二、电功率（高效培优讲义）物理苏科版九年级下册

本讲义聚焦初中物理“电功率”核心知识点，系统梳理电功率的概念（定义、额定与实际功率）、计算（公式及串并联电路比例关系）、动态电路分析（滑动变阻器、开关通断等类型）及实验测量（原理与步骤），构建从基础到应用的完整学习支架。 资料通过生活实例（如家电功率估算）深化物理观念，动态电路分析与比例计算培养科学思维，实验探究强调操作规范与数据处理提升科学探究能力。典例、跟踪训练结合中考真题，课中辅助教师高效授课，课后助力学生查漏补缺。

一、电功率 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电功率的认识 1 题型2 电功率的计算 6 题型3 动态电路中的电功率分析 17 题型4 实验探究—电功率的测量 24 【能力培优练】 31 【链接中考】 43 【重难题型讲解】 题型1 电功率的认识 1． 电功率的基本概念 定义：电功率是描述电流做功快慢的物理量。 公式： 在计算电功时注意单位的对应关系，如果功率的单位是千瓦（kW），时间的单位是小时（h）那么电功的单位就是千瓦时（kW·h）。同理，功率为瓦（W），时间为秒（s）时，电能单位为焦(J)。 电功和电功率的关系：电功率是描述电流做功快慢的物理量，功率越大，单位时间内电流所做的功就越多，即做功越快。但做功的多少不仅取决于功率，还与通电时间有关，即 W=Pt。比较电功与电功率时，必须同时考虑时间因素，并确保单位之间的对应与换算正确。。 2． 额定功率与实际功率 额定电压（U额）：用电器正常工作时的电压。 额定功率（P额）：在额定电压下工作时的电功率。 实际功率（P实）：用电器在实际电压下的功率。。 不同电压下用电器的工作情况： 用电器两端的电压 实际电功率 用电器工作状态 亮度/性能表现 安全性 U实=U额 P实=P额 正常工作 亮度正常，性能稳定 安全可靠 U实＞U额 P实＞P额 超负荷工作 过亮，发热严重 易损坏，有风险 U实＜U额 P实＜P额 欠压工作 偏暗，性能不足 效率低下但较安全 3． 常见电器的功率 ★特别提醒 对于家用电器的功率只需粗略记忆，电功率越大意味着电器耗电越快，空调、微波炉、电磁炉等通过发热来工作的功率一般在1000W左右。同时可结合电功率的计算公式P=UI，以及家庭电路电压220V，即可粗略判断电器正常工作时的大致电流。 【归纳总结】 电功率是表示电流做功快慢的物理量，解题时需注意单位，区分实际值与额定值。 【典例1-1】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 【跟踪训练1】如图所示为单相电子式电能表，该电能表允许接入的电路电压是 。关闭家里其它用电器，只让微波炉工作，当电能表的指示灯闪烁300次时，所用的时间为，则微波炉的电功率为 。当小明用同样的方法测家中电热水器的电功率时，发现电能表指示灯闪烁更快，这说明电流通过电热水器做功 （选填“多”或“快”）一些。 【答案】 220 1000 快 【详解】[1]电能表上标有“220V”字样，说明该电能表适用于电压为220V的电路。 [2]微波炉的功率为 [3]指示灯闪烁更快，说明在相等的时间内，电热水器消耗的电能更多，根据可知，电热水器的功率大，即做功更快一些。 【跟踪训练2】小明发现家中空调每制冷工作10min后，就转变成送风状态工作5min，再转变为制冷状态，如此反复。为了测量空调制冷时的电功率，他在空调插座处接入一个电能表用于测量空调消耗的电能，相关数据见图所示。下列说法正确的是（　　） A．开始计时30min的时间内，空调消耗的电能为 B．开始计时30min的时间内，送风一次 C．空调送风5min所消耗的电能为0.03kW∙h D．开始计时30min的时间内，空调制冷时的电功率为1.41kW 【答案】D 【详解】A．由图可知，开始计时30min的时间内，电能表的示数从1700.0kW∙h变为1700.5kW∙h，所以空调消耗的电能为0.5kW∙h，等于，故A错误； B．根据题意，空调一次“制冷—送风”循环的时间为 则开始计时30min的时间内空调完成“制冷—送风”循环2次，则送风至少2次，故B错误； C．由图可知，空调送风状态的电功率为0.18kW，则送风工作5min所消耗的电能为 故C错误； D．开始计时30min的时间内，空调完成“制冷—送风”循环2次，总共制冷工作20min，送风状态总共工作10min，送风工作总共消耗的电能为 由图中电能表测出，空调消耗的电能为0.5kW∙h，即，故制冷工作总共消耗的电能为 则空调制冷时的电功率为 故D正确。 故选D。 【典例1-2】根据你对生活中物理量的认识，下列数据最接近实际的是（　　） A．教室日光灯正常工作时的电流约为0.2A B．一台家用电视机的额定功率约为1000W C．数码相机电池电压约为0.2V D．一台家用电冰箱一天用电约为10度 【答案】A 【详解】A．教室日光灯的功率约为40W，可算出其电流约为0.18A，与0.2A接近，故A符合题意； B．一台家用电视机的额定功率约为100W，故B不符合题意； C．数码相机电池电压约为3V~4V，故C不符合题意； D．一台家用电冰箱一天用电约为1度，故D不符合题意。 故选B。 【跟踪训练1】在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中，小明先断开家中所有用电器，只让图甲所示空调工作3min，测得电能表指示灯闪烁120次。若只让图乙所示的电视机工作12min，则电能表指示灯闪烁的次数最可能是（　　） A．8次 B．16次 C．32次 D．48 【答案】C 【详解】挂式空调功率约为900W=0.9kW，液晶电视机的功率约为60W=0.06kW，空调工作3min消耗电能为 测得电能表指示灯闪烁120次；电视机工作12min消耗的电能为 设此段时间电能表指示灯闪烁的次数为n，则 解得n=32。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【跟踪训练2】学习了电能的知识后，小贺同学观察了家中的电能表的规格如图所示，他家同时使用的用电器总功率不能超过 W，本月初抄表的示数如图所示，若本月应交电费66元，且电价为0.5元/度，则本月末抄表的示数为 kW·h，他家本月消耗的这些电能可供一盏“220V 40W”字样的白炽灯连续工作 h，该同学利用该电能表测他家中某用电器的电功率，当电路中只有这个用电器工作时，测得在15min内电能表转盘转了45r，则该用电器的电功率为 W。这个用电器可能是家中的 。（填“空调器”或“电冰箱”“电吹风”） 【答案】 8800 2142.5 3300 100 电冰箱 【详解】[1]根据电能表参数和P=UI可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过 P最大=UI最大=220V×40A=8800W [2]本月消耗的电能 月末的示数为 2010.5 kW·h +132 kW·h =2142.5 kW·h [3]由得工作时间 [4][5]转过45r消耗的电能 该用电器的电功率 而空调的功率在1000W以上，电吹风的功率在500W左右，电冰箱的功率在100W左右，所以这个用电器可能是家中的电冰箱。 题型2 电功率的计算 1． 电功率的计算方法 基本公式：P= UI= 根据欧姆定律（适用于纯电阻电路），进一步推导变形可得： 2． 电路中电功率的比值应用 串联电路中的比例关系：（根据电功率公式 P= UI，结合串联电路电流I相等，可得电功率与电压成正比，而串联电路中，电压本身与电阻成正比，在相同的时间内，电功与电功率的比值也相等）。 并联电路中的比例关系：（根据电功率公式 P= UI，结合并联电路电压U相等，可得电功率与电流成正比，而并联电路中，电流本身与电阻成反比，在相同的时间内，电功与电功率的比值也相等）。 ★特别提醒 纯电阻电路中的比值应用遵循原则“串正并反”。 串正：串联电路中电流处处相等，即电流之比为1：1，其余剩下的电压、电功率、电功（相同时间）均与电阻成正比（比值相等）。 并反：电路中并联的部分电压相等，即电压之比为1：1,其余剩下的电流、电功率、电功（相同时间）均与电阻成反比。若设计三个电阻的反比计算，取它们的倒数之比再化简即可。例如三个电阻的阻值之比为1：2：3，它们在并联电路中的功率之比为1：：=6：3：2。 3． 灯泡亮度的比较方法 电路中灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大的灯泡亮度越高。 根据公式可知串联电路中电阻大的灯泡功率更大，亮度更高。 根据公式可知并联电路中电阻小的灯泡功率更大，亮度更高。 【归纳总结】 计算电功率的核心公式是 P = UI，结合“串正并反”关系，可快速解决一些比值及大小判断的问题。 【典例2-1】如图是一个灯泡L和一个定值电阻的图像。下列分析正确的是（    ） A．甲为灯泡L的图线 B．当电压为0时，L与的阻值均为0 C．将L和并联在6V的电源两端，电路的总功率为4W D．将L和串联在6V的电源两端，L的功率为0.24W 【答案】D 【详解】A．灯泡的阻值会随着温度的变化而变化，不是一个定值，故甲为电阻R的图像，乙为灯泡L的图线，故A错误； B．电阻是导体的属性，与导体两端电压无关，因此当电压为0时，L与R的阻值均不为0，故B错误； C．根据并联电路中电压规律可知，将L和并联在6V的电源两端时，L和两端电压均为6V，由图可知，此时通过L的电流为0.5A，通过R的电流为0.25A，则干路总电流为 则电路的总功率为 故C错误； D．由图可知，当电路中的电流为0.2A，L和两端电压之和正好是6V，即将L和串联在6V的电源两端时，通过L的电流为0.2A，L两端的电压为1.2V，故L的功率为 故D正确。 故选D。 【跟踪训练1】甲、乙两灯泡中的电流与其两端电压变化的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联后接在某电源两端时，甲灯泡中的电流为，下列说法中，正确的是（   ） A．甲乙串联后，甲灯泡电功率为 B．甲乙串联后，总功率为6W C．若甲乙并联在电压为的电源两端时，电功率之比为 D．若甲乙并联在电压为的电源两端时，总功率为 【答案】C 【详解】A．读图像可知，当甲中电流为0.5A时，甲两端电压为2V，根据可知，此时其功率为1W。故A错误； B．当通过小灯的电流为0.5A时，甲乙两端电压分别为2V、6V，则二者两端总电压为 总功率为，故B错误； CD．当两端电压为6V时，甲乙中电流分别为1A、0.5A，此时二者功率之比为 此时总功率为，故C正确，D错误。、 故选C。 【跟踪训练2】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端移至最右端的过程中，电流表与电压表的示数变化如乙图所示，下列说法正确的是（   ） ①电源电压为6V               ②定值电阻的阻值是15Ω ③滑动变阻器的最大阻值30Ω   ④当滑动变阻器的滑片P移至中点时，定值电阻的功率是1.35W A．①② B．②③④ C．①②③ D．②③ 【答案】B 【详解】①②③由图甲可知，电路为定值电阻和滑动变阻器组成的串联电路，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端电压。由图乙数据，根据欧姆定律和串联电路的电压规律可得① ② 由①②解得，，故①错误，②正确； 滑动变阻器的滑片在最左端，变阻器最大阻值接入电路时，电路中电流最小为0.2A，电压表示数为6V，则滑动变阻器的最大阻值为，故③正确； ④当滑动变阻器的滑片P移至中点时，电流表的示数为 定值电阻R0的功率，故④正确。 综上，①错误，②③④正确。 故选B。 【典例2-2】如图，将定值电阻R1、R2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中。在图甲中R1的功率为9W，在乙图中R1的功率为25W，则甲、乙两图中R1两端的电压之比是 ，甲、乙两图电路消耗的总功率之比是 。 【答案】 3∶5 6∶25 【详解】[1]因为R1是定值电阻，根据可得，甲、乙两图中R1两端的电压之比是 [2]如图乙，两个电阻并联，根据并联电路电压规律可知 即 如图甲，两个电阻串联，根据串联电路电压规律可知 因为串联电路电流相等，根据可知两电阻阻值之比等于两电阻两端电压之比，即 在乙图中，因为两个电阻并联，电压相等，所以电流之比为 即 则干路电流为 在甲图中，电路中的电流为 因为R1是定值电阻，根据可得，甲、乙两图中通过R1的电流之比是 根据可得，甲、乙两图电路消耗的总功率之比是 甲、乙两图电路消耗的总功率之比是6:25。 【跟踪训练1】如图所示，电源电压保持不变，R1:R2 =1:2，当只闭合S1时，电流表的示数为0.3A，R1消耗的功率为P1；当只闭合 S2时，R0消耗的功率为0.8W，R2消耗的功率为P2，且P1:P2 =9： 8.那么，电阻R0= Ω，电源的电压U= V。 【答案】 20 12 【详解】[1]据图可知，当只闭合S1时，电路为定值电阻R0、R1串联，电路中的电流为0.3A，R1消耗的功率可表示为 当只闭合 S2时，电路为定值电阻R0、R2串联，R0消耗的功率为0.8W，可得电路中的电流为 R2消耗的功率可表示为 已知， 可得 解得。 [2]当定值电阻R0、R2串联，R0消耗的功率为0.8W，可得此时电路中的电流为 设电源电压为U，可得------① 当电路为定值电阻R0、R1串联，电路中的电流为0.3A，可得-------② 由于-------③ 联立①②③解得、、。 【跟踪训练2】如图所示，电源电压恒定，开关始终闭合。当开关S闭合、甲乙两表均为电压表时，两表示数之比； ；当S断开、甲乙两表为电流表时，两表示数之比 ，此时消耗的功率之比 【答案】 【详解】[1] 当开关S闭合、甲乙两表均为电压表时，则两个电阻串联，由串联电路电流相等可知 [2] 当S断开、甲乙两表为电流表时，两电阻并联，甲测R2电流，乙测干路电流，则 [3] 此时消耗的功率之比 【典例2-3】如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2最大阻值为20Ω。电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。在保证电路各元件安全的前提下，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系图像如图乙所示。 (1)求电源电压及定值电阻R1阻值； (2)求电路的最小功率。 【答案】(1)电源电压为6V，定值电阻R₁的阻值为10Ω。 (2)1.2W 【详解】（1）由电路图甲可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，电压表测量R₁两端的电压U₁，电流表测量电路中的电流I。根据图乙可知，当滑动变阻器接入电路的电阻时，电压表示数。根据串联电路的特点和欧姆定律，电源电压可以表示为 代入数据得 ……① 当滑动变阻器接入电路的电阻时，电压表示数。同理，电源电压可以表示为 ……② 由于电源电压U保持不变，联立①和②可得，将代入①式，可得电源电压。 （2）电路的总功率。因为电源电压U恒定，所以当电路中的电流I最小时，电路的总功率P最小。根据可知，当电路总电阻最大时，电流最小。要使总电阻最大，滑动变阻器接入电路的电阻R₂应取最大值。由题意可知，滑动变阻器R₂的最大阻值为20Ω。当时，电路中的电流最小，为 此时，电压表示数 因为2V < 3V (电压表量程)，电流 (电流表量程)，所以电路各元件均安全。因此，电路的最小功率为 【跟踪训练1】如图所示，电源电压不变，、均为定值电阻，，，滑动变阻器R标有“50Ω  1A”，电压表的测量范围为0~15V，的测量范围为0~3V，电流表A的测量范围为0~0.6A，闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表的示数为14V，的示数为2.4V。在保证电路安全的情况下移动的滑片，求： (1)电源电压； (2)电路消耗的最大功率； (3)滑动变阻器接入电路的阻值范围。 【答案】(1)18V (2)9W (3)20Ω~44Ω 【详解】（1）由电路图可知，电阻R1、R2和滑动变阻器R三者串联。电压表V1测量R2和R串联后的总电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表A测量电路中的总电流。当滑动变阻器滑片置于A点时，由电压表V2的示数和R2的阻值可求得此时电路中的电流I。根据欧姆定律，电路中的电流为 电阻R1两端的电压为 由于R1与（R2和R的串联部分）是串联的，电源电压U等于R1两端的电压U1与电压表V1的示数UV1之和 （2）电路消耗的总功率，因为电源电压U不变，所以当电路中电流最大时，电路消耗的功率最大。为保证电路安全，电路中的最大电流Imax需要考虑所有电表的量程和元件的规格 ① 电流表A的量程为0~0.6A，则电路中电流 ② 滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，则 ③ 电压表V2的量程为0~3V，则R2两端的电压 此时对应的最大电流为 综合以上三个条件，为保证所有元件安全，电路中允许通过的最大电流 电路消耗的最大功率为 （3）滑动变阻器接入电路的阻值范围由电路中的最小电流和最大电流决定。 ① 当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最小。 此时电路的总电阻为 滑动变阻器接入电路的最小阻值为 ② 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中电流最小。此时应考虑电压表V₁的量程。 电压表V₁的示数 当电流I最小时，UV1最大。为保证电压表V1安全，其最大示数为15V。 当时，两端的电压为 此时电路中的最小电流为 此时电路的总电阻为 滑动变阻器接入电路的最大阻值为 此阻值小于滑动变阻器的最大值50Ω，符合要求。因此，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器接入电路的阻值范围为20Ω~44Ω。 【跟踪训练2】如图所示，电源电压为12V且保持不变，小灯泡L标有“5V  2.5W”字样，滑动变阻器的规格为“20Ω  1A”，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A。求： (1)小灯泡正常发光时的电阻； (2)为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围； (3)调节滑片，当小灯泡正常发光时，保持滑片的位置不变，用定值电阻替换小灯泡L，替换前后，电路的总功率变化了1.2W。求可能的阻值。 【答案】(1) 10Ω。 (2) (3) 6Ω或16Ω 【详解】（1）小灯泡L标有“5V 2.5W”字样，小灯泡正常发光时的电阻 （2）为了保证电路安全，需要考虑所有元件的限制条件。电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许的最大电流为1A。小灯泡的额定电流为 所以为保证所有元件安全，电路中的最大电流不能超过0.5A。 当电路中电流达到最大值0.5A 时，此时电路的总电阻为 因为灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器可接入电路的最小阻值为 电源电压为12V且保持不变，电压表测量滑动变阻器电压，电压表的量程为0～15V，故滑动变阻器可接入电路的最大阻值为20Ω。 因此，滑动变阻器接入电路的阻值范围为 （3）当小灯泡正常发光时，电路的总功率 用定值电阻 替换小灯泡后，电路的总功率变化了1.2W，则此时电路的总功率有两种情况： 情况一：总功率 可得总电阻 则 情况二：总功率 可得总电阻 则 此时需要验证电路中的电流是否在安全范围内：当 时，电路中的电流 小于电流表量程 0.6A，也小于滑动变阻器允许的最大电流1A，安全。 所以可能的阻值为6Ω或16Ω。 题型3 动态电路中的电功率分析 1. 动态电路中的电功率变化 核心概念：当电路中的电阻、电压等条件发生变化时，用电器消耗的电功率也会随之改变。 常见动态电路类型： 滑动变阻器型：通过移动滑片改变接入电阻； 开关通断型：通过开关改变电路连接方式； 敏感电阻型：如光敏、热敏电阻随环境变化。 分析步骤： （1）判断电阻变化 滑动变阻器：滑片移动→接入电阻变化→总电阻变化； 开关通断：改变电路结构→总电阻变化。 （2）分析电流变化（根据欧姆定律 I=U/R） 总电阻增大 → 总电流减小； 总电阻减小 → 总电流增大。 （3）分析功率变化 对于定值电阻：P = I²R，功率随电流增大而增大； 对于滑动变阻器这类用电器，通常电流和电阻都在变化，需要更进一步的具体分析。 当电路总电阻最小时，总功率最大（根据公式，电压一定时）。 2. 最大功率计算方法 核心思路：在电压一定的条件下，寻找合适的电阻值使功率最大。 （1）定值电阻的功率 对于固定电阻R，其功率随电路中电流变化而变化； 串联时：P=I²R，电流越大功率越大； 并联时：，电压一定时功率固定。 （2）可变电阻的最大功率问题 推导方法： 电路中电流： 滑动变阻器的功率：== = = 当R=r时，滑动变阻器的功率最大， 【归纳总结】 电路解题的关键依然是串并联电路本身电流、电压、电阻的规律，解题过程中注意抓不变的物理量的关系，往往需要结合数学方法做进一步的推算。 【典例3-1】如图，电源电压保持不变，是定值电阻。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变大 B．电压表V示数变小 C．电压表V与电流表示数的比值不变 D．电压表V与电流表的乘积不变 【答案】D 【详解】AB． 这个电路中，电阻R1和R2并联，电压表测电源电压，所以当滑片移动时，电压表的示数不变。R1、R2两端的电压都等于电源电压，R1的阻值不变，通过R1的电流不变，所以电流表A1示数不变。故AB错误； C． 当变阻器的滑片向右移动时，变阻器连入电路的阻值变大，通过变阻器的电流变小，电流表A3的示数变小，电压表V与电流表A3示数的比值变大，故C错误； D． 电压表示数不变，电流表A1示数不变，电压表V与电流表A1的乘积不变，故D正确。 故选D。 【跟踪训练1】如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移至小灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图像 B．电源电压为9V C．小灯泡的额定功率为4.8W D．滑动变阻器的最大阻值是50Ω 【答案】C 【详解】A．由电路图可知，闭合开关S，小灯泡和滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，电压表V1测小灯泡两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压； 将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电路中电流变大，根据串联电路分压原理可知，滑动变阻器两端电压变小，小灯泡两端电压变大，所以由图可知曲线b是电流表示数与电压表V2示数的关系图像，故A错误； B．当滑片位于最右端时，滑动变阻器接入电路阻值最大，则电路电阻最大，根据欧姆定律可知，此时电路电流最小为0.2A，此时滑动变阻器两端的电压最大，即电压表V2的示数最大为9V，灯泡两端的电压最小，即电压表V1的示数最小为2V， 由串联电路电压规律可得，电源电压为 故B错误； C．根据题意可知，当灯泡正常发光时，电流表示数最大，由图乙可知，此时电路电流为0.6A，此时滑动变阻器两端电压为3V， 根据串联电路电压规律可得，则此时灯泡两端电压为 小灯泡的额定功率为 故C正确； D．由图可知，当滑片位于最右端时，滑动变阻器阻值最大，电路中的电流最小， 根据欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值为 故D错误。 故选C。 【跟踪训练2】如图所示是某温度报警器的电路原理图，其中电源电压保持不变，为定值电阻，为热敏传感器，其阻值随温度升高而增大。将电路中的某个电表改装成温度计，当温度升高时，该电表示数变大。关于该温度报警器的原理图，下列判断正确的是：（　　） A．原理图中是将电流表改装成温度计 B．温度升高过程中，电压表和电流表示数之比变大 C．温度升高过程中，电压表示数变化量和电流表示数变化量之比变大 D．温度升高过程中，电路消耗的总功率变大 【答案】B 【详解】A．原理图中R与R0串联，电压表测量R两端电压，当温度升高时，R的阻值增大，串联电路的总电阻变大，根据，在电源电压不变时，电路中的电流减小，则电流表示数变小。由，定值电阻R0两端电压会变小，根据串联电路的电压规律，R两端的电压会变大，即电压表示数会变大。所以原理图中是将电压表改装成温度计的。故A错误； B．由上述分析可知，温度升高过程中，电压表示数变大，电流表示数变小，则电压表和电流表示数之比变大。故B正确； C．设温度升高前后电路中的电流分别为I、I′， 根据串联电路的电压规律可知，电压表示数变化量等于定值电阻R0两端电压的变化量，则电压表示数变化量为 即 R0是定值电阻，阻值不变。所以电压表示数变化量和电流表示数变化量之比不变，故C错误； D．根据前述分析可知，当温度升高时，电路中的电流会变小，而电源电压不变，根据可知电路消耗的总功率变小，故D错误。 故选B。 【典例3-2】如图，电源电压恒定，、是定值电阻，，滑动变阻器标有“20Ω1A”字样。只闭合开关，电流表的示数为1.8A；同时闭合开关、、电流表的示数变为2.4A。求： (1)电源电压； (2)只闭合，滑片位于最左端时，电路总功率； (3)只闭合开关时，在电路安全情况下，的功率最大值。 【答案】(1)18V (2)6.48W (3)8.1W 【详解】（1）当只闭合开关S₁时，电路为R₁的简单电路，电流表测量通过R₁的电流，此时电流I₁=1.8A。 根据欧姆定律可得，电源电压U为U=I₁R₁=1.8A×10Ω=18V （2）当同时闭合开关S₁、S₂、S₃时，分析电路可知，电阻R₁与R₂并联，电流表测量干路电流，通过R₁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R₂的电流I₂为 电阻R₂的阻值为 当只闭合S₂，滑片位于最左端时，R₂与滑动变阻器的最大阻值串联。滑动变阻器的最大阻值=20Ω 此时电路的总电阻 电路总功率 （3）当只闭合开关S₃时，R₁与滑动变阻器R₃串联。设滑动变阻器接入电路的电阻为R₃'。根据滑动变阻器的铭牌“20Ω1A”可知，其允许通过的最大电流为1A。为保证电路安全，电路中的电流I'不能超过1A。则 解得 因此，滑动变阻器接入电路的有效电阻范围是8Ω≤R₃'≤20Ω R₃的功率 对于定值电阻和可变电阻串联的电路，当可变电阻的阻值等于定值电阻的阻值时，可变电阻的功率最大。即当R₃'=R₁=10Ω 时，R₃的功率有最大值。此阻值在8Ω~20Ω的安全范围内。此时电路中的电流为 R₃的功率最大值为 【跟踪训练1】如图甲所示为亮度可调的台灯，内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V，灯的电阻不随温度变化。当滑片由a端移动到b端的过程中，滑动变阻器的电功率P与电流I的关系图象如图丙所示，求： (1)灯的电阻； (2)滑动变阻器的最大电阻； (3)滑片由a端移动到b端的过程中，滑动变阻器的最大功率。 【答案】(1)10Ω (2)50Ω (3)3.6W 【详解】（1） 灯的电阻不随温度变化。当滑片在b端时，滑动变阻器阻止为0，电路的用电器只有一个灯泡，此时电路中的电流最大为Imax=1.2A，灯泡的电阻为 （2） 由图乙可知，当滑片在a端时，滑动变阻器连入电路的阻止最大，电路中的电流最小，，电路中的最小电流为Imin＝0.2A， 则电路中的总电阻为 则滑动变阻器的最大电阻为R大＝R总﹣RL＝60Ω﹣10Ω＝50Ω （3） 滑动变阻器消耗的功率为 当R＝RL＝10Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，此时电流为 则滑动变阻器的最大功率为 【跟踪训练2】如图所示，电源电压，定值电阻，，滑动变阻器R的最大阻值为，电压表的量程为，电流表的量程为。 (1)当开关S1、S3闭合，S2断开时，求电流表的示数。 (2)开关S1闭合，S2、S3断开。为保证电路元件安全。求滑动变阻器R接入电路的阻值范围。 (3)求该电路的最大电功率。 (4)开关S1闭合，S2、S3断开时，求滑动变阻器R的最大电功率。 【答案】(1)0.5A (2) (3)3W (4)0.625W 【详解】（1）当开关S1、S3闭合，S2断开时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电流为 即此时电流表的示数为0.5A。 （2）当S1闭合，S2、S3断开，R1与变阻器R串联，电压表测变阻器R两端电压，当R接入电路电阻0时，此时电路中总电阻最小，电流最大为 故变阻器接入电路中的最小值为0； 当变阻器R两端电压达到电压表的量程时，电路中电流最小为 此时变阻器接入电路的阻值最大为 故滑动变阻器R能接入电路的阻值范围为0~15Ω。 （3）当开关S1、S2、S3均闭合时，R1与R2并联，由并联电路电压规律可知 U1=U2=U=5V 此时电路中电流 超过电流表的量程，故电路中最大功率为电流等于电流表最大量程时，即I=0.6A，此时电路最大功率 （4）开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R串联，滑动变阻器R的功率为 由函数知识可知，当电路中的电流为 滑动变阻器R的功率最大，则最大功率为 题型4 实验探究—电功率的测量 （1）测量原理 电功率公式： 通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电流，利用公式计算得出电功率。 （2）实验步骤： ①按电路图连接电路。 ②闭合开关前：滑动变阻器滑到阻值最大处。 ③移动滑片：使电压表示数为小灯泡的额定电压。 ④记录数据：记下此时电流表示数。 ⑤计算功率： ⑥重复测量：分别测低于、等于、高于额定电压时的功率。 （3）滑动变阻器的作用 主要作用：改变小灯泡两端的电压。 保护作用：防止电流过大损坏元件。 （3） 实验结论 实际功率随实际电压增大而增大。 灯泡亮度由实际功率决定（功率越大，灯泡越亮）。 小灯泡电阻会随温度升高而变大（所以电阻不能求平均值）。 【典例4-1】在“测量小灯泡额定功率”实验中，有两个小灯泡L1（额定电压）和L2（额定电流为）。 (1)图甲是测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图： ①图甲中有一根线连接错误，在这根线上打“×”，并在图中改正，注意导线不交叉； ②电路正确连接后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先进行的操作是 ； ③解决问题后，移动滑片至某位置时，电压表示数为2V，为测量小灯泡L1的额定功率，应将滑片向 （填“A”或“B”）端移动，当小灯泡L1正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为 。 (2)图丙是能测出小灯泡L2额定功率的电路图，图中R为电阻箱，为阻值已知的定值电阻。请在空白处填上适当内容： ①将开关接a，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，调节电阻箱直至电流表示数为，此时电阻箱的示数为； ②将开关接b，保持 不变，调节 ，此时电阻箱的示数为； ③则小灯泡L2的额定功率 （用测量的物理量符号表示）。 【答案】(1) 移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光 A 0.65 (2) 滑动变阻器滑片P的位置 电阻箱直至电流表示数为I额 【详解】（1）[1]伏安法测小灯泡额定功率的实验中，电压表要测小灯泡两端的电压，电压表要与小灯泡并联，且要保证电流“正入负出”，电路如图所示： [2]电流表和电压表均有示数，说明电路为通路，但灯泡不亮，是因为滑动变阻器接入电路的阻值过大，使得电流过小。因此，接下来应移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光。 [3]电压表的示数为2V，为测量小灯泡L1的额定功率，必须把灯泡两端电压调成额定电压2.5V，按照串联电路分压规律，应减小滑动变阻器连入的阻值，故应将滑片向A端移动。 [4]当小灯泡L1正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电流为0.26A，则小灯泡L1的额定功率为 （2）[1][2][3]将开关接a，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R1；将开关接b，保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R2；这两次电路的总电阻相等 所以灯泡正常发光时的电阻 小灯泡L2的额定功率 【跟踪训练1】小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。 (1)图甲是小华在准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请写出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：① ；② ； (2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障，则图甲中导线 （填“①”“②”或“③”）发生了 （填写故障名称）； (3)小华进行了六次实验，记录实验数据并在图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知： ①小灯泡的额定功率为 W； ②开关断开时，灯丝的电阻可能是 （0Ω、5Ω、介于0～5Ω之间）； ③实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为( ) A．5Ω  2A            B．10Ω  2A            C．20Ω  1A            D．30Ω  1A ④实验过程中，小华将滑片向左移时，灯变亮。若该过程灯丝的电阻增加了，滑动变阻器的电阻减小，则 （＞/＝/＜）； (4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的图像应为图丙中的虚线 （填“①”“②”或“③”），你选择的依据是 ； (5)另一组同学在测量标有“3.8V”小灯泡电功率的实验时，为了得到比较准确的小灯泡额定功率，她用同一套器材做了三次实验（她将电压表调到3.8V），获得三组数据，并进行了数据处理，如下表： 实验序号 电流表示数 额定功率/W 额定功率的平均值/W 1 0.71 2.698 2 0.69 2.622 3 0.68 2.584 这样处理数据的方法是否正确？ （正确/不正确），其理由是 ； (6)如图丁是小明同学设计的利用电流表和已知阻值的定值电阻R测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路图。请根据实验步骤完成下列空格。 ①仅闭合开关 ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ； ②仅闭合开关 ，不改变滑片的位置，读出此时电流表的示数为； ③小灯泡额定功率的表达式是 。 【答案】(1) 连接电路时开关未断开 滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处 (2) ① 断路 (3) 0.75 介于0～5Ω之间 D ＜ (4) ① 见解析 (5) 正确 见解析 (6) S、 S、 【详解】（1）[1][2]由图甲可知，存在两个不妥之处，一是连接电路时开关未断开，二是滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处，没有起到保护电路的作用。 （2）[1][2]闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表示数始终为零，说明发生断路，电压表示数始终为3V，说明电压表的两端与电源相通，则可能是导线①断路，使得电压表串联到了电路中。 （3）[1]由图乙可知，灯泡电压为2.5V时，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为 [2]由图乙可知，灯泡电压为0.5V时，电流为0.1A，此时灯泡电阻为 灯泡电阻随温度升高而变大，灯泡电阻不为零，所以开关断开时，灯丝的电阻可能介于0～5Ω之间。 [3]由图乙可知，电流最小为0.1A，此时灯泡电压为0.5V，则滑动变阻器阻值为 所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为“30Ω  1A”，故选D。 [4]实验过程中，小华将滑片向左移时，灯变亮，说明电路中电流变大，根据可知总电阻变小。若该过程灯丝的电阻增加了，滑动变阻器的电阻减小，则。 （4）[1][2]灯泡的U-I图像是一条向上的曲线（图丙中的实线）。灯泡和变阻器串联，由串联电路的电压规律可知，灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变，故画出的变阻器的U-I图像应为图丙中的①。 （5）[1][2]由于电压表选用大量程，导致电表的读数出现误差，从而造成电功率数值出现不同。通过多次测量求平均值，可以减小误差，所以做法是正确的。 （6）[1][2][3][4]仅闭合开关S、，灯泡和定值电阻并联后与变阻器串联，电流表测定值电阻电流，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光，此时电流表的示数为； ②仅闭合开关S、，不改变滑片的位置，连接方式不变，电流表改测干路电流，读出此时电流表的示数为； ③根据并联电流规律，灯泡的额定电流为 则小灯泡额定功率为 【跟踪训练2】同学们在测量一批额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。 (1)小明按照电路图甲正确连接电路测小灯泡的额定电功率；闭合开关前，为保证电路安全将滑片P调到了最右端，请帮他将电路补充完整。 (2)闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表有示数而电流表无示数，经检查发现某导线断路了，他更换了导线 （选填“a、b、c、d、e”）后，电路恢复正常。 (3)排除故障后，再闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W。 (4)小华也连接了图甲的电路测量灯泡L1的额定电功率，根据测得的实验数据画出小灯泡电压在1.5～2.5V之间的I-U图像如图丙所示（AB近似看作直线），由图像可知：小灯泡电压为1.5V时的电阻 （选填“大于”、“小于”或“等于”）小灯泡电压为2.5V时的电阻，灯泡L1的额定功率是 W。若小灯泡电压为1.5V，2.0V，2.5V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3，则P2 （P1+P3）（选填“＞”、“=”或“＜”）。 【答案】(1) (2)b (3)0.75 (4) 小于 0.725 < 【详解】（1）为了保护电路，在使用前应将电阻值调至最大阻值处，小明将滑片P调到了最右端，则开关应当连接变阻器左下方的接线柱，电路如图： （2）测灯泡功率的实验中，电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联。由题知闭合开关后，灯泡不能发光，则整个电路断路，电压表有示数而电流表无示数，则可能是导线b出现断路。 （3）图乙中电流表选用0～0.6A量程，分度值是0.02A，此时的电流，小灯泡的额定功率 （4）[1]由图像知，灯泡两端电压由1.5V增大到2.5V时，电压变化比电流变化快，由此可知灯泡电阻随电压增大而增大，所以小灯泡电压为1.5V时的电阻小于2.5V时的电阻。 [2]小灯泡的额定电压为2.5V，由图像丙知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.29A，所以测得灯泡的额定功率 [3]由图像知，灯泡电压1.5～2.5V变化过程中，电流变化是均匀的，若电压从1.5V增大到2.0V时电流增大，则电压从2.0V增大到2.5V时电流变化也为，由有 所以 即 【能力培优练】 1．如图，闭合开关，灯L正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是（    ） A．电压表V示数变大 B．灯L的功率变小 C．电压表V与电流表示数之比不变 D．电压表V与电流表示数乘积变小 【答案】D 【详解】A．分析电路图可知，灯泡和滑动变阻器并联，电流表A1测通过滑动变阻器的电流，电流表A2测通过灯泡L的电流，电压表测电源电压；滑动变阻器滑片向右移动时，电压表测电源电压，电压表V示数不变。故A错误； B．并联电路各支路相互独立工作、互不影响，灯L两端的电压和通过灯泡的电流不变，根据可知功率不变，故B错误； CD．已知电压表的示数不变，当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流变小，故电流表A1的示数变小，则电压表V与电流表示数之比变大，电压表V与电流表示数乘积变小，故C错误，D正确。 故选D。 2．如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V 1.6W”字样（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项不正确的是（　　） A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光 B．电路中消耗的最大功率为3.6W C．滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V D．当滑片P置于b端时，电流通过滑动变阻器通电1min做的功为120J 【答案】A 【详解】A．由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端电压，电流表测串联电路中的电流。保证各元件不损坏，移动滑动变阻器的滑片，由于电压表的量程为0~3V，所以小灯泡两端的最大电压为3V，达不到灯泡的额定电压4V，所以小灯泡不能正常发光，故A错误； B．由可得灯泡正常发光电流为 灯泡电阻为 通过小灯泡的最大电流为 又由题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0~0.6A，所以电路中的最大电流为 电路中消耗的最大功率，故B正确； CD．当电压表示数为3V时，滑动变阻器两端的电压最小为 当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动接入电路的电阻最大，分得电压最大，此时电路的电流最小为 故滑动变阻器两端的最大电压为 则滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V。 滑动变阻器通电1min产生的热量为，故CD正确。 故选A。 3．如图所示，电源电压为4.5V，小灯泡规格为“3V  1.5W”（灯泡的电阻保持不变），电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器规格为“”。保证电路元件安全，下列分析正确的是（    ） A．电流变化范围是0~0.6A B．滑动变阻器变化范围是 C．小灯泡功率的变化范围是0.375W-1.5W D．电路的最大总功率是2.7W 【答案】C 【详解】A．由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。灯泡正常发光时的电压为3V，功率为1.5W，灯泡正常发光时的电流 因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0~0.6A，变阻器允许通过的最大电流为2A，所以，电路中的最大电流 此时变阻器接入电路的电阻最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压 滑动变阻器接入电路中的最小阻值 灯泡的电阻 由串联分压的规律可知，当电压表的示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡和电路的总功率最小，此时灯泡两端的电压 电路中的最小电流 电路中电流变化的范围是0.25A~0.5A，故A错误； B．滑动变阻器接入电路中的最大阻值 则滑动变阻器阻值变化的范围是3Ω~12Ω，故B错误； C．小灯泡的最小功率 当灯泡正常发光时，其功率最大为1.5W，所以，灯泡的功率变化范围是0.375W~1.5W，故C正确； D．电路的最大总功率 故D错误。 故选C。 4．如图所示，电源两端电压不变，。先闭合开关，再闭合开关，下列分析正确的是（　　） A．S1、S2都闭合时，和两端电压之比为1：2 B．两次电流表示数之比为2：1 C．两次电路消耗的电功率之比为1：3 D．两次电路消耗的电功率之比为2：3 【答案】D 【详解】只闭合时，电路中只有工作，此时电流 电路总功率 A．闭合、时，与并联，，则和两端电压之比为1∶1，故A错误； B．此时通过的电流，干路电流 两次电流表示数之比： 故B错误； CD．闭合、时，电路总功率 两次电路总功率之比 故C错误，D正确。 故选D。 5．如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表与两电压表示数变化关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（   ） A．滑动变阻器的最大阻值为20Ω B．灯泡的额定电压为8V C．灯泡的额定功率为4.2W D．电路的最大功率为5W 【答案】C 【详解】由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测灯泡两端的电压，电压表测滑动变阻器两端的电压。当滑片位于最右端时，变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，由串联分压原理可知，滑动变阻器两端的电压最大，即电压表的示数最大；灯泡两端的电压最小，即电压表的示数最小。如图乙所示，向上升的图像表示电流表与电压表示数变化关系图像；向下降的图像表示电流表与电压表示数变化关系图像。由图乙可知，电路中的最小电流，灯泡两端的电压，滑动变阻器两端的电压，因串联电路中总电压等于各部分电压之和，所以，电源电压 滑动变阻器的最大阻值 灯正常发光时电路中的电流最大，由图乙可知，此时电路中的电流，变阻器两端的电压，此时灯泡两端的电压即为灯泡的额定电压 灯泡的额定功率为 电路的最大功率为 综上所述，故ABD错误，C正确。 故选C。 6．半导体温度计用于测量某特定环境的温度，其工作原理如图甲所示，电源电压恒为，电流表的量程为为的定值电阻，是半导体材料制成的温控传感器，其电阻值随温度变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．温度升高，电流表示数变大，电压表示数变小 B．电流表示数为时，环境温度为 C．当环境温度为时，电压表示数为 D．当环境温度为时，电路消耗的功率为 【答案】D 【详解】A．从图像可知，半导体电阻的阻值随温度的升高而减小，温度升高，的电阻减小，电路总电阻减小，总电压一定时，根据欧姆定律可得，电路中的电流增大，即电流表示数增大；电压表V测定值电阻两端的电压，电路中的电流增大，电阻的阻值不变，则电阻两端电压增大，即电压表的示数增大，故A错误； B．当电流表的示数为0.2A时，总电阻 则 由图乙可知， 当时，环境温度为，故B错误； C．当环境温度为时，电压表的示数，故C错误； D．当环境温度为时，电路的总功率，故D正确。 故选D。 7．如图甲所示为定值电阻R和小灯泡L的电流与其两端电压关系的图像，把它们按图乙接入电路，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为 V，灯泡的实际功率为 W。 【答案】 3 0.9 【详解】[1][2]灯泡电阻的阻值随温度变化，定值电阻的阻值不变，故图甲中曲线为灯泡的电流与其两端电压关系的图像，直线为定值电阻的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路，闭合开关S，灯泡和定值电阻并联，电流表测量通过定值电阻的电流，当通过定值电阻的电流为0.2A时，从图甲可知，定值电阻两端的电压为3V，根据并联电路的电压特点可知电源电压和灯泡两端的电压均为3V，且此时通过灯泡的电流为0.3A，灯泡的实际功率为 8．图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化的图像，将它们按如图乙所示接入电路中，只闭合开关S1，小灯泡的实际功率为1 W，电源电压为 V。若电源电压为2 V，闭合开关S、S2，断开开关S1，电流表的示数为 A，小灯泡的实际功率为 W。 【答案】 7 0.7 1 【详解】[1]由电路图可知，只闭合开关S1，小灯泡L和定值电阻R串联， 由甲图像可知，当小灯泡的实际功率为1 W时，通过的电流(即串联电路的电流)，其电压为，由甲图可知，R的阻值 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压 [2]若电源电压为2V，闭合开关S、S2，断开开关S1，灯泡与定值电阻R并联，电流表测干路电流， 根据并联电路的电压特点可知，小灯泡L和定值电阻R两端的电压为2V，由甲图像可知此时通过定值电阻R的电流为，通过灯泡L的电流仍然为， 所以，电流表示数为 [3]此时灯的实际功率 9．如图甲所示，电源电压恒定不变，为定值电阻，闭合开关S并调节滑动变阻器，滑动变阻器的电功率随电流变化关系如图乙所示，则电阻 ，电源电压为 V。 【答案】 20 24 【详解】[1][2]由电路图可知，R与滑动变阻器串联。设电源电压为U，则 当功率为6.4W，电流为0.4A时，根据可得此时滑动变阻器的电压 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压----------① 当功率为6.4W，电流为0.8A时，此时滑动变阻器的电压 则电源电压----------② 由①②得，。 10．如图甲，电源电压恒定不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从B端移动到A端，灯泡L的U—I图像如图乙所示。当滑片P处于A端时，灯泡L正常发光。则灯泡L的额定功率为 W；滑动变阻器最大阻值为 。 【答案】 9 10 【详解】[1]当滑动变阻器的滑片P移到A端时，只有灯泡L接入电路，电压表的示数等于电源电压，由乙图知，电源电压等于9V。由图乙可知，当灯泡两端电压为9V时，通过灯泡的额定电流为1A，则小灯泡的额定功率P=UI=9V×1A=9W [2]当滑动变阻器的滑片P移到B端时，变阻器连入电路中的电阻最大,电路中的电流最小，由乙图知，此时灯泡两端的电压为4V，电路中的电流I=0.5A，根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压UR=U-UL=9V-4V=5V 通过变阻器的电流IR=I=0.5A 由可知，滑动变阻器的最大电阻 11．如图是某同学连接的“探究电流与电阻关系”的电路，电源电压恒为4.5V，实验中定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。 (1)图中一根导线的连接有误，请在这根导线上打“×”，并补画出正确的导线； (2)正确连接电路后，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最 端（选填“左”或“右”）： (3)更换阻值不同的电阻R，进行多次实验，根据实验数据画出电流表示数与电阻R的关系如乙图，分析乙图可知： ①实验时，保持定值电阻R两端的电压为 V； ②滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω，才能完成上述实验； (4)实验时，用20Ω的电阻替换另一定值电阻，正确接入电路，未移动滑动变阻器的滑片P就直接闭合开关，此时电流表示数为0.18A，则被20Ω电阻替换的定值电阻为 Ω。 (5)若将甲图中的电阻R换成标有“2.5V”的小灯泡，用此电路也可以测量灯泡的功率。图丙是小灯泡的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。 【答案】(1) (2)右 (3) 3 12.5 (4)10 (5)0.625 【详解】（1）“探究电流与电阻关系”时，定值电阻要与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电流，且电流表与电压表接线柱需正进负出，滑动变阻器要一上一下接入，如图所示： （2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路阻值应调到最大，如图，滑动变阻器的滑片应位于最右端。 （3）[1]如乙图所示，实验时，保持定值电阻R两端的电压为 [2]“探究电流与电阻关系”时，需使定值电阻两端电压为定值，根据串联分压，用25Ω实验时，滑动变阻器需接入的阻值更大，滑动变阻器两端电压为 电流为 滑动变阻器最大阻值至少为 （4）用20Ω的电阻替换另一定值电阻，正确接入电路，未移动滑动变阻器的滑片P就直接闭合开关，此时电流表示数为0.18A，20Ω的电阻两端电压为 滑动变阻器两端电压为 滑动变阻器阻值为 换电阻前，定值电阻R两端的电压为3V，滑动变阻器两端电压为1.5V，电流应为 因此换前定值电阻为 （5）如甲图，将电阻R换成标有“2.5V”的小灯泡，根据图丙，可知小灯泡正常发光时的电流为0.25A，小灯泡额定功率为 12．如图甲是体测用到的简易坐位体前屈测试仪，图乙为其内部简化电路，将滑块移到规定位置时S1闭合，灯L发光。图乙电源电压U恒定，R2为滑动变阻器，小灯泡L的额定电压为4V，其电流与电压的关系如图丙所示，R1的阻值为20Ω，当S1闭合、S2断开时，电压表示数为1V，滑动变阻器标有“40Ω；1A”的字样，电流表A的量程为0~0.6A。求： (1)小灯泡正常工作时的电阻； (2)电源电压； (3)将电阻R1与灯泡L的位置调换，当S1断开、S2闭合时，滑动变阻器的最大电功率。 【答案】(1)10Ω (2)5V (3)0.3125W 【详解】（1）小灯泡正常工作时，其两端的电压等于额定电压，由题意可知，小灯泡的额定电压，从图丙的I-U图像可知，当灯泡两端电压为4V时，通过灯泡的电流，根据欧姆定律，小灯泡正常工作时的电阻为 （2）当S1闭合、S2断开时，电阻R1与灯泡L串联接入电路，电压表测量灯泡L两端的电压。此时电压表示数为，由图丙可知，当时，通过灯泡的电流，根据串联电路中电流处处相等的特点，电路中的总电流 电阻R1两端的电压为 根据串联电路中总电压等于各部分电压之和的特点，电源电压为 （3）将电阻R1与灯泡L的位置调换后，电路结构变为灯泡L与滑动变阻器R2并联，然后与电阻R1串联。当S1断开、S2闭合时，灯泡L所在的支路断开，电路简化为滑动变阻器R2与定值电阻R1串联。滑动变阻器R2消耗的电功率为 当滑动变阻器时，滑动变阻器消耗的功率最大，此阻值在滑动变阻器“0~40Ω”的调节范围内。则滑动变阻器的最大电功率为 13．如图所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5V 0.625W”字样，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。求： (1)小灯泡的额定电流； (2)闭合S和S3，将变阻器R1的滑片P调至中点时，读出电流表示数。再闭合S2，发现电流表示数变化了0.15A，则电源电压是多少？ (3)只闭合开关S、S1，在保证各元件安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.05A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于30Ω，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？ 【答案】(1)0.25A (2)4.5V (3)8Ω~15Ω 【详解】（1）根据小灯泡的铭牌“2.5V 0.625W”可知，小灯泡的额定电压，额定功率，由电功率公式可得，小灯泡的额定电流为： （2）当闭合S和S3，滑片P调至中点时，灯泡L被开关S3短路，只有滑动变阻器R1接入电路，接入电路的电阻为 此时电路中的电流为……① 再闭合，滑动变阻器R1和定值电阻R2并联，灯泡L仍被短路。此时电路中的总电流为……② 联立①②，电流表示数的变化量等于通过R2的电流 已知电流表示数变化了0.15A，即，，因为并联电路电压相等，所以电源电压等于R2两端的电压，为： （3）只闭合开关S、S1时，滑动变阻器R1与小灯泡L串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测电路中的电流，电流表允许通过的最大电流为0.6A，灯的额定电流为0.25A，在保证各元件安全的情况下，整个电路允许通过的最大电流为0.25A，此时灯正常工作，其两端电压为2.5V，所以R1两端电压为 R1的最小阻值为 当R1接入电阻最大时，根据串联分压可知，电压表示数最大，为3V，因为电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.05A，所以最小电流为 R1的最大阻值为 所以滑动变阻器R1允许的取值范围是8Ω~15Ω。 【链接中考】 1．（2025·江苏连云港·中考真题）如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中（　　） A．电流表示数变小，灯亮度变暗 B．电流表示数变大，灯亮度变亮 C．电压表示数不变，灯亮度不变 D．电压表示数变小，灯亮度变亮 【答案】A 【详解】由图可知，滑动变阻器和小灯泡串联，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小。根据串联电路分压原理可知，滑动变阻器两端的电压变大，则小灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小。由可知，小灯泡的实际功率将变小，则灯亮度变暗。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，电源电压U恒定，R1是定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”，灯L标有“6V 6W”。滑片P在阻值最大端时，闭合开关S，电压表V1示数为2V，电压表V2（未画出）示数为4V；P移到某一位置时，V2示数为10V，电流表示数为1A。上述滑片移动过程中，R2阻值的变化量为ΔR，电路总功率的变化量为ΔP。下列说法正确的是（　　） A．U=16V B．R1=5Ω C．ΔR=12Ω D．ΔP=7W 【答案】D 【详解】AB．灯L标有“6V 6W”，灯正常工作时的电流 滑片P由最大值移到某一位置时，变阻器的电阻变小，根据串联分压可知滑动变阻器两端的电压变小，电压表V2示数由4V增大为10V，确定电压表V2测灯L和定值电阻R1的电压；电流表示数为1A，此时灯正常发光，定值电阻R1的电压 定值电阻R1的电阻 当滑片P在阻值最大端时：电压表V1示数为2V，定值电阻R1的电压为U1′=2V，通过定值电阻R1的电流 串联电路各处电流相等，滑动变阻器R2两端的电压 电源电压U=10V+4V=14V 故AB错误； C．当滑片P在阻值最大端时，R2阻值为20Ω；当P移到某一位置时 R2阻值的变化量 故C错误； D．当滑片P在阻值最大端时，电路总功率 当P移到某一位置时，电路总功率 电路总功率的变化量为 故D正确。 故选D。 3.（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，电源电压U=6V，R1=5Ω，R2=10Ω；仅闭合S2，电路的总电阻为 Ω；仅闭合S3，电压表示数为4.5V，R3= Ω；当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为 A。R2消耗的功率为 W。 【答案】 15 15 1 3.6 【详解】[1]仅闭合S2，R1、R2串联，电路的总电阻为 [2]仅闭合S3，R1、R3串联，电压表测R3两端电压为4.5V，根据串联电路电压规律可知，R1两端电压为 由分压原理可知，，即 解得R3=15Ω。 [3]当S1、S2、S3均闭合时，R2、R3并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流。 通过R2的电流 通过R3的电流 干路电流 即电流表示数为1A。 [4]R2消耗的功率 4．（2025·江苏镇江·中考真题）某种灯泡的电阻R与电流I关系图像如图1所示，当两个该种灯泡串联接在电压恒为的电源上时，通过灯泡的电流为1A，此时灯泡的电阻为 Ω，为 V。若将该种灯泡L按图2的方式接在电压为3V的电源上，其中定值电阻的阻值为3.5Ω，闭合开关后，电阻两端的电压为 V，灯泡L的电功率为 W。 【答案】 4.5 9 【详解】[1][2]观察图1可得，当电流，对应纵坐标电阻。当两个灯泡串联，总电阻为，根据欧姆定律可得，电源电压。 [3][4]图2中，灯泡与定值电阻串联，电源电压。设电路中电流为，灯泡电阻为。 由图1可知，当时，当时，设关系式为。结合图像线性特征，代入以上两点值可得，，即。串联电路中总电压，代入和可得 解得。因此两端的电压 灯泡的电功率，其中，，代入公式可得，灯泡的电功率为。 5．（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样，R1、R2为定值电阻，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3∶1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4∶1，求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)开关都闭合时，R2的功率。 【答案】(1)12Ω (2)4W 【详解】（1）灯泡L正常发光时的电阻 （2）当S闭合，S1和S2断开时，灯泡和电阻R1串联，灯泡L正常发光，电路中的电流 通过灯泡和电阻R1的电流相等，L和R1的功率之比为3∶1，所以 R1=4Ω 电源电压 U=I(RL+R1)=0.5A×(12Ω+4Ω)=8V 当开关都闭合时，R1和R2并联，R1的功率 R1和R2功率之比为4∶1，R2功率 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、电功率 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电功率的认识 1 题型2 电功率的计算 4 题型3 动态电路中的电功率分析 9 题型4 实验探究—电功率的测量 13 【能力培优练】 16 【链接中考】 21 【重难题型讲解】 题型1 电功率的认识 1． 电功率的基本概念 定义：电功率是描述电流做功快慢的物理量。 公式： 在计算电功时注意单位的对应关系，如果功率的单位是千瓦（kW），时间的单位是小时（h）那么电功的单位就是千瓦时（kW·h）。同理，功率为瓦（W），时间为秒（s）时，电能单位为焦(J)。 电功和电功率的关系：电功率是描述电流做功快慢的物理量，功率越大，单位时间内电流所做的功就越多，即做功越快。但做功的多少不仅取决于功率，还与通电时间有关，即 W=Pt。比较电功与电功率时，必须同时考虑时间因素，并确保单位之间的对应与换算正确。。 2． 额定功率与实际功率 额定电压（U额）：用电器正常工作时的电压。 额定功率（P额）：在额定电压下工作时的电功率。 实际功率（P实）：用电器在实际电压下的功率。。 不同电压下用电器的工作情况： 用电器两端的电压 实际电功率 用电器工作状态 亮度/性能表现 安全性 U实=U额 P实=P额 正常工作 亮度正常，性能稳定 安全可靠 U实＞U额 P实＞P额 超负荷工作 过亮，发热严重 易损坏，有风险 U实＜U额 P实＜P额 欠压工作 偏暗，性能不足 效率低下但较安全 3． 常见电器的功率 ★特别提醒 对于家用电器的功率只需粗略记忆，电功率越大意味着电器耗电越快，空调、微波炉、电磁炉等通过发热来工作的功率一般在1000W左右。同时可结合电功率的计算公式P=UI，以及家庭电路电压220V，即可粗略判断电器正常工作时的大致电流。 【归纳总结】 电功率是表示电流做功快慢的物理量，解题时需注意单位，区分实际值与额定值。 【典例1-1】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）。 【跟踪训练1】如图所示为单相电子式电能表，该电能表允许接入的电路电压是 。关闭家里其它用电器，只让微波炉工作，当电能表的指示灯闪烁300次时，所用的时间为，则微波炉的电功率为 。当小明用同样的方法测家中电热水器的电功率时，发现电能表指示灯闪烁更快，这说明电流通过电热水器做功 （选填“多”或“快”）一些。 【跟踪训练2】小明发现家中空调每制冷工作10min后，就转变成送风状态工作5min，再转变为制冷状态，如此反复。为了测量空调制冷时的电功率，他在空调插座处接入一个电能表用于测量空调消耗的电能，相关数据见图所示。下列说法正确的是（　　） A．开始计时30min的时间内，空调消耗的电能为 B．开始计时30min的时间内，送风一次 C．空调送风5min所消耗的电能为0.03kW∙h D．开始计时30min的时间内，空调制冷时的电功率为1.41kW 【典例1-2】根据你对生活中物理量的认识，下列数据最接近实际的是（　　） A．教室日光灯正常工作时的电流约为0.2A B．一台家用电视机的额定功率约为1000W C．数码相机电池电压约为0.2V D．一台家用电冰箱一天用电约为10度 【跟踪训练1】在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中，小明先断开家中所有用电器，只让图甲所示空调工作3min，测得电能表指示灯闪烁120次。若只让图乙所示的电视机工作12min，则电能表指示灯闪烁的次数最可能是（　　） A．8次 B．16次 C．32次 D．48 【跟踪训练2】学习了电能的知识后，小贺同学观察了家中的电能表的规格如图所示，他家同时使用的用电器总功率不能超过 W，本月初抄表的示数如图所示，若本月应交电费66元，且电价为0.5元/度，则本月末抄表的示数为 kW·h，他家本月消耗的这些电能可供一盏“220V 40W”字样的白炽灯连续工作 h，该同学利用该电能表测他家中某用电器的电功率，当电路中只有这个用电器工作时，测得在15min内电能表转盘转了45r，则该用电器的电功率为 W。这个用电器可能是家中的 。（填“空调器”或“电冰箱”“电吹风”） 题型2 电功率的计算 1． 电功率的计算方法 基本公式：P= UI= 根据欧姆定律（适用于纯电阻电路），进一步推导变形可得： 2． 电路中电功率的比值应用 串联电路中的比例关系：（根据电功率公式 P= UI，结合串联电路电流I相等，可得电功率与电压成正比，而串联电路中，电压本身与电阻成正比，在相同的时间内，电功与电功率的比值也相等）。 并联电路中的比例关系：（根据电功率公式 P= UI，结合并联电路电压U相等，可得电功率与电流成正比，而并联电路中，电流本身与电阻成反比，在相同的时间内，电功与电功率的比值也相等）。 ★特别提醒 纯电阻电路中的比值应用遵循原则“串正并反”。 串正：串联电路中电流处处相等，即电流之比为1：1，其余剩下的电压、电功率、电功（相同时间）均与电阻成正比（比值相等）。 并反：电路中并联的部分电压相等，即电压之比为1：1,其余剩下的电流、电功率、电功（相同时间）均与电阻成反比。若设计三个电阻的反比计算，取它们的倒数之比再化简即可。例如三个电阻的阻值之比为1：2：3，它们在并联电路中的功率之比为1：：=6：3：2。 3． 灯泡亮度的比较方法 电路中灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大的灯泡亮度越高。 根据公式可知串联电路中电阻大的灯泡功率更大，亮度更高。 根据公式可知并联电路中电阻小的灯泡功率更大，亮度更高。 【归纳总结】 计算电功率的核心公式是 P = UI，结合“串正并反”关系，可快速解决一些比值及大小判断的问题。 【典例2-1】如图是一个灯泡L和一个定值电阻的图像。下列分析正确的是（    ） A．甲为灯泡L的图线 B．当电压为0时，L与的阻值均为0 C．将L和并联在6V的电源两端，电路的总功率为4W D．将L和串联在6V的电源两端，L的功率为0.24W 【跟踪训练1】甲、乙两灯泡中的电流与其两端电压变化的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联后接在某电源两端时，甲灯泡中的电流为，下列说法中，正确的是（   ） A．甲乙串联后，甲灯泡电功率为 B．甲乙串联后，总功率为6W C．若甲乙并联在电压为的电源两端时，电功率之比为 D．若甲乙并联在电压为的电源两端时，总功率为 【跟踪训练2】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端移至最右端的过程中，电流表与电压表的示数变化如乙图所示，下列说法正确的是（   ） ①电源电压为6V               ②定值电阻的阻值是15Ω ③滑动变阻器的最大阻值30Ω   ④当滑动变阻器的滑片P移至中点时，定值电阻的功率是1.35W A．①② B．②③④ C．①②③ D．②③ 【典例2-2】如图，将定值电阻R1、R2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中。在图甲中R1的功率为9W，在乙图中R1的功率为25W，则甲、乙两图中R1两端的电压之比是 ，甲、乙两图电路消耗的总功率之比是 。 【跟踪训练1】如图所示，电源电压保持不变，R1:R2 =1:2，当只闭合S1时，电流表的示数为0.3A，R1消耗的功率为P1；当只闭合 S2时，R0消耗的功率为0.8W，R2消耗的功率为P2，且P1:P2 =9： 8.那么，电阻R0= Ω，电源的电压U= V。 【跟踪训练2】如图所示，电源电压恒定，开关始终闭合。当开关S闭合、甲乙两表均为电压表时，两表示数之比； ；当S断开、甲乙两表为电流表时，两表示数之比 ，此时消耗的功率之比 【典例2-3】如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2最大阻值为20Ω。电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。在保证电路各元件安全的前提下，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系图像如图乙所示。 (1)求电源电压及定值电阻R1阻值； (2)求电路的最小功率。 【跟踪训练1】如图所示，电源电压不变，、均为定值电阻，，，滑动变阻器R标有“50Ω  1A”，电压表的测量范围为0~15V，的测量范围为0~3V，电流表A的测量范围为0~0.6A，闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表的示数为14V，的示数为2.4V。在保证电路安全的情况下移动的滑片，求： (1)电源电压； (2)电路消耗的最大功率； (3)滑动变阻器接入电路的阻值范围。 【跟踪训练2】如图所示，电源电压为12V且保持不变，小灯泡L标有“5V  2.5W”字样，滑动变阻器的规格为“20Ω  1A”，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A。求： (1)小灯泡正常发光时的电阻； (2)为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围； (3)调节滑片，当小灯泡正常发光时，保持滑片的位置不变，用定值电阻替换小灯泡L，替换前后，电路的总功率变化了1.2W。求可能的阻值。 题型3 动态电路中的电功率分析 1. 动态电路中的电功率变化 核心概念：当电路中的电阻、电压等条件发生变化时，用电器消耗的电功率也会随之改变。 常见动态电路类型： 滑动变阻器型：通过移动滑片改变接入电阻； 开关通断型：通过开关改变电路连接方式； 敏感电阻型：如光敏、热敏电阻随环境变化。 分析步骤： （1）判断电阻变化 滑动变阻器：滑片移动→接入电阻变化→总电阻变化； 开关通断：改变电路结构→总电阻变化。 （2）分析电流变化（根据欧姆定律 I=U/R） 总电阻增大 → 总电流减小； 总电阻减小 → 总电流增大。 （3）分析功率变化 对于定值电阻：P = I²R，功率随电流增大而增大； 对于滑动变阻器这类用电器，通常电流和电阻都在变化，需要更进一步的具体分析。 当电路总电阻最小时，总功率最大（根据公式，电压一定时）。 2. 最大功率计算方法 核心思路：在电压一定的条件下，寻找合适的电阻值使功率最大。 （1）定值电阻的功率 对于固定电阻R，其功率随电路中电流变化而变化； 串联时：P=I²R，电流越大功率越大； 并联时：，电压一定时功率固定。 （2）可变电阻的最大功率问题 推导方法： 电路中电流： 滑动变阻器的功率：== = = 当R=r时，滑动变阻器的功率最大， 【归纳总结】 电路解题的关键依然是串并联电路本身电流、电压、电阻的规律，解题过程中注意抓不变的物理量的关系，往往需要结合数学方法做进一步的推算。 【典例3-1】如图，电源电压保持不变，是定值电阻。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变大 B．电压表V示数变小 C．电压表V与电流表示数的比值不变 D．电压表V与电流表的乘积不变 【跟踪训练1】如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移至小灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图像 B．电源电压为9V C．小灯泡的额定功率为4.8W D．滑动变阻器的最大阻值是50Ω 【跟踪训练2】如图所示是某温度报警器的电路原理图，其中电源电压保持不变，为定值电阻，为热敏传感器，其阻值随温度升高而增大。将电路中的某个电表改装成温度计，当温度升高时，该电表示数变大。关于该温度报警器的原理图，下列判断正确的是：（　　） A．原理图中是将电流表改装成温度计 B．温度升高过程中，电压表和电流表示数之比变大 C．温度升高过程中，电压表示数变化量和电流表示数变化量之比变大 D．温度升高过程中，电路消耗的总功率变大 【典例3-2】如图，电源电压恒定，、是定值电阻，，滑动变阻器标有“20Ω1A”字样。只闭合开关，电流表的示数为1.8A；同时闭合开关、、电流表的示数变为2.4A。求： (1)电源电压； (2)只闭合，滑片位于最左端时，电路总功率； (3)只闭合开关时，在电路安全情况下，的功率最大值。 【跟踪训练1】如图甲所示为亮度可调的台灯，内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V，灯的电阻不随温度变化。当滑片由a端移动到b端的过程中，滑动变阻器的电功率P与电流I的关系图象如图丙所示，求： (1)灯的电阻； (2)滑动变阻器的最大电阻； (3)滑片由a端移动到b端的过程中，滑动变阻器的最大功率。 【跟踪训练2】如图所示，电源电压，定值电阻，，滑动变阻器R的最大阻值为，电压表的量程为，电流表的量程为。 (1)当开关S1、S3闭合，S2断开时，求电流表的示数。 (2)开关S1闭合，S2、S3断开。为保证电路元件安全。求滑动变阻器R接入电路的阻值范围。 (3)求该电路的最大电功率。 (4)开关S1闭合，S2、S3断开时，求滑动变阻器R的最大电功率。 题型4 实验探究—电功率的测量 （1）测量原理 电功率公式： 通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电流，利用公式计算得出电功率。 （2）实验步骤： ①按电路图连接电路。 ②闭合开关前：滑动变阻器滑到阻值最大处。 ③移动滑片：使电压表示数为小灯泡的额定电压。 ④记录数据：记下此时电流表示数。 ⑤计算功率： ⑥重复测量：分别测低于、等于、高于额定电压时的功率。 （3）滑动变阻器的作用 主要作用：改变小灯泡两端的电压。 保护作用：防止电流过大损坏元件。 （3） 实验结论 实际功率随实际电压增大而增大。 灯泡亮度由实际功率决定（功率越大，灯泡越亮）。 小灯泡电阻会随温度升高而变大（所以电阻不能求平均值）。 【典例4-1】在“测量小灯泡额定功率”实验中，有两个小灯泡L1（额定电压）和L2（额定电流为）。 (1)图甲是测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图： ①图甲中有一根线连接错误，在这根线上打“×”，并在图中改正，注意导线不交叉； ②电路正确连接后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先进行的操作是 ； ③解决问题后，移动滑片至某位置时，电压表示数为2V，为测量小灯泡L1的额定功率，应将滑片向 （填“A”或“B”）端移动，当小灯泡L1正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为 。 (2)图丙是能测出小灯泡L2额定功率的电路图，图中R为电阻箱，为阻值已知的定值电阻。请在空白处填上适当内容： ①将开关接a，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，调节电阻箱直至电流表示数为，此时电阻箱的示数为； ②将开关接b，保持 不变，调节 ，此时电阻箱的示数为； ③则小灯泡L2的额定功率 （用测量的物理量符号表示）。 【跟踪训练1】小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。 (1)图甲是小华在准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请写出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：① ；② ； (2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障，则图甲中导线 （填“①”“②”或“③”）发生了 （填写故障名称）； (3)小华进行了六次实验，记录实验数据并在图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知： ①小灯泡的额定功率为 W； ②开关断开时，灯丝的电阻可能是 （0Ω、5Ω、介于0～5Ω之间）； ③实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为( ) A．5Ω  2A            B．10Ω  2A            C．20Ω  1A            D．30Ω  1A ④实验过程中，小华将滑片向左移时，灯变亮。若该过程灯丝的电阻增加了，滑动变阻器的电阻减小，则 （＞/＝/＜）； (4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的图像应为图丙中的虚线 （填“①”“②”或“③”），你选择的依据是 ； (5)另一组同学在测量标有“3.8V”小灯泡电功率的实验时，为了得到比较准确的小灯泡额定功率，她用同一套器材做了三次实验（她将电压表调到3.8V），获得三组数据，并进行了数据处理，如下表： 实验序号 电流表示数 额定功率/W 额定功率的平均值/W 1 0.71 2.698 2 0.69 2.622 3 0.68 2.584 这样处理数据的方法是否正确？ （正确/不正确），其理由是 ； (6)如图丁是小明同学设计的利用电流表和已知阻值的定值电阻R测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路图。请根据实验步骤完成下列空格。 ①仅闭合开关 ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ； ②仅闭合开关 ，不改变滑片的位置，读出此时电流表的示数为； ③小灯泡额定功率的表达式是 。 【跟踪训练2】同学们在测量一批额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。 (1)小明按照电路图甲正确连接电路测小灯泡的额定电功率；闭合开关前，为保证电路安全将滑片P调到了最右端，请帮他将电路补充完整。 (2)闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表有示数而电流表无示数，经检查发现某导线断路了，他更换了导线 （选填“a、b、c、d、e”）后，电路恢复正常。 (3)排除故障后，再闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W。 (4)小华也连接了图甲的电路测量灯泡L1的额定电功率，根据测得的实验数据画出小灯泡电压在1.5～2.5V之间的I-U图像如图丙所示（AB近似看作直线），由图像可知：小灯泡电压为1.5V时的电阻 （选填“大于”、“小于”或“等于”）小灯泡电压为2.5V时的电阻，灯泡L1的额定功率是 W。若小灯泡电压为1.5V，2.0V，2.5V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3，则P2 （P1+P3）（选填“＞”、“=”或“＜”）。 【能力培优练】 1．如图，闭合开关，灯L正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是（    ） A．电压表V示数变大 B．灯L的功率变小 C．电压表V与电流表示数之比不变 D．电压表V与电流表示数乘积变小 2．如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V 1.6W”字样（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项不正确的是（　　） A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光 B．电路中消耗的最大功率为3.6W C．滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V D．当滑片P置于b端时，电流通过滑动变阻器通电1min做的功为120J 3．如图所示，电源电压为4.5V，小灯泡规格为“3V  1.5W”（灯泡的电阻保持不变），电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器规格为“”。保证电路元件安全，下列分析正确的是（    ） A．电流变化范围是0~0.6A B．滑动变阻器变化范围是 C．小灯泡功率的变化范围是0.375W-1.5W D．电路的最大总功率是2.7W 4．如图所示，电源两端电压不变，。先闭合开关，再闭合开关，下列分析正确的是（　　） A．S1、S2都闭合时，和两端电压之比为1：2 B．两次电流表示数之比为2：1 C．两次电路消耗的电功率之比为1：3 D．两次电路消耗的电功率之比为2：3 5．如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表与两电压表示数变化关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（   ） A．滑动变阻器的最大阻值为20Ω B．灯泡的额定电压为8V C．灯泡的额定功率为4.2W D．电路的最大功率为5W 6．半导体温度计用于测量某特定环境的温度，其工作原理如图甲所示，电源电压恒为，电流表的量程为为的定值电阻，是半导体材料制成的温控传感器，其电阻值随温度变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．温度升高，电流表示数变大，电压表示数变小 B．电流表示数为时，环境温度为 C．当环境温度为时，电压表示数为 D．当环境温度为时，电路消耗的功率为 7．如图甲所示为定值电阻R和小灯泡L的电流与其两端电压关系的图像，把它们按图乙接入电路，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为 V，灯泡的实际功率为 W。 8．图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化的图像，将它们按如图乙所示接入电路中，只闭合开关S1，小灯泡的实际功率为1 W，电源电压为 V。若电源电压为2 V，闭合开关S、S2，断开开关S1，电流表的示数为 A，小灯泡的实际功率为 W。 9．如图甲所示，电源电压恒定不变，为定值电阻，闭合开关S并调节滑动变阻器，滑动变阻器的电功率随电流变化关系如图乙所示，则电阻 ，电源电压为 V。 10．如图甲，电源电压恒定不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从B端移动到A端，灯泡L的U—I图像如图乙所示。当滑片P处于A端时，灯泡L正常发光。则灯泡L的额定功率为 W；滑动变阻器最大阻值为 。 11．如图是某同学连接的“探究电流与电阻关系”的电路，电源电压恒为4.5V，实验中定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。 (1)图中一根导线的连接有误，请在这根导线上打“×”，并补画出正确的导线； (2)正确连接电路后，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最 端（选填“左”或“右”）： (3)更换阻值不同的电阻R，进行多次实验，根据实验数据画出电流表示数与电阻R的关系如乙图，分析乙图可知： ①实验时，保持定值电阻R两端的电压为 V； ②滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω，才能完成上述实验； (4)实验时，用20Ω的电阻替换另一定值电阻，正确接入电路，未移动滑动变阻器的滑片P就直接闭合开关，此时电流表示数为0.18A，则被20Ω电阻替换的定值电阻为 Ω。 (5)若将甲图中的电阻R换成标有“2.5V”的小灯泡，用此电路也可以测量灯泡的功率。图丙是小灯泡的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。 12．如图甲是体测用到的简易坐位体前屈测试仪，图乙为其内部简化电路，将滑块移到规定位置时S1闭合，灯L发光。图乙电源电压U恒定，R2为滑动变阻器，小灯泡L的额定电压为4V，其电流与电压的关系如图丙所示，R1的阻值为20Ω，当S1闭合、S2断开时，电压表示数为1V，滑动变阻器标有“40Ω；1A”的字样，电流表A的量程为0~0.6A。求： (1)小灯泡正常工作时的电阻； (2)电源电压； (3)将电阻R1与灯泡L的位置调换，当S1断开、S2闭合时，滑动变阻器的最大电功率。 13．如图所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5V 0.625W”字样，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。求： (1)小灯泡的额定电流； (2)闭合S和S3，将变阻器R1的滑片P调至中点时，读出电流表示数。再闭合S2，发现电流表示数变化了0.15A，则电源电压是多少？ (3)只闭合开关S、S1，在保证各元件安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.05A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于30Ω，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？ 【链接中考】 1．（2025·江苏连云港·中考真题）如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中（　　） A．电流表示数变小，灯亮度变暗 B．电流表示数变大，灯亮度变亮 C．电压表示数不变，灯亮度不变 D．电压表示数变小，灯亮度变亮 2．（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，电源电压U恒定，R1是定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”，灯L标有“6V 6W”。滑片P在阻值最大端时，闭合开关S，电压表V1示数为2V，电压表V2（未画出）示数为4V；P移到某一位置时，V2示数为10V，电流表示数为1A。上述滑片移动过程中，R2阻值的变化量为ΔR，电路总功率的变化量为ΔP。下列说法正确的是（　　） A．U=16V B．R1=5Ω C．ΔR=12Ω D．ΔP=7W 3.（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，电源电压U=6V，R1=5Ω，R2=10Ω；仅闭合S2，电路的总电阻为 Ω；仅闭合S3，电压表示数为4.5V，R3= Ω；当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为 A。R2消耗的功率为 W。 4．（2025·江苏镇江·中考真题）某种灯泡的电阻R与电流I关系图像如图1所示，当两个该种灯泡串联接在电压恒为的电源上时，通过灯泡的电流为1A，此时灯泡的电阻为 Ω，为 V。若将该种灯泡L按图2的方式接在电压为3V的电源上，其中定值电阻的阻值为3.5Ω，闭合开关后，电阻两端的电压为 V，灯泡L的电功率为 W。 5．（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样，R1、R2为定值电阻，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3∶1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4∶1，求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)开关都闭合时，R2的功率。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $