第二节 电流做功的快慢（举一反三讲义）物理沪科版2024九年级全一册

第二节 电流做功的快慢 目录 【学习目标】......................................................................1 【思维导图】......................................................................2 【知识梳理】......................................................................2 知识点1.电功率...................................................................2 知识点2. 额定功率和实际功率......................................................4 知识点3. 测量电功率.............................................................7 【方法技巧】....................................................................11 方法技巧1. 利用家用电能表测算家用电器的电功率..................................11 方法技巧2. 已知“额定电压和额定功率”可以求出什么？............................11 方法技巧3. 多档位用电器的电功率问题分析........................................12 方法技巧4. 测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析..............................13 【巩固训练】...................................................................13 【学习目标】 课节核心素养目标 物理观念：能结合实例,认识电功率,知道用电器的额定功率和实际功率,会测量电功率,能运用其分析并解决生活中的相关问题。 科学思维：从做功快慢的角度认识用电器的性能。能通过认识额定功率与实际功率的差异,体会理想状态与实际情况的差异。 科学探究: 能完成“测量电功率”的实验,能收集证据、探究发现的问题。能发现现代生活中的用电问题,能通过电功率、额定功率、实际功率等知识解决一些简单的电学问题。 科学态度与责任担当：关注用电器的工作状态,有保护用电器使用安全工作的意识;养成学以致用习惯。 课节重点难点 重点：电功率及其应用;测量电功率。 难点：通过认识额定功率与实际功率的差异,能体会理想状态与实际情况的差异。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1. 电功率 1. 电功率 （1）物理意义：是表示电流做功快慢的物理量。 （2）定义：电功率等于电流所做的功与所用时间之比。 （3）定义式：P= P表示电功率 W表示电功 t表示通电时间 （4）单位 ①国际单位：瓦（W），1瓦＝1焦/秒 ②常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW） ③单位换算：1 kW= 103W 1W=103 mW （5）应用公式P＝W/t及变形式W=Pt、t＝W/P进行计算时，可选用两套单位： ①若电功W的单位用焦（J）、时间t的单位用秒（s），则电功率P的单位是瓦（W）； ②若电功W的单位用千瓦时（kW·h）、时间t的单位用时（h），则电功率P的单位是千瓦（kW）。 （6）电功率的推导式 ①推导：将W＝UIt代入P＝W/t可得：P＝UI。 说明：电功率的定义式 P＝W/t和P＝UI都具有普遍意义，适用于任何电路。 ②利用普适式P＝UI结合欧姆定律I＝U/R可推导出电功率的两个表达式： P=UI=I2R （串联电路常使用） P=UI =（并联电路常使用） 说明：这两个公式只适用于纯电阻电路。 2. 电功率和电功的区别 电功 电功率 定义 电流通过导体或用电器所做的功 电功与时间之比 物理意义 电流做功的多少 电流做功的快慢 实质 电能转化为其他形式的能的过程 单位时间内消耗电能的多少 公式 推导公式 单位 kW·h、J kW、W 电功率大，电流做功不一定多；电功率小，电流做功不一定少 【例题1】在如图所示的电路中，R 为一个50Ω的电阻，闭合开关后，电流表的示数为 2.5A。求该电阻消耗的电功率。 【答案】312.5W 【解析】电阻两端的电压 U=IR=2.5A×50Ω=125V 电阻消耗的电功率 P=UI=125V×2.5A=312.5W （变式训练1） 电功率是表示______的物理量，用字母______表示，公式______。电功率的国际单位是______，常用单位还有______。 （变式训练2）如图所示，电源电压保持不变。在开关由闭合到断开的过程中（　　） A．电流表的示数不变 B．电压表的示数不变 C．定值电阻R1消耗的电功率变大 D．电压表与电流表的示数之比变小 （变式训练3）（2025·山东聊城一模）根据生活经验，下列数据符合实际的是（　　） A．一台家用空调的功率约为1000W B．一本初中物理课本的厚度约为ldm C．两个鸡蛋的质量约为1kg D．磁悬浮列车的速度可达400m/s 知识点2. 额定功率和实际功率 1. 额定电压和额定功率 （1）额定电压：电器设备正常工作时的电压叫做额定电压U额； （2）额定电流：电器设备正常工作的电流值I额。 （3）额定功率：与额定电压或额定电流对应的功率P额。 2. 实际电压和实际功率 （1）实际电压：电器设备实际工作时的电压叫做实际电压U实； （2）实际功率：把用电器在实际电压下工作时所对应的功率叫做用电器的实际功率P实。 3. 额定功率和实际功率的关系 一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，是确定的，与实际电压无关。用电器的实际功率是不确定的，随着它两端电压的改变而改变。 ①当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作； ②当U实＞U额时，P实＞P额，用电器不能正常工作，且可能会烧坏； ③当U实＜U额时，P实＜P额，用电器不能正常工作。 4. 用电器铭牌上所标物理量的意义 例如一只灯泡上标着“220V 25W”，其中“220”表示该灯泡的额定电压是220V，“25”表示该灯泡的额定功率是25W。 5. 灯泡的亮度 灯泡的亮度取决于实际功率的大小。例如额定电压不同的白炽电灯，如果实际功率相等，则它们发光的亮度就相同。 【温馨提醒】串、并联电路的总功率与个用电器电功率的关系 1. 串联电路的总功率等于各串联用电器的电功率之和，即。 2. 并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和，即。 3. 纯电阻串联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成正比，即。 4. 纯电阻并联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成反比，即。 【例题2】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列有关说法中正确的是（　　） A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻 C．乙灯的功率总是大于甲灯的功率 D．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮 【答案】D 【解析】由铭牌可知：甲灯的额定电压为220V，额定功率为25W；乙灯的额定电压为220V，额定功率为100W； A．两灯均正常发光时，根据W=Pt，因工作时间未知，故两灯消耗的电能无法判断，故A错误； B．由R=U2/P可知，两灯均正常发光时，电压相等，甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率，故甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故B错误； C．若两灯串联，因串联电路中各处电流相等，由P=I2R知，甲灯电阻大，实际功率大，即甲灯泡消耗的功率大于乙灯消耗的功率，故C错误； D．两灯串联在220伏的电路中，通过它们的电流相等，因甲灯的电阻大于乙灯的电阻，由P实=I2R可知甲灯的实际功率大，甲灯亮，故D正确。 （变式训练1）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压的变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．将两灯并联接在3V的电源两端，A灯的实际功率为2.1W B．将两灯串联接在3V的电源两端，B灯比A灯暗 C．A灯的额定功率比B灯的额定功率小 D．通过B灯的电流与灯丝电阻成正比 （变式训练2）把标有“220 V 40 W”和“220 V 25 W”字样的甲、乙两盏灯串联接在220 V 的电源上，则下列分析中正确的是（   ） A．两盏灯的总功率等于 65 W B．甲灯两端的电压大于乙灯两端的电压 C．两盏灯的总功率小于 25 W D．乙灯消耗的功率小于甲灯消耗的功率 （变式训练3）（2025·安徽一模）“格物”学习小组为了研究小灯泡亮度与功率大小的关系，连接了如图实物电路，电源两端电压保持不变，滑动变阻器最大阻值为5Ω。滑动变阻器的滑片置于最右端，S闭合，电压表示数为1.2V，电流表示数为0.12A，小灯泡发光很暗。 （1）求此时小灯泡的电阻和电源两端电压？ （2）向左移动滑动变阻器的滑片，当其接入电路中的电阻减小时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.2A，求小灯泡正常发光时的电功率？ 知识点3. 测量电功率 【实验课题】测量小灯泡的额定功率和实际功率 【实验目的】测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。 【实验原理】P = UI 【实验器材】电源、电压表、电流表、小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、开关、导线。 【实验步骤】（1）按照电路图连接电路。注意断开开关，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。将电压表和电流表指针调零。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表、电压表的示数，并观察灯泡的发光情况。 （3）再调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压略低于或略高于额定电压1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下点电压表、电流表的示数. （4）计算出小灯泡的额定功率和不同电压下的实际功率，并记录在表格中。 【数据处理】根据公式P=UI计算出小灯泡的额定功率和实际功率。 【分析与论证】 （1）分析表格中的实验数据，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。 （2）小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。 （3）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。 【实验结论】 （1）当小灯泡的实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。 （2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光较暗。 （3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。 【交流讨论】 对小灯泡的电功率进行了多次测量，为什么不求小灯泡功率的平均值? 因为额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值；用电器在不同电压下的实际功率不同，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。 【例题3】（2024·山东济宁·中考真题）某物理兴趣小组将电源（电压为）、小灯泡（额定电压为）、电流表、滑动变阻器、开关串联后，将电压表并联接入电路。实验时，将电压表的示数，电流表的示数，以及两者的乘积记录下来，表中所示为部分数据。 序号 1 2.0 1.2 2 4.0 3 6.0 1.8 结合以上信息，按要求回答下列问题： (1)请在图的虚线框内画出上述实验的电路图 ； (2)小灯泡两端电压为时的电阻 ；（保留两位小数） (3)小灯泡的额定功率 W。 【答案】(1) (2)6.67 (3)3.6 【解析】（1）分析表格中的数据：当电压表示数为2V时，电压表与电流表的乘积（电功率）为1.2W，则电流为 同理可知，当电压表示数为6V时，电流表示数为 可知，电压表示数越大，电流表示数越小，根据欧姆定律可知，灯泡两端的电压越小，根据串联电路电压特点可知，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电路图如下： （2）小灯泡两端电压为时，滑动变阻器电压，即电压表示数为 8V-2V=6V 此时电路电流为I3=0.3A，小灯泡电阻 （3）当小灯泡两端电压为额定电压6V时，滑动变阻器电压，即电压表示数为 8V-6V=2V 此时电路电流为I1=0.6A，则小灯泡的额定功率 （变式训练1）在进行实验时，往往需要我们手眼并用，在“测定小灯泡额定功率”的实验中，要让小灯泡在额定电压下发光，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（　　） A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置 C．电压表的示数 D．电流表的示数 （变式训练2）（2025山东东营一模）如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（　　） A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大 B．电流表的示数允许变化范围是0.1～0.25A C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω D．电路的最大电功率是2.5W （变式训练3） 某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源（电压恒为）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为的待测小灯泡（电阻约为），滑动变阻器两个（A：“　”；B：“　”）。 （1）如图甲所示是小田同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路 （不能与其他导线交叉）； （2）实验中，应选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）； （3）小田确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是 ； （4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W； （5）该组的另一同学接着实验时，发现电压表量程已经损坏，量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，你的方法是 ； （6）完成实验后，小明还想测量定值电阻的阻值，用替换了小灯泡，同时发现电流表损坏，于是用如图丙所示的电路完成了实验，已知滑动变阻器的最大阻值为，他的实验步骤： ①闭合开关，将滑片移至最左端，读出电压表示数为； ②将滑片移至最右端，读出电压表示数为，则电阻的阻值表达式： （用、、表示）。 【方法技巧】 方法技巧1. 利用家用电能表测算家用电器的电功率 【实验原理】P= 【实验器材】电能表、停表（或手表）、待测用电器。 【实验步骤】 ①观察电能表铭牌，记下每消耗1kW·h电能时电能表的转数（或指示灯闪烁次数）N； ②关闭其他用电器，只让待测用电器工作，用计时器测量待测用电器工作时电能表的转盘转n转（或指示灯闪烁n次）所用的时间t（h）； ③计算出用电器消耗的电能：W=（kW·h）； ④计算出待测用电器的实际功率P== （kW） 注意单位组合：电功W的单位用kW·h；时间t的单位用h；电功率P的单位是kW。 方法技巧2. 已知“额定电压和额定功率”可以求出什么？ 例如：如用电器铭牌上标有“PZ22O-25”字样，实际上能够获取很多信息： （1）额定电压为：U额=220V （2）额定功率为：P额=25W （3）额定电流：I额=P额/U额=0.11A （4）灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ额＝２９３６Ω 也就是说该电器正常工作时的实际电压、实际功率、实际流过的电流以及电阻都可知。不考虑电阻随温度的变化时，该用电器电阻就是不变的量。根据以上能够获取的信息，可以求解其他的物理量。 方法技巧3. 多档位用电器的电功率问题分析 1.原理：通过改变总电阻R的大小来改变用电器的电功率P。 根据，U不变，R最小→P最大→高温挡；R最大→P最小→低温挡。 2.常见用电器举例 电路图 （短路式） （并联式） （单刀双掷开关） 低温档 只闭合S，两电阻串联， 只闭合S、S2，只有接入电路， S1断开，S2接 b，、串联， 中温档 无 只闭合S、S1，只有接入电路， 闭合S1，S2接b，只有接入电路， 高温档 闭合S、S0，只有接入电路， S、S1、S2都闭合时，、并联， 闭合S1，S2接a，，、并联， 方法技巧4. 测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析 故障现象 原因分析 灯泡不亮 电流表、电压表无示数 电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏，或接线柱接触不良 电压表、电流表有示数 ①滑动变阻器接成定值电阻；②滑动变阻器滑片在最大阻值处还未调节；③电源电压太低 电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却很大，接近电源电压 ①电流表、电压表位置相互对换了；②灯泡处断路，即灯丝断了或灯座接触不良 电流表有示数，电压表无示数 灯泡短路 电表问题 闭合开关，电流表或电压表的指针反向偏转 电流表或电压表的“＋”“－”接线柱接反了 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度很小 ①电流表或电压表量程选择过大；②电源电压太低；③滑动变阻器接入电路的阻值过大 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度超过电表的量程 ①电流表或电压表量程选择过小；②滑动变阻器接入电路的阻值太小；③电路中出现短路 【巩固训练】 一、电功率概念及简单串并联得电功率计算 1．下列各单位中属于电功率单位的是（　　） A．J B．度 C．kW D．kW·h 2．普通家用LED灯的功率约为（　　） A．5瓦 B．20瓦 C．40瓦 D．60瓦 3．下列说法中正确的是（ ） A．当温度一定时，长度不等的两条镍铬合金导线，长度较长的导线电阻大 B．家庭电路中电视机、空调之间属于串联的，正常工作时通过的电流相同 C．家庭电路中电视机、空调之间属于并联的，正常工作时两端的电压相同 D．两个电功率不同的用电器，正常工作时电功率大的用电器做功一定多 4．电能表上指示灯闪烁的次数越快，说明电路中消耗的电能越 。 5.小明家上次查看电能表示数为本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确 的（　　） A. 电能表是测量电功率的仪表 B. 这个电能表的额定功率为2200W C. 他家在这段时间内消耗电能为903kW•h D. 若只让一个标有“220V 1000W”电热水器正常工作10min，则该表圆盘转了600转 6. 李芳用家中的电能表来测量某用电器的电功率：她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电 器工作，1min内电能表的指示灯闪了15次，之后，电能表示数及相关参数如图所示，下列说法中正确的 是（　　） A．1min内此用电器消耗了318.6J的电能 B．1min内此用电器消耗了318.6kW·h的电能 C．此用电器的电功率为15W D．此用电器的电功率为300W 7. 小明家的电能表面板如图所示，图中电能表的示数为_____kW·h，他家同时使用的用电器总功率不能超过_____W，家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际电功率为_____W。 8. 如图是小鹏家的电能表，他家同时工作用电器的总功率不能超过______W。电能表的转盘转得越快，说明电路总功率越_____。将电热水器单独接入电路，正常工作3min，电能表的转盘转150转，电热水器的功率为_____W。 二、额定功率和实际功率及相应计算 9．小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是（　　） A．该灯泡只能在220V电压下工作 B．该灯泡正常发光的电阻是1210Ω C．该灯泡每秒消耗的电能是40W D．该灯泡的实际功率是40W不变 10．小华做作业时，电灯突然变暗，其原因可能是（    ） A．电灯的额定功率变大 B．电灯的额定电压变小 C．电灯的实际电压变大 D．电灯的实际功率变小 11. 已知，，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ） A. 图甲中R1与R2电流比 B. 图乙中R1与R2的电压比 C. 图甲与图乙的总功率比 D. 图甲与图乙的总功率比 12．标有“6V 3.6W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示。若把这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端，则每只灯泡的实际功率为（　　） A．0.9W B．1.5W C．1.8W D．3.6W 13．用电器在额定电压下工作时的电功率（或者说用电器正常工作时的电功率），叫做_____功率。用电器实际工作时的电功率叫______功率，电灯的亮度就取决于灯的_____功率。 14．一只灯泡上标有“220V 40W”的字样，“220V”表示_____________，“40W”表示_________，在家庭电路中工作10min，电流做功______焦。 15．家庭电路中，电键与所控制的电灯之间是 连接的；标有“220V  1000W”字样的电热水壶正常工作0.1小时，消耗电能 度。标有“220V  40W” 和“110V  40W” 的灯分别在额定电压下工作，他们的亮暗程度 （选填“相同”或“不同”）。 16．某同学为自己设计了一盏调光灯，其原理如图所示，已知灯L的规格为“6V   2W”（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的阻值范围为0～12Ω，电源电压恒为6V。求： （1）当S闭合，滑片滑至最左端后，灯丝中的电流； （2）灯L正常工作5min所消耗的电能； （3）闭合S，再将滑片从右向左移动，灯L发光最暗时的实际功率。 17．（2024·江苏徐州）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样，R1、R2为定值电阻，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3∶1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4∶1，求： （1）灯泡L正常发光时的电阻； （2）开关都闭合时，R2的功率。 18. 如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。 (1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？ (2)发热电阻R1的阻值是多少？ (3)高温挡时应该闭合的开关是______，高温挡的电功率是多少？ (4)小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化） 19. 图甲为某电热饮水机，有加热和保温两挡功能，其简化电路如图乙所示，已知电热饮水机的额定保温功率为44W，R1的阻值为55Ω，求： （1）饮水机加热挡的功率； （2）R2的阻值； （3）保温时R1两端的电压。 三、测量电功率 20. 小明用如图所示的电路测量小灯泡的功率，该实验原理是： 。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在下表中。则小灯泡L的额定功率为 W，小灯泡的亮度由 决定。 实验序号 电压U/V 电流I/A 小灯泡的亮度 ① 3.0 0.28 较亮 ② 3.8 0.30 正常发光 ③ 4.2 0.32 过亮 21．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V（正常发光时的电阻约为9Ω）。 （1）图甲是小明连接的电路，请指出不妥之处： ； （2）重新连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，将数据及现象记录在表格中。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡的实际功率/W 小灯泡亮度 1 0.5 0.16 不亮 2 1.3 0.22 较暗 3 2.1 0.26 较亮 4 2.5 明亮 5 3.0 0.36 耀眼强光 ①实验多次测量的目的是 ； ②第4次实验时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；接下来要完成第5次实验，滑片应向 移动； ③通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，实际功率 ，小灯泡越亮； ④小聪发现表格中有一个电流数据有误，该数据是 ； （3）完成实验后，小明取一个阻值为的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。 ①闭合开关S，移动滑片P，直至电压表示数为 V； ②断开开关S，保持滑片P位置不变， ，再闭合开关，记录电压表示数； 小灯泡正常发光时的电阻 （用所测的量和已知量表示）。 22. 小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源为两节新干电池，滑动变阻器标有：“20Ω 1A”字样。 （1）本实验的实验原理是： ； （2）在电路中，滑动变阻器起到保护电路和 的作用； （3）闭合开关，小明观察到电压表示数为2V，为使小灯泡两端电压达到额定电压，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）调节。当小灯泡正常发光时，电流表示数如乙所示，该小灯泡的额定电功率为 W； 23．小明做“测量小灯泡电功率”的实验，电路图如图甲所示。小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为6Ω。请你帮他完成下列内容： （1）根据图甲，请用笔划线代替导线完成图乙电路连接 ； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑至 （选填“A”或“B”）端； （3）闭合开关，移动滑片P至某一位置时，电压表的示数如图丙所示，则滑片P应向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V为止； （4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率是 W。 四、动态电路的电功率（含最值及范围）问题 24. （2025安徽一模）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，电流表A1的示数逐渐变小，这一过程中（  ） A. 滑片P是向b端移动的 B. 电流表A的示数逐渐变小 C. 电压表V的示数逐渐变小 D. 电路的总功率变大 25. （2025河南一模）烟雾报警器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，是一种技术先进、工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中。如图所示为烟雾报警器的模拟电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值随光照强度的减弱面增大，当电流表示数减小到某一值时，装置报警。开关S闭合后，当有烟雾遮挡射向R的激光时（    ） A．电流表的示数减小，电压表的示数减小 B．电压表与电流表的示数之比保持不变 C．增大R0阻值，可使R在更高光照度下报警 D．当有烟雾遮挡时，电路中的总功率变大 26. 如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R的规格是“25　1A”，灯泡L上标有“2.5V　1.25W”的字样。若闭合开关S，在保证电路安全的情况下，忽略温度对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的电阻为2 B．电流表的示数变化范围是0.2~0.5A C．滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~25 D．电路消耗的最大总功率为2.7W 27.（2025江苏连云港一模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R1、R2的滑片可移动的最大距离相等。开始时，R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间，开关闭合后，电路的总功率为0.4 W。若将R1的滑片向左移动3 cm，R2的滑片向右移动3 cm，电路的总功率变为0.3 W；若将R1、R2的滑片从正中间均向右移动3 cm，电路的总功率变为0.5 W。已知滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比，则滑动变阻器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比为（　　） A. 3∶1 B. 4∶1 C. 5∶1 D. 6∶1 28.（2025山东威海一模） 如图所示电路，定值电阻为，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A，当滑动变阻器的滑片P在最右端时，先闭合开关S，电流表示数为0.1A，再闭合开关，电流表示数为0.2A，在保证电路元件安全的条件下，将滑动变阻器的滑片向左最大范围移动。下列说法正确的是（　　） A. 电源电压为8V B. 滑动变阻器连入电路的阻值范围是~ C. 定值电阻的功率为0.8W D. 通电1min，整个电路消耗的电能最多为120J 五、含有图像的电学计算问题 29. 如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。则当电压表示数为6V时，滑动变阻器的电功率为 W。 30.如图甲所示电路中，电源电压保持不变，灯泡L的I-U图象如图乙所示。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数是2V，电流表的示数是I1；当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，电流表的示数是I2；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3V，电流表的示数是I3。已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1。当滑片P在最左端时，通过开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是（ ） A. 7.2W B. 8.1w C. 9.0W D. 9.9W 31.如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是（　　） A．电源电压为9V B．滑动变阻器的最大阻值为14Ω C．小灯泡的额定功率为8W D．电路总功率的变化范围为8W～12W 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二节 电流做功的快慢 目录 【学习目标】......................................................................1 【思维导图】......................................................................2 【知识梳理】......................................................................2 知识点1.电功率...................................................................2 知识点2. 额定功率和实际功率......................................................5 知识点3. 测量电功率..............................................................9 【方法技巧】....................................................................15 方法技巧1. 利用家用电能表测算家用电器的电功率..................................15 方法技巧2. 已知“额定电压和额定功率”可以求出什么？............................15 方法技巧3. 多档位用电器的电功率问题分析........................................16 方法技巧4. 测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析..............................17 【巩固训练】...................................................................17 【学习目标】 课节核心素养目标 物理观念：能结合实例,认识电功率,知道用电器的额定功率和实际功率,会测量电功率,能运用其分析并解决生活中的相关问题。 科学思维：从做功快慢的角度认识用电器的性能。能通过认识额定功率与实际功率的差异,体会理想状态与实际情况的差异。 科学探究: 能完成“测量电功率”的实验,能收集证据、探究发现的问题。能发现现代生活中的用电问题,能通过电功率、额定功率、实际功率等知识解决一些简单的电学问题。 科学态度与责任担当：关注用电器的工作状态,有保护用电器使用安全工作的意识;养成学以致用习惯。 课节重点难点 重点：电功率及其应用;测量电功率。 难点：通过认识额定功率与实际功率的差异,能体会理想状态与实际情况的差异。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1. 电功率 1. 电功率 （1）物理意义：是表示电流做功快慢的物理量。 （2）定义：电功率等于电流所做的功与所用时间之比。 （3）定义式：P= P表示电功率 W表示电功 t表示通电时间 （4）单位 ①国际单位：瓦（W），1瓦＝1焦/秒 ②常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW） ③单位换算：1 kW= 103W 1W=103 mW （5）应用公式P＝W/t及变形式W=Pt、t＝W/P进行计算时，可选用两套单位： ①若电功W的单位用焦（J）、时间t的单位用秒（s），则电功率P的单位是瓦（W）； ②若电功W的单位用千瓦时（kW·h）、时间t的单位用时（h），则电功率P的单位是千瓦（kW）。 （6）电功率的推导式 ①推导：将W＝UIt代入P＝W/t可得：P＝UI。 说明：电功率的定义式 P＝W/t和P＝UI都具有普遍意义，适用于任何电路。 ②利用普适式P＝UI结合欧姆定律I＝U/R可推导出电功率的两个表达式： P=UI=I2R （串联电路常使用） P=UI =（并联电路常使用） 说明：这两个公式只适用于纯电阻电路。 2. 电功率和电功的区别 电功 电功率 定义 电流通过导体或用电器所做的功 电功与时间之比 物理意义 电流做功的多少 电流做功的快慢 实质 电能转化为其他形式的能的过程 单位时间内消耗电能的多少 公式 推导公式 单位 kW·h、J kW、W 电功率大，电流做功不一定多；电功率小，电流做功不一定少 【例题1】在如图所示的电路中，R 为一个50Ω的电阻，闭合开关后，电流表的示数为 2.5A。求该电阻消耗的电功率。 【答案】312.5W 【解析】电阻两端的电压 U=IR=2.5A×50Ω=125V 电阻消耗的电功率 P=UI=125V×2.5A=312.5W （变式训练1） 电功率是表示______的物理量，用字母______表示，公式______。电功率的国际单位是______，常用单位还有______。 【答案】电流做功快慢，P， P＝，W，kW。 【解析】电功率是表示电流做功快慢的物理量，符号P； 电流所做的功与所用时间之比叫做电功率，因此电功率的定义式为P＝； 电功率的国际单位为W，常用的单位还有kW。 （变式训练2）如图所示，电源电压保持不变。在开关由闭合到断开的过程中（　　） A．电流表的示数不变 B．电压表的示数不变 C．定值电阻R1消耗的电功率变大 D．电压表与电流表的示数之比变小 【答案】B 【解析】当开关闭合时，R2被短接，只R1接入电路，电压表示数为R1两端电压，即电源电压，即 U1=U 电流表的示数 当开关断开时，R1、R2串联，电压表示数为电源电压，即 U2=UR1 两端电压小于电源电压，电流表的示数 综上所述可知：I 2＜ I 1，U2=U1； 即开关S由闭合到断开时，电流表的示数变小，电压表的示数不变，则电压表与电流表的比值变大； 开关S由闭合到断开时，R1两端电压和通过的电流都变小，根据P=UI可知，R1消耗的电功率变小。 故选B。 （变式训练3）（2025·山东聊城一模）根据生活经验，下列数据符合实际的是（　　） A．一台家用空调的功率约为1000W B．一本初中物理课本的厚度约为ldm C．两个鸡蛋的质量约为1kg D．磁悬浮列车的速度可达400m/s 【答案】A 【解析】A．家用空调正常工作时的功率约为1000W，故A符合实际，符合题意； B．一本初中物理课本的厚度约为lcm，故B不符合实际，不符合题意； C．十个鸡蛋的质量约为一斤即500g，则两个鸡蛋的质量约为100g，故C不符合实际，不符合题意； D．磁悬浮列车的速度可达400km/h，故D不符合实际，不符合题意。 故选A。 知识点2. 额定功率和实际功率 1. 额定电压和额定功率 （1）额定电压：电器设备正常工作时的电压叫做额定电压U额； （2）额定电流：电器设备正常工作的电流值I额。 （3）额定功率：与额定电压或额定电流对应的功率P额。 2. 实际电压和实际功率 （1）实际电压：电器设备实际工作时的电压叫做实际电压U实； （2）实际功率：把用电器在实际电压下工作时所对应的功率叫做用电器的实际功率P实。 3. 额定功率和实际功率的关系 一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，是确定的，与实际电压无关。用电器的实际功率是不确定的，随着它两端电压的改变而改变。 ①当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作； ②当U实＞U额时，P实＞P额，用电器不能正常工作，且可能会烧坏； ③当U实＜U额时，P实＜P额，用电器不能正常工作。 4. 用电器铭牌上所标物理量的意义 例如一只灯泡上标着“220V 25W”，其中“220”表示该灯泡的额定电压是220V，“25”表示该灯泡的额定功率是25W。 5. 灯泡的亮度 灯泡的亮度取决于实际功率的大小。例如额定电压不同的白炽电灯，如果实际功率相等，则它们发光的亮度就相同。 【温馨提醒】串、并联电路的总功率与个用电器电功率的关系 1. 串联电路的总功率等于各串联用电器的电功率之和，即。 2. 并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和，即。 3. 纯电阻串联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成正比，即。 4. 纯电阻并联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成反比，即。 【例题2】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列有关说法中正确的是（　　） A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻 C．乙灯的功率总是大于甲灯的功率 D．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮 【答案】D 【解析】由铭牌可知：甲灯的额定电压为220V，额定功率为25W；乙灯的额定电压为220V，额定功率为100W； A．两灯均正常发光时，根据W=Pt，因工作时间未知，故两灯消耗的电能无法判断，故A错误； B．由R=U2/P可知，两灯均正常发光时，电压相等，甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率，故甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故B错误； C．若两灯串联，因串联电路中各处电流相等，由P=I2R知，甲灯电阻大，实际功率大，即甲灯泡消耗的功率大于乙灯消耗的功率，故C错误； D．两灯串联在220伏的电路中，通过它们的电流相等，因甲灯的电阻大于乙灯的电阻，由P实=I2R可知甲灯的实际功率大，甲灯亮，故D正确。 （变式训练1）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压的变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．将两灯并联接在3V的电源两端，A灯的实际功率为2.1W B．将两灯串联接在3V的电源两端，B灯比A灯暗 C．A灯的额定功率比B灯的额定功率小 D．通过B灯的电流与灯丝电阻成正比 【答案】A 【解析】A．将两灯并联接在3V的电源两端，A灯的实际电压为3V，电流为0.7A，实际功率为 故A正确； B．将两灯串联接在3V的电源两端，串联电路中电流处处相等，由图得，当AB电流相等时，B灯泡的电压较大，由得，B灯的电功率较大，则B灯较亮，故B错误； C．AB灯的额定电压相同，为6V，由图得，A灯的额定电流较大，由得，A灯的额定功率比B灯的额定功率大，故C错误； D．通过B灯的电流、灯丝电阻改变时，电压也改变，则通过B灯的电流与灯丝电阻不成正比，故D错误。 故选A。 （变式训练2）把标有“220 V 40 W”和“220 V 25 W”字样的甲、乙两盏灯串联接在220 V 的电源上，则下列分析中正确的是（   ） A．两盏灯的总功率等于 65 W B．甲灯两端的电压大于乙灯两端的电压 C．两盏灯的总功率小于 25 W D．乙灯消耗的功率小于甲灯消耗的功率 【答案】C 【解析】根据Ｐ额＝U2额/R 可以知道灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ额 求出两灯泡的电阻分别为：R1=1210Ω、R2=1936Ω； 电路的总电阻R=R1+R2=1210Ω +1936Ω =3146Ω 则电路的总功率是Ｐ＝U2/R=(220V)2/ 3146Ω=15.38W； A错误，C正确。 由于甲灯的电阻小于乙灯的电阻，所以甲灯分得的电压小于乙灯分得的电压，甲灯消耗的功率小于乙灯消耗的功率。故B、D选项错误。 （变式训练3）（2025·安徽一模）“格物”学习小组为了研究小灯泡亮度与功率大小的关系，连接了如图实物电路，电源两端电压保持不变，滑动变阻器最大阻值为5Ω。滑动变阻器的滑片置于最右端，S闭合，电压表示数为1.2V，电流表示数为0.12A，小灯泡发光很暗。 （1）求此时小灯泡的电阻和电源两端电压？ （2）向左移动滑动变阻器的滑片，当其接入电路中的电阻减小时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.2A，求小灯泡正常发光时的电功率？ 【答案】（1）10Ω；6V；（2）0.5W 【解析】（1）滑动变阻器的滑片置于最右端，S闭合，滑动变阻器和小灯泡串联，此时滑动变阻器的电阻最大为40Ω，电压表测小灯泡的电压，则此时小灯泡的电阻为 滑动变阻器两端电压为 则电源电压为 U=4.8V+1.2V=6V （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻减小22.5Ω时，滑动变阻器的电阻为 此时滑动变阻器的电压为 则小灯泡两灯的电压为 小灯泡正常发光时的电功率为 答：（1）小灯泡的电阻为10Ω，电源两端电压为6V； （2）小灯泡正常发光时的电功率为0.5W。 知识点3. 测量电功率 【实验课题】测量小灯泡的额定功率和实际功率 【实验目的】测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。 【实验原理】P = UI 【实验器材】电源、电压表、电流表、小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、开关、导线。 【实验步骤】（1）按照电路图连接电路。注意断开开关，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。将电压表和电流表指针调零。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表、电压表的示数，并观察灯泡的发光情况。 （3）再调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压略低于或略高于额定电压1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下点电压表、电流表的示数. （4）计算出小灯泡的额定功率和不同电压下的实际功率，并记录在表格中。 【数据处理】根据公式P=UI计算出小灯泡的额定功率和实际功率。 【分析与论证】 （1）分析表格中的实验数据，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。 （2）小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。 （3）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。 【实验结论】 （1）当小灯泡的实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。 （2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光较暗。 （3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。 【交流讨论】 对小灯泡的电功率进行了多次测量，为什么不求小灯泡功率的平均值? 因为额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值；用电器在不同电压下的实际功率不同，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。 【例题3】（2024·山东济宁·中考真题）某物理兴趣小组将电源（电压为）、小灯泡（额定电压为）、电流表、滑动变阻器、开关串联后，将电压表并联接入电路。实验时，将电压表的示数，电流表的示数，以及两者的乘积记录下来，表中所示为部分数据。 序号 1 2.0 1.2 2 4.0 3 6.0 1.8 结合以上信息，按要求回答下列问题： (1)请在图的虚线框内画出上述实验的电路图 ； (2)小灯泡两端电压为时的电阻 ；（保留两位小数） (3)小灯泡的额定功率 W。 【答案】(1) (2)6.67 (3)3.6 【解析】（1）分析表格中的数据：当电压表示数为2V时，电压表与电流表的乘积（电功率）为1.2W，则电流为 同理可知，当电压表示数为6V时，电流表示数为 可知，电压表示数越大，电流表示数越小，根据欧姆定律可知，灯泡两端的电压越小，根据串联电路电压特点可知，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电路图如下： （2）小灯泡两端电压为时，滑动变阻器电压，即电压表示数为 8V-2V=6V 此时电路电流为I3=0.3A，小灯泡电阻 （3）当小灯泡两端电压为额定电压6V时，滑动变阻器电压，即电压表示数为 8V-6V=2V 此时电路电流为I1=0.6A，则小灯泡的额定功率 （变式训练1）在进行实验时，往往需要我们手眼并用，在“测定小灯泡额定功率”的实验中，要让小灯泡在额定电压下发光，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（　　） A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置 C．电压表的示数 D．电流表的示数 【答案】C 【解析】灯在额定电压下正常发光，在“额定电压下测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表示数，使其达到额定电压，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 （变式训练2）（2025山东东营一模）如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（　　） A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大 B．电流表的示数允许变化范围是0.1～0.25A C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω D．电路的最大电功率是2.5W 【答案】B 【解析】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。 （1）当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U＝IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小；故A错误； （2）根据P＝UI可得，灯的额定电流： IL额＝＝＝0.25A， 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A， 所以，电路中的最大电流为Imax＝0.25A， 由I＝可得，灯泡的电阻： RL＝＝＝10Ω， 电路中的总电阻： Rmin＝＝＝24Ω， 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： R滑min＝Rmin﹣RL＝24Ω﹣10Ω＝14Ω；故C错误； 该电路的最大功率： Pmax＝UImax＝6V×0.25A＝1.5W，故D错误； （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流： Imin＝＝＝0.1A， 则电流表示数的变化范围是0.1A～0.25A，故B正确。 （变式训练3） 某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源（电压恒为）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为的待测小灯泡（电阻约为），滑动变阻器两个（A：“　”；B：“　”）。 （1）如图甲所示是小田同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路 （不能与其他导线交叉）； （2）实验中，应选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）； （3）小田确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是 ； （4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W； （5）该组的另一同学接着实验时，发现电压表量程已经损坏，量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，你的方法是 ； （6）完成实验后，小明还想测量定值电阻的阻值，用替换了小灯泡，同时发现电流表损坏，于是用如图丙所示的电路完成了实验，已知滑动变阻器的最大阻值为，他的实验步骤： ①闭合开关，将滑片移至最左端，读出电压表示数为； ②将滑片移至最右端，读出电压表示数为，则电阻的阻值表达式： （用、、表示）。 【答案】（1）见解析 （2）B （3）小灯泡断路 （4）1.14 （5）将电压表与滑动变阻器并联 （6） 【解析】（1）实验中电流表要与灯泡串联，电压表与灯泡并联，作图如下： （2）小灯泡正常发光时，根据串联分压原理则有 解得，所以应选用的滑动变阻器是B。 （3）小灯泡始终不发光，说明电路中有断路或者灯泡被短路。而电压表有示数，说明电压表与电源两极是相连的，因此，是在与电压表并联的部分出现了断路，故是与电压表并联的小灯泡断路了。 （4）如图乙所示，小灯泡电压为3.8V时，电流为0.3A，则该小灯泡的额定功率为 （5）小灯泡正常发光时，变阻器的电压为 电压表量程已经损坏，量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，可以将电压表与滑动变阻器并联，当电压表示数为2.2V时，小灯泡正常发光。 （6）①闭合开关，将滑片移至最左端，变阻器阻值为0，电压表测电源电压，读出电压表示数为，则电源电压为； ②将滑片移至最右端，和滑动变阻器的最大阻值为串联，电压表测电压，读出电压表示数为，则根据串联分压原理则有 解得电阻的阻值为 【方法技巧】 方法技巧1. 利用家用电能表测算家用电器的电功率 【实验原理】P= 【实验器材】电能表、停表（或手表）、待测用电器。 【实验步骤】 ①观察电能表铭牌，记下每消耗1kW·h电能时电能表的转数（或指示灯闪烁次数）N； ②关闭其他用电器，只让待测用电器工作，用计时器测量待测用电器工作时电能表的转盘转n转（或指示灯闪烁n次）所用的时间t（h）； ③计算出用电器消耗的电能：W=（kW·h）； ④计算出待测用电器的实际功率P== （kW） 注意单位组合：电功W的单位用kW·h；时间t的单位用h；电功率P的单位是kW。 方法技巧2. 已知“额定电压和额定功率”可以求出什么？ 例如：如用电器铭牌上标有“PZ22O-25”字样，实际上能够获取很多信息： （1）额定电压为：U额=220V （2）额定功率为：P额=25W （3）额定电流：I额=P额/U额=0.11A （4）灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ额＝２９３６Ω 也就是说该电器正常工作时的实际电压、实际功率、实际流过的电流以及电阻都可知。不考虑电阻随温度的变化时，该用电器电阻就是不变的量。根据以上能够获取的信息，可以求解其他的物理量。 方法技巧3. 多档位用电器的电功率问题分析 1.原理：通过改变总电阻R的大小来改变用电器的电功率P。 根据，U不变，R最小→P最大→高温挡；R最大→P最小→低温挡。 2.常见用电器举例 电路图 （短路式） （并联式） （单刀双掷开关） 低温档 只闭合S，两电阻串联， 只闭合S、S2，只有接入电路， S1断开，S2接 b，、串联， 中温档 无 只闭合S、S1，只有接入电路， 闭合S1，S2接b，只有接入电路， 高温档 闭合S、S0，只有接入电路， S、S1、S2都闭合时，、并联， 闭合S1，S2接a，，、并联， 方法技巧4. 测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析 故障现象 原因分析 灯泡不亮 电流表、电压表无示数 电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏，或接线柱接触不良 电压表、电流表有示数 ①滑动变阻器接成定值电阻；②滑动变阻器滑片在最大阻值处还未调节；③电源电压太低 电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却很大，接近电源电压 ①电流表、电压表位置相互对换了；②灯泡处断路，即灯丝断了或灯座接触不良 电流表有示数，电压表无示数 灯泡短路 电表问题 闭合开关，电流表或电压表的指针反向偏转 电流表或电压表的“＋”“－”接线柱接反了 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度很小 ①电流表或电压表量程选择过大；②电源电压太低；③滑动变阻器接入电路的阻值过大 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度超过电表的量程 ①电流表或电压表量程选择过小；②滑动变阻器接入电路的阻值太小；③电路中出现短路 【巩固训练】 一、电功率概念及简单串并联得电功率计算 1．下列各单位中属于电功率单位的是（　　） A．J B．度 C．kW D．kW·h 【答案】C 【解析】在物理学上，选出一些量作为基本单位，我们规定了基本物理量的单位，叫基本单位；其它物理量的单位是根据基本单位与物理学公式推导出来的叫导出单位。电能的国际单位是J，常用单位还有kW•h，俗称度；电功率的国际单位是W，常用单位还有kW，故C符合题意，ABD不符合题意。所以选选C。 2．普通家用LED灯的功率约为（　　） A．5瓦 B．20瓦 C．40瓦 D．60瓦 【答案】A 【解析】根据生活经验，普通家用LED灯的功率比较小，约为5W，故A符合题意。故选A。 3．下列说法中正确的是（ ） A．当温度一定时，长度不等的两条镍铬合金导线，长度较长的导线电阻大 B．家庭电路中电视机、空调之间属于串联的，正常工作时通过的电流相同 C．家庭电路中电视机、空调之间属于并联的，正常工作时两端的电压相同 D．两个电功率不同的用电器，正常工作时电功率大的用电器做功一定多 【答案】C 【解析】A．导线的电阻与其长度、材料、横截面积、温度有关，当温度一定时，长度不等的两条镍铬合金导线，因不明确横截面积的大小，故无法判断导线电阻大小； B．家庭电路中的用电器采用并联方式，故家庭电路中电视机、空调之间属于并联，正常工作时通过的电流可能相同，也可能不同； C．家庭电路中用电器采用并联方式，并联电路的特点是各支路电压相等，故家庭电路中电视机、空调之间属于并联的，正常工作时两端的电压相同说法是正确的； D．电功的大小等于功率与时间的乘积，两个电功率不同的用电器，正常工作时，没有确定工作时间，无法比较哪个用电器做功多． 4．电能表上指示灯闪烁的次数越快，说明电路中消耗的电能越 。 【答案】快。 【解析】电能表上指示灯闪烁得越快，表明相同时间内消耗的电能越多，即电路中消耗的总电功率越大，也就是消耗的电能越快。 5.小明家上次查看电能表示数为本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确 的（　　） A. 电能表是测量电功率的仪表 B. 这个电能表的额定功率为2200W C. 他家在这段时间内消耗电能为903kW•h D. 若只让一个标有“220V 1000W”电热水器正常工作10min，则该表圆盘转了600转 【答案】D 【解析】A．电能表是测量用电器消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故A错误； B．电路允许接的用电器的最大功率 P最大=UI最大=220V×10A=2200W 这个功率不是电能表的额定功率，故B错误； C．他家在这段时间内消耗的电能 W=8633.5kW•h-8543.2kW•h=90.3kW•h 故C错误； D．3600r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3600r，只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，其消耗的电能为 则电能表的圆盘转过的圈数 故D正确。故选D。 6. 李芳用家中的电能表来测量某用电器的电功率：她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电 器工作，1min内电能表的指示灯闪了15次，之后，电能表示数及相关参数如图所示，下列说法中正确的 是（　　） A．1min内此用电器消耗了318.6J的电能 B．1min内此用电器消耗了318.6kW·h的电能 C．此用电器的电功率为15W D．此用电器的电功率为300W 【答案】D 【解析】AB．由图中可知，电能表的指示灯闪烁3000次消耗1kW·h的电能，因1min内电能表的指示灯闪了15次，故消耗的电能为 故AB错误； CD．因用电器的工作时间为 故此用电器的电功率为 故C错误，D正确。故选D。 7. 小明家的电能表面板如图所示，图中电能表的示数为_____kW·h，他家同时使用的用电器总功率不能超过_____W，家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际电功率为_____W。 【答案】 219.6 2200 1200 【解析】电能表最后一位读成小数，图中电能表的示数为219.6 kW·h。 由图知，电能表的额定电压为220V，允许通过的最大电流为10A，由P=UI可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过 空调单独工作5min消耗的电能为 空调的实际电功率为 8. 如图是小鹏家的电能表，他家同时工作用电器的总功率不能超过______W。电能表的转盘转得越快，说明电路总功率越_____。将电热水器单独接入电路，正常工作3min，电能表的转盘转150转，电热水器的功率为_____W。 【答案】 4400 大 2000 【解析】由电能表参数可知，允许通过的最大电流是20A，则同时工作用电器的最大总功率为 P大=UI大=220V×20A＝4400W 电能表是测量电路中某段时间内用电器消耗电能的仪器，单位时间内转盘转的越快，说明用电器消耗电能越快，则电路总功率越大。 电热水器消耗的电能 电热水器电功率 二、额定功率和实际功率及相应计算 9．小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是（　　） A．该灯泡只能在220V电压下工作 B．该灯泡正常发光的电阻是1210Ω C．该灯泡每秒消耗的电能是40W D．该灯泡的实际功率是40W不变 【答案】B 【解析】A．“220V”为灯泡正常工作时的电压，说明其工作时工作电压不能超过220V，故A错误； B．由P＝可知，灯泡正常发光时的电阻为 R＝＝=1210Ω 故B正确； C．该灯泡的额定功率为40W，若灯正常工作，则每秒消耗的电能为40J，故C错误； D．灯在220V电压下正常工作，则此时实际功率为40W，若实际电压低于额定电压，实际功率小于40W，若实际电压高于额定电压，实际功率大于40W，故D错误。 故选B。 10．小华做作业时，电灯突然变暗，其原因可能是（    ） A．电灯的额定功率变大 B．电灯的额定电压变小 C．电灯的实际电压变大 D．电灯的实际功率变小 【答案】D 【解析】AB．用电器的额定电压是指其正常工作时的电压，额定功率是在额定电压下工作时的功率。用电器的额定电压和额定功率只有一个，不会改变，故AB不符合题意； CD．根据 可知，若电灯实际电压变大，实际功率也会变大，灯会变亮；若电灯实际电压变小，实际功率也会变小，所以电灯将会变暗，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 11. 已知，，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ） A. 图甲中R1与R2电流比 B. 图乙中R1与R2的电压比 C. 图甲与图乙的总功率比 D. 图甲与图乙的总功率比 【答案】C 【解析】A．图甲中两电阻串联，根据串联电路中电流处处相等可知，通过与的电流相等，即 故A不符合题意； B．图乙中两电阻并联，根据并联电路的电压规律可知， 与两端的电压相等，则 故B不符合题意； CD．根据电功率的公式 可得 图甲与图乙的总功率比 故C符合题意，D不符合题意。故选C。 12．标有“6V 3.6W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示。若把这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端，则每只灯泡的实际功率为（　　） A．0.9W B．1.5W C．1.8W D．3.6W 【答案】B 【解析】两只完全相同的灯泡串联，灯泡的电阻相等，通过的电流相等，根据欧姆定律可知此时两只灯泡两端的电压相等。故把同种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端时，每只灯泡分得的电压都为3V，由图像可知此时通过灯泡的电流为0.5A。则每只灯泡的实际功率 故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 13．用电器在额定电压下工作时的电功率（或者说用电器正常工作时的电功率），叫做_____功率。用电器实际工作时的电功率叫______功率，电灯的亮度就取决于灯的_____功率。 【答案】额定；实际；实际。 【详解】不同用电器的额定电压是不同的，用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率。 用电器工作时其两端电压不一定等于额定电压，在实际电压下工作时的功率叫实际功率。 小灯泡的亮暗就是由灯泡的实际功率决定的，实际功率等于额定功率时，小灯泡发光正常。 14．一只灯泡上标有“220V 40W”的字样，“220V”表示_____________，“40W”表示_________，在家庭电路中工作10min，电流做功______焦。 【答案】额定电压，额定功率，24000。 【解析】“220V”表示灯泡的额定电压，“40W”表示额定功率， t=10min=600s，W=Pt=40W×600s=24000J . 15．家庭电路中，电键与所控制的电灯之间是 连接的；标有“220V  1000W”字样的电热水壶正常工作0.1小时，消耗电能 度。标有“220V  40W” 和“110V  40W” 的灯分别在额定电压下工作，他们的亮暗程度 （选填“相同”或“不同”）。 【答案】 串联 0.1 相同 【解析】家庭电路中，电键与所控制的电灯之间是串联的，可以控制灯所在电路的通断。 标有“220V 1000W”字样的电热水壶正常工作0.1小时，消耗电能为 标有“220V 40W” 和“110V 40W” 的灯，它们的额定功率相同，分别在额定电压下工作，则它们的实际功率都等于它们的额定功率，所以，他们的亮暗程度相同。 16．某同学为自己设计了一盏调光灯，其原理如图所示，已知灯L的规格为“6V   2W”（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的阻值范围为0～12Ω，电源电压恒为6V。求： （1）当S闭合，滑片滑至最左端后，灯丝中的电流； （2）灯L正常工作5min所消耗的电能； （3）闭合S，再将滑片从右向左移动，灯L发光最暗时的实际功率。 【答案】（1）0.33A；（2）600J；（3）0.72W 【解析】（1）已知灯L的规格为“6V  2W”（不考虑灯丝电阻的变化），电阻为 当S闭合，滑片滑至最左端后，电路中只有灯泡 （2）灯正常工作5分钟所消耗的电能 W=Pt=2W×5×60s=600J （3）闭合S，再将滑片从右向左移动，当滑片移到最右端时，电路电阻最大，电流最小 则灯泡最小功率 P=I小2R=(0.2A)2×18Ω=0.72W 17．（2024·江苏徐州）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样，R1、R2为定值电阻，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3∶1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4∶1，求： （1）灯泡L正常发光时的电阻； （2）开关都闭合时，R2的功率。 【答案】（1）12Ω （2）4W 【解析】（1）灯泡L正常发光时的电阻 （2）当S闭合，S1和S2断开时，灯泡和电阻R1串联，灯泡L正常发光，电路中的电流 通过灯泡和电阻R1的电流相等，L和R1的功率之比为3∶1，所以 R1=4Ω 电源电压 U=I(RL+R1)=0.5A×(12Ω+4Ω)=8V 当开关都闭合时，R1和R2并联，R1的功率 R1和R2功率之比为4∶1，R2功率 18. 如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。 (1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？ (2)发热电阻R1的阻值是多少？ (3)高温挡时应该闭合的开关是______，高温挡的电功率是多少？ (4)小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化） 【答案】 (1)2A (2)40Ω (3)S1、S2 1210W (4)200V 【解析】(1)只闭合S1时为低温挡，电功率为440W，由P=UI可得电路中的电流 (2)只闭合S1时，R1与R2串联，电烤箱处于低温挡，由可得，电路的总电阻 所以，电阻R1的阻值 (3)闭合开关S1、S2，只有电阻R1的简单电路，电路的总电阻较小，由P=可知电路的功率较大，处于高温档。高温挡的电功率 (4)电能表的表盘转25转，电流通过电烤箱做的电功 电烤箱的实际电功率为 实际电压为 19. 图甲为某电热饮水机，有加热和保温两挡功能，其简化电路如图乙所示，已知电热饮水机的额定保温功率为44W，R1的阻值为55Ω，求： （1）饮水机加热挡的功率； （2）R2的阻值； （3）保温时R1两端的电压。 【答案】（1）880W （2）1045Ω （3）11V 【解析】（1）当开关S和S0都闭合时，电路为R1的简单电路，电路总电阻最小，电路的总功率最大，为加热挡；当开关S闭合，S0断开时，R1、R2串联，电路电阻最大，为保温挡。饮水机加热挡的功率 （2）由可知，此时电路的总电阻 所以R2的阻值 （3）保温时，电路中的电流 由欧姆定律得，保温时R1两端的电压 三、测量电功率 20. 小明用如图所示的电路测量小灯泡的功率，该实验原理是： 。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在下表中。则小灯泡L的额定功率为 W，小灯泡的亮度由 决定。 实验序号 电压U/V 电流I/A 小灯泡的亮度 ① 3.0 0.28 较亮 ② 3.8 0.30 正常发光 ③ 4.2 0.32 过亮 【答案】 P=UI 1.14 实际功率 【解析】如图所示，用电流表测量通过小灯泡的电流，通过电压表测量小灯泡两端的电压，则根据P=UI可以测量出小灯泡的实际功率。 根据第②数据可知，小灯泡正常发光，小灯泡L的额定功率为 P=UI=3.8V×0.3A=1.14W 实际功率比较大时，相同的时间内，更多的电能转化为光能，小灯泡更亮，故小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定的。 21．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V（正常发光时的电阻约为9Ω）。 （1）图甲是小明连接的电路，请指出不妥之处： ； （2）重新连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，将数据及现象记录在表格中。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡的实际功率/W 小灯泡亮度 1 0.5 0.16 不亮 2 1.3 0.22 较暗 3 2.1 0.26 较亮 4 2.5 明亮 5 3.0 0.36 耀眼强光 ①实验多次测量的目的是 ； ②第4次实验时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；接下来要完成第5次实验，滑片应向 移动； ③通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，实际功率 ，小灯泡越亮； ④小聪发现表格中有一个电流数据有误，该数据是 ； （3）完成实验后，小明取一个阻值为的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。 ①闭合开关S，移动滑片P，直至电压表示数为 V； ②断开开关S，保持滑片P位置不变， ，再闭合开关，记录电压表示数； 小灯泡正常发光时的电阻 （用所测的量和已知量表示）。 【答案】（1）电流表选用的量程太大 （2） 得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律 0.7 右 越大 0.36 （3）2.5 将电压表改接在定值电阻两端 【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为9Ω，则小灯泡正常发光时通过的电流约为 由图甲可知，电流表选用0~3A量程，分度值为0.1A，则小灯泡正常发光时，电流表指针偏转角度过小，误差太大，故电流表选用量程太大了，应换用0~0.6A量程。 （2）①实验中多次改变小灯泡两端的电压，多次测量小灯泡的实际功率并比较其亮度，目的是得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律。 ②根据表格数据可知，第4次实验中，电压表示数即小灯泡两端电压等于其额定电压，则此时小灯泡的功率为其额定功率，由图乙可知，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，故电流表的示数为0.28A，则小灯泡的额定功率为 接下来要完成第5次实验，由表中数据可知，调节滑片使电压表示数由2.5V变为3.0V，电源电压不变，根据串联分压的规律可知，应减小滑动变阻器的阻值，滑片应向右移动。 ③分析表格数据可知，从第1次实验到第5次实验中，小灯泡的实际功率依次为、、、、，故小灯泡两端电压越来越大，实际功率越来越大，小灯泡的亮度越亮。 ④分析表格数据，根据可得，5次实验中小灯泡的电阻依次为、、、、，因为小灯泡越亮，灯丝温度越高，灯丝电阻随温度的升高而变大，所以第5次实验中电流数据0.36A有误。 （3）由图丙可知，定值电阻、小灯泡、滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端电压，实验目的是测量小灯泡正常发光时的电阻，因此应调节滑片，使小灯泡两端电压即电压表示数等于其额定电压2.5V。 小灯泡两端电压已知，根据可知，还需要测出通过小灯泡的电流，根据串联电路中电流处处相等可知，只需测出通过定值电阻的电流，因此将电压表改接在定值电阻两端，测出两端电压，则电路中的电流，小灯泡正常发光时的电阻为 22. 小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源为两节新干电池，滑动变阻器标有：“20Ω 1A”字样。 （1）本实验的实验原理是： ； （2）在电路中，滑动变阻器起到保护电路和 的作用； （3）闭合开关，小明观察到电压表示数为2V，为使小灯泡两端电压达到额定电压，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）调节。当小灯泡正常发光时，电流表示数如乙所示，该小灯泡的额定电功率为 W； 【答案】 （1） P=UI （2） 调节电压、改变电流 （3） B 0.8 【解析】（1）测量小灯泡的电功率的实验原理就是电功率的计算公式，即P=UI （2）在电路中，滑动变阻器起的作用有：保护电路、调节电压、改变电流。 （3）根据题意可知，电压表示数为2V，为使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V，灯泡两端电压要升高，电源电压不变，滑动变阻器两端电压要降低，其接入电路的阻值要变小，应将滑动变阻器的滑片P向B调节。 当小灯泡正常发光时，小灯泡的额定电压为2.5V；电流表示数如乙所示，量程是0到0.6A，分度值是0.02A，读数是0.32A；根据P=UI可知，该小灯泡的额定电功率为 P=UI=2.5V×0.32A=0.8W 23．小明做“测量小灯泡电功率”的实验，电路图如图甲所示。小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为6Ω。请你帮他完成下列内容： （1）根据图甲，请用笔划线代替导线完成图乙电路连接 ； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑至 （选填“A”或“B”）端； （3）闭合开关，移动滑片P至某一位置时，电压表的示数如图丙所示，则滑片P应向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V为止； （4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率是 W。 【答案】（1）见下图；（2）B；（3）A；（4）0.75 【解析】（1）根据电路图知将小灯泡、电流表、滑动变阻器串联在电路中，滑动变阻器采用一上一下接入电路，电路中的最大电流为 所以电流表选用小量程串联在电路中，由于电源为两节电池，所以电源电压为3V，电压表选用0~3V与灯泡并联，如下所示： （2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处，即B端。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V；灯在额定电压下正常发光，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A移动。 （4）由图丁知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W 四、动态电路的电功率（含最值及范围）问题 24. （2025安徽一模）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，电流表A1的示数逐渐变小，这一过程中（  ） A. 滑片P是向b端移动的 B. 电流表A的示数逐渐变小 C. 电压表V的示数逐渐变小 D. 电路的总功率变大 【答案】B 【解析】A．电流表A1的示数逐渐变小，说明R1电阻变大，滑片向a端移动，故A不符合题意； B．电流表A1的示数逐渐变小，干路电流变小，故B符合题意； C．电路是并联电路，电压表V的示数不变，故C不符合题意； D．干路电流变小，电压不变，电路的总功率变小，故D不符合题意。 25. （2025河南一模）烟雾报警器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，是一种技术先进、工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中。如图所示为烟雾报警器的模拟电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值随光照强度的减弱面增大，当电流表示数减小到某一值时，装置报警。开关S闭合后，当有烟雾遮挡射向R的激光时（    ） A．电流表的示数减小，电压表的示数减小 B．电压表与电流表的示数之比保持不变 C．增大R0阻值，可使R在更高光照度下报警 D．当有烟雾遮挡时，电路中的总功率变大 【答案】C 【解析】由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 ABD．因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以，当有烟雾遮挡射向R的激光时，R的阻值增大，电路中的总电阻增大，由可知，电路中的电流减小，即电流表的示数减小；R阻值变大，根据串联电路的分压规律可知，R两端电压变大，电压表示数变大；根据可知，电压表与电流表示数比值为R的阻值，所以比值变大；根据P=UI知电路中的总功率变小，故ABD不符合题意； C．报警电流一定，由可知，电源电压一定时，总电阻也一定，增大R0的阻值时，R在更小值时会发出报警信息，即可使装置在更高光照度下报警，故C符合题意。故选C。 26. 如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R的规格是“25　1A”，灯泡L上标有“2.5V　1.25W”的字样。若闭合开关S，在保证电路安全的情况下，忽略温度对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的电阻为2 B．电流表的示数变化范围是0.2~0.5A C．滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~25 D．电路消耗的最大总功率为2.7W 【答案】C 【解析】A．由电路图知，R与L串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流； 灯泡的阻值 故A错误； BC．由P=UI得灯泡的额定电流 串联电路各处电流相等，电流表量程选择“0~0.6A”， 所以电路允许通过的最大电流为I=IL=0.5A， 由串联分压原理可知，当电压表示数最大为2.5V时，滑动变阻器连入电路中的阻值最小， 串联电路总电压等于各部分电压之和，此时滑动变阻器两端的电压 UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V 滑动变阻器连入电路中的最小阻值 当滑动变阻器全部连入电路时，电路中电流最小，最小电流 电流表的示数变化范围是0.15~0.5A，滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~25Ω，故B错误，故C正确； D．电路消耗的最大总功率为 P=UI=4.5V×0.5A=2.25W 故D错误。 故选C。 27.（2025江苏连云港一模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R1、R2的滑片可移动的最大距离相等。开始时，R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间，开关闭合后，电路的总功率为0.4 W。若将R1的滑片向左移动3 cm，R2的滑片向右移动3 cm，电路的总功率变为0.3 W；若将R1、R2的滑片从正中间均向右移动3 cm，电路的总功率变为0.5 W。已知滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比，则滑动变阻器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比为（　　） A. 3∶1 B. 4∶1 C. 5∶1 D. 6∶1 【答案】B 【解析】设R1、R2的最大阻值分别为R1、R2，设两个变阻器滑片可移动的距离为acm，则滑片移动3cm时，其连入电路电阻的变化量为最大阻值的倍。 由公式可得R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间时 ……① 将R1的滑片由中间向左移动3 cm，R2的滑片由中间向右移动3 cm时 ……② 将R1、R2的滑片从正中间均向右移动3 cm时 ……③ ①:②可得a=18cm 将a=18cm分别代入②与③中，将两式相除，整理得R1:R2=4:1 选项A、C、D错误，不符合题意；选项B正确，符合题意 28.（2025山东威海一模） 如图所示电路，定值电阻为，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A，当滑动变阻器的滑片P在最右端时，先闭合开关S，电流表示数为0.1A，再闭合开关，电流表示数为0.2A，在保证电路元件安全的条件下，将滑动变阻器的滑片向左最大范围移动。下列说法正确的是（　　） A. 电源电压为8V B. 滑动变阻器连入电路的阻值范围是~ C. 定值电阻的功率为0.8W D. 通电1min，整个电路消耗的电能最多为120J 【答案】BD 【解析】A．由图可知，闭合开关S，电阻R0的简单电路，电流表测量通过R0的电流，电源电压 U=I0R0=0.1A×40Ω=4V 故A错误； B．再闭合开关S1，变阻器连入电路的电阻最大，变阻器和电阻R0并联，电流表测量干路中的电流，由并联电路的特点可知通过R0的电流不变，为0.1A，通过变阻器的电流 I滑=I-I0=0.2A-0.1A=0.1A 变阻器的最大阻值 滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A，变阻器的最小阻值 所以滑动变阻器连入电路的阻值范围是40Ω~10Ω，故B正确； C．定值电阻的功率为 故C错误； D．滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A，通过变阻器的最大电流是0.4A，干路中最大电流 I大=I0+I滑大=0.1A+0.4A=0.5A 通电1min，整个电路消耗的最大电能 W=UI大t=4V×0.5A×60s=120J 故D正确。故选BD。 五、含有图像的电学计算问题 29. 如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。则当电压表示数为6V时，滑动变阻器的电功率为 W。 【答案】3 【解析】由图甲知道，定值电阻R和滑动变阻器串联，电压表测定值电阻R两端的电压，电流表测电路中的电流；当变阻器的滑片P在a端时，电路中只有定值电阻R，此时电路中电流最大，电压表测电源电压，则由图乙知道，电路中电流最大为1.5A，此时电压表的示数为9V，则电源电压U=9V，由欧姆定律知道，定值电阻的阻值 串联电路中电流处处相等，当电压表示数为6V时，电路中的电流为 由串联电路的电压特点知道 ，此时滑动变阻器两端的电压为 则此时滑动变阻器的电功率为 30.如图甲所示电路中，电源电压保持不变，灯泡L的I-U图象如图乙所示。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数是2V，电流表的示数是I1；当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，电流表的示数是I2；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3V，电流表的示数是I3。已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1。当滑片P在最左端时，通过开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是（ ） A. 7.2W B. 8.1w C. 9.0W D. 9.9W 【答案】B 【解析】当滑片P在最左端时，通过开关通断，要使电路消耗的功率最大，根据公式可得，整个电路电阻应最小，当闭合开关S1、S2、S3时，电阻、并联后与电灯泡再并联，此时电路总电阻最小； 当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电路为、串联的简单电路，电压表测电压，电流表的示数是I1，此时有 当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电路为、灯泡串联的简单电路，电压表测灯泡电压，电压表的示数是3V，电流表的示数是I3，根据乙图可知，I3=0.3A，此时有 已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1，则 联立上面方程可求出U=6V 当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，此时电路为、并联的电路，电流表的示数是I2，则有 整个电路电阻应最小，当闭合开关S1、S2、S3时，电阻、并联后与电灯泡再并联，由乙图，此时灯泡电压为6V，可算出灯泡电阻为 电路总电阻 此时电路消耗的最小功率为 故ACD不符合题意，B符合题意。 31.如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是（　　） A．电源电压为9V B．滑动变阻器的最大阻值为14Ω C．小灯泡的额定功率为8W D．电路总功率的变化范围为8W～12W 【答案】B 【解析】由电路图可知，灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，电压表V1测L与R0两端的电压之和，电压表V2测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）当滑片位于最左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电路的总功率最大，两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压， 由图乙可知，电路中的最大电流I大＝1.0A，电压表V2的示数U0＝6V，电压表V1的示数为12V，即电源的电压U＝12V，故A错误； 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时灯泡两端的电压： UL＝U﹣U0＝12V﹣6V＝6V， 因此时小灯泡恰好正常发光， 所以，灯泡的额定功率： PL＝ULI大＝6V×1.0A＝6W，故C错误； 电路的最大总功率： P大＝UI大＝12V×1.0A＝12W； （2）当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电路的总功率最小， 由图象可知，电路中的最小电流I小＝0.5A，电压表V1的示数UV1＝5V， 此时滑动变阻器两端的电压： UR＝U﹣UV1＝12V﹣5V＝7V， 由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值： R＝＝＝14Ω，故B正确； 电路的最小总功率： P小＝UI小＝12V×0.5A＝6W， 则电路总功率的变化范围是6W～12W，故D错误。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$