18.2 电功率（知识解读）-2024-2025学年九年级物理全一册同步知识解读与专题训练（人教版）

18.2 电功率（知识解读）（原卷版） •知识点1 电功率的概念 •知识点2 电功率与时间、电压、电流间的关系 •知识点3 电功率的计算 •作业 巩固训练 知识点1 电功率的概念 1、电功率的概念 （1）定义：电流单位时间内所做的功。 （2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实 际功率大小。 （3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。  （4）电功与电功率的区别：用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。 电功电功率的比较如下表所示。 物理量 物理意义 定义 公式 单位 测量 电功（W） 表示用电器消耗电能的多少 电流做功的多少 W=Pt W=UIt 焦耳 千瓦时（度） 电能表 电功率（P） 表示电流做功的快慢 单位时间内电流所做的功 P=UI 瓦特 千瓦 用电压表、电流测量 2、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率 （1）定义 ①用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 ②用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。 （2）方法点拨 ①灯泡铭牌的意义：例如“PZ220-40”，其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路，220表示该灯泡的额定电压是220V，40表示该灯泡的额定功率是40W。 ②灯泡的亮度取决于实际功率，如果实际功率相等，则亮度相同。 ③额定功率是唯一的、确定的，不随实际工作电压而改变；实际功率是不确定的，随实际电压而改变。 ④用电器只有在额定电压下才能正常工作。 【典例1-1】下列关于电功率的说法中，错误的是（　　） A．电功率是表示消耗电能多少的物理量 B．电功率是表示消耗电能快慢的物理量 C．用电器的电功率等于它在1s内所消耗的电能 D．瓦和千瓦都是电功率的单位，且1kW=1000W 【典例1-2】电流在单位时间内所做的功叫做 ，可用公式 表示，它的国际单位是 ，它是反映电流做功 的物理量。 【变式1-1】关于电功、电功率，下列说法中正确的是（　　） A．电流做功越多，电功率越大 B．电流做功越快，电功越大 C．用电器消耗电能越多，电功率越大 D．用电器消耗电能越多，电功越大 【变式1-2】科学的发展离不开物理学家的突出贡献，为了纪念他们，常将他们的名字命名为物理量的单位；国际单位制中，人们以物理学家 的名字作为电流的单位，蒸汽机的改良者瓦特的名字被命名为 的单位。 知识点2 电功率与时间、电压、电流间的关系 1、电功率与电能、时间的关系 （1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。 （2）公式在使用时单位要统一，有两种可用 ①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）。 ②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。 2、电功率与电压、电流的关系 （1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大。 （2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比。 （3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。 【典例2-1】夏天同学在探究电功率影响因素的实验中，做了如图甲所示探究电功率与电压关系的实验与如图乙所示探究电功率与电流关系的实验，下列关于实验及结论说法正确的是（　　） A．甲图实验中，是通过电压表的示数大小反映电功率的大小 B．甲图实验中，应选择阻值不同的灯泡L1与L2来进行实验 C．乙图实验中，将两灯泡并联的目的是控制两灯的电流相同 D．通过实验可得结论，电功率与电流、电压、通电时间有关 【典例2-2】在复习电功率内容时，同学们用电流表、电压表、为“3.8V，0.3A”和为“2.5V，0.3A”两个小灯泡进行实验。在探究“电功率跟电压的关系”实验中，设计了如图所示电路，将和串联在电路中的目的是 ；在测量完两端电压后继续实验，为了测量更精确，接下来的操作是断开开关， ，闭合开关后，读取电压表示数并记录灯泡发光情况。 【变式2-1】同学们用如图所示的电路进行电学实验探究，下列说法中错误的是（    ） A．按电路图连接实物电路时，开关应是断开的 B．开关闭合前，滑片应滑到B端 C．闭合开关，如果灯泡不发光，一定是灯泡短路了 D．用此电路可研究灯泡实际电功率跟实际电压的关系 【变式2-2】电源电压为6V，为使“2V 2W”LED灯正常发光，需串联一只 Ω的电阻；与普通的小灯泡相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则该LED灯与 W的小灯泡亮度相当。 知识点3 电功率的计算 1、定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。 P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A 2、导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。 3、解题方法点拨: （1）首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑 ①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便。 串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）。 ②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）。 （2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。 【典例3-1】如图所示，电源电压不变，当开关S1、都闭合时，灯L正常发光，消耗的功率为9W；当开关、都断开时，灯L的功率为其额定功率的，消耗的功率为0.5W，已知，不考虑灯丝电阻变化。下列结论正确的是（　　） A． B． C．L的额定功率为6W D．当开关、都断开时，的电功率为4.5W 【典例3-2】小马同学用如图所示的电路测量标有“6V”字样的小灯泡的额定功率（不考虑灯丝电阻变化）。电源电压恒为 9V，定值电阻R0为50Ω，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，若开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，电流表示数为 A，在1min内电流通过定值电阻R0所产生的热量是 J。若开关S闭合，S1、S2都断开，当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率是 W。 【典例3-3】如图所示，，电源电压保持不变，若、都断开时电流表示数为，求： (1)当闭合，断开时，电流表的示数是多少？ (2)当、闭合时，电路中的总功率是多少？ 【变式3-1】如图所示的电路中，电源电压为4.5V，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样（忽略灯丝电阻的变化），滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”，电流表量程选择0~0.6A，电压表量程选择0~3V，闭合开关S，在不损坏电路元件的情况下，下列说法符合实际的是（　　） A．电路中电流取值范围为0.18~0.5A B．电路中总功率最小为1.35W C．滑动变阻器最大功率为0.9W D．滑动变阻器阻值变化范围为4~20Ω 【变式3-2】如图，有两个电路元件A和灯泡L1，L1标有“3V，0.9W”，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S，小灯泡正常发光，小灯泡的电阻为 ，电源电压为 V。若把它们并联接在电压为2.5V的电源上，电路消耗的总功率为 。 【变式3-3】在如图所示的电路中，电源电压保持不变，L为标有“6V  3W”字样的灯泡，R2的阻值为12Ω。 （1）S1、S2都断开时，L恰好正常发光，这时电流表的示数是多少？ （2）S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.1A，求：电阻R1的阻值。 一、单选题 1．小虎同学是班里出了名的“粗心大王”，以下是从他的物理课堂笔记中摘录的有关物理量的值，其中与实际不相符的是（　　） A．一台电吹风机正常工作时的电功率约为500 W B．手电筒中小灯泡灯丝的电阻约为1 kΩ C．一盏家用节能灯正常发光时的电流约为100  mA D．一块智能手机电池的电压约为3.7 V 2．当时某家庭只有电视机工作5小时，电能表示数由13382变为13392。则该电视机的功率是（    ） A．50瓦 B．200瓦 C．500瓦 D．2000瓦 3．用同种材料制成的两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，将它们按如图所示连接在电路中并通电，则甲导体：（    ） A．电阻大 B．通过的电流小 C．两端的电压大 D．消耗的电功率大 4．如图所示是体育课中测量肺活量的测试仪原理图，其中R1为定值电阻，气体传感器R2的电阻随气体压强的增大而减小，电源电压不变，闭合开关，如果吹的气越多，则（　　） A．电流表的示数变大 B．定值电阻R1消耗的电功率变小 C．传感器R2两端的电压变大 D．电路消耗的总功率变小 5．如图所示的电路中，保持电源电压不变，当两点间接入的电阻时，其消耗的功率为4W；当两点间接入的电阻时，其消耗的功率4.5W；当两点间接入的电阻时，其消耗的功率及两点间电压分别为（　　） A．4W，4V B．5W，4V C．5W，8V D．4W，8V 6．如图甲所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使其从最右端向左滑动到a点时，小灯泡恰好正常发光：在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图象。下列说法中正确的是（    ） A．滑片在a点时的电阻为10Ω B．小灯泡的额定电功率为1.8W C．电路中的最小功率为4.8W D．滑片在a点时，滑动变阻器与小灯泡的功率之比为1∶5 7．下列说法中正确的是（　　） A．超导材料可应用于远距离输电线和制作滑动变阻器的电阻丝 B．实际电功率越大，说明消耗电能越快 C．说明导体的电阻与其两端的电压成正比，与通过它的电流成反比 D．电源提供电压，电压推动电荷定向移动形成电流，所以有电压一定有电流 8．小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时，连好了如图所示的电路，闭合开关S后发现发光，没有发光，以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是（　　） A．灯泡发生了断路 B．灯泡发生了短路 C．由于灯泡的电阻较大，其实际功率较小 D．由于灯泡的电阻较小，其实际功率较小 二、填空题 9．如图所示电路，标有“3V，3W”字样，标有“3V，”字样，电源电压恒为3V。若灯丝电阻保持不变，要使两灯并联，则开关断开闭合情况是 ，此时灯泡 更亮些；若开关的断开闭合情况与前面相反，则灯泡 更亮一些。（后两空均选填“”或“”） 10．小明一家外出旅游，出门时电能表示数为，回来时为，这期间消耗了 。这些电能可使标有“220 V  25 W”的灯泡正常工作是 h，该电灯泡正常工作电流是 A。 11．如图甲电路中，滑动变阻器的规格为“20Ω，2A”。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图像如图乙所示。则定值电阻R的阻值为 Ω；当电路中的电流为0.6A时，滑动变阻器的电功率为 W。 12．甲灯标有“220V 22W”字样，它正常发光的电压为 伏，10小时内消耗的电能为 度；乙灯标有“220V 11W”字样，甲、乙均正常发光时， 灯更亮。 13．将两只额定电压相同的灯泡、串联在电路中，闭合开关S后，发现灯泡较亮，灯泡较暗，此现象说明 A．灯的阻值大于灯的阻值    B．灯的额定功率较大 C．灯泡两端的电压小于灯泡两端的电压    D．通过的电流较大 理由： 。 三、计算题 14．有一个电学器件由两个定值电阻R1、R2并联组成，且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内，如图甲所示，a、b是该器件的两个外露接线柱。该器件通电正常工作时，电压为6V，通过R1的电流是0.3A。科技小组同学测得通过该器件的总电流I和其两端电压U的数值，并绘制成图乙所示的图像。求： （1）电学器件正常工作时通过电阻R2的电流； （2）电学器件正常工作时R2的电阻； （3）电学器件正常工作时的功率； 15．如图所示，电源电压恒为9V，灯泡L标有“6V，1.2W”字样。当滑动变阻器的滑片P移到中点时，灯泡L恰好正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响），求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)滑动变阻器的最大阻值。 16．如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R0的阻值为20Ω，小灯泡L标有“4V，1.6W”R1标有“40Ω，1A”，电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到距R1最右端时，小灯泡正常发光。求： (1)小灯泡的电阻RL； (2)通电10s电路消耗的电能； (3)在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S1、S2的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，求电路消耗总功率的最小值和最大值。 17．如图甲所示电源电压恒定为12V，图乙是额定电压为6V的小灯泡电流随电压变化的图象为定值电阻，标有“30Ω  1A”字样，电流表的量程为0~3A．当闭合开关，断开开关、时，灯L正常发光。求： (1)电阻值； (2)当闭合开关，断开开关、时，调节变阻器滑片，使电流表示数为0.4A，1min内变阻器产生的热量； (3)当开关、、均闭合时，电路允许消耗的最大功率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 18.2 电功率（知识解读）（解析版） •知识点1 电功率的概念 •知识点2 电功率与时间、电压、电流间的关系 •知识点3 电功率的计算 •作业 巩固训练 知识点1 电功率的概念 1、电功率的概念 （1）定义：电流单位时间内所做的功。 （2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实 际功率大小。 （3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。  （4）电功与电功率的区别：用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。 电功电功率的比较如下表所示。 物理量 物理意义 定义 公式 单位 测量 电功（W） 表示用电器消耗电能的多少 电流做功的多少 W=Pt W=UIt 焦耳 千瓦时（度） 电能表 电功率（P） 表示电流做功的快慢 单位时间内电流所做的功 P=UI 瓦特 千瓦 用电压表、电流测量 2、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率 （1）定义 ①用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 ②用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。 （2）方法点拨 ①灯泡铭牌的意义：例如“PZ220-40”，其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路，220表示该灯泡的额定电压是220V，40表示该灯泡的额定功率是40W。 ②灯泡的亮度取决于实际功率，如果实际功率相等，则亮度相同。 ③额定功率是唯一的、确定的，不随实际工作电压而改变；实际功率是不确定的，随实际电压而改变。 ④用电器只有在额定电压下才能正常工作。 【典例1-1】下列关于电功率的说法中，错误的是（　　） A．电功率是表示消耗电能多少的物理量 B．电功率是表示消耗电能快慢的物理量 C．用电器的电功率等于它在1s内所消耗的电能 D．瓦和千瓦都是电功率的单位，且1kW=1000W 【答案】A 【详解】ABC．电功率表示电流做功快慢的物理量，等于电功与时间之比，用电器的电功率等于它在1s内消耗的电能，故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意； D．较大的电功率用更大的单位：kW，较小的电功率用较小的单位W，且1kW=1000W，故D正确，不符合题意。 故选A。 【典例1-2】电流在单位时间内所做的功叫做 ，可用公式 表示，它的国际单位是 ，它是反映电流做功 的物理量。 【答案】 电功率 P= 瓦特 快慢 【详解】[1][2][3][4]电功率是表示电流做功快慢的物理量，是电流在单位时间内所做的功，电功率的公式，它的国际单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 【变式1-1】关于电功、电功率，下列说法中正确的是（　　） A．电流做功越多，电功率越大 B．电流做功越快，电功越大 C．用电器消耗电能越多，电功率越大 D．用电器消耗电能越多，电功越大 【答案】D 【详解】A．电功率是表示电流做功快慢的物理量，其大小与做功多少和做功时间都有关系，故A错误； B．电流做功越快，电功率越大，在不确定做功时间的情况下，做功快的用电器，电流做功不一定多，故B错误； C．用电器消耗电能越多，则电流做功越多，在做功时间不确定的情况下，电功率不一定大，故C错误； D．用电器消耗电能越多，则电流做功越多，也就是说电功越大，故D正确。 故选D。 【变式1-2】科学的发展离不开物理学家的突出贡献，为了纪念他们，常将他们的名字命名为物理量的单位；国际单位制中，人们以物理学家 的名字作为电流的单位，蒸汽机的改良者瓦特的名字被命名为 的单位。 【答案】 安培 功率 【详解】[1]电流的单位是安培，是为了纪念物理学家安培作出的巨大贡献。 [2]功率的单位是瓦特，是为了纪念物理学家瓦特为改良的蒸汽机等作出了巨大贡献。 知识点2 电功率与时间、电压、电流间的关系 1、电功率与电能、时间的关系 （1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。 （2）公式在使用时单位要统一，有两种可用 ①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）。 ②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。 2、电功率与电压、电流的关系 （1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大。 （2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比。 （3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。 【典例2-1】夏天同学在探究电功率影响因素的实验中，做了如图甲所示探究电功率与电压关系的实验与如图乙所示探究电功率与电流关系的实验，下列关于实验及结论说法正确的是（　　） A．甲图实验中，是通过电压表的示数大小反映电功率的大小 B．甲图实验中，应选择阻值不同的灯泡L1与L2来进行实验 C．乙图实验中，将两灯泡并联的目的是控制两灯的电流相同 D．通过实验可得结论，电功率与电流、电压、通电时间有关 【答案】B 【详解】A．甲图实验中，我们可以通过观察小灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮，电功率越大。故A错误； B．为使实验结论更具有普遍性，得出正确结论，甲图实验中，应选择阻值不同的灯泡L1与L2来进行实验。故B正确； C．乙图实验中，将两灯泡并联的目的是控制两灯两端的电压相同。故C错误； D．电动率与电压和电流有关，与通电时间无关。故D错误。 故选B。 【典例2-2】在复习电功率内容时，同学们用电流表、电压表、为“3.8V，0.3A”和为“2.5V，0.3A”两个小灯泡进行实验。在探究“电功率跟电压的关系”实验中，设计了如图所示电路，将和串联在电路中的目的是 ；在测量完两端电压后继续实验，为了测量更精确，接下来的操作是断开开关， ，闭合开关后，读取电压表示数并记录灯泡发光情况。 【答案】 控制通过两个灯泡的电流相等 选择电压表0~3V量程和并联 【详解】[1])因为串联电路处处电流相等，因此将L 1、L2串联是为了保持两灯电流相同，研究电功率与电压关系。 [2]在测量完L1两端电压后，需要继续实验测量L2两端的电压，而L2的额定电压只要2.5V，所以为了测量更精确，应该断开开关，选择电压表0~3V量程和L2并联。 【变式2-1】同学们用如图所示的电路进行电学实验探究，下列说法中错误的是（    ） A．按电路图连接实物电路时，开关应是断开的 B．开关闭合前，滑片应滑到B端 C．闭合开关，如果灯泡不发光，一定是灯泡短路了 D．用此电路可研究灯泡实际电功率跟实际电压的关系 【答案】C 【详解】A．连接线路时，应该先将开关断开，以免瞬间电流过大，损坏电器元件，故A正确，不符合题意； B．在实验开关闭合前，应该将滑片P移到阻值最大端，即B端，故B正确，不符合题意； C．开关闭合灯泡不亮，可能是灯泡断路，故C错误，符合题意； D．由题意及图可得，电路中电压表测小灯泡实际电压，电流表测通过小灯泡的电流，所以此电路可研究灯泡实际电功率跟实际电压的关系，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式2-2】电源电压为6V，为使“2V 2W”LED灯正常发光，需串联一只 Ω的电阻；与普通的小灯泡相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则该LED灯与 W的小灯泡亮度相当。 【答案】 4 20 【分析】LED灯正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出正常发光时的电流；根据串联电路电压特点求出串联电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联电阻的阻值；消耗的电能之差与小灯泡消耗的电能之比就是节约的百分比，据此进行解答。 【详解】[1]由P=UI可得，LED灯正常发光时的电流 电源的电压U=6V时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，则串联电阻两端的电压 UR=U−ULED=6V−2V=4V 因串联电路中各处的电流相等，由可得，串联电阻的阻值 [2]设两种灯泡正常发光的时间为t，由可得，LED消耗的电能为 WLED=PLEDt=2W×t 小灯泡消耗的电能为 WL=PLt 因在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约90%的电能，则有 解得：PL=20W。 知识点3 电功率的计算 1、定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。 P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A 2、导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。 3、解题方法点拨: （1）首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑 ①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便。 串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）。 ②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）。 （2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。 【典例3-1】如图所示，电源电压不变，当开关S1、都闭合时，灯L正常发光，消耗的功率为9W；当开关、都断开时，灯L的功率为其额定功率的，消耗的功率为0.5W，已知，不考虑灯丝电阻变化。下列结论正确的是（　　） A． B． C．L的额定功率为6W D．当开关、都断开时，的电功率为4.5W 【答案】C 【详解】ABC．由电路图知，当两个开关都闭合时，灯L、R1、R2并联在电路中，此时灯L正常发光，即电源电压等于灯L的额定电压。R1消耗的功率为9W，据得 ① 则灯的额定功率 所以 ② 两个开关都断开时，灯L和两个电阻串联在电路中。灯的功率等于额定功率的，灯丝电阻变化不考虑，据得 所以，据串联电路的电压特点知，R1和R2两端的总电压 据分压特点有 所以 RL=R1+R2③ 此时电路的总电阻 R总=RL+R1+R2R2消耗的功率 所以 即 ④ 联合②③④三式得 解得或R1=2R2。由题意知R1>R2，所以R1=2R2。则 R1:R2=2:1 把R2=2R2代入③得 把RL及R1代入②式 解得P额=6W。故AB错误，C正确； D．两个开关都断开时，三个用电器串联，R1、R2两端的总电压为，据串联电路的分压特点有 解得。此时，R1的电功率 ⑤ 联合①⑤两式得，P1=1W。故D错误。 故选C。 【典例3-2】小马同学用如图所示的电路测量标有“6V”字样的小灯泡的额定功率（不考虑灯丝电阻变化）。电源电压恒为 9V，定值电阻R0为50Ω，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，若开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，电流表示数为 A，在1min内电流通过定值电阻R0所产生的热量是 J。若开关S闭合，S1、S2都断开，当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率是 W。 【答案】 0.36 97.2 3.6 【详解】[1]由图得，若开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，灯泡短路，滑动变阻器的最大电阻与定值电阻R0并联，电流表测量干路电流，根据并联电路电流规律可得，示数为 [2]由题意及可得，在1min内电流通过定值电阻R0所产生的热量为 [3]若开关S闭合，S1、S2都断开，定值电阻R0断路，变阻器与灯泡串联，电流表测量电路电流，当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，电流表的示数为0.3A，由欧姆定律得，此时电路的总电阻为 小灯泡的阻值为 不考虑灯丝电阻变化，小灯泡的额定功率是 【典例3-3】如图所示，，电源电压保持不变，若、都断开时电流表示数为，求： (1)当闭合，断开时，电流表的示数是多少？ (2)当、闭合时，电路中的总功率是多少？ 【答案】(1) (2)12W 【详解】（1）由电路图可知，S1、S2都断开时电阻R1、R3串联，电流表测电路中的电流，由可得，电源电压 由电路图可知，当S1闭合，S2断开时，只有电阻R3接入电路，电流表的示数是 （2）由电路图可知，当S1、S2闭合时，电阻R2、R3并联，R2、R3的的功率分别为 则电路中的总功率 【变式3-1】如图所示的电路中，电源电压为4.5V，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样（忽略灯丝电阻的变化），滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”，电流表量程选择0~0.6A，电压表量程选择0~3V，闭合开关S，在不损坏电路元件的情况下，下列说法符合实际的是（　　） A．电路中电流取值范围为0.18~0.5A B．电路中总功率最小为1.35W C．滑动变阻器最大功率为0.9W D．滑动变阻器阻值变化范围为4~20Ω 【答案】B 【详解】由电路图可知，闭合开关S，电压表测滑动变阻器两端的电压； AD．小灯泡标有“2.5V 1.25W”的字样额定电流为 因串联电路中电流处处相等，且电流表量程为0~0.6A，所以，电路中的最大电流 I大=I额=0.5A 此时灯泡正常发光，由串联电路的电压特点可知此时滑动变阻器两端的电压 U滑=U﹣U额=4.5V﹣2.5V=2V 此时通过滑动变阻器的电流 I滑=I额=0.5A 则滑动变阻器接入电路的最小阻值为 小灯泡的电阻为 当电压表示数最大为3V时，由串联分压的规律可知滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时小灯泡两端的电压为 UL=U﹣U滑大=4.5V﹣3V=1.5V 电路中的最小电流为 则滑动变阻器接入电路的最大阻值为 所以电路中电流取值范围为0.3~0.5A，滑动变阻器的阻值变化范围为4~10Ω；故AD不符合题意； B．电源电压一定，由可知，电流最小时，则电路中的最小总功率 P总小=UI小=4.5V×0.3A=1.35W 故B符合题意； C．滑动变阻器消耗的功率为 所以，当 R滑=RL=5Ω 时，滑动变阻器消耗的电功率最大，且此时滑动变阻器接入电路的阻值在允许范围内，则滑动变阻器消耗的最大功率为 故C不符合题意。 故选B。 【变式3-2】如图，有两个电路元件A和灯泡L1，L1标有“3V，0.9W”，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S，小灯泡正常发光，小灯泡的电阻为 ，电源电压为 V。若把它们并联接在电压为2.5V的电源上，电路消耗的总功率为 。 【答案】 10 6 1.125 【详解】[1]电路元件A和灯泡L1串联在电路中，且灯泡正常发光，由灯泡L1标有“3V，0.9W”可知，此时电路电流为 小灯泡的电阻为 [2]因串联电路中总电压等于各分电压之和，因此电源电压为，由甲图像可知，此时元件A两端的电压也为3V，所以电源电压为 [3]把它们并联接在电压为2.5V的电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，因此由图像可知，通过元件A的电流为IA′=0.25A，通过灯泡L1的电流为IL′=0.2A，根据并联电路电流特点可得，干路电流为 电路消耗的电功率为 【变式3-3】在如图所示的电路中，电源电压保持不变，L为标有“6V  3W”字样的灯泡，R2的阻值为12Ω。 （1）S1、S2都断开时，L恰好正常发光，这时电流表的示数是多少？ （2）S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.1A，求：电阻R1的阻值。 【答案】（1） 0.5A；（2） 120Ω 【详解】解：（1）S1、S2都断开时，L与R2串联，L正常发光，此时电流与灯泡额定电流相等，即 （2）S1、S2都断开时，L与R2串联，电流为0.5A，R2两端电压为 电源电压为 S1、S2都闭合时，R1、R2并联，通过R2的电流为 通过R1的电流为 R1的电阻为 答：（1）S1、S2都断开时，L恰好正常发光，这时电流表的示数是0.5A； （2）S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.1A，电阻R1的阻值为120Ω。 一、单选题 1．小虎同学是班里出了名的“粗心大王”，以下是从他的物理课堂笔记中摘录的有关物理量的值，其中与实际不相符的是（　　） A．一台电吹风机正常工作时的电功率约为500 W B．手电筒中小灯泡灯丝的电阻约为1 kΩ C．一盏家用节能灯正常发光时的电流约为100  mA D．一块智能手机电池的电压约为3.7 V 【答案】B 【详解】A．一台电吹风机正常工作时的电功率为500 W左右，故A不符合题意； B．一般电压为2.5V，电流为0.3A ，所以正常工作的电阻为8.3Ω，故B符合题意； C．一盏家用节能灯正常发光时的电流约为 故C不符合题意； D．一节干电池的电压为1.5V，一块智能手机电池的电压为3.7 V左右，故D不符合题意。 故选B。 2．当时某家庭只有电视机工作5小时，电能表示数由13382变为13392。则该电视机的功率是（    ） A．50瓦 B．200瓦 C．500瓦 D．2000瓦 【答案】B 【详解】电视机工作5h消耗的电能 W=1339.2kW·h-1338.2kW·h=1kW·h 电视机的功率 故选B。 3．用同种材料制成的两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，将它们按如图所示连接在电路中并通电，则甲导体：（    ） A．电阻大 B．通过的电流小 C．两端的电压大 D．消耗的电功率大 【答案】D 【详解】A．甲、乙导体的材料、长度相等，由于甲导体的横截面积比乙的大，所以甲导体的电阻比乙导体的电阻小，故A错误，不符合题意； B．甲、乙导体并联在电路中，两端电压相等，甲导体的电阻比乙导体的电阻小，根据公式可知，甲导体通过的电流大于乙导体通过的电流，故B错误，不符合题意； C．甲、乙导体并联在电路中，两端电压相等，故C错误，不符合题意； D．甲、乙导体并联在电路中，两端电压相等，甲导体通过的电流大于乙导体通过的电流，由公式P=UI可知，甲导体消耗的电功率大于乙导体消耗的电功率，故D正确，符合题意。 故选D。 4．如图所示是体育课中测量肺活量的测试仪原理图，其中R1为定值电阻，气体传感器R2的电阻随气体压强的增大而减小，电源电压不变，闭合开关，如果吹的气越多，则（　　） A．电流表的示数变大 B．定值电阻R1消耗的电功率变小 C．传感器R2两端的电压变大 D．电路消耗的总功率变小 【答案】A 【详解】AC．由电路图可知R1与气体传感器串联，电流表测电路电流；若吹的气越多，气压越大，则气体传感器的电阻越小，电路的总电阻越小，由可知，电路中电流越大，即电流表的示数变大，由可知定值电阻的电压增大，由串联电路电压特点可知传感器R2的电压变小，故A符合题意，C不符合题意； B．因电路中电流变大，由可知，定值电阻R1消耗的电功率变大，故B不符合题意； D．电源电压不变，电路中电流变大，由可知电路中消耗的总功率变大，故D不符合题意。 故选A。 5．如图所示的电路中，保持电源电压不变，当两点间接入的电阻时，其消耗的功率为4W；当两点间接入的电阻时，其消耗的功率4.5W；当两点间接入的电阻时，其消耗的功率及两点间电压分别为（　　） A．4W，4V B．5W，4V C．5W，8V D．4W，8V 【答案】D 【详解】由电路图可知，该电路为串联电路，串联电路中电流处处相等，当两点间接入的电阻时，其消耗的功率为4W，则由可得电路中电流为 电源电压    ① 当两点间接入的电阻时，其消耗的功率为4.5W，则由可得电路中电流为 电源电压    ② 由①②可得 ， 当两点间接入的电阻时，电路中的电流为 其消耗的功率 两点间电压为 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 6．如图甲所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使其从最右端向左滑动到a点时，小灯泡恰好正常发光：在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图象。下列说法中正确的是（    ） A．滑片在a点时的电阻为10Ω B．小灯泡的额定电功率为1.8W C．电路中的最小功率为4.8W D．滑片在a点时，滑动变阻器与小灯泡的功率之比为1∶5 【答案】D 【详解】AB．甲图中，灯泡与滑动变阻器串联，V1测滑动变阻器的电压，V2测灯泡的电压，电流表测电路的电流。滑动变阻器的滑片在最右端时，电路的电阻最大，电流表示数最小，由乙图可知，最小电流为0.3A；根据欧姆定律可知变阻器的电压为 U滑大=I小R滑大=0.3A×20Ω=6V 由乙图可知，两电压表示数相同，根据串联电路电压的规律，电源电压为 U=2×6V=12V 滑片向左滑动到a点时，变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电阻的规律，电路的电阻变小，电路的电流变大，此时电流为0.4A，根据U=IR，灯泡的电压变大，小灯泡恰好正常发光，可知灯的额定电压为10V；故灯泡的额定功率为 P额=U额I额=10V×0.4A=4W 滑动变阻器两端的电压为 U滑=12V-10V=2V 滑片在a点时的电阻为 故AB错误； C．电路的最小功率为 P小=UI小=12V×0.3A=3.6W 故C错误； D．滑片在a点时，灯泡的电压为10V，变阻器的电压为U滑=2V，根据串联电路电流的规律，通过变阻器和灯泡的电流相等，根据P=UI可知，在电流不变时，电功率与电压成正比，故滑动变阻器与小灯泡的功率之比为 P滑∶P灯=2V∶10V=1∶5 故D正确。 故选D。 7．下列说法中正确的是（　　） A．超导材料可应用于远距离输电线和制作滑动变阻器的电阻丝 B．实际电功率越大，说明消耗电能越快 C．说明导体的电阻与其两端的电压成正比，与通过它的电流成反比 D．电源提供电压，电压推动电荷定向移动形成电流，所以有电压一定有电流 【答案】B 【详解】A．超导材料电阻为零，滑动变阻器的作用是可以改变接入电路中的电阻，所以制作滑动变阻器的电阻丝不能用超导材料，故A错误； B．电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量，即用电器的电功率越大，它消耗电能越快，故B正确； C．导体的电阻是导体的一种性质，与导体中的电流、导体两端的电压大小无关，故C错误； D．虽然电压是推动自由电荷发生定向移动形成电流的原因，但是若只有电压，电路断开也不会形成电流，所以有电压不一定有电流，故D错误。 故选B。 8．小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时，连好了如图所示的电路，闭合开关S后发现发光，没有发光，以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是（　　） A．灯泡发生了断路 B．灯泡发生了短路 C．由于灯泡的电阻较大，其实际功率较小 D．由于灯泡的电阻较小，其实际功率较小 【答案】D 【详解】A．灯泡L2发生了断路时，电路中无电流，两灯泡均不发光，故A不符合题意； B．灯泡L1发生短路时，没有电流通过L1，则不能发光，故B不符合题意； CD．因串联电路中各处的电流相等，所以图中通过两灯泡的电流相等；因为灯泡的亮暗取决于实际功率大小，且灯泡L1较亮，灯泡L2没有发光，所以灯泡L1的实际功率功率大于L2的实际功率；由可知，灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻，故D符合题意，C不符合题意。 故选D。 二、填空题 9．如图所示电路，标有“3V，3W”字样，标有“3V，”字样，电源电压恒为3V。若灯丝电阻保持不变，要使两灯并联，则开关断开闭合情况是 ，此时灯泡 更亮些；若开关的断开闭合情况与前面相反，则灯泡 更亮一些。（后两空均选填“”或“”） 【答案】 闭合、，断开 【详解】[1]要使两灯并联，则开关断开闭合情况是：闭合、，断开，控制，控制。 [2]并联电路支路两端的电压等于电源电压，所以此时两灯两端电压相等且都正常发光，的功率更大，所以更亮。 [3]若开关的断开闭合情况与前面相反，则两灯串联，两灯的额定电压相等，灯额定功率较大，由可得，电阻较小，串联电路电流相等，由可知，实际功率小，所以暗一些。 10．小明一家外出旅游，出门时电能表示数为，回来时为，这期间消耗了 。这些电能可使标有“220 V  25 W”的灯泡正常工作是 h，该电灯泡正常工作电流是 A。 【答案】 3 120 0.11 【详解】[1]小明家这期间消耗的电能为 [2]这些电能可使标有“220 V  25 W”的灯泡正常工作的时间为 [3]该电灯泡正常工作电流是 11．如图甲电路中，滑动变阻器的规格为“20Ω，2A”。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图像如图乙所示。则定值电阻R的阻值为 Ω；当电路中的电流为0.6A时，滑动变阻器的电功率为 W。 【答案】 10 3.6 【详解】[1]由图甲可知，R与滑动变阻器串联，电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，此时电路中电阻最小，电流最大；当滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，为20Ω，由欧姆定律可知，此时电路中电流最新哦啊。由图乙可知，电路中电流最大为1.2A，最小为0.4A，即    ①    ② 由①②可得 ， [2]当电路中的电流为0.6A时，电路中总电阻为 滑动变阻器接入电路的阻值为 滑动变阻器的电功率为 12．甲灯标有“220V 22W”字样，它正常发光的电压为 伏，10小时内消耗的电能为 度；乙灯标有“220V 11W”字样，甲、乙均正常发光时， 灯更亮。 【答案】 220 0.22 甲 【详解】[1]灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，故甲灯正常发光的电压为220V。 [2]甲灯泡正常发光时消耗的电功率为22W；由可得，10h消耗电能为 W=Pt=0.022kW×10h=0.22kW⋅h=0.22度 [3]灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，当灯泡正常工作时的实际功率和额定功率相等，由铭牌可知，甲灯泡的实际功率大、灯泡更亮。 13．将两只额定电压相同的灯泡、串联在电路中，闭合开关S后，发现灯泡较亮，灯泡较暗，此现象说明 A．灯的阻值大于灯的阻值    B．灯的额定功率较大 C．灯泡两端的电压小于灯泡两端的电压    D．通过的电流较大 理由： 。 【答案】 A 见解析 【详解】[1]D．两灯串联在电路中时，通过它们的电流一定相等，故D不符合题意； C．灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，且灯泡L1较亮，灯泡L2较暗，灯L1的实际功率大于灯L2的实际功率，所以灯L1两端的电压大于灯L2两端的电压，故C不符合题意； A．根据欧姆定律可知灯L1的电阻大于灯L2的电阻，故A符合题意； B．两灯泡的额定电压相等，故灯L1的额定功率小于灯L2的额定功率，故B不符合题意。 故选A。 [2]两灯串联在电路中时，通过它们的电流相等，由灯泡的亮度取决于实际功率可知灯泡L1的实际功率较大，由可知灯L1两端的电压较大，由欧姆定律可知灯L1的电阻较大，两灯泡的额定电压相等，再由可知灯L1的额定功率较小。 三、计算题 14．有一个电学器件由两个定值电阻R1、R2并联组成，且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内，如图甲所示，a、b是该器件的两个外露接线柱。该器件通电正常工作时，电压为6V，通过R1的电流是0.3A。科技小组同学测得通过该器件的总电流I和其两端电压U的数值，并绘制成图乙所示的图像。求： （1）电学器件正常工作时通过电阻R2的电流； （2）电学器件正常工作时R2的电阻； （3）电学器件正常工作时的功率； 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）两个定值电阻R1、R2并联，该器件通电正常工作时电压为6V，因并联电路电压相等，则Uab=6V，根据图乙可知，Uab=6V时，干路电流为1.5A，已知通过R1的电流是0.3A，由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过电阻R2的电流为 （2）由式子可得的电阻 （3）正常工作时的功率为 答：（1）电学器件正常工作时通过电阻R2的电流为1.2A； （2）电学器件正常工作时R2的电阻为5Ω； （3）电学器件正常工作时的功率为9W。 15．如图所示，电源电压恒为9V，灯泡L标有“6V，1.2W”字样。当滑动变阻器的滑片P移到中点时，灯泡L恰好正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响），求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)滑动变阻器的最大阻值。 【答案】(1)30Ω (2)30Ω 【详解】（1）由电路图可知，灯泡L和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P移到中点时，灯泡L恰好正常发光，串联电路各处电流相等，由可得，电路中的电流 由欧姆定律可得，灯泡的阻值 （2）串联电路总电压等于各部分电压之和，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压 由欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的阻值 则滑动变阻器的最大阻值为 16．如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R0的阻值为20Ω，小灯泡L标有“4V，1.6W”R1标有“40Ω，1A”，电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到距R1最右端时，小灯泡正常发光。求： (1)小灯泡的电阻RL； (2)通电10s电路消耗的电能； (3)在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S1、S2的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，求电路消耗总功率的最小值和最大值。 【答案】(1)10Ω (2)48J (3)2.88W，19.2W 【详解】（1）小灯泡正常发光时的电阻 （2）当S闭合，S1、S2断开，R1和L串联，滑片P移到距R1最右端时，接入电路的电阻 小灯泡正常发光，根据串联分压的特点，故 U滑=2UL=8V 所以，电源电压 串联电路的电流 则10s消耗的电能 （3）要保证电路安全，分析电路知道，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大，因并联电路中各支路两端电压相等，所以此时通过R0的电流 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的最大电流 电路消耗的最大功率 S闭合，S1、S2都断开，R与L串联，当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路最小电流 电路消耗的最小功率 17．如图甲所示电源电压恒定为12V，图乙是额定电压为6V的小灯泡电流随电压变化的图象为定值电阻，标有“30Ω  1A”字样，电流表的量程为0~3A．当闭合开关，断开开关、时，灯L正常发光。求： (1)电阻值； (2)当闭合开关，断开开关、时，调节变阻器滑片，使电流表示数为0.4A，1min内变阻器产生的热量； (3)当开关、、均闭合时，电路允许消耗的最大功率。 【答案】(1)12Ω (2)216J (3)24W 【详解】（1）由电路图知，当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，R1为定值电阻与灯L串联，灯L正常发光，由图像可知通过灯泡的电流为0.5A，根据串联电路电流特点知，通过R1为定值电阻的电流为0.5A，根据串联电路电压特点知，R1电阻值两端的电压为 根据可得，R1电阻值为 （2）根据电路图可知，当闭合开关S1，断开开关S2、S3时，滑动变阻器与灯泡串联，调节变阻器的滑片，使电流表示数为0.4A，由图像可知通过灯泡的电流为0.4A时，灯泡两端电压为3V，根据串联电路电压和电流特点知，R2电阻值两端的电压为 1min内变阻器R2消耗的电能 （3）根据电路图可知，当开关S1、S2、S3均闭合时，定值电阻和滑动变阻器并联，灯泡被短路，电流表测量干路电流；通过R1的电流为 因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，因此通过滑动变阻器的最大电流为1A；又因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，并且电流表量程为0~3A，因此干路的最大电流为 则电路允许消耗的最大功率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$