专题09 电功 电功率讲练-2025-2026学年浙教版九年级科学上册期末专题突破

专题09 电功 电功率 【考点1　电能 电功】 【考点剖析】 考点一、电能 电功 1.电能的利用 用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。 2.电能的单位 （1）国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J； （2）常用单位：在日常生活中，人们常用“千瓦时”来计量电能的多少。千瓦时的符号是kW·h，俗称“度”，我们常称用了多少“度”电，就是用了多少“千瓦时”的电能。 考点二、电能的计量 1.电能的计量工具—电能表（也称为电度表） （1）作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。 （2）读数方法：电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。 （3）电能表上所标参数的物理意义 参数 物理意义 220V 表示该电能表应该在220V的电路中使用 10（20）A 表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A kW·h 表示该电能表上示数的单位为千瓦时，kW·h=1度=3.6×106J 50Hz 表示电能表在频率为50Hz的交流电电路中使用 1500r/（kW·h） 表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1500转 2.用电能表测量电路消耗电能的方法 （1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。 （2）方法二：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“1600r/（kW·h）”的电能表，转盘转过80转消耗的电能为：。 考点三、电功 1.电功 （1）当电能转化为其他形式能时，我们就说电流做了功，电功用“W”表示。 （2）电流做功过程就是将电能转化为其他形式能的过程。消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能，电流也就做了多少功。所以，用电器消耗了多少电能和通过用电器的电流做了多少功，这两种说法的含义是一样的。 2.影响电功多少的因素 大量的实验，电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间有关。加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做的功就越多。 3.电功的计算 （1）计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积。 （2）两个重要的推导公式 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：； 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。 电路中电功关系的三个推论 1.串并联电路的电功的特点 串联电路 并联电路 分析 如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2 如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2 推论一 无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2+… 2.串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路） 推论二 串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比 推导分析： 推论三 并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比 推导分析： 【题目示例】 如下图为甲、乙两灯的电流与电压的关系图象，若将甲、乙两灯串联接入6V的电路中，通电10秒，甲、乙两灯消耗的电能之比为（　　） A．2：1 B．1：2 C．1：4 D．4：1 【变式巩固】 两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比为（　　） A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1 【考点2　电功率】 【考点剖析】 考点四、电功率 1.电功率 （1）定义：电功与时间之比叫做电功率，用字母P表示。 （2）物理意义：在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢。电功率越大，电流做功越快，电功率越小，电流做功越慢。 （3）单位：在国际单位中，电功率单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 常用单位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。换算关系：1kW=103W，1W=103mW。 2.电功率的计算 （1）定义式：。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。 公式中各符号所代表的物理意义： P—电功率，单位：瓦特（W）；W—电功，单位：焦耳（J）；t—时间，单位秒（s）。 （2）计算式：将W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。 公式P=UI中各符号的物理意义：P—电功率，单位：瓦特（W）；U—电压，单位：伏特（V）；I—电流，单位安培（A）。 （3）导出式：、。 对于纯电阻电路，由P=UI及可推导出上述导出式。 考点五、额定电压、额定功率 1.额定功率P额与实际功率P实的区别与联系 额定功率 实际功率 区别 概念 用电器在额定电压下工作时的电功率 用电器在实际电压下工作时的电功率 是否变化 是唯一的，不随实际电压的变化而变化 不是唯一的，不同的电压值，对应的实际功率不同 联系 当U实=U额时，I实=I额，则P实=P额，用电器正常工作； 当U实>U额时，I实>I额，则P实>P额，用电器不能正常工作，且可能被损坏； 当U实<U额时，I实<I额，则P实<P额，用电器不能正常工作，且可能被损坏。 2.额定功率与实际功率的计算 （1）由欧姆定律可推导出，用电器的额定功率，用电器的实际功率。 （2）当用电器阻值不变时，由可推出。 （3）当用电器在额定电压U额下工作时，其功率为额定功率P额，故根据可求出用电器在额定电压下工作时的电阻。 3.串联电路和并联电路中电功和电功率的关系 串联电路 并联电路 电功 电功率 总电功率 ， ， 电功率的比例关系 【题目示例】 如图是某一定值电阻的I﹣U图像。当该电阻两端的电压增大ΔU，其电功率增大ΔP。则图中的阴影面积大小能正确表示ΔP大小的是（　　） A． B． C． D． 【变式巩固】 两白炽灯L1上标着“220V80W”，L2上标着“220V40W”现把它们串联后接入220V的电路，下列说法正确的是（　　） A．L2的功率小于L1的功率 B．L1、L2的总功率大于40W小于80W C．L1、L2功率之比是1：2 D．串联后灯L1会变得更亮 【考点3　伏安法测电功率】 【考点剖析】 ①实验原理：P=UI ②实验器材：电池组、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 ③电路图： ④实验步骤： a.电压表、电流表选择合适量程； b.根据电路图连接实验器材； c.闭合开关前，滑动变阻器滑片移至阻值最大处； d.开关闭合后，调节滑动变阻器，分别使小灯泡两端电压根据小灯泡的额定电压、电源电压，确定等于额定电压、小于额定电压、大于额定电压（不超额定电压的1.2倍），分别读出对应电压表和电流表示数及至少三种情况下小灯泡的亮度，记录在实验表格里。 e.计算每次的电功率（包括额定功率），分析得出结论： U实<U额时，P实<P额，小灯泡发光较暗； U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光； U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。 小灯泡的亮度由实际功率决定。 注意： ①电压表、电流表量程的选择问题：根据小灯泡额定电压、电源电压确定量程。 ②在测小灯泡额定功率的实验中，手眼各自的分工是什么？ 手移动滑片位置，同时眼睛观察电压表示数，当示数达到小灯泡额定电压时，停止移动滑片。 ③能否通过多次测量求平均值的方法求出小灯泡的额定功率？ 不能。小灯泡的额定功率是额定电压下的功率，不同电压下灯泡的电功率不同，小灯泡电功率随外加电压的变化而变化，故不能求平均值。 【题目示例】 在“测量小灯泡电功率”的实验中，小科所用电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。（电流表量程选用“0～0.6A”）。 （2）小科检查电路连接无误后闭合开关，发现两表指针处于如图乙所示的位置，如果故障发生在灯泡上，则可能为 （填“断路”或“短路”）。 （3）某次实验中，小科观察到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光，写出他接下来应进行的具体操作： 。 （4）当灯泡正常发光，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 【变式巩固】 小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2）电路连接完后，闭合开关，电流表指针如图乙所示，其故障原因是 。 （3）排除故障后，小明得到多组电压表、电流表的数据，作出如图丙所示的I﹣U图象，由图可知，若小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，则测得的实际功率 额定功率的。（填“大于”或“小于”或“等于”） （4）小红继续进行实验，她又跟老师要了一个单刀双掷开关，一个阻值合适且已知的定值电阻R0，加上原有的实验器材，重新设计了如图丁所示的电路，你觉得按照小红的方案，该实验能否测出小灯泡的额定功率？ 。（填“能”或者“不能”） 【考点4　其他方法测电功率】 【考点剖析】 单电流表 单电压表 利用阻值已知的R0结合两开关 测RL和PL额 开关断开、闭合过程中， 灯L和R0连接方式不变 步骤1的目的均是使灯处于正常发光状态 已知：灯I额 步骤： 1. 只闭合S2，调滑片，使电流表示数为I额 2. 只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电流表的示数为 I 算出：灯U额= ( I－I额) R0 表达式： PL额= ( I －I额) R0 I额 已知：灯I额 步骤： 1. 只闭合S2，调滑片，使电压表示数为I额R0 2. 只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电压表的示数为 U 算出：灯U额=U－ I 额R0 表达式： PL额=(U－ I 额R0)I额 已知：灯U额 步骤： 1. 只闭合S2，调滑片，使电流表示数为U额/R0 2. 只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电流表的示数为 I 算出：灯I 额=I-U额/R0 表达式： PL额= U额 (I-U额/R0) 已知：灯U额 步骤： 1. 只闭合S2，调滑片，使电压表示数为U额 2. 只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电流表的示数为 U 算出：灯I 额=(U-U额)/R0 表达式： RL= U额/ (U-U额)/R0 PL额= U额 ( U-U额)/R0 利用电阻箱等效替代灯泡 测灯阻值转化为测R0阻值 已知：灯I额 步骤： 1.只闭合S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，此时灯泡正常发光 2.只闭合S2，保持R1的滑片位置不动，移动R0的滑片，使电流表的示数仍为I额，此时RL=R0 3.保持R0的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，记录电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，记录电流表的示数为I2。U=I1R0=I2（R1+R0）， 解得： 表达式：PL额=I额2•[I2R1/（I1- I2）] 已知：灯U额 步骤： 1.只闭合S和S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为灯U额，此时小灯泡正常发光 2.只闭合S和S2， R1的滑片位置不动，调节R0的滑片，使电压表的示数仍为U额 此时RL=R0 3. 只闭合S和S2，R0的滑片位置不动，将R1的滑片调至最左端，记录电压表的示数U；R1的滑片调至最右端，记录电压表的示数U'； 表达式： PL额=U额2/【U'R1 / (U－U' ) 】 【题目示例】 小明利用如图所示的电路测量小灯泡的额定功率。电源电压约为6伏，电阻箱的R0的规格是“0﹣999.9欧”，小灯泡L1上标有“0.3安”（阻值约为10欧）。 （1）断开开关S2，闭合S1，调节电阻箱和滑动变阻器，直到 ，记下此时电阻箱的阻值。 （2）断开开关S1，在A、B间接入一个元件后，正确操作可以完成测量任务。以下四个元件： a．一段导线 b．一个5欧的定值电阻 c．一个30欧的定值电阻 d．一个与R0规格相同电阻箱 其中符合要求的有 （选填序号），操作过程中 （选填“需要”或“不需要”）调节滑动变阻器。 【变式巩固】 小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。 （1）请你将甲电路图补充完整。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值 的位置。 （3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表的示数为 V，此时电压表的示数如图乙所示，是 V。 （4）小灯泡的额定功率为 W。 （5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R0＝10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表的示数为 A时，再读出电流表的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。 题型一．电功与电能 1. 额定电压均为220V、额定功率均为800W的电热水壶和洗衣机，正常工作时（　　） A．电热水壶消耗的电能少 B．相同时间内，两者消耗的电能一样多 C．洗衣机产生的热量多 D．相同时间内，两者产生的热量一样多 2. 如图甲所示，电源工作时输出的总功率恒定不变，R1＝10Ω。在移动滑动变阻器R2的滑片P时，电流表A的示数I与电流表A1的示数I1之间变化关系如图乙所示。根据图中信息判断，下列说法中正确的是（　　） A．当滑片P向右移动时，电流表A的示数逐渐增大 B．当滑片P向左移动时，电源的输出电压逐渐增大 C．电源工作时每秒钟消耗的电能始终为5J D．当电流表A1的示数为0.5A时，R2＝12.5Ω 3. 两只电水壶，甲标有“220V，800W“，乙标有“220V，1000W“，甲水壶装水800g，乙水壶装水1000g，两水壶正常工作10分钟，各自把水烧开。若此过程中电流通过甲水壶做功记为W甲，通过乙水壶做功记为W乙 则（　　） A．W甲≥W乙 B．W甲＜W乙 C．W甲＝W乙 D．W甲＝1.25W乙 4. 如图是某种锂电池的部分参数，小兴同学将电池安装到遥控车上，进行花样赛车训练。已知小车质量为0.5千克，行驶时功率为2W，电动机效率为80%（表中“Ah”读作“安时”，2Ah表示该电池在4V电压下能以2A的电流放电1小时）。（取g＝10N/kg）求。 名称：充电式锂电池 容量：2Ah 标称电压：4V 充电模式：恒流/恒压 …… （1）该电池充电一次可以储存的最大能量是 。 （2）造成电动机效率不能达到100%的原因可能是 。 （3）充满电一次，可供小亮同学训练多少小时？ 5. 如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求： （1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流。 （2）R2的阻值。 （3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。 题型二．电功率的计算 6. 如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W 7. 如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　） A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W 8. 在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（　　） A．R1与R2的阻值之比是1：2 B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大 C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等 D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1 9. 许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，R1和R2为加热电阻。下列分析不正确的是（　　） A．闭合开关S，电路中只有R2工作，处于除雾状态 B．闭合开关S、S1电路中R1和R2同时工作，处于除霜状态 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大 10. 如图所示电路中，电源电压恒为6V，R0是阻值为20Ω的定值电阻，R1为滑动变阻器。若在电路中换接最大阻值不同的滑动变阻器，则下列有关滑动变阻器消耗的电功率与电流大小关系的图像与对应滑动变阻器规格正确的是（　　） A．0～10Ω B．0～20Ω C．0～30Ω D．0～40Ω 11. 小明分别将规格为“6V 3W“的灯泡L1和“3V 3W”的灯泡L2，按图甲、图乙两种方式连接。图甲中L1的功率为P1，L2的功率为P2；图乙中，L1的功率为P3，L2的功率为P4。若电源电压恒为3V，不计温度对灯泡电阻的影响，下列关系正确的是（　　） A．P1＝P2 B．P2＜P4 C．P3＝P4 D．P1＞P3 12. 如图是某品牌无人机，由锂电池供电，采用4个电动机带动旋翼转动，如表是部分飞行参数，若空气阻力忽略不计。 指标 参数 质量 1100克 每个电动机 额定电压 10伏 额定电流 5安 最大上升速度 运动模式 5米/秒 普通模式 4米/秒 （1）无人机落地断电后，旋翼还会继续转动一会儿，这是因为旋翼具有 。 （2）无人机飞行时，4个电动机正常工作时的总电功率为 。 （3）无人机在运动模式和普通模式下，都在竖直方向上匀速下降，其受到的升力分别为F1和F2，则F1 F2。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 题型三．伏安法测定电功率 13. 如图甲所示电路的电源电压为3伏，小灯泡的额定电压为2.5伏，图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后，下列判断正确的是（　　） A．电压表测的是小灯泡两端的电压 B．电流表示数为0.4安时，小灯泡的电阻是25欧 C．电压表示数为2.5伏时，小灯泡的功率是1.25瓦 D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25瓦 14. 如图所示电路，电源电压一定。灯L1标有“3V1.8W”的字样。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置，使灯L1正常发光时，滑动变阻器的电功率为P1。用标有“6V3.6W”字样的灯L2替换灯L1，为让灯L2正常发光，滑动变阻器滑片P应向 端滑动（选填“a”或“b”），L2正常发光时，滑动变阻器的电功率为P2则P1为P2相差 W。（忽略温度对灯丝电阻的影响） 15. 探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压保持3V不变，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）图甲为连接的部分电路，请补充完整，要求当滑片向右滑时，电压表示数增加。 （2）在将滑片P从阻值最大处慢慢变小滑动过程中，小组同学记录了多组电压表和电流表数据，描绘出如图乙所示的I﹣U图像。 ①通过图像可知灯泡电阻随着电流的增大而 （填写“增大”、“不变”或者“减小”）。 ②若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小，请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。 16. 为测量规格“6.3V，0.15A”小灯泡的额定功率，提供的实验器材有：蓄电池（输出电压约10V）、滑动变阻器（有“10Ω，2A”、“50Ω，1.5A”两种规格）、电流表、电压表各一只。 （1）如图1是小张测量时所连接的部分实物连线图，请你根据电路图补全实物连线图。 （2）该实验应选择的滑动变阻器为 。 （3）在某次测量中，电流表、电压表读数如图2所示，此时应如何改变滑动变阻器的阻值才能测量小灯泡的额定功率？ （选填“变大”“变小”“不变”） 17. 为了测量小灯泡的电功率，小庆进行了如下实验。电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”的字样。 （1）用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。要求：滑动变阻器的滑片在最左端时阻值最大。 （2）闭合开关，调节滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动。 （3）改变滑片的位置，测出多组电流和电压的数据，画出了如图丙所示的图像。由图像可知，小灯泡的额定功率为 。 （4）小庆分析图像发现，随着电压的升高，小灯泡的电阻在变化，小庆认为电阻变化是测量误差引起的。他和同学们讨论后认为这个猜想是错误的，理由是 。 18. 为测定小灯泡的额定功率，小柯利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”的小灯泡等器材，按图甲方式连接电路进行实验。 （1）闭合开关，小柯将滑动变阻器的滑片移到某一位置后，观察到电压表示数为2.2V，为了使小灯泡正常发光，需将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动。 （2）根据图乙可知，该小灯泡的额定功率为 W。 （3）小柯做完实验，断开开关，整理器材时发现电压表指针如图丙所示，则小柯计算得到的小灯泡额定功率相比于真实值 （选填“偏大”“相等”或“偏小”）。 19. 小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）请用线代替导线，将图甲中的实物电路正确连接完整。 （2）小科连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，测量了六组且记下对应的电压表（0.5V、1.0V、……、3.0V）和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I﹣U图像，可计算出小灯泡的额定功率是 W。 （3）根据图乙分析，为完成上述整个实验，最合理的滑动变阻器应选 。 A.“0.5A 10Ω” B.“1A 20Ω” C.“1A 60Ω” D.“0.2A 200Ω” 题型四．特殊方法测电功率 20. 某灯泡上标有“7.*V 0.5A”的字样，其中额定电压值不清、估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源（电压值未知）、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器R，一只阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展以下实验。 （1）滑片P位于a端时。只闭合开关S和S1，此时电流表示数如图乙为 A，计算出电源电压为 V。 （2） （请补充具体操作），此时小灯泡正常发光。 （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1，断开S2，读出电流表示数为0.6A，则求出此时变阻器接入电路的阻值R'。通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。 21. 某灯泡上标有“7.*，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪 器：一只电压恒定的电源（电压值未知）一只电流表、一只标有“20Ω.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻、开关和导线若干。 某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展实验。 （1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，电流表示数如图乙为 A，求出电源电压。 （2） （请补充具体操作），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。 （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值R。 （4）通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。 22. 小军用如图所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”。 （1）小军连接的电路有一处错误，请只改动一根导线，使电路连接正确；（在应改动的导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确的接法） （2）图乙是小军解决故障后某次实验的电流表和电压表示数，则小军选择的定值电阻是 Ω； （3）小军看到实验桌上有一个额定电压为U的小灯泡，他想挑战只用一只电流表测量该小灯泡的额定功率。小军又找来一个已知阻值的定值电阻R0和两个开关S1，S2，设计了如图丁所示的电路图，请补全小军的实验步骤； ①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 （用字母表示）； ②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I； ③则小灯泡的额定功率的表达式为：P额＝ （用字母表示）。 23. 小秀利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为6.0V保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“2A 50Ω”。 电阻/欧 5 10 15 20 25 电流/安 0.8 0.4 0.27 0.16 （1）小秀同学对五个定值电阻进行了五次实验，得出以上数据。其中表中空格的数据为 。 （2）小秀把定值电阻换成额定电压2V的小灯泡，然后测定小灯泡电功率的实验。根据实验数据画出如图乙所示的图像，则该小灯泡的额定功率为 瓦。 （3）小瑚利用一个电压表（或一个电流表）和一个已知阻值的定值电阻R0，设计了下列电路，其中能顺利的测出额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的电路图为 。 A.B. C.D. 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 电功 电功率 【考点1　电能 电功】 【考点剖析】 考点一、电能 电功 1.电能的利用 用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。 2.电能的单位 （1）国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J； （2）常用单位：在日常生活中，人们常用“千瓦时”来计量电能的多少。千瓦时的符号是kW·h，俗称“度”，我们常称用了多少“度”电，就是用了多少“千瓦时”的电能。 考点二、电能的计量 1.电能的计量工具—电能表（也称为电度表） （1）作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。 （2）读数方法：电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。 （3）电能表上所标参数的物理意义 参数 物理意义 220V 表示该电能表应该在220V的电路中使用 10（20）A 表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A kW·h 表示该电能表上示数的单位为千瓦时，kW·h=1度=3.6×106J 50Hz 表示电能表在频率为50Hz的交流电电路中使用 1500r/（kW·h） 表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1500转 2.用电能表测量电路消耗电能的方法 （1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。 （2）方法二：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“1600r/（kW·h）”的电能表，转盘转过80转消耗的电能为：。 考点三、电功 1.电功 （1）当电能转化为其他形式能时，我们就说电流做了功，电功用“W”表示。 （2）电流做功过程就是将电能转化为其他形式能的过程。消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能，电流也就做了多少功。所以，用电器消耗了多少电能和通过用电器的电流做了多少功，这两种说法的含义是一样的。 2.影响电功多少的因素 大量的实验，电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间有关。加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做的功就越多。 3.电功的计算 （1）计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积。 （2）两个重要的推导公式 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：； 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。 电路中电功关系的三个推论 1.串并联电路的电功的特点 串联电路 并联电路 分析 如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2 如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2 推论一 无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2+… 2.串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路） 推论二 串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比 推导分析： 推论三 并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比 推导分析： 【题目示例】 如下图为甲、乙两灯的电流与电压的关系图象，若将甲、乙两灯串联接入6V的电路中，通电10秒，甲、乙两灯消耗的电能之比为（　　） A．2：1 B．1：2 C．1：4 D．4：1 【解答】解：根据串联电路的特点，由图可知，若甲、乙两灯串联接入6V的电路中，当通过两灯的电流为0.3A时，甲灯两端的电压为2V，乙灯两端的电压为4V，符合要求， 则甲、乙两灯消耗的电能之比：。 故选：B。 【变式巩固】 两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比为（　　） A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1 【解答】解：根据题意可知，定值电阻R1、R2并联在电路中， 由图乙可知，当R1、R2两端的电压都电压3V时，通过R1、R2的电流分别为I1＝0.6A，I2＝0.2A， 即通过R1、R2的电流之比：I1：I2＝0.6A：0.2A＝3：1； 则闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比：W1：W2＝UI1t：UI2t＝I1：I2＝3：1。 故选：B。 【考点2　电功率】 【考点剖析】 考点四、电功率 1.电功率 （1）定义：电功与时间之比叫做电功率，用字母P表示。 （2）物理意义：在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢。电功率越大，电流做功越快，电功率越小，电流做功越慢。 （3）单位：在国际单位中，电功率单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 常用单位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。换算关系：1kW=103W，1W=103mW。 2.电功率的计算 （1）定义式：。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。 公式中各符号所代表的物理意义： P—电功率，单位：瓦特（W）；W—电功，单位：焦耳（J）；t—时间，单位秒（s）。 （2）计算式：将W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。 公式P=UI中各符号的物理意义：P—电功率，单位：瓦特（W）；U—电压，单位：伏特（V）；I—电流，单位安培（A）。 （3）导出式：、。 对于纯电阻电路，由P=UI及可推导出上述导出式。 考点五、额定电压、额定功率 1.额定功率P额与实际功率P实的区别与联系 额定功率 实际功率 区别 概念 用电器在额定电压下工作时的电功率 用电器在实际电压下工作时的电功率 是否变化 是唯一的，不随实际电压的变化而变化 不是唯一的，不同的电压值，对应的实际功率不同 联系 当U实=U额时，I实=I额，则P实=P额，用电器正常工作； 当U实>U额时，I实>I额，则P实>P额，用电器不能正常工作，且可能被损坏； 当U实<U额时，I实<I额，则P实<P额，用电器不能正常工作，且可能被损坏。 2.额定功率与实际功率的计算 （1）由欧姆定律可推导出，用电器的额定功率，用电器的实际功率。 （2）当用电器阻值不变时，由可推出。 （3）当用电器在额定电压U额下工作时，其功率为额定功率P额，故根据可求出用电器在额定电压下工作时的电阻。 3.串联电路和并联电路中电功和电功率的关系 串联电路 并联电路 电功 电功率 总电功率 ， ， 电功率的比例关系 【题目示例】 如图是某一定值电阻的I﹣U图像。当该电阻两端的电压增大ΔU，其电功率增大ΔP。则图中的阴影面积大小能正确表示ΔP大小的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：变化的电功率为： ΔPRR＝U2I2﹣U1I1，故D符合题意。 故选：D。 【变式巩固】 两白炽灯L1上标着“220V80W”，L2上标着“220V40W”现把它们串联后接入220V的电路，下列说法正确的是（　　） A．L2的功率小于L1的功率 B．L1、L2的总功率大于40W小于80W C．L1、L2功率之比是1：2 D．串联后灯L1会变得更亮 【解答】解：A．L1上标着“220V 80W”，则L1的电阻为：R1605Ω； L2上标着“220V 40W”，则L2的电阻为：R21210Ω； 现把两灯串联后接入220V的电路，通过两灯的电流相等，由P＝I2R可知，R1＜R2，则P1＜P2，即L1的功率小于L2的功率，故A错误； B．两灯串联后的总电阻R总＝R1+R2＝605Ω+1210Ω＝1815Ω， 则L1、L2串联后的总功率为：P总26.7W＜40W，故B错误； C．两灯串联后接入220V的电路，通过两灯的电流相等，由P＝I2R可知， L1、L2功率之比为：，故C正确； D．灯泡的亮度由实际功率决定，因为P1＜P2，所以L1的实际功率小于L2的实际功率，串联后灯L2会变得更亮，故D错误。 故选：C。 【考点3　伏安法测电功率】 【考点剖析】 ①实验原理：P=UI ②实验器材：电池组、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 ③电路图： ④实验步骤： a.电压表、电流表选择合适量程； b.根据电路图连接实验器材； c.闭合开关前，滑动变阻器滑片移至阻值最大处； d.开关闭合后，调节滑动变阻器，分别使小灯泡两端电压根据小灯泡的额定电压、电源电压，确定等于额定电压、小于额定电压、大于额定电压（不超额定电压的1.2倍），分别读出对应电压表和电流表示数及至少三种情况下小灯泡的亮度，记录在实验表格里。 e.计算每次的电功率（包括额定功率），分析得出结论： U实<U额时，P实<P额，小灯泡发光较暗； U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光； U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。 小灯泡的亮度由实际功率决定。 注意： ①电压表、电流表量程的选择问题：根据小灯泡额定电压、电源电压确定量程。 ②在测小灯泡额定功率的实验中，手眼各自的分工是什么？ 手移动滑片位置，同时眼睛观察电压表示数，当示数达到小灯泡额定电压时，停止移动滑片。 ③能否通过多次测量求平均值的方法求出小灯泡的额定功率？ 不能。小灯泡的额定功率是额定电压下的功率，不同电压下灯泡的电功率不同，小灯泡电功率随外加电压的变化而变化，故不能求平均值。 【题目示例】 在“测量小灯泡电功率”的实验中，小科所用电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。（电流表量程选用“0～0.6A”）。 （2）小科检查电路连接无误后闭合开关，发现两表指针处于如图乙所示的位置，如果故障发生在灯泡上，则可能为 （填“断路”或“短路”）。 （3）某次实验中，小科观察到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光，写出他接下来应进行的具体操作： 。 （4）当灯泡正常发光，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 【解答】解：（1）电流表选用“0～0.6A”的量程与小灯泡串联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，如下图所示： ； （2）闭合开关，小金发现两表指针处于如图乙所示的位置，此时电压表示数很大，电流表几乎没有示数，灯泡不发光，电路可能发生的故障是小灯泡断路； （3）某次实验中，小金观察到电压表示数为1.8V，小灯泡两端的电压低于额定电压时，要使灯泡L正常发光，应该将滑片向阻值变小的方向移动，即向B移动滑片，直到电压表的示数为2.5V； （3）当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，此时的电流表示数I＝0.24A，则小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W。 故答案为：（1）见解答图；（2）断路；（3）向B移动滑片，直到电压表的示数为2.5V；（4）0.6。 【变式巩固】 小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2）电路连接完后，闭合开关，电流表指针如图乙所示，其故障原因是 。 （3）排除故障后，小明得到多组电压表、电流表的数据，作出如图丙所示的I﹣U图象，由图可知，若小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，则测得的实际功率 额定功率的。（填“大于”或“小于”或“等于”） （4）小红继续进行实验，她又跟老师要了一个单刀双掷开关，一个阻值合适且已知的定值电阻R0，加上原有的实验器材，重新设计了如图丁所示的电路，你觉得按照小红的方案，该实验能否测出小灯泡的额定功率？ 。（填“能”或者“不能”） 【解答】解：（1）由图乙可知，电流表选用小量程，将电流表串联在电路中；小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示： ； （2）电路连接完后，闭合开关，电流表指针如图乙所示，即电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了； （3）若灯的电阻不变，则当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，根据P，灯的实际功率为额定功率的四分之一，但当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，灯的实际功率变小，灯的温度降低了，此时灯的电阻减小了，根据P可知，测得的P实P额； （4）由图可知，要测小灯泡的额定功率，首先使灯正常发光，先将开关S2接b，调节滑动变阻器的滑片直到电压表读数为小灯泡额定电压U额；保持滑动变阻器滑片位置不动，将开关S2接a，电压表测灯与R0两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律求出定值电阻两端的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率。 故答案为：（1）见解答图；（2）电流表正负接线柱接反了；（3）大于；（4）能。 【考点4　其他方法测电功率】 【考点剖析】 单电流表 单电压表 利用阻值已知的R0结合两开关 测RL和PL额 开关断开、闭合过程中， 灯L和R0连接方式不变 步骤1的目的均是使灯处于正常发光状态 已知：灯I额 步骤： 1. 只闭合S2，调滑片，使电流表示数为I额 2. 只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电流表的示数为 I 算出：灯U额= ( I－I额) R0 表达式： PL额= ( I －I额) R0 I额 已知：灯I额 步骤： 1. 只闭合S2，调滑片，使电压表示数为I额R0 2. 只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电压表的示数为 U 算出：灯U额=U－ I 额R0 表达式： PL额=(U－ I 额R0)I额 已知：灯U额 步骤： 1. 只闭合S2，调滑片，使电流表示数为U额/R0 2. 只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电流表的示数为 I 算出：灯I 额=I-U额/R0 表达式： PL额= U额 (I-U额/R0) 已知：灯U额 步骤： 1. 只闭合S2，调滑片，使电压表示数为U额 2. 只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电流表的示数为 U 算出：灯I 额=(U-U额)/R0 表达式： RL= U额/ (U-U额)/R0 PL额= U额 ( U-U额)/R0 利用电阻箱等效替代灯泡 测灯阻值转化为测R0阻值 已知：灯I额 步骤： 1.只闭合S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，此时灯泡正常发光 2.只闭合S2，保持R1的滑片位置不动，移动R0的滑片，使电流表的示数仍为I额，此时RL=R0 3.保持R0的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，记录电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，记录电流表的示数为I2。U=I1R0=I2（R1+R0）， 解得： 表达式：PL额=I额2•[I2R1/（I1- I2）] 已知：灯U额 步骤： 1.只闭合S和S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为灯U额，此时小灯泡正常发光 2.只闭合S和S2， R1的滑片位置不动，调节R0的滑片，使电压表的示数仍为U额 此时RL=R0 3. 只闭合S和S2，R0的滑片位置不动，将R1的滑片调至最左端，记录电压表的示数U；R1的滑片调至最右端，记录电压表的示数U'； 表达式： PL额=U额2/【U'R1 / (U－U' ) 】 【题目示例】 小明利用如图所示的电路测量小灯泡的额定功率。电源电压约为6伏，电阻箱的R0的规格是“0﹣999.9欧”，小灯泡L1上标有“0.3安”（阻值约为10欧）。 （1）断开开关S2，闭合S1，调节电阻箱和滑动变阻器，直到 ，记下此时电阻箱的阻值。 （2）断开开关S1，在A、B间接入一个元件后，正确操作可以完成测量任务。以下四个元件： a．一段导线 b．一个5欧的定值电阻 c．一个30欧的定值电阻 d．一个与R0规格相同电阻箱 其中符合要求的有 （选填序号），操作过程中 （选填“需要”或“不需要”）调节滑动变阻器。 【解答】解：（1）根据题意小灯泡的额定电流是0.3A，断开开关S2，闭合S1，此时灯泡、变阻器和R0串联接入电路，调节电阻箱和滑动变阻器，直到电流表的示数为0.3A，即通过灯泡的电流是0.3A，灯泡正常发光，记下此时电阻箱的阻值。 （2）a、因导线电阻为0，小于灯泡正常工作的电阻（约10Ω），所以断开S1，在M、N间接入导线，不调节变阻器，闭合S2，变阻箱R0阻值调大，使电流表示数等于0.3A，利用等效替代法，此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0等于灯泡正常工作时的电阻，可通过P＝I2ΔR0计算灯泡电功率； b、因5Ω定值电阻的阻值小于灯泡正常工作的电阻（约10Ω），所以断开S1，在M、N间接入5Ω定值电阻，不调节变阻器，闭合S2，变阻箱R0阻值调大，使电流表示数等于0.3A，利用等效替代法，此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0与5Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻，可通过P＝I2（ΔR0+5Ω）计算灯泡电功率； c、在步骤①中灯泡正常发光，测出了此时电阻箱的阻值R0； 断开S1，在M、N间接入30Ω定值电阻，闭合S2，此时电阻箱、变阻器和定值电阻串联，保持电阻箱、变阻器接入电路的阻值不变，读出此时电流表的示数I1，则电源电压U＝I1（R0+R滑+30Ω）……Ⅰ 断开两个开关，调节电阻箱接入电路的阻值为0，保持变阻器的滑片位置不动，再闭合S2，此时变阻器和定值电阻串联，读出此时电流表的示数I2，则电源电压U＝I2（R滑+30Ω）……Ⅱ 因电源电压不变，R0的阻值已知，联立Ⅰ、Ⅱ可解得滑动变阻器的阻值和电源电压， 在步骤①中灯泡正常发光时，电源电压U＝I额（R0+R滑）+U额， 因求出了电源电压U、R滑，知道I额和R0，所以可求出灯泡的额定电压U额，则根据P＝UI可以求得灯泡的额定电功率； d、断开S1，不调节变阻箱和变阻器，利用等效替代法，在M、N间接入一个电阻箱R，闭合S2，使电流表示数等于0.3A，此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻，可通过P＝I2R计算灯泡电功率； 故选：abcd，同时均不需要调节滑动变阻器。 故答案为：（1）电流表的示数为0.3A；（2）abcd；不需要。 【变式巩固】 小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。 （1）请你将甲电路图补充完整。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值 的位置。 （3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表的示数为 V，此时电压表的示数如图乙所示，是 V。 （4）小灯泡的额定功率为 W。 （5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R0＝10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表的示数为 A时，再读出电流表的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。 【解答】解：（1）根据实验原理R可知，在没有电流表的情况下，利用电压表和定值电阻代替电流表的作用，采用分压电路，电压表V 2并联在定值电阻两端，电路如图所示： （2）闭合开关前滑片滑到阻值最大处； （3）因为小灯泡的额定电压为2.5V，闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V1的示数为2.5V， 电压表V2量程为0～3V，分度值为0.1V，此时示数为U2＝2.4V； 此时电路中的电流为I＝IL＝I00.24A； （4）小灯泡的额定电功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.24A＝0.6W； （5）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电压相等，则定值电阻两端电压等于2.5V，又知R0＝10Ω， 故电流表A2的示数为I20.25A。 故答案为：（1）如上图所示；（2）最大；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25。 题型一．电功与电能 1. 额定电压均为220V、额定功率均为800W的电热水壶和洗衣机，正常工作时（　　） A．电热水壶消耗的电能少 B．相同时间内，两者消耗的电能一样多 C．洗衣机产生的热量多 D．相同时间内，两者产生的热量一样多 【解答】解： AB、已知电热水壶和洗衣机的额定电压相同，额定功率也相同，所以，电热水壶和洗衣机正常工作时的实际功率相同，根据W＝Pt可知相同时间内，两者消耗的电能一样多，故A错误，B正确； CD、由B项可知相同时间内，两者消耗的电能一样多，但电热水壶工作时将电能全部转化为内能，而洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，所以在相同时间内电热水壶产生的热量多，故CD错误。 故选：B。 2. 如图甲所示，电源工作时输出的总功率恒定不变，R1＝10Ω。在移动滑动变阻器R2的滑片P时，电流表A的示数I与电流表A1的示数I1之间变化关系如图乙所示。根据图中信息判断，下列说法中正确的是（　　） A．当滑片P向右移动时，电流表A的示数逐渐增大 B．当滑片P向左移动时，电源的输出电压逐渐增大 C．电源工作时每秒钟消耗的电能始终为5J D．当电流表A1的示数为0.5A时，R2＝12.5Ω 【解答】解：由图甲知定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A1测量通过定值电阻R1的电流，电流表A测量干路的电流； A、滑片P向右移动时，滑动变阻器R2的电阻变大，则定值电阻R1与滑动变阻器R2并联的总电阻变大，电源工作时输出的总功率恒定不变，由P＝I2R并知电路中的电流变小，电流表的示数减小，故A错误； B、当滑片P向左移动时，滑动变阻器R2的电阻变小，则定值电阻R1与滑动变阻器R2并联的总电阻变小，电源工作时输出的总功率恒定不变，由P知电源电压变小，即输出电压变小，故B错误； C、由图2知，当I1＝0.3A，I＝1.5A， 则定值电阻R1两端的电压为： U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V＝U电源， 则电路的总功率为： P总＝U电源I＝3V×1.5A＝4.5W，即电源工作时每秒钟消耗的电能始终为4.5J，故C错误； D、由图2知，当I1′＝0.5A，I′＝0.9A， 则定值电阻R1两端的电压为： U1′＝I1′R1＝0.5A×10Ω＝5V＝U2＝U电源， 经过电阻R2的电流为： I2′＝I′﹣I1′＝0.9A﹣0.5A＝0.4A， 滑动变阻器R2接入电路的电阻为： R212.5Ω，故D正确。 故选：D。 3. 两只电水壶，甲标有“220V，800W“，乙标有“220V，1000W“，甲水壶装水800g，乙水壶装水1000g，两水壶正常工作10分钟，各自把水烧开。若此过程中电流通过甲水壶做功记为W甲，通过乙水壶做功记为W乙 则（　　） A．W甲≥W乙 B．W甲＜W乙 C．W甲＝W乙 D．W甲＝1.25W乙 【解答】解： 由题知，甲、乙两电水壶的额定功率分别为800W和1000W，则正常工作功率P甲＜P乙， 两水壶正常工作10 分钟，即通电时间相等，由W＝Pt可知电流通过乙做功多，即W甲＜W乙； 故选：B。 4. 如图是某种锂电池的部分参数，小兴同学将电池安装到遥控车上，进行花样赛车训练。已知小车质量为0.5千克，行驶时功率为2W，电动机效率为80%（表中“Ah”读作“安时”，2Ah表示该电池在4V电压下能以2A的电流放电1小时）。（取g＝10N/kg）求。 名称：充电式锂电池 容量：2Ah 标称电压：4V 充电模式：恒流/恒压 …… （1）该电池充电一次可以储存的最大能量是 。 （2）造成电动机效率不能达到100%的原因可能是 。 （3）充满电一次，可供小亮同学训练多少小时？ 【解答】解：（1）该电池在4V电压下能以2A的电流放电1小时，放电时间t＝1h＝3600s 充电一次可以储存的最大能量是W＝UIt＝4V×2A×3600s＝28800J； （2）电动机是将电能转化为机械能的装置，电动机的效率为机械功与总功的比值。电动机因线圈存在的电阻，所以电动机工作时，电流会产生热量，电能转化为内能，所以效率不可能达到100%； （3）电能转化成的机械能W有用＝ηW＝80%×28800J＝23040J 车行驶的功率P＝2W，可供小亮训练时间。 故答案为：（1）28800J； （2）电动机因线圈存在的电阻，所以电动机工作时，电流会产生热量，电能转化为内能，所以效率不可能达到100%； （3）充满电一次，可供小亮同学训练3.2h。 5. 如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求： （1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流。 （2）R2的阻值。 （3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。 【解答】解：（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流， 由并联电路的电压特点可知，两电阻并联时R1两端的电压与电路为R1的简单电路时R1两端的电压相等，由欧姆定律可知，两电阻并联时通过R1的电流与电路为R1的简单电路时通过R1的电流相等，即I1＝0.2A， 由并联电路的电流特点可知，开关S、S1都闭合时，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A； （2）由并联电路的电压特点可知，两电阻并联时，两端R2的电压：U2＝U1＝U＝6V， 由欧姆定律可知，R2的阻值：R220Ω； （3）开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功：W1＝U1I1t＝6V×0.2A×1×60s＝72J。 答：（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流为0.3A； （2）R2的阻值为20Ω； （3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功为72J。 题型二．电功率的计算 6. 如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W 【解答】解：AB、闭合S时，R与L串联，电压表测L电压，此时电压表示数为2V，根据乙图可知此时电流为0.6A； 图中R电压4V时，电流为0.4A，电阻R10Ω； 根据串联电路的特点知，R的电流也是0.6A，R的电压U＝I'R＝0.6A×10Ω＝6V， 根据串联电路电压规律知，电源电压U电＝UL+U＝2V+6V＝8V；故AB错误； C、闭合S时，R消耗的电功率为P＝UI＝6V×0.6A＝3.6W，故C正确； D、闭合S时，电路的总功率为P＝U电I＝8V×0.6A＝4.8W，故D错误。 故选：C。 7. 如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　） A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W 【解答】解：（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水； （2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可知，此时的电功率：P1100W； 此时电路的电流：I5A； （3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′2200W+1100W＝3300W； （4）比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水； 根据以上分析可知，ABC错误，D正确。 故选：D。 8. 在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（　　） A．R1与R2的阻值之比是1：2 B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大 C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等 D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1 【解答】解：A．由图知道，当通过R1与R2的电流为0.6A，R1、R2两端的电压分别为6V和3V，由欧姆定律可以求得，电阻R1的阻值为： ； 可以求得电阻R2的阻值为： ； 则R1与R2的阻值之比： R1：R2＝10Ω：5Ω＝2：1，故A错误； B．根据串联电路电流特点，R1与R2串联接时，通过电流相等，由P＝I2R知道，R1消耗的功率比R2大，故B正确； C．根据并联电压特点，R1与R2并联接时，两端电压相等，由知道，R1消耗的功率比R2小，故C错误； D．根据串联电路电流处处相等，所以R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是1：1，故D错误。 故选：B。 9. 许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，R1和R2为加热电阻。下列分析不正确的是（　　） A．闭合开关S，电路中只有R2工作，处于除雾状态 B．闭合开关S、S1电路中R1和R2同时工作，处于除霜状态 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大 【解答】解：ABD、由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，电路的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，加热装置处于“高温”除霜功能； 当开关S闭合、S1断开时，只有R2工作，电路的总电阻最大，总功率最小，加热装置处于“低温”除雾，故ABD正确； C、由于除雾状态时电路的总电阻最大，由欧姆定律可知，电路的总电流最小，故C错误。 故选：C。 10. 如图所示电路中，电源电压恒为6V，R0是阻值为20Ω的定值电阻，R1为滑动变阻器。若在电路中换接最大阻值不同的滑动变阻器，则下列有关滑动变阻器消耗的电功率与电流大小关系的图像与对应滑动变阻器规格正确的是（　　） A．0～10Ω B．0～20Ω C．0～30Ω D．0～40Ω 【解答】解：滑动变阻器的功率为： PR1，当R1＝R0＝20Ω时，小灯泡的电功率最大，最大为： P大0.45W， 此时的电路为： I0.15A，故图D符合题意。 故选：D。 11. 小明分别将规格为“6V 3W“的灯泡L1和“3V 3W”的灯泡L2，按图甲、图乙两种方式连接。图甲中L1的功率为P1，L2的功率为P2；图乙中，L1的功率为P3，L2的功率为P4。若电源电压恒为3V，不计温度对灯泡电阻的影响，下列关系正确的是（　　） A．P1＝P2 B．P2＜P4 C．P3＝P4 D．P1＞P3 【解答】解：由甲电路图可知两灯泡串联，由乙电路图可知两灯泡并联； 根据P＝UI知，两灯泡的电阻分别为： R112Ω， R23Ω， 由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，甲图中电路中的电流： I甲0.2A， 则图甲中，L1的功率： P1＝I甲2R1＝（0.2A）2×12Ω＝0.48W， L2的功率： P2＝I甲2R2＝（0.2A）2×3Ω＝0.12W， 由并联电路的电压特点可知，乙图中两灯泡两端的电压： U1＝U2＝U＝3V， 则图乙中L1的功率： P30.75W， L2的功率： P43W 因此P2＜P1＜P4＜P3，故B正确。 故选：B。 12. 如图是某品牌无人机，由锂电池供电，采用4个电动机带动旋翼转动，如表是部分飞行参数，若空气阻力忽略不计。 指标 参数 质量 1100克 每个电动机 额定电压 10伏 额定电流 5安 最大上升速度 运动模式 5米/秒 普通模式 4米/秒 （1）无人机落地断电后，旋翼还会继续转动一会儿，这是因为旋翼具有 。 （2）无人机飞行时，4个电动机正常工作时的总电功率为 。 （3）无人机在运动模式和普通模式下，都在竖直方向上匀速下降，其受到的升力分别为F1和F2，则F1 F2。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 【解答】解：（1）无人机落地断电后，旋翼由于具有惯性，还会继续转动一会儿； （2）每个电动机正常工作时的电功率：P＝UI＝10V×5A＝50W， 4个电动机正常工作时的总电功率：P总＝4P＝4×50W＝200W； （3）空气阻力忽略不计，无人机在竖直方向上匀速下降时，受到的升力与重力平衡，大小相等。 则无人机在运动模式和普通模式下，其受到的升力均等于重力，重力不变，所以有：F1等于F2。 故答案为：（1）惯性；（2）200W；（3）等于。 题型三．伏安法测定电功率 13. 如图甲所示电路的电源电压为3伏，小灯泡的额定电压为2.5伏，图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后，下列判断正确的是（　　） A．电压表测的是小灯泡两端的电压 B．电流表示数为0.4安时，小灯泡的电阻是25欧 C．电压表示数为2.5伏时，小灯泡的功率是1.25瓦 D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25瓦 【解答】解：A、由图可知，闭合开关S后，灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，故A错误； B、由灯泡的I﹣U图象可知，当电流为0.4A时，灯泡的电压为1V，由欧姆定律可得，灯的电阻：RL2.5Ω，故B错误； C、电压表示数为2.5V时，由串联电路电压的规律可得灯两端的电压为：UL′＝U﹣U滑′＝3V﹣2.5V＝0.5V， 由图象可知，灯的电压为0.5V时电流为0.3A，则小灯泡的功率：PL′＝UL′I′＝0.5V×0.3A＝0.15W，故C错误； D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时，灯正常发光，由图象可知灯的额定电流为0.5A， 根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：U滑＝U﹣UL额＝3V﹣2.5V＝0.5V， 此时滑动变阻器的功率：P滑＝U滑I滑＝0.5V×0.5A＝0.25W，故D正确。 故选：D。 14. 如图所示电路，电源电压一定。灯L1标有“3V1.8W”的字样。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置，使灯L1正常发光时，滑动变阻器的电功率为P1。用标有“6V3.6W”字样的灯L2替换灯L1，为让灯L2正常发光，滑动变阻器滑片P应向 端滑动（选填“a”或“b”），L2正常发光时，滑动变阻器的电功率为P2则P1为P2相差 W。（忽略温度对灯丝电阻的影响） 【解答】解：由P＝UI可得，两灯泡正常发光时的电流分别为：I10.6A， I20.6A； 两灯泡的电阻分别为：R15Ω，R210Ω； 调节滑动变阻器的滑片位置，使灯L1正常发光时，由电路中的电流为0.6A；根据串联电路的规律及欧姆定律，电路的电流为：I1＝0.6A ①； 用灯L2替换灯L1，由电阻的串联和欧姆定律，电路的电流为：I′② 比较①②得：I′＜0.6A，为了使L2正常发光，应减小电路的电阻，滑动变阻器滑片P应向a滑动； I′＝0.6A，灯L2正常发光，故10Ω+R滑＝R滑′+5Ω，故R滑′﹣R滑＝5Ω； 因串联电路各处的电流相等，根据P＝I2R， 则P2﹣P1＝I′2（R滑﹣R滑′）＝（0.6A）2×5Ω＝1.8W。 故答案为：a；1.8。 15. 探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压保持3V不变，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）图甲为连接的部分电路，请补充完整，要求当滑片向右滑时，电压表示数增加。 （2）在将滑片P从阻值最大处慢慢变小滑动过程中，小组同学记录了多组电压表和电流表数据，描绘出如图乙所示的I﹣U图像。 ①通过图像可知灯泡电阻随着电流的增大而 （填写“增大”、“不变”或者“减小”）。 ②若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小，请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。 【解答】解：（1）由图可知，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；当滑片向右滑时，电压表示数增加，根据串联电路规律可知，滑动变阻器两端电压减小，根据分压原理可知，滑动变阻器接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示： ； （2）①由图乙可知，当通过灯泡的电流增大，灯泡两端电压也增大，根据P＝UI可知，灯泡实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，即灯泡电阻随着电流的增大而增大； ②若图中的阴影部分表示电压为2.0V时，灯泡消耗的实际功率大小，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑＝3V﹣2V＝1V，根据串联电路电流特点，通过滑动变阻器的电流与小灯泡的电流相同，由P＝UI知滑动变阻器的功率为： P滑＝U滑I＝1V×I，此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域如下图所示： 。 故答案为：（1）见解答图；（2）①增大；②见解答图。 16. 为测量规格“6.3V，0.15A”小灯泡的额定功率，提供的实验器材有：蓄电池（输出电压约10V）、滑动变阻器（有“10Ω，2A”、“50Ω，1.5A”两种规格）、电流表、电压表各一只。 （1）如图1是小张测量时所连接的部分实物连线图，请你根据电路图补全实物连线图。 （2）该实验应选择的滑动变阻器为 。 （3）在某次测量中，电流表、电压表读数如图2所示，此时应如何改变滑动变阻器的阻值才能测量小灯泡的额定功率？ （选填“变大”“变小”“不变”） 【解答】解：（1）根据电路图连接实物电路图，滑动变阻器按“一上一下”且接右下接线柱，电压表与灯泡并联，因为灯泡的额定电压为6.3V，故电压表接0﹣15V的量程电流表串联在电路中且解0﹣0.6A的量程，实物电路图如图所示： （2）灯泡正常发光时，电路电流等于灯泡额定电流0.15A，滑动变阻器两端电压U滑＝U﹣UL＝10V﹣6.3V＝3.7V， 此时滑动变阻器接入电路的阻值：R24.7Ω＞10Ω，故选用“50Ω，1.5A”的滑动变阻器； （3）由图示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.08A，电压表量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为2.5V， 电压表示数小于灯泡额定电压6.3V，要测灯泡额定功率，应减小滑动变阻器分压，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，直到电压表示数等于灯泡额定电压为止。 故答案为：（1）实物电路图如图所示；（2）“50Ω，1.5A”；（3）变小。 17. 为了测量小灯泡的电功率，小庆进行了如下实验。电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”的字样。 （1）用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。要求：滑动变阻器的滑片在最左端时阻值最大。 （2）闭合开关，调节滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动。 （3）改变滑片的位置，测出多组电流和电压的数据，画出了如图丙所示的图像。由图像可知，小灯泡的额定功率为 。 （4）小庆分析图像发现，随着电压的升高，小灯泡的电阻在变化，小庆认为电阻变化是测量误差引起的。他和同学们讨论后认为这个猜想是错误的，理由是 。 【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片在最左端时阻值最大，故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示： ； （2）由图甲可知，电压表选用小量程；闭合开关，调节滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，电压表分度值0.1V，其示数为2.3V，小于灯泡额定电压2.5V，要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，故应将滑片向右移动； （3）由图丙可知，灯泡额定电压对应的额定电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为： P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W； （4）由图丙可知，当灯泡两端电压增大时，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此小庆的猜想是错误的。 故答案为：（1）；（2）右；（3）0.5W；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大。 18. 为测定小灯泡的额定功率，小柯利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”的小灯泡等器材，按图甲方式连接电路进行实验。 （1）闭合开关，小柯将滑动变阻器的滑片移到某一位置后，观察到电压表示数为2.2V，为了使小灯泡正常发光，需将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动。 （2）根据图乙可知，该小灯泡的额定功率为 W。 （3）小柯做完实验，断开开关，整理器材时发现电压表指针如图丙所示，则小柯计算得到的小灯泡额定功率相比于真实值 （选填“偏大”“相等”或“偏小”）。 【解答】解：（1）闭合开关，滑动变阻器滑片移动到某一位置后，电压表示数为2.2V，小于小灯泡的额定等于2.5V，要使小灯泡正常发光，就要增大小灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，由串联电路的分压规律可知，就要减小滑动变阻器接入的电阻阻值，由甲图可知减小滑动变阻器接入的电阻阻值，滑片应向左移动； （2）从图像乙可知，小灯泡在额定电压U额＝2.5V时，电流I＝0.25A， 小灯泡的额定功率P＝IU额＝0.25A×2.5V＝0.625W； （3）做完实验，断开开关，整理器材时发现电压表指针如图丙，电压表使用时没有调零，指针在零刻度线的右侧，这样测量的电压U额比实际值偏小，电流I也偏小，由额定功率P＝IU额知，测量的额定功率的值比实际值偏小。 故答案为：（1）A；（2）0.625；（3）偏小。 19. 小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）请用线代替导线，将图甲中的实物电路正确连接完整。 （2）小科连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，测量了六组且记下对应的电压表（0.5V、1.0V、……、3.0V）和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I﹣U图像，可计算出小灯泡的额定功率是 W。 （3）根据图乙分析，为完成上述整个实验，最合理的滑动变阻器应选 。 A.“0.5A 10Ω” B.“1A 20Ω” C.“1A 60Ω” D.“0.2A 200Ω” 【解答】解：（1）测定“小灯泡电功率”的实验中，电压表并联在小灯泡两端，小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选择小量程；滑动变阻器“一上一下”串联接入电路；如下图所示： ； （2）由图丙可知，灯的电压为2.5V时，通过的电流为0.4A，所以小灯泡的额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.4A＝1W； （3）电源由三节干电池，所以电源电压4.5V； 小科同学测量的六组实验中，灯泡两端电压最小0.5V，由分压原理知，变阻器连入电路的阻值最大，由图象知，电路中电流约为0.1A， 则此时变阻器连入电路的阻值为： R40Ω， 由图像知，灯泡电压为3V时的电流大于0.4A，所以应选择“1A 60Ω”的变阻器，故选：C。 故答案为：（1）见解答图；（2）1；（3）C。 题型四．特殊方法测电功率 20. 某灯泡上标有“7.*V 0.5A”的字样，其中额定电压值不清、估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源（电压值未知）、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器R，一只阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展以下实验。 （1）滑片P位于a端时。只闭合开关S和S1，此时电流表示数如图乙为 A，计算出电源电压为 V。 （2） （请补充具体操作），此时小灯泡正常发光。 （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1，断开S2，读出电流表示数为0.6A，则求出此时变阻器接入电路的阻值R'。通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。 【解答】解：①只闭合开关S和S1，滑片P位于a端时，滑动变阻器R电阻全部连入电路且与定值电阻R0串联， 灯泡正常发光时的电流为0.5A，则电流表选择小量程，示数为：I1＝0.4A； 则电压电压为：U＝I1（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V； ②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光； ③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为：I2＝0.6A， 则此时定值电阻两端的电压为：U定＝I2R0＝0.6A×10Ω＝6V， 此时滑动变阻器两端电压为：U′＝U﹣U定＝12V﹣6V＝6V， 则滑动变阻器连入电路的电阻为：R10Ω； 当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U″＝IR＝0.5A×10Ω＝5V， 则此时灯泡两端的电压即额定电压为：U额＝U﹣U″＝12V﹣5V＝7V， 灯泡的额定电功率为：P＝U额I＝7V×0.5A＝3.5W。 故答案为：（1）0.4；12；（2）只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A；（3）此时变阻器接入电路的阻值R'为10Ω；3.5。 21. 某灯泡上标有“7.*，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪 器：一只电压恒定的电源（电压值未知）一只电流表、一只标有“20Ω.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻、开关和导线若干。 某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展实验。 （1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，电流表示数如图乙为 A，求出电源电压。 （2） （请补充具体操作），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。 （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值R。 （4）通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。 【解答】解：（1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，滑动变阻器R电阻全部连入电路，且与定值电阻R0串联，灯泡正常发光时的电流为0.5A，则电流表选择小量程，示数为：I1＝0.4A； 则电压电压为： U＝I（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V； （2）只闭合S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光； （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数I2＝0.6A，则此时定值电阻两端的电压为： U定＝I2R0＝0.6A×10Ω＝6V， 此时滑动变阻器两端电压为：U'＝U﹣U定＝12V﹣6V＝6V， 则滑动变阻器连入电路的电阻为： R10Ω； （4）当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U“＝IR＝0.5A×10Ω＝5V， 则此时灯泡两端的电压即额定电压为： U额＝U﹣U″＝12V﹣5V＝7V， 灯泡的额定电功率为： P＝U额I＝7V×0.5A＝3.5W。 故答案为：（1）0.4；（2）只闭合S和S2；（4）3.5。 22. 小军用如图所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”。 （1）小军连接的电路有一处错误，请只改动一根导线，使电路连接正确；（在应改动的导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确的接法） （2）图乙是小军解决故障后某次实验的电流表和电压表示数，则小军选择的定值电阻是 Ω； （3）小军看到实验桌上有一个额定电压为U的小灯泡，他想挑战只用一只电流表测量该小灯泡的额定功率。小军又找来一个已知阻值的定值电阻R0和两个开关S1，S2，设计了如图丁所示的电路图，请补全小军的实验步骤； ①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 （用字母表示）； ②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I； ③则小灯泡的额定功率的表达式为：P额＝ （用字母表示）。 【解答】（1）在探究通过导体的电流与电压的关系时，应把电压表应并联在定值阻的两端，连接电路实物图如下： （2）根据乙图可知，电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；电压表的量程为0﹣3V，分度值为0.1V，示数为2.4V；则定值电阻的阻值：。 （3）①只闭合开关S和S2，此时电路为定值电阻R0和灯泡并联，再与变阻器串联，电流表测R0支路电流，若要使灯泡正常发光，它两端的电压为U，由于并联电路中电压相等，则此时电流表的示数为：。 ②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，电路连接方式不变，电流表测干路总电流，根据并联电路中电流规律可得，灯泡的额定电流为：；根据P＝UI可知，灯泡的额定功率：P额＝I额U。 23. 小秀利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为6.0V保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“2A 50Ω”。 电阻/欧 5 10 15 20 25 电流/安 0.8 0.4 0.27 0.16 （1）小秀同学对五个定值电阻进行了五次实验，得出以上数据。其中表中空格的数据为 。 （2）小秀把定值电阻换成额定电压2V的小灯泡，然后测定小灯泡电功率的实验。根据实验数据画出如图乙所示的图像，则该小灯泡的额定功率为 瓦。 （3）小瑚利用一个电压表（或一个电流表）和一个已知阻值的定值电阻R0，设计了下列电路，其中能顺利的测出额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的电路图为 。 A.B. C.D. 【解答】解：（1）由表中数据可知，定值电阻两端电压为UV＝IR＝0.8A×5Ω＝……＝0.16A×25Ω＝4V，研究电流与电阻关系时要控制电压不变， 则当20Ω电阻接入电路时，通过20Ω电阻的电流为I40.2A； （2）由图乙可知，当灯泡两端电压为2V时，通过灯泡的额定电流为0.4A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2V×0.4A＝0.8W； （3）A、闭合S1，上面开关接2，移动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V，则灯正常发光； 保持滑片位置不动，闭合S1，上面开关接1，记下电压表的示数U1， 此时电压表测R0与灯两端的电压，因电路的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，R0的电压U0＝U1﹣2.5V，通过R0的电流，即灯的额定电流： I，根据P＝UI可求灯的额定功率；故A选项可以； D、定值电阻R0与灯串联，电路中只有电压表，闭合S1，上面开关接2，电表测定值电阻两端的电压； 闭合S1，上面开关接1时，电压表测灯与定值电阻两端的电压，无法确定灯是否正常发光，故D选项不可行； BC、闭合S1，S2接1，灯与R0并联，电流表测通过R0的电流，移动滑片使电流表示数为I0，根据并联电路电压的规律，则灯的电压一定为2.5V，灯正常发光； 保持滑片位置不动，S2接2，记下电流表示数I，即为灯与定值的总电流，因电路的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，通过灯与定值电阻的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流I额＝I﹣I0＝I，根据P＝UI可求灯的额定功率；故B选项可以； C、由图可知，闭合S1，无论S2接1还是2，都无法确定灯泡是否正常发光，故C选项不可行； 故选：AB。 故答案为：（1）0.2；（2）0.8；（3）AB。 学科网（北京）股份有限公司 $