二、电功率（举一反三讲义）物理苏科版九年级下册

本讲义系统梳理电功率核心知识点，从概念（定义、单位、与电功区别）出发，通过公式推导（P=W/t、P=UI及导出式）构建计算体系，结合额定与实际功率辨析，落脚伏安法测量实验（含故障分析与特殊方法），形成完整知识支架。 资料融合思维导图可视化呈现、表格对比深化理解，典例与变式结合强化科学思维。实验部分详细的故障分析及特殊测量设计，培养科学探究能力。课中辅助教师突出重难点，课后通过巩固训练助力学生查漏补缺，落实物理观念与科学态度。

二、电功率 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：电功率的概念 2 知识点2：电功率的计算 5 知识点3：额定电压 额定功率 11 知识点4：测量灯泡的电功率 14 【方法技巧】 23 方法技巧1 电功率多档位问题 23 方法技巧2 电功率范围值问题 24 方法技巧3 动态电路中电功率的变化 24 方法技巧4 结合图像计算电功率 24 【巩固训练】 25 【学习目标】 1．知道电功率的定义：表示电流做功快慢的物理量，理解 “功率大≠做功多”。 2．掌握电功率公式及单位：核心公式 P=W/t、P=UI，国际单位瓦特（W），常用单位千瓦（kW）。​ 3．理解额定功率与实际功率的区别，知道实际功率随电压变化。 4．学会伏安法测电功率的实验原理、器材选择和操作步骤。 重点： 1．公式的灵活应用：能结合串并联电路特点，用 P=UI 等公式计算功率。 2．伏安法测功率的实验：掌握 “测额定功率（需使 U=U额）” 和 “测实际功率” 的操作关键。 3．额定功率与实际功率的计算：能通过额定参数算电阻，再求不同电压下的实际功率。 难点： 1．实验误差分析：理解电流表、电压表量程选择不当，或电路接线错误对测量结果的影响。​ 2．动态电路中功率变化：如滑动变阻器移动时，难以快速分析灯泡实际功率的变化规律。 3．区分 “测电功率” 与 “测电阻” 实验：两者器材、原理相似，易混淆实验目的和数据处理方式。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：电功率的概念 1、电功率的概念 （1）定义：电流单位时间内所做的功。 （2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实 际功率大小。 （3）国际单位：瓦特（W）；常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）；换算关系：1kW=103W；1W=1003mW。  （4）电功与电功率的区别：用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。 2、电功电功率的比较 物理量 电功（W） 电功率（P） 定义 电流通过导体或用电器所做的功 1s内所消耗的电能 物理意义 描述电流做功的多少 描述消耗电能的快慢 实质 电能转化为其他形式能的过程中，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能 电流通过导体或用电器时，每秒消耗电能的多少 计算公式 W=UIt，由此可以看出，电流做功多少跟电压、电流和通电时间三个因素有关，是由它们三者的乘积决定的 P=UI，它表明电功率跟电压、电流两个因素有关，其大小由它们的乘积 决定 测里方法 用电能表直接测量 用伏安法间接测量，即测出用电器两端的电压及通过用电器的电流，然后利用公式P=UI求出电 功率 联系 利用公式 P=W/t 可得出 W=Pt 3、常见电功率的大小 （1）空调：约1000W。 （2）微波炉：约1000W。 （3）电炉：约1000W。 （4）电热水器：约1000W。 （5）吸尘器：约800W。 （6）电吹风机：约500W。 （7）电熨斗：约500W。 （8）洗衣：约500W。 （9）电视机：约40 w～200w。 （10）电子计算机：约200W。 （11）抽油烟机：约140W。 （12）电冰箱：约100W。 （13）电风扇：约100W。 （14）手电筒：约0.5W。 （15）计算器：约0.5mW。 电功率的大小判断 （1）直接判断法：熟记生活中常见的物理量，直接确定答案。 （2）单位换算法：把不熟悉的单位换算成熟悉的单位。 （3）比较法：将考试中自己不太熟悉的物理量与自己熟悉的物理量进行对比，从而得出结论。 （4）估算法：结果不是精确值而是一个大概的范围，可以应用熟悉的估测量及相关公式进行估测。 【典例1】某天，小伟爸爸对妈妈说：“咱们家上个月外出旅游节省了100度电，家里的LED灯是20W的，节省的电能可以让5000个这样的LED灯工作。”你认为小伟爸爸的说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 【答案】 错误 电功不等于电功率 【详解】小伟爸爸的说法是错误的，他混淆了电功和电功率的物理意义，电功不等于电功率。小伟家上个月外出旅游节省了100度电，是节约了电能，这些电能如果让5000个20W的灯泡同时工作，可以工作的时间为 正确的说法是：家里的LED灯是20W的，节省的电能可以让5000个这样的LED灯工作同时工作一小时。 【变式1】关于电功率，下列说法正确的是（　　） A．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量 B．电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量 C．用电器消耗的电能越多，电功率就越大 D．用电器工作时间越长，电功率越大 【答案】A 【详解】A．电功率的物理意义就是表示用电器消耗电能的快慢，比如100瓦的灯泡比25瓦的灯泡消耗电能快，故A正确； B．表示用电器消耗电能多少的物理量是电功，不是电功率，故B错误； CD．电功率大小由电功和时间共同决定。仅电功多（消耗的电能多），若时间很长，电功率不一定大； 同理，仅工作时间长，若电功很小，电功率也不会大，电功率与工作时间长短没有直接的决定关系，故CD错误。 故选A。 【变式2】一台洗衣机的电功率是500W，表示该洗衣机（　　） A．1s内电流做功500W B．1s内输出机械能500J C．1s内消耗的电能是500W D．1s内消耗的电能是500J 【答案】D 【详解】电功率的物理意义是 “单位时间内电流所做的功（或用电器消耗的电能）”。一台洗衣机的电功率是500W，表示该洗衣机每秒钟消耗的电能是500J（或电流通过洗衣机每秒做功500J）。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式3】某电吹风正常工作4min，能使标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过96转，则该电吹风消耗的电能为 kW•h，电功率为 W，这些电能可供一只“220V 5W”的LED灯正常工作 h。“220V 5W”的LED灯与一只“220V 40W”的白炽灯正常发光时的亮度相当，若LED灯正常发光时的效率为80%，则白炽灯正常发光效率为 ，正常工作相同时间，LED灯与白炽灯相比可节能 （以上两空填百分数）。 【答案】 0.08 1200 16 10% 87.5% 【详解】[1][2][3]电吹风消耗的电能为 电功率为 可供一只“220V 5W”的LED灯正常工作时间为 [4]设一只这样的LED灯与一只“220V 40W”的白炽灯正常发光时间为，由于正常发光时的亮度相当，则可得 代入数据解得。 [5]正常工作相同时间，LED灯与白炽灯相比可节能 知识点2：电功率的计算 1、电功率的定义式：。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。 对应单位：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、电功率的计算式：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、电功率的导出式：、。电功率的导出式仅适用于纯电阻电路。 推导过程;。 （1）计算电功率首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑： ①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便。 串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）。 ②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）。 （2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。 4、对电功率的理解与推论 对电功率的理解 P与U、I不是简单的正比关系：由公式P=UI可知，电功率的大小与电路两端电压U、通过电路的电流I两个因素有关。不能简单地认为电功率仅与电压成正比或仅与电流成正比，因为加在电路两端的电压变化时，通过电路的电流也会随之变化 可反映电功的效果：例如，同一个灯泡其电功率越大，说明单位时间内电流通过灯泡做的功越多，则灯泡的亮度就越大 电功率的三个推论 对于纯电阻串联电路来说，P1：P2：…=R1：R2：… 对于纯电阻比例电路来说， 无论是串联电路还是并联电路，整个电路消耗的总电功率都等于各个用电器消耗的电功率之和，即： 【典例2】如图所示的电路中，当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，示数之比I甲:I乙=3:5，当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，则通过R1与R2的电流之比是 ，R1与R2消耗的功率之比为 ，甲、乙两电压表示数之比为 。 【答案】 1:1 3:2 5:2 【详解】[1]当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两电阻串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，所以通过R1、R2电流之比为1:1。 [2][3]当断开开关S，甲、乙两表均为电流表时，R1、R2并联，甲电流表测通过R2的电流，即I甲=I2，乙电流表测通过干路的电流，即I乙=I，则I2:I=I甲:I乙=3:5 根据并联电路电流规律可知I1:I2=2:3 再根据并联电路电流与电阻成反比可知R1:R2=3:2 当开关S闭合，甲、乙两表均是电压表时，R1、R2串联，甲电压表测电源电压，即U甲=U 乙电压表测R2两端的电压，即U乙=U2，即U甲:U乙=U:U2 根据串联电路电压与电阻成正比，可知U1:U2=R1:R2=3:2 再根据串联电路电压规律可知，甲、乙两电压表示数之比为U甲:U乙=U:U2=5:2 R1与R2消耗的功率之比为P1:P2=(U1I串):(U2I串)=U1:U2=3:2 【典例3】如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V，6W”和“6V，3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，求： (1)只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比； (2)只闭合S1、S2时，电路的总功率。 【详解】（1）只闭合S2、S3时，甲、乙两灯并联，电源电压为恒为6V，则两灯两端电压均为6V，等于它们的额定电压，则两灯的实际功率均等于它们的额定功率，甲、乙两灯的实际功率之比为 （2）只闭合S1、S2时，甲灯被短路没有接入电路中，电路为只有乙灯的简单电路，乙灯两端电压仍为6V，乙灯的实际功率仍等于它的额定功率，所以，电路的总功率为 【变式1】甲、乙两个电阻的U-I图线如图所示，若把两个电阻连接在一个电路中，下列说法正确的是（      ） A．串联时，甲、乙两个电阻功率之比是1∶2 B．串联时，通过甲、乙两个电阻的电流之比是2∶1 C．并联时，甲、乙两个电阻功率之比是1∶2 D．并联时，两个电阻接在2V电压下时总电流为0.5A 【答案】C 【详解】A．由图像可知，当时，，，由可知，两电阻的阻值分别为， 因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，所以，串联时，甲、乙两个电阻阻值之比 由可知，串联时，甲、乙两个电阻功率之比是 故A错误； B．因串联电路中各处的电流相等，所以，串联时，通过甲、乙两个电阻的电流之比是1∶1，故B错误； C．并联时，两个电阻两端的电压相同，由可知，此时甲、乙两个电阻功率之比是 故C正确； D．并联时，两个电阻接在2V电压下时，它们两端的电压均为2V，由图像知道，通过两电阻的电流分别为I甲′=0.2A，I乙′=0.4A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，总电流 故D错误。 故选C。 【变式2】电饭煲是常用的家用电器，工作时是 （选填“电源”或“用电器”）。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图，，。则该电饭煲保温时消耗功率为 W；当该电饭煲处于“加热”挡工作，其消耗的电能是 J。 【答案】 用电器 200 【详解】[1]电饭煲工作时消耗电能，将电能转化为内能，所以电饭煲工作时是用电器。 [2][3]由图可知，当开关、都闭合时，、并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，电饭煲处于加热挡；当开关闭合、断开时，只有工作，电路的总电阻最大，总功率最小，电饭煲处于保温挡；则电饭煲保温挡的电功率为 该电饭煲处于“加热”挡工作，其消耗的电能为 【变式3】科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具，其电路图如图所示。电源电压保持不变，其中，小灯泡L的规格为“3V，0.75W”。当开关S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数变为0.6A。（不考虑灯丝电阻变化）求： (1)电源电压； (2)R2的阻值； (3)电路消耗的最小功率。 【详解】（1）由图可知，当开关、都断开时，电阻与小灯泡L串联，此时小灯泡L正常发光，其两端电压，所以根据电功率公式 P = UI，可得此时电路中的电流为 根据欧姆定律，电阻两端的电压 串联电路中总电压等于各部分电压之和的规律，电源电压 （2）当开关、都闭合时，电阻与并联，小灯泡L被开关短路，电流表测量干路电流，示数为 并联电路中各支路电压等于电源电压，由欧姆定律，可得通过电阻的电流 根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和的规律，通过电阻的电流 所以电阻的阻值 （3）电源电压U保持不变，根据电功率公式可知，当电路的总电阻最大时，电路消耗的总功率最小。由题可知，电路的四种状态： 1. 当开关、都闭合，电阻与并联，总电阻最小。 2.闭合、断开，与并联后与L串联。 3. 断开、闭合，断路，接入电路（L被短路）。总电阻为。 4. 、都断开：与L串联。 由于，， 结合串并联电路电阻规律可知，当与L串联时，电路的总电阻最大。 此状态即为第（1）问中的情况，电路总电阻最大，总电流最小，为0.25A。 因此，电路消耗的最小功率 知识点3：额定电压 额定功率 1、额定电压和额定电功率的相关物理量 额定电压 用电器正常工作时的电压。用电器的铭牌和使用说明书上标明的电压值就是额定电压，常用U额表示 额定功率 用电器在额定电压下工作时的电功率。用电器铭牌和使用说明书上标明的功率就是额定功率，常用P额表示 额定电流 用电器在额定电压下工作时的电流，常用I额表示 实际电压 用电器实际工作时两端的电压。用电器的实际电压，与额定电压可能相同，也可能不相同。当用电器的实际电压明显低于或高于额定电压时，用电器就不能正常工作。实际电压常用U实表示 实际功率 用电器在实际电压下工作时的电功率。它与额定功率可能相同，也可能不相同。实际功率用P实表示，决定灯泡亮度的是实际功率 2、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 3、额定功率与实际功率的计算 （1）纯电阻用电器，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。 （1）用电器只有在额定电压下才能正常工作。 （2）额定功率是唯一的、确定的，不随实际工作电压而改变；实际功率是不确定的，随实际电压而改变。 （3）灯泡的亮度取决于实际功率，如果实际功率相等，则亮度相同。 【典例4】标有“12V  9W”字样的小灯泡，它在正常工作时的电阻是 Ω；假设灯丝电阻不变，当把该灯泡接到电路中，且通过它的电流是0.5A时，该灯泡的实际功率是 W。 【答案】 16 4 【解析】【小题1】[1][2]根据可得，灯泡正常工作时的电阻 若灯丝电阻不变，通过其电流为0.5A时，由可得，其实际功率为 【变式1】规格分别为“220V，40W”、“36V，40W”、“110V，40W”的三盏电灯，各自在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（　　） A．三盏电灯的额定功率一样大 B．三盏电灯的额定电压一样大 C．三盏电灯实际电压一样大 D．三盏电灯的亮度不一样亮 【答案】A 【详解】由题可知，三只电灯的额定功率相同，当三只电灯分别在各自的额定电压下工作时，三盏电灯实际电压等于额定电压，三只电灯的实际功率都等于各自的额定功率，所以三盏电灯的额定功率一样大，灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，所以三盏电灯的亮度一样，故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式2】标有“6V、3W”和“4V、2W”的字样的、两只灯泡，在接入电路时都能发光，则下列说法正确的是（　　） A．灯的额定功率较大，的亮度较大 B．两灯并联时，实际功率 C．因为灯的额定电压大，两灯正常发光时 D．两灯串联时，实际功率 【答案】B 【详解】A．因为灯泡的亮度是由实际功率决定的，尽管L1灯的额定功率较大，但不知二者的实际功率关系，所以不能确定L1的亮度较大，故A错误； B．由可知，两灯正常工作时的电阻分别为 故，并联时电压相同，由可知，实际功率P1＜P2，故B正确； C．两灯正常工作时的电流分别为 故两灯正常发光时I1=I2，故C错误； D．两灯电阻，串联电路电流相等，由可得，两灯的实际功率P1＞P2，故D错误。 故选B。 【变式3】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示， 灯电阻较大，1kW·h可供乙灯正常工作 h。若将两灯串联接入220V电路中，实际功率较大的是 灯。 【答案】 甲 10 甲 【详解】[1]由图示可知，两灯的额定电压相等，甲的额定功率小于乙的额定功率，由可得，甲灯的电阻大于乙灯的电阻。 [2]由可得，1kW·h可供乙灯正常工作时间 [3]两灯串联接入220V电路中，电流I相同，根据P=I2R，因为R甲>R乙，所以P甲实>P乙实，实际功率较大的是甲灯。 知识点4：测量灯泡的电功率 1、伏安法测量小灯泡的电功率 （1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率。 （2）实验原理：。 （3）实验方法：伏安法。 （4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 （5）实验步骤 步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。 步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中； 步骤⑤整理实验器材。 （6）实验分析和结论 ①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。 ②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大。 ③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。 2、实验注意事项 选择器材 电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，额定电压为2.5V的小灯泡，至少选两节干电池作为电源。 （1）电压表量程的选择应参照小灯泡的额定电压。①若小灯泡的额定电压时2.5V，则选择0—3V量程；②若小灯泡的额定电压时3.8V，则选择0—15V量程。 （2）电流表量程的选择要参照小灯泡的额定电流的大小。①若知道小灯泡的额定电压和额定功率，则可以计算出小灯泡的额定电流的大小，电流表的量程略大于额定电流即可；②若不能求出额定电流大小，可用试触法确定电流表的量程。③因为常见的小灯泡（额定电压1.5V—3.8V）额定电流均小于0.6A，故无特殊说明，电流表的量程可以直接选择0—0.6A量程。 滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使滑动变阻器的调压效果明显。 连接电路 （1）连接电路前，要把开关断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电路元件； （2）连接电流表和电压表时，注意电流从“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出； （3）连接滑动变阻器时，要“一上一下”选用接线柱。闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，防止电路中电流过大，损坏电路元件。 操作细节 （1）移动滑动变阻器的滑片时，要紧盯电压表的示数； （2）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不易过长，否则容易烧坏小灯泡； （3）实验完毕，一定要先断开开关，然后再拆卸电路，整理器材； （4）分析数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是三个不同电压下的电功率，求平均值无任何意义。 3、伏安法测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析 常见故障现象 原因分析 灯泡不亮 闭合开关，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 闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数 （1）滑动变阻器接成定值电阻；（2）滑动变阻器滑片在阻值最大处很难调节；（3）电源电压过低 闭合开关，灯泡不亮，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、电压表位置互换了； （2）灯泡处断路，即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良； 闭合开关，灯泡不亮，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偏转角度很小 （1）电流表或电压表的量程过大；（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，电流表或电压表指针的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）电路中出现短路；（3）滑动变阻器接入电路中的阻值太小 开关问题 连接电路时，接完最后一根导线灯泡立即发光 连接电路时，开关一直处于闭合 滑动变阻器问题 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，电表示数及灯泡的亮度均无变化 滑动变阻器同时接入了上面（或下面）两个接线柱 闭合开关，无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡额定电压 电源电压过低 无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总大于灯泡的额定电压 （1）电源电压过高；（2）选用滑动变阻器最大阻值过小 闭合开关瞬间，灯泡发出强光后熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数 滑动变阻器同时接入了上面两个接线柱或滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置，导致灯泡两端电压过高，灯泡灯丝熔断 4、特殊方法测量小灯泡的电功率（用单一电表测小灯泡额定功率的典型电路） 方法 电路原理图 直接测量的物理量 小灯泡的电功率表达式 安阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表A1、A2的示数分别为I1、I额 （U额=I1R0） 只闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器，使电流表示数为I额；保持滑片位置不变，断开开关S3，闭合S1、S2，电流表示数为I1 U额=（I1-I额）R0 伏阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表V1、V2示数分别为U1、U额 ， 闭合开关S1，开关S2与1端闭合，调节滑动变阻器，使电压表示数为U额；保持滑片位置不变，把开关S2与2闭合，记录此时电压表示数为U1 ， 保持电源电压U不变，闭合开关S，调节电阻箱至恰当的数值，使电压表示数为U额，记录此时电阻箱的阻值R0 ， 【典例5】小红在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用的器材：两节干电池、额定电压是2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。实验电路如图所示： (1)连好电路后，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片移动到 （选填“a”或“b”）接线柱那一端。 (2)闭合开关，发现灯泡不亮，电压表和电流表示数都很小，接下来应进行的操作是 。 (3)小红调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，通过小灯泡的电流是 A，小灯泡此时的电功率为 W。 (4)小明在实验的过程中，发现电流表损坏。于是他找来滑动变阻器R3和滑动变阻器R4（R3、R4最大值已知），利用学生电源（电压已知为U1），设计了如图丙所示的电路，测量一额定电流为“0.3A”小灯泡的额定功率，请将实验过程补充完整： ①只闭合开关S、S2，将滑动变阻器 的滑片调到阻值最大处，移动另一滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为 ，此时灯泡正常发光； ②保持两个滑动变阻器的滑片不动，只闭合开关S、S1，读出电压表的示数为U2； ③灯泡的额定功率P额= 。 【答案】(1)b (2)移动滑动变阻器的滑片，观察灯泡是否发光 (3) 0.24 0.6 (4) R4 【详解】（1）为保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处。由图甲可知，滑动变阻器的滑片移到b端时，接入电路的电阻最大。 （2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表和电流表示数都很小，说明电路是通路，但电阻较大，所以接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片，观察灯泡是否发光。 （3）[1][2]由图乙知，电流表选用的是0−0.6A量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.24A。小灯泡此时的电功率为P=UI=2.5V×0.24A=0.6W （4）[1][2][3]①只闭合开关S、S2，将滑动变阻器R4的滑片调到阻值最大处，移动另一滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为，此时灯泡正常发光； ②保持两个滑动变阻器的滑片不动，只闭合开关S、S1，读出电压表的示数为U2，灯泡正常发光时的电压为 ③灯泡的额定功率 【变式1】在“测定2.5V小灯泡功率”的实验中，小红设计了如图所示的电路。 U/V 2 2.5 3 I/A 0.22 0.26 0.30 (1)请在图的“○”内填入合适的“灯泡”和“电表”符号。 (2)小红按电路图连接电路，进行实验，测得数据如表所示。断开开关时，发现电表如图所示，出现这种现象的原因是 。 (3)假如不重新实验，请你利用小红已获取的信息，计算出该灯泡的额定功率是 W。若小灯泡两端的实际电压为3V，则小灯泡的实际功率 额定功率（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 (4)利用这些器材可完成 实验。 【答案】(1)或 (2)电表使用前没有调零 (3) 0.75 大于 (4)伏安法测电阻 【详解】（1）电压表与小灯泡并联，电流表串联在电路中；如图所示： 或 （2）断开开关时，电表指针不在零刻度线处，出现这种现象的原因是电表使用前没有调零。 （3）[1]由于电表未调零，从图中电流表可知，指针偏离零刻度线的数值为0.04A，从表中数据读出，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为I=0.26A+0.04A=0.3A 因此灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W [2]因为灯泡的额定电压为2.5V，所以当灯泡两端电压为3V时，其实际功率大于额定功率。 （4）本实验中用到了电压表和电流表，根据，可以通过测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，计算出小灯泡的电阻，所以利用这些器材还可完成“伏安法测电阻”实验。 【变式2】小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮）； (2)闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 A，小灯泡的额定功率为 W。再调节滑动变阻器滑片使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。 【拓展】完成实验后，结合上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丙所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整： ①检查电路无误后，闭合开关，将开关拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②滑动变阻器滑片不动，再将开关拨至“2”，读出电压表示数为； ③小灯泡的额定功率 （用、、表示）。 【答案】(1) (2) 0.3 0.75 大于 3.5 【详解】（1）滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮，说明电路中电流变大，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如图所示： （2）[1]电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.3A。 [2]小灯泡的额定功率为 [3]小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率的大小，再调节滑动变阻器滑片使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，所以此时小灯泡的实际功率大于额定功率。 [4]由电路图知，闭合开关S1拨至“1”，电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的电压，需要让小灯泡在额定电压下工作，电压表的示数为 [5]保持滑动变阻器滑片位置不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测定值电阻两端的电压U0，则电路中的电流为 小灯泡的额定功率 【变式3】在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时电压表示数变大）； (2)闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表均有示数，则灯泡不亮的原因是 ； (3)闭合开关，移动滑片，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的额定功率为 W； (4)完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤： ①闭合开关，将拨到触点 （选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为 ； ② ，读出电压表的示数U； ③灯泡额定功率表达式： 。 【答案】(1) (2)小灯泡实际功率过小 (3)0.8 (4) 2 2.5 断开开关，将拨到触点“1”，保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关 【详解】（1）测量小灯泡额定功率的实验中，需采用串联电路，电压表测量小灯泡电压，若要滑动变阻器的滑片向左移动时电压表示数变大，根据串联电路电压规律及电压与电阻成正比可知，需滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的阻值减小，故电路连接如下图所示： （2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表均有示数，说明电路正常，没有元件损坏，由可知，灯泡不亮的原因可能是实际功率过小导致的。 （3）如图乙可知，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，故读数为0.32A，由可得，小灯泡的额定功率 （4）[1][2][3][4]步骤①闭合开关，将拨到触点“2”，使电压表测量小灯泡电压，然后移动滑片，使电压表的示数为2.5V，小灯泡正常发光。 步骤②断开开关，将拨到触点“1”，保持滑动变阻器滑片位置不变，再闭合开关，此时电压表测小灯泡和定值电阻的总电压，且电路中各个用电器电阻没变，小灯泡仍然正常发光，读出电压表的示数为U；由串联电路电压规律可得定值电阻两端电压 再由串联电路电流规律及欧姆定律可得小灯泡的额定电流 又可得小灯泡的额定功率 【方法技巧】 方法技巧1 1、多档位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控制。 （1）高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻R高最小。 （2）中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻R中高于高温档。 （3）低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻R低最大。 2、并联电路中求解总功率时，可以采用两种方法： 方法一：求出总电阻，然后再求解总功率（此方法计算量大，不推荐） 方法二：根据公式求解较为方便。 方法技巧2 1、对特定条件下电路中电流、电压允许的最大值、最小值 确定出每个用电器的额定电流、电流表的量程和滑动变阻器的最大电流，以其中最小的电流作为电路的最大电流；最小电流则需滑动变阻器接入阻值最大（当滑动变阻器两端有电压限制时，需满足滑动变阻器两端电压达到最大），通过欧姆定律求解得到。通过最大电流和最小电流求得电压的最大值和最小值。 2、电路中可能出现的最大、最小功率 首先要判断：变阻器阻值从最小变到最大的过程中，相应的电压，电流的功率是否是单调变化（递增或递减）还是非单调变化，非单调变化就有最值（最大或最小）。在解题时，头脑里一定要呈数学函数图像，判断该图像的类型，性质等等。在求电功率的最大、最小值时，将电功率写成关于电阻的二次函数的形式，即P=（A-B）2+C，当A=B时有最值。 3、电路中的最大电流I大：由“用电器额定电流、电流表量程、滑动变阻器的最大电流”中的小电流值决定，则，故R小滑=R总小-R定、U小滑=I大R小滑、P大=UI大。电路中的最小电流I小：由滑动变阻器接入最大阻值决定，则R总大=R定值＋R滑大、，U滑大=I小R滑大、P小=UI小。滑动变阻器分得最大电压U滑大：由电压表量程决定。 方法技巧3 1、‌动态电路中电功率的变化‌可以通过调整电路中的元件，如滑动变阻器或电源电压的变化，来影响电路中的电流和电压分布，进而改变电路中各个元件的电功率。 2、分析步骤：①简化电路；②分析电路连接方式；③确定电表测量对象；④滑动变阻器变化时，电阻、电流、电压的变化关系；⑤电路各部分电功率的变化分析。 方法技巧4 1、结合图像计算电功率的题型主要涉及到通过电路图和电流、电压图像来计算电路中的电功率。。 2、解电学题时，我们应该把试题中的电路、坐标图像和已知的条件一一对应起来，随后，所有的问题都会迎刃而解。当灯泡的电阻值不是一个定值时，这个阻值不能参与试题的运算。 【巩固训练】 1．下列物理数据中符合实际情况的是（   ） A．家用空调的电流大约为5A B．华为智能手机电池的电压约为220V C．实验室学生实验中小灯泡的电流约为1.5A D．一节南孚干电池的电压约为0.5V 【答案】A 【详解】A．家用空调的功率在1000W以上，工作电流 接近5A，故A符合题意； B．手机电池为锂电池，电压通常在3.7V左右，远低于220V（家庭电路电压），故B不符合题意； C．实验室常用小灯泡额定电压一般为2.5V，电阻约为10Ω左右，电流约为 远小于1.5A，故C不符合题意； D．一节新干电池的电压通常为1.5V，不是0.5V，故D不符合题意。 故选A。 2．将一根细金属丝置入柔性塑料中，可以制成用来检测物体形变的器件（应变片），其结构如图甲所示。将它接入图乙所示的电路，电源电压不变，R为定值电阻。闭合开关S，当应变片随被检测物体发生拉伸形变时，塑料中的金属丝会被拉长变细，则电路中（　　） A．电压表和电流表示数的比值变小 B．电压表示数变大，电流表示数变小 C．电路的总功率变大 D．定值电阻R的功率保持不变 【答案】B 【详解】分析电路可知，应变片与定值电阻串联，电压表测应变片电压，电流表测电路中电流。 AB．闭合开关S，当应变片随被检测物体发生拉伸形变时，塑料中的金属丝会被拉长变细，导致应变片电阻变大，则总电阻变大，又电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中电流变小，则电流表示数变小；根据，定值电阻R两端的电压变小，根据串联电压规律，应变片两端的电压变大，即电压表的示数变大。根据，电压表示数与电流表示数的比值即为应变片的电阻，应变片的电阻变大，因此电压表示数与电流表示数的比值变大。故A不符合题意，B符合题意； C．由前面分析可知，电源电压不变，电路的电流变小，根据可知，电路的总功率变小，故C不符合题意； D．由前面分析可知，电路的电流变小，根据，定值电阻R的功率变小，故D不符合题意。 故选B。 3．连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡比亮。关于此实验，下列说法正确的是（   ） A．、规格是相同的 B．通过的电流比通过的电流大 C．对应的电压表示数比的大 D．的额定功率一定比大 【答案】C 【详解】A．由图可知，两灯泡串联，串联电路中电流处处相等。L1比L2亮，说明L1的实际功率大，根据P=I2R，可知L1的电阻大，所以L1、L2规格不同，故A错误； B．串联电路中电流处处相等，所以通过L1和L2的电流相等，故B错误； C．根据U=IR，电流I相同，L1电阻大，所以L1两端的电压大，即L1对应的电压表示数比L2的大，故C正确； D．灯泡的亮暗由实际功率决定，L1实际功率大，但额定功率是指灯泡在额定电压下的功率，题中未提及额定电压等相关信息，所以不能确定L1的额定功率一定比L2大，故D错误。 故选C。 4．根据额定电压为2.5V小灯泡的图像（如图所示）分析，下列结论不正确的是（　　） A．当小灯泡正常发光时，其电阻为 B．当通过小灯泡的电流为0.15A时，其实际功率为0.15W C．通过小灯泡的电流与其两端的电压成反比 D．小灯泡的额定功率为0.625W 【答案】C 【详解】AD．灯泡的额定电压为2.5V，当小灯泡正常发光时，从图中可知，通过灯泡的电流为0.25A，根据欧姆定律可得，其电阻为 额定功率为 故AD正确，不符合题意； B．从图中可知，当小灯泡的电流为0.15A时，灯泡两端的实际电压为1V，灯泡的实际功率为 故B正确，不符合题意； C．由图可知，通过灯泡的电流与随两端电压的增大而增大，说明通过小灯泡的电流与其两端的电压不成反比，故C错误，符合题意。 故选C。 5．有两个家用白炽灯，甲灯上标有“220V　60W”，乙灯上标有“220V　40W”，以下说法正确的是（　　） A．两灯正常工作时，甲灯消耗的电能比乙灯多 B．两灯正常工作时，乙灯消耗的电能比甲灯慢 C．把两灯串联后接入家庭电路，则甲灯的亮度比乙灯大 D．观察两灯，发现两灯灯丝粗细相同，但甲灯的灯丝比乙灯要长 【答案】B 【详解】A．由可知，用电器消耗电能的多少与电功率和通电时间有关，两灯正常工作时，根据题意只知甲的电功率大于乙的电功率，但不知道通电时间，所以无法判断谁消耗的电能多，故A错误； B．电功率表示用电器消耗电能的快慢。两灯正常工作时，根据题意可知甲的电功率大于乙的电功率，则甲灯消耗电能比乙灯快，故B正确； C．由可知，两灯额定电压相等，甲灯额定功率大，则甲灯电阻小。灯的亮度 取决于它们实际功率的大小，实际功率越大灯越亮。当把两灯串联后接入家庭电路中，通过的电流相同，甲灯电阻小于乙灯电阻，由可知，甲灯的实际功率小于乙灯，则乙灯更亮。故C错误； D．忽略温度对电阻的影响，则影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积。观察两灯，发现两灯灯丝粗细相同，由题可知灯丝的材料也相同，甲灯电阻小于乙灯电阻，则甲灯丝比乙灯丝短，故D错误。 故选B。 6．如图所示是一个测量光照强度仪器的电路原理图，其中R0是定值电阻，是阻值随光照强度增加而减小的光敏电阻。闭合开关S，逐渐增加光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数将逐渐增大 B．电流表示数将逐渐减小 C．电路的总功率将逐渐增大 D．电压表示数和电流表示数的比值将不变 【答案】C 【详解】ABC．分析电路可知，和串联，电压表测电压，电流表测电路中电流。闭合开关S，逐渐增加光敏电阻的光照强度，则阻值变小，总电阻变小，根据可知，电路中电流变大，则电流表示数变大；根据串联分压原理，两端电压减小，则电压表的示数减小；电源电压不变，根据可知，电路的总功率将逐渐增大，故AB错误，C正确； D．根据可知，电压表示数和电流表示数的比值即为阻值，阻值变小，所以电压表示数和电流表示数的比值变小，故D错误。 故选C。 7．已知R1＝3Ω，R2＝5Ω，涛涛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的电流比I1：I2＝3：5 B．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝15：64 C．图乙中R1与R2的电压比U1：U2＝5：3 D．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝64：15 【答案】B 【详解】A．由图甲可知，、串联，根据串联电路的电流特点可知，图甲中与的电流相等，即图甲中与的电流之比，故A不符合题意； BD．根据串联电路的电阻特点可知，图甲中的总电阻 图甲的电路总功率 图乙中，、并联，根据并联电路的电阻关系可知，图乙中的总电阻 图乙中的电路总功率 则图甲与图乙的总功率之比 故B符合题意，D不符合题意； C．由图乙可知，、并联，根据并联电路的电压特点可知，、两端的电压相等，即图乙中与的电压之比为，故C不符合题意。 故选B。 8．如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.25W C．小灯泡正常工作时的电阻为25Ω D．滑动变阻器的最大阻值为10Ω 【答案】A 【详解】A．由图甲可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时电路总功率最小。当时，电源电压 则电路的最小功率 故A正确； B．当滑动变阻器两端电压减小时，电路中的电流是增大的。故在图乙中，从左向右呈下降趋势的图像为滑动变阻器的U-I图像。由曲线可知，当时，电流，此时滑动变阻器的功率 故B错误； C．小灯泡的额定电压，由图乙可知，此时通过灯泡的电流为，则小灯泡正常工作的电阻为 故C错误； D．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时，则滑动变阻器的最大阻值为 故D错误。 故选A。 9．灯L1、L2分别标有“3V 0.75W”和“3V 1.5W”字样（假设灯丝电阻不随温度变化），若将L1、L2并联接在3V电源两端，则干路的总电流为 A；若将L1、L2串联，电源电压最大为 V。 【答案】 0.75 4.5 【详解】[1]分别标有“3V 0.75W”和“3V 1.5W”字样的灯L1、L2并联接在3V电源两端，且灯丝电阻不随温度变化，根据并联电路电流的特点和公式，此时干路的总电流 [2]若将L1、L2串联，为了保护用电器的安全，电路中允许通过的最大电流应为灯L1的额定电流0.25A，此时灯L1两端的电压为3V，根据欧姆定律和公式，此时电路中电源电压最大为 10．如图所示电路中，电源电压保持不变，电阻R1与R2的阻值之比为。开关S闭合，S1断开时，R1与R2的电功率之比为 ；闭合开关S，开关S1由闭合到断开前后，电路在相同时间内消耗的电能之比是 。 【答案】 【详解】[1]开关S闭合，S1断开时，R1、R2串联，因串联电路中各处的电流相等，且电阻R1与R2的阻值之比为3∶1，所以，由可得，R1与R2的电功率之比 [2]闭合开关S，开关S1闭合，整个电路中只有电阻R1，根据公式可知，此时电路中的总功率为 开关S闭合，S1断开时，R1、R2串联，根据公式可知，此时电路中的总功率为 两个电路在相同时间内消耗的电能之比为 11．如图所示电路中，电源电压保持不变，已知R1∶R2=2∶1，电流表A1、A2的示数之比为 ，电阻R1和R2消耗的功率之比是 。 【答案】 3∶2 1∶2 【详解】[1][2]由图可知两个电阻并联，根据并联分流的规律可知通过电阻R1和R2的电流之比为 电流表A1测量干路电流，A2测量R2的电流，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则电流表A1、A2的示数之比 电阻R1和R2消耗的功率之比是 12．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示，把它们串联在电源电压为3V的电路中，如图乙所示。闭合开关S，这时通过元件A的电流是 A，元件B消耗的电功率是 W。 【答案】 0.2 0.4 【详解】[1]由题可知，元件A、B串联，串联电路中通过各元件的电流大小相等，且各元件两端电压和等于电源电压，即U=UA+UB= 3V 由图甲可知，电流大小相等，且满足U=UA+UB= 3V时的电流I=0.2A。 [2]由图甲可知，电流I=0.2A时，元件B两端电压为2V，故PB=UBI=2V×0.2A=0.4W 13．如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后。移动滑片P，改变滑动变阻器接入电路的阻值，使电压表的示数从变为，同时观察到电流表的示数变化，示数从0.5A变化到1A，则的阻值为 ，的功率变化量为 W。 【答案】 8 6 【详解】[1]据图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路中的电流。由串联电路电压特点，定值电阻R0电压的改变量与滑动变阻器电压的改变量相同；串联电路中电流处处相等，则滑片移动过程中定值电阻R0的电压改变量 定值电阻R0的电流改变量 由得，定值电阻R0的电压改变量为 则定值电阻R0的阻值为 [2]由得，R0的功率变化量为 14．小雪用规格为“2.5V”的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，选用如图甲所示的器材和电路。 (1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到端 （选填“a”或“b”），闭合开关后，发现电压、电流表均有示数，但小灯泡不亮，原因可能是： 。 (2)某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V，根据测得的数据绘制小灯泡的I-U图像如丙图所示，由图像可知小灯泡的额定功率为 W。 (3)由丙图发现小灯泡的电阻随温度升高而 （选填“增大”或“减小”）。 (4)同组的小毅利用一个阻值为的定值电阻，设计了一个测量未知电阻阻值的电路，如丁图所示。请将实验步骤补充完整： ①断开开关S2，闭合开关S、S1，记录电压表的示数； ②保持开关S不变， ，记录电压表的示数； ③待测电阻阻值的表达式： （用、、表示）。 【答案】(1) b 见解析 (2) 1.2 0.625 (3)增大 (4) 断开S1、闭合S2 【详解】（1）[1]闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到阻值最大处，即b端，起到保护电路作用。 [2]电压、电流表有示数，说明电路通路，小灯泡不亮，是因为滑动变阻器接入电阻大，电流小，小灯泡实际功率小。 （2）[1]图乙中电压表选用小量程，分度值0.1V，示数为1.2V。 [2]小灯泡额定电压2.5V，由图丙知，此时电流0.25A，额定功率 （3）由图丙可知，随着灯泡两端电压和通过电流的增大，根据计算的电阻值逐渐变大。这是因为灯泡工作时温度升高，而灯丝电阻随温度升高而增大。 （4）[1][2]当闭合S1、断开S2时，电压表测Rx两端电压U1；当断开S1、闭合S2时，电压表测电源电压U2；根据串联电路电压规律，R0两端电压为U2−U1，电路中电流 因此Rx的阻值 15．在测小灯泡电功率的实验中，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，所测小灯泡标有 “2.5V”字样，电阻约为10Ω，电源电压恒为6V。 (1)请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接成完整的测小灯泡电功率的电路，要求滑片P向右滑动时，电流表示数变大 （连线时导线不允许交叉）。 (2)连接电路时，开关应当 。闭合开关前，滑动变阻器应当调到 端（选填A或B）。 (3)调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 (4)兴趣小组同学又将小灯泡换为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，用来探究电流与电阻的关系。先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V，现将定值电阻由5Ω换成10Ω，应将滑动变阻器的滑片向 移动（选填 “左”或 “右”），直到电压表的示数等于2V，经过实验发现，当导体电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 比。 【答案】(1) (2) 断开 A (3)0.65 (4) 左 反 【详解】（1）连电路的要求是滑片向右移动，电流表示数变大，滑动变阻器应该选择右下接线柱，如图所示： （2）[1]连接电路时，为保证电路安全，连电路时开关必须断开。 [2]含有滑动变阻器的电路闭合开关前，变阻器的滑片必须移到阻值最大处，此电路闭合开关前变阻器的滑片必须移到A端。 （3）由图甲可知，电流表选择的是0~0.6A的量程，分度值是0.02A，小灯泡正常发光时，电流表示数应该为0.26A。 所以小灯泡的额定功率 （4）[1]探究电流与电阻的关系，按照控制变量的要求，应该控制定值电阻两端电压一定。接5欧电阻实验的时候调节滑片，把电压表示数调为2伏。当把5欧的电阻换成10欧电阻，按照大电阻分大电压的原则，10欧的电阻所分的电压应该大于2伏。要得到正确的实验结论，应把这个定值电阻两端电压调为2V，应将滑动变阻器的滑片向左移动，直到电压表的示数等于2V为止。 [2]分析实验数据，可得到实验结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比。 16．有两个电阻R1=10Ω，R2=20Ω。 (1)第一次把它们串联在电压为6V的电源上，求电流分别通过R1、R2的功率。 (2)第二次把它们并联在电压为6V的电源上，求电流分别通过R1、R2的功率。 【详解】（1）串联时，电源电压为U=6V，R1=10Ω，R2=20Ω，则根据串联电路电阻的特点可知，此时电路总电阻 R总=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω 此时电路中电流 则电流通过R1的功率为 电流通过R2的功率为 （2）并联时，电源电压为U=6 V，R1=10Ω，R2=20Ω，根据并联电路电压的特点可知，并联时各电阻两端电压相同，为6V，电流通过R1的功率为 电流通过R2的功率为 17．图甲是定值电阻和标有“8V  8W”灯泡L的关系图像。连接电路如图乙所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12Ω。当开关S、闭合，开关断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，电流表的示数为0.5A，灯泡L的实际功率为1W。 (1)求灯泡L正常发光时的电阻； (2)同时闭合开关S、、，求电路消耗的最大功率。 【详解】（1）根据灯泡L的铭牌“8V 8W”可知，灯泡的额定电压，额定功率。灯泡正常发光时的电阻为 （2）当开关S、S2闭合，S1断开，滑片P滑到b端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值R2串联，电流表测电路中的电流。由题意可知，此时电路中的电流I=0.5A，滑动变阻器的最大阻值为12Ω。由图甲可知，当通过灯泡L的电流为0.5A时，灯泡两端的电压为2V。此时灯泡的实际功率为 与题意相符。滑动变阻器两端的电压为 根据串联电路电压规律可得，电源电压U为 由图甲可知，R1的I-U图像是一条过原点的直线，说明其为定值电阻。取图像上一点，当电压为6V时，通过的电流为0.6A。R1的阻值为 当同时闭合开关S、S1、S2，并将滑片P滑到a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，此时R1与L并联，电路的总电阻最小，总功率最大。此时R1和L两端的电压均等于电源电压U = 8V。通过R1的电流为 此时灯泡L两端的电压等于其额定电压8V，灯泡正常发光，其功率等于额定功率为8W。电路消耗的最大总功率为 18．如图所示，，滑动变阻器的规格为“24Ω，2A”，小灯泡上标有“6V，3W”字样。S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器滑片滑到中点时小灯泡恰好正常发光（不考虑灯丝电阻变化）求： (1)电源电压； (2)将滑动变阻器滑片滑到b端，S、S1、S2都闭合后，求电流表示数及工作5min整个电路消耗的电能。 【详解】（1）S闭合，S1、S2都断开，小灯泡L与滑动变阻器串联。由于小灯泡恰好正常发光，其两端电压UL= 6V，功率PL= 3W。根据P=UI可得，电路中的电流为 滑动变阻器滑片滑到中点，接入电路的电阻为R滑= =12Ω 滑动变阻器两端的电压为U滑=IR滑=0.5A×12Ω=6V 根据串联电路电压规律，电源电压为U=UL+U滑=6V+6V=12V （2）将滑动变阻器滑片滑到b端，S、S1、S2都闭合后，电阻R0、滑动变阻器R滑并联，小灯泡被短路，电流表测量干路的电流。通过R0的电流 R0的功率P0=UI0=12V×0.2A=2.4W 滑动变阻器接入电路的电阻为最大值R滑max=24Ω，通过的电流为I滑'= 干路电流即电流表示数为I=I0+I'滑=0.2A+0.5A=0.7A 滑动变阻器的功率P滑'=UI滑'=12V×0.5A=6W 电路的总功率为P总=P0+P滑'=2.4W+6W=8.4W 工作时间t=5min=300s 整个电路消耗的电能为W总= P总t=8.4W×300s=2520J / 学科网（北京）股份有限公司 $ 二、电功率 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：电功率的概念 2 知识点2：电功率的计算 4 知识点3：额定电压 额定功率 7 知识点4：测量灯泡的电功率 9 【方法技巧】 15 方法技巧1 电功率多档位问题 15 方法技巧2 电功率范围值问题 15 方法技巧3 动态电路中电功率的变化 16 方法技巧4 结合图像计算电功率 16 【巩固训练】 16 【学习目标】 1．知道电功率的定义：表示电流做功快慢的物理量，理解 “功率大≠做功多”。 2．掌握电功率公式及单位：核心公式 P=W/t、P=UI，国际单位瓦特（W），常用单位千瓦（kW）。​ 3．理解额定功率与实际功率的区别，知道实际功率随电压变化。 4．学会伏安法测电功率的实验原理、器材选择和操作步骤。 重点： 1．公式的灵活应用：能结合串并联电路特点，用 P=UI 等公式计算功率。 2．伏安法测功率的实验：掌握 “测额定功率（需使 U=U额）” 和 “测实际功率” 的操作关键。 3．额定功率与实际功率的计算：能通过额定参数算电阻，再求不同电压下的实际功率。 难点： 1．实验误差分析：理解电流表、电压表量程选择不当，或电路接线错误对测量结果的影响。​ 2．动态电路中功率变化：如滑动变阻器移动时，难以快速分析灯泡实际功率的变化规律。 3．区分 “测电功率” 与 “测电阻” 实验：两者器材、原理相似，易混淆实验目的和数据处理方式。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：电功率的概念 1、电功率的概念 （1）定义：电流单位时间内所做的功。 （2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实 际功率大小。 （3）国际单位：瓦特（W）；常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）；换算关系：1kW=103W；1W=1003mW。  （4）电功与电功率的区别：用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。 2、电功电功率的比较 物理量 电功（W） 电功率（P） 定义 电流通过导体或用电器所做的功 1s内所消耗的电能 物理意义 描述电流做功的多少 描述消耗电能的快慢 实质 电能转化为其他形式能的过程中，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能 电流通过导体或用电器时，每秒消耗电能的多少 计算公式 W=UIt，由此可以看出，电流做功多少跟电压、电流和通电时间三个因素有关，是由它们三者的乘积决定的 P=UI，它表明电功率跟电压、电流两个因素有关，其大小由它们的乘积 决定 测里方法 用电能表直接测量 用伏安法间接测量，即测出用电器两端的电压及通过用电器的电流，然后利用公式P=UI求出电 功率 联系 利用公式 P=W/t 可得出 W=Pt 3、常见电功率的大小 （1）空调：约1000W。 （2）微波炉：约1000W。 （3）电炉：约1000W。 （4）电热水器：约1000W。 （5）吸尘器：约800W。 （6）电吹风机：约500W。 （7）电熨斗：约500W。 （8）洗衣：约500W。 （9）电视机：约40 w～200w。 （10）电子计算机：约200W。 （11）抽油烟机：约140W。 （12）电冰箱：约100W。 （13）电风扇：约100W。 （14）手电筒：约0.5W。 （15）计算器：约0.5mW。 电功率的大小判断 （1）直接判断法：熟记生活中常见的物理量，直接确定答案。 （2）单位换算法：把不熟悉的单位换算成熟悉的单位。 （3）比较法：将考试中自己不太熟悉的物理量与自己熟悉的物理量进行对比，从而得出结论。 （4）估算法：结果不是精确值而是一个大概的范围，可以应用熟悉的估测量及相关公式进行估测。 【典例1】某天，小伟爸爸对妈妈说：“咱们家上个月外出旅游节省了100度电，家里的LED灯是20W的，节省的电能可以让5000个这样的LED灯工作。”你认为小伟爸爸的说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 【变式1】关于电功率，下列说法正确的是（　　） A．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量 B．电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量 C．用电器消耗的电能越多，电功率就越大 D．用电器工作时间越长，电功率越大 【变式2】一台洗衣机的电功率是500W，表示该洗衣机（　　） A．1s内电流做功500W B．1s内输出机械能500J C．1s内消耗的电能是500W D．1s内消耗的电能是500J 【变式3】某电吹风正常工作4min，能使标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过96转，则该电吹风消耗的电能为 kW•h，电功率为 W，这些电能可供一只“220V 5W”的LED灯正常工作 h。“220V 5W”的LED灯与一只“220V 40W”的白炽灯正常发光时的亮度相当，若LED灯正常发光时的效率为80%，则白炽灯正常发光效率为 ，正常工作相同时间，LED灯与白炽灯相比可节能 （以上两空填百分数）。 知识点2：电功率的计算 1、电功率的定义式：。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。 对应单位：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、电功率的计算式：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、电功率的导出式：、。电功率的导出式仅适用于纯电阻电路。 推导过程;。 （1）计算电功率首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑： ①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便。 串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）。 ②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）。 （2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。 4、对电功率的理解与推论 对电功率的理解 P与U、I不是简单的正比关系：由公式P=UI可知，电功率的大小与电路两端电压U、通过电路的电流I两个因素有关。不能简单地认为电功率仅与电压成正比或仅与电流成正比，因为加在电路两端的电压变化时，通过电路的电流也会随之变化 可反映电功的效果：例如，同一个灯泡其电功率越大，说明单位时间内电流通过灯泡做的功越多，则灯泡的亮度就越大 电功率的三个推论 对于纯电阻串联电路来说，P1：P2：…=R1：R2：… 对于纯电阻比例电路来说， 无论是串联电路还是并联电路，整个电路消耗的总电功率都等于各个用电器消耗的电功率之和，即： 【典例2】如图所示的电路中，当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，示数之比I甲:I乙=3:5，当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，则通过R1与R2的电流之比是 ，R1与R2消耗的功率之比为 ，甲、乙两电压表示数之比为 。 【典例3】如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V，6W”和“6V，3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，求： (1)只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比； (2)只闭合S1、S2时，电路的总功率。 【变式1】甲、乙两个电阻的U-I图线如图所示，若把两个电阻连接在一个电路中，下列说法正确的是（      ） A．串联时，甲、乙两个电阻功率之比是1∶2 B．串联时，通过甲、乙两个电阻的电流之比是2∶1 C．并联时，甲、乙两个电阻功率之比是1∶2 D．并联时，两个电阻接在2V电压下时总电流为0.5A 【变式2】电饭煲是常用的家用电器，工作时是 （选填“电源”或“用电器”）。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图，，。则该电饭煲保温时消耗功率为 W；当该电饭煲处于“加热”挡工作，其消耗的电能是 J。 【变式3】科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具，其电路图如图所示。电源电压保持不变，其中，小灯泡L的规格为“3V，0.75W”。当开关S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数变为0.6A。（不考虑灯丝电阻变化）求： (1)电源电压； (2)R2的阻值； (3)电路消耗的最小功率。 知识点3：额定电压 额定功率 1、额定电压和额定电功率的相关物理量 额定电压 用电器正常工作时的电压。用电器的铭牌和使用说明书上标明的电压值就是额定电压，常用U额表示 额定功率 用电器在额定电压下工作时的电功率。用电器铭牌和使用说明书上标明的功率就是额定功率，常用P额表示 额定电流 用电器在额定电压下工作时的电流，常用I额表示 实际电压 用电器实际工作时两端的电压。用电器的实际电压，与额定电压可能相同，也可能不相同。当用电器的实际电压明显低于或高于额定电压时，用电器就不能正常工作。实际电压常用U实表示 实际功率 用电器在实际电压下工作时的电功率。它与额定功率可能相同，也可能不相同。实际功率用P实表示，决定灯泡亮度的是实际功率 2、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 3、额定功率与实际功率的计算 （1）纯电阻用电器，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。 （1）用电器只有在额定电压下才能正常工作。 （2）额定功率是唯一的、确定的，不随实际工作电压而改变；实际功率是不确定的，随实际电压而改变。 （3）灯泡的亮度取决于实际功率，如果实际功率相等，则亮度相同。 【典例4】标有“12V  9W”字样的小灯泡，它在正常工作时的电阻是 Ω；假设灯丝电阻不变，当把该灯泡接到电路中，且通过它的电流是0.5A时，该灯泡的实际功率是 W。 【变式1】规格分别为“220V，40W”、“36V，40W”、“110V，40W”的三盏电灯，各自在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（　　） A．三盏电灯的额定功率一样大 B．三盏电灯的额定电压一样大 C．三盏电灯实际电压一样大 D．三盏电灯的亮度不一样亮 【变式2】标有“6V、3W”和“4V、2W”的字样的、两只灯泡，在接入电路时都能发光，则下列说法正确的是（　　） A．灯的额定功率较大，的亮度较大 B．两灯并联时，实际功率 C．因为灯的额定电压大，两灯正常发光时 D．两灯串联时，实际功率 【变式3】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示， 灯电阻较大，1kW·h可供乙灯正常工作 h。若将两灯串联接入220V电路中，实际功率较大的是 灯。 知识点4：测量灯泡的电功率 1、伏安法测量小灯泡的电功率 （1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率。 （2）实验原理：。 （3）实验方法：伏安法。 （4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 （5）实验步骤 步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。 步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中； 步骤⑤整理实验器材。 （6）实验分析和结论 ①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。 ②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大。 ③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。 2、实验注意事项 选择器材 电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，额定电压为2.5V的小灯泡，至少选两节干电池作为电源。 （1）电压表量程的选择应参照小灯泡的额定电压。①若小灯泡的额定电压时2.5V，则选择0—3V量程；②若小灯泡的额定电压时3.8V，则选择0—15V量程。 （2）电流表量程的选择要参照小灯泡的额定电流的大小。①若知道小灯泡的额定电压和额定功率，则可以计算出小灯泡的额定电流的大小，电流表的量程略大于额定电流即可；②若不能求出额定电流大小，可用试触法确定电流表的量程。③因为常见的小灯泡（额定电压1.5V—3.8V）额定电流均小于0.6A，故无特殊说明，电流表的量程可以直接选择0—0.6A量程。 滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使滑动变阻器的调压效果明显。 连接电路 （1）连接电路前，要把开关断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电路元件； （2）连接电流表和电压表时，注意电流从“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出； （3）连接滑动变阻器时，要“一上一下”选用接线柱。闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，防止电路中电流过大，损坏电路元件。 操作细节 （1）移动滑动变阻器的滑片时，要紧盯电压表的示数； （2）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不易过长，否则容易烧坏小灯泡； （3）实验完毕，一定要先断开开关，然后再拆卸电路，整理器材； （4）分析数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是三个不同电压下的电功率，求平均值无任何意义。 3、伏安法测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析 常见故障现象 原因分析 灯泡不亮 闭合开关，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 闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数 （1）滑动变阻器接成定值电阻；（2）滑动变阻器滑片在阻值最大处很难调节；（3）电源电压过低 闭合开关，灯泡不亮，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、电压表位置互换了； （2）灯泡处断路，即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良； 闭合开关，灯泡不亮，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偏转角度很小 （1）电流表或电压表的量程过大；（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，电流表或电压表指针的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）电路中出现短路；（3）滑动变阻器接入电路中的阻值太小 开关问题 连接电路时，接完最后一根导线灯泡立即发光 连接电路时，开关一直处于闭合 滑动变阻器问题 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，电表示数及灯泡的亮度均无变化 滑动变阻器同时接入了上面（或下面）两个接线柱 闭合开关，无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡额定电压 电源电压过低 无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总大于灯泡的额定电压 （1）电源电压过高；（2）选用滑动变阻器最大阻值过小 闭合开关瞬间，灯泡发出强光后熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数 滑动变阻器同时接入了上面两个接线柱或滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置，导致灯泡两端电压过高，灯泡灯丝熔断 4、特殊方法测量小灯泡的电功率（用单一电表测小灯泡额定功率的典型电路） 方法 电路原理图 直接测量的物理量 小灯泡的电功率表达式 安阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表A1、A2的示数分别为I1、I额 （U额=I1R0） 只闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器，使电流表示数为I额；保持滑片位置不变，断开开关S3，闭合S1、S2，电流表示数为I1 U额=（I1-I额）R0 伏阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表V1、V2示数分别为U1、U额 ， 闭合开关S1，开关S2与1端闭合，调节滑动变阻器，使电压表示数为U额；保持滑片位置不变，把开关S2与2闭合，记录此时电压表示数为U1 ， 保持电源电压U不变，闭合开关S，调节电阻箱至恰当的数值，使电压表示数为U额，记录此时电阻箱的阻值R0 ， 【典例5】小红在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用的器材：两节干电池、额定电压是2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。实验电路如图所示： (1)连好电路后，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片移动到 （选填“a”或“b”）接线柱那一端。 (2)闭合开关，发现灯泡不亮，电压表和电流表示数都很小，接下来应进行的操作是 。 (3)小红调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，通过小灯泡的电流是 A，小灯泡此时的电功率为 W。 (4)小明在实验的过程中，发现电流表损坏。于是他找来滑动变阻器R3和滑动变阻器R4（R3、R4最大值已知），利用学生电源（电压已知为U1），设计了如图丙所示的电路，测量一额定电流为“0.3A”小灯泡的额定功率，请将实验过程补充完整： ①只闭合开关S、S2，将滑动变阻器 的滑片调到阻值最大处，移动另一滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为 ，此时灯泡正常发光； ②保持两个滑动变阻器的滑片不动，只闭合开关S、S1，读出电压表的示数为U2； ③灯泡的额定功率P额= 。 【变式1】在“测定2.5V小灯泡功率”的实验中，小红设计了如图所示的电路。 U/V 2 2.5 3 I/A 0.22 0.26 0.30 (1)请在图的“○”内填入合适的“灯泡”和“电表”符号。 (2)小红按电路图连接电路，进行实验，测得数据如表所示。断开开关时，发现电表如图所示，出现这种现象的原因是 。 (3)假如不重新实验，请你利用小红已获取的信息，计算出该灯泡的额定功率是 W。若小灯泡两端的实际电压为3V，则小灯泡的实际功率 额定功率（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 (4)利用这些器材可完成 实验。 【变式2】小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮）； (2)闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 A，小灯泡的额定功率为 W。再调节滑动变阻器滑片使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。 【拓展】完成实验后，结合上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丙所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整： ①检查电路无误后，闭合开关，将开关拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②滑动变阻器滑片不动，再将开关拨至“2”，读出电压表示数为； ③小灯泡的额定功率 （用、、表示）。 【变式3】在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时电压表示数变大）； (2)闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表均有示数，则灯泡不亮的原因是 ； (3)闭合开关，移动滑片，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的额定功率为 W； (4)完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤： ①闭合开关，将拨到触点 （选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为 ； ② ，读出电压表的示数U； ③灯泡额定功率表达式： 。 【方法技巧】 方法技巧1 1、多档位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控制。 （1）高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻R高最小。 （2）中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻R中高于高温档。 （3）低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻R低最大。 2、并联电路中求解总功率时，可以采用两种方法： 方法一：求出总电阻，然后再求解总功率（此方法计算量大，不推荐） 方法二：根据公式求解较为方便。 方法技巧2 1、对特定条件下电路中电流、电压允许的最大值、最小值 确定出每个用电器的额定电流、电流表的量程和滑动变阻器的最大电流，以其中最小的电流作为电路的最大电流；最小电流则需滑动变阻器接入阻值最大（当滑动变阻器两端有电压限制时，需满足滑动变阻器两端电压达到最大），通过欧姆定律求解得到。通过最大电流和最小电流求得电压的最大值和最小值。 2、电路中可能出现的最大、最小功率 首先要判断：变阻器阻值从最小变到最大的过程中，相应的电压，电流的功率是否是单调变化（递增或递减）还是非单调变化，非单调变化就有最值（最大或最小）。在解题时，头脑里一定要呈数学函数图像，判断该图像的类型，性质等等。在求电功率的最大、最小值时，将电功率写成关于电阻的二次函数的形式，即P=（A-B）2+C，当A=B时有最值。 3、电路中的最大电流I大：由“用电器额定电流、电流表量程、滑动变阻器的最大电流”中的小电流值决定，则，故R小滑=R总小-R定、U小滑=I大R小滑、P大=UI大。电路中的最小电流I小：由滑动变阻器接入最大阻值决定，则R总大=R定值＋R滑大、，U滑大=I小R滑大、P小=UI小。滑动变阻器分得最大电压U滑大：由电压表量程决定。 方法技巧3 1、‌动态电路中电功率的变化‌可以通过调整电路中的元件，如滑动变阻器或电源电压的变化，来影响电路中的电流和电压分布，进而改变电路中各个元件的电功率。 2、分析步骤：①简化电路；②分析电路连接方式；③确定电表测量对象；④滑动变阻器变化时，电阻、电流、电压的变化关系；⑤电路各部分电功率的变化分析。 方法技巧4 1、结合图像计算电功率的题型主要涉及到通过电路图和电流、电压图像来计算电路中的电功率。。 2、解电学题时，我们应该把试题中的电路、坐标图像和已知的条件一一对应起来，随后，所有的问题都会迎刃而解。当灯泡的电阻值不是一个定值时，这个阻值不能参与试题的运算。 【巩固训练】 1．下列物理数据中符合实际情况的是（   ） A．家用空调的电流大约为5A B．华为智能手机电池的电压约为220V C．实验室学生实验中小灯泡的电流约为1.5A D．一节南孚干电池的电压约为0.5V 2．将一根细金属丝置入柔性塑料中，可以制成用来检测物体形变的器件（应变片），其结构如图甲所示。将它接入图乙所示的电路，电源电压不变，R为定值电阻。闭合开关S，当应变片随被检测物体发生拉伸形变时，塑料中的金属丝会被拉长变细，则电路中（　　） A．电压表和电流表示数的比值变小 B．电压表示数变大，电流表示数变小 C．电路的总功率变大 D．定值电阻R的功率保持不变 3．连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡比亮。关于此实验，下列说法正确的是（   ） A．、规格是相同的 B．通过的电流比通过的电流大 C．对应的电压表示数比的大 D．的额定功率一定比大 4．根据额定电压为2.5V小灯泡的图像（如图所示）分析，下列结论不正确的是（　　） A．当小灯泡正常发光时，其电阻为 B．当通过小灯泡的电流为0.15A时，其实际功率为0.15W C．通过小灯泡的电流与其两端的电压成反比 D．小灯泡的额定功率为0.625W 5．有两个家用白炽灯，甲灯上标有“220V　60W”，乙灯上标有“220V　40W”，以下说法正确的是（　　） A．两灯正常工作时，甲灯消耗的电能比乙灯多 B．两灯正常工作时，乙灯消耗的电能比甲灯慢 C．把两灯串联后接入家庭电路，则甲灯的亮度比乙灯大 D．观察两灯，发现两灯灯丝粗细相同，但甲灯的灯丝比乙灯要长 6．如图所示是一个测量光照强度仪器的电路原理图，其中R0是定值电阻，是阻值随光照强度增加而减小的光敏电阻。闭合开关S，逐渐增加光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数将逐渐增大 B．电流表示数将逐渐减小 C．电路的总功率将逐渐增大 D．电压表示数和电流表示数的比值将不变 7．已知R1＝3Ω，R2＝5Ω，涛涛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的电流比I1：I2＝3：5 B．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝15：64 C．图乙中R1与R2的电压比U1：U2＝5：3 D．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝64：15 8．如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.25W C．小灯泡正常工作时的电阻为25Ω D．滑动变阻器的最大阻值为10Ω 9．灯L1、L2分别标有“3V 0.75W”和“3V 1.5W”字样（假设灯丝电阻不随温度变化），若将L1、L2并联接在3V电源两端，则干路的总电流为 A；若将L1、L2串联，电源电压最大为 V。 10．如图所示电路中，电源电压保持不变，电阻R1与R2的阻值之比为。开关S闭合，S1断开时，R1与R2的电功率之比为 ；闭合开关S，开关S1由闭合到断开前后，电路在相同时间内消耗的电能之比是 。 11．如图所示电路中，电源电压保持不变，已知R1∶R2=2∶1，电流表A1、A2的示数之比为 ，电阻R1和R2消耗的功率之比是 。 12．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示，把它们串联在电源电压为3V的电路中，如图乙所示。闭合开关S，这时通过元件A的电流是 A，元件B消耗的电功率是 W。 13．如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后。移动滑片P，改变滑动变阻器接入电路的阻值，使电压表的示数从变为，同时观察到电流表的示数变化，示数从0.5A变化到1A，则的阻值为 ，的功率变化量为 W。 14．小雪用规格为“2.5V”的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，选用如图甲所示的器材和电路。 (1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到端 （选填“a”或“b”），闭合开关后，发现电压、电流表均有示数，但小灯泡不亮，原因可能是： 。 (2)某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V，根据测得的数据绘制小灯泡的I-U图像如丙图所示，由图像可知小灯泡的额定功率为 W。 (3)由丙图发现小灯泡的电阻随温度升高而 （选填“增大”或“减小”）。 (4)同组的小毅利用一个阻值为的定值电阻，设计了一个测量未知电阻阻值的电路，如丁图所示。请将实验步骤补充完整： ①断开开关S2，闭合开关S、S1，记录电压表的示数； ②保持开关S不变， ，记录电压表的示数； ③待测电阻阻值的表达式： （用、、表示）。 15．在测小灯泡电功率的实验中，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，所测小灯泡标有 “2.5V”字样，电阻约为10Ω，电源电压恒为6V。 (1)请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接成完整的测小灯泡电功率的电路，要求滑片P向右滑动时，电流表示数变大 （连线时导线不允许交叉）。 (2)连接电路时，开关应当 。闭合开关前，滑动变阻器应当调到 端（选填A或B）。 (3)调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 (4)兴趣小组同学又将小灯泡换为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，用来探究电流与电阻的关系。先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V，现将定值电阻由5Ω换成10Ω，应将滑动变阻器的滑片向 移动（选填 “左”或 “右”），直到电压表的示数等于2V，经过实验发现，当导体电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 比。 16．有两个电阻R1=10Ω，R2=20Ω。 (1)第一次把它们串联在电压为6V的电源上，求电流分别通过R1、R2的功率。 (2)第二次把它们并联在电压为6V的电源上，求电流分别通过R1、R2的功率。 17．图甲是定值电阻和标有“8V  8W”灯泡L的关系图像。连接电路如图乙所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12Ω。当开关S、闭合，开关断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，电流表的示数为0.5A，灯泡L的实际功率为1W。 (1)求灯泡L正常发光时的电阻； (2)同时闭合开关S、、，求电路消耗的最大功率。 18．如图所示，，滑动变阻器的规格为“24Ω，2A”，小灯泡上标有“6V，3W”字样。S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器滑片滑到中点时小灯泡恰好正常发光（不考虑灯丝电阻变化）求： (1)电源电压； (2)将滑动变阻器滑片滑到b端，S、S1、S2都闭合后，求电流表示数及工作5min整个电路消耗的电能。 / 学科网（北京）股份有限公司 $