18.2 电功率（知识解读）2026-2027学年九年级物理全一册同步知识解读与专题训练（人教版）

18.2 电功率（知识解读） 【新教材人教版】 题型归纳 【题型1 电功率的概念和单位】 4 【题型2 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率】 5 【题型3 电功率的简单计算】 8 【题型4 电功率的多挡位问题】 10 【题型5 动态电路中电功率的变化分析】 14 【题型6 动态电路中电功率的范围问题】 17 【题型7 伏安法测小灯泡的电功率】 24 【题型8 伏阻法/ 安阻法测小灯泡的电功率】 30 【题型9 用电能表测电功率】 35 【随堂巩固】 38 考点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、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。 3、电功率的计算 电功率的计算 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。 P—电功率，单位：瓦特（W）；W—电功，单位：焦耳（J）；t—时间，单位秒（s） 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） 导出式：、。适用于纯电阻电路 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： 5、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）。 6、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 7、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 8、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。 【题型1 】 【例1】下列关于电学知识的说法正确的是（     ） A．用电器工作时的电功率越大，电流做功越快 B．额定功率大的用电器，实际功率一定大 C．电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程 D．同一家庭电路中同时工作的家用电器越多，总电阻会越大 【答案】A 【详解】A．电功率是表示电流做功快慢的物理量，用电器工作时电功率越大，电流做功越快，故A正确； B．额定功率是用电器在额定电压下的固定功率，实际功率是用电器在实际工作电压下的功率，实际功率大小取决于实际电压，和额定功率没有必然的大小关系，额定功率大的用电器实际工作电压低时，实际功率也会很小，故B错误； C．电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，选项描述能量转化方向相反，故C错误； D．家庭电路中所有家用电器都是并联的，并联电路的总电阻随并联支路增多而减小，同时工作的电器越多相当于并联的电阻越多，总电阻会越小，故D错误。 故选A。 【变式1-1】下列单位中，不是电功单位的是（     ） A．千瓦时（kW·h） B．伏特·安培（V·A） C．瓦特·秒（W·s） D．焦耳（J） 【答案】B 【详解】A．千瓦时（）是电功常用单位，故A不符合题意； B．由电功率公式得，，是电功率单位，不是电功单位，故B符合题意； C．由电功公式得，，是电功单位，故C不符合题意； D．焦耳（）是电功的国际单位，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-2】某人在翻阅家里的《新华字典》时，发现其中有如图所示的“瓩”，念两个音“千瓦”。它是电学里的物理量__________（选填“电功”或“电功率”）的单位，该物理量是表示电流做功__________（选填“快慢”或“多少”）的物理量。 【答案】 电功率 快慢 【详解】[1]“瓩”读作“千瓦”（kW），而千瓦是电学中“电功率”的常用单位。 [2]在物理学中，电功率是用来表示消耗电能快慢（即电流做功快慢）的物理量。一个用电器的电功率越大，说明它在单位时间内做的功越多，也就是电流做功越快。 【变式1-3】某顾客咨询商家销售的移动电源能否供2.5kW 的家用电器正常工作，该移动电源的铭牌信息如图所示，顾客看到铭牌中的“3kW・h”，这一参数对应的物理量是___________，其单位就是kW・h；而客服回复 “这是 3kW・h的，3kW的用电器都可以正常使用”，该说法错误，因为客服混淆了这一物理量和___________的概念。 【答案】 电能 电功率 【详解】[1]是电能的单位，“”描述的是移动电源总共储存的电能多少。 [2]是电功率的单位，电功率描述电流做功的快慢，客服混淆了电能和电功率的概念。 【题型2 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率】 【例2】利用一电池块、按键开关，标有“3 V  3 W”字样的灯泡L1和标有“3 V  4.5 W”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 【详解】A．由 可得 因此的电阻大于的电阻，故A正确； BD ．灯泡亮度由实际功率决定，亮度大于，说明实际功率更大，若两灯为并联，两灯电压相等，根据，电阻更大的实际功率会更小，亮度会低于，因此两灯一定是串联，串联电路中各处电流相等，L1的电流等于L2的电流，故BD正确； C．根据，通过两个灯泡的电流相等时，电阻更大的两端电压更大，故C错误。 本题选择错误的，故选C。 【变式2-1】小华连接了如图所示的实物电路，灯、的额定电压相同，额定功率不同。闭合开关后，不发光，发光。为了查找不发光的原因，她用一根导线进行检测：导线接在两端时，发光；导线接在两端时，发光。则原因是（     ） A．短路 B．断路 C．的额定功率小于的额定功率 D．的额定功率大于的额定功率 【答案】D 【详解】AB．导线接在两端时发光，说明完好，故AB不符合题意； CD．两灯串联，电流相等，不发光、发光，则；由得；已知，由得，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式2-2】医院过道需要长时间照明，电工师傅把两个灯泡串联接到电路中，可以大大增加灯泡的使用寿命。如图，甲、乙两图的灯泡规格都是“PZ220-40”，在过道中分别用甲、乙两种接法，则使过道更亮的是__接法。白炽灯的灯丝_______（填“可以”或“不可以”）用超导体材料。 【答案】 乙 不可以 【详解】两个相同规格的灯泡串联（甲图）时，总电阻大于单个灯泡的电阻。由可知，甲图中电路的电流小于乙图中的电流，电源电压220V不变，根据可知，乙图的总功率更大，所以过道更亮的是乙接法。 白炽灯的灯丝是利用电流的热效应工作的，超导体的电阻为零，电流通过时不会产生热量，无法发热发光，因此白炽灯的灯丝不可以用超导体材料。 【变式2-3】如图所示，有一盏标有“220V  100W”的白炽灯，1度电可以使该灯正常工作________h；将该灯接在110V的电路中灯泡的实际功率是________W（忽略温度对灯丝电阻的影响）；灯泡亮度将变________；当这只灯在刚开灯的瞬间，灯丝________烧断（选填“容易”或“不容易”）。 【答案】 10 25 暗 容易 【详解】由题意可知，灯的额定功率为100W，由可得，1度电可以使该灯正常工作时间为 忽略温度对灯丝电阻的影响，由可得，灯的电阻为 接110V电路时，实际功率为 因灯泡亮度由实际功率决定，，故灯泡亮度变暗； 刚开灯时灯丝温度低，电阻小，由可知，电压不变时灯丝实际功率大，故灯丝容易烧断。 【题型3 】 【例3】如图是具有加热、保温两挡电饭煲的简化电路图，和均为电饭煲中的加热元件（不考虑温度对电阻的影响），额定电压为220V，额定保温功率为110W，。求： (1)保温挡工作时的额定电流； (2)电饭煲的额定加热功率； (3)关闭家中其他用电器，只让电饭煲在加热挡工作，观察到图乙所示的电能表在2min内转动100转。此时电饭煲是否在额定功率下工作？ 【详解】（1）保温挡工作时的额定电流 （2）当闭合、断开，与串联，总电阻最大，根据可知，电功率最小，属于保温挡；、均闭合，被短路，只有工作，电阻小，根据可知，电功率大，属于加热挡。 根据欧姆定律可得保温挡时串联电路总电阻为 根据串联电路电阻特点可得，阻值为 根据可得，电饭煲的额定加热功率为 （3）电能表参数表示每消耗电能，表盘转3000转。转100转消耗的电能为 电饭煲的实际功率为 因为，所以电饭煲没有在额定功率下工作。 【变式3-1】在“探究电流与电压的关系”实验中，同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I-U图像，如图所示，下列说法正确的是（     ） A．R1与R2的阻值之比是 B．R1与R2串联接在3V的电源两端，R2消耗的功率是0.4W C．R1与R2串联接在3V的电源两端，通过R1与R2的电流之比是2︰1 D．R1与R2并联接在3V的电源，电路消耗的总功率是2.7W 【答案】D 【详解】A.根据欧姆定律，由图可得 所以与的阻值之比是，故A错误； B.与串联接在的电源两端，根据串联分压的特点得，则两端的电压是，的电压为， 所以消耗的功率，故B错误； C.与串联接在的电源两端，根据串联电路的电流处处相等，可知通过与的电流之比是，故C错误； D.与并联接在的电源，电路消耗的总功率是，故D正确。 故选D。 【变式3-2】某家电卖场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，甲热水壶铭牌标有“220V，800W”，乙热水壶铭牌标有“220V，1500W”。小武家想买一个烧水快的电热水壶，他应该选择___________ 电热水壶；善于观察的他发现家里连接电热水壶的插座的额定电流是5A，他应该选择___________ 电热水壶（以上均填“甲”或“乙”）。 【答案】 乙 甲 【详解】烧水快慢取决于电热水壶的额定功率，在加热相同质量的水时，功率越大，相同时间内产生的热量越多，加热时间越短。乙的额定功率大于甲，因此选乙；根据电功率公式，甲的额定电流 小于插座额定电流5A，可安全使用； 乙的额定电流 大于插座额定电流5A，超过插座承载能力，存在安全隐患，因此选甲。 【变式3-3】某热水器铭牌上标有“220V 1100W”字样，现将其接入家庭电路中把质量为2kg的水从20℃加热到70℃，求： (1)水吸收的热量。（） (2)通过该用电器的电流。 (3)该用电器工作时的电阻。 【详解】（1）温度变化量 水吸收的热量为 （2）通过该用电器的电流 （3）该用电器工作时的电阻 【题型4 】 【例4】如图所示为电蒸锅其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容；求： (1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率？ (2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值？ (3)某次电蒸锅正常工作对水加热，加热效率为80%，要使2kg的水由加热到需要多长时间？ 【详解】（1）由电路图可知，只闭合S1、断开S2时，只有R1工作，此时电路中电阻较大，由可知，电路中电功率较小，为保温挡。保温挡功率为 （2）S1、S2都闭合时，R1与R2并联，此时电路中总电阻较小，由可知，电路中电功率较大，为加热挡。R2的功率为 R2的阻值为 （3）电蒸锅正常加热，加热挡功率为1200W，加热效率80%。水吸收的热量为 消耗的电能为 加热时间为 【变式4-1】在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中，小亮让电热水器在高温挡工作，记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为。电能表如图甲所示，电热水器简化电路图如图乙所示，已知电阻，则下列说法正确的是（　　） A．的含义是电能表消耗的电能时，脉冲灯闪烁的次数为 B．当、都闭合时，电路为低温挡 C．该电热水器的实际功率为 D．电阻的阻值等于 【答案】A 【详解】A．电能表是记录消耗电能的仪表，由电能表参数可知电能表每消耗的电能脉冲灯闪烁1600imp；故A正确； B．当、都闭合时，和并联，只闭合S1时，只有R1工作，根据，可知当、都闭合时，电路为高温挡；故B错误； C．电热水器消耗的电能为 电热水器的实际功率为 D．电阻可知高温挡工作时，故 故，故D错误。 故选A。 【变式4-2】如图是某型号的电热水杯，它有三种挡位，当闭合、时，与是___________（选填“串”或“并”）联的，电热水杯处于___________（选填“高”“中”或“低”）温挡；若高温挡是，中温挡是，则低温挡的额定功率为___________W。 【答案】 并 高 45 【详解】当闭合、时，与的两端分别连接在电源两端，因此是并联。根据，电源电压U不变时，并联总电阻最小，功率最大，因此电热水杯处于高温挡。 已知高温挡功率，中温挡功率。中温挡是只闭合一个开关时，该电阻的功率，则单独闭合另一个开关时，另一电阻的功率，即为低温挡的额定功率，则低温挡的额定功率为 【变式4-3】如图甲所示是某电水壶的内部电路图。其中，、均为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃时，自动由加热状态切换到保温状态）。该电水壶的相关参数如图乙所示。 额定容量/L 1.5 额定电压/V 220 加热功率/W 1600 保温功率/W 390                       乙 (1)该电水壶处于加热状态时，温控开关是________（选填“断开”或“闭合”）。 (2)该电水壶在6min内可将壶内水（1.5L）从20℃加热到100℃。求此过程中水吸收的热量和电水壶对水加热的效率。，） (3)求该电水壶工作时电热丝的阻值。 【答案】(1)闭合 （2）根据密度公式可知，水的质量 根据可知，水吸收的热量 电水壶消耗的总电能 加热效率 （3）加热状态时，温控开关S控闭合，R1与R2并联，总功率，保温状态时只有R1接入电路，因此，因此R2的功率 并联电路支路电压等于电源电压，即，根据公式可知，电热丝R2的阻值 【题型5 】 【例5】图甲所示的电路中，为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为，电源电压保持不变。滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。在此过程中滑动变阻器的最大功率为______W，电源电压为______V，的电阻为______。 【答案】 2.7 18 30 【详解】【小题1】由图甲可知，与串联，电流表测电路中的总电流，当滑片在最右端时，接入电阻最大（60Ω），电流最小，当滑片在最左端时，接入电阻为 0，电流最大。 由图乙可知，当电流为0.2A时，根据串联电路电流处处相等，以及电源电压等于各用电器电压之和可得 当电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路阻值为0，电路中只有定值电阻，由欧姆定律有 联立两式，解得， 滑动变阻器功率 因此可知，当且仅当时滑动变阻器的功率最大，即 【变式5-1】如图甲所示的电路中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的图像。闭合开关S后，下列判断正确的是（    ） A．滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变亮 B．电流表的示数为0.4A时，小灯泡的电阻是25Ω C．电压表的示数为2.5V时，小灯泡的电功率是1.25W D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W 【答案】D 【详解】甲图电路图中，小灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器R两端电压； A．滑动变阻器的滑片P向右滑动时，阻值变大，电路中的总电阻变大，根据，此时电路中的电流变小，小灯泡两端电压变小，亮度变暗，故A错误； B．电流表的示数为0.4A时，由图乙可知此时小灯泡两端电压为1V，此时小灯泡的电阻，故B错误； C．电压表的示数为2.5V时，电源电压为3V，串联电路电源电压等于各部分电压之和，所以小灯泡两端电压为，由图乙可知，此时电路中的电流为0.3A，小灯泡的电功率为，故C错误； D．小灯泡正常发光时，两端电压为2.5V，由图乙可知，此时电路中的电流为0.5A，串联电路电源电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压为，滑动变阻器的电功率为，故D正确。 故选D。 【变式5-2】如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻、的阻值分别为和，只闭合开关S，将滑片P移到中点，电压表示数为6V，电阻的功率为，闭合开关S、S1，将滑片P移到最左端，电阻的功率为，若。电源电压为_________V；滑动变阻器的最大电阻为_________；电路的最大功率为_________W。 【答案】 9 40 12.15 【详解】[1]当只闭合开关S，并将滑片P移到中点时，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压。设电源电压为，滑动变阻器的最大阻值为，根据串联电压规律可知，定值电阻两端的电压为；由可得，此时通过电路的电流为 由可得，此时定值电阻的电功率为……（1） 当开关S、S1均闭合，并将滑片P移到最左端时，只有定值电阻、并联；由可得，电阻的功率为……（2） 已知，将（1）式和（2）式代入推导可知，电源电压为。 [2]当只闭合开关S，并将滑片P移到中点时，由可得，此时通过定值电阻的电流为 设滑动变阻器的最大阻值为，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为；由可得，滑动变阻器的最大电阻为 [3]由可得，电源电压恒定不变，当电路的总电流最大时，电路的总功率最大；由可得，此时的电路总电阻最小。当开关S、S1均闭合，并将滑片P移到最左端时，电路总电阻最小，总电流最大，电路总功率最大。由可得，此时电路的总功率最大为 【变式5-3】如图所示，已知电源电压可调，小灯泡L标有“6V  ？W”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。调节电源电压为6V，闭合开关、，小灯泡L正常发光，电流表的示数为1A。 (1)求小灯泡L的额定功率； (2)求电流表的示数； (3)若调节电源电压为12V，闭合开关，断开开关，求小灯泡L的实际发光功率。 【详解】（1）当电源电压为，闭合开关、时，与并联，小灯泡正常发光，说明其两端电压等于额定电压，通过定值电阻的电流 电流表测的是小灯泡的电流，已知，即，小灯泡的额定功率 （2）电流表测的是干路电流，根据并联电路电流规律 （3）此时为小灯泡L的简单电路，电源电压为12V，小灯泡的额定电压为6V，在12V实际电压下，灯泡的实际功率很大，产生极强的光和热，然后灯丝会瞬间烧断，功率变为0W。 【题型6 】 【例6】如图所示电路，电源电压恒为20V，定值电阻的阻值为15Ω，滑动变阻器上标有“20Ω  1.2A”的字样，电流表的量程为“0-3A”，电压表的量程为“0-15V”。闭合开关S，移动滑片P至某一位置，电流表的示数为0.8A。 (1)求此时电压表的示数。 (2)求此时电阻接入电路的阻值。 (3)在电路安全的情况下，移动滑片P，求电阻的最大功率。（解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 【详解】（1）由图可知，闭合开关S时，两电阻串联在电路中，电压表测量R1两端电压，由得，电压表的示数 （2）根据串联电路中电压的规律可知，电阻两端的电压为 电阻接入电路的阻值 （3）当电压表示数为15V时，流过的电流为 此时的电流为电路中的最大电流，所以的最大功率为 【变式6-1】如图电路，小灯泡标有“6V 3W”的字样，灯丝电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为100Ω，电源电压恒为18V。闭合开关后，不能损坏各个电器元件，下列说法中正确的是（     ） A．滑动变阻器的调节范围是24~100Ω B．电路总功率的变化范围是6~9W C．小灯泡电功率的变化范围是0.75~3W D．滑动变阻器功率的变化范围是5.25~6W 【答案】C 【详解】A．由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。根据可知，“6V  3W”的小灯泡灯丝的电阻 灯正常发光时的电流 所以电路中的最大电流应为，即 解得滑动变阻器连入电路的最小电阻 此时滑动变阻器两端的电压 由电压表量程可知，滑动变阻器两端的最大电压为，此时小灯泡正常发光，小灯泡功率为；为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为，此时滑动变阻器连入的电阻最大，小灯泡两端的电压最小，小灯泡两端的最小电压 此时电路中的电流最小 即 解得滑动变阻器连入的最大电阻；滑动变阻器的调节范围是，故A错误； B．电路最大总功率 电路最小总功率 电路总功率的变化范围是，故B错误； C．灯泡最小功率 小灯泡电功率的变化范围是，故C正确； D．滑动变阻器允许调节的范围为，由可得，滑动变阻器功率 滑动变阻器功率的变化范围是，故D错误。 故选C。 【变式6-2】如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“”，定值电阻的阻值为，小灯泡L标有“6V  3.6W”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0~3A．当S闭合，、，断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光，此时电流为___________。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是___________。 【答案】 0.6 3:20 【分析】根据串并联电路的特点，结合欧姆定律、电功率公式进行计算，重点对滑动变阻器的移动导致电路最小、最大电流的变化。 【详解】由可得，小灯泡正常工作的电流 小灯泡的电阻不随温度而变化，根据欧姆定律可知小灯泡的电阻 当S闭合，、都断开，滑片P移到R的中点时，灯泡与滑动变阻器串联。 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，电路中的电流 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压 要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、和时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；因并联电路中各支路两端电压相等，所以此时通过的电流 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的最大电流 小于3A，电流表安全，所以电路消耗的最大功率 当只有S闭合时，小灯泡与R串联，当滑动变阻器滑片滑到最右端时，电路中的总电阻最大，此时电路中的电流最小 电路消耗的最小功率 所以电路消耗总功率的最小值与最大值之比是 【变式6-3】如图所示电路，电源电压为9V且保持不变，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-15V。小灯泡上标有“6V 3W”字样，R1=18Ω。当S1断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A，忽略温度对电阻的影响。 (1)求滑动变阻器的最大阻值； (2)闭合开关S、S1，断开S2，求电路中的电功率变化范围。 【详解】（1）当S1断开，S、S2闭合，电路中为R1、R2串联，电流表测电路电流，滑片移至最大阻值处时，由欧姆定律得，电路总电阻 根据串联电路特点可知，，故滑动变阻器的最大阻值 （2）闭合开关S、S1，断开S2，此时为灯泡L与滑动变阻器串联电路，电压表测滑动变阻器电压，电流表测电路电流，由题可知，灯泡额定电流为 故电路中最大电流，由可知，电路中最大功率为 由题可知，灯泡L的阻值为 由于，根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入阻值最大时，灯泡、R2两端电压，电路电流 电压、电流均符合电路安全要求，故电路中最小电功率 故电路中的电功率变化范围为3.375W~4.5W。 考点2 电功率的测量 1、电功率的测量：电功率可以使用电力监测仪直接测量，如图所示。 2、伏安法测量小灯泡的电功率 实验目的 用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率 实验原理和方法 （1）原理：P=UI； （2）根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测量小灯泡两端电压，用电流表测通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的电功率 实验器材 两节电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡一个（额定电压2.5V）、灯座、开关、导线 实验电路图和实物图 甲 乙 实验步骤 （1）根据实验要求，设计电路，画出电路图（如图甲所示）； （2）按照图甲所示电路图连接实物电路，如图乙所示。在开关闭合之前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处（保护电路）； （3）检查连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，观察此时小灯泡的发光情况，记下此时电压表和电流表的示数，填在实验数据记录表中； （4）调节滑动变阻器的滑片（改变小灯泡两端电压，实现多次测量），使小灯泡两端电压低于额定电压，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中； （5）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数约为额定电压的1.2倍，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中； （6）实验结束后，断开开关，将连接电路的导线拆开，并整理好实验器材； （7）根据测出的三组数据（不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率），计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率，并填在实验数据表中。 实验数据记录表 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡的亮度 1 2.5 0.24 0.6 正常 2 2.0 0.20 0.4 较暗 3 3.0 0.28 0.84 较亮 分析论证 （1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡电功率越大，小灯泡越亮； （2）小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的； （3）小灯泡的实际电功率有多个，额定功率只有一个。 实验结论 当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光，测得P额=0.6W； 当U实<U额时，P实<P额，小灯泡发光较暗； 当U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。 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 ， 【题型7 伏安法测小灯泡的电功率】 【例7】小聪想用“伏安法”测量某待测电阻的阻值（电源电压是3V），请帮他完成： (1)用笔画线代替导线，把图中的各元件连接起来（要求：滑片向右移动时，电流表的示数变小）__________，并在方框内画出相应的电路图__________。 (2)小聪同学在实验过程中发现，无论怎样移动滑片，电流表和电压表的示数都很小且无变化，其原因可能是将滑动变阻器的___________（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入电路。 (3)排除故障后，调节滑动变阻器滑片P，当电压表的示数是2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则被测电阻的阻值是___________。 (4)若将实验中电阻分别换成5Ω、10Ω、15Ω等的定值电阻还能完成的探究实验是___________。 (5)测出电阻后，某同学将甲图中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，调节滑片使小灯泡两端电压为2.5V，电流表的示数和图乙完全一样，则小灯泡的额定功率是___________。 【答案】(1) (2)A、B (3) (4)探究电流与电阻的关系 (5) 【详解】（1）用“伏安法”测电阻的实验中，电源、开关、电流表、滑动变阻器、定值电阻串联，电压表（电源电压为3V，用小量程）与定值电阻并联； 滑片向右移动时，电流表的示数变小，则总电阻变大，则滑动变阻器的阻值变大，应将滑动变阻器的A接线柱连入电路，并将变阻器按照“一上一下”的原则选择接线柱串联在电路中。 （2）电路中电流较小，电压表示数也较小，且调节滑动变阻器滑片无变化，说明滑动变阻器接入电路的阻值较大，且没有变阻的作用，故将滑动变阻器的最大电阻连入了电路中，即A、B接线柱接入电路中。 （3）如图乙所示，电流表量程是0~0.6A，分度值是0.02A，读数是0.3A，被测电阻的阻值为 （4）当换用不同电阻时，保持电压表示数不变，且用电压表测电阻两端的电压，电流表测不同阻值时电流，还可以研究电流与电阻的关系。 （5）电流表接0~0.6A量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.3A，灯泡的额定功率为 【变式7-1】小明和小红同学做“测量小灯泡的电功率”的实验，实验器材有：电源（电源电压未知且不变）、额定电压为2.5V的小灯泡、分别标有“5Ω    3A”，“20Ω    2A”的两个滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。 (1)请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。 (2)小明选取其中一个变阻器进行实验，正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是____________。 (3)排除故障后，小明将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；闭合开关S后，此时电压表如图乙所示，他发现无法继续实验。此时小红选取另一个变阻器，并将电压表并联在电路中某处；移动滑片，进行实验，记录数据如下表。 实验序号 电压表示数（V） 电流表示数（A） 1 3.0 0.22 2 2.0 0.28 3 1.5 0.30 由表中数据可知，小红所选的另一个滑动变阻器规格为____________，电压表并联在____________两端。 (4)最终小明计算出小灯泡的额定功率，____________。 【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3) 20Ω    2A 滑动变阻器 (4)0.7W 【详解】（1）向左移动滑片电流变大，说明滑动变阻器接入电阻需变小，因此要接左下A接线柱。 （2）电流表无示数说明电路断路，电压表有示数，说明电压表两端能连通到电源两极，因此故障可能是和电压表并联的小灯泡发生断路。 （3）一开始把滑片移到所选变阻器最大阻值处闭合开关，图乙电压表用0-3V量程，分度值0.1V，示数为3V，此时小灯泡电压为3V，已经大于灯泡额定电压2.5V，说明小明选的是最大阻值更小的“5Ω  3A”变阻器，它的最大阻值太小，即便调到最大，灯泡分压仍过高，无法将灯泡电压调到2.5V完成实验。 小红换用另一个变阻器“20Ω   2A”后，表格里电流表示数随电压表示数增大而减小，和小灯泡“电流越大，分压越大”的规律相反，说明电压表不是测灯泡电压，而是测滑动变阻器的电压：串联电路电流越大，滑动变阻器接入电阻越小，它的分压就越小，符合表格数据规律。 （4）接“5Ω   3A”变阻器时，小明将滑片移至阻值最大处，此时，电压表示数，即灯泡两端的电压为 由小红的序号3实验数据，可知“20Ω   2A”变阻器接入电路电阻 与小明实验时变阻器阻值相同，则电源电压 由2号数据知，滑动变阻器两端电压时，灯泡两端的电压为 由串联电路电流的特点可知，此时通过灯泡的电流为 小灯泡的额定功率 【变式7-2】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，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=________。（以上均用已知量U1、U2、R3、R4和0.3A表示） 【答案】(1)b (2)向左调节滑动变阻器滑片 (3)0.6 (4) 【详解】（1）为了保护电路，连好电路后，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，即b接线柱那一端。 （2）闭合开关，发现电压表和电流表示数都很小，说明电路是通路，且灯泡没有短路，灯泡不亮，说明灯泡实际功率太小，故接下来应进行的操作是：向左调节滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光。 （3）电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.24A，则小灯泡额定功率为 （4）①只闭合开关S、S2，灯泡和两个滑动变阻器串联，电压表测量变阻器R4两端的电压，将滑动变阻器R4的滑片调到阻值最大处，移动另一个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位置不动，只闭合开关S、S1，灯泡和两个滑动变阻器串联，电压表测量两个变阻器两端的总电压，读出电压表的示数为U2，根据串联电路电压的规律，灯的额定电压为 灯泡的额定功率 【变式7-3】在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器（10Ω  0.5A）、（50Ω  0.5A）、（200Ω  0.2A）可供选择。 (1)通过估算，滑动变阻器应选择______（选填“”“”或“”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整______。要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗； (2)滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是______； (3)排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W。 【答案】(1) R2 (2)小灯泡断路 (3)A 0.5 【详解】（1）[1]由欧姆定律，灯的额定电流约为 电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压 灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为 即所需变阻器最小阻值为14Ω，阻值与电流均满足要求的是。 [2]滑片P向B移动灯泡变暗 → 电流变小 → 变阻器接入电阻变大，因此下接线柱接 A，如图所示： （2）闭合开关，电流表无示数，说明电路出现了断路现象，电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，出现故障的原因可能是小灯泡断路。 （3）[1]图乙电压表量程0~3V，分度值0.1V，读数为2.2V ，小于额定电压2.5V；需增大灯泡电压，减小变阻器分压，变阻器接入电阻要变小，滑片向A端移动。 [2]图丙图像，当时，对应电流，小灯泡的额定功率是 【题型8 】 【例8】小青在测量小灯泡的额定功率实验中选用的小灯泡标有2.5V字样。 (1)连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电压表有示数，接下来应进行的操作是___________（选填标号）； A．更换小灯泡 B．检查开关是否闭合 C．移动滑动变阻器滑片 D．检查电压表是否断路 (2)实验时，电压表的示数如图乙所示。则应将滑片向___________（选填A或B）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5 A，则小灯泡的额定功率为___________W； (3)完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案。如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点___________（选填A或B），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1； ②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点。读出电压表的示数U2； ③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P=___________。 推导过程：（测量量用字母表示，要有必要的文字说明） 【答案】(1)C (2) A 1.25 (3) A 【详解】（1）小灯泡没有发光，但电压表有示数，说明电压表到电源电路是通路，灯泡不发光可能是灯泡两端实际电压远低于额定电压，所以接下来的操作是移动滑动变阻器滑片，以进一步判断。 故选C。 （2）由图甲可知，电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，由图乙可知，此时灯泡的电压为1.9V，灯泡的额定电压为2.5V，为了使小灯泡正常工作，根据串联分压，应增大灯泡两端的电压，即减小滑动变阻器接入的阻值，所以应将滑动变阻器向A端调节。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为 （3）由步骤①中“移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1”，可知该实验步骤实验目的是使小灯泡在额定电压下工作，所以电压表应测灯泡两端的电压，则开关S1拨到触点A，移动滑片，使电压表示数为小灯泡的额定电压；保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到B触点，此时灯泡仍在额定电压下工作，电压表测的是灯泡和定值电阻两端的总电压，读出电压表的示数U2；则定值电阻两端的电压为 则通过电路的电流，即灯泡的额定电流 则小灯泡的额定功率 【变式8-1】在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒定。 (1)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光此时电流表的示数如图2所示，为 ________A，则灯泡的额定功率为 _________W。 (2)完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R0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3所示的电路。 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 ________V； ②再将开关拨到触点 _____（选填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U； ③灯泡额定功率的表达式为 ____________________（用已知量和测量量表示）。 (3)该实验不能求小灯泡额定功率的平均值，因为小灯泡的电阻受 _______影响。 【答案】(1) 0.4 1.52 (2) 2 3.8 1 (3)温度 【详解】（1）[1]由图可知，电路为灯泡与滑动变阻器的串联电路。图2为电流表，测干路电流。选用量程0-0.6A，分度值0.02A，示数如图所示为0.4A。 [2]由题意可知，灯泡额定电压，根据可得灯泡额定功率 （2）[1][2]闭合开关，将拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为3.8V。 [3]再将开关拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U。 [4]由于串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡正常发光时，定值电阻两端的电压为，由欧姆定律可得，此时通过灯泡的电流 灯泡额定功率的表达式 （3）额定功率是小灯泡在额定电压下的功率，不同电压下的功率不同，且由于电阻随温度变化，不是一个定值，所以不能求平均值。 【变式8-2】测量“小灯泡的额定功率”，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。 (1)该实验的实验原理是______（用公式表示）。 (2)连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为______V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.24A，则小灯泡的额定功率为______W。 (3)实验中，若电压表损坏，可选用一个已知阻值为R0的定值电阻替换电压表，结合原有器材也能完成实验，这种方法属于______法（选填“控制变量”“等效替代”或“转换”）。 (4)实验结束后，若想探究“导体的电阻与温度的关系”，可继续观察小灯泡发光时的亮度变化，结合电流表示数变化，得出：灯丝的电阻随温度的升高而______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)P=UI (2) 2.5 0.6 (3)等效替代 (4)变大 【详解】（1）测量“小灯泡的额定功率”的实验原理是 （2）[1]要使小灯泡正常发光，应调节滑动变阻器使灯泡两端电压（电压表示数）等于2.5V。 [2]当小灯泡正常发光时，电流表的示数（通过灯泡的电流）为0.24A，则小灯泡的额定功率 （3）实验中，若电压表损坏，可选用一个已知阻值为R0的定值电阻替换电压表，将R0与灯泡并联，调节滑动变阻器使通过R0的电流为 此时R0两端电压为U额，灯泡两端电压也为U额，灯正常发光。能达到相同效果（使灯泡正常发光）。这种方法属于等效替代法。 （4）实验中改变灯两端的电压，观察通过灯的电流及灯的亮度发现，灯越亮，灯丝温度越高，灯泡的电阻越大，可得出：灯丝的电阻随温度的升高而变大。 【变式8-3】电学实验课上，老师提供了“”字样的滑动变阻器、定值电阻（、、、）、标有“”字样的小灯泡（灯丝电阻阻值不变）、电压为的两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小丽同学完成下面的实验。 (1)探究电流与电阻关系 ①小丽连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“”并用笔画线代替导线，将电路连接正确；___________ ②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于___________V； ③分别把、、和的电阻单独接入电路后，必须调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压___________。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成___________； (2)同组的小芳同学在想：若不用电压表，只用电流表，能否测出小灯泡的额定电功率？于是她设计了一个电路如图乙，她也测出了该小灯泡正常发光时的额定电功率。其中定值电阻的阻值，正确操作步骤如下： ①只闭合开关和___________，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为； ②闭合开关和，断开开关，滑动变阻器滑片位置___________（填“改变”或“不变”）读出电流表示数为 ③小灯泡的额定电功率___________。 【答案】(1) 1.5 不变 反比 (2) S2 不变 0.75 【详解】（1）[1]原电路图中，变阻器未接入电路，变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如图所示： [2]电源电压，滑动变阻器最大阻值，当接入最大定值电阻时，根据串联电路分压原理 代入数据得 解得，因此定值电阻两端电压不能低于。 [3][4]探究电流与电阻关系使用控制变量法，必须保持定值电阻两端电压不变；结论为：电压一定时，电流与电阻成反比。 （2）[1]只闭合开关S和，R与L并联，电流表测R的支路电流，调节滑片使电流表示数为0.25A，此时定值电阻两端电压 由并联电路电压规律，此时灯泡两端电压为2.5V，等于灯泡额定电压，灯泡正常发光。 [2]闭合S和S1、断开后，保持滑片位置不变，保证灯泡两端电压仍为额定电压，此时R与L仍并联，电流表测干路电流，读出电流表示数为。 [3]灯泡额定电流 因此小灯泡额定功率 【题型9 】 【例9】家的电能表面板如图所示，则他家同时使用的用电器总功率不能超过___________W，如将某用电器单独接在该电能表上工作10min，电能表上的转盘转了300转，电能表的示数变为__________kW·h，该用电器的功率为____________W。 【答案】 4400 633.6 600 【详解】由电能表参数可知额定电压，允许通过的最大电流，根据得 用电器消耗的电能为 电能表初始示数为，故后来的示数为 根据得用电器的功率为 【变式9-1】下列关于功率的测量方法中，不正确的是（     ） A．利用电能表和秒表可以测量用电器单独工作的电功率 B．利用电压表和电流表可以测量小灯泡发光时的电功率 C．利用弹簧测力计和刻度尺可以测量拉动木块时拉力的功率 D．利用电子秤、刻度尺和秒表可以测量中学生爬楼梯的功率 【答案】C 【详解】A．电能表测用电器消耗的电能，秒表测工作时间，由可计算电功率，故A正确； B．电压表测小灯泡两端电压，电流表测通过的电流，由可计算电功率，故B正确； C．弹簧测力计测拉力，刻度尺测移动距离，但缺少测量时间的工具，无法得到做功时间，由可知无法计算功率，故C错误； D．电子秤测中学生质量，可得重力，刻度尺测爬楼高度，秒表测爬楼时间，由可计算功率，故D正确。 本题选择错误的，故选C。 【变式9-2】综合实践活动小组用如图所示的电能表来测量某用电器的功率。实验时他们将其余所有用电器关闭，数出电能表指示灯在6min内闪了240次。则该用电器在6min内消耗的电能是___________kW·h，它的实际功率是___________W，则该用电器可能为___________（选填“电水壶”“电视机”或“电风扇”）。 【答案】 0.075 750 电水壶 【详解】由电能表脉冲参数可得，用电器消耗的电能为 用电器工作时间，故实际功率为； 因该功率与电水壶的额定功率相近，故该用电器为电水壶。 【变式9-3】为了解家用节能灯的耗能情况，小明进行了以下实践。 (1)打开室内的一盏节能灯，节能灯正常发光。他以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，1 min电能表指示灯闪烁了50次，则电功率是________，他发现与节能灯铭牌标值明显不符，原因最可能是________； A．小明家的节能灯比较特殊，功率很大 B．小明没有关闭其他的用电器 (2)解决上述问题后，小明经过思考设计了以下两种实验方案重新进行测量： 甲方案：测量出电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间； 乙方案：以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，测量闪烁3次所用时间。 你认为________（选填“甲”或“乙”）方案更合理，并说出另一个方案的不足之处：________。 【答案】(1) 1000 B (2) 乙 时间太长，不方便测量和记录 【详解】（1）表示电路中用电器每消耗电能，电能表的指示灯闪烁3000次，则电能表指示灯闪烁了50次，节能灯1min消耗的电能 节能灯的电功率 由图可知，节能灯的额定功率为10W，此时计算出的结果为1000W，两者相差很大，所以据实际情况分析可知，很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）若只有节能灯工作，由可知，电能表显示消耗1kW·h电能所用的时间 时间太长，此方案不合理； 若电能表指示灯闪烁3次，说明电路中消耗电能 则节能灯的工作时间 故测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好测量和记录的，故乙方案更合理。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．某校物理兴趣活动小组设计了如图所示电路，选取一根自动铅笔芯，固定夹子A，夹子B向右运动，下列说法正确的是（     ） A．电路中的电阻变大，灯泡变亮 B．电路中的电阻变小，灯泡变亮 C．电路中的电阻变大，灯泡变暗 D．电路中的电阻变小，灯泡变暗 【答案】C 【详解】该电路中自动铅笔芯和灯泡串联，接入电路的是夹子A、B之间的铅笔芯部分。当夹子B向右运动时，A、B间接入电路的铅笔芯长度变长。在材料、横截面积不变时，导体的长度越长，电阻越大，因此电路的总电阻变大。电源电压不变，根据欧姆定律规律：电压一定时，电路电阻越大，电流越小。由可知，通过灯泡的电流变小，灯泡的实际功率随之变小，因此灯泡变暗。 故选C。 2．如图所示的电路中，将开关S闭合，规格不同的灯和均发光且灯比灯亮。下列说法正确的是（　　） A．灯与灯的电阻一定相等 B．灯与灯的电功率一定相等 C．灯与灯两端的电压一定相等 D．通过灯与灯的电流一定相等 【答案】C 【详解】ABC．由电路图可知，灯与灯分别在两个支路上，是并联的，根据并联电路的电压特点可知，灯与灯两端的电压一定相等；两灯泡的亮度不同，灯泡的亮度由实际功率决定，因此灯与灯的实际电功率不相等，由可知，灯与灯的电阻不相等，故AB错误，C正确； D．两灯泡的电阻不同，电源电压不变，根据可知，通过灯与灯的电流不相等，故D错误。 故选C。 3．如图所示，是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像，由图像可知（     ） A．乙是小灯泡的I-U图像 B．R和L并联接在4V的电源上时，R和L消耗的总功率为4.8W C．定值电阻的阻值为 D．R和L串联接在6V的电源上，电路中的电流是0.4A 【答案】B 【详解】A．定值电阻的阻值不变，电流与电压成正比，I-U图像是过原点的倾斜直线；小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大，电流与电压不成正比，I-U图像为曲线；故由图可知，甲是小灯泡的I-U图像，乙是定值电阻的I-U图像，故A不符合题意； B．将R和L并联接在电源上，并联电路各支路电压等于电源电压，因此R和L两端电压均为。由图可得，此时通过R的电流，通过L的电流。并联电路总电流 电路总功率，故B符合题意； C．对于定值电阻乙，当时，，由欧姆定律可得，定值电阻的阻值，故C不符合题意； D．R和L串联，串联电路电流处处相等，总电压等于各部分电压之和。若电流为，由图可知，此时小灯泡电压，定值电阻电压，总电压，故D不符合题意。 故选 B。 4．两个小灯泡，甲灯标有“6V  3W”字样，乙灯标有“3V  6W”字样，将它们按不同方式接入不同电路中，（忽略灯丝电阻受温度的影响）下列说法正确的是（　　） A．若把它们串联在9V的电路中，乙灯比甲灯亮 B．若把它们串联在9V的电路中，两灯泡都能正常发光 C．若把它们并联在3V的电路中，乙灯比甲灯亮 D．若把它们并联在3V的电路中，两灯泡的最大总功率为9W 【答案】C 【详解】A．甲灯电阻 乙灯电阻 两灯串联，电流相等，因为，根据电功率公式可知甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，甲灯比乙灯亮，故A错误； B．甲灯额定电流 乙灯额定电流 正常发光需要电流分别达到各自额定电流，串联电路电流处处相等，不能同时满足两个灯泡电流，故B错误； CD．电压等于乙灯的额定电压，所以乙灯的实际电功率，甲灯的实际电功率 乙灯实际功率大于甲灯实际功率，乙灯比甲灯亮；两个灯泡最大总功率 故C正确，D错误。 故选C。 5．如图所示，电源电压为4.5V，灯泡L标有“3V，1.8W”字样（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω，0.5A”，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。保证电路安全，在移动滑动变阻器滑片过程中，下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4Ω~20Ω B．电压表的示数变化范围为 1.5V~3V C．电流表的示数变化范围为 0.3A~0.6A D．该电路的最大电功率为2.25W 【答案】D 【详解】由图可知，电路为串联电路，灯泡L的电阻 滑动变阻器允许最大电流0.5A，电流表的量程为0~0.6A，灯泡L的额定电流，因此电路最大电流，此时电路总电阻最小，阻值 滑动变阻器允许接入电路最小阻值 此时R两端电压 电压表量程最大为3V，因此R两端最大电压，此时灯泡电压 电路最小电流 滑动变阻器允许接入电路最大阻值 电路最大电功率 综上，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4Ω~10Ω，电压表的示数变化范围为 2V~3V，电流表的示数变化范围为 0.3A~0.5A，电路的最大电功率为2.25W。 故选D。 6．如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P从最上端a滑动到最下端b的过程中，整个电路安全工作，电流表示数与两电压表示数关系图像如图乙所示。下列选项正确的是（     ） A．电源电压为18V B．R0电功率的变化量为4.5W C．滑动变阻器的最大阻值为16Ω D．灯的额定功率为9W 【答案】B 【详解】由图甲可知，灯L、变阻器串联、定值电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表V2测灯L两端的电压，V1测灯L与R0的总电压；所以图乙中，左侧曲线为电流表示数与电压表V2图像，右侧曲线为电流表示数与电压表V1图像； A.当P滑到b端时，只有灯与定值电阻串联，此时电路的总电阻最小，电路中电流最大，由图乙可知，，V1示数即电源电压为12V，故A错误； B.P滑到b端时，电压表V2的示数为6V，由串联电路电压的规律可知，R0的电压 所以R0的阻值为 其电功率的变化量 故B正确； C.当P滑到a端时，灯L、变阻器串联、定值电阻串联，此时电路的总电阻最大，电路中电流，此时电压表V1的示数为5V，所以滑动变阻器两端的电压 所以滑动变阻器最大阻值 故C错误； D.由于题目中未给出灯L正常发光的阻值、额定电压或额定电流，因此不能确定其额定功率，故D错误。 故选B。 7．小明家的取暖器铭牌模糊不清，他想用手表和如图所示电能表来粗略测算该取暖器的电功率，该电能表的额定最大电流为____A。他将家中其它用电器全部断开后，将取暖器单独接入 电路工作，发现90s内电能表指示灯闪烁150次，则该取暖器的电功率是 ___________W。 【答案】 30 2000 【详解】[1]观察可知，电能表上标有 “10 (30) A”，其中 30A 表示电能表的额定最大电流。 [2]“3000imp/(kW・h)” 表示每消耗 1kW・h 的电能，电能表的指示灯闪烁 3000 次。已知 90s 内电能表指示灯闪烁 150 次，设取暖器消耗的电能为W，根据比例关系可得 因为1kW⋅h=3.6×106J，所以W=0.05×3.6×106J=1.8×105J 则电功率 8．家庭电路中，电视机与电灯是___________（选填“串联”或“并联”）的；一台电视机的功率为110瓦特，其工作2小时，消耗的电能为___________度。我国提供给家庭电路的电压是220V，提供给动力用电的电压是___________V。 【答案】 并联 0.22 380 【详解】[1]家庭电路中，电视机与电灯工作时，互不影响，是并联的。 [2]一台电视机的功率为110瓦特，其工作2小时，消耗的电能为 [3]我国照明用电电压为220V，提供给动力用电的电压是380V。 9．在图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关，滑动变阻器滑片从一端移到另一端的过程中，R2的电功率P随其接入电路的阻值R变化的图像如图乙所示，则电源电压U= _____V，R1的最小功率Pmin= ________W。 【答案】 6 0.4 【详解】由图甲可知，闭合开关，R1、R2串联，电流表测量电路中的电流；由图乙可知，当R2接入电路中的电阻为时，R2的电功率为0.8W，根据可知，电路中的电流 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压 由图乙可知，当R2的电阻为时，R2的电功率为，根据可知，电路中的电流 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压 联立①②两式解得，电源电压，；由图乙可知，当R2的电阻为20Ω时，其接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，R2的电功率为0.8W，根据可知，电路中的最小电流 R1的最小功率 10．某款家用电炖盅有“加热”和“保温”两个挡位，如图是其简化的电路图，R1=165Ω，R2=55Ω。开关S闭合后，电炖盅的旋钮开关处于图示位置时是______挡，电炖盅在保温挡工作时的功率为______W。 【答案】 加热 220 【详解】[1] 由电路图可知，图示位置时电路中只有，电路总电阻最小。家庭电路电压保持不变，根据电功率公式 可知：电压一定时，电路总电阻越小，总功率越大，因此此时功率更大，为加热挡。 [2]串联总电阻 保温挡功率为 11．如图所示，只闭合开关S时，灯的功率为9W；断开开关S，闭合、时，灯的功率为25W。电源电压不变，且灯丝电阻不受温度的影响，则只闭合开关S时，、两灯的电压之比是______，闭合开关、时，的功率是______。 【答案】 37.5W 【详解】由电路图可知，只闭合开关S时， 与串联，灯泡的功率 断开开关S，闭合、时，灯与并联，因为并联电路各支路两端的电压相等，所以此时灯泡的功率 则 得，因串联电路两端的电压等于各部分电压之和，所以与串联时，两灯电压之比 断开开关S，闭合、时，灯与并联，因为并联电路各支路两端的电压相等，所以此时灯泡的功率 可得，故的功率为……① 只闭合开关S时， 与串联，根据串联分压规律得 可得，代入式①得的功率 12．小红同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡标有“2.5V”字样。 (1)图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线； (2)正确连接电路后，多次实验后不需要求电功率的平均值的理由：_______； (3)根据测量的数据绘制成如图乙所示的图像，得出：①小灯泡的额定功率是_______W，②小灯泡的电阻值是变化的，主要受_______影响。 【答案】(1) (2)小灯泡在不同电压下的实际功率不同，求平均值无意义 (3) 0.625 温度 【详解】（1）在测量小灯泡的电功率的电路中，需使灯泡与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端。 （2）小灯泡的电功率会随两端电压的变化而变化，不是定值，不同电压下的电功率反映的是小灯泡在不同工作状态下的实际功率，求平均值没有物理意义，因此不需要求电功率的平均值。 （3）小灯泡的额定电压为，从图乙可知，对应的电流，则额定功率 小灯泡的电阻随温度变化而变化，主要受温度影响。 13．某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V 且恒定不变；滑动变阻器在电路中除了保护电表及保护电路以外，在不同的实验中作用各不相同。 (1)第一小组的同学要测量电阻的阻值，他们在A、B间接入待测电阻，请你用笔画线代替导线，将答题卡图乙中的实物图连接完整；该实验中滑动变阻器除了保护电路，另一个作用是____________________________；当滑片向右滑动，电流表示数将______________（选填“变大”，“变小”或“不变”） (2)第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。他们将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。该实验中滑动变阻器的另一个作用是__________________；为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少______________Ω的滑动变阻器； (3)第三小组的同学要测量额定电压为2.5V 的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入2.5V 的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，发现电压表的示数大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，出现这种现象的原因是_____________；该组同学经过讨论后，调整实验器材继续实验，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为_____________W。不能用小灯泡去探究“电流与电压的关系”，这是因为_____________________________。 【答案】(1) 改变待测电阻两端电压 变大 (2) 控制定值电阻两端电压不变 25 (3) 闭合开关前未将滑动变阻器调到最大阻值处 0.6 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 【详解】（1）由电流表的接线情况可知电源的左端为正极，右端为负极，电压表并联在待测电阻两端，滑动变阻器一上一下接线，据此作图。 测量电阻阻值时，为了减小误差需多次测量求平均值，滑动变阻器除保护电路外，另一个作用是改变待测电阻两端的电压，以获取多组电压、电流值。 滑片向右滑动时，滑动变阻器采用左下、右上接线，接入电路的电阻丝长度变短，因此接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流变大，电流表示数变大。 （2）探究“电流与电阻的关系”时，需控制定值电阻两端电压不变，因此滑动变阻器的另一个作用是控制定值电阻两端的电压不变，遵循控制变量法。 由丙图可知，定值电阻两端电压为 电源电压6V，因此滑动变阻器两端电压 根据串联电路分压原理可知，定值电阻与滑动变阻器两端电压相等，因此接入电阻相等。当定值电阻最大为25Ω时，滑动变阻器最大阻值至少为25Ω。 （3）闭合开关后，电压表示数大于小灯泡的额定电压、小灯泡发光较亮，原因是闭合开关前，滑动变阻器滑片未调到最大阻值处，接入电路的电阻过小，电路电流过大。 由图丁可知，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，根据电功率公式，则小灯泡额定功率 不能用小灯泡探究“电流与电压的关系”，原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大，不是定值，无法控制电阻不变。 14．如图所示，利用图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，已知电源电压为3V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。 (1)按照图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，在图乙中将实物图连接完整。（要求：滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变暗，导线不能交叉） (2)连接电路时，开关必须先________，且滑动变阻器的滑片应移至________端（选填“A”或“B”）。 (3)正确连接电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数且较大，电流表示数几乎为零，若电路只有一处故障，则故障原因可能是________。 A．R短路 B．R断路 C．L短路 D．L断路 (4)移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如丙图所示的图像。根据图像信息可算出小灯泡的额定功率是_______W，该图像不是直线，主要原因是_______。 (5)若在实验过程中，不慎将电压表和电流表互换了位置，则小灯泡出现的现象是_________（选填“不亮”“很亮”“正常发光”或“烧毁”）。 【答案】(1) (2) 断开 B (3)D (4) 0.5 灯泡的电阻随温度的升高而增大 (5)不亮 【详解】（1）滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变暗，说明电路中的电流变小，滑动变阻器连入电路的电阻变大，故滑动变阻器左下接线柱连入电路中。 （2）为了保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图可知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的B端。 （3）小灯泡不亮，电流表示数几乎为零，说明电路可能断路；电压表有示数且较大，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的小灯泡断路了，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （4）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图像知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率是 由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，即通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，因此该图像不是直线。 （5）实验中不慎将电压表和电流表互换了位置，电压表串联接入电路，电路电阻很大，电流很小，几乎为零，灯泡实际功率很小，故灯泡不亮。 15．如图所示，电源电压保持不变，R2=10Ω，当S1闭合，S2断开时，电流表的示数为0.6A。当S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.6A，求： (1)电源电压； (2)R1的阻值。 (3)R1消耗的电功率。 【详解】（1）由图可知，当S1闭合、S2断开时，电路为的简单电路，电流表测电路电流。电源电压 （2）当、都闭合时，与并联，电流表测干路电流。 并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且的电流不受影响，仍为，因此通过的电流 并联电路各支路电压等于电源电压，即 R1的阻值 （3）R1消耗的电功率 16．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L规格为“6V 6W”（设灯丝电阻不变），定值电阻的阻值为6Ω。开关、和均闭合时，灯泡L正常发光，电流表示数为1.4A。求： (1)灯泡L的电阻； (2)定值电阻的阻值； (3)开关闭合，、断开时，电路的总功率。 【详解】（1）灯泡L的电阻 （2）开关、、均闭合时，电流表测干路电流，短路，灯泡L与并联 灯泡正常发光的电流 通过的电流 的阻值 （3）开关闭合，、断开时，支路断路，灯泡L与串联，电路总电阻 电路总功率 17．如图所示，电源电压恒为6V，，滑动变阻器的规格为“20Ω  1A”，电流表的量程为“0~0.6A”，小灯泡上标有“3V  1.5W”字样（灯丝电阻不变），在不损坏电路元件的前提下，则 (1)小灯泡灯丝的阻值是多少 (2)当S闭合，、都断开时，电路的最大电功率是多大； (3)当S闭合，、都断开时，求滑动变阻器接入电路的阻值范围； (4)当S、、都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值； 【详解】（1）灯丝电阻 （2）当S闭合，、都断开时，小灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测电路电流。电路允许的最大电流 电路的最大电功率 （3）当S闭合，、都断开时，L与串联，电路电流最大为，电路最小总电阻 根据串联电路总电阻等于各分电阻之和，滑动变阻器接入电路的最小阻值 滑动变阻器接入阻值越大，电路电流越小，不会损坏元件，其最大接入阻值为自身额定最大阻值，因此滑动变阻器接入电路的阻值范围为。 （4）当S、、都闭合时，小灯泡L被短路，定值电阻与滑动变阻器并联，电流表测干路电流。干路最大总电流，通过定值电阻的支路电流 根据并联电路电流规律，干路电流等于各支路电流之和，可得滑动变阻器的最大电流 滑动变阻器接入电路的最小阻值 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 18.2 电功率（知识解读） 【新教材人教版】 题型归纳 【题型1 电功率的概念和单位】 4 【题型2 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率】 5 【题型3 电功率的简单计算】 6 【题型4 电功率的多挡位问题】 7 【题型5 动态电路中电功率的变化分析】 9 【题型6 动态电路中电功率的范围问题】 10 【题型7 伏安法测小灯泡的电功率】 15 【题型8 伏阻法/ 安阻法测小灯泡的电功率】 17 【题型9 用电能表测电功率】 20 【随堂巩固】 21 考点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、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。 3、电功率的计算 电功率的计算 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。 P—电功率，单位：瓦特（W）；W—电功，单位：焦耳（J）；t—时间，单位秒（s） 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） 导出式：、。适用于纯电阻电路 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： 5、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）。 6、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 7、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 8、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。 【题型1 】 【例1】下列关于电学知识的说法正确的是（     ） A．用电器工作时的电功率越大，电流做功越快 B．额定功率大的用电器，实际功率一定大 C．电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程 D．同一家庭电路中同时工作的家用电器越多，总电阻会越大 【变式1-1】下列单位中，不是电功单位的是（     ） A．千瓦时（kW·h） B．伏特·安培（V·A） C．瓦特·秒（W·s） D．焦耳（J） 【变式1-2】某人在翻阅家里的《新华字典》时，发现其中有如图所示的“瓩”，念两个音“千瓦”。它是电学里的物理量__________（选填“电功”或“电功率”）的单位，该物理量是表示电流做功__________（选填“快慢”或“多少”）的物理量。 【变式1-3】某顾客咨询商家销售的移动电源能否供2.5kW 的家用电器正常工作，该移动电源的铭牌信息如图所示，顾客看到铭牌中的“3kW・h”，这一参数对应的物理量是___________，其单位就是kW・h；而客服回复 “这是 3kW・h的，3kW的用电器都可以正常使用”，该说法错误，因为客服混淆了这一物理量和___________的概念。 【题型2 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率】 【例2】利用一电池块、按键开关，标有“3 V  3 W”字样的灯泡L1和标有“3 V  4.5 W”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 【变式2-1】小华连接了如图所示的实物电路，灯、的额定电压相同，额定功率不同。闭合开关后，不发光，发光。为了查找不发光的原因，她用一根导线进行检测：导线接在两端时，发光；导线接在两端时，发光。则原因是（     ） A．短路 B．断路 C．的额定功率小于的额定功率 D．的额定功率大于的额定功率 【变式2-2】医院过道需要长时间照明，电工师傅把两个灯泡串联接到电路中，可以大大增加灯泡的使用寿命。如图，甲、乙两图的灯泡规格都是“PZ220-40”，在过道中分别用甲、乙两种接法，则使过道更亮的是__接法。白炽灯的灯丝_______（填“可以”或“不可以”）用超导体材料。 【变式2-3】如图所示，有一盏标有“220V  100W”的白炽灯，1度电可以使该灯正常工作________h；将该灯接在110V的电路中灯泡的实际功率是________W（忽略温度对灯丝电阻的影响）；灯泡亮度将变________；当这只灯在刚开灯的瞬间，灯丝________烧断（选填“容易”或“不容易”）。 【题型3 】 【例3】如图是具有加热、保温两挡电饭煲的简化电路图，和均为电饭煲中的加热元件（不考虑温度对电阻的影响），额定电压为220V，额定保温功率为110W，。求： (1)保温挡工作时的额定电流； (2)电饭煲的额定加热功率； (3)关闭家中其他用电器，只让电饭煲在加热挡工作，观察到图乙所示的电能表在2min内转动100转。此时电饭煲是否在额定功率下工作？ 【变式3-1】在“探究电流与电压的关系”实验中，同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I-U图像，如图所示，下列说法正确的是（     ） A．R1与R2的阻值之比是 B．R1与R2串联接在3V的电源两端，R2消耗的功率是0.4W C．R1与R2串联接在3V的电源两端，通过R1与R2的电流之比是2︰1 D．R1与R2并联接在3V的电源，电路消耗的总功率是2.7W 【变式3-2】某家电卖场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，甲热水壶铭牌标有“220V，800W”，乙热水壶铭牌标有“220V，1500W”。小武家想买一个烧水快的电热水壶，他应该选择___________ 电热水壶；善于观察的他发现家里连接电热水壶的插座的额定电流是5A，他应该选择___________ 电热水壶（以上均填“甲”或“乙”）。 【变式3-3】某热水器铭牌上标有“220V 1100W”字样，现将其接入家庭电路中把质量为2kg的水从20℃加热到70℃，求： (1)水吸收的热量。（） (2)通过该用电器的电流。 (3)该用电器工作时的电阻。 【题型4 】 【例4】如图所示为电蒸锅其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容；求： (1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率？ (2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值？ (3)某次电蒸锅正常工作对水加热，加热效率为80%，要使2kg的水由加热到需要多长时间？ 【变式4-1】在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中，小亮让电热水器在高温挡工作，记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为。电能表如图甲所示，电热水器简化电路图如图乙所示，已知电阻，则下列说法正确的是（　　） A．的含义是电能表消耗的电能时，脉冲灯闪烁的次数为 B．当、都闭合时，电路为低温挡 C．该电热水器的实际功率为 D．电阻的阻值等于 【变式4-2】如图是某型号的电热水杯，它有三种挡位，当闭合、时，与是___________（选填“串”或“并”）联的，电热水杯处于___________（选填“高”“中”或“低”）温挡；若高温挡是，中温挡是，则低温挡的额定功率为___________W。 【变式4-3】如图甲所示是某电水壶的内部电路图。其中，、均为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃时，自动由加热状态切换到保温状态）。该电水壶的相关参数如图乙所示。 额定容量/L 1.5 额定电压/V 220 加热功率/W 1600 保温功率/W 390                       乙 (1)该电水壶处于加热状态时，温控开关是________（选填“断开”或“闭合”）。 (2)该电水壶在6min内可将壶内水（1.5L）从20℃加热到100℃。求此过程中水吸收的热量和电水壶对水加热的效率。，） (3)求该电水壶工作时电热丝的阻值。 【题型5 】 【例5】图甲所示的电路中，为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为，电源电压保持不变。滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。在此过程中滑动变阻器的最大功率为______W，电源电压为______V，的电阻为______。 【变式5-1】如图甲所示的电路中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的图像。闭合开关S后，下列判断正确的是（    ） A．滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变亮 B．电流表的示数为0.4A时，小灯泡的电阻是25Ω C．电压表的示数为2.5V时，小灯泡的电功率是1.25W D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W 【变式5-2】如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻、的阻值分别为和，只闭合开关S，将滑片P移到中点，电压表示数为6V，电阻的功率为，闭合开关S、S1，将滑片P移到最左端，电阻的功率为，若。电源电压为_________V；滑动变阻器的最大电阻为_________；电路的最大功率为_________W。 【变式5-3】如图所示，已知电源电压可调，小灯泡L标有“6V  ？W”的字样，定值电阻R的阻值为10Ω。调节电源电压为6V，闭合开关、，小灯泡L正常发光，电流表的示数为1A。 (1)求小灯泡L的额定功率； (2)求电流表的示数； (3)若调节电源电压为12V，闭合开关，断开开关，求小灯泡L的实际发光功率。 【题型6 】 【例6】如图所示电路，电源电压恒为20V，定值电阻的阻值为15Ω，滑动变阻器上标有“20Ω  1.2A”的字样，电流表的量程为“0-3A”，电压表的量程为“0-15V”。闭合开关S，移动滑片P至某一位置，电流表的示数为0.8A。 (1)求此时电压表的示数。 (2)求此时电阻接入电路的阻值。 (3)在电路安全的情况下，移动滑片P，求电阻的最大功率。（解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 【变式6-1】如图电路，小灯泡标有“6V 3W”的字样，灯丝电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为100Ω，电源电压恒为18V。闭合开关后，不能损坏各个电器元件，下列说法中正确的是（     ） A．滑动变阻器的调节范围是24~100Ω B．电路总功率的变化范围是6~9W C．小灯泡电功率的变化范围是0.75~3W D．滑动变阻器功率的变化范围是5.25~6W 【变式6-2】如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“”，定值电阻的阻值为，小灯泡L标有“6V  3.6W”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0~3A．当S闭合，、，断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光，此时电流为___________。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是___________。 【变式6-3】如图所示电路，电源电压为9V且保持不变，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-15V。小灯泡上标有“6V 3W”字样，R1=18Ω。当S1断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A，忽略温度对电阻的影响。 (1)求滑动变阻器的最大阻值； (2)闭合开关S、S1，断开S2，求电路中的电功率变化范围。 考点2 电功率的测量 1、电功率的测量：电功率可以使用电力监测仪直接测量，如图所示。 2、伏安法测量小灯泡的电功率 实验目的 用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率 实验原理和方法 （1）原理：P=UI； （2）根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测量小灯泡两端电压，用电流表测通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的电功率 实验器材 两节电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡一个（额定电压2.5V）、灯座、开关、导线 实验电路图和实物图 甲 乙 实验步骤 （1）根据实验要求，设计电路，画出电路图（如图甲所示）； （2）按照图甲所示电路图连接实物电路，如图乙所示。在开关闭合之前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处（保护电路）； （3）检查连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，观察此时小灯泡的发光情况，记下此时电压表和电流表的示数，填在实验数据记录表中； （4）调节滑动变阻器的滑片（改变小灯泡两端电压，实现多次测量），使小灯泡两端电压低于额定电压，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中； （5）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数约为额定电压的1.2倍，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中； （6）实验结束后，断开开关，将连接电路的导线拆开，并整理好实验器材； （7）根据测出的三组数据（不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率），计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率，并填在实验数据表中。 实验数据记录表 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡的亮度 1 2.5 0.24 0.6 正常 2 2.0 0.20 0.4 较暗 3 3.0 0.28 0.84 较亮 分析论证 （1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡电功率越大，小灯泡越亮； （2）小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的； （3）小灯泡的实际电功率有多个，额定功率只有一个。 实验结论 当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光，测得P额=0.6W； 当U实<U额时，P实<P额，小灯泡发光较暗； 当U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。 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 ， 【题型7 伏安法测小灯泡的电功率】 【例7】小聪想用“伏安法”测量某待测电阻的阻值（电源电压是3V），请帮他完成： (1)用笔画线代替导线，把图中的各元件连接起来（要求：滑片向右移动时，电流表的示数变小）__________，并在方框内画出相应的电路图__________。 (2)小聪同学在实验过程中发现，无论怎样移动滑片，电流表和电压表的示数都很小且无变化，其原因可能是将滑动变阻器的___________（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入电路。 (3)排除故障后，调节滑动变阻器滑片P，当电压表的示数是2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则被测电阻的阻值是___________。 (4)若将实验中电阻分别换成5Ω、10Ω、15Ω等的定值电阻还能完成的探究实验是___________。 (5)测出电阻后，某同学将甲图中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，调节滑片使小灯泡两端电压为2.5V，电流表的示数和图乙完全一样，则小灯泡的额定功率是___________。 【变式7-1】小明和小红同学做“测量小灯泡的电功率”的实验，实验器材有：电源（电源电压未知且不变）、额定电压为2.5V的小灯泡、分别标有“5Ω    3A”，“20Ω    2A”的两个滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。 (1)请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。 (2)小明选取其中一个变阻器进行实验，正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是____________。 (3)排除故障后，小明将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；闭合开关S后，此时电压表如图乙所示，他发现无法继续实验。此时小红选取另一个变阻器，并将电压表并联在电路中某处；移动滑片，进行实验，记录数据如下表。 实验序号 电压表示数（V） 电流表示数（A） 1 3.0 0.22 2 2.0 0.28 3 1.5 0.30 由表中数据可知，小红所选的另一个滑动变阻器规格为____________，电压表并联在____________两端。 (4)最终小明计算出小灯泡的额定功率，____________。 【变式7-2】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，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=________。（以上均用已知量U1、U2、R3、R4和0.3A表示） 【变式7-3】在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器（10Ω  0.5A）、（50Ω  0.5A）、（200Ω  0.2A）可供选择。 (1)通过估算，滑动变阻器应选择______（选填“”“”或“”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整______。要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗； (2)滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是______； (3)排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W。 【题型8 】 【例8】小青在测量小灯泡的额定功率实验中选用的小灯泡标有2.5V字样。 (1)连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电压表有示数，接下来应进行的操作是___________（选填标号）； A．更换小灯泡 B．检查开关是否闭合 C．移动滑动变阻器滑片 D．检查电压表是否断路 (2)实验时，电压表的示数如图乙所示。则应将滑片向___________（选填A或B）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5 A，则小灯泡的额定功率为___________W； (3)完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案。如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点___________（选填A或B），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1； ②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点。读出电压表的示数U2； ③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P=___________。 推导过程：（测量量用字母表示，要有必要的文字说明） 【变式8-1】在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒定。 (1)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光此时电流表的示数如图2所示，为 ________A，则灯泡的额定功率为 _________W。 (2)完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R0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3所示的电路。 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 ________V； ②再将开关拨到触点 _____（选填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U； ③灯泡额定功率的表达式为 ____________________（用已知量和测量量表示）。 (3)该实验不能求小灯泡额定功率的平均值，因为小灯泡的电阻受 _______影响。 【变式8-2】测量“小灯泡的额定功率”，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。 (1)该实验的实验原理是______（用公式表示）。 (2)连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为______V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.24A，则小灯泡的额定功率为______W。 (3)实验中，若电压表损坏，可选用一个已知阻值为R0的定值电阻替换电压表，结合原有器材也能完成实验，这种方法属于______法（选填“控制变量”“等效替代”或“转换”）。 (4)实验结束后，若想探究“导体的电阻与温度的关系”，可继续观察小灯泡发光时的亮度变化，结合电流表示数变化，得出：灯丝的电阻随温度的升高而______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【变式8-3】电学实验课上，老师提供了“”字样的滑动变阻器、定值电阻（、、、）、标有“”字样的小灯泡（灯丝电阻阻值不变）、电压为的两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小丽同学完成下面的实验。 (1)探究电流与电阻关系 ①小丽连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“”并用笔画线代替导线，将电路连接正确；___________ ②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于___________V； ③分别把、、和的电阻单独接入电路后，必须调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压___________。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成___________； (2)同组的小芳同学在想：若不用电压表，只用电流表，能否测出小灯泡的额定电功率？于是她设计了一个电路如图乙，她也测出了该小灯泡正常发光时的额定电功率。其中定值电阻的阻值，正确操作步骤如下： ①只闭合开关和___________，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为； ②闭合开关和，断开开关，滑动变阻器滑片位置___________（填“改变”或“不变”）读出电流表示数为 ③小灯泡的额定电功率___________。 【题型9 】 【例9】家的电能表面板如图所示，则他家同时使用的用电器总功率不能超过___________W，如将某用电器单独接在该电能表上工作10min，电能表上的转盘转了300转，电能表的示数变为__________kW·h，该用电器的功率为____________W。 【变式9-1】下列关于功率的测量方法中，不正确的是（     ） A．利用电能表和秒表可以测量用电器单独工作的电功率 B．利用电压表和电流表可以测量小灯泡发光时的电功率 C．利用弹簧测力计和刻度尺可以测量拉动木块时拉力的功率 D．利用电子秤、刻度尺和秒表可以测量中学生爬楼梯的功率 【变式9-2】综合实践活动小组用如图所示的电能表来测量某用电器的功率。实验时他们将其余所有用电器关闭，数出电能表指示灯在6min内闪了240次。则该用电器在6min内消耗的电能是___________kW·h，它的实际功率是___________W，则该用电器可能为___________（选填“电水壶”“电视机”或“电风扇”）。 【变式9-3】为了解家用节能灯的耗能情况，小明进行了以下实践。 (1)打开室内的一盏节能灯，节能灯正常发光。他以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，1 min电能表指示灯闪烁了50次，则电功率是________，他发现与节能灯铭牌标值明显不符，原因最可能是________； A．小明家的节能灯比较特殊，功率很大 B．小明没有关闭其他的用电器 (2)解决上述问题后，小明经过思考设计了以下两种实验方案重新进行测量： 甲方案：测量出电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间； 乙方案：以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，测量闪烁3次所用时间。 你认为________（选填“甲”或“乙”）方案更合理，并说出另一个方案的不足之处：________。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．某校物理兴趣活动小组设计了如图所示电路，选取一根自动铅笔芯，固定夹子A，夹子B向右运动，下列说法正确的是（     ） A．电路中的电阻变大，灯泡变亮 B．电路中的电阻变小，灯泡变亮 C．电路中的电阻变大，灯泡变暗 D．电路中的电阻变小，灯泡变暗 2．如图所示的电路中，将开关S闭合，规格不同的灯和均发光且灯比灯亮。下列说法正确的是（　　） A．灯与灯的电阻一定相等 B．灯与灯的电功率一定相等 C．灯与灯两端的电压一定相等 D．通过灯与灯的电流一定相等 3．如图所示，是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像，由图像可知（     ） A．乙是小灯泡的I-U图像 B．R和L并联接在4V的电源上时，R和L消耗的总功率为4.8W C．定值电阻的阻值为 D．R和L串联接在6V的电源上，电路中的电流是0.4A 4．两个小灯泡，甲灯标有“6V  3W”字样，乙灯标有“3V  6W”字样，将它们按不同方式接入不同电路中，（忽略灯丝电阻受温度的影响）下列说法正确的是（　　） A．若把它们串联在9V的电路中，乙灯比甲灯亮 B．若把它们串联在9V的电路中，两灯泡都能正常发光 C．若把它们并联在3V的电路中，乙灯比甲灯亮 D．若把它们并联在3V的电路中，两灯泡的最大总功率为9W 5．如图所示，电源电压为4.5V，灯泡L标有“3V，1.8W”字样（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω，0.5A”，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。保证电路安全，在移动滑动变阻器滑片过程中，下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4Ω~20Ω B．电压表的示数变化范围为 1.5V~3V C．电流表的示数变化范围为 0.3A~0.6A D．该电路的最大电功率为2.25W 6．如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P从最上端a滑动到最下端b的过程中，整个电路安全工作，电流表示数与两电压表示数关系图像如图乙所示。下列选项正确的是（     ） A．电源电压为18V B．R0电功率的变化量为4.5W C．滑动变阻器的最大阻值为16Ω D．灯的额定功率为9W 7．小明家的取暖器铭牌模糊不清，他想用手表和如图所示电能表来粗略测算该取暖器的电功率，该电能表的额定最大电流为____A。他将家中其它用电器全部断开后，将取暖器单独接入 电路工作，发现90s内电能表指示灯闪烁150次，则该取暖器的电功率是 ___________W。 8．家庭电路中，电视机与电灯是___________（选填“串联”或“并联”）的；一台电视机的功率为110瓦特，其工作2小时，消耗的电能为___________度。我国提供给家庭电路的电压是220V，提供给动力用电的电压是___________V。 9．在图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关，滑动变阻器滑片从一端移到另一端的过程中，R2的电功率P随其接入电路的阻值R变化的图像如图乙所示，则电源电压U= _____V，R1的最小功率Pmin= ________W。 10．某款家用电炖盅有“加热”和“保温”两个挡位，如图是其简化的电路图，R1=165Ω，R2=55Ω。开关S闭合后，电炖盅的旋钮开关处于图示位置时是______挡，电炖盅在保温挡工作时的功率为______W。 11．如图所示，只闭合开关S时，灯的功率为9W；断开开关S，闭合、时，灯的功率为25W。电源电压不变，且灯丝电阻不受温度的影响，则只闭合开关S时，、两灯的电压之比是______，闭合开关、时，的功率是______。 12．小红同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡标有“2.5V”字样。 (1)图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线； (2)正确连接电路后，多次实验后不需要求电功率的平均值的理由：_______； (3)根据测量的数据绘制成如图乙所示的图像，得出：①小灯泡的额定功率是_______W，②小灯泡的电阻值是变化的，主要受_______影响。 13．某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V 且恒定不变；滑动变阻器在电路中除了保护电表及保护电路以外，在不同的实验中作用各不相同。 (1)第一小组的同学要测量电阻的阻值，他们在A、B间接入待测电阻，请你用笔画线代替导线，将答题卡图乙中的实物图连接完整；该实验中滑动变阻器除了保护电路，另一个作用是____________________________；当滑片向右滑动，电流表示数将______________（选填“变大”，“变小”或“不变”） (2)第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。他们将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。该实验中滑动变阻器的另一个作用是__________________；为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少______________Ω的滑动变阻器； (3)第三小组的同学要测量额定电压为2.5V 的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入2.5V 的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，发现电压表的示数大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，出现这种现象的原因是_____________；该组同学经过讨论后，调整实验器材继续实验，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为_____________W。不能用小灯泡去探究“电流与电压的关系”，这是因为_____________________________。 14．如图所示，利用图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，已知电源电压为3V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。 (1)按照图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，在图乙中将实物图连接完整。（要求：滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变暗，导线不能交叉） (2)连接电路时，开关必须先________，且滑动变阻器的滑片应移至________端（选填“A”或“B”）。 (3)正确连接电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数且较大，电流表示数几乎为零，若电路只有一处故障，则故障原因可能是________。 A．R短路 B．R断路 C．L短路 D．L断路 (4)移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如丙图所示的图像。根据图像信息可算出小灯泡的额定功率是_______W，该图像不是直线，主要原因是_______。 (5)若在实验过程中，不慎将电压表和电流表互换了位置，则小灯泡出现的现象是_________（选填“不亮”“很亮”“正常发光”或“烧毁”）。 15．如图所示，电源电压保持不变，R2=10Ω，当S1闭合，S2断开时，电流表的示数为0.6A。当S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.6A，求： (1)电源电压； (2)R1的阻值。 (3)R1消耗的电功率。 16．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L规格为“6V 6W”（设灯丝电阻不变），定值电阻的阻值为6Ω。开关、和均闭合时，灯泡L正常发光，电流表示数为1.4A。求： (1)灯泡L的电阻； (2)定值电阻的阻值； (3)开关闭合，、断开时，电路的总功率。 17．如图所示，电源电压恒为6V，，滑动变阻器的规格为“20Ω  1A”，电流表的量程为“0~0.6A”，小灯泡上标有“3V  1.5W”字样（灯丝电阻不变），在不损坏电路元件的前提下，则 (1)小灯泡灯丝的阻值是多少 (2)当S闭合，、都断开时，电路的最大电功率是多大； (3)当S闭合，、都断开时，求滑动变阻器接入电路的阻值范围； (4)当S、、都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值； 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $