第13讲 电功和电功率（二）（基础版）（五大题型）--2025～2026学年九年级上册物理人教版周末查漏补缺

你需要的是一直变好，而不是一直后悔。 第13讲 电功和电功率（二）（基础版） 考情揭秘 素养点击 基本考察点 电功率在动态电路中的应用、测量小灯泡电功率实验；探究电流与电压和电阻的关系 1. 掌握电功率在电路中的动态分析、计算和范围求解； 2. 掌握测量小灯泡电阻和电功率的实验； 3. 掌握焦耳定律在实验中的应用。 热点及难点 电功率的动态分析和范围计算 题型及难度 填空题、实验题和计算题 中考中地位 主要以押题填空题、实验题和计算题出现，分值偏高，难度偏大。 知识梳理·题型预览 题型1：动态电路中电功率的变化分析 题型2：动态电路中电功率的简单计算 题型3：动态电路中电功率的范围计算 题型4：测量小灯泡的电功率实验 题型5：焦耳定律实验探究 知识点1：串并联电路的规律 1. 串并联电路的规律 串联电路 并联电路 电路图 电流关系 电压关系 电阻关系 （并的越多，总电阻反而越。小，并且总电阻小于任意支路电阻）只有R1和R2并联时， 若 比例关系 ；(分压原理) ；(分流原理) 知识点2：电功和电功率 1. 电功和电功率 电功 电功率 焦耳定律（电热） 物理意义 电流做功的多少 电流做功的快慢 电流产生的热 公式 (纯+非) (纯+非) (纯+非) 推导公式 （纯） （纯） （纯） 经典好题 题型1：动态电路中电功率的变化分析 【典例1】某物理兴趣小组自制肺活量比较装置如图。吹气时，气球胀大，滑片水平上移。图中甲、乙均为电流表或电压表，通过电表示数变化即可判断出肺活量的大小。下列说法正确的是（　　）    A．图中甲为电压表、乙为电流表 B．吹气时，R0接入电路中电阻变大 C．肺活量越大，乙电表示数越大 D．肺活量越小，电路的总功率越小 【变式1-1】如图所示，滑动变阻器的滑片从右端向左端滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数不变，总功率变小 B．电流表的示数变大，总功率变大 C．电压表示数变大，灯泡的亮度变暗 D．电流表示数变大，灯泡的亮度变暗 【变式1-2】如图所示的电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，V1的示数 ，电路的总功率 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 题型2：动态电路中电功率的简单计算 【典例2】在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1=8，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN同电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器取2和8时电功率相同，则以下说法正确的有（    ） A．电源电压为 B．电流表的最小示数为 C．电压表的最大示数为 D．总功率的最大值为 【变式2-1】（多选）如图所示电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时，小灯泡正常发光。若已知滑动变阻器R的规格是“15Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（不考虑灯泡电阻随温度的变化），电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，要保证电路安全。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为2.5V B．电路消耗的最大功率2W C．小灯泡的最小功率为0 D．电流表的示数变化范围0.2A~0.5A 【变式2-2】如图，甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像，灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S时，小灯泡L的实际功率为1W，则此时小灯泡L的电阻为 Ω。如果再闭合开关S1时，此时电流表中电流为 A，电路总功率为 W。 题型3：动态电路中电功率的范围计算 【典例3】如图甲所示，已知电流表的量程为，电压表的量程为，滑动变阻器的规格为“；0.5A”闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法中正确的是（　　） A．电源电压为9V B．R1的阻值为 C．滑动变阻器的取值范围是 D．电路总功率最小为1W 【变式3-1】（多选）如图所示，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为“0﹣0.6A”，电压表的量程为“0﹣3V”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（设灯丝电阻不变），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中，下列正确的是（　　） A．电流表的示数最大为0.5A B．滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω C．灯泡消耗的最小功率为1.25W D．电路消耗的最大功率为10W 【变式3-2】如图，标有“6V 3W”字样的小灯泡与最大阻值为28Ω的变阻器串联在电路中（不考虑灯丝电阻的变化），灯的电阻是 Ω；当变阻器连入电路中的电阻为8Ω时，灯正常发光，则电源电压是 V；调节滑动变阻器，灯泡的最小功率是 W。    题型4：测量小灯泡的电功率实验 【典例4】如图所示是小明同学测量“小灯泡电功率”的实验，已知电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 端； （2）小明连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，则电路的故障可能是小灯泡 ； （3）排除故障后，小明移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 端移动，使电压表的示数为2.5V； （4）小明多次移动滑片P，记下对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率为 W； （5）小明通过实验比较当小灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，则P1 P2。 【变式4-1】在“测小灯泡电功率实验”中，小灯泡L1额定电压为2.5V。 （1）图甲是小明测定小灯泡L1额定功率的实物电路图，请你用笔画线代替导线帮他补充完整，要求：滑动变阻器的滑片P向左移时，灯泡发光变暗 ； （2）闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表示数为1.5V；若使小灯泡L1正常发光，应将移动滑片向 （选填“A”或“B”）端移动；当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为 W； （3）仅用该实验装置中的器材，以下探究活动能够完成的个数是 ； ①测量小灯泡的电阻；②探究串联电路电流的特点；③探究串联电路电压的特点 A．0个　　B．1个　　C．2个　　D．3个 （4）为测量额定电流为I0的小灯泡L2的额定功率，小明又设计了如图丙所示的电路，电源电压U电不变，实验步骤如下： ①闭合开关 （选填“S1”或“S1、S2”），移动滑动变阻器的滑片，使 ； ②再 （选填“闭合”或“断开”）开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表的示数I； ③小灯泡L2额定功率的表达式为P额＝ （用U电、I0、I表示）。 题型5：焦耳定律实验探究 【典例5】利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”，烧瓶中铜丝电阻小于镍铬合金丝电阻。 （1）实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察 反映出来的； （2）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为 ； （3）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 的电阻丝，就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。若闭合开关后一段时间，发现B瓶中的温度变化大，则说明 瓶中液体的比热容较大。 【变式5-1】如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。（乙装置中左端的电阻为，右端容器内的电阻为，容器外的电阻为。） （1）如图甲，两个容器中的电阻丝串联的目的是使通过两个电阻丝的 相同。该装置可用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系；通电一段时间后，与 （选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差大； （2）用U形管中液面的高度差来反映两容器内电阻丝放出热量的多少，应用的实验方法是 ； （3）采用图乙所示实验装置，可以得出结论：在电阻和通电时间相同时， 越大，产生的热量越 （选填“多”或“少”）； （4）如果乙装置中发生了断路，保证通电时间相同，与断路前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 课后提升·查漏补缺 1．如图所示，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动．关于该过程，下列说法中正确的是（　） A．电流表A1的示数变小，灯泡的亮度不变 B．电压表V的示数不变，灯泡的亮度变暗 C．整个电路的总功率变大 D．电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变小 2．如图所示的四个电路图中，电源电压相同，各开关都闭合后，电路功率最小的是（　　） A．B．C．D． 3．如图所示，电源电压不变，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从中点向右滑动，关于该过程，下列说法中正确的是（　　） A．整个电路的总功率变大 B．电压表的示数不变，灯泡的亮度变暗 C．电流表的示数变小，灯泡的亮度不变 D．电流表的示数与电流表的示数的比值变小 二、填空题 4．如图所示，电源电压一定，滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的I-U图像如图乙所示。当通过灯泡的电流为1A时，灯泡正常发光，则灯泡的额定功率为 W，电源电压为 V，滑动变阻器的最大阻值为 Ω。 5．如图所示，电源电压U=18V，当滑动变阻器的滑片P移至最左端时，小灯泡L正常发光，电流表的示数为0.6A；当滑片Р移至中点时，电流表的示数变为0.3A，则小灯泡的额定功率为 W。滑动变阻器的最大阻值为 Ω（ 小灯泡电阻不随温度变化）。 6．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片P时，电压表的示数将 ；若移动过程中，电压表的示数变化范围为3V~6V，电流表示数变化了0.3A，则电阻R2电功率的变化范围是 W。 7．如图所示，电源电压为12 V，定值电阻R1为12 Ω，滑动变阻器R2标有“50 Ω　1 A”字样，电流表A1量程为0~3 A，A2量程为0~0.6 A。当滑动变阻器的滑片在中点时，通过滑动变阻器的电流为 A；在滑片移动过程中，电路的最大功率为 W。 8．小李在探究“电流跟电阻关系”的实验中，设计电路图如图甲所示，使用的电源电压恒为6V： (1)请根据图甲用笔画线代替导线将图乙所示实物图连接完整（导线不允许交叉）； ( ) (2)连接好电路后，闭合开关，小李发现无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为0，电压表示数超出量程，则电路中出现的故障可能是 ； (3)排除电路故障后，他多次更换不同阻值的电阻R，调节滑动变阻器使 ，实验数据记录如下表。若他选用的滑动变阻器是R1“10Ω 1.0A”，R2“20Ω 2A”和R3“50Ω 1.0A”三种之一，则一定是 ；（选填“R1”、“R2”、“R3”） 实验次数 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12 (4)分析表中数据得到的结论是 ； (5)小李又想测量标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率，他设计了如图丙所示的电路，定值电阻R。阻值已知。请你完成下列实验步骤： ①闭合开关S， ； ②保持滑片P的位置不变，将开关S1拨到另一触点，此时电压表的示数为U2，小灯泡的额定功率的表达式P额= 。（用测量量和已知量的字母表示） 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $你需要的是一直变好，而不是一直后悔。 第13讲 电功和电功率（二）（基础版） 考情揭秘 素养点击 基本考察点 电功率在动态电路中的应用、测量小灯泡电功率实验；探究电流与电压和电阻的关系 1. 掌握电功率在电路中的动态分析、计算和范围求解； 2. 掌握测量小灯泡电阻和电功率的实验； 3. 掌握焦耳定律在实验中的应用。 热点及难点 电功率的动态分析和范围计算 题型及难度 填空题、实验题和计算题 中考中地位 主要以押题填空题、实验题和计算题出现，分值偏高，难度偏大。 知识梳理·题型预览 题型1：动态电路中电功率的变化分析 题型2：动态电路中电功率的简单计算 题型3：动态电路中电功率的范围计算 题型4：测量小灯泡的电功率实验 题型5：焦耳定律实验探究 知识点1：串并联电路的规律 1. 串并联电路的规律 串联电路 并联电路 电路图 电流关系 电压关系 电阻关系 （并的越多，总电阻反而越。小，并且总电阻小于任意支路电阻）只有R1和R2并联时， 若 比例关系 ；(分压原理) ；(分流原理) 知识点2：电功和电功率 1. 电功和电功率 电功 电功率 焦耳定律（电热） 物理意义 电流做功的多少 电流做功的快慢 电流产生的热 公式 (纯+非) (纯+非) (纯+非) 推导公式 （纯） （纯） （纯） 经典好题 题型1：动态电路中电功率的变化分析 【典例1】某物理兴趣小组自制肺活量比较装置如图。吹气时，气球胀大，滑片水平上移。图中甲、乙均为电流表或电压表，通过电表示数变化即可判断出肺活量的大小。下列说法正确的是（　　）    A．图中甲为电压表、乙为电流表 B．吹气时，R0接入电路中电阻变大 C．肺活量越大，乙电表示数越大 D．肺活量越小，电路的总功率越小 【答案】D 【详解】A．由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R0串联；电表甲与R0并联，为电压表，电表乙串联在电路中，为电流表，测量电路中的电流； BCD．由题知，吹气时，气球胀大，隔板向上运动，带动滑片向上移动，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；根据可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大；根据可知，R1两端的电压变大，因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，所以R0两端的电压变小，即电压表示数变小；同理可知，肺活量越小，电路中的电流变小，根据可知，总功率变小； 综上所述，D正确。 故选D。 【变式1-1】如图所示，滑动变阻器的滑片从右端向左端滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数不变，总功率变小 B．电流表的示数变大，总功率变大 C．电压表示数变大，灯泡的亮度变暗 D．电流表示数变大，灯泡的亮度变暗 【答案】A 【详解】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测的是电源电压，电流表测电路中的电流；当滑动变阻器的滑片从右端向左端滑动的过程中，其接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大。由于电源电压不变，因此电压表示数不变；由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；根据P=UI可知，总功率变小；由U=IR和P=UI可知，灯泡两端的电压变小，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗。故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式1-2】如图所示的电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，V1的示数 ，电路的总功率 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 减小 增大 【详解】[1][2]由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，R1接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，由可知，R2两端的电压变大，即电压表V2的示数变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，综上可知，示数减小的电表是V1；电源电压不变，电路中的电流变大，由可知，电路的总功率增大。 题型2：动态电路中电功率的简单计算 【典例2】在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1=8，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN同电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器取2和8时电功率相同，则以下说法正确的有（    ） A．电源电压为 B．电流表的最小示数为 C．电压表的最大示数为 D．总功率的最大值为 【答案】D 【详解】由图乙可知，变阻器取2和8时电功率相同，则=， 即===，得== 即==，解得=4 由图乙得2=2W，得U=6V 电路中电阻最大，电流最小===0.5A，电压表的最大示数为==8=4V 电路中的最大电流I===A，总功率的最大值为P=UI=6VA=9W 综上所述ABC错误。D正确。 故选D。 【变式2-1】（多选）如图所示电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时，小灯泡正常发光。若已知滑动变阻器R的规格是“15Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（不考虑灯泡电阻随温度的变化），电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，要保证电路安全。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为2.5V B．电路消耗的最大功率2W C．小灯泡的最小功率为0 D．电流表的示数变化范围0.2A~0.5A 【答案】BD 【详解】由图可知：灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡的电压，电流表测串联电路的电流。 A．由可得，灯泡的额定电流 由于滑动变阻器允许的最大电流为1A，电流表的量程为0~0.6A，所以电路的最大电流为0.5A，由可得，滑动变阻器两端的电压 因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压，故A错误； B．电路消耗的最大功率，故B正确； C．灯泡的电阻 已知电压表量程为0~3V，则当电压表示数为3V时，滑动变阻器连入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，因串联电路的总电压等于各分电阻的两端电压之和，所以灯泡两端的电压 电路中的最小电流 滑动变阻器连入电路的电阻 灯泡的最小功率 故C错误； D．由于电流表测量电路中电流，所以电流表的示数变化范围0.2A~0.5A，故D正确。 故选BD。 【变式2-2】如图，甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像，灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S时，小灯泡L的实际功率为1W，则此时小灯泡L的电阻为 Ω。如果再闭合开关S1时，此时电流表中电流为 A，电路总功率为 W。 【答案】 4 0.7 1.4 【详解】[1]只闭合S时，电路为小灯泡的简单电路，L的实际功率为1W，在甲图灯L的图像上找符合、乘积为1W的对应点可得， 故电源电压 由可得，小灯泡L的电阻 [2]如果再闭合开关S1，小灯泡L和电阻R并联，电流表测干路中的电流，因并联电路两端电压相等，所以R两端的电压等于2V，由图甲可知，此时通过R的电流为0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流 [3]则电路消耗的总功率 题型3：动态电路中电功率的范围计算 【典例3】如图甲所示，已知电流表的量程为，电压表的量程为，滑动变阻器的规格为“；0.5A”闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法中正确的是（　　） A．电源电压为9V B．R1的阻值为 C．滑动变阻器的取值范围是 D．电路总功率最小为1W 【答案】C 【详解】AB．由甲图可知，R1与R2串联，电压表测R2电压，根据串联电路特点，由图乙信息可知 ， 由①②解得， 故AB错误； CD．由滑动变阻器R2的规格为“50Ω 0.5A”可知，当移动滑片使电流表示数达到 时，变阻器接入电路的电阻最小，由可得，此时电路的总功率最大 根据串联电路的分压特点，变阻器接入电路的电阻越大，其两端电压越高，由于电源电压小于电压表的所用量程的最大值，故变阻器接入电路的最大值为其本身的最大值，即 此时电路的总电阻 则 由上可知，变阻器的阻值范围为2Ω~ 50Ω，电路总功率最小为0.6W，故C正确，D错误。 故选C。 【变式3-1】（多选）如图所示，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为“0﹣0.6A”，电压表的量程为“0﹣3V”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（设灯丝电阻不变），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中，下列正确的是（　　） A．电流表的示数最大为0.5A B．滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω C．灯泡消耗的最小功率为1.25W D．电路消耗的最大功率为10W 【答案】AB 【详解】A．灯泡允许通过的最大电流为 串联电路电流相等，所以电路中最大电流为0.5A，故A正确； B．灯泡两端最大电压为2.5V，此时滑动变阻器的电压 滑动变阻器的最小阻值 故B正确； C．当滑动变阻器连入电路阻值最大时，灯泡的功率最小，灯泡的电阻 灯泡最小功率 故C错误； D．电路消耗的最大功率 故D错误。 故选AB。 【变式3-2】如图，标有“6V 3W”字样的小灯泡与最大阻值为28Ω的变阻器串联在电路中（不考虑灯丝电阻的变化），灯的电阻是 Ω；当变阻器连入电路中的电阻为8Ω时，灯正常发光，则电源电压是 V；调节滑动变阻器，灯泡的最小功率是 W。    【答案】 12 10 0.75 【详解】[1]根据可得灯泡的电阻 [2]因为灯泡正常发光，且小灯泡与滑动变阻器串联，所以电路中的电流 灯泡两端的电压UL=6V，滑动变阻器两端的电压U滑=I滑R滑=0.5A×8Ω=4V   电源的电压U=UL+U滑=6V+4V=10V [3]当滑动变阻器滑片移到最右端时，Rmax=28Ω，此时电路中电阻最大，最大电阻R总=Rmax+RL=28Ω+12Ω=40Ω 此时电路中电流最小，则最小电流 灯泡两端的电压U´L=IminRL=0.25A×12Ω=3V 此时灯泡的电功率最小P´L=U´LImin=3V×0.25A=0.75W 题型4：测量小灯泡的电功率实验 【典例4】如图所示是小明同学测量“小灯泡电功率”的实验，已知电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 端； （2）小明连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，则电路的故障可能是小灯泡 ； （3）排除故障后，小明移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 端移动，使电压表的示数为2.5V； （4）小明多次移动滑片P，记下对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率为 W； （5）小明通过实验比较当小灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，则P1 P2。 【答案】 A 短路 2.2 B 0.5 ＞ 【详解】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，即A端。 （2）[2]小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即电路的故障可能是小灯泡短路。 （3）[3][4]电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，若他想测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将图甲中滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V。 （4）[5]由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，则小灯泡额定功率为 PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W （5）[6]当小灯泡的实际电压是额定电压一半时，由图丙可知此时的电压值为1.25V，对应的电流约为0.125A，此时灯泡的电功率为P1＝U1I1＝1.25V×0.125A＝0.15625W 当小灯泡的实际电流是额定电流一半时，此时的电流为0.1A，由图丙可知此时的电压值约为1V，此时灯泡的电功率为P2＝U2I2＝1V×0.1A＝0.1W，所以P1＞P2 【变式4-1】在“测小灯泡电功率实验”中，小灯泡L1额定电压为2.5V。 （1）图甲是小明测定小灯泡L1额定功率的实物电路图，请你用笔画线代替导线帮他补充完整，要求：滑动变阻器的滑片P向左移时，灯泡发光变暗 ； （2）闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表示数为1.5V；若使小灯泡L1正常发光，应将移动滑片向 （选填“A”或“B”）端移动；当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为 W； （3）仅用该实验装置中的器材，以下探究活动能够完成的个数是 ； ①测量小灯泡的电阻；②探究串联电路电流的特点；③探究串联电路电压的特点 A．0个　　B．1个　　C．2个　　D．3个 （4）为测量额定电流为I0的小灯泡L2的额定功率，小明又设计了如图丙所示的电路，电源电压U电不变，实验步骤如下： ①闭合开关 （选填“S1”或“S1、S2”），移动滑动变阻器的滑片，使 ； ②再 （选填“闭合”或“断开”）开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表的示数I； ③小灯泡L2额定功率的表达式为P额＝ （用U电、I0、I表示）。 【答案】 B 0.65 D S1 电流表示数为I0 闭合 【详解】（1）[1]滑动变阻器的滑片P向左移时，灯泡发光变暗，即电流变小电阻变大，故变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联，由图乙知，电流表选用小量程与灯串联，如下所示： （2）[2]灯在额定电压下正常发光，示数为1.5V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B端移动，直到电压表示数为额定电压。 [3]当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，灯在额定电压下的电流为0.26A，则小灯泡的额定功率为 （3）[4]①由可知，电压表测出电压，电流表测出电流，可测量小灯泡的电阻，故①能完成； ②将电流分别串联在电路不同处，可探究串联电路电流的特点，故②能完成； ③分别将电压表并联在各用电器两端，可探究串联电路电压的特点，故③能完成。 故选D。 （4）①[5][6]闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I0。 ②[7]再闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置，读出电流表的示数I。 ③[8]图丙中，只闭合开关S1，移动滑片P，使电流表的示数为额定电流为I0，此时灯泡正常发光；再闭合开关S2，灯短路，电路为变阻器的简单电路，不移动滑片P位置，记下电流表示数为I，由欧姆定律，则此时滑动变阻器的阻值 在第一次操作中，根据欧姆定律，则灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压 根据串联电路电压的规律，灯泡的额定电压 则灯泡的额定功率 题型5：焦耳定律实验探究 【典例5】利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”，烧瓶中铜丝电阻小于镍铬合金丝电阻。 （1）实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察 反映出来的； （2）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为 ； （3）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 的电阻丝，就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。若闭合开关后一段时间，发现B瓶中的温度变化大，则说明 瓶中液体的比热容较大。 【答案】 温度计示数的变化 煤油的比热容小，煤油温度升高明显 相同 A 【详解】（1）[1]根据转换法，实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察温度计示数的变化反映出来的。 （2）[2]为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容小于水的比热容，初温和质量相同的水和煤油吸热相同，根据可知，煤油温度升高得明显。 （3）[3]串联电路各处的电流相等，通过时间也相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值相同的电阻丝，可控制相同时间不同液体吸热相同，根据比较温度的变化就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。 [4]若闭合开关后一段时间，发现B瓶中的温度变化大，根据比较吸热能力的方法，则A瓶中液体的比热容大于B瓶中液体的比热容。 【变式5-1】如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。（乙装置中左端的电阻为，右端容器内的电阻为，容器外的电阻为。） （1）如图甲，两个容器中的电阻丝串联的目的是使通过两个电阻丝的 相同。该装置可用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系；通电一段时间后，与 （选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差大； （2）用U形管中液面的高度差来反映两容器内电阻丝放出热量的多少，应用的实验方法是 ； （3）采用图乙所示实验装置，可以得出结论：在电阻和通电时间相同时， 越大，产生的热量越 （选填“多”或“少”）； （4）如果乙装置中发生了断路，保证通电时间相同，与断路前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 电流和通电时间 电阻 右 转换法 电流 多 变小 【详解】（1）[1][2]由图甲可知，左右容器内的电阻丝串联，通过它们的电流和通电时间相同，两电阻阻值不同，可以探究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系。 [3]由焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多，所以与右侧容器相连的U形管中液面的高度差大。 （2）[4]电流通过导体产生的热量不易观察，但容器内空气温度升高时，空气体积膨胀，推动U形管中的液体上升，从而用U形管中左右液面的高度差来显示，这是转换法。 （3）[5][6]由图乙可知，右边容器内的电阻丝与容器外的电阻丝并联后，再与左边容器内的电阻丝串联，左右容器内的电阻丝阻值和通电时间相同，但通过左侧电阻丝的电流比通过右侧电阻丝的电流大，由控制变量法可知，控制不变的物理是电阻丝的阻值和通电时间，改变的物理量是通过它们的电流，所以是探究电流产生的热量与电流大小的关系，多次实验，均发现左侧U形管液面高度差较大，由此得到的结论是：导体电阻相同时，通过导体的电流越大，相同时间内产生的热量越多。 （4）[7]当乙装置中发生了断路时，电路中只有和串联，此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据焦耳定律（）可知，在相同时间内，电阻丝产生热量变小，与之前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将变小。 课后提升·查漏补缺 1．如图所示，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动．关于该过程，下列说法中正确的是（　） A．电流表A1的示数变小，灯泡的亮度不变 B．电压表V的示数不变，灯泡的亮度变暗 C．整个电路的总功率变大 D．电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变小 【答案】A 【详解】A．由电路图可知，灯泡L与变阻器R并联，电流表A1测R支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压．因电源电压不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动时，接入电路中的电阻变大，由I=可知，通过R的电流变小，即电流表A1的示数变小，故A正确； B．滑片移动时，通过灯泡L的电流不变，灯泡的亮暗不变，故B错误； C．由P＝UI可知，电压不变，电流减小，整个电路的总功率变小，故C错误． D．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表A2的示数变小，则电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大，故D错误； 2．如图所示的四个电路图中，电源电压相同，各开关都闭合后，电路功率最小的是（　　） A．B．C．D． 【答案】D 【详解】图A开关都闭合后，电路为并联电路；图B开关都闭合后，电路也为并联电路；图C开关都闭合后，灯L2被开关S1短路，电路为只有L1的简单电路；图D开关都闭合后，电路为串联电路。根据可知，图D中电阻最大，功率最小。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．如图所示，电源电压不变，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从中点向右滑动，关于该过程，下列说法中正确的是（　　） A．整个电路的总功率变大 B．电压表的示数不变，灯泡的亮度变暗 C．电流表的示数变小，灯泡的亮度不变 D．电流表的示数与电流表的示数的比值变小 【答案】C 【详解】ABC．由电路图可知，灯泡L与变阻器R并联，电流表A1测R支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压。因电源电压不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过灯泡L的电流不变，灯泡的亮暗不变，将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动时，接入电路中的电阻变大，由可知，通过R的电流变小，即电流表A1的示数变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表A2的示数变小，由P=UI可知，整个电路的总功率变小，故C正确，AB错误； D．电压表V的示数不变，电流表A2的示数变小，电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大，故D错误。 故选C。 二、填空题 4．如图所示，电源电压一定，滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的I-U图像如图乙所示。当通过灯泡的电流为1A时，灯泡正常发光，则灯泡的额定功率为 W，电源电压为 V，滑动变阻器的最大阻值为 Ω。 【答案】 8 8 11 【详解】[1]由题知，当灯的电流为1A时，灯正常发光，由图象可知，此时灯泡两端的电压为8V，则灯泡的额定功率P==8V×1A=8W [2]由电路图知，滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，电路为灯泡的简单电路，此时电路中电阻最小，电流最大为1A，灯泡两端的电压为8V，则电源电压U=UL=8V [3]当滑片位于右端时，灯泡和变阻器的最大阻值串联，电路中电阻最大，电流最小，由图象可知，此时 =2.5V， =0.5A 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 =8V2.5V=5.5V 由Ⅰ=可得，滑动变阻器的最大阻值==11Ω 5．如图所示，电源电压U=18V，当滑动变阻器的滑片P移至最左端时，小灯泡L正常发光，电流表的示数为0.6A；当滑片Р移至中点时，电流表的示数变为0.3A，则小灯泡的额定功率为 W。滑动变阻器的最大阻值为 Ω（ 小灯泡电阻不随温度变化）。 【答案】 10.8 60 【详解】[1]滑片P滑到最左端，灯L接在电源两端正常发光 U额=18V，I额=0.6A P额=U额I额=18V×0.6A=10.8W [2]滑片P滑到中点时，R中=R 且R中与灯L串联，RL===30Ω U总=18V I总=0.3A R总===60Ω R总=RL+R 则R=2(R总−RL)=2×(60Ω−30Ω)=60Ω 6．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片P时，电压表的示数将 ；若移动过程中，电压表的示数变化范围为3V~6V，电流表示数变化了0.3A，则电阻R2电功率的变化范围是 W。 【答案】 变大 0.9W~3.6W 【详解】[1]由电路图可知，、串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片时，接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由可得，电路中的电流变大，两端的电压变大，则电压表的示数变大； [2]当电压表的示数变化范围为时，电流表示数变化了，则 所以，电阻的阻值 当和时，电阻电功率分别为， 则电阻电功率的变化范围是。 7．如图所示，电源电压为12 V，定值电阻R1为12 Ω，滑动变阻器R2标有“50 Ω　1 A”字样，电流表A1量程为0~3 A，A2量程为0~0.6 A。当滑动变阻器的滑片在中点时，通过滑动变阻器的电流为 A；在滑片移动过程中，电路的最大功率为 W。 【答案】 0.48 19.2 【详解】[1]当滑动变阻器的滑片在中点时R2=×50Ω=25Ω 通过滑动变阻器的电流I2==0.48A [2]定值电阻R1消耗的功率P1==12W 由题意可知，当通过R2的电流为0.6A时，R2消耗的功率是最大的P2=UI2′=12V×0.6A=7.2W 则电路消耗的最大功率P=P1+P2=12W+7.2W=19.2W 8．小李在探究“电流跟电阻关系”的实验中，设计电路图如图甲所示，使用的电源电压恒为6V： (1)请根据图甲用笔画线代替导线将图乙所示实物图连接完整（导线不允许交叉）； ( ) (2)连接好电路后，闭合开关，小李发现无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为0，电压表示数超出量程，则电路中出现的故障可能是 ； (3)排除电路故障后，他多次更换不同阻值的电阻R，调节滑动变阻器使 ，实验数据记录如下表。若他选用的滑动变阻器是R1“10Ω 1.0A”，R2“20Ω 2A”和R3“50Ω 1.0A”三种之一，则一定是 ；（选填“R1”、“R2”、“R3”） 实验次数 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12 (4)分析表中数据得到的结论是 ； (5)小李又想测量标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率，他设计了如图丙所示的电路，定值电阻R。阻值已知。请你完成下列实验步骤： ①闭合开关S， ； ②保持滑片P的位置不变，将开关S1拨到另一触点，此时电压表的示数为U2，小灯泡的额定功率的表达式P额= 。（用测量量和已知量的字母表示） 【答案】 电阻R断路 电压表示数保持不变 R3 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 将S1拨到a，移动滑片P，使电压表的示数为U1=2.5V 【详解】(1)[1]滑动变阻器采用“一上一下”的接法，题目下面的接线柱已经接好了，上面两个接线柱，任选一个即可。由电路图可知，电压表测得是定值电阻两端的电压，如图所示： (2)[2]连接好电路后，闭合开关，小李发现无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为0，说明电路中没有电流，电路处于断路状态，电压表示数超出量程，测电源电压，则电阻R断路。 (3)[3][4]探究电流跟电阻关系，需要控制电压不变，改变电阻，故调节滑动变阻器使电压表示数保持不变。根据表格可知，在保持电阻R两端的电压为3V，则当定值电阻选时， 滑动变阻器的电阻，故只有R3符合题意。 (4)[5]分析数据，得出结论，电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 (5)[6][7]测量定值电阻，闭合开关S，将S1拨到a，移动滑片P，使电压表的示数为U1=2.5V，此时电压表测灯泡两端的电压；保持滑片P的位置不变，将开关S1拨到另一触点，此时电压表的示数为U2，电压表测灯L、R0两端的电压，灯泡的额定功率 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $