值為80Ω。在保證電路元件安全的情況下，小心移動滑片，R2消耗的電功率P與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖象如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．定值電阻R1的阻值為20Ω B．電壓表的最小示數(shù)為9V C．電路消耗總功率的最大值為9W D．滑動變阻器R2消耗功率的最大變化量為2.7W6．（2022?泰山區(qū)三模）甲、乙兩燈的額定電壓分別為6V和3V，它們的電流隨電壓變化關(guān)系的圖像如圖所示。將甲燈與R1串聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端，甲燈正常發(fā)光，R1的功率為P1；乙燈與R2串聯(lián)接在該電源兩端，乙燈也能正常發(fā)光，R2的功率為P2。已知R1+R2＝90Ω，則以下說法正確的是（）①將兩燈串聯(lián)時電路允許的最大總電壓為9V②電阻R1的阻值是24Ω③電源電壓U是21V④電路中P1與P2的比值是25：18A．①② B．②③ C．③④ D．①④二、填空題。7．（2022?南海區(qū)一模）如圖甲所示是某電器中的一個電路，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示；電源電壓U保持不變，R0為定值電阻。閉合開關(guān)電路工作時，隨著工作環(huán)境溫度的升高，電壓表的示數(shù)（選填“變大”、“變小”或“不變”）；電路消耗的電功率的表達(dá)式P＝（用題中所給字母表示）；已知當(dāng)溫度為40℃時，定值電阻與熱敏電阻的阻值相等，則溫度由40℃上升到100℃時，定值電阻R0先后消耗的電功率之比是。8．如圖甲所示電路，電源電壓恒定，R0為定值電阻，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑片P從一端移到另一端的過程中，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示，則定值電阻R0的阻值為Ω；當(dāng)滑動變阻器接入電路阻值分別為R和R時，電路消耗的總功率為P1、P2，則P1：P2＝。9．（2021秋?安順期末）兩個電路元件甲和乙中的電流與電壓的關(guān)系如圖所示?，F(xiàn)將元件甲、乙串聯(lián)后接在電路中，電路中的電流為0.2A，則此時元件甲兩端的電壓為V，整個電路消耗的總功率是W。10．（2021秋?雙峰縣期末）如圖甲所示電路中，R1為定值電阻，R0為滑動變阻器，圖乙是該滑動變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖象，已知電源電壓為12V，圖象中P1＝W，R0的最大功率為W。11．（2022?廣東一模）如圖甲所示，電源電壓為6V不變，R1為定值電阻，閉合開關(guān)后，滑動變阻器R2的滑片從一端滑到另一端的過程中，R2消耗的電功率P隨電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示，則R2的最大值為Ω，R1的阻值為Ω，該電路消耗的最大電功率為W。12．（2022?興城市一模）如圖甲所示電路、電源電壓恒定不變，小燈泡L1、L2的額定電壓均為6V，兩燈的電流隨電壓變化圖象如圖乙所示?；瑒幼冏杵鱎標(biāo)有“20Ω1A”字樣，電流表的量程為“0～0.6A”，在保證電路安全的前提下，只閉合開關(guān)S1，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為6Ω時，燈泡L1正常發(fā)光。該電路的電源電壓為V；只閉合開關(guān)S2，電路消耗的最大功率為W；只閉合開關(guān)S3，電路中的電流為0.4A時，滑動變阻器連入電路的阻值為Ω。13．（2020秋?荔灣區(qū)校級期末）某一天晚上睡覺前，小文同學(xué)用有預(yù)約功能的電飯煲為家人第二天早餐煲粥。小文將大米等食材放入電飯煲內(nèi)，接通220V家庭電路，經(jīng)過了待機(jī)、加熱、保溫三個過程，早餐前斷開電源，電飯煲消耗的電功率隨時間變化的圖像如圖甲所示，電飯煲加熱過程消耗的電能是kW?h。已知小文家電飯煲加熱和保溫部分基本電路原理如圖乙所示，S是接通家庭電路的開關(guān)，S1是自動開關(guān)，R1和R2為電阻不變的電熱絲，R2＝Ω。當(dāng)閉合開關(guān)開關(guān)S、S1時，電路的總電阻R＝Ω。14．（2021?遼寧）如圖甲所示電路，電流表A1的量程為0﹣3A，A2的量程為0﹣0.6A，閉合開關(guān)S，電壓表V示數(shù)為12V，小燈泡正常發(fā)光。在電路安全的情況下最大范圍調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片，電流表A1示數(shù)與R連入的阻值的關(guān)系圖象如圖乙所示。則小燈泡的額定功率為W，滑動變阻器R連入電路的最小阻值為Ω，當(dāng)滑動變阻器的滑片置于中點(diǎn)時，電流表A1的示數(shù)為A。15．（2021?鹽城二模）如圖1所示，電源電壓不變，R1為定值電阻，閉合開關(guān)后，滑動變阻器R2的滑片從一端滑到另一端的過程中，R2消耗的電功率隨電壓表示數(shù)U變化關(guān)系如圖2所示，則R2的最大值為Ω，電源電壓V，該電路消耗的最大電功率W。16．（2022?鼓樓區(qū)校級模擬）如圖甲所示，電源兩端電壓保持不變，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻值為50Ω，電壓表的量程為0～15V。電壓表的示數(shù)與滑動變阻器R2的關(guān)系如圖乙所示。則電源電壓為V，在電路安全工作的前提下，電路消耗總功率的最大值為W。三、計算題。17．（2022?沙坪壩區(qū)校級模擬）圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V，它采用了“聰明火”技術(shù)，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