第13讲 电功和电功率（二）（提高版）（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）（提高版） 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) 经典好题 题型1：动态电路中电功率的变化分析 【典例1】巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，电源电压保持不变，当闭合后，使滑片P向左滑动过程中：（    ） A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大 C．电压表的示数与电流表的示数之比变小 D．指示灯变暗 【变式1-1】（多选）电梯超载容易引发安全隐患，其超载报警电路简图如图所示。电源电压恒定不变，为保护电阻，为压敏电阻，的阻值大小随电梯内压力增大而减小，电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作，当有人进入电梯后，则（　　） A．电流表示数减小 B．电压表示数增大 C．电压表与电流表示数之比减小 D．安全范围内，电梯载重越大，电路消耗的总功率越大 【变式1-2】（多选）如图所示电路可以探究用滑动变阻器改变电路中电流的实验，电源电压保持不变，忽略小灯泡电阻的变化，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片P缓慢向右移动过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1的示数不变，电压表V2的示数逐渐变大 B．电流表A的示数变大，小灯泡L的亮度会逐渐变亮 C．电路的等效电阻变小，电路消耗的总功率逐渐变大 D．若小灯泡L突然熄灭，三个电表的示数一定都为0 题型2：动态电路中电功率的简单计算 【典例2】如图甲所示电路中，电阻R1=2Ω，R3是0~10Ω的滑动变阻器，电源电压恒为6V。已知滑片每滑动1cm时，R3接入电路的阻值变化1Ω，滑片距离a端的长度设为x；闭合开关，R3的滑片滑动过程中，电压表V1示数U与x的图像如图乙所示。则当x=5cm时，电阻R1的功率为 W。 【变式2-1】图甲所示的电路中，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，此过程中，电流表与两电压表示数的变化关系图象如图乙所示。电源电压为 V，滑片在a点时，滑动变阻器与小灯泡的功率之比为 。 【变式2-2】如图所示的电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R2的滑片P，当电流表的示数变化为1~1.3安时，电压表的示数变化了3伏，则该定值电阻R1所消耗功率的变化范围是（　　） A．3~3.9瓦 B．3~5.07瓦 C．3.9~10瓦 D．10~16.9瓦 题型3：动态电路中电功率的范围计算 【典例3】如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，A、B两点的电功率PA∶PB=1∶8，则电源电压为 V，灯的功率变化量为 W。 【变式3-1】如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。则图乙中 （选填“dc”或“ec”）表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像；定值电阻R0消耗的最大功率与最小功率之比为 。 【变式3-2】如图所示的电路中，电源电压且保持不变，电阻，变阻器的最大值为，电流表量程为，电压表量程为，为保障电路安全，下列说法正确的是（　　） A．变阻器连入电路的阻值范围是 B．变阻器连入电路的阻值范围是 C．电流表示数的最小值是0.25A D．电路消耗的最小功率为0.81W 题型4：测量小灯泡的电功率实验 【典例4】小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。 （1）如图所示是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整；( ) （2）连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 （选填标号）； A．更换小灯泡            B．检查开关是否闭合   C．移动滑动变阻器滑片    D．检查电压表是否断路 （3）实验时，电压表的示数如图所示，则应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为 W； （4）完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案，如图所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点A，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1； ②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2； ③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P= 。 【变式4-1】在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10，有两个规格分别为A：“10　1A”、B：“50　2A”的滑动变阻器，电源电压为6V。 (1)本实验中应选择规格为 （选填“A”或“B”）的滑动变阻器；如图已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整 ； (2)某同学连好电路后，在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应该位于 端（选填“A”或“B”）闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡都不亮，电流表无示数、电压表示数接近电源电压，可能的原因是 ； A．灯泡短路　　B．灯泡断路　　C．滑动变阻器断路　　D．滑动变速器短路 (3)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图所示为 A，小灯泡的额定功率为 W； (4)之后该同学想要研究当实际电压略大于额定电压时的灯泡亮暗与谁有关时，他需要将滑动变阻器往 （选填“左”或“右”）调。最终通过数据发现，小灯泡 （选填“额定”或“实际”）功率越 （选填“大”或“小”），小灯泡越亮。 题型5：焦耳定律实验探究 【典例5】如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验装置。 (1)将、两电阻串联在电路中，目的是 ；两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较； (2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间后，可以得出结论： ； (3)家用电暖器，发热管热的发红，而串联的电线却不怎么热，主要是因为发热管的 比电线的大； (4)完成上述实验后，小明同学受到启发，对装置进行改造，准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，A、B两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的； (5)两个烧瓶中分别加入初温相同、 相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 【变式5-1】如图甲所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。你仔细观察甲、乙两图，回答下列问题。 （1）实验中电流通过导体时产生热量的多少是通过观察比较U形管 反映出来； （2）图甲是探究导体产生的热量与大小是否与 有关的装置；在实验中，改变滑片的位置，多次进行实验的目的是： ； （3）如图甲进行实验时，实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 ； （4）将虚线框里甲装置换成乙图装置进行实验是为了探究电流通过导体时产生热量与 的关系；一段时间后 边容器中电流产生的热量多。 课后提升·查漏补缺 1．为了研究热敏电阻对电路的影响，贾晓同学设计了如图所示的电路。电源电压保持不变，R为定值电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高面减小。闭合开关后，在热敏电阻 Rt上擦了一些酒精，用扇子对着它扇风时，下列说法正确的是（　　）    A．电流表示数变大 B．电压表示数不变 C．电压表与电流表示数之比变小 D．电路的总功率变小 2．如图甲所示是坐位体前屈测量仪，如图乙所示是坐位体前屈测量仪的简化电路图。闭合开关，当推动绝缘柄使滑动变阻器的滑片向左移动，可利用示数增大的电表反映测量成绩。在测量坐位体前屈的过程中，下列分析正确的是（　　）    A．绝缘柄向左推的距离越大，滑动变阻器连入电路中的电阻越大 B．绝缘柄向左推的距离越大，电路的总功率越大 C．绝缘柄向左推时，电流表示数变小，电压表示数变大 D．此电路设计中，用电压表示数的大小反映测试成绩 3．规格分别为“”和“”的甲乙两个小灯泡串联，若使其中一个灯泡正常发光，则以下说法中正确的是（    ） A．甲的电阻小于乙的电阻 B．整个电路的总功率是 C．1秒内甲灯消耗的电能是 D．甲灯两端的电压为 4．（多选）灯泡L上标有“6V 6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电路电压为10V不变，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”。则下列说法正确的是（　　） A．灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V B．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为9V C．灯泡L的电阻随电压表示数的增大而减小 D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为9W 5．灯泡L上标有“6V  3W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电源电压为18V不变，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”，灯泡L正常发光时的电流为 A，在保证电路安全的情况下，灯泡L的最小功率为 W，变阻器的最小值为 Ω。 6．学校的科技兴趣小组活动中，九年级的奇思同学和高二年的妙想同学用如图甲所示电路做探究实验，电源电压不变，为定值电阻，R为滑动变阻器。图乙是妙想同学利用DIS数字实验系统模拟出滑动变阻器滑片从一端移至另一端的过程中，绘出的变阻器的电功率与其电阻的关系图像，则 ，此过程中电路的最大总功率为 W。 7．如图甲，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0~15 V。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图像如图乙所示，则电源电压为 V，R1的阻值为 Ω，R1消耗的最小电功率为 W；为保证电压表安全，滑动变阻器 R2接入电路的最小阻值为 Ω。 8．如图所示的电路中，电源电压恒定，灯L标有“3V；1.5W”且电阻不变，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器标有“30Ω；2A”，闭合开关S，移动滑片P，当电压表示数为2.7V时，电流表示数为0.3A，电源电压为 V，为保证电路安全，允许接入的最大阻值为 ；移动滑片P，电路总功率允许的最大值为 W。 9．如图甲所示电路，电源电压为3V且保持不变。闭合开关S后，滑片P从a端移到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。求： (1)定值电阻R2的阻值； (2)R1的最大电阻； (3)在中点时，电阻R2消耗的功率多大？ 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）（提高版） 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) 经典好题 题型1：动态电路中电功率的变化分析 【典例1】巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，电源电压保持不变，当闭合后，使滑片P向左滑动过程中：（    ） A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大 C．电压表的示数与电流表的示数之比变小 D．指示灯变暗 【答案】C 【详解】ABC．由题图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中，变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电磁铁所在的电路的电流变大，因为电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，匝数不变，通过的电流变大，所以此时电磁铁的磁性变强，巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，所以此时巨磁电阻的阻值变小，因为巨磁电阻和灯泡串联，所以右边电路中电流变大，电流表示数变大，根据欧姆定律可知，小灯泡的两端电压变大，根据串联电路的电压特点可知，巨磁电阻的两端电压变小，由于电压表测的是巨磁电阻的两端电压，所以电压表的示数变小，所以，电压表的示数与电流表的示数之比变小，故AB不符合题意，C符合题意； D．由于右边电路的电流变大，根据P=I2R可知，灯泡的实际功率变大，亮度变亮。故D不符合题意。 故选C。 【变式1-1】（多选）电梯超载容易引发安全隐患，其超载报警电路简图如图所示。电源电压恒定不变，为保护电阻，为压敏电阻，的阻值大小随电梯内压力增大而减小，电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作，当有人进入电梯后，则（　　） A．电流表示数减小 B．电压表示数增大 C．电压表与电流表示数之比减小 D．安全范围内，电梯载重越大，电路消耗的总功率越大 【答案】CD 【详解】由图可知，R0与R 串联，电流表测串联电路中电流，电压表测R两端电压，因为R为压敏电阻，阻值大小随电梯内压力增大而减小，当有人进入电梯后，压力增大，故R 阻值减小，总电阻减小，则电压表分压减小，电压表示数减小，由得电流表示数增大。电压表与电流表示数之比为R阻值，故其比值减小，由可知，在安全范围内，电梯载重越大，电路中电流越大，电源电压恒定不变，则电路消耗的总功率越大。故AB不符合题意，CD符合题意。 故选CD。 【变式1-2】（多选）如图所示电路可以探究用滑动变阻器改变电路中电流的实验，电源电压保持不变，忽略小灯泡电阻的变化，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片P缓慢向右移动过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1的示数不变，电压表V2的示数逐渐变大 B．电流表A的示数变大，小灯泡L的亮度会逐渐变亮 C．电路的等效电阻变小，电路消耗的总功率逐渐变大 D．若小灯泡L突然熄灭，三个电表的示数一定都为0 【答案】BC 【详解】AB．电路为串联电路，电流表测量电路中电流，电压表V1测量灯泡两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端电压。将滑动变阻器R的滑片P缓慢向右移动过程中，滑动变阻器连入电路的阻值减小，电路的总电阻减小，由可知，电路中电流增大，即电流表A的示数变大，灯泡电阻不变，由可知，灯泡两端的电压变大，即电压表V1的示数变大，由可知，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮；电源电压不变，所以电压表V2的示数变小，故A错误，B正确； C．电路的等效电阻随滑动变阻器的有效阻值减小而减小，电源电压不变，由可知，电路的总功率逐渐变大，故C正确； D．若小灯泡短路，两端电压为0，所以电压表V1的示数为0，但电路仍为通路，所以电流表和V2的示数不为0，故D错误。 故选BC。 题型2：动态电路中电功率的简单计算 【典例2】如图甲所示电路中，电阻R1=2Ω，R3是0~10Ω的滑动变阻器，电源电压恒为6V。已知滑片每滑动1cm时，R3接入电路的阻值变化1Ω，滑片距离a端的长度设为x；闭合开关，R3的滑片滑动过程中，电压表V1示数U与x的图像如图乙所示。则当x=5cm时，电阻R1的功率为 W。 【答案】0.32 【详解】由图甲可知，电路中电阻R1、R2和变阻器R3串联，电压表V1测量R2和R3的电压，电压表V2测量电阻R3的电压。由乙图可知，当x=0时，R3=0Ω，电阻R2两端的电压U2=4.8V，电源电压U=6V，根据串联电路的电压特点可知，R1两端的电压U1=U-U2=6V-4.8V=1.2V 电路中的电流 R2的阻值 已知滑片每滑动1cm时，R3接入电路的阻值变化1Ω，当x=5cm时，R3的阻值R3′=5cm×1Ω/cm=5Ω 电路中的电流 电阻R1的功率为 【变式2-1】图甲所示的电路中，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，此过程中，电流表与两电压表示数的变化关系图象如图乙所示。电源电压为 V，滑片在a点时，滑动变阻器与小灯泡的功率之比为 。 【答案】 12 1∶5 【详解】[1]当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I=0.3A，此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等，即 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由欧姆定律可得电源的电压 [2]滑片在a点时，当小灯泡恰好正常发光时，电路中的电流最大，由图乙可知，灯泡正常发光时的电流0.4A，灯泡两端的电压10V，根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压为 滑动变阻器与小灯泡的功率之比 【变式2-2】如图所示的电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R2的滑片P，当电流表的示数变化为1~1.3安时，电压表的示数变化了3伏，则该定值电阻R1所消耗功率的变化范围是（　　） A．3~3.9瓦 B．3~5.07瓦 C．3.9~10瓦 D．10~16.9瓦 【答案】D 【详解】由电路图可知，两电阻串联，电流表测的是电路电流，电压表测的是R1的两端电压。移动滑动变阻器R2的滑片P，当电流表示数为1A时，R1的两端电压为 当电流表示数为1.3A时，R1的两端电压为 当通过R1的电流增大时，R1的两端电压应增大，所以有 即 解得，所以当电流表示数为1A时，此时定值电阻R1所消耗功率为 当电流表示数为1.3A时，此时定值电阻R1所消耗功率为 所以，该定值电阻R1所消耗功率的变化范围是10~16.9瓦。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 题型3：动态电路中电功率的范围计算 【典例3】如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，A、B两点的电功率PA∶PB=1∶8，则电源电压为 V，灯的功率变化量为 W。 【答案】 9 4 【详解】 [1]由电路图知，滑动变阻器与灯泡串联，V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动的过程中，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大；所以图乙中①是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，②是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；根据图乙中②可知：灯泡两端的电压为UA＝1V，由于串联电路中电流处处相等，则根据P＝UI可知 所以B点的电压为UB＝8UA＝8×1V＝8V 则电源电压为U＝UA+UB＝1V+8V＝9V [2]当滑片位于灯正常发光的位置时，接入电路中的电阻最小，根据图乙中①可知：滑动变阻器两端的电压U2＝2V，灯泡正常工作的电流为IL＝I最大＝0.6A 根据串联电路的电压特点可得此时灯泡正常工作时两端的电压为UL＝U﹣U2＝9V﹣2V＝7V 所以灯泡的最大功率为P大＝ULIL＝7V×0.6A＝4.2W 滑动变阻器的滑片在最右端时，灯泡的功率最小为P小＝UAIA＝1V×0.2A＝0.2W 灯的功率变化量为ΔP＝P大﹣P小＝4.2W﹣0.2W＝4W 【变式3-1】如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。则图乙中 （选填“dc”或“ec”）表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像；定值电阻R0消耗的最大功率与最小功率之比为 。 【答案】 dc 9∶1 【详解】[1]由甲图可知，R0与滑动变阻器R串联，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，滑动变阻器R接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，根据串联分压原理可知，滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大，所以图乙dc表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像，ec表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。 [2]由图可知，当滑动变阻器滑片P在a点时，电路中的电阻最小，电流最大，电流为Ia=0.3A 此时R0两端的电压最大为3V，由可得，此时定值电阻R0消耗的功率最大为 滑片P在b点时，电路中的电阻最大，电流最小，电流为Ib=0.1A 此时R0两端的电压最小为1V，由可得，此时定值电阻R0消耗的功率最小为 则定值电阻R0消耗的最大功率与最小功率之比为 【变式3-2】如图所示的电路中，电源电压且保持不变，电阻，变阻器的最大值为，电流表量程为，电压表量程为，为保障电路安全，下列说法正确的是（　　） A．变阻器连入电路的阻值范围是 B．变阻器连入电路的阻值范围是 C．电流表示数的最小值是0.25A D．电路消耗的最小功率为0.81W 【答案】A 【详解】ABC．由电路图可知，滑动变阻器与电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路总电流，已知电流表量程为，所以电路中允许通过的最大电流，电流最大时，总电阻最小，滑动变阻器接入电路的电阻最小，根据欧姆定律可得，电阻两端的电压 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的最小电压 因串联电路中各处的电流相等，所以，根据可得滑动变阻器连入电路的最小电阻 当电压表示数最大为时，根据分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时两端电压 电路中的最小电流为 滑动变阻器接入电路的最大电阻 变阻器接入电路的阻值范围为，电流表示数的最小值是0.3A，故A正确，BC错误； D.电路消耗的最小功率 故D错误。 故选A。 题型4：测量小灯泡的电功率实验 【典例4】小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。 （1）如图所示是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整；( ) （2）连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 （选填标号）； A．更换小灯泡            B．检查开关是否闭合   C．移动滑动变阻器滑片    D．检查电压表是否断路 （3）实验时，电压表的示数如图所示，则应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为 W； （4）完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案，如图所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点A，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1； ②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2； ③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P= 。 【答案】 B A 1.25 【详解】（1）[1]选用的小灯泡标有“2.5V”字样，表示灯的额定电压为2.5V，所以电压表选用小量程与灯并联，如图所示 （2）[2]闭合开关前，滑动变阻器阻值调至最大，连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，说明电路是通路，由于滑动变阻器的阻值最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流较小，灯泡的实际功率过小，所以接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，改变电路中电流的大小，观察灯泡是否发光，故C符合题意； （3）③[3]图中电压表选用0-3V的小量程，分度值为0.1V，电压大小为1.9V，灯在额定电压下正常发光，电压表示数为1.9V时，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，应减小滑动变阻器的电压，由串联电路分压特点，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动到合适位置，直到电压表示数为额定电压2.5V；灯泡的额定功率为PUI2.5V0.5A1.25W [4]连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点A点，移动滑片，当电压表的示数为小灯泡的额定电压U=2.5V时，小灯泡正常发光；保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，电压表测量的是灯泡与定值电阻两端的总电压，读出电压表的示数U；此时R0两端的电压为U0=U2-U1 （4）[5]此时为串联电路，则电路中的电流为I 小灯泡的额定功率表达式为P=U1IU1 【变式4-1】在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10，有两个规格分别为A：“10　1A”、B：“50　2A”的滑动变阻器，电源电压为6V。 (1)本实验中应选择规格为 （选填“A”或“B”）的滑动变阻器；如图已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整 ； (2)某同学连好电路后，在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应该位于 端（选填“A”或“B”）闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡都不亮，电流表无示数、电压表示数接近电源电压，可能的原因是 ； A．灯泡短路　　B．灯泡断路　　C．滑动变阻器断路　　D．滑动变速器短路 (3)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图所示为 A，小灯泡的额定功率为 W； (4)之后该同学想要研究当实际电压略大于额定电压时的灯泡亮暗与谁有关时，他需要将滑动变阻器往 （选填“左”或“右”）调。最终通过数据发现，小灯泡 （选填“额定”或“实际”）功率越 （选填“大”或“小”），小灯泡越亮。 【答案】(1) B (2) B B (3) 0.24 0.6 (4) 左 实际 大 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电流约为 当小灯泡正常发光时，电路中的总电阻为 滑动变阻器接入电路的阻值为 所以应该选择50Ω 2A的滑动变阻器，即B滑动变阻器。 [2]连接电路时，电压表与小灯泡并联，电流表与灯泡、滑动变阻器串联，滑动变阻器采用一上一下的方式接入电路。如下图所示： （2）[1]闭合开关前，滑动变阻器滑片要处于阻值最大的位置，由图可知为B端。 [2]闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡都不亮，电流表无示数，说明电路为断路；电压表示数接近电源电压，说明与电压表串联的部分电路完好，则出现故障可能是与电压表并联的灯泡断路，故选B。 （3）[1][2]电流表接小量程，由图可知电流表示数为0.24A，小灯泡的额定功率为 （4）[1][2][3]要研究当实际电压略大于额定电压时的灯泡亮暗与谁有关，则需要增大灯泡两端电压，根据串联分压规律可知要减小滑动变阻器两端电压，减小滑动变阻器接入电路阻值，由图可知他需要将滑动变阻器往左调。实验完成后通过数据发现，当小灯泡实际功率越大时，小灯泡越亮。 题型5：焦耳定律实验探究 【典例5】如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验装置。 (1)将、两电阻串联在电路中，目的是 ；两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较； (2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间后，可以得出结论： ； (3)家用电暖器，发热管热的发红，而串联的电线却不怎么热，主要是因为发热管的 比电线的大； (4)完成上述实验后，小明同学受到启发，对装置进行改造，准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，A、B两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的； (5)两个烧瓶中分别加入初温相同、 相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 【答案】(1) 控制电流和通电时间相等 温度计升高的温度 (2)在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多 (3)电阻 (4)相同 (5) 质量 水 【详解】（1）[1]串联电路电流处处相等，将RA、RB两电阻串联在电路中，目的是为了控制通过两电阻的电流和通电时间相等。 [2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察温度计升高的温度来反映电阻产生热量的多少。 （2）图甲中两不同的电阻串联，两电阻的电流和通电时间相同，可以得出的结论是：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。 （3）电线的电阻远小于发热管的电阻，发热管和电线串联，通过的电流相等，由可知，相同时间，电流通过电线产生的热量较少，电流通过发热管产生的热量比较多，故家用电暖器，发热管热的发红，而串联的电线却不怎么热。 （4）为保证不同物质相同时间吸收相同的热量，需要让甲、乙两个电阻丝相同时间放出相同的热量，由可知，甲、乙两个电阻丝的阻值必须相同。 （5）[1]比较不同物质的吸热能力，要控制不同物质的质量相等，故两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油。 [2]两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，由可知，两个电阻丝放出的热量相同，水和煤油吸收的热量也相同，煤油的温度更高，即煤油升高的温度更高，由可知，水的比热容更大，即水的吸热能力更强。 【变式5-1】如图甲所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。你仔细观察甲、乙两图，回答下列问题。 （1）实验中电流通过导体时产生热量的多少是通过观察比较U形管 反映出来； （2）图甲是探究导体产生的热量与大小是否与 有关的装置；在实验中，改变滑片的位置，多次进行实验的目的是： ； （3）如图甲进行实验时，实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 ； （4）将虚线框里甲装置换成乙图装置进行实验是为了探究电流通过导体时产生热量与 的关系；一段时间后 边容器中电流产生的热量多。 【答案】 液面高度的变化 电阻大小 寻找普遍规律 与此相连的容器可能漏气 电流 左 【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内空气温度的变化（或电流通过导体时产生热量的多少）可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。 （2）[2]图甲两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，可知通过两电阻的电流相等，通电时间相同，电阻大小不同，所以探究的是导体产生的热量与电阻大小是否有关。 [3]由于一次实验得到的结论具有偶然性，所以在实验中，改变滑片的位置，改变通过电路的电流，进行多次实验，其目的是：寻找普遍规律。 （3）[4]通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，说明与此相连的容器可能漏气，导致热量向外散失。 （4）[5]乙装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙图实验可以研究电流产生的热量与电流的关系。 [6]由于通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，根据可知，一段时间后左边容器中电流产生的热量多。 课后提升·查漏补缺 1．为了研究热敏电阻对电路的影响，贾晓同学设计了如图所示的电路。电源电压保持不变，R为定值电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高面减小。闭合开关后，在热敏电阻 Rt上擦了一些酒精，用扇子对着它扇风时，下列说法正确的是（　　）    A．电流表示数变大 B．电压表示数不变 C．电压表与电流表示数之比变小 D．电路的总功率变小 【答案】D 【详解】AB．由图可知，定值电阻与热敏电阻串联在电路中，电压表测量定值电阻两端的电压，在热敏电阻 Rt上擦了一些酒精，用扇子对着它扇风时，酒精蒸发吸热，使热敏电阻的温度降低，其阻值增大，由欧姆定律可知，此时电路中的电流变小，即电流表示数变小，由可知，定值电阻两端的电压变小，即电压示数变小，故AB错误； C．由可知，电压表与电流表示数之比为定值电阻的阻值，由于定值电阻的阻值不变，所以电压表与电流表示数之比不变，故C错误； D．电源电压不变，电路中电流变小，由可知，电路的总功率变小，故D正确。 故选D。 2．如图甲所示是坐位体前屈测量仪，如图乙所示是坐位体前屈测量仪的简化电路图。闭合开关，当推动绝缘柄使滑动变阻器的滑片向左移动，可利用示数增大的电表反映测量成绩。在测量坐位体前屈的过程中，下列分析正确的是（　　）    A．绝缘柄向左推的距离越大，滑动变阻器连入电路中的电阻越大 B．绝缘柄向左推的距离越大，电路的总功率越大 C．绝缘柄向左推时，电流表示数变小，电压表示数变大 D．此电路设计中，用电压表示数的大小反映测试成绩 【答案】B 【详解】ABC．由图可知，滑动变阻器和定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；绝缘柄向左推的距离越大，滑动变阻器接入电路中的电阻越小，总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流越大，即电流表示数越大；滑动变阻器接入电路中的电阻越小时，由串联电路的分压规律可知，滑动变阻器分担的电压越小，即电压表示数越小；电源电压不变，电路中的电流越大，根据可知电路的总功率越大，故AC错误，B正确； D．由于绝缘柄向左推的距离越大，电流表示数越大，电压表示数越小，所以根据题意可知用电流表示数的大小反映测量成绩，故D错误。 故选B。 3．规格分别为“”和“”的甲乙两个小灯泡串联，若使其中一个灯泡正常发光，则以下说法中正确的是（    ） A．甲的电阻小于乙的电阻 B．整个电路的总功率是 C．1秒内甲灯消耗的电能是 D．甲灯两端的电压为 【答案】D 【详解】A．甲灯泡的电阻为 乙灯泡的电阻为，故A错误； B．甲灯泡正常发光的电流为 乙灯泡正常发光的电流为 若使其中一个灯泡正常发光，则乙灯泡正常发光，整个电路的总功率是 ，故B错误； C．1秒内甲灯消耗的电能是，故C错误； D．甲灯两端的电压为，故D正确。 故选D。 4．（多选）灯泡L上标有“6V 6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电路电压为10V不变，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”。则下列说法正确的是（　　） A．灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V B．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为9V C．灯泡L的电阻随电压表示数的增大而减小 D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为9W 【答案】BC 【详解】A．由电路图乙可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。根据串联电路中电压规律知，灯泡L正常发光时，电压表的示数为 故A错误； B．由图像可知，当时，灯泡两端电压，由串联电路电压规律可知，此时电压表的示数为 ，故B正确； C．由图像知，灯泡的电阻随电压的升高而增大，变阻器两端的电压越大，灯泡两端的电压越小，由串联分压原理可知，灯泡的电阻越小，故灯泡的电阻值随电压表示数的增大而减小，故C正确； D．由图像可知，当灯泡L正常发光时，电路中的电流为，所以电路中的最大电流为，则电路消耗的最大电功率为，故D错误。 故选BC。 5．灯泡L上标有“6V  3W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电源电压为18V不变，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”，灯泡L正常发光时的电流为 A，在保证电路安全的情况下，灯泡L的最小功率为 W，变阻器的最小值为 Ω。 【答案】 0.5 0.9 24 【详解】[1]把灯泡L接如图乙所示的电路中，灯泡L和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测量电路中的电流。根据P=UI可知，灯正常发光时电流为 [2]当灯泡的功率最小时，灯泡的电压和电流最小，根据串联电压规律可知电压表的示数最大，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器的最大电压为15V，根据串联电压规律，灯泡的最小电压U″=U-U滑最大=18V-15V=3V 根据甲图的图像，此时灯泡的电流I″=0.3A，则灯泡的最小电功率为P小=U″I″=3V×0.3A=0.9W [3]当滑动变阻器的电阻最小时，电路中的电流最大，灯泡正常发光，此时灯泡的电压为6V，电路中的电流为0.5A，根据串联电压规律可知电压表的示数为U'=U-U额=18V-6V=12V 变阻器的最小阻值为 6．学校的科技兴趣小组活动中，九年级的奇思同学和高二年的妙想同学用如图甲所示电路做探究实验，电源电压不变，为定值电阻，R为滑动变阻器。图乙是妙想同学利用DIS数字实验系统模拟出滑动变阻器滑片从一端移至另一端的过程中，绘出的变阻器的电功率与其电阻的关系图像，则 ，此过程中电路的最大总功率为 W。 【答案】 10 3.6 【详解】[1]由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当时，，当时，，所以有 又因为 解①②得， [2]当只有R0接入电路时，电路中的电流最大，电功率最大，为 7．如图甲，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0~15 V。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图像如图乙所示，则电源电压为 V，R1的阻值为 Ω，R1消耗的最小电功率为 W；为保证电压表安全，滑动变阻器 R2接入电路的最小阻值为 Ω。 【答案】 18 10 0.9 2 【详解】[1][2]由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压；由图乙可知，当时，电压表示数；当，电压表示数，两次的电流分别为， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，则电源的电压 则有 解得 电源电压为 [3]根据，当电流最小时，消耗的功率最小，而当滑动变阻器R2的阻值最大时，电路的电流最小，最小电流为 R1消耗的最小电功率为 [4]电压表的量程为0~15 V，则两端的电压最大为15V，两端的电压最小为 此时最大电流为 R2接入电路的最小阻值为 8．如图所示的电路中，电源电压恒定，灯L标有“3V；1.5W”且电阻不变，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器标有“30Ω；2A”，闭合开关S，移动滑片P，当电压表示数为2.7V时，电流表示数为0.3A，电源电压为 V，为保证电路安全，允许接入的最大阻值为 ；移动滑片P，电路总功率允许的最大值为 W。 【答案】 4.5 12 2.25 【详解】[1]由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器Rx串联，电压表测Rx两端的电压，电流表测电路中的电流。灯泡的电阻 电流表的示数为0.3A时，灯泡两端的电压UL′=IRL=0.3A×6Ω=1.8V 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=Ux+UL′=2.7V+1.8V=4.5V [2]电压表的量程是0~3V，变阻器连入电路的电阻最大时，由串联分压可知，电压表的最大示数是3V，由串联电路电压的规律和欧姆定律可知通过电路的电流 接入的最大阻值为 [3]灯泡的额定电流 因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，所以，电路中的最大电流I大=0.5A，电路总功率允许的最大值为P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W 9．如图甲所示电路，电源电压为3V且保持不变。闭合开关S后，滑片P从a端移到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。求： (1)定值电阻R2的阻值； (2)R1的最大电阻； (3)在中点时，电阻R2消耗的功率多大？ 【答案】(1)5Ω (2)10Ω (3)0.45W 【详解】（1）由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。 当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为零，只R2接入电路，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I1=0.6A 由得，R2的阻值 （2）当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙可知，电路中的最小电流0.2A，电压表的最大示数2V，则滑动变阻器的最大阻值 （3）当滑动变阻器滑片置于中点时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，故总电阻为 所以，电路中电流表的示数 电阻R2消耗的功率 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $