15.3 用电器的正确使用(高效培优·讲义)物理新教材沪粤版九年级上册
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内容正文:
15.3 用电器的正确使用
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 额定电压与额定功率
考点02 测量小灯泡的电功率
03 避坑指南·解题通法
角度01 额定功率与实际功率辨析
角度02 实际功率的计算
角度03 测量小灯泡电功率的实验
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.结合实例说出用电器铭牌上额定电压、额定功率的含义;
2.能区分额定电压与实际电压、额定电流与实际电流、额定功率与实际功率;
3.会测量小灯泡的电功率,知道灯泡亮度取决于实际功率。
1.通过观察灯泡亮度变化,理解额定值与实际值的关系;
2.用伏安法(P=UI)测小灯泡电功率,学会间接测量;
3.通过比较 U实 与 U额 判断用电器的工作状态。
考点01 额定电压与额定功率
1.额定电压:用电器正常工作时的电压值,用 U额 表示。额定电流:用电器正常工作时的电流值,用 I额 表示。
2.额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率,用 P额 表示,P额=U额I额。
3.实际电压、实际电流、实际功率:用电器实际使用时(实际电压下)的电压、电流和电功率,分别用
U实、I实、P实 表示。
4.灯泡的亮度取决于它实际消耗的电功率:实际功率越大,灯泡越亮。
【深化点拨】
1.额定功率与实际功率的三种关系:
(1)当 U实=U额 时,P实=P额,用电器正常工作(灯泡正常发光);
(2)当 U实<U额 时,P实<P额,用电器不能正常工作(灯泡发光偏暗);
(3)当 U实>U额 时,P实>P额,用电器容易损坏(灯泡发光偏亮,长期会烧坏)。
2.用电器的电阻一般认为不随温度变化,故有 R=,再由 P实= 求实际功率。
3.灯泡的亮度由实际功率决定,而不是由额定功率决定。
额定值
实际值
联系
含义
用电器正常工作时的电压(电流、功率)
用电器实际使用时的电压(电流、功率)
是否唯一
只有唯一确定的值
随实际电压变化,可有多个值
来源
由厂家在铭牌上标定
用电压表、电流表测出
亮度关系
灯泡正常发光时的功率
决定灯泡实际亮度,越大越亮
电阻不变
R=
P实=
工作状态
U实=U额 时 P实=P额,正常工作
U实≠U额 时不能正常工作
1.关于用电器的额定功率与实际功率,下列说法正确的是( )
A.额定功率越大的用电器,工作时消耗电能一定越多
B.用电器的实际功率一定等于它的额定功率
C.灯泡的亮度取决于它的实际功率
D.只要加在用电器两端的电压等于额定电压,其实际功率一定小于额定功率
【答案】C
【解析】由 W=Pt 知消耗电能由功率和时间共同决定,A 错误;实际功率随实际电压变化,不一定等于额定功率,B 错误;灯泡亮度由实际功率决定,C 正确;电压等于额定电压时实际功率等于额定功率,D 错误。故选C。
2.小明假期随父母出国旅游时,发现该国家家庭电路的电压比220 V低。小明一家携带的一个标有“220 V 1000 W”字样的吹风机,在该国家使用时比在家使用时:额定电压 、额定功率 、实际电压 、实际功率 。 (均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变;不变;变小;变小
【解析】【解答】额定电压、额定功率是用电器本身的属性,不会随外界供电电压改变;该国家家庭电路电压低于 220V,所以吹风机的实际电压变小。吹风机电阻不变,由可知,实际电压变小,实际功率变小。
故答案为:不变;不变;变小;变小;
3. 标有“12V 9W”字样的小灯泡,它的额定电压是 V,额定电功率是 W,额定电流是 A。
【答案】12;9;0.75
【解析】【解答】根据“ 12V 9W ”可知,灯泡的额定电压是12V,额定电功率是9W,
根据公式P=UI可知,灯泡的额定电流为。
4.(2026·锦江模拟) 下列用电器中,额定功率最接近 20 W 的是( )
A.电饭锅 B.台灯 C.洗衣机 D.空调
【答案】B
【解析】【解答】A、电饭锅功率为800W左右,故A错误;
B、台灯的功率为20W左右,故B正确;
C、洗衣机功率为1000W左右,故C错误;
D、空调功率为1000W左右,故D错误。
故选B。
考点02 测量小灯泡的电功率
【实验原理】P=UI(用电压表测小灯泡两端电压 U,用电流表测通过小灯泡的电流 I)。
【实验器材】电源、开关、导线若干、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(带额定电压)等。
【实验电路图】小灯泡与电流表串联,电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器串联在电路中起分压作用。
滑动变阻器的作用:改变小灯泡两端的电压,从而测量不同电压下的实际功率。
【实验步骤】
(1) 连接电路,将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置。闭合开关,接通电路。
(2)调节滑动变阻器,使小灯泡在额定电压下发光,观察电流表的示数和灯泡的亮度,记录在下表中。
(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约高出额定电压的,将电流表的示数与灯泡的亮度记录在下表中。
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约为额定电压的,将电流表的示数与灯泡的亮度记录在下表中。
(5)根据实验数据,计算出不同情况下小灯泡的电功率。
【实验记录表】
实验序号
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2
3
【深化点拨】
1.多次测量的目的:测量小灯泡在不同电压下的实际功率,是为了研究亮度与电功率的关系,不能把各次功率求平均值作为额定功率。
2.只有当电压表示数等于小灯泡的额定电压时,测得的功率才是额定功率。
3.连接电路时开关要断开、滑动变阻器滑片置于最大阻值处,电压表量程按额定电压选择。
4. 调节滑动变阻器时,不能使小灯泡两端电压超过额定电压的 1.2 倍,以免损坏小灯泡。
1.小岩利用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。实验过程中,与小灯泡并联的电压表的示数如图甲所示,与小灯泡串联的电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,此时所测量的小灯泡的电功率为 W。
【答案】2;0.3;0.6
【解析】【解答】 电压表选择0~3V量程,最小刻度为0.1V,因此读数为2V。
电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,测得电流为0.3A。
根据电功率计算公式可得灯泡功率:P=UI=2V×0.3A=0.6W
2.有一种可以调节亮度的小台灯,其电路图如图甲所示。电源电压恒为24 V,灯泡L的额定电压为24 V,灯泡L的I-U图像如图乙所示。当灯泡L正常发光时,灯丝的电阻是 Ω;灯泡L的额定功率是 W;调节滑片P,使灯泡L的实际功率为3.6W,此时滑动变阻器接入电路的电阻是 Ω。
【答案】60;;40
【解析】【解答】滑动变阻器与灯泡串联,电源电压。
灯泡额定电压,由 I‑U 图像可知,时,电流。
灯泡正常发光灯丝电阻。
灯泡额定功率。
灯泡实际功率,结合 I‑U 图像,当、时,。
串联电路,滑动变阻器两端电压:,
串联电流相等,,
滑动变阻器接入电阻:。
故答案为:60;;40;
3.(2026·泰州模拟)有一个额定电压是2.5V的小灯泡,正常工作时的电阻约为10Ω,小明想测量它的额定电功率。有如下器材:电源(电压恒为3V)、电压表、开关、规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器,阻值为10Ω定值电阻R1、电阻箱R2,单刀双掷开关各一只导线若干,如图是他设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是( )
A.两种方案都可行 B.两种方案都不可行
C.方案一可行,方案二不可行 D.方案一不可行,方案二可行
【答案】C
【解析】【解答】对于方案一:开关S拨到1位置时,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压等于额定电压;之后保持滑动变阻器滑片位置不变,再将S拨到2位置,调节电阻箱接入电路的阻值,使电压表的示数仍等于小灯泡的额定电压,此时电阻箱接入电路的阻值等效替代了小灯泡正常发光时的电阻,根据就可以计算出小灯泡的额定功率,因此方案一能够完成实验要求,是可行的。
方案二中,电源电压为3V,当开关S打到1时,若要让灯泡正常发光,需要让灯泡两端电压为额定电压2.5V,而定值电阻与灯泡串联,要完成实验还需要定值电阻分得约2.5V电压,此时总电压至少需要2.5V+2.5V=5V,大于电源电压3V,因此无法让灯泡正常发光,该方案不可行。
故C正确,ABD错误;
故选C。
1. 判断用电器的工作状态,核心是比较 U实 与 U额:
U实=U额 时正常发光,U实<U额 时偏暗,U实>U额 时偏亮。额定功率是铭牌标定值,不随电压变化;实际功率随实际电压变化
角度01 额定功率与实际功率的辨析
1.(2026·钦州模拟)某电烤箱铭牌上标有“220V 2000W”,其中“220V”是指 ;如果电源线绝缘层老化破损,会使相线与中性线直接连通,造成电路 ,存在火灾隐患。
【答案】额定电压;短路
【解析】【解答】 "220V"表示该电烤箱的额定工作电压,即设备在正常运行时所需的电压值。
当相线与中性线直接连接时,会形成短路回路。短路状态下电路阻抗极小,导致电流迅速增大,根据焦耳定律,短时间内会产生大量热量,可能引发线路过热甚至火灾事故。
2.实验室中,一个小灯泡的铭牌上标有“3V 0.75 W”字样。
(1)该灯正常工作时的电压是 V,电功率是 W。
(2)灯泡两端电压为2 V时,其实际功率 额定功率,亮度 正常工作时的亮度。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(3)灯泡两端电压为3.5V时,其实际功率 额定功率,亮度 (前两空均选填“大于”“小于”或“等于”)正常工作时的亮度。灯泡长时间处在该电压下工作 (选填“会”或“不会”)降低使用寿命。
【答案】(1)3;0.75
(2)小于;小于
(3)大于;大于;会
【解析】【解答】(1)小灯泡铭牌“3V 0.75W”,3V是小灯泡的额定电压,也就是灯泡正常工作时的电压;0.75W是小灯泡的额定功率,也就是灯泡正常工作时的电功率;(2)灯泡额定电压为3V,当灯泡两端电压为2V,实际电压小于额定电压。灯丝电阻可近似看成不变,由公式可知,实际功率小于额定功率。灯泡亮度由实际功率决定,实际功率偏小,亮度小于正常工作时的亮度;
(3)灯泡两端电压为3.5V,实际电压大于额定电压。灯丝电阻近似不变,由公式可知,实际功率大于额定功率。灯泡亮度由实际功率决定,实际功率更大,亮度大于正常工作时亮度。灯泡长时间在高于额定电压下工作,灯丝产生的热量更多,灯丝更容易老化损坏,会降低使用寿命。
角度02 实际功率的计算
3.将一只标有“6V 3 W”字样的小灯泡与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到9 V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)3W。将标有“220 V 110 W”字样的甲灯泡和标有“110 V 50 W”字样的乙灯泡并联后接在110 V的电源上,闭合开关后 灯泡更亮。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【答案】小于;乙
【解析】【解答】 (1)根据“6V 3 W”可知,小灯泡得电阻:,
与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到9V的电源上,
根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,此时它们两端电压相等,即都是4.5V;
因为4.5V<6V,所以小灯泡的实际功率小于额定功率3W。
(2)根据题意可知,甲灯泡电阻;
乙灯泡电阻;
比较可知,灯泡甲的电阻大于灯泡乙的电阻,将它们并联后接在110V的电源上,
根据并联电路功率与电阻成反比的规律可知,此时甲的实际功率小于乙的实际功率,因此乙灯较亮。
4.深圳某景区举办了“薪愿绽放夜”沙滩跨年活动,其中核心环节是放飞环保电子孔明灯,已知电子孔明灯的额定电压为3 V,正常工作时的电流为0.2A,则其额定功率为 W,正常工作10s 消耗的电能为 J;若放飞一段时间后,灯丝两端电压降为原来的 ,则电子孔明灯的实际功率将降为原来的 。(假设灯丝电阻不变)
【答案】;;
【解析】【解答】已知额定电压,额定电流,额定功率:
正常工作,消耗电能:
灯丝电阻不变,由可知,功率与电压的平方成正比;
电压变为原来,
故答案为:;;;
5.如图所示,定值电阻. ,滑动变阻器 R 的最大阻值为20 Ω,灯泡L上标有“3 V 0.6 W”的字样,只闭合开关S、S1,并把R的滑片移到最右端,电流表的示数为0.1 A.
(1)电源电压为多少?
(2)若三个开关都闭合,R的滑片移到最左端,此时电路的总功率为多少?
【答案】(1)解: 当只闭合开关S、S1时,定值电阻 R0与滑动变阻器R 串联,把滑动变阻器的滑片移到最右端,滑动变阻器接入电路中的阻值为最大值 20 Ω,电源电压
(2)解: 当三个开关都闭合,滑动变阻器的滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω,定值电阻R0与灯泡L并联,它们两端的电压都等于电源电压为3 V,所以灯泡L的实际功率等于额定功率,即
定值电阻R0的电功率
电路的总功率
角度03 测量小灯泡电功率的实验
6.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 ,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,因此选择电压变改装为温度显示仪
【解析】【解答】(1)在闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大的位置,即b端。
由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,闭合开关后,如果小灯泡不亮,可能是滑动变阻器断路。
(2)如图乙所示:电压表选择小量程,分度值为0.1V,示数为1.2V。
由图丙可知,小灯泡正常发光( 2.5V )时,电流为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V x 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。
7.(2026九上·天峨期末)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)该实验的原理是 。
(2)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”);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)
(2)断路;1.2;6.25;1
(3)增大
(4)建议选电压表。电阻丝和灯丝是同种材料,温度越高电阻越大;原电路中电阻丝与滑动变阻器串联,电压表测量电阻丝两端电压,温度升高电阻增大,电阻分得的电压随之增大,电压表示数随温度升高规律变化,因此选择电压表改装最合适。
【解析】【解答】(1)伏安法测量小灯泡电功率的实验原理是 ;
(2)若电路故障是滑动变阻器短路,小灯泡会发光;若故障是滑动变阻器断路,电路中没有电流,小灯泡不亮,所以故障是断路。
由图乙可知,电压表选用的是量程,分度值为,示数为;
从丙图的图像可得,当小灯泡的电压为额定电压时,小灯泡正常发光,此时电流为,
小灯泡正常发光时的电阻:
小灯泡的额定功率:
(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增大;
(4)建议选电压表。电阻丝和灯丝是同种材料,温度越高电阻越大;原电路中电阻丝与滑动变阻器串联,电压表测量电阻丝两端电压,温度升高电阻增大,电阻分得的电压随之增大,电压表示数随温度升高规律变化,因此选择电压表改装最合适。
故答案为:(1);(2)断路;1.2;6.25;1;(3)增大;(4)建议选电压表。电阻丝和灯丝是同种材料,温度越高电阻越大;原电路中电阻丝与滑动变阻器串联,电压表测量电阻丝两端电压,温度升高电阻增大,电阻分得的电压随之增大,电压表示数随温度升高规律变化,因此选择电压表改装最合适 。
【例1】(2026·台湾)延长线可以延长电器的使用距离,并让多个电器能够使用同一个插座。如图显示了延长线外包装上的安全注意事项。其中,“压钮”的功能相当于无熔丝开关。如果超过负荷使用,“压钮”会自动弹起,同时停止供电。待超载现在排除后,再按下“压钮”即可恢复正常的供电状态。那么,在这些注意事项中提到的“超载”情况,最有可能指的是以下哪一种( )
A.流经电器的电流值超过了电器可负荷的最大电流值
B.输入电器的电压值超过了电器可负荷的最大电压值
C.流经延长线的电流值超过了延长线可负荷的最大电流值
D.输入延长线的电压值超过了延长线可负荷的最大电压值
【答案】C
【解析】【解答】A、该选项描述的是电器自身过载,并非延长线的过载保护触发条件,压钮是延长线的保护装置,和电器本身最大电流无关,故 A 错误;
B、家用供电电压稳定,不会出现输入电压超过延长线耐压的情况,压钮不是过压保护装置,故 B 错误;
C、延长线压钮为过流保护开关,当多个用电器同时工作,流经延长线主干的总电流超过延长线允许的最大电流,即为过载,会触发压钮断电,符合题意,故 C 正确;
D、日常市电电压恒定,不会出现输入电压超标,延长线过载和电压无关,故 D 错误;
故答案为:C。
【例2】(2026·镇江中考) 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 S 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
【解析】由实物图可知,串联。闭合开关发光,说明电路是通路,因此故障不是断路,排除 B;如果短路,那么把导线接在两端时,电源短路,两灯都不会发光,与题目现象矛盾,排除 A。
两灯额定电压相同,根据公式,额定电压相等时,电阻越大,额定功率越小。串联电路电流处处相等,实际功率,电阻越小,实际功率越小。题目中闭合开关后不发光、发光,说明的实际功率太小,也就是,由此可得的额定功率大于的额定功率。当导线接在两端时,被短路,电源电压全部加到两端,的实际功率变大,所以发光,和题目的检测现象一致,C 错误,D 正确。故答案为D。
【例3】(2026·济南中考) 将“6V12W”的灯泡L1和“3V3W”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】【解答】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AB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。
【例4】(2026·无锡中考)用如下图所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡电阻,电源电压为3 V。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表、电流表的示数记录在下表中。下列说法正确的是( )
序号
①
②
③
④
⑤
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.20
0.22
0.26
0.30
0.32
A.小灯泡的额定功率为0.6 W
B.电压增加,小灯泡的电阻不变
C.从序号①到⑤的测量过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变化了11 Ω
D.序号⑤的实验中,小灯泡与滑动变阻器电功率之比为
【答案】D
【解析】【解答】A、由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.32A,则小灯泡额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.32A=0.8W,故A错误;B、由序号①得到灯泡的电阻R14Ω,
由序号②得到灯泡的电阻R24.5Ω,
由序号③得到灯泡的电阻R35.8Ω,
由序号④得到灯泡的电阻R46.7Ω,
由序号⑤得到灯泡的电阻R57.8Ω,
所以电压增加,小灯泡的电阻增加,故B错误;
C、序号①中变阻器的阻值R滑112Ω,
序号⑤中变阻器的阻值R滑51.5625Ω,
从序号①到⑤的测量过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变化了
ΔR滑=R滑1﹣R滑5=12Ω﹣1.5625Ω=10.4375Ω,故C错误;
D、序号⑤中变阻器两端的电压U滑=U﹣U5=3V﹣2.5V=0.5V,串联电路中各处的电流相等,由
P=UI得到小灯泡与滑动变阻器电功率之比PL:P滑=ULI:U滑I=UL:U滑=2.5V:0.5V=5:1,故D正确。
故选:D。
【例5】(2026·常州中考)利用一电池块、按键开关,标有“3V3W”字样的灯泡L1和标有“3V4.5W”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】【解答】 先计算两个灯泡电阻,由,,,R1>R2。 灯泡亮度由实际功率决定,L1 更亮,说明 P1实 > P2实。
A:L1 的电阻大于 L2 的电阻,故 A 正确;
B:发光棒两端各一个灯泡,电路只能是串联,串联电路电流处处相等,L1 电流等于 L2 电流,故 B 正确;
C:串联电流相等,R1>R2,由 U=IR,L1 两端电压大于 L2 两端电压,故 C 错误;
D:L1 亮度大于 L2,灯泡亮度由实际功率决定,L1 的功率大于 L2 的功率,故 D 正确。
故选 C。
【例6】(2026·成都)人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯的灯源,实验室通过实验发现,下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时光照强度相同。有关数据如下表:
两种灯
发光原理
额定电压
响应时间
额定功率
LED灯
二极管发光
24 V
10-9 s
12 W
白炽灯
钨丝高温发光
220 V
10-3 s
100 W
请根据以上材料说明,下列说法错误的是( )
A.在发光强度相同的情况下,LED灯不必达到很高的温度就能发光,电能基本上不转化成内能,几乎全部转化为光能,因而发光效率高
B.LED灯额定功率小,消耗的电能肯定比白炽灯少
C.LED灯响应时间短,也就是从开始发光到正常发光所用的时间短
D.LED灯的额定电压较低,即使人体直接接触时,也不会导致触电事故
【答案】B
【解析】【解答】A:LED灯利用二极管发光,属于冷光源,工作时不需要高温,电能主要转化为光能,转化为内能的部分很少,因此发光效率高,说法正确。
B:用电器消耗的电能由电功率和工作时间共同决定,公式为 W=Pt。虽然LED灯的额定功率较小,但如果它的工作时间远长于白炽灯,消耗的电能也可能比白炽灯多,因此“消耗的电能肯定比白炽灯少”说法过于绝对,错误。
C:响应时间是指从开始发光到正常发光所用的时间,响应时间越短,说明灯亮得越快,说法正确。
D:人体安全电压不高于36V,LED灯的额定电压为24V,低于安全电压,人体直接接触一般不会发生触电事故,说法正确。
故答案选 B。
【例7】(2026·遂宁)在调查家用电器的实践活动中,王宇发现他家的电饭锅铭牌中的功率标识已模糊不清。他想通过测量电阻来计算电饭锅正常加热时的功率,于是设计了以下测量方案。
(1)图甲为电饭锅的简化电路,当温控开关和电源开关均闭合时,电饭锅处于 状态选填“加热”或“保温”;
(2)王宇了解到温控开关在以下时为闭合状态。他从家庭实验箱里选择实验电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线。将以上元件与电饭锅电源接口连接,如图乙所示。请用笔画线代替导线,将图乙电路补充完整要求:滑片向右移动时电流表示数变小;
(3)闭合图乙电路开关前应将滑动变阻器滑片调到最 端,保护电路;
(4)闭合图甲电饭锅电源开关和图乙电路开关,开始测量:
第次测量时调节滑动变阻器滑片,电流表指针所在位置如图丙所示, ;再调节滑动变阻器滑片,多次测量得到下表数据。
实验次数
电压
电流
电阻
(5)根据三次测量数据计算, ,该电饭锅接入家庭电路正常加热时的功率为 ;他与老师交流时,老师指出这种方法计算出的电功率与实际值偏差较大。因为没有考虑温度对电阻的影响。
【答案】(1)加热
(2)
(3)右
(4)0.1
(5)40;1210
【解析】【解答】(1) 当温控开关和电源开关均闭合时,电阻R1被短路,只有R2接入电路,总电阻较小,由可知功率较大,故电饭锅处于加热状态。
(2) 要求滑片向右移动时电流表示数变小,即滑动变阻器接入电阻应增大,因此下接线柱应接左端(左下接线柱);将电流表串联在电路中,电压表并联在R2两端(原图已有),补全电路即可。
(3) 闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处,图中滑片在最右端时阻值最大,起到保护电路的作用,故应调到最右端。
(4) 电流表选用 0~0.6A 量程,分度值为 0.02A,指针指在 0.1A 刻度线,读数为 0.1A。
(5) 第一次实验电阻:
三次测量平均值:
电饭锅正常加热时只有R2工作,接入家庭电路电压U = 220V,加热功率:
【例8】(2026·淮安中考)小明想测量标有“2.5 V”字样的小灯泡正常发光时的电阻,电源电压恒为 3 V.
(1)闭合开关前,为保证电路安全,需将滑动变阻器的滑片 P 置于 (选填“A”或“B”)端.
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,移动滑动变阻器的滑片 P,电流表示数始终为零,电压表示数为 3 V,则电路故障可能是 .
(3)排除电路故障后,多次改变小灯泡两端的电压,当观察到 时,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留 1 位小数).
(4)借助于电阻箱与原电路电源,小明设计了如图丙所示的电路继续测量小灯泡正常发光时的电阻,闭合开关,调节 使小灯泡正常发光,读出此时电阻箱接入电路的阻值为 R,则小灯泡正常发光时的电阻R灯 = (用已知量符号表示).
【答案】(1)A
(2)小灯泡断路
(3)电压表示数为 2.5 V;0.3;8.3
(4)电阻箱;5R
【解析】【解答】(1)闭合开关前,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大,即将滑动变阻器的滑片P置于A端。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0,说明电路断路,电压表示数为3V,说明与电压表并联的部分断路,则故障可能是小灯泡断路。
(3)小灯泡的额定电压是2.5V,电压表的示数是2.5V时,小灯泡正常发光。
由图乙可知,电流表的量程0--0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,由欧姆定律
(4)电源电压不变为3V,由图丙可知L与R串联,电压表测R两端电压,则应调节电阻箱使电压表示数为3-2.5=0.5V,此时小灯泡正常发光。
由欧姆定律可知此时电路中的电流, 则小灯泡正常发光时的电阻
故答案为:(1)A; (2)小灯泡断路;(3)电压表示数为 2.5 V;0.3 ;8.3 ;(4)电阻箱 ,5R
【例9】(2026·常州中考)小明测量额定电压为4.5V的灯泡的额定功率(正常发光时其电阻约为8Ω),电源电压恒为6V
(1) 请以笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。(电流表、电压表应选择合适的量程)
(2) 正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (A/B)端
(3) 闭合开关S,发现灯泡L不亮,电流表无示数,电压表有示数,故障原因可能是
(4) 排除故障后继续实验,调节滑动变阻器的滑片P直至电压表示数为 V时,灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,灯泡的额定电流为 A,额定功率是 W
(5) 要将该灯泡与6V电源连接成发光电路,为使灯泡正常发光,需将该灯泡与阻值为 Ω的定值电阻 联
【答案】(1)
(2)B
(3)灯泡L断路
(4)4.5;0.5;2.25
(5)3;串
【解析】【解答】(1) 电压表选 0~15V 量程,并联在灯泡两端;电流表选 0~0.6A 量程,串联接入电路;滑动变阻器一上一下接线,串联在电路中。电流从电源正极出发,依次经过开关、滑动变阻器、灯泡、电流表,回到电源负极。
(2) 闭合开关前,滑动变阻器滑片调到最大阻值处。本图滑动变阻器接 A 端下接线柱,滑片移到 B 端时接入电阻丝最长,电阻最大,起到保护电路的作用。
(3) 灯泡不亮、电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表两端到电源通路,故障是灯泡断路,此时电压表串联接在电源两端,测电源电压。
(4) 灯泡额定电压 4.5V,调节滑片使电压表示数等于 4.5V,灯泡正常发光。电流表选用 0~0.6A 量程,分度值 0.02A,读数 0.5A。额定功率 P=UI=4.5V×0.5A=2.25W。
(5) 电源电压 6V,灯泡额定电压 4.5V,串联电阻分压,分担电压 UR=6V-4.5V=1.5V。串联电流相等,I=0.5A,定值电阻 R=UR/I=1.5V/0.5A=3Ω。需要串联一个定值电阻分压。
【例10】(2026·兰州中考)一只小灯泡额定电流“0.25 A”,电源电压,需测量该小灯泡的额定功率,实验如下:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路补画完整,要求滑动变阻器的滑动头向右移动时灯泡变亮;
(2)电路连接完整。闭合开关后移动滑动变阻器的滑动头,发现小灯泡不亮,电流表示数始终为零,电压表示数接近3 V且保持不变,故障可能是____(选填字母);
A.电流表处断路 B.小灯泡短路
C.小灯泡的灯座接触不良 D.电压表正、负接线柱接反了
(3)排除故障后,正确连接电路。闭合开关,移动滑动变阻器的滑动头,改变电路电流并读出对应电压值,绘制出图乙的曲线。小灯泡的额定功率是 ;通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,原因是灯丝电阻受 的影响。
(4)实验拓展:利用图丙电路,测出了额定电流为的小灯泡的额定功率。步骤如下:①开关闭合,连接,移动滑动变阻器的滑动头,使电流表示数为;②开关改接,滑动变阻器滑动头的位置 (选填“左移”、“右移”或“不动”),调节电阻箱阻值,使电流表示数仍为,读出电阻箱的示数为;③小灯泡的额定功率表达式: (用字母表示)。
【答案】(1)
(2)C
(3)0.625;温度
(4)不动;
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的滑动头向右移动时灯泡变亮,说明电路电流变大,滑动变阻器接入电阻变小,应接 B 接线柱。导线从滑动变阻器 B 接线柱连接到灯泡右侧接线柱,如下图所示:
(2)电流表示数为零,电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表两端连通电源,故障为小灯泡断路,也就是灯座接触不良,故选 C。
故答案为:C;
(3)额定电流,由 U-I 图像读出此时电压,额定功率;灯丝电阻随温度升高而增大,所以电流与电压不成正比。
故答案为:;温度;
(4)这是等效替代法,保持滑动变阻器滑片位置不动,使电流仍为,此时电阻箱阻值等于灯泡正常发光电阻;额定功率。
故答案为:不动;;
【例11】(2026九下·福建中考)项目式学习小组用电热器进行蒸馏实验,发现升温缓慢,需重新设计加热装置。
(1)任务一:测量原电热器工作时的电功率
①将原电热器的发热电阻R0接入如图甲所示的电路中,用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:滑片P 向右移动时,电路中的电流变大 。
②闭合开关,移动滑片P直至电压表示数等于电热器的额定电压5 V,此时电流表示数如图乙所示,为 A,则功率为 W。
(2)任务二:选择一款发热电阻,设计加热更快且温度能保持在 附近的加热装置
实验室现有两款发热电阻R1和 阻值R随温度t变化的关系如图丙所示,其中一款电阻具有恒温功能且在 时工作电流为0.5 A。
可选实验器材有:
A.电源(0~24V可选)一个
B.发热电阻R1两个
C.发热电阻R2两个
D.开关一个、导线若干
加热装置设计方案
①器材选择: 电阻 (填“R1”或“R2”)、电源、开关、导线。
②电路设计:
(在答题卡的方框内作图)
③工作参数: 电源电压 V,0~60℃加热功率范围 W。
【答案】(1);1.20;6
(2)R1;;8;8--16
【解析】【解答】(1)①滑动变阻器滑片P向右移动电流变大,说明接入电路电阻变小,因此滑动变阻器需接右下接线柱,导线从变阻器右下接线柱连至电阻右端,电压表并联在两端、选用0~15V量程,完整电路连线如题目给出的电路图所示:②电流表选用0~3A量程,分度值0.1A,指针指向第12小格,读数为1.20A。
③已知额定电压,电流,由电功率公式,代入得。
故答案为:;1.20;6;
(2)①器材选择:选,由图像可知温度超过60℃时阻值急剧增大,电路电流快速减小,发热功率下降,可自动维持温度在60℃附近,具备恒温功能;阻值随温度升高持续减小,会持续升温,无恒温效果。
②电路设计:将两个并联,电源、开关置于干路,两支路各接一个,并联电路总功率更大,升温速度更快,如图所示:;
③工作参数:60℃时单个阻值,工作电流,由得电源电压。
④功率范围:0℃时单只,单支功率,两支并联总功率约;60℃时单只功率,两支并联总功率;题目标准答案区间为8~16W,代表并联双电阻在全程的功率变化区间。
故答案为:R1;;8;8--16;
⚡基础速刷
1.教室的灯管正常发光时两端电压为 V;多开一盏灯,教室电路的总功率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】220;变大
【解析】【解答】(1)根据生活经验可知,教室的灯管正常发光时两端电压为220V;
(2)教室内电路的总功率等于所有用电器的电功率之和,则 多开一盏灯时,教室电路的总功率将变大。
2.(2026九上·宁明期末)灯泡L1(规格为“12V 12W”)、L2(规格为“12V 6W”)串联在12V电压下,它们的实际功率P1 (填“>”或“<”)P2,此时它们的实际功率之比为 。(假设灯丝电阻不变)
【答案】<;1∶2
【解析】【解答】已知:L1“12V 12W”,L2“12V 6W”,两灯串联,灯丝电阻不变。
先利用公式求两灯电阻:,,得到 R1:R2=1:2。
串联电路电流处处相等,I1=I2=I,实际功率公式:P=I2R
电流相同时,功率与电阻成正比:,所以,实际功率之比为1:2。
故答案为:<;1∶2。
3.标有“PZ220 60”字样的白炽灯的正常工作电压为 V。额定功率为11 W的节能灯与该白炽灯均正常发光时亮度相当,各自正常工作10h,节能灯少消耗 kW·h的电能。
【答案】220;0.49
【解析】【解答】 (1)根据“ PZ220 60 ”可知,这个白炽灯正常工作电压为220V;
(2) 额定功率为11 W的节能灯与该白炽灯均正常发光时亮度相当,各自正常工作10h, 节能灯少消耗电能W=Pt=(0.06kW-0.011kW)×10h=0.49kW•h。
4.某款电冰箱的铭牌如图甲所示,其正常工作时的电流为 A,电阻为 Ω,将其插头插在电力检测仪中,如图乙所示,其显示当前用电器两端的电压为110 V,则电冰箱的实际功率为
W。若将电冰箱的设定温度调低,则电冰箱每天的耗电量会 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】;440;;增大
【解析】【解答】电冰箱额定电压,额定功率。正常工作电流:。电冰箱工作电阻:。
实际电压,电阻不变,。
设定温度调低,冰箱需要制冷的温差变大,压缩机工作时间变长,每天耗电量增大。
故答案为:;440;;增大;
5.如图所示的电路中,电源电压为3V且不变,灯 上标有“3V 3W”的字样,灯L2上标有“3V 1.5W”的字样。若使灯L1、L2都正常发光,需闭合开关 ,此时,灯 较亮。(不考虑灯丝电阻的变化)
【答案】、S2;L1
【解析】【解答】由题知,电源电压3V不变,灯L1标有“3V 3W”字样,灯L2“3V 1.5W”标有字样,则两灯的额定电压相等且等于电源电压,灯泡在额定电压下正常发光,若使L1、L2都正常发光,则两灯泡两端的电压都应为3V,由并联电路的电压规律可知,应将两灯泡并联连接,则由图可知应闭合开关S1和S2,断开开关S3;
此时两灯泡正常发光,灯L1的实际功率为3W,灯L2的实际功率为1.5W,由于实际功率越大,灯泡的亮度越大,可知此时灯L1较亮。
故答案为:、S2;L1。
6.在如图甲所示的电路中,电源电压为15 V,小灯泡L 的额定电压为 12 V,通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系如图乙所示。调节滑动变阻器R,使小灯泡L两端的电压为 6 V,此时小灯泡L 的实际功率为 W,小灯泡L的额定功率为 W。
【答案】1.2;3.6
【解析】【解答】当由图像可知,当小灯泡两端电压为6V时,电流为0.2A,小灯泡的实际功率为:
P实=U实I实=6V×0.2A=1.2W;
由图像可知,小灯泡L的额定电压为12V,小灯泡的额定电流是0.3A,由P=UI可得,小灯泡L的额定功率为:
P额=U额I额=12V×0.3A=3.6W。
故答案为:1.2;3.6。
7.图是白炽灯与 LED 灯正常工作时,将电能转化为光能和内能的比例的饼状图。由图可知 LED 灯的发光效率(电能转化为光能的效率)比白炽灯的 (选填“高”或“低”);4 W 的 LED 灯和 40 W 的白炽灯正常发光时, (选填“白炽灯”或“LED 灯”)的亮度更大。
【答案】高;白炽灯
【解析】【解答】据图可知,LED灯的发光效率为90%,白炽灯发光效率为20%,即LED灯的发光效率比白炽灯高;
4W的LED灯正常发光转化后的功率为:
P1=4W×90%=3.6W;
40W的白炽灯正常发光转化后的功率为:
P2=40W×20%=8W
由于P1<P2,所以白炽灯的亮度更大。
故答案为:高;白炽灯。
8.将标有“220 V 100 W”字样的灯泡接在 110 V 的电源两端时,该灯泡的额定功率是 W,灯丝的电阻是 Ω,灯泡的实际功率是 W。(假设灯丝电阻不变)
【答案】100;484;25
【解析】【解答】 灯泡标有“220V 100W”,表示额定电压U额 =220V,额定功率P额 =100W。
根据可得灯丝的电阻为:
。
当灯泡接入110V电路时,灯丝电阻不变,仍为R=484Ω,实际电压U实=110V,灯泡的实际功率:
。
故答案为:100;484;25。
9.小明需购买不同亮度的节能灯,他应参考铭牌的 (选填“电压”或“电功率”)参数;甲灯“220V,5W”和乙灯“220V,20W”均正常发光, 灯更亮,正常工作相同时间, 灯消耗电能更多。
【答案】电功率;乙;乙
【解析】【解答】灯泡的亮度由实际电功率决定,电功率越大,单位时间内转化的光能越多,灯就越亮。所以购买不同亮度的节能灯时,需要参考铭牌上的电功率参数。
甲灯的额定功率为5W,乙灯为20W。在正常发光时,实际功率等于额定功率。因为20W>5W,所以乙灯更亮。
根据电能计算公式W=Pt,在正常工作时间t相同的情况下,电功率P越大,消耗的电能W越多。乙灯的功率更大,所以相同时间内消耗的电能更多。
故答案为:电功率;乙;乙。
10. 在“小灯泡的电功率随电压变化”的实验中,小华正确连接了图所示的电路图,闭合开关,小华发现小灯泡不发光,但电流表、电压表均有示数,其原因可能是 。
【答案】滑动变阻器接入电路的电阻过大,导致电路中电流过小,灯泡的实际功率过小
【解析】【解答】由图可知,电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量小灯泡两端的电压。闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路;电压表有示数,说明小灯泡两端存在电压, 小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器接入电路的电阻过大,导致电路中电流过小,灯泡的实际功率过小。
故答案为:滑动变阻器接入电路的电阻过大,导致电路中电流过小,灯泡的实际功率过小。
11.甲灯标有“220V 40W”,乙灯标有“220V 100W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响),若两灯的灯丝是用长度相同的钨丝制成,则灯丝较粗的是 灯,若两灯都正常发光时 灯较亮,若把两灯串联接在220V的电路中, 灯较亮(三空均选填“甲”或“乙”)。
【答案】乙;乙;甲
【解析】【解答】由于电阻的大小与材料,粗细,长度有关,材料相同,长度相同的电阻丝,越粗的电阻越小。根据电功率公式可知,两个灯泡的额定电压相等,乙灯的额定功率大,电阻小,因此乙灯的灯丝更粗;当灯泡正常发光时,灯泡的实际功率等于额定功率,乙灯的额定功率比甲灯更大,所以正常发光时乙灯更亮;
如果两灯串联,各处电流相等,根据电功率公式,甲灯的电阻更大,灯泡的实际功率越大,所以甲灯更亮。
故第一空答案为:乙;第二空答案为:乙;第三空答案为:甲。
12.如图所示,灯泡 L1 标有“2 . 5 V 0. 3 A”的字样,灯泡 L2 标有“6 V 0 . 15 A”的字样,连接成串联电路,电源电压可逐渐调节。闭合开关 S,使电源电压从 0 V 逐渐增加,此过程中,首先正常发光的灯泡是 ,此时通过另一灯泡的电流是 A 。(忽略灯泡电阻随温度的变化)
【答案】L2;0.15
【解析】【解答】串联电路中电流处处相等,灯泡 L1的额定电流为 0.3A,L2的额定电流为 0.15A,电路中的电流不能超过两个灯泡中较小的额定电流,因此随着电源电压增加,电流先达到 L2的额定电流,L2会首先正常发光;此时电路电流为 0.15A,由于串联电路电流处处相等,通过 L1的电流也为 0.15A。
故第一空为 L2,第二空为 0.15。
13.(2026·南充模拟)某电能表的表盘上标有“1600imp/(kW·h)”的字样,将铭牌上标有“220V,1210W”字样的电热水器接在家庭电路中,只让它单独工作6min,这段时间内电能表的指示灯闪烁了160次,该电路的实际电压为 V,若这些电能的84%全部被水吸收,可使3.6kg的水从20℃升高到 ℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】200;40
【解析】【解答】根据电能表指示灯闪烁次数,计算消耗的电能为
计算电热水器的实际功率为:,
根据电热水器规格,计算电阻大小为:
则实际电压为:
因电能的84%被水吸收,则水吸收的热量为:
根据公式可得:
所以,可使3.6kg的水从20℃升高到40℃。
14.(2026九上·梧州期末)两盏白炽灯,甲灯标有“PZ220V-40W”,乙灯标有“PZ220V-100W”,若两灯正常发光,则是 (“甲”或“乙”)更亮,若串联在220V电路中, (“甲”或“乙”)更亮。
【答案】乙;甲
【解析】【解答】当两盏白炽灯在额定电压下正常工作时,它们的实际功率等于各自的额定功率。由于乙灯的额定功率(100W)高于甲灯(40W),因此乙灯发光更亮。当两灯串联接入220V电路时,亮度由实际功率决定。根据电阻计算公式:,计算得: 甲灯电阻:,乙灯电阻:,在串联电路中,通过两灯的电流相同,根据功率公式可知,电阻较大的甲灯实际功率更大,因此甲灯更亮。
15.(2026·龙岗期末)小明想测量出家中电取暖器的实际功率,于是他关闭了家里其他的用电器,只将电取暖器接入电路。如图是小明家的电能表,当电取暖器以最大挡位持续工作3min,电能表的转盘转过了300r。
(1)3min后电能表示数变为
(2)则此电取暖器实际功率为 W。
(3)测量过程中小明发现电取暖器的发热管热得发红,而与其串联的电源线却不热,请解释此现象: 。
【答案】(1)1426.2(2)2000
(3)发热管与电源线串联,通过的电流相等,但发热管的电阻远大于电源线的电阻。根据焦耳定律Q=I2Rt,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,因此发热管热得发红,而电源线却不热
【解析】【解答】 解:(1)电能表的最后一位是小数,单位是kW•h,电能表初始示数为1426.1kW•h。
3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转动3000r,转盘转300r时电取暖器消耗的电能:,
3min后电能表示数为:1426.1kW•h+0.1kW•h=1426.2kW•h;
(2)时间t=3min=0.05h,电取暖器实际功率:;
(3)发热管与电源线串联,通过的电流相等,但发热管的电阻远大于电源线的电阻。根据焦耳定律Q=I2Rt,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,因此发热管热得发红,而电源线却不热。
故答案为:(1)1426.2 ; (2)2000;(3)发热管与电源线串联,通过的电流相等,但发热管的电阻远大于电源线的电阻。根据焦耳定律Q=I2Rt,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,因此发热管热得发红,而电源线却不热。
16.(2026九下·盐亭开学考)灯泡发光的亮度取决于( )
A.灯泡的额定电压 B.灯泡的额定功率
C.灯泡的实际功率 D.电流通过灯丝时所做的功
【答案】C
【解析】【解答】A、额定电压是灯泡正常工作的标准电压,不会直接决定灯泡发光亮度,故A错误。
B、额定功率是灯泡在额定电压下的固定功率,仅代表灯泡的规格,实际电压变化时亮度会改变,故B错误。
C、实际功率表示单位时间内灯泡消耗的电能,实际功率越大,相同时间转化的光能越多,灯泡越亮,亮度由实际功率直接决定,故C正确。
D、电功是电流做功的总量,和通电时间、功率都有关,无法单独体现灯泡即时发光亮度,故D错误。
故答案为:C。
17.用电高峰期,家庭电路的电压会比220 V 稍微低一些。一只标有“220 V 275 W”字样的浴室取暖灯,它在用电高峰期工作与在其他时段工作相比( )
A.额定电压减小、额定功率减小 B.发光亮度增大、实际功率减小
C.发光亮度减小、实际功率减小 D.实际电压减小、额定功率增大
【答案】C
【解析】【解答】 A、额定电压与额定功率是取暖灯自身的参数,不会随外界电压变化,故A错误;
BC、用电高峰时,家中的电压会比220V稍微低一些,其实际功率减小,小于额定功率275W,发光亮度减小,故B错误,C正确;
D、额定功率是定值,不会增大,故D错误。
故选:C。
18.(2022九上·柳州期末)某同学做了一个如图所示的“魔法火焰”实验:加热铅笔芯时,小灯泡慢慢亮了起来!下列有关判断正确的是( )
A.电源电压变大 B.铅笔芯电阻变大
C.电路中电流变大 D.小灯泡功率变小
【答案】C
【解析】【解答】A、电源为干电池,电源电压保持不变(电池损耗时电压会减小,不会变大),故A错误;
B、小灯泡变亮,电路电流变大,电源电压不变,由可知总电阻减小,铅笔芯电阻变小,故B错误;
C、小灯泡慢慢变亮,说明灯泡实际功率变大,灯泡电阻不变,由可知电路中电流变大,故C正确;
D、灯泡亮度由实际功率决定,灯泡变亮,说明小灯泡实际功率变大,故D错误;
故答案为:C。
19.(2025九上·衡阳期末)如图是“测定小灯泡的电功率”实验电路的实物图。小灯泡上标有“3.8V,0.3A”,请用笔画线代替导线,完成实物图的连接。
【答案】
【解析】【解答】解:由“3.8V,0.3A”可知,灯泡的额定电压为3.8V,额定电流为0.3A,
则与灯泡并联的电压表的量程选0~15V,与灯泡串联的电流表的量程为0~0.6A,
改变灯泡两端电压和保护电路的滑动变阻器的右下方接线柱与灯泡串联,如下图所示:
;
20.如图甲所示是“测量小灯泡额定功率”实验的实物电路图,请在虚线框乙中画出对应的电路图。
【答案】
【解析】【解答】 解:由实物图知,滑动变阻器、灯泡、电流表、开关依次串联在电源两极上,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示:
🚀能力跃升
1.如图所示,闭合开关,发现灯 L1 比灯L2亮。下列关于两灯的电压、电流、电阻和实际功率的判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】【解答】A、由图可知两灯串联,灯的亮度由实际功率决定,比亮,则,串联电路电流处处相等,根据,可得两端电压更大,即,故 A 正确;
B、两灯串联,串联电路各处电流相等,因此,故 B 错误;
C、电路电流相等,,由可知,,故 C 错误;
D、灯泡亮度取决于实际功率,比亮,说明,故 D 错误;
故答案为:A。
2.(2026·深圳模拟)如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。将标有“4V8W”的小灯泡L1接在a,b两点间时,小灯泡恰好正常发光;若换一个标有“4V4W”灯泡L2接在a,b两点间,关于L2是否正常发光及使其正常发光措施正确的是( )
A.比正常发光亮,需更换更大的R B.刚好正常发光
C.比正常发光暗,需更换更小的R D.以上说法均不正确
【答案】A
【解析】【解答】根据电功率的计算公式计算可知,R1<R2;结合欧姆定律计算可知,更换灯泡L2电路电阻增加,结合串联分压可知L2电压增加,电阻减小,同理计算可知,R2的实际功率增加,亮度更亮,所以要想L2正常发光,需要更换更大电阻R,减小L2的分压,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.(2024九上·成都月考)将灯L1接在电压为6V的电路中,功率为6W,若保持电路电压不变,再在电路中连入电灯L2,其灯泡上标示的数字如图所示,使电路的总功率为9W,在下图所示的电路中,连接正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】由于电源电压保持不变,根据电路功率规律,要让电路总功率变大,就需要增大电路的总电流,也就是要降低电路的总电阻。因此将第二只灯泡串联接入电路的方法是错误的,选项A和D错误。
要满足“只有一只灯泡发光”且总功率为6W的要求,需要将另一盏灯泡并联接入电路,接入的灯泡额定电压要和电源电压相等,额定功率为3W,故B正确,C错误。
故选B。
4已知图中R0=10Ω,只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表V1的示数为6V;如果只闭合S2,当滑动变阻器滑片向右移动,电压表V2的示数为3V时,小灯泡正常发光,电压表V1的示数为4.5V,则灯泡的额定电压为 V,额定功率为 W。
【答案】1.5;0.45
【解析】【解答】 解:只闭合S2时,小灯泡、变阻器R和电阻R0串联;
只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路为电阻R0的简单电路,电压表测量电源电压,所以电源电压为6V;
只闭合S2时,小灯泡、变阻器R和电阻R0串联,电压表V1测量R和R0两端的电压,电压表V2测量R和小灯泡两端的电压;
当电压表V2的示数为3V时,小灯泡正常发光,电压表V1的示数为4.5V,则灯泡的额定电压为:UL=U-UV 1=6V-4.5V=1.5V,
根据串联电路电压的规律知,
此时滑动变阻器的电压为:UR=UV 2-UL=3V-1.5V=1.5V,
此时R0两端的电压为:U0=UV 1-UR=4.5V-1.5V=3V,
则此时通过R0的电流为:,
根据串联电路电流的规律知,
灯泡的额定电流为:IL=I0=0.3A,
所以小灯泡的额定功率为:PL=ULIL=1.5V×0.3A=0.45W。
故答案为:1.5;0.45。
5.小明将标有“3V 3W”和“3V 1.5W”的两个不同规格小灯泡串联接入电源,闭合开关后观察到小灯泡 (选填“”或“”)更亮;某光伏发电站一台光伏逆变器正常工作时,输出电压为220V,输出电流恒定为50A,该逆变器连续工作5小时的总发电量为 。
【答案】;
【解析】【解答】(1)根据“3V 3W”可知,小灯泡的电阻为;
根据“3V 1.5W”可知,小灯泡的电阻为;
当二者串联时,通过小灯泡的实际电流相等,
由可知,的实际功率大于的实际功率,
即闭合开关后观察到小灯泡更亮。
(2)根据题意可知,该逆变器工作的功率;
该逆变器连续工作5小时的总发电量为。
6.一个标有“6V 3W“的小灯泡,正常发光时的电流是 A;将它接在9V的电源上,为让灯泡正常发光,应该给它串联一个 Ω的电阻:若小灯泡两端的实际电压是3V,则小灯泡的实际功率是 W.
【答案】0.5;6;0.75
【解析】【解答】 解:灯泡正常发光时电压UL=6V,功率PL=3W,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电阻R两端的电压:UR=U总-UL=9V-6V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得,灯泡L正常发光时的电流:,
由可得,电阻R的阻值:;
灯泡的电阻:,
小灯泡两端的实际电压是3V时的实际功率:。
故答案为:0.5;6;0.75。
7.灯泡上标着“PZ220V 40W”的字样,表明这个灯泡的额定电压是 V,额定功率是 W,正常发光时电阻是 Ω,将该灯泡接到110V电路中,灯的实际功率为 W。
【答案】220;40;1210;10
【解析】【解答】 解:(1)根据铭牌的含义,“220”表示该灯泡的额定电压为220V;40表示额定功率为40W;
(2)已知灯泡的额定电压是220V,额定功率是40W,
灯泡的电阻值:;
电阻是导体本身的一种性质,与导体两端电压无关,因此接入实际电压为110V的电路中,其电阻仍为1210Ω;
则。
故答案为:220;40;1210Ω;10W。
8.灯L1、L2的规格分别为“6 V 6 W”和“3 V 6 W”。如图所示,将灯 L1和L2分别以甲、乙两种方式连接在电路中,忽略灯丝电阻变化,请回答下列问题。
(1) 【灯泡亮度问题】
灯泡的电阻:灯L1 的电阻为 Ω,灯L2的电阻为 Ω。
(2)①串联用P=l2R比较实际功率:甲电路中,通过两灯的电流 (选填“相等”或“不相等”),灯 (选填“L1”或“L2”)的实际功率较大,亮度较亮。
②并联用 比较实际功率:乙电路中,灯 (选填“L1”或“L2”)的实际功率较大,亮度较亮。
(3)【灯泡安全问题】
①串联比较额定电流:灯L1 的额定电流为 A,灯 的额定电流为 A;在保证电路安全的前提下,甲电路中允许通过的最大电流为 A。
②并联比较额定电压:在保证电路安全的前提下,乙电路中电源两端的最大电压为 V,此时干路中的电流为 A。
【答案】(1);1.5
(2)相等;L1;L2
(3)1;2;1;3;2.5
【解析】【解答】(1) 规格:“”,;规格:“”,。
(2)①甲为串联电路,串联电路各处电流相等; 由,相同,,则,灯实际功率较大,亮度较亮;
②乙为并联电路,并联各支路电压相等; 由,相同,,则,灯实际功率较大,亮度较亮。
(3)①; ; 串联电路电流相同,为保证安全,最大电流取较小额定电流,故甲电路允许通过最大电流为。
②并联电路各支路电压相等,电源最大电压取两灯额定电压的较小值,;
此时正常发光,; 支路电流;
干路总电流。
9.(2025九上·湘桥期末)图甲是某款鸡蛋孵化器,底部装有加热器。通电后,加热器对水加热,水向上方鸡蛋传递热量,提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙,、都是发热电阻,当电路只闭合开关时,为保温档;当同时闭合开关、时,为加热档。孵化器相关参数如下表所示。求:
额定电压
额定功率
加热档
保温档
(1)孵化器在保温档正常工作时的电流;
(2)孵化器的电阻;
(3)孵化器在加热档正常工作,电流所做的功。
【答案】(1)解:由题意和电路图可知,只闭合开关S时,电路为R2的简单电路,孵化器处于保温档,根据可知,孵化器在保温档正常工作时的电流为。
(2)解:由题意和电路图可知,只闭合开关S时,电路为R2的简单电路,孵化器处于保温档;当同时闭合开关S、S1时,两电阻并联,孵化器处于加热档;因为孵化器处于加热档时的总功率等于各电阻消耗电功率之和,且两种状态下R2消耗的功率不变,所以孵化器处于加热档时R1的电功率为
根据可知,孵化器R1的电阻为。
(3)解:孵化器在加热档正常工作5min,电流所做的功为。
10.(2026九上·海淀期末)图甲是小明家的多功能电煮锅,其内部简化电路如图乙所示, 为阻值一定的电热丝、通过控制开关S1、S2和S3的断开或闭合状态(其中S1和S2不能同时闭合),可以让电煮锅在不同挡位工作,该电煮锅铭牌中的部分参数如下表所示。
×× 牌电煮锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
中温挡
400W
高温挡
1280W
(1)电煮锅在中温挡工作时,若开关 断开,则开关S1和S3应分别处于什么状态?
(2)求电煮锅在高温挡正常工作15 min所消耗的电能。
(3)求电煮锅低温挡的额定功率。
【答案】(1)解:由图乙可知,只闭合开关S2时,两个电阻串联,总电阻最大,根据可知,总功率最小,电煮锅处于低温挡;开关S1、S3都闭合,2断开时,两个电阻并联,总电阻最小;根据可知,总功率最大,电煮锅在高温挡;开关S2、S3闭合、S1断开时,R2短路,电路中只有R1,总电阻居中,根据可知,总功率居中,电煮锅在中温挡。答:S1、S3都闭合。
(2)解:已知高温挡功率P高=1280W,时间t=15min=900s,高温挡正常工作15min消耗的电能为:。
答:高温挡正常工作15min消耗的电能为1.152×106J。
(3)解:中温挡只有R1工作,根据可得R1的阻值为:;
高温挡时R1与R2并联,总功率P高=P1+P2,则R2的功率为:
P2=P高-P中=1280W-400W=880W;
根据可得R2的阻值为:;
低温挡时R1与R2串联,串联电路总电阻为:R串=R1+R2=55Ω+121Ω=176Ω;
低温挡的额定功率为:。
答:低温挡的额定功率为275W。
11.(2025·云南) 同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行 ;
(2)同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到 两点之间;更正错误后,将滑动变阻器的滑片置于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表 (选填“有”或“无”)示数。排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,继续调节滑动变阻器,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表,表中a处的数据为 ;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
1
a
0.30
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为 W,小灯泡的实际功率越 ,小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是 (选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)调零
(2)B、E;右
(3)有;2.5
(4)0.75;大;错误
【解析】【解答】(1)由图甲可知,使用前,电流表的指针没有对准零刻度线,故应对电流表进行调零;
(2)测量小灯泡的电功率时,小灯泡应串联在电路中,电压表并联在小灯泡两端,测小灯泡两端的电压。图乙中,小灯泡和电压表被短路,应将A、E两点间的导线,改接到B、E两点之间;
实验中,为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即最右端;
(3)若小灯泡灯丝断了,则电压表直接并联在电源两端,测量电源电压,故电压表有示数。小灯泡正常发光时的电压为其额定电压,故表中a处的数据应为其额定电压2.5V。
(4)在额定电压下的消耗的功率为额定功率,由表格中数据可知,小灯泡的额定功率为
由表格中数据可知,灯泡两端电压越大,电流越大,小灯泡的实际功率越大,小灯泡就越亮。用电器在不同电压下对应的实际功率不同,故通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是错误的。
🌟思维挑战
1.如图所示,将标有“6 V 6 W”字样的灯L1和标有“12 V 6 W”字样的灯L2按甲、乙两种方式接入电路中,不考虑灯丝电阻的变化,在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.按甲方式接入电路时,灯L2一定比灯L1亮
B.按甲方式接入电路时,电源电压最大为12 V
C.按乙方式接入电路时,灯L1、L2的亮度相同
D.按乙方式接入电路时,电路中的最大电流为0.5A
【答案】D
【解析】【解答】A、甲图两灯并联,由,算出,;并联电压相等,根据,电阻越小实际功率越大,故实际功率更大,更亮,故 A 错误;
B、甲为并联电路,为保证电路安全,电源电压不能超过两灯额定电压的较小值,所以电源电压最大只能为,故 B 错误;
C、乙图两灯串联,串联电路电流处处相等,两灯电阻不同,由,两灯实际功率不相等,亮度不同,故 C 错误;
D、两灯额定电流:,;串联时电路最大电流不能超过小的额定电流,所以最大电流为,故 D 正确;
故答案为:D。
2.(2025九下·开学考)“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择“2.5V”规格的小灯泡,实验中得到的U-I图像如图乙。下列说法不正确的是( )
A.调节滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的
B.小灯泡的额定功率为0.75W,正常发光时电阻为8.3Ω
C.实验中发现小灯泡无法调到额定电压,一定是因为电源电压过小
D.用图甲的电路,通过更换灯泡L的方法,能完成探究“电功率与电流的关系”
【答案】C
【解析】【解答】A. 调节滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的,因为灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮,故A正确,不符合题意;
B.根据乙图可知,当灯泡电压为额定电压2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.3A,
则小灯泡的额定功率为;正常发光时电阻为;
故B正确,不符合题意;
C.实验中,无法使灯泡两端电压调到额定电压2.5V,可能是电源电压过大。由于变阻器的最大阻值过小,无法分去足够的电压,从而使灯的电压也高于2.5V,故C错误,符合题意;
D.根据控制变量法的要求可知,探究“电功率与电流的关系”时,应该控制电压相同,只改变电流。可换用不同灯泡且保持电压不变,观察小灯泡的亮度来比较电功率,从而得到电功率与电流的关系,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.(2026·成华模拟) 如图所示,是电学中常见的电路图,在 A 、B 两点间分别接入元件,并进行对应实验。关于不同实验的描述中,正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系———改变接入 A 、B 间电阻大小和电压大小
B.探究电流与电压的关系———A 、B 间接入小灯泡再使其两端电压改变
C.测量未知电阻阻值———滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流
D.测量小灯泡的电功率———需多次测量求平均值,减小误差
【答案】C
【解析】【解答】A、探究电流与电阻的关系,需要控制电阻两端电压不变,改变电阻大小,故A错误;
B、探究电流与电压关系,需要改变电阻两端的电压,但不一定成倍数变化,电压的取值可以任意,最终得出电流和电压关系,故B错误;
C、测量电阻的阻值,应该多次改变电阻的电压和通过的电流,多次测量求平均值,故C正确;
D、小灯泡电阻随着温度的变化而变化,测量小灯泡的电功率时,只要一组正常发光的数据,不能多次测量求平均值,故D错误。
故选C。
4.(2026·东莞模拟)如图所示,电源电压不变,定值电阻的阻值R1<R2。闭合开关S1,将S2接1,小灯泡正常发光,当S2由1接2时(忽略灯丝电阻变化),下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,小灯泡发光变亮
B.电压表示数变小,小灯泡发光变暗
C.电压表示数变大,小灯泡发光变暗
D.电压表示数变小,小灯泡发光变亮
【答案】C
【解析】【解答】闭合开关S1,将S2拨到1时,小灯泡与定值电阻R1串联,此时小灯泡正常发光,小灯泡两端电压等于其额定电压;保持开关S1闭合,将S2从1改接至2时(不考虑灯丝电阻随电压改变),小灯泡改为和定值电阻R2串联,已知定值电阻的阻值满足关系
根据串联电路的分压特点,定值电阻R2两端的电压会比R1原来分得的电压更大,因此电压表示数变大;再根据串联电路总电压等于各部分电压之和,可得出小灯泡两端的电压会变小,实际电压低于小灯泡的额定电压,小灯泡的实际功率也小于额定功率,因此小灯泡亮度会变暗。综上分析,C正确,ABD错误。
故选C。
5.(2025·哈尔滨)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)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。
(2)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。请在虚线框中画出灯泡正常发光时的电路图 。
【答案】(1)3;6
(2)电压表示数为12V;48;
【解析】【解答】(1)据图可知,电流表量程为0-3A,所以示数为3A,电压表量程为0-15V,所以示数为6V;
(2)灯泡的额定电压为12V,所以灯泡正常发光可以看电压表的示数是否为12V,闭合开关,灯泡两端电压为6V,变阻器电阻为6Ω,电流为3A,所以电源电压为U=6V+3A×6Ω=24V,当灯泡电压为12V,变阻器电压为12V,电路电流I=,所以灯泡电功率P=UI=12V×4A=48W,变阻器和灯泡此时串联,据此作图:
6.小华家买了一个家用电吹风,如图甲所示,其简化电路如图乙所示,其中“选择开关”是可旋转的扇形金属片,请根据主要技术参数(如表)解答如下问题。(不考虑温度对电阻丝电阻的影响,计算结果保留一位小数)
额定功率
热风:1 000 W
冷风:120 W
额定电压
220 V
(1)当吹冷风时,电吹风正常工作5 min 消耗的电能是多少?
(2)当选择开关置于何处(用图中的两个字母表示)时,电吹风吹热风?此时电路中的总电流是多大?
(3)当电路供电电压为200 V时,电吹风电热丝的实际功率多大?
【答案】(1)吹冷风时,正常工作t=5m in=300s,
消耗的电能
(2)由题图乙可知,当开关置于 AB 位置时,电热丝与电动机并联接入电路,电吹风吹热风,此时功率最大,此时电路中的总电流
(3)电热丝的额定功率
,
由 得,电热丝的电阻
则电热丝的实际功率 。
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15.3 用电器的正确使用
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 额定电压与额定功率
考点02 测量小灯泡的电功率
03 避坑指南·解题通法
角度01 额定功率与实际功率辨析
角度02 实际功率的计算
角度03 测量小灯泡电功率的实验
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.结合实例说出用电器铭牌上额定电压、额定功率的含义;
2.能区分额定电压与实际电压、额定电流与实际电流、额定功率与实际功率;
3.会测量小灯泡的电功率,知道灯泡亮度取决于实际功率。
1.通过观察灯泡亮度变化,理解额定值与实际值的关系;
2.用伏安法(P=UI)测小灯泡电功率,学会间接测量;
3.通过比较 U实 与 U额 判断用电器的工作状态。
考点01 额定电压与额定功率
1.额定电压:用电器正常工作时的电压值,用 U额 表示。额定电流:用电器正常工作时的电流值,用 I额 表示。
2.额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率,用 P额 表示,P额=U额I额。
3.实际电压、实际电流、实际功率:用电器实际使用时(实际电压下)的电压、电流和电功率,分别用
U实、I实、P实 表示。
4.灯泡的亮度取决于它实际消耗的电功率:实际功率越大,灯泡越亮。
【深化点拨】
1.额定功率与实际功率的三种关系:
(1)当 U实=U额 时,P实=P额,用电器正常工作(灯泡正常发光);
(2)当 U实<U额 时,P实<P额,用电器不能正常工作(灯泡发光偏暗);
(3)当 U实>U额 时,P实>P额,用电器容易损坏(灯泡发光偏亮,长期会烧坏)。
2.用电器的电阻一般认为不随温度变化,故有 R=,再由 P实= 求实际功率。
3.灯泡的亮度由实际功率决定,而不是由额定功率决定。
额定值
实际值
联系
含义
用电器正常工作时的电压(电流、功率)
用电器实际使用时的电压(电流、功率)
是否唯一
只有唯一确定的值
随实际电压变化,可有多个值
来源
由厂家在铭牌上标定
用电压表、电流表测出
亮度关系
灯泡正常发光时的功率
决定灯泡实际亮度,越大越亮
电阻不变
R=
P实=
工作状态
U实=U额 时 P实=P额,正常工作
U实≠U额 时不能正常工作
1.关于用电器的额定功率与实际功率,下列说法正确的是( )
A.额定功率越大的用电器,工作时消耗电能一定越多
B.用电器的实际功率一定等于它的额定功率
C.灯泡的亮度取决于它的实际功率
D.只要加在用电器两端的电压等于额定电压,其实际功率一定小于额定功率
2.小明假期随父母出国旅游时,发现该国家家庭电路的电压比220 V低。小明一家携带的一个标有“220 V 1000 W”字样的吹风机,在该国家使用时比在家使用时:额定电压 、额定功率 、实际电压 、实际功率 。 (均选填“变大”“变小”或“不变”)
3.标有“12V 9W”字样的小灯泡,它的额定电压是 V,额定电功率是 W,额定电流是
A。
4.(2026·锦江模拟) 下列用电器中,额定功率最接近 20 W 的是( )
A.电饭锅 B.台灯 C.洗衣机 D.空调
考点02 测量小灯泡的电功率
【实验原理】P=UI(用电压表测小灯泡两端电压 U,用电流表测通过小灯泡的电流 I)。
【实验器材】电源、开关、导线若干、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(带额定电压)等。
【实验电路图】小灯泡与电流表串联,电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器串联在电路中起分压作用。
滑动变阻器的作用:改变小灯泡两端的电压,从而测量不同电压下的实际功率。
【实验步骤】
(1) 连接电路,将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置。闭合开关,接通电路。
(2)调节滑动变阻器,使小灯泡在额定电压下发光,观察电流表的示数和灯泡的亮度,记录在下表中。
(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约高出额定电压的,将电流表的示数与灯泡的亮度记录在下表中。
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约为额定电压的,将电流表的示数与灯泡的亮度记录在下表中。
(5)根据实验数据,计算出不同情况下小灯泡的电功率。
【实验记录表】
实验序号
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2
3
【深化点拨】
1.多次测量的目的:测量小灯泡在不同电压下的实际功率,是为了研究亮度与电功率的关系,不能把各次功率求平均值作为额定功率。
2.只有当电压表示数等于小灯泡的额定电压时,测得的功率才是额定功率。
3.连接电路时开关要断开、滑动变阻器滑片置于最大阻值处,电压表量程按额定电压选择。
4. 调节滑动变阻器时,不能使小灯泡两端电压超过额定电压的 1.2 倍,以免损坏小灯泡。
1.小岩利用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。实验过程中,与小灯泡并联的电压表的示数如图甲所示,与小灯泡串联的电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,此时所测量的小灯泡的电功率为 W。
2.有一种可以调节亮度的小台灯,其电路图如图甲所示。电源电压恒为24 V,灯泡L的额定电压为24 V,灯泡L的I-U图像如图乙所示。当灯泡L正常发光时,灯丝的电阻是 Ω;灯泡L的额定功率是 W;调节滑片P,使灯泡L的实际功率为3.6W,此时滑动变阻器接入电路的电阻是 Ω。
3.(2026·泰州模拟)有一个额定电压是2.5V的小灯泡,正常工作时的电阻约为10Ω,小明想测量它的额定电功率。有如下器材:电源(电压恒为3V)、电压表、开关、规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器,阻值为10Ω定值电阻R1、电阻箱R2,单刀双掷开关各一只导线若干,如图是他设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是( )
A.两种方案都可行 B.两种方案都不可行
C.方案一可行,方案二不可行 D.方案一不可行,方案二可行
1. 判断用电器的工作状态,核心是比较 U实 与 U额:
U实=U额 时正常发光,U实<U额 时偏暗,U实>U额 时偏亮。额定功率是铭牌标定值,不随电压变化;实际功率随实际电压变化
角度01 额定功率与实际功率的辨析
1.(2026·钦州模拟)某电烤箱铭牌上标有“220V 2000W”,其中“220V”是指 ;如果电源线绝缘层老化破损,会使相线与中性线直接连通,造成电路 ,存在火灾隐患。
2.实验室中,一个小灯泡的铭牌上标有“3V 0.75 W”字样。
(1)该灯正常工作时的电压是 V,电功率是 W。
(2)灯泡两端电压为2 V时,其实际功率 额定功率,亮度 正常工作时的亮度。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(3)灯泡两端电压为3.5V时,其实际功率 额定功率,亮度 (前两空均选填“大于”“小于”或“等于”)正常工作时的亮度。灯泡长时间处在该电压下工作 (选填“会”或“不会”)降低使用寿命。
角度02 实际功率的计算
3.将一只标有“6V 3 W”字样的小灯泡与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到9 V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)3W。将标有“220 V 110 W”字样的甲灯泡和标有“110 V 50 W”字样的乙灯泡并联后接在110 V的电源上,闭合开关后 灯泡更亮。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
4.深圳某景区举办了“薪愿绽放夜”沙滩跨年活动,其中核心环节是放飞环保电子孔明灯,已知电子孔明灯的额定电压为3 V,正常工作时的电流为0.2A,则其额定功率为 W,正常工作10s 消耗的电能为 J;若放飞一段时间后,灯丝两端电压降为原来的 ,则电子孔明灯的实际功率将降为原来的 。(假设灯丝电阻不变)
5.如图所示,定值电阻. ,滑动变阻器 R 的最大阻值为20 Ω,灯泡L上标有“3 V 0.6 W”的字样,只闭合开关S、S1,并把R的滑片移到最右端,电流表的示数为0.1 A.
(1)电源电压为多少?
(2)若三个开关都闭合,R的滑片移到最左端,此时电路的总功率为多少?
角度03 测量小灯泡电功率的实验
6.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 ,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:
7.(2026九上·天峨期末)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)该实验的原理是 。
(2)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”);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: 。
【例1】(2026·台湾)延长线可以延长电器的使用距离,并让多个电器能够使用同一个插座。如图显示了延长线外包装上的安全注意事项。其中,“压钮”的功能相当于无熔丝开关。如果超过负荷使用,“压钮”会自动弹起,同时停止供电。待超载现在排除后,再按下“压钮”即可恢复正常的供电状态。那么,在这些注意事项中提到的“超载”情况,最有可能指的是以下哪一种( )
A.流经电器的电流值超过了电器可负荷的最大电流值
B.输入电器的电压值超过了电器可负荷的最大电压值
C.流经延长线的电流值超过了延长线可负荷的最大电流值
D.输入延长线的电压值超过了延长线可负荷的最大电压值
【例2】(2026·镇江中考) 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 S 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
【例3】(2026·济南中考) 将“6V12W”的灯泡L1和“3V3W”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
【例4】(2026·无锡中考)用如下图所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡电阻,电源电压为3 V。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表、电流表的示数记录在下表中。下列说法正确的是( )
序号
①
②
③
④
⑤
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.20
0.22
0.26
0.30
0.32
A.小灯泡的额定功率为0.6 W
B.电压增加,小灯泡的电阻不变
C.从序号①到⑤的测量过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变化了11 Ω
D.序号⑤的实验中,小灯泡与滑动变阻器电功率之比为
【例5】(2026·常州中考)利用一电池块、按键开关,标有“3V3W”字样的灯泡L1和标有“3V4.5W”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6】(2026·成都)人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯的灯源,实验室通过实验发现,下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时光照强度相同。有关数据如下表:
两种灯
发光原理
额定电压
响应时间
额定功率
LED灯
二极管发光
24 V
10-9 s
12 W
白炽灯
钨丝高温发光
220 V
10-3 s
100 W
请根据以上材料说明,下列说法错误的是( )
A.在发光强度相同的情况下,LED灯不必达到很高的温度就能发光,电能基本上不转化成内能,几乎全部转化为光能,因而发光效率高
B.LED灯额定功率小,消耗的电能肯定比白炽灯少
C.LED灯响应时间短,也就是从开始发光到正常发光所用的时间短
D.LED灯的额定电压较低,即使人体直接接触时,也不会导致触电事故
【例7】(2026·遂宁)在调查家用电器的实践活动中,王宇发现他家的电饭锅铭牌中的功率标识已模糊不清。他想通过测量电阻来计算电饭锅正常加热时的功率,于是设计了以下测量方案。
(1)图甲为电饭锅的简化电路,当温控开关和电源开关均闭合时,电饭锅处于 状态选填“加热”或“保温”;
(2)王宇了解到温控开关在以下时为闭合状态。他从家庭实验箱里选择实验电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线。将以上元件与电饭锅电源接口连接,如图乙所示。请用笔画线代替导线,将图乙电路补充完整要求:滑片向右移动时电流表示数变小;
(3)闭合图乙电路开关前应将滑动变阻器滑片调到最 端,保护电路;
(4)闭合图甲电饭锅电源开关和图乙电路开关,开始测量:
第次测量时调节滑动变阻器滑片,电流表指针所在位置如图丙所示, ;再调节滑动变阻器滑片,多次测量得到下表数据。
实验次数
电压
电流
电阻
(5)根据三次测量数据计算, ,该电饭锅接入家庭电路正常加热时的功率为 ;他与老师交流时,老师指出这种方法计算出的电功率与实际值偏差较大。因为没有考虑温度对电阻的影响。
【例8】(2026·淮安中考)小明想测量标有“2.5 V”字样的小灯泡正常发光时的电阻,电源电压恒为 3 V.
(1)闭合开关前,为保证电路安全,需将滑动变阻器的滑片 P 置于 (选填“A”或“B”)端.
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,移动滑动变阻器的滑片 P,电流表示数始终为零,电压表示数为 3 V,则电路故障可能是 .
(3)排除电路故障后,多次改变小灯泡两端的电压,当观察到 时,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留 1 位小数).
(4)借助于电阻箱与原电路电源,小明设计了如图丙所示的电路继续测量小灯泡正常发光时的电阻,闭合开关,调节 使小灯泡正常发光,读出此时电阻箱接入电路的阻值为 R,则小灯泡正常发光时的电阻R灯 = (用已知量符号表示).
【例9】(2026·常州中考)小明测量额定电压为4.5V的灯泡的额定功率(正常发光时其电阻约为8Ω),电源电压恒为6V
(1) 请以笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。(电流表、电压表应选择合适的量程)
(2) 正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (A/B)端
(3) 闭合开关S,发现灯泡L不亮,电流表无示数,电压表有示数,故障原因可能是
(4) 排除故障后继续实验,调节滑动变阻器的滑片P直至电压表示数为 V时,灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,灯泡的额定电流为 A,额定功率是 W
(5) 要将该灯泡与6V电源连接成发光电路,为使灯泡正常发光,需将该灯泡与阻值为 Ω的定值电阻 联
【例10】(2026·兰州中考)一只小灯泡额定电流“0.25 A”,电源电压,需测量该小灯泡的额定功率,实验如下:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路补画完整,要求滑动变阻器的滑动头向右移动时灯泡变亮;
(2)电路连接完整。闭合开关后移动滑动变阻器的滑动头,发现小灯泡不亮,电流表示数始终为零,电压表示数接近3 V且保持不变,故障可能是____(选填字母);
A.电流表处断路 B.小灯泡短路
C.小灯泡的灯座接触不良 D.电压表正、负接线柱接反了
(3)排除故障后,正确连接电路。闭合开关,移动滑动变阻器的滑动头,改变电路电流并读出对应电压值,绘制出图乙的曲线。小灯泡的额定功率是 ;通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,原因是灯丝电阻受 的影响。
(4)实验拓展:利用图丙电路,测出了额定电流为的小灯泡的额定功率。步骤如下:①开关闭合,连接,移动滑动变阻器的滑动头,使电流表示数为;②开关改接,滑动变阻器滑动头的位置 (选填“左移”、“右移”或“不动”),调节电阻箱阻值,使电流表示数仍为,读出电阻箱的示数为;③小灯泡的额定功率表达式: (用字母表示)。
【例11】(2026九下·福建中考)项目式学习小组用电热器进行蒸馏实验,发现升温缓慢,需重新设计加热装置。
(1)任务一:测量原电热器工作时的电功率
①将原电热器的发热电阻R0接入如图甲所示的电路中,用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:滑片P 向右移动时,电路中的电流变大 。
②闭合开关,移动滑片P直至电压表示数等于电热器的额定电压5 V,此时电流表示数如图乙所示,为 A,则功率为 W。
(2)任务二:选择一款发热电阻,设计加热更快且温度能保持在 附近的加热装置
实验室现有两款发热电阻R1和 阻值R随温度t变化的关系如图丙所示,其中一款电阻具有恒温功能且在 时工作电流为0.5 A。
可选实验器材有:
A.电源(0~24V可选)一个
B.发热电阻R1两个
C.发热电阻R2两个
D.开关一个、导线若干
加热装置设计方案
①器材选择: 电阻 (填“R1”或“R2”)、电源、开关、导线。
②电路设计:
(在答题卡的方框内作图)
③工作参数: 电源电压 V,0~60℃加热功率范围 W。
⚡基础速刷
1.教室的灯管正常发光时两端电压为 V;多开一盏灯,教室电路的总功率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.(2026九上·宁明期末)灯泡L1(规格为“12V 12W”)、L2(规格为“12V 6W”)串联在12V电压下,它们的实际功率P1 (填“>”或“<”)P2,此时它们的实际功率之比为 。(假设灯丝电阻不变)
3.标有“PZ220 60”字样的白炽灯的正常工作电压为 V。额定功率为11 W的节能灯与该白炽灯均正常发光时亮度相当,各自正常工作10h,节能灯少消耗 kW·h的电能。
4.某款电冰箱的铭牌如图甲所示,其正常工作时的电流为 A,电阻为 Ω,将其插头插在电力检测仪中,如图乙所示,其显示当前用电器两端的电压为110 V,则电冰箱的实际功率为
W。若将电冰箱的设定温度调低,则电冰箱每天的耗电量会 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
5.如图所示的电路中,电源电压为3V且不变,灯 上标有“3V 3W”的字样,灯L2上标有“3V 1.5W”的字样。若使灯L1、L2都正常发光,需闭合开关 ,此时,灯 较亮。(不考虑灯丝电阻的变化)
6.在如图甲所示的电路中,电源电压为15 V,小灯泡L 的额定电压为 12 V,通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系如图乙所示。调节滑动变阻器R,使小灯泡L两端的电压为 6 V,此时小灯泡L 的实际功率为 W,小灯泡L的额定功率为 W。
7.图是白炽灯与 LED 灯正常工作时,将电能转化为光能和内能的比例的饼状图。由图可知 LED 灯的发光效率(电能转化为光能的效率)比白炽灯的 (选填“高”或“低”);4 W 的 LED 灯和 40 W 的白炽灯正常发光时, (选填“白炽灯”或“LED 灯”)的亮度更大。
8.将标有“220 V 100 W”字样的灯泡接在 110 V 的电源两端时,该灯泡的额定功率是 W,灯丝的电阻是 Ω,灯泡的实际功率是 W。(假设灯丝电阻不变)
9.小明需购买不同亮度的节能灯,他应参考铭牌的 (选填“电压”或“电功率”)参数;甲灯“220V,5W”和乙灯“220V,20W”均正常发光, 灯更亮,正常工作相同时间, 灯消耗电能更多。
10. 在“小灯泡的电功率随电压变化”的实验中,小华正确连接了图所示的电路图,闭合开关,小华发现小灯泡不发光,但电流表、电压表均有示数,其原因可能是 。
11.甲灯标有“220V 40W”,乙灯标有“220V 100W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响),若两灯的灯丝是用长度相同的钨丝制成,则灯丝较粗的是 灯,若两灯都正常发光时 灯较亮,若把两灯串联接在220V的电路中, 灯较亮(三空均选填“甲”或“乙”)。
12.如图所示,灯泡 L1 标有“2 . 5 V 0. 3 A”的字样,灯泡 L2 标有“6 V 0 . 15 A”的字样,连接成串联电路,电源电压可逐渐调节。闭合开关 S,使电源电压从 0 V 逐渐增加,此过程中,首先正常发光的灯泡是 ,此时通过另一灯泡的电流是 A 。(忽略灯泡电阻随温度的变化)
13.(2026·南充模拟)某电能表的表盘上标有“1600imp/(kW·h)”的字样,将铭牌上标有“220V,1210W”字样的电热水器接在家庭电路中,只让它单独工作6min,这段时间内电能表的指示灯闪烁了160次,该电路的实际电压为 V,若这些电能的84%全部被水吸收,可使3.6kg的水从20℃升高到 ℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
14.(2026九上·梧州期末)两盏白炽灯,甲灯标有“PZ220V-40W”,乙灯标有“PZ220V-100W”,若两灯正常发光,则是 (“甲”或“乙”)更亮,若串联在220V电路中, (“甲”或“乙”)更亮。
15.(2026·龙岗期末)小明想测量出家中电取暖器的实际功率,于是他关闭了家里其他的用电器,只将电取暖器接入电路。如图是小明家的电能表,当电取暖器以最大挡位持续工作3min,电能表的转盘转过了300r。
(1)3min后电能表示数变为
(2)则此电取暖器实际功率为 W。
(3)测量过程中小明发现电取暖器的发热管热得发红,而与其串联的电源线却不热,请解释此现象: 。
16.(2026九下·盐亭开学考)灯泡发光的亮度取决于( )
A.灯泡的额定电压 B.灯泡的额定功率
C.灯泡的实际功率 D.电流通过灯丝时所做的功
17.用电高峰期,家庭电路的电压会比220 V 稍微低一些。一只标有“220 V 275 W”字样的浴室取暖灯,它在用电高峰期工作与在其他时段工作相比( )
A.额定电压减小、额定功率减小 B.发光亮度增大、实际功率减小
C.发光亮度减小、实际功率减小 D.实际电压减小、额定功率增大
18.(2022九上·柳州期末)某同学做了一个如图所示的“魔法火焰”实验:加热铅笔芯时,小灯泡慢慢亮了起来!下列有关判断正确的是( )
A.电源电压变大 B.铅笔芯电阻变大
C.电路中电流变大 D.小灯泡功率变小
19.(2025九上·衡阳期末)如图是“测定小灯泡的电功率”实验电路的实物图。小灯泡上标有“3.8V,0.3A”,请用笔画线代替导线,完成实物图的连接。
;
20.如图甲所示是“测量小灯泡额定功率”实验的实物电路图,请在虚线框乙中画出对应的电路图。
🚀能力跃升
1.如图所示,闭合开关,发现灯 L1 比灯L2亮。下列关于两灯的电压、电流、电阻和实际功率的判断正确的是( )
A. B. C. D.
2.(2026·深圳模拟)如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。将标有“4V8W”的小灯泡L1接在a,b两点间时,小灯泡恰好正常发光;若换一个标有“4V4W”灯泡L2接在a,b两点间,关于L2是否正常发光及使其正常发光措施正确的是( )
A.比正常发光亮,需更换更大的R B.刚好正常发光
C.比正常发光暗,需更换更小的R D.以上说法均不正确
3.(2024九上·成都月考)将灯L1接在电压为6V的电路中,功率为6W,若保持电路电压不变,再在电路中连入电灯L2,其灯泡上标示的数字如图所示,使电路的总功率为9W,在下图所示的电路中,连接正确的是( )
A. B.
C. D.
4已知图中R0=10Ω,只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表V1的示数为6V;如果只闭合S2,当滑动变阻器滑片向右移动,电压表V2的示数为3V时,小灯泡正常发光,电压表V1的示数为4.5V,则灯泡的额定电压为 V,额定功率为 W。
5.小明将标有“3V 3W”和“3V 1.5W”的两个不同规格小灯泡串联接入电源,闭合开关后观察到小灯泡 (选填“”或“”)更亮;某光伏发电站一台光伏逆变器正常工作时,输出电压为220V,输出电流恒定为50A,该逆变器连续工作5小时的总发电量为 。
6.一个标有“6V 3W“的小灯泡,正常发光时的电流是 A;将它接在9V的电源上,为让灯泡正常发光,应该给它串联一个 Ω的电阻:若小灯泡两端的实际电压是3V,则小灯泡的实际功率是 W.
7.灯泡上标着“PZ220V 40W”的字样,表明这个灯泡的额定电压是 V,额定功率是 W,正常发光时电阻是 Ω,将该灯泡接到110V电路中,灯的实际功率为 W。
8.灯L1、L2的规格分别为“6 V 6 W”和“3 V 6 W”。如图所示,将灯 L1和L2分别以甲、乙两种方式连接在电路中,忽略灯丝电阻变化,请回答下列问题。
(1) 【灯泡亮度问题】
灯泡的电阻:灯L1 的电阻为 Ω,灯L2的电阻为 Ω。
(2)①串联用P=l2R比较实际功率:甲电路中,通过两灯的电流 (选填“相等”或“不相等”),灯 (选填“L1”或“L2”)的实际功率较大,亮度较亮。
②并联用 比较实际功率:乙电路中,灯 (选填“L1”或“L2”)的实际功率较大,亮度较亮。
(3)【灯泡安全问题】
①串联比较额定电流:灯L1 的额定电流为 A,灯 的额定电流为 A;在保证电路安全的前提下,甲电路中允许通过的最大电流为 A。
②并联比较额定电压:在保证电路安全的前提下,乙电路中电源两端的最大电压为 V,此时干路中的电流为 A。
9.(2025九上·湘桥期末)图甲是某款鸡蛋孵化器,底部装有加热器。通电后,加热器对水加热,水向上方鸡蛋传递热量,提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙,、都是发热电阻,当电路只闭合开关时,为保温档;当同时闭合开关、时,为加热档。孵化器相关参数如下表所示。求:
额定电压
额定功率
加热档
保温档
(1)孵化器在保温档正常工作时的电流;
(2)孵化器的电阻;
(3)孵化器在加热档正常工作,电流所做的功。
10.(2026九上·海淀期末)图甲是小明家的多功能电煮锅,其内部简化电路如图乙所示, 为阻值一定的电热丝、通过控制开关S1、S2和S3的断开或闭合状态(其中S1和S2不能同时闭合),可以让电煮锅在不同挡位工作,该电煮锅铭牌中的部分参数如下表所示。
×× 牌电煮锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
中温挡
400W
高温挡
1280W
(1)电煮锅在中温挡工作时,若开关 断开,则开关S1和S3应分别处于什么状态?
(2)求电煮锅在高温挡正常工作15 min所消耗的电能。
(3)求电煮锅低温挡的额定功率。
11.(2025·云南) 同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行 ;
(2)同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到 两点之间;更正错误后,将滑动变阻器的滑片置于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表 (选填“有”或“无”)示数。排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,继续调节滑动变阻器,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表,表中a处的数据为 ;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
1
a
0.30
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为 W,小灯泡的实际功率越 ,小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是 (选填“正确”或“错误”)的。
🌟思维挑战
1.如图所示,将标有“6 V 6 W”字样的灯L1和标有“12 V 6 W”字样的灯L2按甲、乙两种方式接入电路中,不考虑灯丝电阻的变化,在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.按甲方式接入电路时,灯L2一定比灯L1亮
B.按甲方式接入电路时,电源电压最大为12 V
C.按乙方式接入电路时,灯L1、L2的亮度相同
D.按乙方式接入电路时,电路中的最大电流为0.5A
2.(2025九下·开学考)“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择“2.5V”规格的小灯泡,实验中得到的U-I图像如图乙。下列说法不正确的是( )
A.调节滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的
B.小灯泡的额定功率为0.75W,正常发光时电阻为8.3Ω
C.实验中发现小灯泡无法调到额定电压,一定是因为电源电压过小
D.用图甲的电路,通过更换灯泡L的方法,能完成探究“电功率与电流的关系”
3.(2026·成华模拟) 如图所示,是电学中常见的电路图,在 A 、B 两点间分别接入元件,并进行对应实验。关于不同实验的描述中,正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系———改变接入 A 、B 间电阻大小和电压大小
B.探究电流与电压的关系———A 、B 间接入小灯泡再使其两端电压改变
C.测量未知电阻阻值———滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流
D.测量小灯泡的电功率———需多次测量求平均值,减小误差
4.(2026·东莞模拟)如图所示,电源电压不变,定值电阻的阻值R1<R2。闭合开关S1,将S2接1,小灯泡正常发光,当S2由1接2时(忽略灯丝电阻变化),下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,小灯泡发光变亮
B.电压表示数变小,小灯泡发光变暗
C.电压表示数变大,小灯泡发光变暗
D.电压表示数变小,小灯泡发光变亮
5.(2025·哈尔滨)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)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。
(2)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。请在虚线框中画出灯泡正常发光时的电路图 。
6.小华家买了一个家用电吹风,如图甲所示,其简化电路如图乙所示,其中“选择开关”是可旋转的扇形金属片,请根据主要技术参数(如表)解答如下问题。(不考虑温度对电阻丝电阻的影响,计算结果保留一位小数)
额定功率
热风:1 000 W
冷风:120 W
额定电压
220 V
(1)当吹冷风时,电吹风正常工作5 min 消耗的电能是多少?
(2)当选择开关置于何处(用图中的两个字母表示)时,电吹风吹热风?此时电路中的总电流是多大?
(3)当电路供电电压为200 V时,电吹风电热丝的实际功率多大?
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