15.2 电功率（知识解读）-2024-2025学年九年级物理下册同步知识解读与专题训练（苏科版）

15.2 电功率（知识解读）（原卷版） •知识点1 电功率的概念 •知识点2 额定电压和额定功率 •知识点3 电功率与电能、时间和电压、电流的关系 •知识点4 电功率的计算 •知识点5 探究小灯泡的电功率实验 •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）。  2、方法点拨 （1）要分清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）熟悉电功率的单位及物理意义，了解电功率的概念。 【典例1-1】关于电功、电能和电功率，下列说法正确的是（　　） A．千瓦时是电功率的单位 B．电功率是表示电流做功多少的物理量 C．单位时间内电流做功越多，电功率就越大 D．电功率的大小取决于用电器消耗电能的多少 【典例1-2】有一位工作人员在讲到本单位上月共节约400kW·h电能的时候，手举一只LED灯说：“这是一只20W的LED灯，我们单位上月节约的电能可让20000只这样的电灯发光。”你认为该工作人员的说法是 （选填“正确”或“错误”），支持你的观点的科学依据是 。 【变式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 【变式1-2】一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW·h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”试问这位记者出现的错误是：混淆了电能和 两个物理量。正确的说法应该是：“这个厂节省的电力可以 ”。 知识点2 额定电压和额定功率 1、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率 （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2-1】将两个不同规格的灯泡L1、L2并联后接入电路中（如图所示），接通电路后发现L1要亮一些，则下列判断正确的是（　　） A．L2与L1的额定电功率相同 B．L1两端的电压要大一些 C．L1的实际电功率要大一些 D．通过L2的电流要大一些 【典例2-2】两个灯泡L1、L2分别标有“6V　6W”和“6V　3W”字样，不考虑温度对电阻的影响，将它们连入电路中，为确保两灯均不损坏，将它们串联时，灯泡L1和L2功率之比 ，将它们并联时，灯泡L1和L2功率之比 。 【变式2-1】甲、乙两个灯泡规格均为“220V　40W”，甲灯灯丝由金属丝制作、乙灯灯丝由碳丝制作，它们的电阻与温度有关，其U-I图线如图所示，图线交点的纵、横坐标分别为U0、I0。则下列说法中正确的是（　　） ①图中U0的值大于220V ②图中I0的值约为0.18A ③当将两灯串联起来接到220V的电源上时，甲灯更亮 ④当将两灯串联起来接到220V的电源上时，乙灯更亮 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【变式2-2】标有“220V 200W”的灯泡甲和标有“220V 100W”的灯泡乙，当它们并联在家庭电路中工作时灯泡 （选填“甲”或“乙”）更亮；把灯泡甲、乙串联在家庭电路中工作时灯泡 （选填“甲”或“乙”）更亮；灯泡甲在实际电压为55V时，它发光时的实际功率是 W。 知识点3 电功率与电能、时间和电压、电流的关系 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3-1】某电视机的额定功率是200W，它正常工作1h消耗的电能是（　　） A．0.2kW·h B．5kW·h C．0.005kW·h D．200kW·h 【典例3-2】电能表是用来测量 的仪表。某同学家电能表的铭牌上标有“220 V　”字样，他观察到在1min的时间内，电能表的转盘匀速转了20转，观察期间他家电器工作消耗的电能为 ，总功率为 kW。 【变式3-1】计算电费是我们日常开支管理的必须，已知在电费为0.6元/度的时段（1度电在1小时内可供220V电压下的电流约为4.5A），若夏天的小顾家中共有一台电视机和一台1.5匹空调工作，则3小时所需要支付的电费为（　　） A．1.1元 B．2.2元 C．3.3元 D．4.4元 【变式3-2】小明观察家中电冰箱铭牌上标有“220V，200W”字样，他对电冰箱进行过测试：当将其他所有用电器断开，电能表初始示数如图（a）所示，电能表示数如图（b）所示。则该电冰箱两整天耗电为 kW•h，消耗这些电能实际工作时间为 h。 知识点4 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。 ※解题方法点拨: 1、分析比较用电器的电功率 （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4-1】小明测量小灯泡的电功率，电路如图甲所示，电源电压恒为6V，小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到最左端 B．小灯泡的电阻约为12.7Ω C．小灯泡正常发光10min，消耗的电能为684J D．小灯泡两端电压为2.0V时，滑动变阻器消耗的电功率为8.8W 【典例4-2】如图所示，电源电压不变，开关S闭合后，灯泡、都能正常发光，甲、乙两只电表的示数之比为2∶5，则、的额定功率之比为 。 【典例4-3】某家用电饭锅的内部电路简化示意图如图甲所示，开关S接不同位置使电饭锅分别处于加热和保温两种状态。某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭的过程中，电路中的电流I随时间t变化的图像如图乙所示。求： (1)该电饭锅的加热功率； (2)电阻R2的阻值； (3)该电饭锅此次工作30 min共消耗的电能。 【变式4-1】小灯泡L的额定电压为3V，它的I﹣U图像如图甲所示。把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为1.5V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“10Ω  2A”。下列说法中错误的是（　　） A．电源电压为4.5V B．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为2.5W C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω D．小灯泡的额定功率为1.5W 【变式4-2】如图，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P由a滑到b时，电压表的示数由4V变为8V，并且滑动变阻器在a点、b点消耗的功率之比为5:2，R0=5Ω。则电源电压为 V，滑片从a滑到到b的过程中，滑动变阻器的最小功率为 W。 【变式4-3】如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡L标有“3V 1.5W”的字样，R1、R2为定值电阻，R1=12Ω，R2=36Ω。当开关S闭合，S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求： (1)电压表的示数； (2)当开关S，S1闭合，S2断开时，电流表的示数； (3)当开关S，S1、S2都闭合时，整个电路消耗的电功率。 知识点5 探究小灯泡的电功率实验 1、电功率的测量 （1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。 测量电功率的方法 ①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。 ②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。 ③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。 （2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。 （3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。 2、探究小灯泡的电功率实验 （1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率。 （2）实验原理：。 （3）实验方法：伏安法。 （4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 （5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。 步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中。 步骤⑤整理实验器材。 （6）实验分析和结论 ①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。 ②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大。 ③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。 【典例5-1】在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用器材如下：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 (1)正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“ A”或“B”）。 (2)闭合开关后，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，则该电路的故障可能是_________（选填序号）。 A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．电流表断路 (3)排除故障后，通过正确操作使小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W。 (4)实验时，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻R0，设计了图丙电路测小灯泡的额定功率，连好电路后，操作步骤如下： ① ，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压U额； ②保持滑片位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表示数U。 则小灯泡额定功率表达式：P额＝ （用U额、U、R0表示）。 【变式5-1】如图甲所示是测量小灯泡的电功率实验电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V： (1)小明根据测得的数据绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，由图像可知灯丝的电阻随温度的升高而 ； (2)当小灯泡正常发光时功率为P额，若电流为0.15A时小灯泡功率为P，则P ； (3)小明用定值电阻代替小灯泡能测出电阻Rx的阻值，电路图如图丙所示，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，操作如下： ①将滑动变阻器的滑片调到中央位置，记录电压表示数为U1： ②将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，记录电压表示数为U2，则U1 （填“大于”、“小于”或“等于”），未知电阻的表达式Rx= 。 【变式5-2】在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，实验室提供了如下器材：电压恒为8V的电源，滑动变阻器一个，额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1.2W），有两个阻值分别为和的定值电阻可供选择。 (1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接 ； (2)调节滑动变阻器，记录的实验数据如表所示，则，小灯泡的额定功率是 W； 实验次数 物理量 1 2 3 4 5 电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.24 0.32 0.38 0.42 0.44 电功率/W (3)请你根据表中数据分析，小聪在实验中选用的定值电阻的规格是 ； (4)虽然电压表的阻值很大，但电路接通后仍有微小电流流过电压表；虽然电流表的阻值很小，但电路接通后电流表的两端仍有微小的电压，请你根据这一事实并结合电路图甲分析判断，该电路导致测量的小灯泡电功率偏 （选填“大”或“小”）。 一、单选题 1．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，甲灯上标有“220V　25W”字样，乙灯上标有“220V　100W”字样，下列说法中正确的是（　　） A．“220V”表示灯泡工作时，两端的实际电压为220V B．甲灯额定功率大于乙灯的额定功率 C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 D．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电功率大 2．如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100Ω；1A”。闭合开关，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．小灯泡的电阻为10Ω C．小灯泡的额定功率为1.8W D．整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为12J 3．如图所示，在某次实验中，电源电压恒为4.5V，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“15Ω  1A”，小灯泡规格“3V  1.5W”若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，闭合开关，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．滑片向右滑动，电流表和电压表示数均变小 B．电流表的示数变化范围是0.25～0.6A C．滑动变阻器的阻值调节范围是1.5～12Ω D．电路的最大电功率是2.25W 4．如图是小伟家上月初和上月末电能表表盘示意图。[已知电费标准为0.6元/(kW·h)]下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪器，小伟家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小伟家上个月应缴电费60.6元 C．小伟家允许同时工作的用电器的最大电功率为2200W D．指示灯闪烁320次，家庭电路消耗电能0.2J 5．如图为某烟雾报警器的电路简图，电源电压保持不变，烟雾感应器的阻值R随烟雾浓度的增大而减小。当烟雾浓度增大时（　　） A．灯泡变暗 B．电路的总功率变大 C．电压表示数变大 D．电路的总电阻不变 6．两只灯泡串联接入电路中时，两端电压之比是2:3，现在把它们并联接入到电路中，则它们消耗的电功率之比（　　） A．2:3 B．3:2 C．1:1 D．2:5 7．如图所示，电源电压为6V保持不变，定值电阻R1标有“10Ω；0.5A”字样；滑动变阻器R2标有“20Ω；1A”字样，电流表量程选择“0~0.6A”，电压表量程选择“0~3V”，在不损坏电路元件的情况下，下列做法正确的是（　　） A．电路中电流最大是0.6A B．R1两端电压不能超过3V C．滑动变阻器连入电路的阻值在10~20Ω范围内变化 D．电路的总功率在1.8~3W范围内变化 8．如图所示，将标有“3 V　3 W”的灯泡L1和标有“6 V　3 W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关S，其中只有一只灯泡正常发光，设小灯泡电阻不变，则L1两端的电压及通过L1的电流分别是（      ） A．3 V　1 A B．1.5 V　1 A C．3 V　0.5 A D．1.5 V　0.5 A 9．图是小明设计的一款简易重力秤示意图。电源电压为3V，R0阻值为4Ω，R的粗细均匀、长为4cm、阻值为8Ω，不称重物时，滑片P位于R的最上端a处，弹簧C处于自然状态。弹簧C所受压力F与压缩量的关系如下表所示。不计滑片、弹簧、金属板的电阻，不计塑料盘和金属板的重力。闭合开关S后，以下说法正确的是（　　） 弹压缩量 1 2 3 4 弹簧受到的压力F/N 10 20 30 40 A．所测重物的重力改变时，电压表和电流表的示数均会改变 B．被称重物重力增大时，电流表的示数减小 C．不称重物时，的电功率为2.25W D．当电压表的示数为1V时，所测重物的重力为20N 二、填空题 10．某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点2时 （填“保温”或“加热”）状态，由图乙可知，电阻R2的阻值是 Ω。 11．如图甲是某同学设计的调光灯电路，图中小灯泡的额定电压为3V，电源电压保持4.5V不变，电压表的量程为0~3V。闭合开关S后，移动滑动变阻器滑片，说明灯丝电阻跟 有关，小灯泡正常发光时的电功率为 W，为了保证电路安全，滑动变阻器R可接入电路中的最小阻值为 Ω。 12．将一只“6V  3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）3W。将这只灯泡和标有“2.5V  0.5A”字样的小灯泡同时接入同一电路中，两灯均正常发光，此时两灯是 联的，这是因为两灯的 。 13．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图甲所示，电热丝R1=48.4Ω，R2=435.6Ω。小亮同学为了测量电热壶的实际功率，他把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，1min内电能表（如图乙）的转盘转动了16转。