寒假作业03 电功和电功率（巩固培优）九年级物理新教材沪科版（五四学制）

限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业03 电功和电功率 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。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．如图所示是小丽家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘的信息可知，下列选项中正确的是（　　） A．小丽家家庭电路中的最大功率不得超过2200W B．小丽家上个月消耗的电能为1011kW·h C．电能表上指示灯闪烁320次，表示电能表消耗电能0.2kW·h D．电能表上指示灯闪烁得越快，说明电路中用电器总电功率越大 【答案】D 【详解】A．小丽家家庭电路中的最大功率为 故A错误； B．电能表上最后一位数字为小数位，所以小丽家上个月消耗的电能为 故B错误； C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗的电能为 故C错误； D．电功率表示电流做功快慢的物理量，电能表指示灯闪烁的越快反映了电流做功的越快，说明电路中用电器总电功率越大，故D正确。 故选D。 2．关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法正确的是（    ） A．额定功率大的用电器，其实际功率一定大 B．用电器不通电时，其额定功率为零 C．用电器的额定功率会随两端电压的改变而改变 D．用电器的实际功率会随两端电压的改变而改变 【答案】D 【详解】A．用电器在额定电压下工作时的电功率叫额定功率，额定功率大的用电器不一定在额定电压下工作，因此实际功率不一定达到额定功率，所以实际功率不一定大，故A错误； B．用电器的额定功率与是否通电无关，故B错误； C．用电器的额定功率不随两端电压的改变而改变，故C错误； D．用电器两端的实际电压小于其额定电压时，它的实际功率小于额定功率，用电器的实际功率会随两端电压的改变而改变，故D正确。 故选D。 3．如图所示是电阻甲和乙的I-U图像，将它们串联在3V的电源上，则（    ） A．乙的阻值为0.42Ω B．电路的总电阻为3Ω C．电路的电流为0.4A D．电路的总功率为1.5W 【答案】C 【详解】C．由图可知，当电路电流为0.4A时，甲、乙两端的电压分别为2V和1V，串联总电压为3V，故C符合题意； A．乙的电阻为 故A不符合题意； B.电路的总电阻为 故B不符合题意； D．电路的总功率为 故D不符合题意。 故选C。 4．如图所示的电路，灯泡L1标有“6V，3W”，L2标有“3V，3W”，假设灯泡电阻不随温度变化。闭合开关，两灯均发光。下列说法正确的是（　　） A．通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流 B．灯L1和L2实际电功率之比为4∶1 C．L1和L2对应的电压表示数之比是2∶1 D．若灯泡L1短路，则与L1并联的电压表示数变大 【答案】B 【详解】由图知，两个灯泡串联，电压表测量各个灯泡的电压； A．串联电路中各处的电流都相等；通过灯泡L1的电流等于通过灯泡L2的电流，故A错误； B．由可得，灯泡的电阻为 根据P＝I2R知，串联电流相等，电功率之比等于电阻之比，即 12Ω∶3Ω＝4∶1 故B正确； C．根据欧姆定律知，U＝IR，电流相等，电压之比等于电阻之比，即4∶1；故C错误； D．若灯泡L1短路，则与L1并联的电压表也被短路，则示数变小为0，故D错误。 故选B。 5．一只灯泡标有“8 V  4 W”的字样，其中“4 W”是灯泡的 ；这个灯泡在正常工作时电流是 A，电阻是 ；将这个灯泡接到10 V的电源上，需要给灯泡串联一个 的电阻灯泡才能正常工作。灯泡正常发光5 min消耗的电能是 J；将这个灯泡（电阻不随温度变化）接到电压6 V的电源上，灯泡的实际功率为 W，此时灯泡比正常发光时 （选填“亮”或“暗”）。 【答案】 额定功率 0.5 16 4 1200 2.25 暗 【详解】[1]“8 V  4 W”是灯泡的规格，其中“8V”是额定电压，“4W”是额定功率。 [2]灯泡正常工作时的电流 [3]灯泡正常工作时的电阻 [4]串联的电阻两端的电压 串联的电阻的阻值 [5]灯泡正常发光5 min消耗的电能 [6]灯泡的实际功率 [7]因为，即实际功率小于额定功率，所以此时灯泡比正常发光时暗。 6．在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，灯泡上标有“4V，1W”的字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），电流表量程为，电压表量程为，量程为。闭合开关在保证电路安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最大阻值只能调到其总电阻的五分之四，滑动变阻器的最大阻值为 Ω，电路的最大功率和最小功率之比为 。 【答案】 20 4︰3 【详解】[1]灯泡允许通过的最大电流为 灯泡的阻值为 电路为串联电路，所以电路中电流最大值为0.25A。电压表V1测量灯泡两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压，最大测量值为3V，电源电压为6V，则此时滑动变阻器连入电路的阻值等于灯泡的阻值，即为16欧姆，闭合开关在保证电路安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最大阻值只能调到其总电阻的五分之四，滑动变阻器的最大阻值为 [2]当滑动变阻器两端电压为3V时，电路中电阻最大，电流最小，电功率最小，故最小电功率为 由[1]可知，电路中最大电流为0.25A，此时电路总功率最大，则最大电功率为 电路的最大功率和最小功率之比为 7．如图甲是“测小灯泡电功率”的实验电路，小灯L标有“2.5V”字样。连接电路，闭合开关S前，滑片P应置于变阻器的 端。开关S闭合后，移动滑片P，记录电表的示数作图（如图乙），则小灯L正常发光时电功率 W。 【答案】 b 0.625 【详解】[1]为了保护电路，闭合开关S前，滑片P应置于变阻器阻值最大处，即b端。 [2]由丙图可知，小灯泡两端的电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A，故小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.25A=0.625W 8．小明做“测量小灯泡的电功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大于，滑动变阻器上标有“”字样，如图甲所示是实验装置图。 (1)在方框中画出相应的实验电路图。 (2)这个实验的实验原理是 ，用 表测量出小灯泡两端的 ，用 表测量出通过小灯泡的 ，从而算出小灯泡的电功率。 (3)在连接电路时，开关应处于 状态。闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值 处。 (4)小明按图甲连接电路并闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电压表有示数，则故障的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 (5)小明排除故障后，移动滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 【答案】(1) (2) 电压 电压 电流 电流 (3) 断开 最大 (4)断路 (5) 【详解】（1）分析实物图可知，电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联，电压表并联在小灯泡两端，如图所示： （2）[1][2][3][4]小灯泡的电功率不能直接测量，实验时，需用电压表测量小灯泡两端的电压，用电流表测量通过小灯泡的电流，再根据算出小灯泡的电功率，所以，实验原理是。 （3）[1]在连接电路时，开关应处于断开状态，这是为了防止电路连接过程中出现短路等故障，损坏仪器。 [2]闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，这样可以使电路中电流最小，起到保护电路的作用。 （4）如果小灯泡短路，电压表会被短路而无示数；如果小灯泡断路，电压表会串联接入电路，有示数且电路无电流，灯泡不亮，所以故障原因可能是小灯泡断路。 （5）由图乙可知，电流表使用的是量程，分度值为，图乙中示数为 ，小灯泡额定电压，额定功率 9．某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻=825Ω，S是温控开关，当S接a时，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S会自动切换到另一个挡位。求： (1)的阻值？ (2)当S接b时电路中的电流是多少？ (3)当S接a时是加热挡还是保温挡？（注：有解释说明才可得分） 【答案】(1) (2) (3)加热挡 【详解】（1）S是温控开关当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A，电压为220V， （2）S接b时和串联，所以 电路中的电流 （3）由电路图可知，当S接a时只有接入电路，S接b时和串联，由可知，电源电压一定时，电路中的电阻越小，功率越大，所以当S接a时是加热挡。 10．如图所示电路，电源两端电压为3V且保持不变，电阻，。 求： (1)开关S闭合、断开时，电流表的示数； (2)开关S、都闭合时，电路的总功率P。 【答案】(1)0.5A (2)2.25W 【详解】（1）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，则电流表的示数 （2）开关S、S1都闭合时，两电阻并联，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻 电路的总功率 11．如图是测量小灯泡电阻的电路，闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．为使电压表示数变大，应将滑动变阻器的滑片向左滑动 B．此电路也可以用来测量小灯泡的电功率 C．在不同电压下测量出小灯泡的电阻，求平均值可以减小误差 D．若电流表有示数，电压表示数为零，则一定是灯泡短路 【答案】B 【详解】A．由电路图可知，滑动变阻器与小灯泡串联，电压表测小灯泡两端电压。滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，根据欧姆定律，电路中电流变小，小灯泡两端电压也会变小，电压表示数变小。故A错误； B．测量小灯泡电功率的原理是，此电路中有电压表测小灯泡电压、电流表测电路电流，能通过公式计算出电功率，因此可以用来测量小灯泡的电功率。故B正确； C．小灯泡的电阻随温度升高而增大，不同电压下小灯泡的温度不同，电阻也不同，求平均值无意义，不能减小误差。故C错误； D．电流表有示数说明电路通路，电压表示数为零，可能是灯泡短路，也可能是电压表接线柱接触不良，并非一定是灯泡短路。故D错误。 12．小明观察到甲、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和“PZ220V-25W”字样，（不计温度对灯丝电阻的影响）下列分析正确的是（　　） A．若灯丝的材料和横截面积相同，甲灯的灯丝比乙灯的灯丝短 B．若将两灯串联接入电压为的电路，甲灯比乙灯亮 C．若将两灯分别接入电压为的电路，甲灯消耗的电能多 D．将甲灯接入的电路中，它的实际功率为 【答案】A 【详解】A．导体电阻与长度成正比、与横截面积成反比，材料和横截面积相同时，电阻越小，长度越短。甲灯电阻更小，所以甲灯灯丝比乙灯短，故A正确； B．串联电路中电流I相同，根据，电阻越大，实际功率越大，灯越亮。乙灯电阻更大，所以乙灯更亮，故B错误； C．电能，消耗电能多少与通电时间有关，题目未说明时间，无法比较，故C错误； D．由题意可知，甲灯的阻值 甲灯接入110 V电路，根据，实际功率 不是50W，故D错误。 故选A。 13．把两只完全相同的电灯分别按如图甲乙两种方式连接到电路中，适当调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，甲电路总功率为，乙电路总功率为。关于两种情况下电路总功率，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D．无法比较它们的大小 【答案】A 【详解】设两灯泡正常发光时通过的电流为I，由图甲可知，两灯泡和滑动变阻器组成串联电路，因串联电路中电流处处相等，所以，电路中的电流，电路的总功率 由图乙可知，两灯泡并联后再与滑动变阻器串联，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电路中的总电流，电路的总功率 所以。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 14．图为通过灯泡L和定值电阻R的电流与其两端电压关系的图像和它们在电路中的连接方式，闭合开关S，电流表示数为0.2A，下列选项正确的是（　　） A．电源电压为3V B．通过灯泡L的电流为0.2A C．定值电阻R的阻值为10 D．灯泡L的实际功率为0.9W 【答案】AD 【详解】AC．由电路图可知，定值电阻R与灯泡L并联，电流表测通过R的电流，电源电压等于R和L两端的电压。由I-U图线可知，当，，则定值电阻阻值 根据并联电路的电压关系可知，电源电压，故A正确，故C错误； BD．由图乙可知，当L两端的电压为时，，则小灯泡的实际功率，故B错误，D正确。 故选AD。 15．如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电压保持4.8V不变，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，定值电阻R1＝6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω；1A”。闭合开关S，随着水流速度的变化，下列说法正确的是（　　） A．当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比不变 B．当水流速度减小时，机翼状的探头受到水的浮力变大 C．电阻R1的电功率的变化范围为0.54W～2.16W D．电路的最大电功率为2.4W 【答案】C 【详解】由图知道，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2的电压，电流表测电路的电流。 A．流体的压强跟流速有关，流速越大的位置，压强越小，当水流速度增大时，机翼状的探头上下表面受到的压强不同，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，R2的滑片上移，接入电路的阻值减小，根据可知，电压表与电流表的示数之比表示R2的阻值，所以电压表与电流表的示数之比变小，故A错误； B．机翼状的探头始终浸没在水中，则探头排开水的体积不变，根据可知，机翼状的探头受到水的浮力不变，故B错误； CD．由于电流表量程为0～0.6A，则电路中最大电流Imax=0.6A，根据可知，电阻R1的电功率最大为 电路的最大功率 由于电压表量程为0～3V，当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，此时电路中的电流最小为 电阻R1的电功率最小为 即电阻R1的电功率的变化范围为0.54W~2.16W。故C正确，D错误。 故选C。 16．两盏白炽灯，甲灯标有“PZ220V-40W”，乙灯标有“PZ220V-100W”，若两灯并联在220V的电路中，则 更亮，若串联在220V电路中，则 更亮。（两空均选填“甲”或“乙”） 【答案】 乙 甲 【详解】[1]灯泡的亮度取决于实际功率的大小，两灯并联在220V的电路中，则两灯两端的电压均为其额定电压220V，故两灯均正常发光，实际功率等于额定功率，即、，乙灯实际功率更大，故并联时乙灯更亮。 [2]根据得，甲、乙额定电压相同，乙额定功率大则电阻小。串联时电流相等，由可知，甲灯电阻大、实际功率大，故串联时甲灯更亮。 17．如图所示，电源电压恒定，电流表的量程为0~3A，。只闭合开关S，滑动变阻器R（标有“40Ω  1A”字样）的滑片P处于中点时，小灯泡L（标有“3V  1.8W”字样）正常发光，则小灯泡正常发光的电阻为 Ω，电源电压为 V。当开关全部闭合时，在保证电路安全的前提下，该电路消耗的最大功率为 W（不考虑灯丝电阻的变化）。 【答案】 5  15  30  【详解】[1]小灯泡额定电压为Ul=3 V，额定功率为Pl=1.8 W，则其正常工作电流 根据欧姆定律 [2]仅闭合开关S时，滑片P位于变阻器总阻值40 Ω的中点处，此时滑动变阻器阻值为20 Ω，与小灯泡串联后可使灯正常发光，说明电路中电流仍为0.6 A，则串联总电阻R总=20 Ω+5 Ω=25 Ω 电源电压U=IR1=0.6 A×25 Ω=15 V [3]根据图示，当开关全部闭合时，小灯泡被短路，R0与变阻器R并联。变阻器标有“1 A”字样，故其支路电流不得超过；通过R0的电流大小为 电流表量程为3 A，故总电流最大为 未超过3 A，此时电路总功率最大为 18．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从最右端移至灯正常发光的位置，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，相关已知条件在图乙中已标示。则电压表V1的示数变化图像为 ；滑动变阻器的阻值变化范围为 Ω；小灯泡正常发光时的功率为 W。若将滑动变阻器换成与灯L相同规格的灯泡，灯泡的电阻保持不变，闭合开关S后，每个灯泡的实际功率大小为 W。 【答案】 a 5~45 4.8 2.27 【详解】[1] 由电路图可知，闭合开关S，小灯泡和滑动变阻器串联，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，电流表测电路中电流；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a是电流表示数与电压表V1示数的关系图像。 [2] 曲线b是电流表示数与电压表V2示数的关系图像。 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，滑动变阻器的最大阻值为 滑动变阻器阻值最小，电路中的电流最大，滑动变阻器的最小阻值为 故滑动变阻器阻值变化范围为5~45Ω [3]由图像可知灯泡正常发光时的电流为0.6A。 其中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，因串联电路总电压等于各用电器两端电压之和，所以电源电压为 由此可知灯泡正常发光时的电压为 灯泡正常发光时的功率为 [4]小灯泡正常发光时电阻，灯泡的电阻保持不变，将滑动变阻器换成与灯L相同规格的灯泡，则每个灯泡两端电压相等，为5.5V。一个灯泡的实际功率大小为 19．在做“测量小灯泡的电功率”实验时，实验室提供如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡L（额定电压为3V）、电流表、电压表、开关、规格分别为“  1A”和“  0.5A”的滑动变阻器R各一个，导线若干．小明同学选择恰当的器材先正确连接好串联电路，并把电压表并联连接在电路中．实验过程中测得的实验数据记录在下表中． 次数 电压U/V 电流I/A 1 4.0 0.20 2 3.5 0.24 3 3.0 0.26 (1)画出小明的实验电路图． (2)实验中，判断小灯泡在额定功率下正常发光工作的依据是： ． (3)根据表中测得的数据，则小明选用的滑动变阻器为 （选填“  1A”或“  0.5A”）．小灯泡的额定功率为 W． (4)由表中数据可知，第2次实验与第1次实验相比，滑动变阻器电功率的变化量与小灯泡功率的变化量相比， （选填“＞”“＜”或“＝”）．若小灯泡两端电压恰好为1.5V，则灯的功率可能是 ． A．0.195W            B．0.225W            C．0.240W            D．0.390W 【答案】(1) (2)小灯泡两端的实际电压等于额定电压3V (3) 0.5A 0.78 (4) ＜ C 【详解】（1）电源（6V）、开关、小灯泡、滑动变阻器、电流表串联，由表中数据，电压增大，电流减小可知电压表并联在滑动变阻器两端，如图所示： （2）当电压表的示数等于3V时，根据串联电路电压规律，此时小灯泡的实际电压为3V，等于小灯泡的额定电压，即小灯泡实际功率等于额定功率，此时小灯泡处于额定功率工作状态，正常发光。 （3）[1]第三次实验中，灯泡电压为3V（额定电压），此时滑动变阻器的阻值为，则“10Ω 1A”的滑动变阻器最大阻值不足，故选“30Ω 0.5A”。 [2]小灯泡的额定功率： （4）[1]根据，第1次P灯1=（6V-4V）×0.20A=0.40W，P滑1=4V×0.20A=0.80W，第2次P灯2=（6V-3.5V）×0.24A=0.60W，P滑2=3.5V×0.24A=0.84W，则变化量ΔP滑=0.04W，ΔP灯=0.20W，故ΔP滑<ΔP灯。 [2]由表中实验数据可知，小灯泡两端电压变大时，灯丝电阻变大，即小灯泡的灯丝电阻随温度升高而变大。已知小灯泡的额定电压U0=3V，额定电流I0=0.26A，其额定功率为0.78W，当小灯泡两端电压恰好为1.5V，即额定电压的一半时，因电阻变小，此时通过灯泡的电流范围为I0<I<I0，在式子两端同时乘以，可得，即，代入数据可得0.195W<P实<0.39W，故A、D不符合题意；由表中第1次数据和欧姆定律可知，当电压为1.5V时，电阻应小于10Ω，则此时小灯泡的功率，故B不符合题意，C符合题意。故选C。 20．如图所示电路，已知电源电压为的阻值为的阻值为的阻值。求： (1)只闭合，电流表的示数； (2)S1、S2都闭合时电流表的示数； (3)电路的最大总功率和最小总功率。 【答案】(1)0.3A (2)0.5A (3)3W，1.2W 【详解】（1）由图可知，只闭合，R1被短路，R2单独接入电路中，电流表测量通过R2的电流，为 （2）S1、S2都闭合时，R1被短路，R2和R3并联接入电路中，并联电路互不干扰，因此通过R2的电流不变，电流表测量通过干路的电流。通过R3的电流为 根据并联电路的电流规律可知，干路电流为 故电流表的示数为0.5A。 （3）根据可知，在电源电压一定时，当电路中的总电阻最小时电路的总功率最大。根据电阻的串并联知识可知，当S1、S2都闭合时，R1被短路，R2和R3并联接入电路中，此时电路中的电阻最小，此时电路的总功率最大，为 当电路中的总电阻最大时电路的总功率最小，根据电阻的串并联知识可知，当S1、S2都断开时，R1和R2串联接入电路中，此时电路中的电阻最大，为 此时电路的总功率最小，为 21．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，和是阻值分别为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。 (1)开关S接触 触点时（选填“1、2”或“2、3”或“3、4”），水龙头放出的温水。 (2)热水挡的功率为 W。 (3)电热水龙头工作前电能表示数如图丙所示，仅让电热水龙头热水挡工作1h，电能表的示数变为 kW·h。 (4)若将两电阻的位置互换，温水挡的电功率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)2、3 (2)3300 (3)8636.8 (4)变大 【详解】（1）根据电功率公式可知，在电源电压U一定时，电路的总电阻R越大，电功率P越小，为温水挡；总电阻R越小，电功率P越大，为热水挡。由图乙电路可知，当开关S接触1、2时，电路断路，为冷水挡；当开关S接通触点2和3时，只有电阻R2接入电路，此时电路中的总电阻最大，根据可知，电功率最小，为温水挡；当开关S接通触点3和4时，电路为两电阻并联，电路中的总电阻最小，根据可知，电功率最大，为热水挡。 （2）当水龙头处于热水挡时，开关S接通触点3和4，电阻R1和R2并联。电路的总功率等于各支路功率之和。电阻R1的功率 电阻R2的功率为 热水挡的总功率为 （3）由丙图可知，电热水龙头工作前电能表示数为8633.5 kW·h。仅让电热水龙头热水挡工作1h，消耗的电能为 电能表的示数变为 （4）当开关S接通触点2和3时，为温水挡；将两电阻的位置互换，温水挡时的电阻由44Ω变为22Ω，电阻变小，根据可知，电压不变时，电阻变小，电功率变大，所以温水挡的电功率将变大。 22．2025年国产新能源汽车强势崛起，以插电式混合动力汽车为例，它实现了能源的“按需分配”和“高效利用”，备受消费者青睐。 充电模式 充电电压 充电电流 公共充电桩 380V 100A 家用充电桩 220V 30A (1)智能驾驶：图甲是启动汽车的卡片钥匙，所使用的芯片是由 （选“半导体”或“超导体”）制成的；钥匙相当于汽车电路中的 ； (2)辅助系统：后视镜内部镶嵌了电热丝（图乙），这是利用了 ，并通过 的方式来增大镜片内能，进而防雾、除霜。若电热丝中的电流为0.4A，阻值为20Ω，则电热丝的电功率是 W； (3)动力系统： ①充电桩（图丙）：它们在电路中的连接方式是 ；其有较好的防水保护功能，是为了防止线路过于潮湿出现 ；充电线很粗，请从安全的角度解释其中的物理道理： ；汽车有两种充电模式可供选择，信息如上表，若蓄电池电量从30%充到80%，从节省充电时间的角度考虑，应选择的模式是： ； ②燃油补给：若某次测试中，所用燃料的热值为，消耗5kg燃料，这些燃料完全燃烧释放的热量是 J；若燃油燃烧不充分，燃油的热值将 。 【答案】(1) 半导体 开关 (2) 电流的热效应 热传递 3.2 (3) 并联 短路 减小充电线电阻，避免由于充电电流较大产生热量过多引发火灾 公共充电桩 2.3×108 不变 【详解】（1）[1]半导体材料可用来制成二极管，三极管，集成电路等。启动汽车的卡片钥匙，所使用的芯片是由半导体制成的。 [2]钥匙可以控制汽车的工作，相当于汽车电路中的开关。 （2）[1]后视镜内部镶嵌了电热丝，使镜片具有防雾、除霜的功能。这是利用了电流的热效应，即电流通过导体时会产生热量。 [2]电热丝产生的热量通过热传递的方式传递给低温的镜片，镜片吸收热量后内能增大，温度升高，镜片变暖。 [3]若电热丝中的电流为0.4A，阻值为20Ω，则电热丝的电功率是 （3）[1]图丙中各充电桩能独立工作，互不影响，它们在电路中的连接方式是并联的。 [2]充电桩有较好的防水保护功能，是为了防止线路过于潮湿出现短路，使导线中电流过大，产生热量过多，引发火灾。 [3]充电线很粗，是为了增大导线的横截面积，从而减小导线电阻。这样在充电电流较大时，避免充电线产生热量过多，引发火灾。 [4]根据可知，要把蓄电池电量从30%充电到80%，即W相同的情况下，电压更高，电流更大的充电模式，所用的时间更短，所以从节省充电时间的角度考虑，应选择公共充电桩模式。 [5]5kg燃料完全燃烧释放的热量是 [6]燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量，燃烧放热的多少，是否完全燃烧无关，所以燃油燃烧不充分，燃油的热值将不变。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业03 电功和电功率 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。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．如图所示是小丽家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘的信息可知，下列选项中正确的是（　　） A．小丽家家庭电路中的最大功率不得超过2200W B．小丽家上个月消耗的电能为1011kW·h C．电能表上指示灯闪烁320次，表示电能表消耗电能0.2kW·h D．电能表上指示灯闪烁得越快，说明电路中用电器总电功率越大 2．关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法正确的是（    ） A．额定功率大的用电器，其实际功率一定大 B．用电器不通电时，其额定功率为零 C．用电器的额定功率会随两端电压的改变而改变 D．用电器的实际功率会随两端电压的改变而改变 3．如图所示是电阻甲和乙的I-U图像，将它们串联在3V的电源上，则（    ） A．乙的阻值为0.42Ω B．电路的总电阻为3Ω C．电路的电流为0.4A D．电路的总功率为1.5W 4．如图所示的电路，灯泡L1标有“6V，3W”，L2标有“3V，3W”，假设灯泡电阻不随温度变化。闭合开关，两灯均发光。下列说法正确的是（　　） A．通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流 B．灯L1和L2实际电功率之比为4∶1 C．L1和L2对应的电压表示数之比是2∶1 D．若灯泡L1短路，则与L1并联的电压表示数变大 5．一只灯泡标有“8 V  4 W”的字样，其中“4 W”是灯泡的 ；这个灯泡在正常工作时电流是 A，电阻是 ；将这个灯泡接到10 V的电源上，需要给灯泡串联一个 的电阻灯泡才能正常工作。灯泡正常发光5 min消耗的电能是 J；将这个灯泡（电阻不随温度变化）接到电压6 V的电源上，灯泡的实际功率为 W，此时灯泡比正常发光时 （选填“亮”或“暗”）。 6．在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，灯泡上标有“4V，1W”的字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），电流表量程为，电压表量程为，量程为。闭合开关在保证电路安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最大阻值只能调到其总电阻的五分之四，滑动变阻器的最大阻值为 Ω，电路的最大功率和最小功率之比为 。 7．如图甲是“测小灯泡电功率”的实验电路，小灯L标有“2.5V”字样。连接电路，闭合开关S前，滑片P应置于变阻器的 端。开关S闭合后，移动滑片P，记录电表的示数作图（如图乙），则小灯L正常发光时电功率 W。 8．小明做“测量小灯泡的电功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大于，滑动变阻器上标有“”字样，如图甲所示是实验装置图。 (1)在方框中画出相应的实验电路图。 (2)这个实验的实验原理是 ，用 表测量出小灯泡两端的 ，用 表测量出通过小灯泡的 ，从而算出小灯泡的电功率。 (3)在连接电路时，开关应处于 状态。闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值 处。 (4)小明按图甲连接电路并闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电压表有示数，则故障的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 (5)小明排除故障后，移动滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 9．某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻=825Ω，S是温控开关，当S接a时，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S会自动切换到另一个挡位。求： (1)的阻值？ (2)当S接b时电路中的电流是多少？ (3)当S接a时是加热挡还是保温挡？（注：有解释说明才可得分） 10．如图所示电路，电源两端电压为3V且保持不变，电阻，。 求： (1)开关S闭合、断开时，电流表的示数； (2)开关S、都闭合时，电路的总功率P。 11．如图是测量小灯泡电阻的电路，闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．为使电压表示数变大，应将滑动变阻器的滑片向左滑动 B．此电路也可以用来测量小灯泡的电功率 C．在不同电压下测量出小灯泡的电阻，求平均值可以减小误差 D．若电流表有示数，电压表示数为零，则一定是灯泡短路 12．小明观察到甲、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和“PZ220V-25W”字样，（不计温度对灯丝电阻的影响）下列分析正确的是（　　） A．若灯丝的材料和横截面积相同，甲灯的灯丝比乙灯的灯丝短 B．若将两灯串联接入电压为的电路，甲灯比乙灯亮 C．若将两灯分别接入电压为的电路，甲灯消耗的电能多 D．将甲灯接入的电路中，它的实际功率为 13．把两只完全相同的电灯分别按如图甲乙两种方式连接到电路中，适当调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，甲电路总功率为，乙电路总功率为。关于两种情况下电路总功率，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D．无法比较它们的大小 14．图为通过灯泡L和定值电阻R的电流与其两端电压关系的图像和它们在电路中的连接方式，闭合开关S，电流表示数为0.2A，下列选项正确的是（　　） A．电源电压为3V B．通过灯泡L的电流为0.2A C．定值电阻R的阻值为10 D．灯泡L的实际功率为0.9W 15．如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电压保持4.8V不变，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，定值电阻R1＝6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω；1A”。闭合开关S，随着水流速度的变化，下列说法正确的是（　　） A．当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比不变 B．当水流速度减小时，机翼状的探头受到水的浮力变大 C．电阻R1的电功率的变化范围为0.54W～2.16W D．电路的最大电功率为2.4W 16．两盏白炽灯，甲灯标有“PZ220V-40W”，乙灯标有“PZ220V-100W”，若两灯并联在220V的电路中，则 更亮，若串联在220V电路中，则 更亮。（两空均选填“甲”或“乙”） 17．如图所示，电源电压恒定，电流表的量程为0~3A，。只闭合开关S，滑动变阻器R（标有“40Ω  1A”字样）的滑片P处于中点时，小灯泡L（标有“3V  1.8W”字样）正常发光，则小灯泡正常发光的电阻为 Ω，电源电压为 V。当开关全部闭合时，在保证电路安全的前提下，该电路消耗的最大功率为 W（不考虑灯丝电阻的变化）。 18．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从最右端移至灯正常发光的位置，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，相关已知条件在图乙中已标示。则电压表V1的示数变化图像为 ；滑动变阻器的阻值变化范围为 Ω；小灯泡正常发光时的功率为 W。若将滑动变阻器换成与灯L相同规格的灯泡，灯泡的电阻保持不变，闭合开关S后，每个灯泡的实际功率大小为 W。 19．在做“测量小灯泡的电功率”实验时，实验室提供如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡L（额定电压为3V）、电流表、电压表、开关、规格分别为“  1A”和“  0.5A”的滑动变阻器R各一个，导线若干．小明同学选择恰当的器材先正确连接好串联电路，并把电压表并联连接在电路中．实验过程中测得的实验数据记录在下表中． 次数 电压U/V 电流I/A 1 4.0 0.20 2 3.5 0.24 3 3.0 0.26 (1)画出小明的实验电路图． (2)实验中，判断小灯泡在额定功率下正常发光工作的依据是： ． (3)根据表中测得的数据，则小明选用的滑动变阻器为 （选填“  1A”或“  0.5A”）．小灯泡的额定功率为 W． (4)由表中数据可知，第2次实验与第1次实验相比，滑动变阻器电功率的变化量与小灯泡功率的变化量相比， （选填“＞”“＜”或“＝”）．若小灯泡两端电压恰好为1.5V，则灯的功率可能是 ． A．0.195W            B．0.225W            C．0.240W            D．0.390W 20．如图所示电路，已知电源电压为的阻值为的阻值为的阻值。求： (1)只闭合，电流表的示数； (2)S1、S2都闭合时电流表的示数； (3)电路的最大总功率和最小总功率。 21．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，和是阻值分别为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。 (1)开关S接触 触点时（选填“1、2”或“2、3”或“3、4”），水龙头放出的温水。 (2)热水挡的功率为 W。 (3)电热水龙头工作前电能表示数如图丙所示，仅让电热水龙头热水挡工作1h，电能表的示数变为 kW·h。 (4)若将两电阻的位置互换，温水挡的电功率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 22．2025年国产新能源汽车强势崛起，以插电式混合动力汽车为例，它实现了能源的“按需分配”和“高效利用”，备受消费者青睐。 充电模式 充电电压 充电电流 公共充电桩 380V 100A 家用充电桩 220V 30A (1)智能驾驶：图甲是启动汽车的卡片钥匙，所使用的芯片是由 （选“半导体”或“超导体”）制成的；钥匙相当于汽车电路中的 ； (2)辅助系统：后视镜内部镶嵌了电热丝（图乙），这是利用了 ，并通过 的方式来增大镜片内能，进而防雾、除霜。若电热丝中的电流为0.4A，阻值为20Ω，则电热丝的电功率是 W； (3)动力系统： ①充电桩（图丙）：它们在电路中的连接方式是 ；其有较好的防水保护功能，是为了防止线路过于潮湿出现 ；充电线很粗，请从安全的角度解释其中的物理道理： ；汽车有两种充电模式可供选择，信息如上表，若蓄电池电量从30%充到80%，从节省充电时间的角度考虑，应选择的模式是： ； ②燃油补给：若某次测试中，所用燃料的热值为，消耗5kg燃料，这些燃料完全燃烧释放的热量是 J；若燃油燃烧不充分，燃油的热值将 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $