内容正文:
第二节 电功率
【新教材北师大版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+7个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
【问题】电风扇利用扇叶的转动吹出了风,扇叶转动的机械能是通过电动机从电能转化而来的。
把电风扇调到不同挡位,吹出的风有什么不同?电流通过电动机做功的快慢有什么不同?。
知识归纳
【知识点1 电功率】
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:千瓦(kW)。
(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. 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
(1)用电器正常工作时的电压叫额定电压;用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
(2)用电器实际工作时的电压叫实际电压;用电器在实际电压下的功率叫实际功率。
3. 电功率与时间、电压、电流间的关系
(1)电功率与电能、时间的关系::电功率是反映电能消耗快慢的物理量,定义为1秒钟内消耗电能的多少,因此,用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间,就得到定义式。
公式在使用时单位要统一,有两种可用
①电功率用瓦(W),电能用焦耳(J),时间用秒(s)。
②电功率用千瓦(kW),电能用千瓦时(kW•h 度),时间用小时(h)。
(2)电功率与电压、电流的关系:在电压相等的情况下,通过灯泡的电流越大,灯泡消耗的电功率越大;在电流相同的情况,电功率的大小与电压的大小有关,且与电压成正比;在电压相同的情况,电功率的大小与电流的大小有关,且与电流成正比。
4. 电功率的计算
(1)定义式:P=UI.即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积,该公式是电功率的普适公式,适用于所有的用电器。
P表示电功率,单位是W;U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过这段电路的电流,单位是A
(2)导出式:P=I2R,,这两个公式只适用于纯电阻电路,即能将电能全部转化为内能的用电器,如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
【例1】(2026•湖南郴州期末)关于电功、电功率,下列说法中正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功越快,电功越大
C.用电器消耗电能越多,电功率越大
D.用电器消耗电能越多,电功越大
【答案】D
【解析】A、电功率是表示电流做功快慢的物理量,其大小与做功多少和做功时间都有关系;故A错误;
B、电流做功越快,电功率越大,在不确定做功时间的情况下,做功快的用电器,电流做功不一定多;故B错误;
C、用电器消耗电能越多,则电流做功越多,在做功时间不确定的情况下,电功率不一定大;故C错误;
D、用电器消耗电能越多,则电流做功越多,也就是说电功越大;故D正确。故选:D。
【变式1-1】(2026•北京石景山区期末)下列用电器正常工作时,电功率最接近真实值的是( )
A.笔记本电脑的功率约为5W
B.家用空调的功率约为1200W
C.小型LED手电筒的功率约为200W
D.教室里一盏日光灯的功率约为1000W
【答案】B
【解析】A.由生活经验知,笔记本电脑的功率约为50W,故A不符合实际;
B.家用空调属于大功率用电器,其功率约为1200W,故B符合实际
C.小型LED手电筒的功率较小,约为2W,故C不符合实际;
D.教室里一盏日光灯的功率约为40W,故D不符合实际。
故选:B。
【变式1-2】关于电能、电功和电功率的说法,正确的是( )
A.电能表是测量用电器电功率的仪表
B.用电器的额定功率越大,消耗电能就越快
C.单位时间内电流做功越多,电功率就越大
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
【解析】A.电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,故A错误;
B.用电器的额定功率越大,在正常工作时消耗电能就越快,但如果不是正常工作,实际功率不一定等于额定功率,消耗电能快慢就不一定由额定功率决定,故B错误;
C.电流单位时间内做功越多,电功率就越大,故C正确;
D.电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程,而不是把其他形式的能转化为电能,故D错误。所以选C。
【例2】(2026•四川达州期末)定值电阻R和灯泡L,其电流随两端电压的变化图象如图所示。若将R与L串联在4V电源两端,则R与L消耗的电功率之比为 ;若将R与L并联在2V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。
【答案】3:1;1.3
【解析】由图甲可知灯泡与定值电阻并联,若将L和R串联在4V的电源两端,结合串联电路的电流、电压规律,通过分析可知,此时L两端电压为1V,R两端电压为3V,此时电路中的电流为0.3A,由P=UI可知L与R消耗的电功率之比为;
由图可知若将R与L并联在2V的电源两端时,则R与L两端的电压均为2V,由图可知,通过L和R的电流分别为0.45A和0.2A,根据并联电路电流的规律可知电路中电流为I=IR+IL=0.2A+0.45A=0.65A,电路消耗的总功率P=U′I′=2V×0.65A=1.3W。
【变式2-1】(2026•江苏常州期末)如图为某用电器的I﹣U图像,其额定电压为12V,则额定功率是( )
A.0.6W B.1.8W C.3.2W D.4.8W
【答案】D
【解析】由图可知,额定电压为12V时,额定电流为0.4A,用电器的额定功率P=UI=12V×0.4A=4.8W。故选:D。
【变式2-2】(2026•甘肃兰州期末)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.乙是一个定值电阻
B.只将甲、乙并联在2.5V的电路中,甲、乙的电功率之比为4:5
C.只将甲、乙串联在电路中,两者电阻相同时,电源电压是3V
D.只将甲、乙串联在电路中,总功率是1.8W时,电源电压是4.5V
【答案】D
【解析】A.由图可知,乙图像是一条曲线,电流与电压不成正比,因此乙不是定值电阻,故A错误;
B.只将甲、乙并联在2.5V的电路中,由图像可知通过甲、乙的电流:I甲=0.5A、I乙=0.4A,
甲的电功率为:P甲=UI甲=2.5V×0.5A=1.25W,
乙的电功率为:P乙=UI乙=2.5V×0.4A=1W,
甲、乙的电功率之比为:P甲:P乙=1.25W:1W=5:4,故B错误;
C.只将甲、乙串联在电路中,两者电阻相同时,由欧姆定律可知,两者的电压也相等,由图像可知此时两者电压值均为3V,
则电源电压为:U=U甲+U乙=3V+3V=6V,故C错误;
D.总功率是1.8W时,电源电压是4.5V,此时电路中的电流为:,由图像可知,甲、乙电流为0.4A时,甲、乙的电压分别为2V和2.5V,电源电压刚好为4.5V,故D正确。故选:D。
【知识点2 额定电压与额定功率】
1.额定电压(U额):用电器 正常工作 时的电压。
2.额定功率(P额):用电器在 额定电压 下的功率。
3.用电器实际消耗的功率(通常叫作实际功率)与额定功率的关系:
当U实=U额时,P实 = P额,用电器正常工作。
当U实>U额时,P实 > P额,用电器容易损坏。
当U实<U额时,P实 < P额,用电器不能正常工作。
4.电功率的两个推导公式。(1)根据I=,将电流I=代入电功率公式得P=UI=U·=;
(2)根据I=可得U=IR,将电压U=IR代入电功率公式得P=UI=IR·I=I2R。
故电功率也可利用公式P==I2R计算。(但这两个公式只适用于纯电阻电路,即将电能全部转化为内能的用电器,如电炉、电饭锅等均属于纯电阻电路。)
5.根据用电器(特指纯电阻用电器)正常工作时的电压值和电功率值,结合公式P=得出电阻R=,从而计算出这类用电器的电阻。
【例3】(2026•山东济南中考真题)将“6V 12W”的灯泡L1和“3V 3W”的灯泡L2一起接入电路,两灯泡均可发光。若不计灯丝电阻随温度的变化,关于两灯泡亮度的比较,下列说法正确的是( )
A.若两灯泡串联,则灯泡L1更亮
B.若两灯泡串联,则灯泡L2更亮
C.若两灯泡并联,则灯泡L1更亮
D.若两灯泡并联,则两灯泡一样亮
【答案】D
【解析】AB、根据可得两个灯泡电阻分别为:;;
两个灯泡串联时,串联电路电流I相等,因为R1=R2,根据电功率公式P=I2R可知,此时两个灯泡实际功率相等,灯泡亮度由其实际功率决定,则两灯一样亮,故A、B都错误;
CD、两个灯泡并联时,并联电压U相等,因为R1=R2,根据电功率公式可知,此时两个灯泡实际功率相等,两灯一样亮。故C错误,D正确。故选:D。
【变式3-1】(2025•天津中考真题)将标有“6V,6W”的甲灯泡和“6V,3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.甲灯能正常发光 B.乙灯能正常发光
C.两灯均能正常发光 D.两灯均不能正常发光
【答案】B
【解析】由P=UI得R,求得:甲灯灯丝电阻R甲Ω;乙灯灯丝电阻R乙;两灯串联后接在9V的电源上,电路的总电阻R=R甲+R乙=6Ω+12Ω=18Ω,
电路中的电流I0.5A; 根据P=UI=I2R得:甲灯消耗的实际功率P实甲=I2R甲=(0.5A)2×6Ω=1.5W;乙灯消耗的实际功率P实乙=I2R乙=(0.5A)2×12Ω=3W;
因甲灯消耗的实际功率小于其额定功率,不能正常发光;乙灯消耗的实际功率等于其额定功率,能正常发光。故选:B。
【变式3-2】】(2026•江苏常州中考真题)利用一电池块、按键开关,标有“3V 3W”字样的灯泡L1和标有“3V 4.5W”字样的灯泡L2,小明自制发光棒,发光棒内,两灯泡以某种方式连接。手持发光棒,按下按键开关使之闭合,两灯发光且L1的亮度大于L2,如图所示。设灯泡电阻不变,发光棒发光时,下列说法中错误的是( )
A.L1的电阻大于L2的电阻 B.L1的电流等于L2的电流
C.L1的电压等于L2的电压 D.L1的功率大于L2的功率
【答案】C
【解析】A、标有“3V 3W”字样的灯泡L1和标有“3V 4.5W”字样的灯泡L2,由P的变形式R可知,L1的电阻大于L2的电阻,故A正确;
BCD、两灯发光且L1的亮度大于L2,说明L1的实际功率大于L2的实际功率;
L1的电阻大于L2的电阻,L1的实际功率大于L2的实际功率,由P可知,L1的电压大于L2的电压;
两灯两端的电压不相等,说明两灯一定时串联关系,由串联电路中电流处处相等可知,L1的电流等于L2的电流,故BD正确、C错误。故选:C。
【例4】(2026•四川成都期末)如图的电路中,电源两端电压U恒为6V。只闭合开关S和S2,电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,电流表示数为I1,电路的功率为P1;只闭合开关S、S1和S3,电流表示数为I2,电路的功率为P2。已知R2=10Ω,U1:U2=1:2,I1:I2=1:9,下列关系式正确的是( )
A.I2=0.8A B.U1=1V C.R1:R3=2:3 D.P1:P2=1:6
【答案】C
【解析】只闭合开关S和S2,R1、R2、R3串联,R1两端电压U1,R2和R3两端电压之和是U2,
串联电路电流处处相等,已知U1:U2=1:2,可以得到R2+R3=2R1;
此时电流表示数为I1,;只闭合开关S、S1和S3,R1与R2并联,
此时电流表示数为I2,已知R2=10Ω,,
已知I1:I2=1:9,,解得R1=20Ω,所以R3=2R1﹣R2=2×20Ω﹣10Ω=30Ω;
A、,故A错误;
B、,U1=I1R1=0.1A×20Ω=2V,故B错误;
C、,故C正确;
D、,故D错误。
故选:C。
【变式4-1】(2026•北京东城区期中)两个完全相同的电阻R1和R2分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两图中通过R1的电流之比为2:1
B.甲、乙两图中R1两端电压之比为1:2
C.甲、乙两图等效电阻之比为1:2
D.甲、乙两图的总功率之比为1:1
【答案】D
【解析】ABCD、设二者电阻阻值为R,甲图中两电阻并联,乙图中两电阻串联。
根据欧姆定律可知甲、乙两图中通过R1的电流之比为:,故A错误;
根据串并联的电压特点可知甲、乙两图中R1两端电压之比为:1:1,故B错误;
根据电阻串并联的特点可知甲、乙两图等效电阻之比为:1:4,故C错误,
根据P可知甲、乙两图的总功率之比为:1:1,故D正确。故选:D。
【变式4-2】(2026•山东济宁期末)如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,且甲、乙两个电表的示数之比是5:2,则灯L1、L2消耗的电功率之比是( )
A.2:3 B.3:2 C.2:5 D.3:5
【答案】B
【解析】由题意可知,开关S闭合后灯L1、L2均能正常发光,说明两灯均未被短路。若甲、乙两电表中有任何一个为电流表,都会导致某盏灯或电源被短路而无法正常工作,因此甲、乙必须均为电压表,此时灯L1与L2串联。在该串联电路中,电压表甲测量电源总电压U,电压表乙测量灯L2两端的电压U2。已知两电压表示数之比,根据串联电路的电压规律,灯L1两端的电压U1=U﹣U2,则两灯两端电压之比。由于串联电路中各处电流I相等,根据电功率公式P=UI可得,灯L1、L2消耗的电功率之比,故B选项正确,A、C、D选项错误。故选:B。
【例5】(2026•江苏南京期末)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器Rx标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片P,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0.18A~0.5A
C.电压表示数的变化范围是1.5V~3V
D.电路总功率的变化范围是1.35W~2.25W
【答案】D
【解析】(1)由P=UI可得,灯泡的额定电流为:I额0.5A;
由I得,灯泡的电阻:RL5Ω,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电路Imax=0.5A,
电路消耗的最大功率:Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,
灯泡正常发光时,两端的电压为2.5V,功率为1.25W,因串联电路中总电压等于各分电压之和,滑动变阻器两端的最小电压:U滑min=U﹣U额=4.5V﹣2.5V=2V,
则滑动变阻器接入电路中的最小电阻值:R滑min4Ω;
(2)当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,则电压表的示数范围是2V~3V,故C错误;灯泡两端的电压:UL=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V;
电路中的电流:Imin0.3A,电流表的示数范围是0.3A~0.5A,故B错误;
灯泡的最小功率为:PLmin=ULImin=1.5V×0.3A=0.45W;
电路消耗的最小功率:Pmin=UImin=4.5V×0.3A=1.35W,
则电路总功率的变化范围是1.35W~2.25W,故D正确;
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑max10Ω,
则滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是4Ω~10Ω,故A错误。故选:D。
【变式5-1】(2026•湖南岳阳期末)如图所示电路,电源电压为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,下列说法正确的是( )
A.通过调节滑片,可以实现小灯泡正常发光 B.小灯泡的最大功率是1.2W
C.滑动变阻器阻值变化范围为20~50Ω D.电路的最大总功率是3.6W
【答案】D
【解析】A.小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端电压,若小灯泡能正常发光,此时小灯泡两端电压为4V,已超过电压表量程,不符合题意“保证各元件不损坏”,故A错误;
B.小灯泡阻值为
电源电压不变、小灯泡灯丝电阻不变,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电压表量程为0~3V,即灯泡两端的最大电压为3V,根据欧姆定律得出此时电路中的电流为,故小灯泡的最大功率为PL=(UL)'I'=3V×0.3A=0.9W,故B错误;
C.当滑动变阻器接入电路的阻值变大时,电路总电阻变大,电路电流变小,电路各元件是安全的,则滑动变阻器接入电路最大阻值为50Ω,电压表量程为0~3V,灯泡两端的最大电压为3V,根据欧姆定律得出此时电路中的电流为,即电路中的最大电流为0.3A,此时电路总电阻最小,为,根据电阻串联的特点可知滑动变阻器接入电路的最小阻值R滑小=R总﹣RL=40Ω﹣10Ω=30Ω,滑动变阻器阻值变化范围为30~50Ω,故C错误;
D.电源电压保持12V不变,电路中的最大电流为0.3A,电路的最大总功率为P总=UI'=12V×0.3A=3.6W,故D正确。故选D。
【变式5-2】(2026•四川成都期末)如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω、1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,小灯泡上标有“4.5V、0.3A”字样,其I﹣U图象如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项不正确的是( )
A.电流表的最大示数是0.3A B.电流表的最小示数是0.2A
C.电路的最大功率是1.8W D.小灯泡的最小功率是0.75W
【答案】B
【解析】AC、由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
串联电路各处电流相等,为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流是I″=0.3A,即电流表的最大示数是0.3A,
由P=UI可得电路的最大功率是:Pmax=UI=6V×0.3A=1.8W;故AC正确;
BD、由串联电路的分压特点可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大时,灯泡两端的电压最小,而且此时流过小灯泡的电流也最小,即电流表的示数最小,即当电压表的示数为3V时,小灯泡的电功率最小,此时小灯泡两端的电压为:UL小=U﹣U滑=6V﹣3V=3V,
由图乙可知,此时流过小灯泡的最小电流是IL小=0.25A,
小灯泡的最小功率是PL小=UL小IL小=3V×0.25A=0.75W;故B错误,D正确。
故选:B。
【例6】(2026•陕西西安期末)中药煎煮方式分为“文火”和“武火”,小明受此启发,用手动开关S1、温控开关S2、水量开关S3、加热电阻R1和限流电阻R2(R1、R2阻值不随温度变化),设计了煎药壶电路,其中S1为总开关,电源电压为220V。闭合开关S1,能实现如表所示的功能,下列关于此电路的分析正确的是( )
温度/℃
温控开关S2
壶内水量V/L
水量开关S3
R1的功率P/W
煎煮方式
<60
闭合
>0.2
闭合
800
武火
≥60
断开
>0.2
闭合
800
武火
≥60
断开
≤0.2
断开
100
文火
A.温控开关S2与水量开关S3是串联的
B.加热电阻R1的阻值是484Ω
C.若壶内水量小于0.2L,煎药壶工作时无法进行“武火”加热
D.若限流电阻R2断路,煎药壶工作时只能进行“武火”加热
【答案】D
【解析】AC、根据电路中只有两个电阻,而R1的功率可以改变,说明电路中的电流改变,则两个电阻必须串联,武火时,限流电阻被短路,当温控开关和水量开关同时断开时,两个电阻串联,处于文火状态,而只有温控开关断开时,限流电阻仍是短路,故温度开关和水量开关并联与限流电阻R2并联,
若壶内水量小于0.2L,但温度低于60度,温控开关将限流电阻短路,仍是武火加热,故AC错误;
B、武火时,限流电阻被短路,只有R1工作,R1的功率是800W;
其电阻R1==60.5Ω,故B错误;
D、若限流电阻R2断路,当温度开关和水量开关中任意一个闭合,是武火加热,如果温度开关和水量开关都断开,则电路断路,不能加热,故D正确。
故选:D。
【变式6-1】(2026•山东泰安期末)如图所示的电路中,电源两端电压为3V,且保持不变,甲、乙是电表(电压表或电流表),灯泡L1标有“3V 3W”、灯泡L2标有“6V 6W”。闭合开关S,两灯均发光。若不计灯丝电阻变化,则下列说法正确的是( )
A.甲表为电压表,且示数为3V B.乙表为电流表,且示数为1A
C.通电1min,该电路消耗的电能为270J D.该电路的实际功率为两灯额定功率之和
【答案】C
【解析】AB、由题意知闭合开关S,两灯均发光,若两表均为电压表,则灯泡L2不会发光;若两表均为电流表,则灯泡L1、L2均会被短路;若甲为电压表,乙为电流表,则灯泡L2会被短路;只有甲为电流表,乙为电压表,满足两灯均可发光,且两灯并联,故A、B均错误;
CD、在已辨别甲、乙两电表的名称前提下,两个灯泡并联接入电路,电源两端电压为3V,结合铭牌数据可知灯泡Ll正常发光,其电压为额定电压U1额=3V,其实际功率为P1′=P1额=3W;灯泡L2不能正常发光,其电压等于灯泡Ll两端电压为U2=U1额=3V;
根据铭牌数据,L2的电阻为:R26Ω,其实际功率为P2′;
则电路总功率为P总=P1′+P2′=3W+1.5W=4.5W;该电路总功率应为两灯实际功率之和,故D错误;
通电1min,该电路消耗的电能为W=P总t=4.5W×60s=270J,故C正确。故选:C。
【变式6-2】(2025•山东德州中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V ②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W ④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【解析】由图可知,电阻R1、R2串联,电压表V1测总电压U,电压表V2测R2两端的电压U2,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数变大,电阻R2的阻值减小,电压表V1示数保持不变,电压表V2变小,因此乙图是电压表V2示数与电流表示数关系图像。
(1)当电路中的电流I=0.3A时,电压表V2示数U2=3V,滑动变阻器的最大阻值为:
;电源的电压为:U=3V+0.3A×R1……①
(2)当电路中的电流I′=0.6A时,电压表V2示数U2′=1.5V,此时滑动变阻器的最小阻值为:
R2′2.5Ω;电源的电压为:U=1.5V+0.6A×R1……②
联立①②可得:电源的电压U=4.5V,R1=5Ω;滑动变阻器的调节范围2.5~10Ω,故①正确,②④错误;
(3)由图像乙可知,电路中的电流最小为I=0.3A,此时定值电阻R1的电功率最小为:
(0.3A)2×5Ω=0.45W,故③正确。故选:B。
【知识点3 探究小灯泡的电功率实验】
探究小灯泡的电功率实验
(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,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。
(5)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。
(6)实验中滑动变阻器的作用;闭合开关前,应该先调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏;(保护电路);接通电源后,移动滑动变阻器的滑片,可以调节小灯泡两端的电压。(调节电压)
【例7】(2026•湖南长沙期末)小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求导线不得交叉。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端。
(3)闭合开关后,移动滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)进行相同实验的另一同学,检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,此时观察到 表的指针有明显偏转。
【答案】(1)图见解析;(2)左;(3)0.75;(4)电压。
【解析】(1)图甲中电流表还没有接入电路,且电流表要串联在电路中,如下图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。
(3)闭合开关后,移动滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则此时电流为0.3A,
小灯泡的额定功率为:P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)进行相同实验的另一同学,检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,电压表通过变阻器与电源连通,此时电压表测电源电压,所以会观察到电压表的指针有明显偏转;电压表串联在电路中,且电压表自身的电阻很大,所以电路中的电流几乎为零,即电流表的指针几乎不偏转。
【变式7-1】(2026•广西南宁期末)小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为 V;小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡的额定功率为 W;
(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 (选填“增大”或“减小”)。
(4)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下:将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表?请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述)。
答: 。
【答案】(1)b;断路;(2)1.2;6.25;1;(3)增大;(4)温度越高,电阻丝的电阻越大,根据串联电路分压原理可知,电阻丝两端的电压越大,因此选择电压表改装为温度显示仪。
【解析】:(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的b端;闭合开关后,发现小灯泡不亮,可能电路中出现断路,可能变阻器断路;
(2)电压表选择小量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为1.2V。
由图丙可知,小灯泡正常发光时的电流为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为=6.25Ω,
小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.4A=1W;
(3)图丙中,当灯泡电压变大时,通过灯泡的电流也增大,灯泡的功率变大,灯丝温度变高,灯泡的电阻随温度的升高而增大;
(4)温度越高,电阻丝的电阻越大,根据串联电路分压原理可知,电阻丝两端的电压越大,因此选择电压表改装为温度显示仪。
【变式7-2】】(2026·陕西咸阳·期末)小华准备做“测量小灯泡电功率”的实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.8A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)小华设计了图甲所示的电路,她应选择滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)完成实验。
(2)实验过程中出现灯泡不亮、电流表有示数、电压表无示数的情况,则故障可能是 (故障只发生在灯泡或滑动变阻器上)。
(3)排除故障后,移动滑片,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光。读出此时电流表的示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)据实验测得的数据画出小灯泡的U-I关系图像如图乙所示,分析图像可知小灯泡的电阻 (选填“是”或“不是”)定值,它随着 增大而增大;当小灯泡两端的电压为1V时,实际功率为 。
【答案】(1)R2 (2)灯泡短路 (3)2.5 0.625 (4)不是 实际功率(或温度) 0.15
【解析】(1)小灯泡额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω,.由欧姆定律可得,灯的额定电流约为
根据串联电路的特点及欧姆定律可得,灯正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻约为,故滑动变阻器应选择R2“50Ω 0.8A”。
(2)实验过程中出现灯泡不亮、电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明与电压表并联的部分电路短路,故障只发生在灯泡或滑动变阻器,则故障可能是灯泡短路;若滑动变阻器断路,整个电路断路,电压表电流表都无示数;若滑动变阻器短路,两表都有示数,灯泡发光,故不可能是滑动变阻器故障。
(3)灯泡的额定电压为2.5V,当灯泡两端电压为额定电压,即电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光;读出此时电流表的示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为
(4)[1][2]由小灯泡的U-I关系图像可知,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,即的值不为定值,由此可知,小灯泡的电阻不是定值;由图乙可知,灯泡两端的电压增大时,通过的电流也增大,由可知,灯泡的实际功率增大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻越大,因此灯丝的电阻随实际功率(或温度)的增大而增大。[3]当小灯泡两端的电压为1V时,由乙图可知,通过灯泡的电流为0.15A,它的实际功率为。
模块三 课后作业
一、单选题(共?题)
1.(2026•江苏常州中考真题)小明家的电能表上月末示数为420.5kW•h,本月末示数为520.5kW•h,他家本月用电( )
A.420.5kW•h B.520.5kW•h C.941kW•h D.100kW•h
【答案】D
【解析】电能表记录家庭消耗的电能,本月用电量等于本月月末示数减去上月月末示数;上月末示数:420.5kW•h,本月末示数:520.5kW•h;本月用电:W=520.5kW•h﹣420.5kW•h=100kW•h;故选:D。
2.(2025•山东烟台中考真题)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
A.台灯 B.智能手机
C.家用空调 D.笔记本电脑
【答案】C
【解析】用电器正常工作1小时所消耗的电能接近1度电,功率P1kW;
A、台灯的功率大约20W左右,故A不符合题意;
B、智能手机的功率只有几瓦,故B不符合题意;
C、家用空调的电功率大约1kW,故C符合题意;
D、笔记本电脑的功率100W左右,故D不符合题意。故选:C。
3.(2026•江苏无锡中考真题)如图是小明家厨房里使用的多插位接线板,标注有“220V 10A”的字样。若该接线板上已经插接了“220V 1300W”的电饭锅在煮饭,下列能够再插接使用的用电器是( )
A.“220V 400W”的电炖锅
B.“220V 1400W”的微波炉
C.“220V 1500W”的电烤箱
D.“220V 1600W”的电磁炉
【答案】A
【解析】接线板允许的最大总功率为Pmax=UI=220V×10A=2200W。已接电饭锅功率为P1=1300W,则剩余可接用电器最大功率为P剩=Pmax﹣P1=2200W﹣1300W=900W。
A、电炖锅额定功率400W,没有超过剩余最大功率900W,可以再插接使用,故A正确;
B、微波炉额定功率1400W,超过剩余最大功率900W,不能使用,故B错误;
C、电烤箱额定功率1500W,超过剩余最大功率900W,不能使用,故C错误;
D、电磁炉额定功率1600W,超过剩余最大功率900W,不能使用,故D错误。故选:A。
4.(2026•北京海淀区期中)通过灯泡L1和L2的电流I随其两端电压U变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.若两灯串联接在电源两端,则L1两端的电压大于L2两端的电压
B.若两灯串联接在电源两端,则L1消耗的功率大于L2消耗的功率
C.若两灯并联接在电源两端,则通过L1的电流大于通过L2的电流
D.若两灯并联接在电源两端,则L1消耗的电能小于L2消耗的电能
【答案】C
【解析】由图可知,当灯泡L1和L2两端的电压相同时,通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流,根据R可知,R1<R2;
A、若两灯串联接在电源两端,串联电路中各处的电流都相等,根据U=IR可知,L1两端的电压小于L2两端的电压,故A错误;
B、若两灯串联接在电源两端,串联电路中各处的电流都相等,根据P=UI=I2R可知,L1消耗的功率小于L2消耗的功率,故B错误;
C、若两灯并联接在电源两端,并联电路中各支路两端的电压相等,根据I可知,通过L1的电流大于通过L2的电流,故C正确;
D、根据W=Pt可知,要知道用电器消耗电能的多少,需清楚用电器工作的时间,因为不知道两灯泡L1和L2工作的时间,因此无法判断比较两灯泡L1和L2消耗电能的多少,故D错误。故选:C。
5.甲、乙两个LED灯泡的参数如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C.两灯均正常发光时,甲灯比乙灯亮
D.两灯均正常发光时,乙灯比甲灯亮
【答案】D
【解析】由铭牌可知:甲灯的额定电压为36V,额定功率为24W;乙灯的额定电压为24V,额定功率为48W。
AB.两灯均正常发光时,由W=Pt可知,工作时间未知,故两灯消耗的电能无法判断,故AB错误;
CD.两灯均正常发光时,甲灯的实际功率是24W,乙灯的实际功率是48W,乙灯的实际功率大,乙灯亮,故D正确,C错误。
故选D。
6.(2026•江苏扬州期末)如图,电源电压U可调,R1是阻值为5Ω的定值电阻,R2为敏感元件,其阻值随电流增大而减小,电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大。当电流为0.3A时,R2两端电压为1.5V,R1的功率为P1,R2的功率为P2。则( )
A.U=1.5V时,P1可能等于P2
B.U=2.5V时,P1一定小于P2
C.U=3.5V时,P1一定等于P2
D.U=4.5V时,P1一定小于P2
【答案】B
【解析】R1阻值为5Ω,当电流为0.3A时,R2两端电压为1.5V;
P1=0.3A×0.3A×5Ω=0.45W,P2=0.3A×1.5V=0.45W,U=5Ω×0.3A+1.5V=3V,R25Ω;
即电源电压为3V时,P1=P2,R1=R2;
记电压变化后电流为I,则:P1=I2R1,P1=I2R2;
AB、当电源电压从3V减小,电路电流也减小,R1阻值不变,R2的电阻随电流减小而增大,则R1<R2;
此时I2R1<I2R2,即P1<P2,故A错误,B正确;
CD、当电源电压从3V增大,电路电流也增大,R1阻值不变,R2的电阻随电流增大而减小,则R1>R2;
此时I2R1>I2R2,即P1>P2,故CD错误。
故选:B。
7.(2026•四川自贡中考真题)小明家中有某型号的电热水器,其铭牌如表所示。关闭家中其他用电器,只保留该电热水器正常工作,经过一段时间t,电能表示数从768.2kW•h变为769.6kW•h。已知电费单价为0.5元/(kW•h),导线电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
品名:电热水器
型号:***
额定电压:220V
额定功率:2000W
A.电热水器额定电流为10A
B.电热水器电热丝的电阻为24.2Ω
C.电热水器正常工作的这段时间t为45min
D.小明通过电能表示数计算出需缴电费7元
【答案】B
【解析】A、根据P=UI可得电热水器额定电流:I额9.1A,故A错误;
B、根据P可得电热水器电热丝的电阻:R24.2Ω,故B正确;
C、电热水器正常工作的这段时间消耗的电能,W=769.6kW•h﹣768.2kW•h=1.4kW•h,
根据P可得电热水器正常工作的这段时间,t0.7h=42min,故C错误;
D、已知电费单价为0.5元/(kW•h)可得需缴电费:1.4kW•h×0.5元/(kW•h)=0.7元,故D错误。
故选:B。
8.(2026•广东广州期末)如图所示是灯泡L的I﹣U图象,结合图象分析,下列选项正确的是( )
A.当通过灯泡L的电流为0.2A时,工作1min消耗的电能是0.24J
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其电功率为0.72W
C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6V的电源两端,电路的总功率为2.88W
D.将灯泡L和6Ω的定值电阻串联在6V的电源两端,电路的总电阻为18Ω
【答案】C
【解析】A.当通过灯泡L的电流为0.2A时,由图像知,电压为U=1.2V,工作1min消耗的电能是W=UIt=1.2V×0.2A×60s=14.4J;故A错误;
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,电压U<2,4V,其电功率P=UI<2.4V×0.3A=0.72W,故B错误;
C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6V的电源两端,每个灯泡的电压为3.6V,每个灯泡的电流为0.4A,干路电流为0.8A,电路的总功率P=UI=3.6V×0.8A=2.88W,故C正确;
D.将灯泡L和6Ω的定值电阻串联在6V的电源两端,当电流为0.4A时,灯泡的电压为3.6V,电阻的电压U=IR=0.4A×6Ω=2.4V,两者的电压之和为2.4V+3.6V=6V,恰好符合电源电压,则此时灯泡的电阻R===9Ω,故D错误。故选:C。
9.(2026•山东济南期末)如图为电阻R1、R2的电流I随电压U变化的图像,下列说法不正确的是( )
A.R1的阻值小于R2的阻值
B.将R1和R2并联接在电源上,R1的电流小于R2的电流
C.将R1和R2串联接在电源上,R1的电功率小于R2的电功率
D.将R1和R2并联接在电源上,R1的电功率大于R2的电功率
【答案】B
【解析】A、由图像可知通过R1与R2的电流均与它们两端的电压成正比,故R1和R2均为定值电阻。
由图像可知,当R1和R2两端的电压均为5V时,通过R1的电流0.10A,通过R2的电流为0.025A,即通过R1的电流大于通过R2的电流,根据R可知,R1的阻值小于R2的阻值,故A正确;
BD、将R1和R2并联接在电源上,由于并联电路各支路两端的电压相等,所以R1和R2两端的电压相等,根据欧姆定律可知通过R1电流大于通过R2的电流,
根据P=UI可知R1的电功率大于R2的电功率,故B错误、D正确;
C、将R1和R2串联接在电源上,由于串联电路中各处的电流相等,所以通过R1与R2的电流相等,根据P=I2R可知R1的电功率小于R2的电功率,故C正确。故选:B。
10.(2026•四川达州期末)如图所示为定值电阻R和灯泡L的U﹣I图像,灯泡L额定电压为2.5V。将两用电器串联在电源两端,灯泡L正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为2.5V B.灯泡L额定功率为0.75W
C.R与灯泡L功率之比为5:3 D.灯泡L的U﹣I图像为图线B
【答案】B
【解析】AD、定值电阻R的电流随电压的变化关系为一过原点的直线,R的U﹣I图像为B,灯泡L的U﹣I图像为A;灯泡L额定电压为2.5V,可知正常发光时的电流为0.3A,将两用电器串联在电源两端,串联电路各处的电流都相等,灯泡L正常发光,R的电压为1.5V,根据串联电路的规律
U=1.5V+2.5V=4V,故AD错误;
B、灯泡L额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W,故B正确;
C、串联电路各处的电流都相等,根据P=UI可知,在电流不变时,电功率与电压成正比,故R与灯泡L功率之比为:1.5V:2.5V=3:5,故C错误。故选:B。
11.(2026•北京西城区期末)如图所示,电源两端电压不变,灯泡L1标有“6V 1.8W”,忽略温度对灯丝电阻的影响,甲、乙可以是电流表或电压表。当闭合开关S1、S2时,两个灯泡都发光,甲、乙两表示数之比为1:3:断开开关S1、S2,用丙替换甲、丁替换乙,当只闭合开关S1时,两个灯泡都发光,丙电表指针指示的示数为“0.9”。下列判断正确的是( )
A.当闭合开关S1、S2时,灯泡L1的实际功率为0.8W
B.当只闭合开关S1时,灯泡L2的实际功率为1.8W
C.电路的总电功率最大值为1.8W
D.电源两端电压U=18V
【答案】A
【解析】当闭合开关S1、S2时,乙是电压表测电源电压,甲是电压表测L1两端电压。由于灯泡L1标有“6V 1.8W”,我们可以计算出灯泡L1的电阻20Ω,此时,甲、乙两电压表示数之比为1:3,解得:(U是电源电压)。
由于此时L1和L2是串联的,且此时L1的电压是L2的两倍。因此,在串联或分压连接时,L2的电阻是L1电阻的一半,即:。当只闭合开关S1时,两个灯泡都发光,丙电表指针指示的示数为“0.9”。总电流为0.9A,,得并联总电阻为,所以电源电压:U
A、由于L1:L2的电压之比为2:1,故电压分别为4V和2V,可知L1实际电功率为P,故A正确。
B.当只闭合开关S1时,L1和L2并联,总电流为0.9A。由于L1:L2的电阻之比为2:1,所以通过L2的电流为0.6A。因此,L2的实际功率为:(0.6A)2×10Ω=3.6W。故B错误。
C.电路的总电功率最大值为。故C错误。
D、电源两端电压U=6V。故选:A。
12.(2026•四川成都期末)如图所示电路,电源电压为18V保持不变,R1、R2为定值电阻,滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端,同时闭合S1、S2时,滑动变阻器功率P1=7.5W,电压表示数为U1,电流表示数为I1;P位于最右端,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P2,电压表示数为U2,电流表示数为I2;将滑片P移至中点,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P3,电压表示数为U3,电流表示数为I3。若P2:P3=8:9,下列说法正确的是( )
A.R1=6Ω B.U2:U3=3:2 C.I1:I3=5:6 D.P3=4W
【答案】C
【解析】(1)当滑片P位于最右端,同时闭合S1、S2时,R2与R滑串联,滑动变阻器最大阻值为30Ω,滑动变阻器功率P1=7.5W,由P1=R滑得:
U滑=I1R滑=0.5A×30Ω=15V,U1=U﹣U滑=18V﹣15V=3V,;
P位于最右端,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P2,电压表示数为U2,电流表示数为I2,R1、R2、R滑串联P2=R滑,U2=I2(R1+R2),将滑片P移至中点,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P3,电压表示数为U3,电流表示数为I3,此时R1、R2与R滑的一半串联P3=,U3=I3(R1+R2),
若P2:P3=8:9,则,I2:I3=2:3,,故B错误;
,把R2=6Ω,R3=30Ω代入,求得R1=9Ω,故A错误;
求出I2和I3,I2=,I3=
,故C正确;,故D错误。故选:C。
二、填空题
13.(2026•江苏盐城期末)如图所示电路,电源电压不变,灯L1标有“6V 3W”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“12V 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 (选填“向右端移动”、“向左端移动”或“不移动”),若灯L2正常发光时滑动变阻器的电功率为P2,则P1、P2相差 W。
【答案】左;3。
【解析】(1)由P=UI可得,两灯泡正常发光时的电流分别为:I10.5A,I20.5A,
由I可得,两灯泡的电阻分别为:R112Ω,R224Ω;
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0.5A;根据串联电路的规律及欧姆定律,电路的电流为:I1=0.5A①;
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′<0.5A,为了使L2正常发光,应减小电路的电阻,滑动变阻器滑片P应向左滑动;
(2)I′=0.5A,灯L2正常发光,故24Ω+R滑=R滑′+12Ω,故R滑′﹣R滑=12Ω;
因串联电路各处的电流相等,根据P=I2R,则P1﹣P2=I′2(R滑′﹣R滑)=(0.5A)2×12Ω=3W。
14.(2026•贵州中考真题)如图所示,电路中电源两端电压恒定,定值电阻R1=R3,R2=2R3。仅闭合开关S,定值电阻R3的电功率为P;闭合所有开关,整个电路的电功率为P',则P:P'= 。
【答案】1:18。
【解析】设R3=R,由题意得R1=R3=R,R2=2R3=2R,电源电压恒定为U。
①仅闭合开关S,R2与R3串联,串联总电阻R串=R2+R3=2R+R=3R;
电路电流;R3的电功率。
②闭合全部开关S、S1、S2,R2被短路,R1与R3并联,并联总电阻;
电路总功率。③计算功率比值。
15.(2026•安徽中考真题)如图所示是一台陆上风力发电机,在满负荷发电的情况下,发电机平均每分钟输出60kW•h的电能,这些电能可以让额定功率为40W的灯泡正常工作 h。
【答案】1500。
【解析】小灯泡的额定功率为:P=40W=0.04kW,根据P得灯泡正常工作的时间为:
t1500h。
16.(2026•四川成都中考真题)在“比较灯泡的亮度”活动中,小亮取了一只标有“2.5V,0.3A”字样的灯泡,按照图示的电路连接。闭合开关S,调节滑动变阻器,当电压表示数为 V时,灯泡正常发光。此后他将滑动变阻器的滑片向右移动,灯泡实际功率会变 。
【答案】2.5;小
【解析】由图可知,灯泡L与滑动变阻器RP串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
当灯泡两端的电压等于额定电压时,即电压表示数为2.5V时,灯泡正常发光;
将滑动变阻器的滑片向右移动时,它接入电路的阻值变大,根据串联电路的分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大,根据串联电路的电压规律可知,灯泡两端的电压变小,则灯泡的实际功率变小。
17.(2026•江苏南京鼓楼区期末)某电吹风正常工作4min,能使标有“1200imp/(kW•h)”字样的电能表脉冲指示灯闪烁96次,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,若正常工作相同时间,LED灯与白炽灯相比可节能 %。
【答案】0.08;1200;16;87.5
【解析】电能表脉冲指示灯每闪烁1200次对应消耗电能1kW•h,闪烁96次时电吹风消耗的电能为
。
电吹风工作时间,
电功率为。
LED灯功率P1=5W=0.005kW,这些电能可供它正常工作的时间。
相同时间内,LED灯与白炽灯的耗电比等于功率比,节能比例为
。
18.(2026•山东济宁期末)将标有“6V 6W”的灯泡L接入电源电压恒为6V的电路中,如图甲所示。闭合开关,利用传感装置绘制出通过灯泡L的电流随时间变化的图像如图乙所示。闭合开关瞬间,灯泡的电功率为 W。灯泡在闭合开关瞬间的电阻为R1,正常发光时电阻为R2,R1:R2= 。
【答案】36;1:6
【解析】灯泡正常发光时的电压为6V,功率为6W,由P=UI可得,正常发光时的电流:
I1A,此时的电阻:R6Ω;
闭合开关的瞬间,由图可知,当t=0时的电流为:I0=6A,灯泡的实际功率P0=UI0=6V×6A=36W;
灯泡正常发光时的电流为1A,结合图我们可知,从t=6×10﹣2s开始,灯泡正常发光;
合上开关的瞬间灯泡的电阻:R11Ω,
灯泡正常发光时的电阻R2=R=6Ω,则。
19.(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。
【解析】仅闭合S2,R1、R2串联,则电路的总电阻为R总=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω;
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U1=U﹣U3=6V﹣4.5V=1.5V,由分压原理可知,,即,解得:R3=15Ω;
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;
则通过R2的电流为:I20.6A,通过R3的电流为:I30.4A,
干路电流:I=I2+I3=0.6A+0.4A=1A,即电流表示数为1A;R2消耗的功率为:P2=UI2=6V×0.6A=3.6W。
20.(2025•甘肃兰州中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒为3V,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电压表的示数U2;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电流在100s内通过电阻R2所做的功W2。
【答案】(1)电压表的示数为1V;(2)电阻R2的阻值为5Ω。
(3))电流在100s内通过电阻R2所做的功为20J。
【解析】(1)(2)两个电阻是串联的,电压表测量的是定值电阻R2两端的电压U2;电路中的总电阻为:;R2=R﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω;
电压表的示数为:U2=IR2=0.2A×5Ω=1V。
(3)电流在100s内通过电阻R2所做的功为:W2=U2It=1V×0.2A×100s=20J。
21.(2025•黑龙江哈尔滨中考真题)为了测量标有“12V”汽车灯泡的额定功率,提供给小莹同学的器材有:学生电源(电压恒定不变)、电压表(0~3V,0~15V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、最大阻值为6Ω的滑动变阻器和开关各一个,导线若干。
(1)如图甲,小莹想连好最后一根导线就闭合开关进行实验,请你用笔画线代替导线连接实物图。
(2)小莹连接完电路,刚闭合开关就观察电流表、电压表,示数如图乙所示,则电流表示数为 A,电压表示数为 V。
(3)接下来小莹边思考边实验,当滑动变阻器的滑片恰好在中点(此时滑动变阻器连入电路阻值为3Ω)时,灯泡正常发光。判断灯泡正常发光的方法是 ,灯泡的额定功率为 W。请画出灯泡正常发光时的电路图。
【答案】(1);(2)3;6;(3)电压表示数为12V;48;。
【解析】(1)“伏安法测量小灯泡的电功率”实验中,电压表与小灯泡并联,电流表和滑动变阻器与小灯泡串联接入电路中,如上图所示:
(2)图乙中,电流表选用0~3A大量程,分度值为0.1A,示数为3A;电压表选用0~15V大量程,分度值为0.5V,示数为6V。
(3)因为汽车灯泡标有“12V”,因此电压表示数为12V,灯泡正常发光;第一次实验中滑片处于最大阻值处,滑动变阻器两端电压为U滑=I1R滑=3A×6Ω=18V,电源电压为U=U滑+UL1=18V+6V=24V;
第二次实验时,使用的滑动变阻器相同,滑片恰好在滑动变阻器的中点上,所以滑动变阻器接入电路的电阻:R滑′R6Ω=3Ω,此时滑动变阻器两端电压为U滑′=U﹣UL=24V﹣12V=12V,通过电路的电流为I4A,串联电路电流处处相等,所以小灯泡的额定功率为:PL=ULI=12V×4A=48W;当滑动变阻器的滑片恰好在中点(此时滑动变阻器连入电路阻值为3Ω)时,灯泡正常发光,电路图如上。
22.(2026•安徽合肥期末)如图所示的电路中,电源两端电压U=9V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=45Ω,R3=30Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为6V,求R1消耗的电功率P。
【解析】(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,R1被短路,R2为断路,电路为R3的简单电路,则R3两端的电压U3=U=9V;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,R2、R3为并联,并联电路的电压规律可知,R2、R3为两端电压U2=U3=U=9V,则流经R2的电流I2===0.2A,
流经R3的电流I3===0.3A,则电流表的示数I=I2+I3=0.2A+0.3A=0.5A;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,R1和R3为串联,电压表测量R3两端电压,由并联电路的电压规律可知R1两端电压:U1=U﹣U3′=9V﹣6V=3V,
流经R3的电流:I′===0.2A,
串联电路中电路处处相等,R1消耗的电功率:P=U1×I′=3V×0.2A=0.6W。
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第二节 电功率
【新教材北师大版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+7个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
【问题】电风扇利用扇叶的转动吹出了风,扇叶转动的机械能是通过电动机从电能转化而来的。
把电风扇调到不同挡位,吹出的风有什么不同?电流通过电动机做功的快慢有什么不同?。
知识归纳
【知识点1 电功率】
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: ;常用单位: 。
(4)电功与电功率的区别:用电器 为电功,而消耗电能的快慢叫电功率。
2. 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
(1)用电器正常工作时的电压叫 ;用电器在额定电压下的功率叫 。
(2)用电器实际工作时的电压叫 ;用电器在实际电压下的功率叫 。
3. 电功率与时间、电压、电流间的关系
(1)电功率与电能、时间的关系::电功率是反映 的物理量,定义为1秒钟内消耗电能的多少,因此,用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间,就得到定义式。
公式在使用时单位要统一,有两种可用
①电功率用瓦(W),电能用焦耳(J),时间用秒(s)。
②电功率用千瓦(kW),电能用千瓦时(kW•h 度),时间用小时(h)。
(2)电功率与电压、电流的关系:在电压相等的情况下,通过灯泡的电流越大,灯泡消耗的电功率越大;在电流相同的情况,电功率的大小与电压的大小有关,且与电压成正比;在电压相同的情况,电功率的大小与电流的大小有关,且与电流成正比。
4. 电功率的计算
(1)定义式:P=UI.即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积,该公式是电功率的普适公式,适用于所有的用电器。
P表示电功率,单位是W;U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过这段电路的电流,单位是A
(2)导出式:P=I2R,,这两个公式只适用于纯电阻电路,即能将电能全部转化为内能的用电器,如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
【例1】(2026•湖南郴州期末)关于电功、电功率,下列说法中正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功越快,电功越大
C.用电器消耗电能越多,电功率越大
D.用电器消耗电能越多,电功越大
【变式1-1】(2026•北京石景山区期末)下列用电器正常工作时,电功率最接近真实值的是( )
A.笔记本电脑的功率约为5W
B.家用空调的功率约为1200W
C.小型LED手电筒的功率约为200W
D.教室里一盏日光灯的功率约为1000W
【变式1-2】关于电能、电功和电功率的说法,正确的是( )
A.电能表是测量用电器电功率的仪表
B.用电器的额定功率越大,消耗电能就越快
C.单位时间内电流做功越多,电功率就越大
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
【例2】(2026•四川达州期末)定值电阻R和灯泡L,其电流随两端电压的变化图象如图所示。若将R与L串联在4V电源两端,则R与L消耗的电功率之比为 ;若将R与L并联在2V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。
【变式2-1】(2026•江苏常州期末)如图为某用电器的I﹣U图像,其额定电压为12V,则额定功率是( )
A.0.6W B.1.8W C.3.2W D.4.8W
【变式2-2】(2026•甘肃兰州期末)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.乙是一个定值电阻
B.只将甲、乙并联在2.5V的电路中,甲、乙的电功率之比为4:5
C.只将甲、乙串联在电路中,两者电阻相同时,电源电压是3V
D.只将甲、乙串联在电路中,总功率是1.8W时,电源电压是4.5V
【知识点2 额定电压与额定功率】
1.额定电压(U额):用电器 时的电压。
2.额定功率(P额):用电器在 下的功率。
3.用电器实际消耗的功率(通常叫作实际功率)与额定功率的关系:
当U实=U额时,P实 P额,用电器正常工作。
当U实>U额时,P实 P额,用电器容易损坏。
当U实<U额时,P实 P额,用电器不能正常工作。
4.电功率的两个推导公式。(1)根据I=,将电流I=代入电功率公式得P=UI=U·=;
(2)根据I=可得U=IR,将电压U=IR代入电功率公式得P=UI=IR·I=I2R。
故电功率也可利用公式P==I2R计算。(但这两个公式只适用于纯电阻电路,即将电能全部转化为内能的用电器,如电炉、电饭锅等均属于纯电阻电路。)
5.根据用电器(特指纯电阻用电器)正常工作时的电压值和电功率值,结合公式P=得出电阻R=,从而计算出这类用电器的电阻。
【例3】(2026•山东济南中考真题)将“6V 12W”的灯泡L1和“3V 3W”的灯泡L2一起接入电路,两灯泡均可发光。若不计灯丝电阻随温度的变化,关于两灯泡亮度的比较,下列说法正确的是( )
A.若两灯泡串联,则灯泡L1更亮
B.若两灯泡串联,则灯泡L2更亮
C.若两灯泡并联,则灯泡L1更亮
D.若两灯泡并联,则两灯泡一样亮
【变式3-1】(2025•天津中考真题)将标有“6V,6W”的甲灯泡和“6V,3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.甲灯能正常发光 B.乙灯能正常发光
C.两灯均能正常发光 D.两灯均不能正常发光
【变式3-2】】(2026•江苏常州中考真题)利用一电池块、按键开关,标有“3V 3W”字样的灯泡L1和标有“3V 4.5W”字样的灯泡L2,小明自制发光棒,发光棒内,两灯泡以某种方式连接。手持发光棒,按下按键开关使之闭合,两灯发光且L1的亮度大于L2,如图所示。设灯泡电阻不变,发光棒发光时,下列说法中错误的是( )
A.L1的电阻大于L2的电阻 B.L1的电流等于L2的电流
C.L1的电压等于L2的电压 D.L1的功率大于L2的功率
【例4】(2026•四川成都期末)如图的电路中,电源两端电压U恒为6V。只闭合开关S和S2,电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,电流表示数为I1,电路的功率为P1;只闭合开关S、S1和S3,电流表示数为I2,电路的功率为P2。已知R2=10Ω,U1:U2=1:2,I1:I2=1:9,下列关系式正确的是( )
A.I2=0.8A B.U1=1V C.R1:R3=2:3 D.P1:P2=1:6
【变式4-1】(2026•北京东城区期中)两个完全相同的电阻R1和R2分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两图中通过R1的电流之比为2:1
B.甲、乙两图中R1两端电压之比为1:2
C.甲、乙两图等效电阻之比为1:2
D.甲、乙两图的总功率之比为1:1
【变式4-2】(2026•山东济宁期末)如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,且甲、乙两个电表的示数之比是5:2,则灯L1、L2消耗的电功率之比是( )
A.2:3 B.3:2 C.2:5 D.3:5
【例5】(2026•江苏南京期末)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器Rx标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片P,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0.18A~0.5A
C.电压表示数的变化范围是1.5V~3V
D.电路总功率的变化范围是1.35W~2.25W
【变式5-1】(2026•湖南岳阳期末)如图所示电路,电源电压为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,下列说法正确的是( )
A.通过调节滑片,可以实现小灯泡正常发光 B.小灯泡的最大功率是1.2W
C.滑动变阻器阻值变化范围为20~50Ω D.电路的最大总功率是3.6W
【变式5-2】(2026•四川成都期末)如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω、1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,小灯泡上标有“4.5V、0.3A”字样,其I﹣U图象如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项不正确的是( )
A.电流表的最大示数是0.3A B.电流表的最小示数是0.2A
C.电路的最大功率是1.8W D.小灯泡的最小功率是0.75W
【例6】(2026•陕西西安期末)中药煎煮方式分为“文火”和“武火”,小明受此启发,用手动开关S1、温控开关S2、水量开关S3、加热电阻R1和限流电阻R2(R1、R2阻值不随温度变化),设计了煎药壶电路,其中S1为总开关,电源电压为220V。闭合开关S1,能实现如表所示的功能,下列关于此电路的分析正确的是( )
温度/℃
温控开关S2
壶内水量V/L
水量开关S3
R1的功率P/W
煎煮方式
<60
闭合
>0.2
闭合
800
武火
≥60
断开
>0.2
闭合
800
武火
≥60
断开
≤0.2
断开
100
文火
A.温控开关S2与水量开关S3是串联的
B.加热电阻R1的阻值是484Ω
C.若壶内水量小于0.2L,煎药壶工作时无法进行“武火”加热
D.若限流电阻R2断路,煎药壶工作时只能进行“武火”加热
【变式6-1】(2026•山东泰安期末)如图所示的电路中,电源两端电压为3V,且保持不变,甲、乙是电表(电压表或电流表),灯泡L1标有“3V 3W”、灯泡L2标有“6V 6W”。闭合开关S,两灯均发光。若不计灯丝电阻变化,则下列说法正确的是( )
A.甲表为电压表,且示数为3V B.乙表为电流表,且示数为1A
C.通电1min,该电路消耗的电能为270J D.该电路的实际功率为两灯额定功率之和
【变式6-2】(2025•山东德州中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V ②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W ④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【知识点3 探究小灯泡的电功率实验】
探究小灯泡的电功率实验
(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, 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,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。
(5)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, ,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, ,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。
(6)实验中滑动变阻器的作用;闭合开关前,应该先调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏;(保护电路);接通电源后,移动滑动变阻器的滑片,可以调节小灯泡两端的电压。(调节电压)
【例7】(2026•湖南长沙期末)小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求导线不得交叉。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端。
(3)闭合开关后,移动滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)进行相同实验的另一同学,检查电路发现导线连接正确且开关闭合,但灯座上忘记安装小灯泡,此时观察到 表的指针有明显偏转。
【变式7-1】(2026•广西南宁期末)小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为 V;小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡的额定功率为 W;
(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 (选填“增大”或“减小”)。
(4)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下:将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表?请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述)。
答: 。
【变式7-2】】(2026·陕西咸阳·期末)小华准备做“测量小灯泡电功率”的实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.8A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)小华设计了图甲所示的电路,她应选择滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)完成实验。
(2)实验过程中出现灯泡不亮、电流表有示数、电压表无示数的情况,则故障可能是 (故障只发生在灯泡或滑动变阻器上)。
(3)排除故障后,移动滑片,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光。读出此时电流表的示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)据实验测得的数据画出小灯泡的U-I关系图像如图乙所示,分析图像可知小灯泡的电阻 (选填“是”或“不是”)定值,它随着 增大而增大;当小灯泡两端的电压为1V时,实际功率为 。
模块三 课后作业
一、单选题(共?题)
1.(2026•江苏常州中考真题)小明家的电能表上月末示数为420.5kW•h,本月末示数为520.5kW•h,他家本月用电( )
A.420.5kW•h B.520.5kW•h C.941kW•h D.100kW•h
2.(2025•山东烟台中考真题)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是( )
A.台灯 B.智能手机
C.家用空调 D.笔记本电脑
3.(2026•江苏无锡中考真题)如图是小明家厨房里使用的多插位接线板,标注有“220V 10A”的字样。若该接线板上已经插接了“220V 1300W”的电饭锅在煮饭,下列能够再插接使用的用电器是( )
A.“220V 400W”的电炖锅
B.“220V 1400W”的微波炉
C.“220V 1500W”的电烤箱
D.“220V 1600W”的电磁炉
4.(2026•北京海淀区期中)通过灯泡L1和L2的电流I随其两端电压U变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.若两灯串联接在电源两端,则L1两端的电压大于L2两端的电压
B.若两灯串联接在电源两端,则L1消耗的功率大于L2消耗的功率
C.若两灯并联接在电源两端,则通过L1的电流大于通过L2的电流
D.若两灯并联接在电源两端,则L1消耗的电能小于L2消耗的电能
5.甲、乙两个LED灯泡的参数如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C.两灯均正常发光时,甲灯比乙灯亮
D.两灯均正常发光时,乙灯比甲灯亮
6.(2026•江苏扬州期末)如图,电源电压U可调,R1是阻值为5Ω的定值电阻,R2为敏感元件,其阻值随电流增大而减小,电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大。当电流为0.3A时,R2两端电压为1.5V,R1的功率为P1,R2的功率为P2。则( )
A.U=1.5V时,P1可能等于P2
B.U=2.5V时,P1一定小于P2
C.U=3.5V时,P1一定等于P2
D.U=4.5V时,P1一定小于P2
7.(2026•四川自贡中考真题)小明家中有某型号的电热水器,其铭牌如表所示。关闭家中其他用电器,只保留该电热水器正常工作,经过一段时间t,电能表示数从768.2kW•h变为769.6kW•h。已知电费单价为0.5元/(kW•h),导线电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
品名:电热水器
型号:***
额定电压:220V
额定功率:2000W
A.电热水器额定电流为10A
B.电热水器电热丝的电阻为24.2Ω
C.电热水器正常工作的这段时间t为45min
D.小明通过电能表示数计算出需缴电费7元
8.(2026•广东广州期末)如图所示是灯泡L的I﹣U图象,结合图象分析,下列选项正确的是( )
A.当通过灯泡L的电流为0.2A时,工作1min消耗的电能是0.24J
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其电功率为0.72W
C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6V的电源两端,电路的总功率为2.88W
D.将灯泡L和6Ω的定值电阻串联在6V的电源两端,电路的总电阻为18Ω
9.(2026•山东济南期末)如图为电阻R1、R2的电流I随电压U变化的图像,下列说法不正确的是( )
A.R1的阻值小于R2的阻值
B.将R1和R2并联接在电源上,R1的电流小于R2的电流
C.将R1和R2串联接在电源上,R1的电功率小于R2的电功率
D.将R1和R2并联接在电源上,R1的电功率大于R2的电功率
10.(2026•四川达州期末)如图所示为定值电阻R和灯泡L的U﹣I图像,灯泡L额定电压为2.5V。将两用电器串联在电源两端,灯泡L正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为2.5V B.灯泡L额定功率为0.75W
C.R与灯泡L功率之比为5:3 D.灯泡L的U﹣I图像为图线B
11.(2026•北京西城区期末)如图所示,电源两端电压不变,灯泡L1标有“6V 1.8W”,忽略温度对灯丝电阻的影响,甲、乙可以是电流表或电压表。当闭合开关S1、S2时,两个灯泡都发光,甲、乙两表示数之比为1:3:断开开关S1、S2,用丙替换甲、丁替换乙,当只闭合开关S1时,两个灯泡都发光,丙电表指针指示的示数为“0.9”。下列判断正确的是( )
A.当闭合开关S1、S2时,灯泡L1的实际功率为0.8W
B.当只闭合开关S1时,灯泡L2的实际功率为1.8W
C.电路的总电功率最大值为1.8W
D.电源两端电压U=18V
12.(2026•四川成都期末)如图所示电路,电源电压为18V保持不变,R1、R2为定值电阻,滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端,同时闭合S1、S2时,滑动变阻器功率P1=7.5W,电压表示数为U1,电流表示数为I1;P位于最右端,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P2,电压表示数为U2,电流表示数为I2;将滑片P移至中点,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P3,电压表示数为U3,电流表示数为I3。若P2:P3=8:9,下列说法正确的是( )
A.R1=6Ω B.U2:U3=3:2 C.I1:I3=5:6 D.P3=4W
二、填空题
13.(2026•江苏盐城期末)如图所示电路,电源电压不变,灯L1标有“6V 3W”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“12V 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 (选填“向右端移动”、“向左端移动”或“不移动”),若灯L2正常发光时滑动变阻器的电功率为P2,则P1、P2相差 W。
14.(2026•贵州中考真题)如图所示,电路中电源两端电压恒定,定值电阻R1=R3,R2=2R3。仅闭合开关S,定值电阻R3的电功率为P;闭合所有开关,整个电路的电功率为P',则P:P'= 。
15.(2026•安徽中考真题)如图所示是一台陆上风力发电机,在满负荷发电的情况下,发电机平均每分钟输出60kW•h的电能,这些电能可以让额定功率为40W的灯泡正常工作 h。
16.(2026•四川成都中考真题)在“比较灯泡的亮度”活动中,小亮取了一只标有“2.5V,0.3A”字样的灯泡,按照图示的电路连接。闭合开关S,调节滑动变阻器,当电压表示数为 V时,灯泡正常发光。此后他将滑动变阻器的滑片向右移动,灯泡实际功率会变 。
17.(2026•江苏南京鼓楼区期末)某电吹风正常工作4min,能使标有“1200imp/(kW•h)”字样的电能表脉冲指示灯闪烁96次,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,若正常工作相同时间,LED灯与白炽灯相比可节能 %。
18.(2026•山东济宁期末)将标有“6V 6W”的灯泡L接入电源电压恒为6V的电路中,如图甲所示。闭合开关,利用传感装置绘制出通过灯泡L的电流随时间变化的图像如图乙所示。闭合开关瞬间,灯泡的电功率为 W。灯泡在闭合开关瞬间的电阻为R1,正常发光时电阻为R2,R1:R2= 。
19.(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。
20.(2025•甘肃兰州中考真题)如图所示的电路中,电源电压恒为3V,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电压表的示数U2;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电流在100s内通过电阻R2所做的功W2。
21.(2025•黑龙江哈尔滨中考真题)为了测量标有“12V”汽车灯泡的额定功率,提供给小莹同学的器材有:学生电源(电压恒定不变)、电压表(0~3V,0~15V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、最大阻值为6Ω的滑动变阻器和开关各一个,导线若干。
(1)如图甲,小莹想连好最后一根导线就闭合开关进行实验,请你用笔画线代替导线连接实物图。
(2)小莹连接完电路,刚闭合开关就观察电流表、电压表,示数如图乙所示,则电流表示数为 A,电压表示数为 V。
(3)接下来小莹边思考边实验,当滑动变阻器的滑片恰好在中点(此时滑动变阻器连入电路阻值为3Ω)时,灯泡正常发光。判断灯泡正常发光的方法是 ,灯泡的额定功率为 W。请画出灯泡正常发光时的电路图。
22.(2026•安徽合肥期末)如图所示的电路中,电源两端电压U=9V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=45Ω,R3=30Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为6V,求R1消耗的电功率P。
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