开关S接“1”时，电热壶为 挡位，测量时电热壶的实际加热功率为 W，电热壶在额定电压下，保温10min消耗的电能为 J。 14．两个定值电阻R1与R2分别标有“5Ω，2A”和“6V，1A”的字样，现将这两个电阻并起来接入某一电路中，为使其不至于被损坏，干路电流最大是 A，电路中消耗的最大功率为 W。 15．电能表是测量消耗 的仪表，小明家上次查看电能表的读数为，本次查看时电能表读数如图所示，则他家这段时间内消耗的电能为 度；若关闭家中其他电器，只让一个标有“220V　1000W”的电热水器正常工作10min，消耗的电能为 J，电能表的铝盘转 转。 三、实验题 16．利用图1所示的实验器材测量小灯泡正常发光时的电阻，电源为3节新干电池，小灯泡额定电压为。 (1)小明同学连接了如图1所示的电路，检查后发现接错了一根导线，请在这根导线上打“”，并补画出正确的那根导线。 (2)正确连接电路后进行实验，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片移到最 边（填“左”或“右”）；闭合开关，电压表、电流表的示数分别为、。他继续移动变阻器的滑片，观察到当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。 (3)他继续移动滑动变阻器的滑片，此时电压表、电流表的示数分别为、，观察到灯泡亮度越来越 ，经分析可得出，小灯泡的亮度是由 决定的；图2中能合理反映小灯泡灯丝电阻变化曲线的图像是 （填“A”、“B”或“C”）。 17．小小在“测量小灯泡的电功率”实验活动中，使用的小灯泡额定电压为2.5 V。 (1)在检查实验仪器时，发现电流表指针如图甲所示，则应对电流表进行 ； (2)图乙是他未连接好的实验电路，请在图上用笔画线代替导线帮他连接好实验电路（要求变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮） ； (3)检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电压表、电流表都有示数，则小灯泡不亮的原因可能是 ； (4)问题解决后，继续进行实验，闭合开关，发现电压表的示数如图丙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将变阻器滑片向 （选填“C”或“D”）端滑动，直至电压表示数为 V，若此时电流表的示数为0.30A，则小灯泡的额定功率为 W； (5)若两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的电压U与电流I的关系曲线如图丁所示。由图可知，L2的额定电流为 A，额定功率为 W；如果将L1和L2串联后接在220V的电源上，则L2的实际功率为 W。如果将L1和L2并联后接在220V的电源上，则L2的功率为 W。 四、计算题 18．某同学选用规格为“12V　6W”的灯L、定值电阻R1（12Ω）及规格为“24Ω　2A”的滑动变阻器R0等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S2，且滑动变阻器的滑片P移至a端时，灯L正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。求： (1)电源电压； (2)当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路消耗的功率； (3)在保证电路各元件安全的前提下，该电路在1min内消耗的最小电能。 19．图甲，电源电压为6V，R1=10Ω，定值电阻R2、灯泡L的电流与电压关系如图乙所示。只闭合开关S1时电压表示数为3V，求： (1)定值电阻的阻值R2； (2)只闭合开关S1时，灯泡的功率； (3)开关S1、S2、S3都闭合与只闭合S1、S3相比，电路工作20s消耗的电能之差。 20．中国茶文化源远流长，如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所示，电阻R1为发热体，它的额定电压为220V，额定电功率为44W且电阻不变。电流通过发热体加热底板使茶汤保温；L为电功率忽略不计的电源指示灯。求： (1)流过发热体的电流和发热体电阻； (2)当实际电压为198V时，发热体工作100s消耗的电能； (3)为了适应不同品种茶汤的保温需求，小郑对原电路进行了改造（如图丙），移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至R1额定功率的四分之一，则滑动变阻器R2的最大阻值是多少？ 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 $$ 15.2 电功率（知识解读）（解析版） •知识点1 电功率的概念 •知识点2 额定电压和额定功率 •知识点3 电功率与电能、时间和电压、电流的关系 •知识点4 电功率的计算 •知识点5 探究小灯泡的电功率实验 •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）。  2、方法点拨 （1）要分清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）熟悉电功率的单位及物理意义，了解电功率的概念。 【典例1-1】关于电功、电能和电功率，下列说法正确的是（　　） A．千瓦时是电功率的单位 B．电功率是表示电流做功多少的物理量 C．单位时间内电流做功越多，电功率就越大 D．电功率的大小取决于用电器消耗电能的多少 【答案】C 【详解】A．千瓦时是电功的单位，千瓦是电功率的单位，故A错误； B．电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率大表示做功快，电功率小表示做功慢，故B错误； C．根据可知，单位时间电流做功越多，电功率越大，故C正确； D．根据可知，单位时间电流做功越多，电功率越大，则电功率的大小不取决于用电器消耗电能的多少，故D错误。 故选C。 【典例1-2】有一位工作人员在讲到本单位上月共节约400kW·h电能的时候，手举一只LED灯说：“这是一只20W的LED灯，我们单位上月节约的电能可让20000只这样的电灯发光。”你认为该工作人员的说法是 （选填“正确”或“错误”），支持你的观点的科学依据是 。 【答案】 错误 没有指出LED灯的发光时间 【详解】[1][2]20000只这样的灯正常工作的总功率为400000W=400kW，400kW·h电能可以使这些灯正常工作的时间为 该工作人员没有说明电灯发光时间，也没有说明电灯是不是正常发光，所以说法是错误的。 【变式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。 【变式1-2】一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW·h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”试问这位记者出现的错误是：混淆了电能和 两个物理量。正确的说法应该是：“这个厂节省的电力可以 ”。 【答案】 电功率 见解析 【详解】[1]5000kW∙h指的是节约的电能，而0.5kW指的是用电器的电功率，即消耗电能的快慢，所以这位记者混淆了电能和电功率两个物理量。 [2]某工厂节约的电能可供电吹风工作的时间 所以这个厂节约的电力可以使这只0.5千瓦的电吹风工作10000小时。 知识点2 额定电压和额定功率 1、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率 （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2-1】将两个不同规格的灯泡L1、L2并联后接入电路中（如图所示），接通电路后发现L1要亮一些，则下列判断正确的是（　　） A．L2与L1的额定电功率相同 B．L1两端的电压要大一些 C．L1的实际电功率要大一些 D．通过L2的电流要大一些 【答案】C 【详解】A．由于灯泡的额定电压、额定功率未知，故无法比较额定功率的大小，故A错误； B．两个灯泡并联，故两个灯泡的两端的电压相同，故B错误； C．接通电路后发现L1要亮一些，灯泡的亮暗程度由实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮，故L1的实际电功率要大一些，故C正确； D．两个灯泡的两端的电压相同，L1的实际电功率要大一些，故通过L1的电流要大一些，故D错误。 故选C。 【典例2-2】两个灯泡L1、L2分别标有“6V　6W”和“6V　3W”字样，不考虑温度对电阻的影响，将它们连入电路中，为确保两灯均不损坏，将它们串联时，灯泡L1和L2功率之比 ，将它们并联时，灯泡L1和L2功率之比 。 【答案】 1∶2 2∶1 【详解】[1]L1、L2的电阻为 将它们串联时，通过两灯泡的电流相等，则两灯泡L1和L2功率之比 [2]将它们并联时，各支路电压相等，则灯泡L1和L2功率之比 【变式2-1】甲、乙两个灯泡规格均为“220V　40W”，甲灯灯丝由金属丝制作、乙灯灯丝由碳丝制作，它们的电阻与温度有关，其U-I图线如图所示，图线交点的纵、横坐标分别为U0、I0。则下列说法中正确的是（　　） ①图中U0的值大于220V ②图中I0的值约为0.18A ③当将两灯串联起来接到220V的电源上时，甲灯更亮 ④当将两灯串联起来接到220V的电源上时，乙灯更亮 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【答案】B 【详解】由于甲、乙两个灯泡的规格均为“220V 40W”，根据电功率的计算公式，我们可以知道在额定电压220V下，两个灯泡的电阻是相等的，额定电流也是相等的。由图可知，当电压为U0时两灯的电流相等，故图中U0的值等于220V；故由电功率的计算公式可有 当将两灯串联起来接到220V的电源上时，两灯的电流相等，它们两端的电压小于U0，由图可知，此时甲灯的电阻小于乙灯的电阻，根据电功率的计算公式可知，甲灯的功率小于乙灯的功率，即乙灯更亮。故①③错误，②④正确。 故选B。 【变式2-2】标有“220V 200W”的灯泡甲和标有“220V 100W”的灯泡乙，当它们并联在家庭电路中工作时灯泡 （选填“甲”或“乙”）更亮；把灯泡甲、乙串联在家庭电路中工作时灯泡 （选填“甲”或“乙”）更亮；灯泡甲在实际电压为55V时，它发光时的实际功率是 W。 【答案】 甲 乙 12.5 【详解】[1][2][3]甲灯的电阻 乙灯的电阻 当它们并联在家庭电路中时，由可知，并联电压相等，R甲<R乙，故甲灯的实际电功率大于乙灯的实际电功率，故较亮的是甲灯；当它们串联在家庭电路中时，由P=I2R可知，电流相等时，R甲<R乙，故甲灯的实际电功率小于乙灯的实际电功率，故较亮的是乙灯。灯泡甲在实际电压为55V时，它发光时的实际功率 知识点3 电功率与电能、时间和电压、电流的关系 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3-1】某电视机的额定功率是200W，它正常工作1h消耗的电能是（　　） A．0.2kW·h B．5kW·h C．0.005kW·h D．200kW·h 【答案】A 【详解】电视机正常工作时的功率 P＝200W＝0.2kW 由可知 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【典例3-2】电能表是用来测量 的仪表。某同学家电能表的铭牌上标有“220 V　”字样，他观察到在1min的时间内，电能表的转盘匀速转了20转，观察期间他家电器工作消耗的电能为 ，总功率为 kW。 【答案】 电能 0.025 1.5 【详解】[1]生活中，电能表是测量电能的仪表。 [2]表示电能表转盘转800转消耗的电能为，电能表的转盘转20转消耗的电能为 电路的总功率为 【变式3-1】计算电费是我们日常开支管理的必须，已知在电费为0.6元/度的时段（1度电在1小时内可供220V电压下的电流约为4.5A），若夏天的小顾家中共有一台电视机和一台1.5匹空调工作，则3小时所需要支付的电费为（　　） A．1.1元 B．2.2元 C．3.3元 D．4.4元 【答案】B 【详解】一台电视机的电功率约 100W=0.1kW 一台1.5匹空调的电功率约1.1kW，3小时电视机和空调消耗的电能 W=Pt=(0.1kW+1.1kW)×3h=3.6kW·h=3.6度 3小时所需要支付的电费 3.6度×0.6元/度≈2.2元 故选B。 【变式3-2】小明观察家中电冰箱铭牌上标有“220V，200W”字样，他对电冰箱进行过测试：当将其他所有用电器断开，电能表初始示数如图（a）所示，电能表示数如图（b）所示。则该电冰箱两整天耗电为 kW•h，消耗这些电能实际工作时间为 h。 【答案】 4.8 24 【详解】[1]如图所示，电冰箱消耗的电能 [2]电冰的功率 由可得电冰箱实际工作时间 知识点4 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。 ※解题方法点拨: 1、分析比较用电器的电功率 （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4-1】小明测量小灯泡的电功率，电路如图甲所示，电源电压恒为6V，小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到最左端 B．小灯泡的电阻约为12.7Ω C．小灯泡正常发光10min，消耗的电能为684J D．小灯泡两端电压为2.0V时，滑动变阻器消耗的电功率为8.8W 【答案】C 【详解】A．闭合开关S前，为了保护电路，滑动变阻器应移至阻值最大处，即最右端，故A错误； B．由乙图可知，当灯泡正常发光时电压为3.8V时，电流为0.3A，则小灯泡的电阻约为 故B错误； C．小灯泡正常发光10min，消耗的电能为 故C正确； D．小灯泡两端电压为2.0V时，由乙图可知电路中的电流为0.22A，滑动变阻器两端电压为 滑动变阻器消耗的电功率为 故D错误。 故选C。 【典例4-2】如图所示，电源电压不变，开关S闭合后，灯泡、都能正常发光，甲、乙两只电表的示数之比为2∶5，则、的额定功率之比为 。 【答案】 【详解】由电路图知道，开关S闭合后，如果乙为电流表，将会造成电源短路；如果甲为电流表，则L2被短路、不能工作；所以，甲、乙均为电压表，此时灯L1、L2串联连接，电压表甲测L2两端电压，电压表乙测电源电压；因串联电路中总电压等于各部分电压之和，所以，两灯泡两端的电压之比 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡L1、L2都能正常发光，所以，由P=UI知道，两灯泡的额定功率之比 【典例4-3】某家用电饭锅的内部电路简化示意图如图甲所示，开关S接不同位置使电饭锅分别处于加热和保温两种状态。某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭的过程中，电路中的电流I随时间t变化的图像如图乙所示。求： (1)该电饭锅的加热功率； (2)电阻R2的阻值； (3)该电饭锅此次工作30 min共消耗的电能。 【答案】(1)880W； (2)165Ω； (3)7.92×105J 【详解】（1）开关S接1时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻较小，由可知，电饭锅处于加热状态，由图乙可知，此时电路中的电流：I1=4A，则该电饭锅的加热功率 P加热=UI1=220V×4A=880W （2）开关接1时，只有R1连入电路，为加热状态，此时的电流为：I1=4A，根据欧姆定律得R1的电阻为 开关接2时，两电阻串联，为保温状态，由图乙可知，此时的电流为：I2=1A，电路的总电阻为 根据串联电路的电阻规律知，电阻R2的阻值为 R2=R-R1=220Ω-55Ω=165Ω （3）电饭锅此次工作30min消耗的电能为 W=W1+W2=UI1t1+UI2t2=220V×4A×10×60s+220V×1A×20×60s=7.92×105J 【变式4-1】小灯泡L的额定电压为3V，它的I﹣U图像如图甲所示。把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为1.5V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“10Ω  2A”。下列说法中错误的是（　　） A．电源电压为4.5V B．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为2.5W C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω D．小灯泡的额定功率为1.5W 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，灯泡和变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联，由图像可知，当电压表示数为1.5V时，电路中的电流I=0.3A，变阻器的最大阻值是10Ω，滑动变阻器两端的电压 U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压 U=UL+U滑=1.5V+3V=4.5V 故A正确，不符合题意； BCD．由图像可知，灯泡两端的电压为3V时，电路中的电流I′=0.5A，因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，所以，灯泡的额定功率 PL额=UL额I′=3V×0.5A=1.5W 此时滑动变阻器两端的电压 U滑′=U-UL额=4.5V-3V=1.5V 滑动变阻器接入电路中的电阻 滑动变阻器消耗的电功率 P滑′=U滑′I′=1.5V×0.5A=0.75W 故B错误，符合题意，CD正确，不符合题意。 故选B。 【变式4-2】如图，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P由a滑到b时，电压表的示数由4V变为8V，并且滑动变阻器在a点、b点消耗的功率之比为5:2，R0=5Ω。则电源电压为 V，滑片从a滑到到b的过程中，滑动变阻器的最小功率为 W。 【答案】 9 1.6 【详解】[1]由图知，R0与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压， 已知滑动变阻器在a和b时消耗的功率之比为Pa∶Pb=5∶2，电压表的示数由4V变为8V， 由P=UI可得 则     ① 电源电压不变，由串联电路特点和欧姆定律有 U=U0+U滑 所以电源电压 U=IaR0+U滑1=IbR0+U滑2 即 Ia×5Ω+4V=Ib×5Ω+8V           ② 联立①②解得Ia=1A，Ib=0.2A，U=9V。 [2]P由a滑到b时，电压表的示数由4V变为8V，电路中电流变化范围1~0.2A， 根据P=UI、串联电路的特点和欧姆定律可得变阻器的功率 P滑=U滑I=(U-IR0)I=(9V-5Ω×I)I=-5×I2+9I 根据二次函数知识可知，该二次函数的对称轴 根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P-I图象，如图所示： 由图象可知，当I=0.2A时，滑动变阻器电功率最小， 则变阻器的最小电功率 P滑最小=-5Ω×(0.2A)2+9V×0.2A=1.6W 【变式4-3】如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡L标有“3V 1.5W”的字样，R1、R2为定值电阻，R1=12Ω，R2=36Ω。当开关S闭合，S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求： (1)电压表的示数； (2)当开关S，S1闭合，S2断开时，电流表的示数； (3)当开关S，S1、S2都闭合时，整个电路消耗的电功率。 【答案】(1)6V (2)0.75A (3)9W 【详解】（1）小灯泡正常发光的电流为 当开关S闭合，S1、S2都断开时，R1与L串联，电压表测R1的电压，故电压表示数为 （2）根据（2）结合串联电路电压规律可知，电源电压为 当开关S，S1闭合，S2断开时，L短路，电路为R1的简单电路，电流表的示数为 （3）当开关S，S1、S2都闭合时，R1、R2并联，L短路，整个电路消耗的电功率为 知识点5 探究小灯泡的电功率实验 1、电功率的测量 （1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。 测量电功率的方法 ①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。 ②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。 ③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。 （2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。 （3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。 2、探究小灯泡的电功率实验 （1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率。 （2）实验原理：。 （3）实验方法：伏安法。 （4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 （5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。 步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中。 步骤⑤整理实验器材。 （6）实验分析和结论 ①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。 ②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大。 ③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。 【典例5-1】在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用器材如下：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 (1)正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“ A”或“B”）。 (2)闭合开关后，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，则该电路的故障可能是_________（选填序号）。 A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．电流表断路 (3)排除故障后，通过正确操作使小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W。 (4)实验时，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻R0，设计了图丙电路测小灯泡的额定功率，连好电路后，操作步骤如下： ① ，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压U额； ②保持滑片位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表示数U。 则小灯泡额定功率表达式：P额＝ （用U额、U、R0表示）。 【答案】(1)A (2)B (3)0.65 (4) 断开S1、闭合S2 【详解】（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，即A端。 （2）A．若小灯泡短路，则电压表有示数，故A不符合题意； B．若小灯泡开路，则小灯泡不亮，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，故B符合题意； C．若电流表开路，则整个电路断路，两表都没有示数，故C不符合题意。 故选B。 （3）如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A，则该小灯泡的额定功率为 （4）[1][2]用已知电阻测量小灯泡额定功率的操作步骤如下：①断开S1、闭合S2，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压；②保持滑片位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表示数U。在①中，电压表测量灯泡两端的电压，为额定电压，灯泡正常发光。在②中，电压表测量电源电压，由于此时电路中的阻值没有发生变化，故灯泡仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻两端的电压为 由欧姆定律，通过定值电阻的电流即灯的额定电流 则小灯泡的额定功率表达式 【变式5-1】如图甲所示是测量小灯泡的电功率实验电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V： (1)小明根据测得的数据绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，由图像可知灯丝的电阻随温度的升高而 ； (2)当小灯泡正常发光时功率为P额，若电流为0.15A时小灯泡功率为P，则P ； (3)小明用定值电阻代替小灯泡能测出电阻Rx的阻值，电路图如图丙所示，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，操作如下： ①将滑动变阻器的滑片调到中央位置，记录电压表示数为U1： ②将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，记录电压表示数为U2，则U1 （填“大于”、“小于”或“等于”），未知电阻的表达式Rx= 。 【答案】(1)增加 (2)小于 (3) 大于 【详解】（1）根据图像乙可知，灯泡正常发光时， U额=2.5V时，I额=0.3A，此时电阻为 灯泡在亮度低于正常发光时，U3=1V时，I3=0.2A，此时电阻为 灯泡的两端的电压及电流越大，亮度越大，温度越高，故由图像可知灯丝的电阻随温度的升高而增加。 （2）若电流为0.15A时，即电流减小为额定电流的一半，灯丝温度降低，此时电阻变小，由知 故。 （3）[1]在步骤①中，由电阻的串联和欧姆定律，电压表示数为 则 在步骤②中，由电阻的串联和欧姆定律，电压表示数为 故2U1>U2，即。 [2]在步骤①②中，由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压为 综合两式得到未知电阻的表达式为 【变式5-2】在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，实验室提供了如下器材：电压恒为8V的电源，滑动变阻器一个，额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1.2W），有两个阻值分别为和的定值电阻可供选择。 (1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接 ； (2)调节滑动变阻器，记录的实验数据如表所示，则，小灯泡的额定功率是 W； 实验次数 物理量 1 2 3 4 5 电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.24 0.32 0.38 0.42 0.44 电功率/W (3)请你根据表中数据分析，小聪在实验中选用的定值电阻的规格是 ； (4)虽然电压表的阻值很大，但电路接通后仍有微小电流流过电压表；虽然电流表的阻值很小，但电路接通后电流表的两端仍有微小的电压，请你根据这一事实并结合电路图甲分析判断，该电路导致测量的小灯泡电功率偏 （选填“大”或“小”）。 【答案】(1) (2)1.05 (3)10 (4)大 【详解】（1）因小灯泡的额定功率小于1.2W，所以小灯泡的额定电流 所以，电流表选择0-0.6A的量程，根据电路图甲，完成图乙中实物电路的连接，注意导线不能交叉以及电流表量程。如下图所示： （2）根据记录的实验数据找到，灯泡的额定电压和额定电流，根据可以求得小灯泡的额定功率 （3）由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，由欧姆定律可得第5次实验时电路总电阻 故小聪在实验中选用的的定值电阻。 （4）测量功率时，应该测量小灯泡两端的实际电压和通过小灯泡的实际电流，而电流表实际测量的是通过小灯泡和电压表的总电流，即电流偏大，而电压表与小灯泡并联连接，测量的电压是准确的，根据功率公式可知，小灯泡电功率的测量值大于真实值，故小灯泡电功率的测量值偏大。 一、单选题 1．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，甲灯上标有“220V　25W”字样，乙灯上标有“220V　100W”字样，下列说法中正确的是（　　） A．“220V”表示灯泡工作时，两端的实际电压为220V B．甲灯额定功率大于乙灯的额定功率 C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 D．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电功率大 【答案】D 【详解】A．“220V”表示灯泡工作时两端的额定电压为220V，不是实际电压，故A错误； B．由图可知，甲灯的额定功率是25W，乙灯的额定功率是100W，所以甲灯额定功率小于乙灯的额定功率，故B错误； C．因为，虽然正常工作时甲灯额定功率小于乙灯的额定功率，但是不知道两灯工作的时间，所以无法确定谁消耗的电能多，故C错误； D．两灯均正常发光时，都在额定功率下工作，甲灯额定功率小于乙灯的额定功率，即乙灯消耗的电功率大，故D正确。 故选D 。 2．如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100Ω；1A”。闭合开关，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．小灯泡的电阻为10Ω C．小灯泡的额定功率为1.8W D．整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为12J 【答案】C 【详解】AB．由题意及图中数据可得，当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时，通过电阻的电流I1=0.3A，则电源电压 U=I1RL+I1R滑=0.3A×RL+0.3A×20Ω① 当电路中的电流I2=0.1A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知 U=I2RL+I2R2滑=0.1A×RL+0.1A×100Ω② 联立①②，解得 RL=20Ω，U=12V 故AB错误； C．由题意可得，要保证电路安全且灯泡正常发光，则通过灯泡的电流最大为其额定电流，结合上述分析可得，小灯泡的额定电流为0.3A，额定电压为 U额=U﹣UR=12V﹣6V=6V 则小灯泡的额定功率为 P额=U额I额=6V×0.2A=1.8W 故C正确； D．整个电路中电源电压不变，当电流最小时，整个电路电功率最小。由题意可得，电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为 W=I小2R滑t=(0.1A)2×100Ω×20s=20J 故D错误。 故选C。 3．如图所示，在某次实验中，电源电压恒为4.5V，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“15Ω  1A”，小灯泡规格“3V  1.5W”若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，闭合开关，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．滑片向右滑动，电流表和电压表示数均变小 B．电流表的示数变化范围是0.25～0.6A C．滑动变阻器的阻值调节范围是1.5～12Ω D．电路的最大电功率是2.25W 【答案】D 【详解】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流。 A．滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大，由可知，即电流表的示数变小，由可知，灯泡两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压变大，故A错误； B．灯泡正常发光时的电压UL＝3V，功率PL＝1.5W，由可得，灯泡正常发光时的电流 因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程0～0.6A，所以，电路中的最大电流为0.5A，故B错误； C．电路中的最大电流为0.5A，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，由可得 小灯泡的电阻为 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值 故C错误； D．电路的最大总功率 故D正确。 故选D。 4．如图是小伟家上月初和上月末电能表表盘示意图。[已知电费标准为0.6元/(kW·h)]下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪器，小伟家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小伟家上个月应缴电费60.6元 C．小伟家允许同时工作的用电器的最大电功率为2200W D．指示灯闪烁320次，家庭电路消耗电能0.2J 【答案】B 【详解】A．10（40）A表示电能表的额定最大电流为40A，即家庭电路中的干路电流不得超过40A，故A错误； B．由题意和图示可知，这个月所消耗的电能 W′=5647.7kW·h-5546.7kW·h=101kW·h 小伟家上月应缴电费 101kW·h×0.6元/(kW·h)=60.6元 故B正确； C．电能表允许接的最大电功率为 P=UI=220V×40A=8800W 故C错误； D．闪烁320次消耗电能 故D错误。 故选B。 5．如图为某烟雾报警器的电路简图，电源电压保持不变，烟雾感应器的阻值R随烟雾浓度的增大而减小。当烟雾浓度增大时（　　） A．灯泡变暗 B．电路的总功率变大 C．电压表示数变大 D．电路的总电阻不变 【答案】B 【详解】由电路图可知，闭合开关，灯泡与烟雾感应器R串联，电压表测感应器R两端的电压； C．当烟雾浓度增大时，由题意可知烟雾感应器的阻值减小，由串联电路的分压规律可知，感应器R分得的电压变小，即电压表示数变小，故C不符合题意； AD．烟雾浓度增大时，烟雾感应器的阻值减小，由串联电路的电阻规律可知电路的总电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，根据可知灯泡的实际功率变大，则灯泡变亮，故AD不符合题意； B．因电源电压保持不变，电路中的电流变大，则根据可知电路的总功率变大，故B符合题意。 故选B。 6．两只灯泡串联接入电路中时，两端电压之比是2:3，现在把它们并联接入到电路中，则它们消耗的电功率之比（　　） A．2:3 B．3:2 C．1:1 D．2:5 【答案】B 【详解】两只灯泡串联接入电路中时，串联电路中电流处处相等，根据U=IR可知两灯的电阻之比 现在把它们并联接入到电路中，各支路两端的电压相等，据可知它们消耗的电功率之比是 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 7．如图所示，电源电压为6V保持不变，定值电阻R1标有“10Ω；0.5A”字样；滑动变阻器R2标有“20Ω；1A”字样，电流表量程选择“0~0.6A”，电压表量程选择“0~3V”，在不损坏电路元件的情况下，下列做法正确的是（　　） A．电路中电流最大是0.6A B．R1两端电压不能超过3V C．滑动变阻器连入电路的阻值在10~20Ω范围内变化 D．电路的总功率在1.8~3W范围内变化 【答案】D 【详解】A．由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等，且R1允许通过的最大电流为0.5A，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，故电路中的最大电流为0.5A，故A错误； B．根据可知，当R1通过的电流最大，为0.5A时，R1两端的电压最大，为 故B错误； C．电路中的最大电流为0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路中的总电阻为 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，故滑动变阻器接入电路中的最小阻值为 根据串联分压知识可知，当R2的阻值越大，其两端分的电压越大，根据可知，此时电路中的电流最小，故当电压表的示数3V时，电路中的电流最小，为 此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，为 则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω，故C错误； D．根据可知，电路消耗的最大功率为 电路消耗的最小功率为 所以，电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W，故D正确。 故选D。 8．如图所示，将标有“3 V　3 W”的灯泡L1和标有“6 V　3 W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关S，其中只有一只灯泡正常发光，设小灯泡电阻不变，则L1两端的电压及通过L1的电流分别是（      ） A．3 V　1 A B．1.5 V　1 A C．3 V　0.5 A D．1.5 V　0.5 A 【答案】D 【详解】灯泡L1正常发光时的电流为 灯泡L1的电阻为 灯泡L2正常发光时的电流为 由于，如果电路中只有一只灯泡正常发光，则能正常发光的是L2，此时电路中的电流为0.5A，而灯泡L1两端的电压为 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 9．图是小明设计的一款简易重力秤示意图。电源电压为3V，R0阻值为4Ω，R的粗细均匀、长为4cm、阻值为8Ω，不称重物时，滑片P位于R的最上端a处，弹簧C处于自然状态。弹簧C所受压力F与压缩量的关系如下表所示。不计滑片、弹簧、金属板的电阻，不计塑料盘和金属板的重力。闭合开关S后，以下说法正确的是（　　） 弹压缩量 1 2 3 4 弹簧受到的压力F/N 10 20 30 40 A．所测重物的重力改变时，电压表和电流表的示数均会改变 B．被称重物重力增大时，电流表的示数减小 C．不称重物时，的电功率为2.25W D．当电压表的示数为1V时，所测重物的重力为20N 【答案】D 【详解】AB．由图可知，R0和R串联接入电路，电路总电阻不变，电流表测量电路总电流，电压表测量滑片P至b端之间电阻的电压；所测重物的重力改变时，滑片P至b端之间电阻阻值变化，因电源电压、电路总电阻均不变，由欧姆定律可知：电路总电流不变，滑片P至b端之间电阻的电压改变，即电压表示数改变，电流表示数不变，故AB错误； C．不称重物时，滑片P位于R的最上端a处；此时电路总电阻为 由欧姆定律可知，此时电路总电流为 由P=I2R可知，R0的电功率为 故C错误； D．当电压表示数为1V时，因电路总电流不变，由欧姆定律可知，滑片P至b端之间电阻阻值为 由题意可知，此时弹簧压缩量 由压力F与压缩量ΔL关系可知：当为ΔL=2cm时，弹簧受到的压力为20N，即所测重物的重力为20N，故D正确。 故选D。 二、填空题 10．某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点2时 （填“保温”或“加热”）状态，由图乙可知，电阻R2的阻值是 Ω。 【答案】 保温 181.5 【详解】[1]由甲图可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，电源电压一定，开关接触点2时，电路的电阻较大，由可知电路消耗的功率较小，电饭煲处于保温状态；开关接触点1时，电路的电阻较小，由可知电路消耗的功率较大，电饭煲处于加热状态。 [2]根据图乙可知，P加热=800W，P保温=200W，R1的阻值 R1、R2的串联总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值 R2=R-R1=242Ω-60.5Ω=181.5Ω 11．如图甲是某同学设计的调光灯电路，图中小灯泡的额定电压为3V，电源电压保持4.5V不变，电压表的量程为0~3V。闭合开关S后，移动滑动变阻器滑片，说明灯丝电阻跟 有关，小灯泡正常发光时的电功率为 W，为了保证电路安全，滑动变阻器R可接入电路中的最小阻值为 Ω。 【答案】 温度 0.9 5 【详解】[1]由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，由欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由P=UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，温度升高，说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大，即灯丝的电阻与温度有关。 [2]由图乙可知，当灯泡两端的电压等于额定电压3V时，通过灯泡的电流为0.3A，则小灯泡正常发光时的电功率 [3]电流表的量程为0~0.6A，灯泡正常发光时的电流为0.3A，因为串联电路中电流处处相等，因此为了安全电路中的最大电流为0.3A，此时灯泡两端的电压为3V，在电压表的量程范围内，由串联电路中电压特点可知，滑动变阻器两端的电压 由欧姆定律可知，滑动变阻器R可接入电路中的最小阻值 12．将一只“6V  3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）3W。将这只灯泡和标有“2.5V  0.5A”字样的小灯泡同时接入同一电路中，两灯均正常发光，此时两灯是 联的，这是因为两灯的 。 【答案】 等于 串 额定电流相同 【详解】灯泡的电阻为， 灯泡和的电阻串联后接到12V的电源上时，电路中的电流， 根据可得，灯泡的实际电功率为． 并联电路中各支路两端电压相等，而两灯泡额定电压不同， 因此两灯并联不可能同时正常发光，第一只小灯泡的额定电流， 则两灯的额定电流相等，可知两灯是串联的． 13．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图甲所示，电热丝R1=48.4Ω，R2=435.6Ω。小亮同学为了测量电热壶的实际功率，他把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，1min内电能表（如图乙）的转盘转动了16转。开关S接“1”时，电热壶为 挡位，测量时电热壶的实际加热功率为 W，电热壶在额定电压下，保温10min消耗的电能为 J。 【答案】 加热 800 6×104 【详解】[1]由图甲可知，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热壶处于保温挡；当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热壶处于加热挡。 [2]图乙中1200r/（kW•h）表示电路用电器用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1200转，则电能表的转盘转过16转，电热壶消耗的电能 电热壶的实际加热功率 [3]根据串联电路的电阻特点和可知，电热壶的额定保温功率 保温10min消耗的电能 14．两个定值电阻R1与R2分别标有“5Ω，2A”和“6V，1A”的字样，现将这两个电阻并起来接入某一电路中，为使其不至于被损坏，干路电流最大是 A，电路中消耗的最大功率为 W。 【答案】 2.2 13.2 【详解】[1]由欧姆定律可得，R1两端的最大电压 并联时电路中各支路电压与电源电压都相等，所以电路两端的最大电压 此时I2=1A，经过R1的电流为 干路最大电流 [2]电路消耗的最大功率 15．电能表是测量消耗 的仪表，小明家上次查看电能表的读数为，本次查看时电能表读数如图所示，则他家这段时间内消耗的电能为 度；若关闭家中其他电器，只让一个标有“220V　1000W”的电热水器正常工作10min，消耗的电能为 J，电能表的铝盘转 转。 【答案】 电能 15.5 6×105 600 【详解】[1]电能表是用来测量电能的仪表。 [2]电能表最后一位为小数，两次电能表示数之差为一段时间内消耗的电能，则他家这段时间内消耗的电能为 [3][4]让一个标有“220V　1000W”的电热水器正常工作10min，消耗的电能为 电能表的铝盘转 三、实验题 16．利用图1所示的实验器材测量小灯泡正常发光时的电阻，电源为3节新干电池，小灯泡额定电压为。 (1)小明同学连接了如图1所示的电路，检查后发现接错了一根导线，请在这根导线上打“”，并补画出正确的那根导线。 (2)正确连接电路后进行实验，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片移到最 边（填“左”或“右”）；闭合开关，电压表、电流表的示数分别为、。他继续移动变阻器的滑片，观察到当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。 (3)他继续移动滑动变阻器的滑片，此时电压表、电流表的示数分别为、，观察到灯泡亮度越来越 ，经分析可得出，小灯泡的亮度是由 决定的；图2中能合理反映小灯泡灯丝电阻变化曲线的图像是 （填“A”、“B”或“C”）。 【答案】(1) (2) 左 6.25 (3) 亮 小灯泡实际功率 B 【详解】（1）原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在测量小灯泡正常发光时的电阻实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示： （2）[1]为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左边。 [2]正确连接电路，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压表、电流表的示数分别为1.5V、0.3A，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为 则滑动变阻器最大阻值为 当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，即；根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为 根据串联电路电流特点，灯泡正常发光时的电流为 则小灯泡正常发光时的电阻为 （3）[1]由题意可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡功率变大，观察到灯泡亮度越来越亮，故小灯泡的亮度是由小灯泡实际功率决定的。 [2]灯丝的电阻随温度的升高而增大； A．由I-U图像可知，电流与电压成正比，即电阻值为定值，故A错误； BC．因为灯丝电阻随温度的升高而增大，当灯丝两端电压越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大，电流变化的越来越小，故B正确，C错误； 故选B。 17．小小在“测量小灯泡的电功率”实验活动中，使用的小灯泡额定电压为2.5 V。 (1)在检查实验仪器时，发现电流表指针如图甲所示，则应对电流表进行 ； (2)图乙是他未连接好的实验电路，请在图上用笔画线代替导线帮他连接好实验电路（要求变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮） ； (3)检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电压表、电流表都有示数，则小灯泡不亮的原因可能是 ； (4)问题解决后，继续进行实验，闭合开关，发现电压表的示数如图丙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将变阻器滑片向 （选填“C”或“D”）端滑动，直至电压表示数为 V，若此时电流表的示数为0.30A，则小灯泡的额定功率为 W； (5)若两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的电压U与电流I的关系曲线如图丁所示。由图可知，L2的额定电流为 A，额定功率为 W；如果将L1和L2串联后接在220V的电源上，则L2的实际功率为 W。如果将L1和L2并联后接在220V的电源上，则L2的功率为 W。 【答案】(1)调零 (2) (3)滑动变阻器阻值接入电路的阻值过大 (4) D 2.5 0.75 (5) 0.5 110 24 110 【详解】（1）在检查实验仪器时，发现电流表指针如图甲所示，所以在使用该电流表之前应对电流表进行调零，使指针指在零刻度线上。 （2）由图甲知道，电路图中只有滑动变阻器没有接入电路，由于要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮，即此过程连入电路的电阻变小，电路的电流变大，所以，根据“一上一下”的原则，应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路，如图： （3）根据题意知道，闭合开关，电压表与电流表都有示数，则说明电路不存在断路，灯泡也没有发生短路，灯泡不发光的缘故应是：闭合开关时，滑片置于阻值最大处，没有调节，使接入电路的阻值过大，电路电流过小，灯泡由于实际功率过小而不发光。 （4）[1][2][3]由图丙知道，电压表选用的是小量程0-3V，分度值是0.1V，所以示数是1.2V，因为灯的额定电压是2.5V，所以，应增大灯的电压，由分压原理知道，应通过减小变阻器连入电路中的电阻大小，使变阻器分得的电压减小，所以滑片向D移动，直到电压表示数为2.5V；灯泡正常发光时，若电流表的示数为0.30A，则由P=UI知道，小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W （5）[1][2]由题意和图丁知道，当电压为220V时，L2的额定电流是0.5A，由P=UI知道，L2的额定功率为 P=UI2 =220V×0.5A=110W [3]若两电阻串联时，则流过两电阻的电流相等，且总电压应为220V，由图像知道，当电流均为0.3A时，L1的电压为140V，L2的电压为80V，符合串联电路的电压特点，所以串联后接在220V的电源上时，电流应是0.3A，此时L2的实际功率为 [4]如果将L1和L2并联后接在220V的电源上，则L2的电压为220V，正常发光，所以此时L2的功率为110W。 四、计算题 18．某同学选用规格为“12V　6W”的灯L、定值电阻R1（12Ω）及规格为“24Ω　2A”的滑动变阻器R0等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S2，且滑动变阻器的滑片P移至a端时，灯L正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。求： (1)电源电压； (2)当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路消耗的功率； (3)在保证电路各元件安全的前提下，该电路在1min内消耗的最小电能。 【答案】(1)12V (2)18W (3)180J 【详解】（1）当闭合开关S、S2，滑动变阻器滑片滑到a端时，电路中只有灯L，灯L正常发光，所以UL=12V，PL=6W；根据并联电路的电压规律可知 U=U1=UL=12V （2）R2的功率 电路消耗的总功率 P=PL+P1=6W+12W=18W （3）灯泡的电阻 当闭合S和S1，滑动变阻器滑片滑到b端时，R1和变阻器的最大阻值串联，当闭合S和S2，滑动变阻器滑片滑到b端时，灯L和变阻器的最大阻值串联，RL>R1，根据串联电路电阻规律可知，灯L和变阻器的最大阻值串联时，电路中的总电阻最大，电路中的总电阻 R总=RL+R0=24Ω+24Ω=48Ω 总电阻最大，则总电能最小，在1min内消耗的电能是 19．图甲，电源电压为6V，R1=10Ω，定值电阻R2、灯泡L的电流与电压关系如图乙所示。只闭合开关S1时电压表示数为3V，求： (1)定值电阻的阻值R2； (2)只闭合开关S1时，灯泡的功率； (3)开关S1、S2、S3都闭合与只闭合S1、S3相比，电路工作20s消耗的电能之差。 【答案】(1)； (2)1.8W； (3)72J 【详解】（1）由图乙可知，当定值电阻R2两端的电压U2为3V时，通过的电流为0.6A，由可得，定值电阻R2的阻值为 （2）只闭合开关S1时，灯泡L与电阻R2串联，电压表测灯泡L两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且串联电路中各处的电流相等，当电路中的电流为0.6A时，灯泡L两端的电压为3V、定值电阻R2两端的电压为3V时符合，则灯泡的功率 （3）开关S1、S2、S3都闭合时L与R1并联，此时电能为 只闭合S1、S3时电路为灯泡L的简单电路，此时电能为 因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以电路工作20s消耗的电能之差即为R1消耗的电能，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以两电路工作20s消耗的电能之差为 20．中国茶文化源远流长，如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所示，电阻R1为发热体，它的额定电压为220V，额定电功率为44W且电阻不变。电流通过发热体加热底板使茶汤保温；L为电功率忽略不计的电源指示灯。求： (1)流过发热体的电流和发热体电阻； (2)当实际电压为198V时，发热体工作100s消耗的电能； (3)为了适应不同品种茶汤的保温需求，小郑对原电路进行了改造（如图丙），移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至R1额定功率的四分之一，则滑动变阻器R2的最大阻值是多少？ 【答案】(1)1100Ω； (2)3564J； (3)1100Ω 【详解】（1）正常工作时的电流为 发热电阻R1的阻值为 （2）当实际电压为198V时，电阻不变，发热体工作100s消耗的电能为 （3）当滑片P在a端时，最大，滑动变阻器和发热体串联工作，移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至额定功率的四分之一，发热体的功率为 此时电路的电流为 发热体两端的电压为 滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器此时接入电路电阻为 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 $$