12.1.1 电功与电功率 同步习题-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

12.1 电路中的能量转化　第一讲　电功与电功率 · 习题 高二上学期物理人教版必修第三册　第十二章 电能 能量守恒定律　12.1 电路中的能量转化　·　学生版 知识点范围　1．串联和并联电路的电功和电功率 2．混联电路各电阻的电功和电功率　3．额定功率与实际功率 班级________　姓名________　学号________　得分________ 全卷共 19 题　基础过关 9 题　能力提升 10 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、基础过关题（45分） 本题组共9小题，每小题5分，共45分。考查电功和电功率的基本计算、串并联电路的功率分配，以及由额定值求实际功率，分清纯电阻与非纯电阻后直接代入公式。 1．如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图，R1是阻值为434 Ω的定值电阻，R2是阻值为50 Ω的电热丝，下列说法正确的是（     ） A．开关S接通时，电饭煲处于保温状态 B．电饭煲处于加热状态时，R2的热功率是968 W C．电饭煲处于保温状态时，R2的热功率约为100 W D．电饭煲保温3分钟，电热丝发出的热量约为1800 J 2．如图所示，R1=2Ω，R2=10Ω，R3=10Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（     ） A．S断开时，通过R1与R2的电流之比为1∶5 B．S闭合时，R1与R2消耗的功率之比为2∶5 C．S断开与闭合两情况下，电路中的总电阻之比为12∶7 D．S断开与闭合两情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1 3．接入电路中的部分电路如图所示，定值电阻、、，已知R1上消耗的电功率为6W，则AB部分电路的总功率为（　　） A．18W B．24W C．36W D．42W 4．如图所示电路中，电阻R1、R2和R3的阻值分别为4Ω、4 Ω和8Ω，U为8V，该电路的总功率和R1的功率分别为（　　） A．8W和4W B．4W和4W C．16W和4W D．16W和8W 5．把标有“220V  40W”和“220V  15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下（不考虑灯泡电阻的变化），则下列分析正确的是（    ） A．两盏灯的总功率等于55W B．两盏灯的总功率小于15W C．甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率 D．乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率 6．如图所示的甲、乙中的小灯泡都相同，甲图中电压恒定为12V，乙图中电压恒定为6V，调节可变电阻R1、R2使四只小灯泡都恰好正常发光（功率相同），甲、乙两电路消耗的总电功率之比P1:P2=________。 7．小明用、两个不同阻值的电热丝，设计了低、高两个挡位的电热器，简化电路如图所示，其中。将该电热器接入电压为220V的电路中，已知低温档的功率为110W，求： (1)电阻的阻值； (2)高温档时电路中的总电流； (3)高温档时该电热器工作600s产生的热量。 8．如图所示的电路中，电阻，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片使处于某一位置时，电压表的示数为，电流表的示数为。求：通电电流通过电阻做的功和滑动变阻器消耗的电功率（电表为理想电表）。 9．如图所示，是某电热水壶的简化电路图，开关S可切换加热和保温两种状态，电热水壶的额定电压为220 V，额定加热功率为P加热＝1100 W，R1、R2是发热电阻，R2的阻值为440 Ω。 (1)分析保温、加热状态下开关S所接的位置； (2)R1的阻值是多大？ (3)该电热水壶的保温功率P保温是多大？ 二、能力提升题（55分） 本题组共10小题，共55分，前9小题每小题5分，最后一小题10分。混联电路要先理清串并联关系再比较各电阻的功率，多状态题还要按开关通断分别画出等效电路，逐状态求电压、电流和功率。 10．如图电路，三个阻值相同的电阻R，额定功率均为6W。改变电压U，使各电阻实际功率均不超过额定功率，则三电阻最大总功率为（  ） A．18W B．12W C．9W D．6W 11．四盏灯连接如图所示，灯L1、L2上标有“110V、100W”，灯L3、L4标有“110V、40W”，当在A、B两点加上220V电压时，最暗和最亮的灯泡是（　　） A．L1和L2 B．L3和L4 C．L1和L3 D．L2和L4 12．四个相同的小灯泡按照如图甲、乙所示的两种方式接入电压相等的电路中，调节、使四个小灯泡都正常发光，这时可变电阻、消耗的电功率和的关系为（　　） A． B． C． D． 13．八只完全相同的灯泡分别用图甲、乙两种方式连接，电路两端电压分别为6V和20V，灯泡的额定电压为4V，额定功率为4W，调节滑动变阻器的滑片，使八只灯泡均正常发光，下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器接入电路的阻值为4 B．滑动变阻器接入电路的阻值为4 C．滑动变阻器消耗的电功率为8W D．滑动变阻器消耗的电功率为8W 14．如图所示的电路中，已知。比较各灯泡消耗功率的大小，以下说法正确的是（　　）    A． B． C． D． 15．如图所示，电路中电阻器a、b、c的电阻值分别为、、，若，且其消耗的电功率分别为、、，则下列电功率的比较哪些正确？（　　） A． B． C． D． E． 16．如图所示电路中，若R2=R3=10Ω，R1=5Ω，接在电压恒定的电路上，当开关S断开时，R2消耗的电功率为P2=40W，求： (1)开关S断开时，R2中的电流I2； (2)电路电压UAB； (3)S闭合时，R1消耗的电功率P1。 17．如图所示的电路中，电源电压恒为12V，灯L标有“6V  1A”的字样，灯泡电阻不变，的阻值为。 (1)当开关S断开时，若灯L恰好正常发光，则灯L消耗的电功率多大？此时接入电路的电阻多大？ (2)保持滑片位置不动，当开关S闭合后，灯L消耗的电功率又是多少？若仍要使灯L正常发光，则要调到阻值为多少？ 18．如图所示的电路，电源两端电压保持不变，。当闭合开关、，断开时，电流表的示数为；当闭合开关、，断开时，电流表的示数为。 （1）求两端电源电压； （2）求电阻的阻值； （3）当闭合，断开、时，电路消耗的电功率为；闭合，断开、时，电路消耗的电功率为，且，求电阻的阻值； （4）求整个电路消耗的最大和最小电功率。 19．如图所示电路中，电源电压U＝18V，小灯泡L上标有“6V，3W”。设小灯泡电阻不随温度变化，电压表量程为0-15V，电阻箱的最大阻值足够大。调节电阻箱使其阻值R1＝6Ω，闭合电键S，这时小灯泡正常发光。 （1）求定值电阻的阻值R2。 （2）在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，求小灯泡的最小功率P。 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.1 电路中的能量转化　第一讲　电功与电功率 · 习题 高二上学期物理人教版必修第三册　第十二章 电能 能量守恒定律　12.1 电路中的能量转化　·　解析版 知识点范围　1．串联和并联电路的电功和电功率 2．混联电路各电阻的电功和电功率　3．额定功率与实际功率 班级________　姓名________　学号________　得分________ 全卷共 19 题　基础过关 9 题　能力提升 10 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、基础过关题（45分） 本题组共9小题，每小题5分，共45分。考查电功和电功率的基本计算、串并联电路的功率分配，以及由额定值求实际功率，分清纯电阻与非纯电阻后直接代入公式。 1．如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图，R1是阻值为434 Ω的定值电阻，R2是阻值为50 Ω的电热丝，下列说法正确的是（     ） A．开关S接通时，电饭煲处于保温状态 B．电饭煲处于加热状态时，R2的热功率是968 W C．电饭煲处于保温状态时，R2的热功率约为100 W D．电饭煲保温3分钟，电热丝发出的热量约为1800 J 【答案】B 【详解】A．开关S接通时，回路中总电阻较小，电饭煲功率较大，故电饭煲处于加热状态，故A错误； B．开关S接通时，电饭煲处于加热状态，则的热功率，故B正确； C．开关S断开时，回路中总电阻较大，电饭煲功率较小，电饭煲处于保温状态时，的热功率约为，故C错误； D．电饭煲保温3分钟，电热丝发出的热量约为，故D错误。 故选B。 2．如图所示，R1=2Ω，R2=10Ω，R3=10Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（     ） A．S断开时，通过R1与R2的电流之比为1∶5 B．S闭合时，R1与R2消耗的功率之比为2∶5 C．S断开与闭合两情况下，电路中的总电阻之比为12∶7 D．S断开与闭合两情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1 【答案】C 【详解】A．S 断开时， 所在支路断路，与串联，通过与的电流相等，电流之比为，故A错误； B．S 闭合时，与并联后再与串联。设干路电流为，因 ，通过 的电流为，由电功率公式得，故B错误； CD．S 断开时，总电阻为 ，两端电压为 S 闭合时，与并联的等效电阻为，总电阻为 ，两端电压为 所以 ，，故C正确，D错误。 故选C。 3．接入电路中的部分电路如图所示，定值电阻、、，已知R1上消耗的电功率为6W，则AB部分电路的总功率为（　　） A．18W B．24W C．36W D．42W 【答案】C 【详解】设R1上的电流为I，由串、并联知识可得R2上的电流为2I，R3上的电流为3I，R1上消耗的电功率 所以AB部分电路的总功率。 故选C。 4．如图所示电路中，电阻R1、R2和R3的阻值分别为4Ω、4 Ω和8Ω，U为8V，该电路的总功率和R1的功率分别为（　　） A．8W和4W B．4W和4W C．16W和4W D．16W和8W 【答案】C 【详解】由图可知R1、R2串联，再和R3并联，根据串并联规律可知电路总电阻为 所以电路的总功率 通过R1的电流 R1的功率为 故选C。 5．把标有“220V  40W”和“220V  15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下（不考虑灯泡电阻的变化），则下列分析正确的是（    ） A．两盏灯的总功率等于55W B．两盏灯的总功率小于15W C．甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率 D．乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率 【答案】BD 【详解】AB．由电功率公式得 由欧姆定律得 代入可得额定状态下 因甲灯额定功率大于乙灯，所以 两灯串联后的总电阻满足，在，不变时，由电功率公式得，故A错误，B正确； CD．两灯串联时电流相等，由电功率公式得 又因，所以，故C错误，D正确。 故选BD。 6．如图所示的甲、乙中的小灯泡都相同，甲图中电压恒定为12V，乙图中电压恒定为6V，调节可变电阻R1、R2使四只小灯泡都恰好正常发光（功率相同），甲、乙两电路消耗的总电功率之比P1:P2=________。 【答案】1:1 【详解】设小灯泡的额定电流为I，则甲、乙两电路的总电流分别为I和2I 电路甲消耗的总电功率为 电路乙消耗的总电功率为 甲、乙两电路消耗的总电功率之比 7．小明用、两个不同阻值的电热丝，设计了低、高两个挡位的电热器，简化电路如图所示，其中。将该电热器接入电压为220V的电路中，已知低温档的功率为110W，求： (1)电阻的阻值； (2)高温档时电路中的总电流； (3)高温档时该电热器工作600s产生的热量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）只闭合时，只有接入电路，为低温档。的阻值 （2）闭合、时，与 并联，为高温档。电路总功率为 总电流 （3）电热器为纯电阻电路，产生热量等于消耗的电能 8．如图所示的电路中，电阻，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片使处于某一位置时，电压表的示数为，电流表的示数为。求：通电电流通过电阻做的功和滑动变阻器消耗的电功率（电表为理想电表）。 【答案】， 【详解】由电路图可知，电阻与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。 因电表为理想电表，通过电阻和滑动变阻器的电流均为 通电电流通过电阻做的功为 滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器消耗的电功率为 9．如图所示，是某电热水壶的简化电路图，开关S可切换加热和保温两种状态，电热水壶的额定电压为220 V，额定加热功率为P加热＝1100 W，R1、R2是发热电阻，R2的阻值为440 Ω。 (1)分析保温、加热状态下开关S所接的位置； (2)R1的阻值是多大？ (3)该电热水壶的保温功率P保温是多大？ 【答案】(1)电热水壶为加热状态时，开关S接a；电热水壶为保温状态时，开关S接b。 (2)44Ω (3)100W 【详解】（1）根据可知，在电压一定的情况下，电阻越小，电功率越大。当开关S接a时，电路中只有，电路总电阻较小；S接b时，两电阻串联，此时电路中总电阻较大，所以电热水壶为加热状态时，开关S接a；电热水壶为保温状态时，开关S接b。 （2）开关S接a，电热水壶为加热状态，则有 代入题中数据，解得 （3）开关S接b，电热水壶为保温状态时，该电热水壶的保温功率 二、能力提升题（55分） 本题组共10小题，共55分，前9小题每小题5分，最后一小题10分。混联电路要先理清串并联关系再比较各电阻的功率，多状态题还要按开关通断分别画出等效电路，逐状态求电压、电流和功率。 10．如图电路，三个阻值相同的电阻R，额定功率均为6W。改变电压U，使各电阻实际功率均不超过额定功率，则三电阻最大总功率为（  ） A．18W B．12W C．9W D．6W 【答案】C 【详解】三个电阻中R3消耗的功率最大，则当R3的功率为6W时，三个电阻总功率最大，根据 R1、R2两端电压均等于R3电压的一半，则此时R1、R2消耗的功率等于R3功率的四分之一，则分别为1.5W，则三电阻最大总功率为 6W+1.5W+1.5W=9W 故选C。 11．四盏灯连接如图所示，灯L1、L2上标有“110V、100W”，灯L3、L4标有“110V、40W”，当在A、B两点加上220V电压时，最暗和最亮的灯泡是（　　） A．L1和L2 B．L3和L4 C．L1和L3 D．L2和L4 【答案】B 【详解】根据 得 根据 得 根据 得 所以 最暗的是L3，最亮的是L4。 故选B。 12．四个相同的小灯泡按照如图甲、乙所示的两种方式接入电压相等的电路中，调节、使四个小灯泡都正常发光，这时可变电阻、消耗的电功率和的关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】灯泡规格相同且正常发光，甲图灯泡并联，电流为 乙图灯泡串联，电流为 电阻的电压为 消耗的功率为 电阻的电压为 消耗的功率为 所以有 故选B。 13．八只完全相同的灯泡分别用图甲、乙两种方式连接，电路两端电压分别为6V和20V，灯泡的额定电压为4V，额定功率为4W，调节滑动变阻器的滑片，使八只灯泡均正常发光，下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器接入电路的阻值为4 B．滑动变阻器接入电路的阻值为4 C．滑动变阻器消耗的电功率为8W D．滑动变阻器消耗的电功率为8W 【答案】BC 【详解】AC．图甲中灯泡正常发光，灯泡电压为4V，电流为 则滑动变阻器电压为 电流为 则 R1消耗的功率为，故A错误，C正确； BD．图乙中灯泡正常发光，则的电压为 串联电路电流相等，则 消耗的电功率为，故B正确，D错误。 故选BC。 14．如图所示的电路中，已知。比较各灯泡消耗功率的大小，以下说法正确的是（　　）    A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】灯泡AB都在干路中，根据电路特点可知电流相等，结合电功率的公式有 可知 灯泡CD并联，则电压相等，根据电功率的公式 可知 故选AD。 15．如图所示，电路中电阻器a、b、c的电阻值分别为、、，若，且其消耗的电功率分别为、、，则下列电功率的比较哪些正确？（　　） A． B． C． D． E． 【答案】BDE 【详解】AE．设两并联支路两端电压为，则通过、串联支路的电流为 两端电压为。电功率 ，因为，所以 则，故A错误，E正确。 B．、串联，电流相同，且，由 可知，故B正确； CD．设两并联支路两端电压为，则 ，因为，所以 则，故C错误，D正确。 故选BDE。 16．如图所示电路中，若R2=R3=10Ω，R1=5Ω，接在电压恒定的电路上，当开关S断开时，R2消耗的电功率为P2=40W，求： (1)开关S断开时，R2中的电流I2； (2)电路电压UAB； (3)S闭合时，R1消耗的电功率P1。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当开关S断开时，R2消耗的电功率为P2=40W，则有 可得R2中的电流为 （2）开关S断开时，R1、R2串联，由欧姆定律得 （3）S闭合时，R2、R3并联后和R1串联，电路中的电流 R1消耗的电功率 17．如图所示的电路中，电源电压恒为12V，灯L标有“6V  1A”的字样，灯泡电阻不变，的阻值为。 (1)当开关S断开时，若灯L恰好正常发光，则灯L消耗的电功率多大？此时接入电路的电阻多大？ (2)保持滑片位置不动，当开关S闭合后，灯L消耗的电功率又是多少？若仍要使灯L正常发光，则要调到阻值为多少？ 【答案】(1)6W；6Ω (2)1.5W；2Ω 【详解】（1）由灯泡的铭牌“6V  1A”可知，灯泡的额定电压，额定电流，灯泡电阻 当开关S断开时，灯L与串联。灯L恰好正常发光，则灯L消耗的电功率 此时电路中的电流 两端的电压 由欧姆定律可得此时接入电路的电阻 （2）保持滑片位置不动，即。当开关S闭合后，灯L与并联，然后再与串联。并联部分的电阻 电路的总电阻 干路电流 灯L两端的电压 此时灯L消耗的电功率 若仍要使灯L正常发光，则灯L两端的电压为，通过灯L的电流为。此时通过的电流 干路电流 两端的电压 则要调到的阻值 18．如图所示的电路，电源两端电压保持不变，。当闭合开关、，断开时，电流表的示数为；当闭合开关、，断开时，电流表的示数为。 （1）求两端电源电压； （2）求电阻的阻值； （3）当闭合，断开、时，电路消耗的电功率为；闭合，断开、时，电路消耗的电功率为，且，求电阻的阻值； （4）求整个电路消耗的最大和最小电功率。 【答案】（1）6V；（2）5Ω；（3）10Ω；（4）9W，1.2W 【详解】（1）因为电源两端的电压保持不变，当闭合开关、，断开时，被短路，支路为断路，所以此时只有电阻接入电路中，即两端电压即为电源两端的电压，根据欧姆定律有 （2）当闭合开关、，断开时，电阻被短路，支路为断路，所以此时只有电阻接入支路中，因为电源两端的电压保持不变，所以有 （3）闭合，断开、时，电阻支路为断路，此时、电阻为串联，电路消耗的电功率为 闭合，断开、时，电阻支路为断路，此时、电阻为串联，电路消耗的电功率为 又因为，带入整理数据得 （4）因为电源两端的电压保持不变，所以整个电路中的电压都是不变的，根据 可知，电路中电阻最大的时候就是电路功率最小的时候，根据串联电路的总电阻总是大于其中任一电阻，并联电路的总电阻总是小于其中最小的电阻的规律可知，当、串联时，电路的功率最小，为 当、并联时，电路的功率最大，为 19．如图所示电路中，电源电压U＝18V，小灯泡L上标有“6V，3W”。设小灯泡电阻不随温度变化，电压表量程为0-15V，电阻箱的最大阻值足够大。调节电阻箱使其阻值R1＝6Ω，闭合电键S，这时小灯泡正常发光。 （1）求定值电阻的阻值R2。 （2）在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，求小灯泡的最小功率P。 【答案】（1）4Ω；（2）0.75W 【详解】（1）小灯泡正常发光时 UL＝6V IL＝＝A＝0.5A 电压表示数为 UV＝U－UL＝18V－6V＝12V 通过电阻箱的电流为 I＝＝A＝2A 通过电阻R2的电流为 I＝（2－0.5）A＝1.5A 定值电阻的阻值为 R2＝＝Ω＝4Ω （2）在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为UV＝15V时，小灯泡的功率最小，小灯泡两端电压为 UL＝U－UV＝（18－15）V＝3V 小灯泡的最小功率为 P＝＝W＝0.75W 学科网（北京）股份有限公司 $