2026年中考物理重难点突破-电功率动态分析

人教版初中物理中考二轮专项复习讲义 2026年中考物理重难点突破--------电功率动态分析 难点一：动态电路中的电功率变化分析 串联电路分压规律法（核心思路） 在串联电路中，电阻越大，分得的电压越大。滑动变阻器阻值变化时，各物理量随之变化。 滑片移动的影响分析（以滑片向右移动为例） 物理量 判断依据 变化趋势 滑动变阻器接入电阻 R滑 滑片右移，有效长度增加,总电阻增大 增大 电流表示数 I I = U总 / R总， 减小 定值电阻两端电压 U定 串联分压，电阻小分压小 减小 滑动变阻器两端电压 U滑 电阻大分压大 增大 电路总功率 P总 P总 = U总 I，U总不变，I减小 减小 定值电阻功率 P定 P定 = I² R定 或 P定 = U定 I 减小 滑动变阻器功率 P滑 当 R滑 = R定时，P滑最大 先增大后减小 例题1. 如图所示电路，电源电压保持不变。闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 向左移动。请判断： 电流表示数如何变化？ 电压表示数如何变化？ 灯泡亮度如何变化？ 电路总功率如何变化？ 解析步骤 1. 滑片 P 左移 → 滑动变阻器接入电阻 Rp 减小。 2. 总电阻减小→ 电流 I = U总 / R总 增大 → 电流表示数变大。 3. 灯泡电阻不变，根据 UL = I RL，电流增大 → 灯泡两端电压变大 → 电压表示数变大。 4. 灯泡实际功率 PL = UL I（或PL = I²RL）→ 电流、电压均增大 → 实际功率 变大 → 灯泡变亮。 5. 电路总功率 P总 = U总 I → 总电压不变，电流增大 → 总功率变大。 答案：电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡变亮，电路总功率变大。 > 注意：若原题中电压表测滑动变阻器两端电压，则滑片左移时电压表示数变小，需根据实际电路判断。 难点一针对性练习： 1.在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光；断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法正确的是（　　） A．灯泡L将变亮 B．电路总功率变大 C．换接灯泡的亮度大于灯泡L的亮度 D．换接灯泡接入后将正常发光 【详解】当a、b之间接入导线时，灯泡恰好正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响，则灯泡的电阻为 “6V 3W”的灯泡电阻为 当a、b之间接入“6V 3W”的灯泡时，两灯泡串联，电路中的电流 A．换接灯泡后，灯泡L的实际功率为 小于额定功率，灯泡L变暗，故A错误； B．原电路总功率即灯泡L额定功率，为6W，换接灯泡后，电路的总功率 电路总功率变小，故B错误； C．换接灯泡的实际功率为 即换接灯泡的亮度大于灯泡L的亮度，故C正确； D．换接灯泡两端的电压为 小于额定电压6V，不能正常发光，故D错误。故选C。 2.某超重报警电路如图，电源电压恒定，R为定值电阻，闭合开关S，称重区域下方的传感器M受到的压力增大后，其电阻RM发生变化，导致电压表V的示数增大而触发警报器（图中未画出）报警，则M受到压力增大时（　　） A．传感器M的电阻RM变小 B．电路消耗的总功率变大 C．电压表与电流表的示数变化量之比不变 D．电流表示数变大 【详解】ABD．由电路图可知， 与 串联，电压表测 两端的电压，电流表测电路中的电流；由题知，称重区域下方的传感器M受到的压力增大后，导致电压表示数增大而触发警报器，由串联电路的分压原理，传感器M的电阻变大，电路的总电阻变大，由 知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，电源电压不变，由 可知，电路消耗的总功率变小，故ABD错误； C．设原来电路中的电流为 ，变化后的电流为 ，电源电压不变，当M受到压力增大时，电路中的电流减小， 两端的电压增大， 两端的电压减小，二者的变化量相等；电压表示数的变化量与电流表的示数变化量之比 ， 为定值电阻，阻值不变，故C正确。故选C。 3.如图所示的电路中，电源电压保持不变，P为滑动变阻器的滑片，关于该电路，下列说法正确的是（　　） A．S1和S2都闭合，P向右移动时，电压表示数变大 B．S1和S2都闭合，P向右移动时，灯泡实际功率变大 C．只闭合S1，P向右移动时，电压表示数变大 D．只闭合S1，P向右移动时，电流表示数不变 【详解】AB．由电路图可知， 和 都闭合时，滑片P左边的电阻接入电路中，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中电流。P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流减小；变阻器接入电路的电阻变大，由串联分压的规律可知，其分得的电压变大，即电压表示数变大。由串联电路的电压特点可知，灯泡两端的电压减小，由 可知，灯泡的实际功率减小，故A正确，B错误； CD．若只闭合 ，则灯泡和滑动变阻器串联，且滑动变阻器始终以最大阻值接入电路，则P向右移动时，电路的总电阻不变，电流不变，即电流表示数不变；电压表测滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压，P向右移动时左边部分的电阻变大，由 可知，电压表示数增大，故CD正确。故选ACD。 难点二：电功率的范围（极值）计算-----照顾弱小原则 基本思路:在保证电路安全的前提下（电流表、电压表量程，用电器额定电流等），同一类物理量中，最小的那个限制决定了电路的安全边界。谁最“脆弱”（限制值最小），电路就要优先照顾谁——这个元件决定了电路的最大电流或最小电阻。滑动变阻器阻值变化会引起各物理量在一定范围内变化。 所求物理量 表达式 极值判断方法 电路总功率 P总 P总 = U总I U总不变，主要看I, I最大时 P总最大，I 最小时 P总最小 定值电R0功率 P0 P0 = I²R0 R0不变，主要看I,I 最大时 P0最大，I 最小时 P0最小 滑动变阻器阻值范围 由电流、电压限制决定 最大电流对应最小阻值，最小电流对应最大阻值 例2. 如图所示，电源电压保持 6 V 不变。电流表量程为 0～0.6 A，电压表量程为 0～3 V。定值电阻 R0的规格为“10 Ω 0.5 A”，滑动变阻器 R2的规格为“20 Ω 0A”。闭合开关 S，在保证各元件安全的前提下，求： （1）电流表示数的变化范围； （2）滑动变阻器接入电路的阻值变化范围； （3）电阻 R0消耗功率的变化范围； （4）电路消耗总功率的变化范围。 解析：（1）电流表示数范围 最小电流：当 阻值最大（ ）时，总电阻最大，电流最小。 最大电流：由电压表量程（ ）和电流表量程（ ）以及 额定电流（ ）共同限制。 当 时： （根据照顾弱小原则）该值小于 和 ，故取 。 所以，电流表示数范围：0.2 A ～ 0.3 A。 （2）滑动变阻器阻值范围 最大阻值： （已知）。 最小阻值：对应电流最大时（ ）。 所以，滑动变阻器接入阻值范围：10 Ω ～ 20 Ω。 （3）电阻 消耗功率范围 ，所以，所以，R0功率范围：0.4 W ～ 0.9 W。 （4）电路总功率范围 ， 所以，电路总功率范围：1.2 W ～ 1.8 W。 难点二针对性练习： 1.为了参加全国青少年科技创新大赛，某校科技小组设计了一个电子身高测量仪，如图所示。其中定值电阻，电源电压为4.5V，标有“15Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。下列说法正确的是（　　） A．当身高增加时，电压表示数变大 B．当身高增加时，定值电阻R1的电功率减小 C．为了电路中各元件安全工作，滑动变阻器接入电路的电阻范围为0~10Ω D．为了电路中各元件安全工作，电路消耗的最大电功率为2W 【详解】AB．被测身高增加时，滑片P向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，根据 可知， 不变，则定值电阻 的电功率减小；根据 可知，定值电阻 两端的电压变小，因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大。故AB正确； C． 的规格为“ ”，变阻器允许通过的最大电流为 ；电压表量程为 ，电流表量程为 ，为了保证电路中各元件安全工作，电路中的最大电流为 ，由欧姆定律，此时电路最小总电阻 变阻器接入电路的最小电阻 变阻器接入电路的电阻越大，变阻器两端的电压越大，已知电压表最大示数为 ，由串联电路电压的规律，定值电阻 两端电压 串联电路各处电流都相等，结合欧姆定律有 则 ，所以变阻器接入电路的阻值范围是 ，故C错误； D．为了保证电路中各元件安全工作，电路中的最大电流为 ，则最大功率 。故D错误。故选AB。 2.图（a）中电流表测量范围为0～0.6 A、电源电压为18V、滑动变阻器（？Ω 1 A）。现用电压表0～15V的测量范围与图（a）某两个元件并联，闭合开关，在最大可调节范围内调节滑动变阻器，绘制了电流表与电压表示数关系图像如图（b）；保持电压表的测量范围不变，再与图（a）某一个元件并联，在最大可调节范围内调节滑动变阻器，绘制了电压表示数与并联元件的阻值关系图像如图（c）。关于以上操作，下列说法正确的是（      ） A．灯泡的额定功率为2.5W B．定值电阻两端最大电压为6V C．滑动变阻器的最大阻值为30Ω D．灯泡正常发光时，定值电阻在2 min内消耗的电能为720 J 【详解】ABD．由图（a）可知，定值电阻、灯泡和滑动变阻器串联。由图（b）可知，电流表与电压表示数关系为一次函数，且电流表示数随着电压表示数变大而减小。而通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比，故第一次实验时电压表是并联在灯泡和滑动变阻器两端的。由图（b）可知，电路中的最大电流为 ，此时灯泡正常发光，灯泡和滑动变阻器两端的最小电压为 ，根据串联电路的电压规律可得定值电阻两端最大电压为 由图（c）可知，电压表示数随着并联元件的阻值增大而增大，而灯丝电阻随温度升高而增大，故第二次实验时电压表是并联在灯泡两端的。由图（c）可知，灯泡正常发光时电阻为 ，则灯泡正常发光时的电压为 灯泡的额定功率为 灯泡正常发光时，定值电阻在 内消耗的电能为 故AD正确，B错误； C．结合上面分析可知，定值电阻的阻值为 由图（c）可知，电路中的最小电流为 ，此时灯泡两端最小电压为 ，定值电阻两端的电压为 滑动变阻器两端的最大电压为 滑动变阻器的最大阻值为 ，故C正确。故选ACD。 难点三：滑动变阻器消耗的最大功率问题 核心结论：在串联电路中（电源电压 U，定值电阻 R0，滑动变阻器 R2），当 R滑 = R0时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大值为： 推导过程（简要） 电路电流： 滑动变阻器功率： 将分子分母同时除以 （此处原文逻辑似有混淆，若推导 的功率，通常将分母展开后同除以 ）： 由基本不等式可知，当 即 时，分母最小， 最大，代入得： 例3.如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，定值电阻，滑动变阻器阻值范围为。闭合开关S，在滑片从左向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变小 B．电压表示数变大 C．滑动变阻器的最大功率为2.25W D．电压表示数从0增大到2.4V 解析：A.由电路图可知，定值电阻 与滑动变阻器 串联，电压表测 两端的电压，电流表测电路中的电流，在滑片从左向右移动的过程中， 阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律，电流变小，则电流表示数变小，故A正确； BD.在滑片从左向右移动的过程中， 阻值变大，由串联电路的分压规律可知， 两端电压变大， 两端电压变小，则电压表示数变小，滑片在左端时电压表最大示数等于电源电压 ，滑片在右端时电压表有最小示数 则电压表示数从 减小到 ，故B、D错误； C.滑动变阻器的电阻为 时，由串联电路知识，电路中的电流 滑动变阻器的功率 当 时，滑动变阻器的功率有最大值 故C正确。故选AC。 难点三针对性练习： 如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表的量程为，电压表的量程为，滑动变阻器的规格为“，”。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片，测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图（如图乙所示）。在保证电路安全的情况下，下列计算结果中正确的是（　　） A．电源电压为 B．的阻值为 C．滑动变阻器的阻值变化范围是 D．滑动变阻器的最大功率为 【详解】AB．由图甲知，滑动变阻器 与定值电阻 串联接入电路，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压。由图乙知，当变阻器接入电路的阻值最大为50欧时，电路中的电流为0.1A，则有 当变阻器接入电路的阻值为10欧，电路中的电流为0.3A，则有 解以上两式得，电源电压 ， ，故A错误，B正确； C．当变阻器接入最大阻值时，其两端的电压 电压表未超量程，变阻器的允许通过的最大电流为0.5A，则电路中的最大电流为0.5A，此时定值电阻两端的电压 变阻器两端的电压 变阻器接入电路的最小阻值 变阻器接入电路的阻值变化范围为 ，故C错误； D．变阻器的电功率 当变阻器的阻值与定值电阻的阻值相等时，其功率最大为 ，故D正确。故选BD。 适用年级：九年级 版本：人教版第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $