資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
專題18 電功率
知識點一：電能 電功
一、電能
電能廣泛應用于工業、農業、交通、國防建設、學科研究及日常生活中，在現代社會中起著至關重要的作用，是其他能量無法比擬的。
1.電能的來源：其他形式的能轉化為電能
干電池：化學能→電能 蓄電池：化學能→電能 光伏發電：太陽能→電能 火力發電：化學能→電能
水力發電：機械能→電能 風力發電：機械能→電能 地熱發電：地熱能→電能 核能發電：核能→電能
可見，我們使用的電能是由其他形式的能轉化而來的。發電機和電池就是實現這種轉化的裝置。
2.電能的利用
電熨斗：電能→內能 電烤箱：電能→內能 白熾燈：電能→內能→光能
節能燈：電能→光能 電視機：電能→光能和聲能 電風扇：電能→機械能和內能
用電器消耗電能的過程，就是把電能轉化為其他形式能量的過程，消耗了多少電能就有多少電能轉化為其他形式的能。
3.電能的單位
（1）國際單位制單位：焦耳，簡稱焦，符號J；
（2）常用單位：在日常生活中，人們常用“千瓦時”來計量電能的多少。千瓦時的符號是kW·h，俗稱“度”，我們常稱用了多少“度”電，就是用了多少“千瓦時”的電能。
二、電能的計量
1.電能的計量工具—電能表（也稱為電度表）
（1）作用：計量用電器在一段時間內消耗的電能。
（2）讀數方法：電能表在一段時間內前后兩次示數的差值，就是這段時間內用電的度數，即這段時間內消耗的電能。
（3）電能表上所標參數的物理意義
參數 物理意義
220V 表示該電能表應該在220V的電路中使用
10（20）A 表示電能表的標定電流為10A，額定最大電流為20A，該電能表工作時的電流不應超過20A
kW·h 表示該電能表上示數的單位為千瓦時，kW·h=1度=3.6×106J
50Hz 表示電能表在頻率為50Hz的交流電電路中使用
1500r/（kW·h） 表示接在該電能表上的用電器，每消耗1kW·h的電能，該電能表的轉盤轉過1500轉
2.其他電能表
（1）IC卡電能表：也稱為IC卡預付費電能表、智能電表。IC卡電能表先買后用，不需要麻煩的人工抄表，解決了收費難的問題。
IC卡電能表 電子式電能表
（2）電子式電能表：如圖所示電子式電能表，沒有轉動的鋁盤，相較于帶鋁盤的機械式電能表，具有相應快、精度高、功耗低、重量輕、可遠程抄表和網上繳費等優點，現正逐步代替機械式電能表。
3.用電能表測量電路消耗電能的方法
（1）方法一：電能表在一段時間內前后兩次讀數之差，就是這段時間內電路消耗的電能總量。
（2）方法二：可通過轉盤所轉過的圈數（或指示燈閃爍的次數）間接計算出電路消耗的電能。如參數為“1600r/（kW·h）”的電能表，轉盤轉過80轉消耗的電能為：。
4.節約用電
電能是人們生活中的主要資源，隨著社會需求越來越大，能源供應日益緊張，所以每個人都用具有節約電能的意識，即有利于減少其他能源的消耗，減少污染，又可減輕電網的負荷壓力，保障電網安全，提高電力資源的利用效率。
（1）1kW·h電的作用
使家用節能燈照明約100h 讓手機充電約100次 使電動自行車行駛約60km
看電視約10h 可使壁掛式空調器運行約1h 燒開約8kg的水
（2）節約用電的措施：1）隨手關燈；2）用電器關機后應拔下電源插頭；3）盡量使用耗電少的節能燈具；4）夏季將空調的設定溫度適當調高，冬季將空調的設定溫度適當調低等。
三、電功
1.電功
（1）當電能轉化為其他形式能時，我們就說電流做了功，電功用“W”表示。
（2）電流做功過程就是將電能轉化為其他形式能的過程。消耗了多少電能就有多少電能轉化為其他形式的能，電流也就做了多少功。所以，用電器消耗了多少電能和通過用電器的電流做了多少功，這兩種說法的含義是一樣的。
2.影響電功多少的因素
大量的實驗表面，電流做功的多少跟電流的大小、電壓的高低和通電時間有關。加在用電器上的電壓越高、通過用電器的電流越大、用電器通電時間越長，電流做的功就越多。
3.電功的計算
（1）計算式：W=UIt，即電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端電壓、電路中的電流和通電時間的乘積。
（2）兩個重要的推導公式
結合歐姆定律可導出電功的計算公式：；
結合歐姆定律可導出電功的計算公式：。以上兩公式只適用于純電阻電路。
電路中電功關系的三個推論 1.串并聯電路的電功的特點 串聯電路并聯電路分析如圖所示，在時間t內電流所做的功分別是W總=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W總=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2如圖所示，在時間t內電流所做的功分別是W總=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W總=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2推論一無論是串聯電路還是并聯電路，電流所做的總功都等于電流通過各用電器做功之和，即W總=W1+W2+…
2.串、并聯電路電功的分配關系（僅適用于純電阻電路） 推論二串聯電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成正比推導分析：推論三并聯電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成反比推導分析：
知識點二：電功率
一、電功率
1.電功率
（1）定義：電功與時間之比叫做電功率，用字母P表示。
（2）物理意義：在物理學中，用電功率表示電流做功的快慢。電功率越大，電流做功越快，電功率越小，電流做功越慢。
（3）單位：在國際單位中，電功率單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W。
常用單位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。換算關系：1kW=103W，1W=103mW。
2.常用用電器的電功率
家用空調 吸塵器 電吹風 臺式計算機
約1000W 約800W 約500W 約300W
32英寸液晶電視機 電飯煲 手電筒 計算器
約100W 約1000W 約0.5W 約0.5mW
3.電功率的計算
（1）定義式：。已知某用電器的工作時間t和在這段時間內消耗的電能W，就可以用該公式計算用電器的電功率。
公式中各符號所代表的物理意義：
P—電功率，單位：瓦特（W）；W—電功，單位：焦耳（J）；t—時間，單位秒（s）。
（2）計算式：將W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用電器兩端電壓U和通過用電器的電流I，就可以用該公式計算出該用電器的電功率。
公式P=UI中各符號的物理意義：P—電功率，單位：瓦特（W）；U—電壓，單位：伏特（V）；I—電流，單位安培（A）。
（3）導出式：、。
對于純電阻電路，由P=UI及可推導出上述導出式。
4.對電功率的理解
P與U、I不是簡單的正比關系 由公式P=UI可知，電功率的大小與電路兩端電壓U、通過電路的電流I兩個因素有關。不能簡單地認為電功率僅與電壓成正比或僅與電流成正比，因為加在電路兩端的電壓變化時，通過電路的電流也會隨之變化。
可反映電功的效果 例如，同一個燈泡其電功率越大，說明單位時間內電流通過燈泡做的功越多，則燈泡的亮度就越大。
比值定義法 電功率是電功和時間的比來定義的，而用比值定義法來定義一個物理量在物理學中是比較常見的，還有速度、密度、壓強等。
二、額定電壓、額定功率
1.現象探究—用電器的電功率
實驗過程 取一個標有“36V、25W”的小燈泡，把它接在36V的電源上，觀察它的發光情況；再把它接在24V、40V的電源上，觀察它的發光情況
實驗現象 該燈泡接在36V的電路中，正常發光；接在24V的電路中，發光較暗；接在40V電路中，發光強烈
現象分析 該燈在36V電壓下處于正常工作狀態，所觀察到的亮度是功率為25W時的發光情況，而在24V和40V電壓下它都不能正常發光，其功率分別低于和高于25W。
實驗結論 在不同電壓下，同一用電器的電功率不一樣大；用電器實際電功率隨著它兩端電壓的變化而變化。
2.額定電壓和額定電功率的相關物理量
額定電壓 用電器正常工作時的電壓。用電器的銘牌和使用說明書上標明的電壓值就是額定電壓，常用U額表示。
額定功率 用電器在額定電壓下工作時的電功率。用電器銘牌和使用說明書上標明的功率就是額定功率，常用P額表示。
額定電流 用電器在額定電壓下工作時的電流，常用I額表示。
實際電壓 用電器實際工作時兩端的電壓。用電器的實際電壓，與額定電壓可能相同，也可能不相同。當用電器的實際電壓明顯低于或高于額定電壓時，用電器就不能正常工作。實際電壓常用U實表示。
實際功率 用電器在實際電壓下工作時的電功率。它與額定功率可能相同，也可能不相同。實際功率用P實表示。決定燈泡亮度的是實際功率。
3.額定功率P額與實際功率P實的區別與聯系
額定功率 實際功率
區別 概念 用電器在額定電壓下工作時的電功率 用電器在實際電壓下工作時的電功率
是否變化 是唯一的，不隨實際電壓的變化而變化 不是唯一的，不同的電壓值，對應的實際功率不同
聯系 當U實=U額時，I實=I額，則P實=P額，用電器正常工作； 當U實>U額時，I實>I額，則P實>P額，用電器不能正常工作，且可能被損壞； 當U實4.額定功率與實際功率的計算
（1）由歐姆定律可推導出，用電器的額定功率，用電器的實際功率。
（2）當用電器阻值不變時，由可推出。
（3）當用電器在額定電壓U額下工作時，其功率為額定功率P額，故根據可求出用電器在額定電壓下工作時的電阻。
5.串聯電路和并聯電路中電功和電功率的關系
串聯電路 并聯電路
電功
電功率
總電功率 ， ，
電功率的比例關系
四、測量電功率的三種方法
1.功率表測功率
如圖所示，是專用的功率表，也叫瓦特表，常用于專業的測量中，在日常生活中應用較少。
2.“伏安法”測功率
在中學階段，我們最常見的是通過電流和電壓的測量來間接測量用電器的電功率。由P=UI可知，只要測出用電器兩端電壓和通過的電流，就可以計算出該用電器的實際電功率。
3.電能表測電功率
在精確度要求不高時，也可以用家庭電能表和鐘表測量用電器的電功率。
知識點三：測量小燈泡電功率
一、用電流表、電壓表測量小燈泡電功率（伏安法）
1.伏安法測量小燈泡的電功率
實驗目的 用電流表和電壓表測量小燈泡的額定功率和實際功率
實驗原理和方法 （1）原理：P=UI。 （2）根據電功率的計算公式P=UI，用電壓表測量小燈泡兩端電壓，用電流表測通過小燈泡的電流，就可以求出小燈泡的電功率。
實驗器材 兩節電池、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡一個（額定電壓2.5V）、燈座、開關、導線
實驗電路圖和實物圖 甲 乙
實驗步驟 （1）根據實驗要求，設計電路，畫出電路圖（如圖甲所示）。 （2）按照圖甲所示電路圖連接實物電路，如圖乙所示。在開關閉合之前，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處（保護電路）。 （3）檢查連接無誤后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數等于小燈泡的額定電壓，觀察此時小燈泡的發光情況，記下此時電壓表和電流表的示數，填在實驗數據記錄表中。 （4）調節滑動變阻器的滑片（改變小燈泡兩端電壓，實現多次測量），使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀察此時小燈泡的發光情況與在額定電壓下的發光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數，數據記錄表中。 （5）調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數約為額定電壓的1.2倍，觀察此時小燈泡的發光情況與在額定電壓下的發光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數，數據記錄表中。 （6）實驗結束后，斷開開關，將連接電路的導線拆開，并整理好實驗器材。 （7）根據測出的三組數據（不是為了求平均值，而是為了得到不同電壓下的實際功率），計算出小燈泡在不同發光情況下的電功率，并填在實驗數據表中。
實驗數據記錄表 實驗次數電壓U/V電流I/A電功率P/W小燈泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4較暗33.00.280.84較亮
分析論證 （1）分析表格中的實驗數據后，發現小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡電功率越大，小燈泡越亮。 （2）小燈泡的亮度時由它的實際功率決定的。 （3）小燈泡的實際電功率有多個，額定功率只有一個。
實驗結論 當U實=U額時，P實=P額，小燈泡正常發光，測得P額=0.6W。 當U實U額時，P實>P額，小燈泡發光較亮。
2.實驗注意事項
選擇器材 電源電壓應高于小燈泡的額定電壓。例如，額定電壓為2.5V的小燈泡，至少選兩節干電池作為電源。
（1）電壓表量程的選擇應參照小燈泡的額定電壓。 ①若小燈泡的額定電壓時2.5V，則選擇0—3V量程； ②若小燈泡的額定電壓時3.8V，則選擇0—15V量程。 （2）電流表量程的選擇要參照小燈泡的額定電流的大小。 ①若知道小燈泡的額定電壓和額定功率，則可以計算出小燈泡的額定電流的大小，電流表的路程略大于額定電流即可； ②若不能求出額定電流大小，可用試觸法確定電流表的量程。 ③因為常見的小燈泡（額定電壓1.5V—3.8V）額定電流均小于0.6A，故無特殊說明，電流表的量程可以直接選擇0—0.6A量程。
滑動變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流，滑動變阻器的最大電阻應與小燈泡的電阻差不多，以使滑動變阻器的調壓效果明顯。
連接電路 （1）連接電路前，要把開關斷開，防止由于電路連接錯誤而發生短路，損壞電路元件。 （2）連接電流表和電壓表時，注意電流從“+”接線柱流入，從“—”接線柱流出。 （3）連接滑動變阻器時，要“一上一下”選用接線柱。閉合開關前需把滑動變阻器的滑片置于阻值最大處，防止電路中電流過大，損壞電路元件。
操作細節 （1）移動滑動變阻器的滑片時，要緊盯電壓表的示數。 （2）調節小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時，要注意緩慢調節滑動變阻器的滑片，實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時通電時間不易過長，否則容易燒壞小燈泡。 （3）實驗完畢，一定要先斷開開關，然后再拆卸電路，整理器材。 （4）分析數據時，不能把三次的電功率取平均值，因為這三次的電功率是三個不同電壓下的電功率，求平均值無任何意義。
3.伏安法測小燈泡電功率實驗中常見故障及原因分析
常見故障現象 原因分析
燈泡不亮 閉合開關，燈泡不亮，電流表、電壓表無示數 電源、電流表、導線、開關或滑動變阻器損壞，或接線柱接觸不良
閉合開關，燈泡不亮，電流表、電壓表有示數 （1）滑動變阻器接成定值電阻；（2）滑動變阻器滑片在阻值最大處還為調節；（3）電源電壓過低
閉合開關，燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉，而電壓表示數卻很大，接近電源電壓 （1）電流表、電壓表位置互換了； （2）燈泡處斷路，即燈泡的燈絲斷了或燈座接觸不良；
閉合開關，燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數 燈泡短路
電表問題 閉合開關，電流表或電壓表的指針偏轉角度很小 （1）電流表或電壓表的量程過大；（2）電源電壓太低；（3）滑動變阻器接入電路的阻值過大
閉合開關，電流表或電壓表指針反向偏轉 電流表或電壓表的“+”“-”接線柱接反了
閉合開關，電流表或電壓表指針的偏轉角度超過電表的量程 （1）電流表或電壓表量程選擇過小；（2）電路中出現短路；（3）滑動變阻器接入電路中的阻值太小
開關問題 連接電路時，接完最后一根導線燈泡立即發光 連接電路時，開關一直處于閉合
滑動變阻器問題 閉合開關，移動滑動變阻器的滑片時，電表示數及燈泡的亮度均無變化 滑動變阻器同時接入了上面（或下面）兩個接線柱
閉合開關，無論怎么調節滑動變阻器，電壓表示數總小于燈泡額定電壓 電源電壓過低
無論怎么調節滑動變阻器，電壓表示數總大于燈泡的額定電壓 （1）電源電壓過高；（2）選用滑動變阻器最大阻值過小
閉合開關瞬間，燈泡發出強光后熄滅，電流表指針偏轉后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數 滑動變阻器同時接入了上面兩個接線柱或滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大位置，導致燈泡兩端電壓過高，燈泡燈絲熔斷
二、用電能表測量用電器的電功率
實驗原理 用電能表測出待測用電器在某段時間內消耗的電能，利用停表（秒表）測出所用時間，然后用公式進行計算
實驗器材 待測用電器、電能表、停表（秒表）
實驗步驟 （1）從電能表表盤上記下用電器每消耗1kW·h的電能，電能表的轉數N（或指示燈閃爍次數N）； （2）斷開家里其他用電器的開關，只讓待測用電器在正常負荷下穩定工作； （3）用停表測量待測用電器工作時電能表轉盤轉數n（或指示燈閃爍次數n）所用時間； （4）斷開待測用電器開關，計算其電功率。電能表轉盤轉數n（或指示燈閃爍次數n）時所消耗的電能為，用電器的實際電功率。
知識點四：焦耳定律
一、電流的熱效應
1.電流的熱效應
由于導體有電阻，所以當有電流通過導體時，導體總會發熱，將電能轉化為內能，這種現象叫做電流的熱效應。
2.探究電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關
提出問題 電爐絲接入電路時，電爐絲和導線通過的電流相同，為什么電爐絲熱得發紅，而導線卻幾乎不發熱？換句話說，電流通過導體時產生熱量的多少與哪些因素有關？
猜想與假設 根據生活經驗可以猜想電流通過導體時產生的熱量多少可能跟導體的電阻大小、通過導體的電流大小以及通電時間有關。
設計并進行實驗 （1）如圖甲所示，兩個透明容器中密封著等量的空氣，U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化（轉換法：產生的熱量多少，通過U型管液面高度的變化反映出來）。兩個密閉容器中都有一段電阻絲，右邊密閉容器中電阻絲較大。將兩容器的電阻絲串聯起來接到電源兩端，通電一段時間后，發現右邊U型管中的液面高度變化大于左邊的。 （2）如圖乙所示，兩個密閉容器中電阻絲的電阻一樣大，在右邊容器的外部，將另一個相同的電阻絲和容器內的電阻絲并聯，然后與左邊容器內的電阻絲串聯接入電路，在通電時間相同的情況下，我們發現左邊的U型管中的液面高度變化大于右邊的。
分析論證 （1）如圖甲，兩容器中電阻絲阻值不同，通過它們的電流相同，通電時間相同（控制不變的量：電流、通電時間；變化量：電阻），右邊的U型管中的液面高度變化大于左邊的，說明右邊容器中電阻絲的熱量多。 這表明：。 （2）如圖乙，兩容器中的電阻絲阻值相同，根據串并聯電路電流的規律可知，通過左邊容器的電阻絲大于通過右邊容器中電阻絲的電流，通電時間相同（控制不變的量：阻值、通電時間；變化量：電流），左邊U型管中的液面高度變化大于右邊的，說明左側容器中的電阻絲產生的熱量多。 （3）由常識可知，在電阻、電流相同的情況下，通電時間越長，電流通過導體產生的熱量越多。
實驗結論 。
二、焦耳定律
1.焦耳定律
英國物理學家焦耳做了大量實驗，于1840年最先精確地確定了電流產生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關系，從而得到了焦耳定律。
內容 電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟它的時間成正比。
計算公式 Q=I2Rt（普遍適用）
單位 公式中，Q—表示熱量，單位是J；I—表示電流，單位是A；R—表示電阻，單位Ω；t—表示它的時間，單位s。
2.焦耳定律公式的理論推導
焦耳定律可通過理論推導得出。假設當電流通過導體時，電能全部轉化為內能，則有電流產生的熱量（Q）=電流做的功（W），結合歐姆定律可得：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt。
可見，當消耗的電能全部用來產生熱量時，根據電功公式和歐姆定律推導出來的電流發熱規律與焦耳定律實驗得出的焦耳定律是一致的。
3.理解和應用焦耳定律時應注意的幾個問題
（1）焦耳定律Q=I2Rt是由實驗總結出來的，只要有電流通過導體，就可以用它來計算導體所產生的熱量。
（2）公式中各物理量都是對同一導體或同一段電路而言的。
（3）運用公式時，各物理量要轉換成國際單位中的單位后再代入公式進行計算。
三、電熱的利用與防止
1.電熱的利用
電熱器是利用電流的熱效應來工作的設備。電熱器的主要工作部分是發熱體，發熱體是由電阻大、熔點高的金屬導體制作的。如圖所示的電熱器，都是將電能轉化為內能來工作的。
電熱毯 電飯鍋 電烙鐵 電熨斗
2.電熱的防止
在很多情況下，我們并不希望用電器的溫度過高。像電視機、計算機、電動機等用電器在工作時，將電能轉化其他形式能的過程中，總有一部分電能轉化為內能，過多的電熱如果不能及時散發，會產生安全隱患。因此，許多用電器采用散熱孔、散熱片或在發熱體安裝風扇等方式進行散熱，如圖所示。
散熱風扇 散熱孔 散熱片
考點一．電功與電能的計算
1．（2023 威海）商場里的自動扶梯無人乘坐時，運行速度緩慢；有人乘坐時，“感應開關”自動閉合，速度增大。自動扶梯的出、入口處各有一個“緊急制動開關”，斷開任何一個，都能使自動扶梯停止，模擬電路如圖所示。下列說法錯誤的是（　　）
A．S1、S2是“緊急制動開關”，S3是“感應開關”
B．有人乘坐時，S1、S2、S3均閉合
C．有人乘坐時，電動機兩端電壓小于電阻R兩端電壓
D．無人乘坐時，電阻R可以起到節約電能的作用
【解答】解：A、電路分析電路中開關S1、S2，在干路中，斷開其中任何一個，都可以斷開整個電路，電動機不工作，所以 S1、S2是緊急制動開關；S3與電阻R并聯，S3閉合會把電阻R短路，使電路中電阻變小，電流變大，電動機的轉速變大，則S3是感應開關，故A不符合題意。
BC、有人乘坐時，S1.S2、S3都閉合，電阻R被短路，自動扶梯高速運行，所以R兩端電壓為0，故C符合題意，B不符合題意；
D、無人乘坐時，S1、S2閉合，S3斷開，電阻R串聯在電路中，電路中電流較小，由W＝Pt＝UIt可知電能消耗少，電梯低速運行，故D不符合題意。
故選：C。
考點二．電功計算公式的應用
2．（2023 南通）某智能手機的鋰電池上標有“3.7V，4200mA h”字樣，該手機搭配了超級快充功能，快充時保持充電電壓3.7V不變，增大充電的電流。若給鋰電池充入80%的電能，需要充電40min，此時手機的快充電流大小跟哪種用電器正常工作時的電流最接近（　　）
A．節能燈 B．電風扇 C．電飯鍋 D．電冰箱
【解答】解：該款手機快充功能充電時充電的電流大小：I5040mA＝5.04A，電飯鍋正常工作時的電流最接近5.04A，其他三種電器正常工作時的電流都遠小于5A，故C正確。
故選：C。
考點三．電能表
3．（2023 宿遷）關于圖中小明家的電能表，下列選項正確的是（　　）
A．電能表的示數為2023.6J
B．電能表能正常工作的最大電流是40A
C．電能表是測量電功率的儀表
D．脈沖指示燈閃的越快，電路消耗電能越多
【解答】解：A、電能表的示數為2023.6kW h，故A錯誤；
B、10（40）A，其中10A是指電能表的標定電流，40A是指該電能表平時工作允許通過的最大電流，故B正確；
C、電能表是測量電路消耗電能多少的儀表，故C錯誤；
D、電能表指示燈閃爍的快慢反映了電流做功的快慢，所以脈沖指示燈閃的越快，說明電能表所在電路的總功率越大。故D錯誤。
故選：B。
考點四．電功率與電壓、電流的關系
4．（2023 高安市二模）如圖所示，電源電壓恒定，R0是定值電阻，小燈泡L標有“12V 3W”，滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω。三個開關均閉合時，小燈泡恰好正常發光，電流表示數為0.55A。求：
（1）小燈泡的額定電流和電源電壓；
（2）電阻R0的阻值；
（3）閉合S，斷開S1和S2時，當滑片P移到最左端時，10min內電路消耗的電能。
【解答】解：（1）小燈泡的額定電流IL0.25A；
三個開關均閉合時，滑動變阻器短路，燈泡和定值電阻并聯，電流表測干路中的電流，小燈泡恰好正常發光，燈泡兩端的實際電壓為UL＝12V，根據并聯電路的電壓規律可知電源電壓U＝UL＝12V；
（2）根據并聯電路電流的規律可知，三個開關均閉合時，通過定值電阻的電流I0＝I﹣IL＝0.55A﹣0.25A＝0.3A，
根據并聯電路電壓的規律可知，R0兩端的電壓為U0＝U＝12V，
R0的阻值R040Ω；
（3）閉合S，斷開S1和S2時，定值電阻和滑動變阻器串聯，當滑片P移到最左端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大。
此時電路中的電流I′0.2 A，
10 min內電路消耗的電能W＝UI′t＝12V×0.2A×10×60s＝1440J。
答：（1）小燈泡的額定電流為0.25A；電源電壓為12V；
（2）電阻R0的阻值為40Ω；
（3）閉合S，斷開S1和S2時，當滑片P移到最左端時，10min內電路消耗的電能為1440J。
考點五．電功率的計算
5．（2023 西寧）如圖所示，是小燈泡L和定值電阻R的I﹣U圖象，由圖象可知（　　）
A．R的電阻為5Ω
B．小燈泡的電阻隨溫度的升高而減小
C．只將L與R并聯在電壓為2V的電路中，干路中的電流為0.3A
D．只將L與R串聯在電流為0.2A的電路中，總功率為0.4W
【解答】解：A、由圖可知，R的U﹣I圖像是正比例函數，因此電阻R是定值電阻，其阻值為：R20Ω，故A錯誤；
B、燈泡兩端的電壓增大時，通過的電流增大，則燈絲溫度升高，電阻變大，故B錯誤；
C、并聯電路各個支路兩端的電壓相等，由圖可知，只將L與R并聯在電壓為2V的電路中時，通過R的電流為0.1A，通過L的電流為0.2A，則干路的電流為：I＝IR+IL＝0.1A+0.2A＝0.3A，故C正確；
D、燈泡L和電阻R串聯在電路中，當電流是為0.2A，圖像可知，當L兩端的電壓為2V、R兩端的電壓為4V時，則電路兩端的總電壓等于2V+4V＝6V，則電路的總功率為：P＝U'I'＝6V×0.2A＝1.2W，故D錯誤。
故選：C。
6．（2023 德州）如圖甲所示，電源電壓保持不變。電流表A的量程為0～0.6A，電壓表V1、V2的量程均為0～3V，滑動變阻器R的規格為“50Ω，2A”，小燈泡的額定電壓為2.5V。滑動變阻器的滑片P在某點時，小燈泡正常發光，此時電壓表V2的示數為1.5V。在保證電路各元件安全的最大范圍內調節滑片P，其中一只電壓表與電流表示數的變化圖象如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．電源電壓為3V
B．電壓表V1的示數變化范圍為1.5V～3V
C．滑動變阻器的取值范圍是3Ω～50Ω
D．小燈泡的功率范圍為0.1W～1.25W
【解答】解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表V1測燈泡兩端的電壓，電壓表V2測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
A．由題意可知，滑動變阻器的滑片P在某點時，小燈泡正常發光，此時電壓表V2的示數UP＝1.5V，燈泡兩端的電壓UL＝UL額＝2.5V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓U＝UL+UP＝2.5V+1.5V＝4V，故A錯誤；
B．由串聯電路的分壓原理可知，當滑動變阻器接入電路中的電阻變大時，其分得的電壓變大，即電壓表V2的示數變大，
此時電路中的總電阻變大，由I可知，電路中的電流變小，由串聯電路的電壓特點可知，燈泡L兩端的電壓變小，即電壓表V1的示數變小，
由圖乙可知，當電壓表的示數增大時，電流表的示數減小，則圖像為滑動變阻器的I﹣U圖像；
由圖乙知當變阻器兩端電壓最大即UP大＝3V時，燈泡兩端電壓最小即UL小＝U﹣UP大＝4V﹣3V＝1V，
為保證燈泡長期工作，燈泡兩端電壓最大為其額定電壓，
所以電壓表V1的示數變化范圍為1V～2.5V，故B錯誤；
C.由圖乙知變阻器電阻最大時，其兩端電壓UP大＝3V時，電路中的電流I小＝0.1A，
則滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R大30Ω；
當變阻器接入電路的阻值最小時，其兩端電壓UP小＝1.5V，電路中的電流I大＝0.5A，
則滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R小3Ω；
所以滑動變阻器的取值范圍是3Ω～30Ω，故C錯誤；
D.當電路中的電流I小＝0.1A，燈泡兩端的電壓U'L＝U﹣UP大＝4V﹣3V＝1V，
燈泡的最小功率PL小＝U'L×I小＝1V×0.1A＝0.1W，
當電路中的電流I大＝0.5A，燈泡兩端的電壓UL＝2.5V，
燈泡的最大功率PL大＝UL×I大＝2.5V×0.5A＝1.25W，
所以小燈泡的功率范圍為0.1W～1.25W，故D正確。
故選：D。
7．（2023 雅安）如圖所示為某種握力計和它的工作原理示意圖。電源電壓不變，握力計顯示表是由電流表改裝而成，定值電阻R2阻值為5Ω。不施加力時彈簧一端的滑片P在電阻R1的最上端（彈簧及連片的電阻不計）。使用握力計時電路中電流變化的范圍為0.1～0.6A，則下列說法正確的是（　　）
A．握力最大時電路中電流為0.6A
B．R1連入電路的阻值變化范圍是0～30Ω
C．電路消耗的總功率變化范圍是0.3～1.5W
D．R1消耗的最大功率為0.45W
【解答】解：A、由電路圖可知，握力最大時，滑動變阻器阻值全部接入電路，電路總電阻最大，由歐姆定律可知，電路中電流最小，由題意可知，此時電路中電流為0.1A，故A錯誤；
B、由電路圖可知，滑動變阻器接入電路的阻值最小為零時，只有R2接入電路，電路中電阻最小，電流最大為0.6A，由II可知，電源電壓：U＝U2＝I最大R2＝0.6A×5Ω＝3V，滑動變阻器阻值全部接入電路時，電路中電流最小為0.1A，由I可得此時的總電阻：R總30Ω，
滑動變阻器接入電路的最大阻值：R1＝R總﹣R2＝30Ω﹣5Ω＝25Ω，所以R1連入電路的阻值變化范圍0～25Ω，故B錯誤；
C、電路消耗的總功率最大為：P大＝UI大＝3V×0.6A＝1.8W，電路消耗的總功率最小為：P小＝UI小＝3V×0.1A＝0.3W，所以電路消耗的總功率變化范圍是0.3W～1.8W，故C錯誤；
D、由歐姆定律和P＝I2R可得，變阻器R1消耗的功率：P1＝I2R1＝（）2R1，
所以，當R1的阻值等于R2的阻值時，R1消耗的功率最大，則P1最大0.45W，故D正確。
故選：D。
8．（2023 和田市模擬）如圖所示的電路中，已知定值電阻R1＝8Ω，R2＝4Ω，燈泡L的額定電壓為6V．讀出電壓表V1的示數為7V，電壓表V2的示數為5V，電燈正常工作時，燈泡的額定功率為（　　）
A．3W B．6W C．9W D．12W
【解答】解：（1）電阻R1、R2與燈泡L串聯，電壓表V1測電阻R1與燈泡L兩端的電壓；
電壓表電阻V2測電阻R2與燈泡L兩端的電壓；
（2）串聯電路電流處處相等，則兩定值電阻的電壓之比2，則U1＝2U2﹣﹣﹣﹣﹣①；
由串聯電路的特點知：UV 1＝U1+UL＝7V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
UV 2＝UL+U2＝5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③；
由①②③解得U1＝4V，U2＝2V，UL＝3V；
（3）電路電流I0.5A，
燈泡電阻RL6Ω；
則燈泡的額定功率PL6W。
故選：B。
9．（2023 安徽模擬）如圖所示電路，電源電壓恒定不變，閉合開關，電壓表的示數為U。現有兩個標有不同字樣小燈泡L1：“2.5V、1.25W”和L2：“2.5V、1.5W”，燈泡的電阻恒定不變。將L1接入ab間，再閉合開關，小燈泡L1正常發光，電壓表示數變化了0.5V。下列說法正確的是（　　）
A．未接燈泡時，電壓表示數U＝0V
B．電源電壓為4V
C．R0的阻值為1Ω
D．在ab間換接L2，閉合開關，L2實際功率大于1.5W
【解答】解：AB、閉合開關，電壓表通過定值電阻與電源相連測電源電壓，電壓表的示數為U，即電源電壓為U；
將小燈泡L1接入ab間，再閉合開關，小燈泡與定值電阻串聯，電壓表測小燈泡L1兩端的電壓，此時小燈泡L1正常發光，根據串聯電路電壓的規律可知，電壓表示數變小，電壓表示數變化了0.5V，則電源電壓為：
U＝UL1+0.5V＝2.5V+0.5V＝3V，故AB錯誤；
C、根據小燈泡L1標有“2.5V 1.25W”的字樣，由P可知小燈泡正常發光的電阻為：
RL15Ω；
小燈泡L1正常發光時的電流：IL10.5A，
當小燈泡L1接入ab間，此時小燈泡L1正常發光，根據串聯電路電壓的規律可知，定值電阻R0兩端的電壓為：U0＝U﹣UL＝3V﹣2.5V＝0.5V，
因為串聯電路中各處電流相等，由R可知，
定值電阻R0阻值為：R01Ω，故C正確；
D、根據小燈泡L2標有“2.5V 1.5W”的字樣，由P可知小燈泡L2正常發光的電阻為：
RL2Ω；
根據串聯電壓規律和分壓原理可知，
，即，
解得：U2≈2.42V＜2.5V，
即小燈泡L2此時的電壓小于額定電壓，所以小燈泡L2此時的實際功率應小于額定功率1.5W，故D錯誤。
故選：C。
10．（2023 沈陽）如圖，電源兩端電壓為12V且保持不變，燈泡L標有“6V 6W”的字樣。滑動變阻器R2的最大阻值為40Ω。（不考慮溫度對燈泡電阻的影響）求：
（1）燈泡的電阻；
（2）當開關S閉合，S1、S2斷開，滑動變阻器R2接入電路的電阻為18Ω時，燈泡兩端的電壓；
（3）當開關S、S1、S2都閉合，將滑動變阻器的滑片P移到最右端時，電流表示數為1.5A，此時R1消耗的電功率。
【解答】解：（1）燈泡的電阻：R6Ω；
（2）當開關S閉合，S1、S2斷開時，R2和小燈泡串聯，電路中的總電阻：R總＝R燈+R2＝6Ω+18Ω＝24Ω；電路中的總電流：I0.5A；燈泡兩端的電壓：
U燈＝IR燈＝0.5A×6Ω＝3V；
（3）當開關S、S1、S2都閉合，將滑動變阻器的滑片P移到最右端時，R1和R2并聯，I20.3A，通過R1的電流：I1＝I總﹣I2＝1，5A﹣0.3A＝1.2A；此時R1消耗的電功率：
P＝UI1＝12V×1.2A＝14.4W。
11．（2023 丹東一模）如圖所示，電源電壓恒為9V，R0的阻值為45Ω，滑動變阻器R1的規格為“30Ω 1A”，電流表的量程為“0～3A”，小燈泡上標有“3V 1.5W”字樣。S閉合，S1、S2均斷開，調節滑動變阻器的滑片P的位置，使小燈泡正常發光。求：
（1）小燈泡正常發光的電流。
（2）燈泡正常發光時，滑動變阻器的阻值。
（3）當S、S1和S2均閉合時，電路消耗的最小功率。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，小燈泡正常發光的電流：I額0.5A；
（2）當S閉合，S1、S2均斷開時，滑動變阻器與燈泡串聯，電流表測電路電流，
因串聯電路各處電流相等，所以通過燈泡和滑動變阻器的電流相等，
所以，當燈泡正常發光時，變阻器中通過的電流為：I滑＝I額＝0.5A，
由串聯電路電壓規律可得，變阻器兩端的電壓：U滑＝U﹣U額＝9V﹣3V＝6V，
由歐姆定律可得，變阻器接入電阻：R滑12Ω；
（3）當S、S1、S2均閉合時，滑動變阻器與R0并聯，燈泡被短接，電流表測干路電流，
通過R0的電流：I00.2A，
當滑動變阻器的阻值最大時，此支路上的電流最小，則I2最小0.3A，
則干路上的電流：I最小＝I0+I2最小＝0.2A+0.3A＝0.5A，
電路消耗的總功率最小值：P最小＝UI最小＝9V×0.5A＝4.5W；
考點六．額定功率與實際功率
12．（2023 淄博）如圖所示，在探究并聯電路中電流電壓規律的實驗中，閉合開關S后，發現L1比L2亮。則（　　）
A．L1的電流小于L2的電流
B．L1的電阻小于L2的電阻
C．L1兩端電壓大于L2兩端電壓
D．L1的實際功率小于L2的實際功率
【解答】解：由圖知兩燈泡并聯，
C.并聯電路各支路兩端電壓相等，故C錯誤；
D.燈泡的亮度反映了其實際功率，閉合開關S后，發現L1比L2亮，說明L1的實際功率大于L2的實際功率，故D錯誤；
A.由P＝UI知，在電壓相同時，功率大的電流大，已經推出L1的實際功率大于L2的實際功率，說明L1的電流大于L2的電流，故A錯誤；
B.由I知，在電壓相同時，電流大的電阻小，已經推出L1的電流大于L2的電流，說明L1的電阻小于L2的電阻，故B正確。
故選：B。
13．（2023 廣饒縣模擬）甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示，下列說法中正確的是（　　）
A．兩燈均正常發光時，乙燈消耗的電能較多
B．兩燈均正常發光時，甲燈的電阻小于乙燈的電阻
C．將乙燈接入110V的電路中，它的實際功率為50W
D．兩燈串聯在220V的電路中，甲燈比乙燈亮
【解答】解：A、兩燈均正常發光時，乙的電功率大，因為不知道發光時間是否相同，所以不能比較兩燈消耗的電能的多少，故A錯；
B、兩燈均正常發光時，額定電壓相同都等于220V，
∵燈絲電阻R，甲燈額定功率小于乙燈的額定功率，
∴甲燈的電阻大于乙燈的電阻，故B錯；
C、將乙燈接在110V的電路中，
∵R乙484Ω；
∴P乙實25W，故C錯。
D、由R知道甲燈的電阻大于乙燈的電阻，當兩燈串聯時，通過的電流相等，
∵P＝I2R，
∴甲燈的實際功率比乙燈的大，
∴當兩燈串聯接在220V電路中，甲燈比乙燈亮，故D正確。
故選：D。
14．（2023 蒙陰縣三模）如圖所示，將標有“12V 6W”的燈泡L1和標有“6V 6W”的燈泡L2并聯后，接在6V的電源上（設燈絲電阻不變），則（　　）
A．兩燈的實際功率之和等于 12W
B．兩燈的實際功率之和大于 12W
C．燈泡L2 比燈泡L1 亮
D．燈泡L1 比燈泡L2 亮
【解答】解：（1）燈泡L1的電阻R124Ω，燈泡L2的電阻R26Ω，
并聯接在6V的電源上，燈泡L1的實際功率P實11.5W，
燈泡L2的實際功率P實2＝6W。
因為燈泡的亮度取決于實際功率，故燈泡L2比燈泡L1亮，故C正確，D錯誤；
（2）兩燈的實際功率之和P總＝P實1+P實2＝1.5W+6W＝7.5W，小于12W，故AB錯誤。
故選：C。
考點七．實驗 測量小燈泡的電功率
15．（2023 內蒙古）在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，老師給同學們提供的器材有：電壓恒為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡（燈絲電阻約為10Ω），電流表、電壓表、開關各一個，導線若干，三種規格的滑動變阻器R1（10Ω，0.5A）、R2（50Ω，0.5A）、R3（200Ω，0.2A）可供選擇。
（1）通過估算，滑動變阻器應選擇 （選填“R1”“R2”或“R3”）。選擇合適變阻器后，請用筆畫線表示導線將電路連接完整。要求：變阻器的滑片P向B端移動時，燈泡變暗。
（2）滑片P置于阻值最大處，閉合開關試觸時，發現電壓表示數很大，電流表幾乎無示數，出現的電路故障原因可能是 。
（3）排除故障后，閉合開關S，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數如圖乙所示為 V；若要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向 （選填“A”或“B”）端移動。根據圖丙圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是 W。
【解答】解：（1）燈泡正常發光時的電壓UL＝2.5V，正常發光時燈絲電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：
IL0.25A＞0.2A；
電源電壓恒為6V，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，燈正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓：U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
由歐姆定律I，燈正常發光時，變阻器連入電路的電阻為：R滑14Ω＞10Ω，考慮到電流因素，則滑動變阻器選R2；
滑動變阻器按“一上一下”的方式串聯接入電路，滑片向右移動，燈泡變暗，表明電路中的電流減小，電路的總電阻變大，滑動變阻器電阻變大，故變阻器左下接線柱連入電路中，如下圖所示：
（2）閉合開關，發現燈泡不亮，電流表無示數，說明電路出現了斷路現象，電壓表有示數，說明電壓表與電源之間是接通的，出現故障的原因可能是燈泡斷路；
（3）P到圖甲中某一位置時，電壓表示數（如圖乙所示），電壓表選用小量程，分度值為0.1V，電壓為2.2V，因2.2V小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向A端移動，直到電壓表示數為額定電壓；
根據圖丙信息，燈在額定電壓下的電流為0.2A，可計算出小燈泡的額定功率是：
P＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W。
故答案為：（1）R2；見解答；（2）燈泡斷路；（3）2.2；A；0.5。
16．（2023 陜西）如圖﹣1，是“測量小燈泡的電功率”的實驗電路，電源電壓為4.5V且保持不變，小燈泡L的額定電壓為2.5V。
（1）連接如圖﹣1所示電路時，開關S應處于斷開狀態，滑動變阻器的滑片P應置于最 （選填“左”或“右”）端。
（2）閉合開關S，觀察到小燈泡L不亮，電壓表有示數且接近電源電壓，電流表指針幾乎不偏轉，移動滑動變阻器的滑片P，兩表的示數均無變化，則故障原因可能是 。
（3）排除故障后，閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片P，多次實驗并將數據和現象記錄在如表中。分析表中信息，回答下列問題。
實驗序號 電壓U/V 電流I/A 燈泡的亮度 電功率P/W
1 0.5 0.20 不亮 0.10
2 1.0 0.24 暗 0.24
3 2.0 0.32 較暗 0.64
4 2.5 正常亮
5 3.0 0.38 很亮 1.14
①小燈泡L在額定電壓下工作時，電流表的指針位置如圖﹣2所示，則電流表示數為 A，小燈泡L的額定功率為 W。
②第1次實驗中，小燈泡L不亮的原因可能是 。
③分析數據還發現，通過小燈泡L的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因可能是 。
（4）本次實驗所選用的滑動變阻器的規格是 。
A.10Ω 2A
B.20Ω 1A
【解答】解：（1）為了保護電路，連接電路時，開關S應處于斷開狀態，滑動變阻器的滑片P應置于阻值最大處，即最右端；
（2）閉合開關S，觀察到小燈泡L不亮，電流表指針幾乎不偏轉，說明電路可能斷路，電壓表有示數且接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了，即故障原因可能是小燈泡L斷路；
（3）①小燈泡L在額定電壓下工作時，電流表的指針位置如圖﹣2所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.36A，則小燈泡L的額定功率為：
P＝UI＝2.5V×0.36A＝0.9W；
②由表中數據可知，在第1次實驗中，兩表均勻示數，說明電路是通路，小燈泡L不亮，說明小燈泡L實際功率太小；
③由表中數據可知，燈泡兩端電壓增大，通過燈泡的電流也增大，根據P＝UI可知，燈泡功率變大，溫度升高，燈絲電阻隨溫度的升高而增大，故通過小燈泡L的電流與其兩端的電壓不成正比；
（4）由表中數據可知，當燈泡兩端電壓為0.5V時，通過燈泡的電流為0.2A，由串聯電路電壓規律可知，此時滑動變阻器兩端電壓為U滑＝U﹣U1＝4.5V﹣0.5V＝4V，
則滑動變阻器接入電路的阻值為：
R滑20Ω，故選：B。
17．（2023 寬甸縣模擬）實驗室購買了一批小燈泡，同學們發現其中有一只小燈泡上標有“2.5V”字樣，小明想知道其額定功率。老師告訴他燈泡的電阻約8～15Ω，并給他準備了如下器材：電流表、電壓表、滑動變阻器R1“10Ω 1A”、滑動變阻器R2“50Ω 2A”、電源（電壓恒為6V）、開關、導線若干。
（1）按如圖甲的電路圖連接實物，為了防止小燈泡被燒壞，應選用滑動變阻器 （選填“R1”或“R2”）連入電路，電壓表的量程選擇 （選填“0～3V”或“0～15V”）。
（2）將滑動變阻器的滑片P移到最 （選填“左”或“右”）端，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，使燈泡兩端電壓逐漸增大到3V，并讀出對應的電流值，繪制出了如圖乙所示的I﹣U曲線。由圖乙可知小燈泡的額定功率為 W，通過小燈泡的電流與它兩端的電壓并不成正比，其原因是 。
（3）小強也想測燈泡的額定功率，老師給他一個額定電流為0.3A的小燈泡和一個阻值為20Ω的定值電阻R0，電源電壓未知。小強設計的電路圖如圖丙所示，請將以下實驗步驟補充完整。
①閉合開關S、S2，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數為 A；
②保持滑片P的位置不變，斷開開關S2，閉合開關S1，電流表示數為0.2A；將滑動變阻器的滑片P移到最左端，電流表的示數為0.3A，則電源電壓為 V；
③小燈泡的額定功率：P額＝ W。
【解答】解：（1）圖甲中燈泡和滑動變阻器串聯接入電路，電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲電阻的最小值約為8Ω，
串聯電路總電壓等于各部分電壓之和，根據串聯分壓原理可知，代入數據可得，解得RP＝11.2Ω＞10Ω，所以為了防止小燈泡被燒壞，應選用滑動變阻器R2連入電路；
燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表與燈泡并聯接入電路，所以電壓表的量程應選擇0～3V；
（2）為保護電路，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處，由圖甲可知應將滑片移到最右端；
由圖乙可知燈泡正常發光時的電流為0.25A，則小燈泡的額定功率為P額＝U額I額＝2.5V×0.25A＝0.625W；
由圖乙可知通過小燈泡的電流與它兩端的電壓并不成正比，其原因是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，即燈泡的電阻是變化的；
（3）用圖丙所示電路測量額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率，步驟如下：
①閉合開關S、S2，燈泡和滑動變阻器串聯接入電路，電流表測電路中的電流，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數為0.3A，此時燈泡正常發光（如下面圖1）；
②保持滑片P的位置不變，斷開開關S2，閉合開關S1，此時定值電阻和滑動變阻器串聯接入電路，電流表示數為0.2A（如下面圖2）；
將滑動變阻器的滑片P移到最左端，此時電路為定值電阻R0的簡單電路（如下面圖3），電流表的示數為0.3A，則電源電壓為U′＝I″R0＝0.3A×20Ω＝6V；
圖2中定值電阻兩端的電壓：U0＝I′R0＝0.2A×20Ω＝4V，
此時滑動變阻器接入電路的阻值：R滑10Ω，
圖1和圖2中變阻器接入電路的阻值相同，則燈泡正常發光時變阻器兩端的電壓：U滑＝IR滑＝0.3A×10Ω＝3V，
則燈泡正常發光時燈泡兩端的電壓：UL＝U′﹣U滑＝6V﹣3V＝3V，
③小燈泡的額定功率：PL＝ULI＝3V×0.3A＝0.9W。
故答案為：（1）R2；0～3V；（2）右；0.625；燈泡的電阻是變化的；（3）①0.3；②6；③0.9。
18．（2023 灌云縣校級模擬）實驗室電源電壓為6V，要測量小燈泡的額定功率，小偉選擇一個額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右的小燈泡，小強畫出了電路圖（圖甲）。
（1）小偉看到電路圖后提出一個建議：簡化實驗，去掉滑動變阻器測量小燈泡的額定電功率。你認為小偉的實驗方案可行嗎？為什么？ 。
（2）將圖乙中的滑動變阻器和電壓表（選用合適的量程）接入電路。
（3）在實驗器材選擇無誤，電路連接正確的情況下，閉合開關，小燈泡不亮，但電壓表和電流表都有示數，按照圖乙的電路連接圖判斷，要讓燈泡發光，你的操作是： 。
調整電路正常后開始實驗，在調節滑動變阻器的過程中，燈泡突然熄滅，電流表的示數突然變得無示數，電壓表的示數是6V，你判斷故障可能是： 。
（4）為進一步確定小燈泡亮度與電壓的關系，做了多次實驗，并根據實驗數據繪出了小燈泡的U﹣I圖像（如圖丙所示）。請根據圖像信息計算出小燈泡的額定功率是 W。
【解答】解：（1）電源電壓為6V，而燈泡的額定電壓為2.5V，去掉滑動變阻器無法使燈泡兩端的電壓達到燈泡的額定電壓，所以小偉的實驗方案不可行；
（2）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V且與燈泡并聯，滑動變阻器的任意上方接線柱與燈泡相連，如下圖所示：
（3）電壓表和電流表都有示數說明電路通路且燈泡沒有短路，燈泡不亮的原因是實際功率太小，下一步的操作是：將滑動變阻器的滑片向左移動；
燈泡突然熄滅，電流表的示數突然變得無示數，電壓表的示數是6V，說明電壓表并聯部分斷路，故障可能是小燈泡斷路；
（4）由圖象可知，燈泡兩端的電壓UL＝2.5V時，通過的電流IL＝0.2A，
則燈泡的額定功率PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W。
故答案為：（1）不可行，無法實現小燈泡兩端的電壓等于額定電壓；（2）見解析；（3）將滑動變阻器的滑片向左移動；小燈泡斷路；（4）0.5。
考點八．電功率的概念
19．（2023 濟南）商場中，賣微波爐的售貨員和顧客發生了爭執。售貨員說：微波爐很省電，用一次花不了多少電費；顧客說：我覺得微波爐很費電，我家的微波爐一開就“燒保險”。從物理學的角度看，售貨員所說的“省電”和顧客所說的“費電”分別指的是微波爐在使用時（　　）
A．消耗較少的電能，消耗較多的電能
B．電功率較小，電功率較大
C．電功率較小，消耗較多的電能
D．消耗較少的電能，電功率較大
【解答】解：售貨員認為微波爐很省電，是說微波爐的電功率大，但加熱食物用時很短，消耗的電能并不多，所以“微波爐很省電，用一次花不了多少電費”，即售貨員是從消耗較少的電能角度說的；
顧客是從電功率角度考慮的，因為微波爐屬于大功率用電器，工作時電路中電流很大，會燒斷保險絲，相同時間內消耗的電能多，所以認為很“費電”。
故選：D。
考點九．電功與電熱的綜合計算
20．（2023 淄博）如圖甲為一款養生壺，其加熱原理如圖乙所示。養生壺的額定電壓為220V，R1、R2均是發熱電阻，其中R2＝506Ω。養生壺正常工作時，開關置于“1”為加熱擋，電路中電流為5A；開關置于“2”為保溫擋。求：、
（1）當開關置于“1”時，R1的阻值及R1消耗的電功率；
（2）當開關置于“2”時，養生壺1min消耗的電能；
（3）將壺內500g的水從20℃加熱到100℃，水吸收的熱量。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【解答】解：（1）開關置于“1”為加熱擋，由圖乙可知，此時電路中只有R1工作，
由I可知，R1的阻值：R144Ω；
R1消耗的電功率：P1＝UI＝220V×5A＝1100W；
（2）由圖乙可知，當開關置于“2”時，R1、R2串聯，
根據串聯電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻：R＝R1+R2＝44Ω+506Ω＝550Ω，
養生壺1min消耗的電能：Wt1×60s＝5280J；
（3）水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×500×10﹣3kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J。
一．選擇題（共15小題）
1．（2023 炎陵縣模擬）現將標有“220V 100W”的電冰箱、電風扇、電爐各一臺，分別接入電路中均正常工作，在相同時間內（　　）
A．三個用電器產生的熱量相同
B．電風扇消耗的電能最多
C．電爐將消耗的電能轉化為內能最多
D．單獨將電冰箱接入電路時，電能表轉得最快
【解答】解：
（1）由題知，電冰箱、電風扇、電爐的額定功率相同，由W＝Pt知，正常工作時三個用電器消耗電能一樣多，而三個用電器中，電冰箱和電風扇工作時，不僅將電能轉化為內能，還轉化為其他形式的能，只有電爐工作時將電能全部轉化為內能，所以電爐消耗電能轉化為內能最多，產生熱量最多，故AB錯誤，C正確；
（2）三個用電器的額定功率相同，正常工作時，實際功率相同，電流做功快慢相同，所以單獨將電冰箱、電風扇、電爐接入電路時，電能表轉盤的轉速相同，故D錯誤。
故選：C。
2．（2023 炎陵縣模擬）關于如圖所示的電能表，下列說法正確的是（　　）
A．電能表是測量家中用電器電功率的儀表
B．電能表此時的讀數為200kW h
C．只將一盞標有“220V 100W”的電燈接在電路中，正常工作1h，轉盤轉72圈
D．該電能表允許接入的家用電器最大總功率為2000W
【解答】解：A、電能表是測量家中用電器消耗電能的儀表，不是測量電功率的儀表，故A錯誤；
B、電能表顯示數字中最后一位是小數，單位為kW h，圖中電能表示數為20.0kW h，表示它所測量的電路消耗了20.0kW h的電能，故B錯誤；
C、電燈正常工作的電功率P＝100W＝0.1kW，燈正常工作1h消耗的電能W＝Pt＝0.1kW×1h＝0.1kW h；
“720r/（kW h）”表示電路中每消耗1kW h的電能，電能表的轉盤轉過720圈，消耗0.1kW h轉動的圈數是0.1kW h×720r/（kW h）＝72r，所以，只將一盞標有“220V，100W”的電燈接在電路中，正常工作1h，轉盤轉72圈，故C正確；
D、“10A”表示電能表允許通過的最大電流為10A，該電能表允許接入的家用電器最大總功率P＝UI＝220V×10A＝2200W，故D錯誤。
故選：C。
3．（2023 淄川區二模）兩盞白熾燈，甲標有“PZ220V 40W”，乙標有“PZ220V 25W”，比較它們的亮度，下列說法正確的是（　　）
A．都正常工作時，甲比乙亮
B．甲一定比乙亮
C．乙一定比甲亮
D．都正常工作時，乙比甲亮
【解答】解：（1）當燈泡正常發光時，實際功率等于額定功率；
比較額定功率即可比較燈泡的亮度；
已知，甲燈的額定功率為40W，乙燈的額定功率等于25W；
所以正常發光時，甲比乙亮。故A正確。D錯誤；
（2）燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，而甲、乙兩燈的實際功率沒法比較；所以，不能確定甲、乙的亮度，故BC選項是錯誤的；
故選：A。
4．（2023 雙峰縣模擬）小燈泡L的額定電壓為3V，把小燈泡接入如圖甲所示的電路中，先將滑動變阻器的滑片P移至B端，閉合開關S，電壓表示數為1.5V；再將滑片P向左移動直到電壓表示數為3V，小燈泡的I﹣U圖像如圖乙所示。已知電源電壓恒定，滑動變阻器的銘牌上標有“10Ω 2A”。下列說法中正確的是（　　）
A．電源電壓為6V
B．小燈泡的額定功率為0.45W
C．小燈泡正常發光時，滑動變阻器消耗的電功率為0.75W
D．在實驗中，電壓表的示數與電路中電流表的示數之比始終為5：1
【解答】解：由圖甲可知，燈泡L和滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡L兩端的電壓；
（1）當滑動變阻器的滑片P移至B端時，滑動變阻器的最大阻值和燈泡串聯，
由圖乙可知，當電壓表示數為1.5V時，電路中的電流I＝0.3A，
由I可得，滑動變阻器兩端的電壓：
U滑＝IR滑＝0.3A×10Ω＝3V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U＝UL+U滑＝1.5V+3V＝4.5V，故A錯誤；
（2）由圖乙可知，燈泡兩端的電壓為3V時，電路中的電流I′＝0.5A，
因額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，
所以，燈泡的額定功率：
PL額＝UL額I′＝3V×0.5A＝1.5W，故B錯誤；
此時滑動變阻器兩端的電壓：
U滑′＝U﹣UL額＝4.5V﹣3V＝1.5V，
滑動變阻器接入電路中的電阻：
R滑′3Ω，
滑動變阻器消耗的電功率：
P滑′＝U滑′I′＝1.5V×0.5A＝0.75W，故C正確；
（3）由歐姆定律可知電壓表的示數與電路中電流表的示數之比為燈泡的電阻，由乙圖可知燈泡的電阻是變化的，故D錯誤。
故選：C。
5．（2023 渾源縣一模）如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L標有“6V 3W”字樣，不考慮溫度對燈絲電阻的影響．閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P移動到中點時，小燈泡正常發光，電壓表示數為3V，當滑片P移到最大阻值時，燈L與滑動變阻器此時的電功率之比為（　　）
A．2：1 B．1：1 C．1：2 D．2：3
【解答】解：由電路圖可知，閉合開關S，燈泡L與滑動變阻器R串聯，電壓表測變阻器R兩端的電壓。
當滑動變阻器的滑片P移動到中點時，滑動變阻器連入電路的電阻R滑R滑大，此時小燈泡正常發光，則UL＝6V，且電壓表示數為3V，
根據串聯電路的分壓規律可得，即，所以RL：R滑大＝1：1；
當滑片P移到最大阻值時，因串聯電路各處的電流相等，
則由P＝I2R可得燈L與滑動變阻器的電功率之比為PL：P滑＝RL：R滑大＝1：1。
故選：B。
6．（2023 兩江新區校級模擬）如圖甲所示，電源電壓保持不變，已知燈L1正常工作時的電壓為4V，燈L2正常工作時的電壓為3V。圖乙是L1、L2的I﹣U圖。當只閉合開關S、S2，且滑動變阻器R的滑片位于最右端時，電流表的示數為0.2A；當只閉合開關S、S1，且滑動變阻器R的滑片位于最右端時，電流表的示數為0.3A。下列說法正確的是（　　）
A．只閉合開關S、S2，燈L2和滑動變阻器串聯
B．燈絲電阻隨電壓的增大而減小
C．滑動變阻器的最大阻值為10Ω
D．燈L1的額定功率為0.6W
【解答】解：B、根據圖乙可知是L1、L2的I﹣U圖為曲線，燈絲電阻隨電壓的增大而增大，故B錯誤。
ACD、由圖甲可知，當只閉合開關S、S2時，燈L1與滑動變阻器R串聯，電流表測電路中的電流，當滑動變阻器的滑片位于最右端時，滑動變阻器接入電路的電阻為滑動變阻器的最大阻值，由串聯電路的電流特點可知，此時通過燈L1的電流I1＝0.2A，由圖乙可知，燈L1兩端的電壓為4V，
電源電壓U＝U1+U滑1＝4V+0.2A×R滑大①
當只閉合開關S、S1時，燈L2與滑動變阻器R串聯，電流表測電路中的電流，當滑動變阻器的滑片位于最右端時，滑動變阻器接入電路的電阻為滑動變阻器的最大阻值，由串聯電路的電流特點可知，此時通過燈L2的電流I2＝0.3A，由圖乙可知，此時燈L2兩端的電壓為3V，
電源電壓U＝U2+U滑2＝3V+0.3A×R滑大……②
由①②解得R滑大＝10Ω，U＝6V，
由圖乙可知，當燈L1兩端的電壓為4V時，通過燈L1的電流I1＝0.2A，此時燈L1正常發光，
則L1的額定功率P1額＝U1I1＝4V×0.2A＝0.8W。
故AD錯誤、C正確。
故選：C。
7．（2023 惠安縣模擬）有兩個電路元件A和B，通過元件的電流與其兩端電壓的關系如圖甲所示。把它們并聯在電路中，如圖乙所示，閉合開關S，這時電流表的示數為0.9A，則電源電壓和元件B的電功率分別是（　　）
A．2.5V 0.8W B．2.5V 1.0W
C．4.5V 1.0W D．4.5V 4.05W
【解答】解：
由圖乙電路圖可知，兩元件并聯，電流表測量干路中電流。
（1）由圖甲所示圖象可知，電壓為2.5V時，通過元件A、B的電流分別為IA＝0.5A、IB＝0.4A，
則電流表示數：
I＝IA+IB＝0.5A+0.4A＝0.9A，則電源電壓為2.5V；
（2）元件B的功率為：PB＝UIB＝2.5V×0.4A＝1.0W，
只有B正確，ACD錯誤。
故選：B。
8．（2023 蜀山區二模）兩個燈泡L1和L2分別標有“6V 1A”和“6V 0.5A”字樣，不考慮溫度對電阻的影響，將它們連入電路中，為確保兩燈均不損壞，下列說法正確的是（　　）
A．將它們串聯時，電路兩端允許最大電壓是12V
B．將它們串聯時，燈泡L1和L2功率之比2：1
C．將它們并聯時，干路允許通過最大電流是1.5A
D．將它們并聯時，燈泡L1和L2功率之比1：2
【解答】解：AB、由燈泡L1標有“6V、1A”，可以求出R16Ω，由燈泡L2標有“6V、0.5A”，可以求出R212Ω，通過它們的電流和兩端電壓都不能超過額定值，否則會損壞燈泡；
AB、將它們串聯時，則干路最大電流為I串＝I2＝0.5A，根據串聯電路的特點和歐姆定律可得：允許最大電壓U串＝I串（R1+R2）＝0.5A×（6Ω+12Ω）＝9V，故A錯誤；
串聯電路的電流處處相等，根據P＝I2R可知燈泡L1和L2功率之比：，故B錯誤；
CD、將它們并聯時，干路兩端的最大電壓為U并＝U1＝6V，根據并聯電路的特點和歐姆定律可得：干路中允許最大電流I并＝I1+I2＝1A+0.5A＝1.5A，故C正確；
并聯電路各支路兩端的電壓相等，根據P＝UI可知燈泡L1和L2功率之比：，故D錯誤。
故選：C。
9．（2023 寬甸縣模擬）如圖甲所示，電源電壓不變，R1是定值電阻。在開關S閉合，滑動變阻器R2的滑片P由最右端向左移動的過程中，兩電表變化情況如圖乙所示，下列說法不正確的是（　　）
A．滑動變阻器R2的最大阻值是30Ω
B．電源電壓是15V
C．R1的阻值是10Ω
D．該電路消耗的最小電功率為4.5W
【解答】解：由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
A、當滑片P在最右端時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，
由串聯電路分壓規律可知，此時滑動變阻器分得的電壓最大，即電壓表的示數最大，
由圖乙可知，電路中的最小電流：I最小＝0.3A，電壓表的最大示數：U2大＝9V，
由歐姆定律可得，滑動變阻器的最大阻值：R230Ω，故A正確；
BC、因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，當滑片P在最右端時的電源電壓：U＝I最小R1+U2大＝0.3A×R1+9V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由圖乙可知當電流表示數為0.5A時，電壓表的示數為5V，
同理可得電源電壓：U＝I1R1+U2＝0.5A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
聯立①②解得：R1＝20Ω，U＝15V，故B正確、C錯誤；
D、電路消耗的最小功率：P最小＝UI最小＝15V×0.3A＝4.5W，故D正確。
故選：C。
10．（2023 江陰市模擬）如圖甲所示，將一個標有“36V 25W”的小燈泡接在電壓為12V的恒壓電源上，閉合開關的瞬間（t＝0）開始利用傳感器記錄電路中電流隨時間的變化情況（如圖乙），利用慢速攝影技術可以觀察到前0.04s燈絲經歷了從不發光、微微發光到逐漸變亮的過程，從第0.04s后燈泡逐漸變為穩定發光。下列說法正確的是（　　）
A．燈絲的實際功率一直不變
B．閉合開關瞬間，燈絲的實際功率最小
C．小燈泡穩定發光后實際功率為12W
D．燈絲從0～0.04s實際功率逐漸變大
【解答】解：A、電源的電壓恒定，則小燈泡兩端的電壓不變，由圖乙可知，通過燈泡的電流先減小后不變，由P＝UI可知，燈絲的實際功率先變小后不變，故A錯誤；
B、閉合開關瞬間，電流最大，燈絲的實際功率最大，故B錯誤；
C．燈泡穩定發光后實際功率為：P＝UI＝12V×1A＝12W，故C正確；
D．由P＝UI可知燈絲從0～0.04s實際功率逐漸變小，故D錯誤。
故選：C。
11．（2023 潮南區模擬）如圖甲所示的電路，電源電壓不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。閉合開關，滑片P從一端滑到另一端的過程中，電壓表示數隨滑動變阻器阻值變化的關系如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．滑片從最左端向最右端滑動過程中，電流表示數變小
B．滑片滑動過程中，電壓表與電流表示數之比不變
C．電源電壓為6V
D．電路消耗的最大功率為3.6W
【解答】解：由電路圖可知，R0與R串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
A、當變阻器滑片向右滑動過程中，變阻器接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，由I可知，電路中的電流變大，即電流表的讀數變大，故A錯誤；
B、由電路圖可知，電壓表測滑動變阻器R兩端的電壓，電流表測滑動變阻器中的電流，所以電壓表與電流表示數之比為滑動變阻器的電阻，因為變阻器滑片向右滑動過程中變阻器接入電路中的電阻變小，所以電壓表與電流表示數之比變小，故B錯誤；
C、由圖乙可知，當滑動變阻器的電阻為5Ω時，其兩端的電壓為3V，通過電路的電流為：I10.6A，則電源電壓為：U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
滑動變阻器的電阻為10Ω時，其兩端的電壓為4V，通過電路的電流為：I20.4A，
則電源電壓為：U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
聯立①②得，R0＝5Ω，U＝3V+0.6A×5Ω＝6V，故C正確；
D、當滑動變阻器的電阻為零時電路消耗的功率最大，電路消耗的最大功率為P7.2W，故D錯誤。
故選：C。
12．（2023 阿城區一模）實驗電路如圖所示，下列說法錯誤的是（　　）
A．閉合開關，向左移動滑片小燈泡變亮
B．閉合開關，向右移動滑片電壓表示數變小
C．這個電路可以探究電功率與電壓的關系（只利用圖中器材）
D．這個電路不能探究電流與電壓的關系
【解答】解：A、閉合開關，向左移動滑片，滑動變阻器接入電路中的電阻減小，電路中的電流增大，小燈泡變亮，故A正確；
B、閉合開關，向右移動滑片，滑動變阻器的電阻增大，根據串聯分壓的特點，電阻大分的電壓大，故電壓表的示數變小，故B正確；
C、燈絲電阻會隨溫度的升高而增大，故這個電路不能探究電功率與電壓的關系，未控制電阻不變，故C錯誤；
D、燈絲電阻會隨溫度的升高而增大，故這個電路不能探究電流與電壓的關系，故D正確。
故選：C。
13．（2023 宜城市模擬）在如圖所示的電路中，電源的輸出電壓恒定不變，現將一個燈泡L接在離電源很近的A、B兩點時，燈泡L的功率為49W，若將燈泡L接在離電源較遠的C、D兩點時，燈泡L的功率為36W。則此時輸電導線AC、BD共同消耗的功率為（　　）
A．2W B．3W C．6W D．13W
【解答】解：設燈泡L連接在A、B兩點時，電路的電流為I1，
則有：P1RL＝49W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
若將燈泡L接C、D兩點時，電路的電流為I2，
則有：P2RL＝36W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①÷②可得：I1：I2＝7：6﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③；
設電源電壓為U，當燈泡接在離電源很近的A、B兩點時，導線的電阻可忽略，此時燈泡兩端電壓等于電源電壓U，則燈泡L的功率P1＝UI1＝49W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④；
若將燈泡L接C、D兩點時，電路的總功率為：P3＝UI2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
則：，
所以，P3P149W＝42W，
則導線AC和BD共同消耗的功率：
P導線＝P3﹣P2＝42W﹣36W＝6W。
故選：C。
14．（2023 山陽縣模擬）如圖﹣1所示的電路，電源電壓保持不變，滑動變阻器上標有“20Ω，2A”，閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片，使其從最右端向左滑動到a點時，小燈泡恰好正常發光；在圖﹣2中繪制出電流表與兩電壓表示數關系的圖像。下列說法中正確的是（　　）
A．曲線甲是燈泡的電流﹣電壓圖像
B．小燈泡的正常發光時的電阻為25Ω
C．電路中的最小功率為4.8W
D．滑片在a點時，滑動變阻器與小燈泡的功率之比為5：1
【解答】解：由電路圖可知，變阻器R與燈泡L串聯，電壓表V1測R兩端的電壓，電壓表V2測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）當滑片位于最右端時，變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流最小，
由圖乙可知，電路中的最小電流I＝0.3A，此時燈泡和滑動變阻器兩端的電壓相等，即：UL＝UR，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，由I可得電源的電壓：
U＝UL+UR＝2UR＝2IR＝2×0.3A×20Ω＝12V；
此時電路的總功率最小，則：
P小＝UI＝12V×0.3A＝3.6W，故C錯誤；
（2）當滑片從最右端向左滑動到a點時，變阻器接入電路中的電阻變小，電路中的電流變大，
由串聯電路的分壓特點可知，變阻器R兩端的電壓變小，燈泡兩端的電壓變大，則圖乙中甲曲線是變阻器R的I﹣U圖像，乙曲線是燈泡的I﹣U圖像，故A錯誤；
當小燈泡恰好正常發光時，電路中的電流最大，
由圖乙可知，燈泡正常發光時的電流I′＝0.4A，燈泡兩端的電壓UL′＝10V，
根據串聯電路的電壓特點可知變阻器兩端的電壓UR′＝U﹣UL′＝12V﹣10V＝2V，
由I可得滑片在a點時變阻器的電阻為：
Ra5Ω，
小燈泡的額定功率：
PL＝UL′I′＝10V×0.4A＝4W，
小燈泡的正常發光時的電阻為25Ω，故B正確；
滑片在a點時，滑動變阻器與小燈泡的功率之比：，故D錯誤。
故選：B。
15．（2023 開江縣模擬）如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。閉合開關S，移動滑片P，滑動變阻器消耗的電功率與電流關系的圖像如圖乙所示。則下列分析正確的是（　　）
①電源電壓為8V
②滑動變阻器的最大阻值是20Ω
③滑動變阻器消耗的電功率最大時，變阻器的阻值是20Ω
④整個電路消耗的最大電功率為14.4W
A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④
【解答】解：（1）由圖甲可知該電路為R和R0的串聯電路，電流表測電路中的電流，電壓表測R兩端的電壓；
當滑動變阻器接入的阻值最大時，電路總電阻最大，由歐姆定律可知電路中的電流最小，
由圖乙可知，電路中的電流最小為I1＝0.4A，此時滑動變阻器的功率為P1＝3.2W，
由P＝I2R可知滑動變阻器的最大阻值為：R20Ω，故②正確；
（2）當電路中的電流為0.4A時，由歐姆定律可知滑動變阻器兩端的電壓為：U1＝I1R＝0.4A×20Ω＝8V，
由串聯電路的電壓特點可知電源電壓為：U＝U0+U1＝I1R0+U1＝0.4A×R0+8V﹣﹣﹣﹣⑤，
由圖乙可知，當電路中的電流為I2＝0.6A時，滑動變阻器的功率為P2＝3.6W，
由P＝UI可知此時滑動變阻器兩端的電壓為：U26V，
由串聯電路的電壓特點可知電源電壓為：U＝U0′+U2＝I2R0+U2＝0.6A×R0+6V﹣﹣﹣﹣⑥，
⑤⑥聯立即可得：R0＝10Ω，U＝12V，故①錯誤；
（3）由圖乙可知滑動變阻器的最大功率為P2＝3.6W，
由P＝I2R可知此時滑動變阻器的電阻為：R210Ω，故③錯誤；
（4）當滑動變阻器接入電路的阻值為0Ω時，電路中只有R0，由P可知此時電路總功率最大，
則電路最大總功率為：P14.4W，故④正確。
故選：D。
二．實驗探究題（共3小題）
16．（2023 平江縣模擬）在測量小燈泡的電功率時，電源電壓為3V，小燈泡上標有“2.5V”字樣。
（1）在如圖甲所示的電路中，閉合開關移動滑片，發現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，原因是 ；經分析有一根導線連接錯誤，請在連接錯誤的導線上打“×”，并補畫出一根導線連接成正確的電路；
（2）電路連接正確后，從滑動變阻器接入電路的最大阻值開始記錄數據，得到小燈泡的I﹣U圖像如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是 W。由圖可知，小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而增大，滑動變阻器的規格應選擇 ；（選填序號）
A．10Ω 1A
B．15Ω 1A
C．25Ω 1A
D．30Ω 1A
（3）小敏同學認為利用該電路還可以探究出導體中電流和導體兩端電壓成正比，小金認為這種說法 ，（合理或不合理）理由是 。
【解答】解：（1）由圖甲知，電壓表串聯在電路中，由于電壓表自身電阻非常大，所以造成燈泡不亮，電流表無示數；
滑動變阻器、燈泡應串聯，電壓表應與燈泡并聯，可以將燈泡右側連接滑動變阻器的導線改接到電壓表負接線柱上，如圖所示：
；
（2）燈泡的額定電壓2.5V，由圖像知，此時通過燈泡的電流為0.25A，所以燈泡的額定功率：
P額＝U額I＝2.5V×0.25A＝0.625W；
由圖像知，通過燈泡的電流隨其兩端電壓增大而增大，由P＝UI知，其實際功率變大，所以小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而增大；
當滑動變阻器連入阻值最大時，電路中電阻最大，電流最小，由圖像知，電路中電流最小為0.1A，此時燈泡兩端電壓為0.5V，
由串聯電路特點和歐姆定律可得，此時滑動變阻器連入電路的阻值：
R滑25Ω，所以應選擇25Ω 1A的滑動變阻器，故選C；
（3）以探究出導體中電流和導體兩端電壓關系應控制電阻不變，但燈泡的電阻會隨溫度變化的，故不能完成這個實驗，即不能探究出導體中電流和導體兩端電壓成正比。
故答案為：（1）電壓表串聯在電路中了；見解析；（2）0.625；C；（3）不合理；在探究導體中電流和導體兩端電壓關系時應保持電阻不變，但小燈泡的電阻是隨溫度變化的。
17．（2023 柳州一模）如圖是探究“電流通過導體時產生熱量與哪些因素有關”的實驗裝置，你仔細觀察甲、乙兩圖，回答下列問題。
（1）.當要研究的物理量不易直接測量時，都要想辦法把它們的大小間接表示出來，這種研究物理問題的方法叫 法，如圖甲所示，實驗中電流通過導體時產生熱量的多少是通過觀察比較U形管 反映出來；在實驗中，改變滑片的位置，多次進行實驗的目的是： 。
（2）將虛線框里甲裝置換成乙圖裝置進行實驗是為了探究電流通過導體時產生熱量與 因素的關系；一段時間后 （選填“左”“右”）邊容器中電流產生的熱量多。
（3）實驗結束后，小明取出甲裝置中的兩個電阻，發現兩個電阻長度和材料相同， 電阻的橫截面積較小（選填“5Ω”或“10Ω”）。
【解答】解：（1）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過U形管液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉換法；在實驗中，改變滑片的位置，多次進行實驗的目的是尋找普遍規律；
（2）圖乙裝置中，右側容器內的電阻絲與另一電阻并聯，再與左側容器內電阻絲串聯，兩個容器內電阻絲的阻值和通電時間相同，由并聯電路電流特點可知，通過左側容器內電阻絲的電流大于通過右側容器內電阻絲的電流；兩容器中的電阻是相同的，但通過電阻的電流是不同的，所以此實驗是為了探究電流產生的熱量與電流的關系；根據焦耳定律Q＝I2Rt可知一段時間后左邊容器中電流產生的熱量多；
（3）在材料、長度相同時，導體的橫截面積越小，電阻越大，所以10Ω電阻的橫截面積較小。
故答案為：（1）轉換；液面高度差；尋找普遍規律；（2）電流；左；（3）10Ω。
18．（2023 射洪市校級模擬）在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3.8V，滑動變阻器規格為“30Ω 1A”。
（1）請在如圖甲中用筆畫線代替導線，完成電路連接；
（2）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數為3.8V時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡額定功率為 W；
（3）接著小明的同桌在未斷開開關的情況下，直接將小燈泡從燈座上拔出，那么拔出小燈泡后電壓表的示數情況是 （選填“示數為零”或“有較大示數”）；
（4）實驗完成后小明對實驗數據進行了分析：電壓表內電阻雖然很大，但實驗中仍會有微小的電流通過，這會導致實驗時燈泡額定功率的測量值 （選填“大于”、“等于”或“小于”）真實值；
（5）這時老師找來四個阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值電阻，想讓小明完成“探究電流與電阻的關系”的實驗。于是小明設計了如圖丙所示的電路，他多次改變R的阻值，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數保持 V不變，記下電流表的示數，得到如圖丁所示的電流隨電阻R變化的圖象。
①由圖象可以得出結論：當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成 比；
②實驗的最后，小明的同桌找來一個25Ω的定值電阻替換掉20Ω的定值電阻后繼續探究，實驗中他們發現無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，電壓表的示數都無法達到原來的數值。經過思考和計算后，他們發現，在其它條件均不變時，換用電壓不高于 V的電源即可完成實驗。
【解答】解：（1）在測定小燈泡的電功率的實驗中，燈泡、滑動變阻器和電流表串聯，燈泡額定電壓3.8V，故電壓表選用大量程并聯在燈泡兩端，如下圖所示：
（2）當電壓表的示數為3.8V，燈泡正好正常工作，圖乙電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以通過燈泡的電流I＝0.4A，則燈泡的額定功率為：
P額＝U額I額＝3.8V×0.4A＝1.52W；
（3）在未斷開開關的情況下，直接將小燈泡從燈座上拔出，將導致電壓表、電流表、滑動變阻器串聯在電源兩端，電壓表變成測量電源電壓，所以電壓表的示數情況是有較大示數；
（4）由實物圖知，電壓表并聯在燈泡兩端，所以測燈泡電壓是準確的，電壓表中也會有一定的電流通過，那么電流表測的通過燈泡和電壓表的電流之和，所以以電流表示數作為通過燈泡的電流比實際通過燈泡電流偏大，由P＝UI可知，額定功率的測量值大于其真實值；
（5）由圖丁所示的電流隨電阻R變化的圖象可知，當電流為0.5A時R的阻值為5Ω電壓表的示數保持U＝IR＝0.5A×5Ω＝2.5V，
由圖象可以得出結論：當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。
根據串聯電路電壓的規律及分壓原理：，
當變阻器連入電路的電阻最大30Ω時，對應的定值電阻25Ω，此時電源最大電壓滿足：，
解得：U＝5.5V，
所以應該換用電壓不高于5.5V的電源即可完成實驗。
故答案為：（1）如上圖所示；（2）1.52；（3）有較大示數；（4）大于；（5）2.5；反；5.5。
三．計算題（共2小題）
19．（2023 海拉爾區模擬）某同學家的雙桶洗衣機的部分技術數據如表所示。求：
工作狀態 額定電壓 頻率 工作電流
洗滌 220V 50Hz 0.5A
脫水 220V 50Hz 0.8A
（1）洗衣機正常洗滌時的功率；
（2）把洗衣機洗滌時從正轉→停→反轉→停，叫做完成一次周期性變化。那么，該洗衣機正常工作洗滌時完成一次周期性變化所消耗電能為多少？
（3）該洗衣機洗滌14min所消耗的電能。
【解答】解：（1）洗衣機正常洗滌時的功率：P1＝UI1＝220V×0.5A＝110W；
（2）洗衣機洗滌時完成一次周期性變化時，洗滌電動機正轉30s、反轉 30s，則洗滌電動機工作的時間為60s，由 得，正常工作洗滌時完成一次周期性變化所消耗的電能為：
W1＝P1t1＝110W×60s＝6600J；
（3）洗滌的總時間為14min＝840s，
由圖可知，洗滌時完成一次周期性變化所需要的時間為t＝30s+5s+30s+5s＝70s，
則840s共完成工作循環個數為 ，
洗衣機洗滌14min所消耗的電能為：W＝12×6600J＝79200J。
20．（2023 寬甸縣模擬）如圖是兩擋電燉鍋及其簡化電路圖，銘牌上標有“220V 1000W”字樣，一次性可裝入2kg的食材，若食材的比熱容為4×103J/（kg ℃）。打開電燉鍋，10min可將2kg食材從40℃加熱到100℃。那么計算：
（1）2kg食材從40℃加熱到100℃，吸收多少熱量？
（2）電燉鍋加熱食材的效率為多少？
（3）若R2的電阻為60.5Ω，則電燉鍋的低擋功率有多大？
【解答】解：（1）2kg食材從初溫40℃加熱至100℃吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣40℃）＝4.8×105J；
（2）電燉鍋加熱10min，消耗的電能為：
W加熱＝P高t＝1000W×10×60s＝6×105J，
則電燉鍋加熱食材的效率：
η100%100%＝80%；
（3）當S1、S2閉合時，兩電阻并聯，電路中的總電阻較小，當S1閉合、S2斷開時，電路為R1的簡單電路，此時電阻中的總電阻較大，
由P可知，在電源電壓一定時，總電阻越大，電功率越小，所以，當S1、S2閉合時，電燉鍋處于高擋加熱狀態，當S1閉合、S2斷開時，電燉鍋處于低擋保溫狀態；
R2單獨工作時的電功率：
P2800W，
所以R1單獨工作時的電功率：
P1＝P高﹣P2＝1000W﹣800W＝200W，即電燉鍋的低擋功率為200W。
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專題18 電功率
知識點一：電能 電功
一、電能
電能廣泛應用于工業、農業、交通、國防建設、學科研究及日常生活中，在現代社會中起著至關重要的作用，是其他能量無法比擬的。
1.電能的來源：其他形式的能轉化為電能
干電池：化學能→電能 蓄電池：化學能→電能 光伏發電：太陽能→電能 火力發電：化學能→電能
水力發電：機械能→電能 風力發電：機械能→電能 地熱發電：地熱能→電能 核能發電：核能→電能
可見，我們使用的電能是由其他形式的能轉化而來的。發電機和電池就是實現這種轉化的裝置。
2.電能的利用
電熨斗：電能→內能 電烤箱：電能→內能 白熾燈：電能→內能→光能
節能燈：電能→光能 電視機：電能→光能和聲能 電風扇：電能→機械能和內能
用電器消耗電能的過程，就是把電能轉化為其他形式能量的過程，消耗了多少電能就有多少電能轉化為其他形式的能。
3.電能的單位
（1）國際單位制單位：焦耳，簡稱焦，符號J；
（2）常用單位：在日常生活中，人們常用“千瓦時”來計量電能的多少。千瓦時的符號是kW·h，俗稱“度”，我們常稱用了多少“度”電，就是用了多少“千瓦時”的電能。
二、電能的計量
1.電能的計量工具—電能表（也稱為電度表）
（1）作用：計量用電器在一段時間內消耗的電能。
（2）讀數方法：電能表在一段時間內前后兩次示數的差值，就是這段時間內用電的度數，即這段時間內消耗的電能。
（3）電能表上所標參數的物理意義
參數 物理意義
220V 表示該電能表應該在220V的電路中使用
10（20）A 表示電能表的標定電流為10A，額定最大電流為20A，該電能表工作時的電流不應超過20A
kW·h 表示該電能表上示數的單位為千瓦時，kW·h=1度=3.6×106J
50Hz 表示電能表在頻率為50Hz的交流電電路中使用
1500r/（kW·h） 表示接在該電能表上的用電器，每消耗1kW·h的電能，該電能表的轉盤轉過1500轉
2.其他電能表
（1）IC卡電能表：也稱為IC卡預付費電能表、智能電表。IC卡電能表先買后用，不需要麻煩的人工抄表，解決了收費難的問題。
IC卡電能表 電子式電能表
（2）電子式電能表：如圖所示電子式電能表，沒有轉動的鋁盤，相較于帶鋁盤的機械式電能表，具有相應快、精度高、功耗低、重量輕、可遠程抄表和網上繳費等優點，現正逐步代替機械式電能表。
3.用電能表測量電路消耗電能的方法
（1）方法一：電能表在一段時間內前后兩次讀數之差，就是這段時間內電路消耗的電能總量。
（2）方法二：可通過轉盤所轉過的圈數（或指示燈閃爍的次數）間接計算出電路消耗的電能。如參數為“1600r/（kW·h）”的電能表，轉盤轉過80轉消耗的電能為：。
4.節約用電
電能是人們生活中的主要資源，隨著社會需求越來越大，能源供應日益緊張，所以每個人都用具有節約電能的意識，即有利于減少其他能源的消耗，減少污染，又可減輕電網的負荷壓力，保障電網安全，提高電力資源的利用效率。
（1）1kW·h電的作用
使家用節能燈照明約100h 讓手機充電約100次 使電動自行車行駛約60km
看電視約10h 可使壁掛式空調器運行約1h 燒開約8kg的水
（2）節約用電的措施：1）隨手關燈；2）用電器關機后應拔下電源插頭；3）盡量使用耗電少的節能燈具；4）夏季將空調的設定溫度適當調高，冬季將空調的設定溫度適當調低等。
三、電功
1.電功
（1）當電能轉化為其他形式能時，我們就說電流做了功，電功用“W”表示。
（2）電流做功過程就是將電能轉化為其他形式能的過程。消耗了多少電能就有多少電能轉化為其他形式的能，電流也就做了多少功。所以，用電器消耗了多少電能和通過用電器的電流做了多少功，這兩種說法的含義是一樣的。
2.影響電功多少的因素
大量的實驗表面，電流做功的多少跟電流的大小、電壓的高低和通電時間有關。加在用電器上的電壓越高、通過用電器的電流越大、用電器通電時間越長，電流做的功就越多。
3.電功的計算
（1）計算式：W=UIt，即電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端電壓、電路中的電流和通電時間的乘積。
（2）兩個重要的推導公式
結合歐姆定律可導出電功的計算公式：；
結合歐姆定律可導出電功的計算公式：。以上兩公式只適用于純電阻電路。
電路中電功關系的三個推論 1.串并聯電路的電功的特點 串聯電路并聯電路分析如圖所示，在時間t內電流所做的功分別是W總=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W總=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2如圖所示，在時間t內電流所做的功分別是W總=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W總=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2推論一無論是串聯電路還是并聯電路，電流所做的總功都等于電流通過各用電器做功之和，即W總=W1+W2+…
2.串、并聯電路電功的分配關系（僅適用于純電阻電路） 推論二串聯電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成正比推導分析：推論三并聯電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成反比推導分析：
知識點二：電功率
一、電功率
1.電功率
（1）定義：電功與時間之比叫做電功率，用字母P表示。
（2）物理意義：在物理學中，用電功率表示電流做功的快慢。電功率越大，電流做功越快，電功率越小，電流做功越慢。
（3）單位：在國際單位中，電功率單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W。
常用單位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。換算關系：1kW=103W，1W=103mW。
2.常用用電器的電功率
家用空調 吸塵器 電吹風 臺式計算機
約1000W 約800W 約500W 約300W
32英寸液晶電視機 電飯煲 手電筒 計算器
約100W 約1000W 約0.5W 約0.5mW
3.電功率的計算
（1）定義式：。已知某用電器的工作時間t和在這段時間內消耗的電能W，就可以用該公式計算用電器的電功率。
公式中各符號所代表的物理意義：
P—電功率，單位：瓦特（W）；W—電功，單位：焦耳（J）；t—時間，單位秒（s）。
（2）計算式：將W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用電器兩端電壓U和通過用電器的電流I，就可以用該公式計算出該用電器的電功率。
公式P=UI中各符號的物理意義：P—電功率，單位：瓦特（W）；U—電壓，單位：伏特（V）；I—電流，單位安培（A）。
（3）導出式：、。
對于純電阻電路，由P=UI及可推導出上述導出式。
4.對電功率的理解
P與U、I不是簡單的正比關系 由公式P=UI可知，電功率的大小與電路兩端電壓U、通過電路的電流I兩個因素有關。不能簡單地認為電功率僅與電壓成正比或僅與電流成正比，因為加在電路兩端的電壓變化時，通過電路的電流也會隨之變化。
可反映電功的效果 例如，同一個燈泡其電功率越大，說明單位時間內電流通過燈泡做的功越多，則燈泡的亮度就越大。
比值定義法 電功率是電功和時間的比來定義的，而用比值定義法來定義一個物理量在物理學中是比較常見的，還有速度、密度、壓強等。
二、額定電壓、額定功率
1.現象探究—用電器的電功率
實驗過程 取一個標有“36V、25W”的小燈泡，把它接在36V的電源上，觀察它的發光情況；再把它接在24V、40V的電源上，觀察它的發光情況
實驗現象 該燈泡接在36V的電路中，正常發光；接在24V的電路中，發光較暗；接在40V電路中，發光強烈
現象分析 該燈在36V電壓下處于正常工作狀態，所觀察到的亮度是功率為25W時的發光情況，而在24V和40V電壓下它都不能正常發光，其功率分別低于和高于25W。
實驗結論 在不同電壓下，同一用電器的電功率不一樣大；用電器實際電功率隨著它兩端電壓的變化而變化。
2.額定電壓和額定電功率的相關物理量
額定電壓 用電器正常工作時的電壓。用電器的銘牌和使用說明書上標明的電壓值就是額定電壓，常用U額表示。
額定功率 用電器在額定電壓下工作時的電功率。用電器銘牌和使用說明書上標明的功率就是額定功率，常用P額表示。
額定電流 用電器在額定電壓下工作時的電流，常用I額表示。
實際電壓 用電器實際工作時兩端的電壓。用電器的實際電壓，與額定電壓可能相同，也可能不相同。當用電器的實際電壓明顯低于或高于額定電壓時，用電器就不能正常工作。實際電壓常用U實表示。
實際功率 用電器在實際電壓下工作時的電功率。它與額定功率可能相同，也可能不相同。實際功率用P實表示。決定燈泡亮度的是實際功率。
3.額定功率P額與實際功率P實的區別與聯系
額定功率 實際功率
區別 概念 用電器在額定電壓下工作時的電功率 用電器在實際電壓下工作時的電功率
是否變化 是唯一的，不隨實際電壓的變化而變化 不是唯一的，不同的電壓值，對應的實際功率不同
聯系 當U實=U額時，I實=I額，則P實=P額，用電器正常工作； 當U實>U額時，I實>I額，則P實>P額，用電器不能正常工作，且可能被損壞； 當U實4.額定功率與實際功率的計算
（1）由歐姆定律可推導出，用電器的額定功率，用電器的實際功率。
（2）當用電器阻值不變時，由可推出。
（3）當用電器在額定電壓U額下工作時，其功率為額定功率P額，故根據可求出用電器在額定電壓下工作時的電阻。
5.串聯電路和并聯電路中電功和電功率的關系
串聯電路 并聯電路
電功
電功率
總電功率 ， ，
電功率的比例關系
四、測量電功率的三種方法
1.功率表測功率
如圖所示，是專用的功率表，也叫瓦特表，常用于專業的測量中，在日常生活中應用較少。
2.“伏安法”測功率
在中學階段，我們最常見的是通過電流和電壓的測量來間接測量用電器的電功率。由P=UI可知，只要測出用電器兩端電壓和通過的電流，就可以計算出該用電器的實際電功率。
3.電能表測電功率
在精確度要求不高時，也可以用家庭電能表和鐘表測量用電器的電功率。
知識點三：測量小燈泡電功率
一、用電流表、電壓表測量小燈泡電功率（伏安法）
1.伏安法測量小燈泡的電功率
實驗目的 用電流表和電壓表測量小燈泡的額定功率和實際功率
實驗原理和方法 （1）原理：P=UI。 （2）根據電功率的計算公式P=UI，用電壓表測量小燈泡兩端電壓，用電流表測通過小燈泡的電流，就可以求出小燈泡的電功率。
實驗器材 兩節電池、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡一個（額定電壓2.5V）、燈座、開關、導線
實驗電路圖和實物圖 甲 乙
實驗步驟 （1）根據實驗要求，設計電路，畫出電路圖（如圖甲所示）。 （2）按照圖甲所示電路圖連接實物電路，如圖乙所示。在開關閉合之前，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處（保護電路）。 （3）檢查連接無誤后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數等于小燈泡的額定電壓，觀察此時小燈泡的發光情況，記下此時電壓表和電流表的示數，填在實驗數據記錄表中。 （4）調節滑動變阻器的滑片（改變小燈泡兩端電壓，實現多次測量），使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀察此時小燈泡的發光情況與在額定電壓下的發光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數，數據記錄表中。 （5）調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數約為額定電壓的1.2倍，觀察此時小燈泡的發光情況與在額定電壓下的發光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數，數據記錄表中。 （6）實驗結束后，斷開開關，將連接電路的導線拆開，并整理好實驗器材。 （7）根據測出的三組數據（不是為了求平均值，而是為了得到不同電壓下的實際功率），計算出小燈泡在不同發光情況下的電功率，并填在實驗數據表中。
實驗數據記錄表 實驗次數電壓U/V電流I/A電功率P/W小燈泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4較暗33.00.280.84較亮
分析論證 （1）分析表格中的實驗數據后，發現小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡電功率越大，小燈泡越亮。 （2）小燈泡的亮度時由它的實際功率決定的。 （3）小燈泡的實際電功率有多個，額定功率只有一個。
實驗結論 當U實=U額時，P實=P額，小燈泡正常發光，測得P額=0.6W。 當U實U額時，P實>P額，小燈泡發光較亮。
2.實驗注意事項
選擇器材 電源電壓應高于小燈泡的額定電壓。例如，額定電壓為2.5V的小燈泡，至少選兩節干電池作為電源。
（1）電壓表量程的選擇應參照小燈泡的額定電壓。 ①若小燈泡的額定電壓時2.5V，則選擇0—3V量程； ②若小燈泡的額定電壓時3.8V，則選擇0—15V量程。 （2）電流表量程的選擇要參照小燈泡的額定電流的大小。 ①若知道小燈泡的額定電壓和額定功率，則可以計算出小燈泡的額定電流的大小，電流表的路程略大于額定電流即可； ②若不能求出額定電流大小，可用試觸法確定電流表的量程。 ③因為常見的小燈泡（額定電壓1.5V—3.8V）額定電流均小于0.6A，故無特殊說明，電流表的量程可以直接選擇0—0.6A量程。
滑動變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流，滑動變阻器的最大電阻應與小燈泡的電阻差不多，以使滑動變阻器的調壓效果明顯。
連接電路 （1）連接電路前，要把開關斷開，防止由于電路連接錯誤而發生短路，損壞電路元件。 （2）連接電流表和電壓表時，注意電流從“+”接線柱流入，從“—”接線柱流出。 （3）連接滑動變阻器時，要“一上一下”選用接線柱。閉合開關前需把滑動變阻器的滑片置于阻值最大處，防止電路中電流過大，損壞電路元件。
操作細節 （1）移動滑動變阻器的滑片時，要緊盯電壓表的示數。 （2）調節小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時，要注意緩慢調節滑動變阻器的滑片，實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時通電時間不易過長，否則容易燒壞小燈泡。 （3）實驗完畢，一定要先斷開開關，然后再拆卸電路，整理器材。 （4）分析數據時，不能把三次的電功率取平均值，因為這三次的電功率是三個不同電壓下的電功率，求平均值無任何意義。
3.伏安法測小燈泡電功率實驗中常見故障及原因分析
常見故障現象 原因分析
燈泡不亮 閉合開關，燈泡不亮，電流表、電壓表無示數 電源、電流表、導線、開關或滑動變阻器損壞，或接線柱接觸不良
閉合開關，燈泡不亮，電流表、電壓表有示數 （1）滑動變阻器接成定值電阻；（2）滑動變阻器滑片在阻值最大處還為調節；（3）電源電壓過低
閉合開關，燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉，而電壓表示數卻很大，接近電源電壓 （1）電流表、電壓表位置互換了； （2）燈泡處斷路，即燈泡的燈絲斷了或燈座接觸不良；
閉合開關，燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數 燈泡短路
電表問題 閉合開關，電流表或電壓表的指針偏轉角度很小 （1）電流表或電壓表的量程過大；（2）電源電壓太低；（3）滑動變阻器接入電路的阻值過大
閉合開關，電流表或電壓表指針反向偏轉 電流表或電壓表的“+”“-”接線柱接反了
閉合開關，電流表或電壓表指針的偏轉角度超過電表的量程 （1）電流表或電壓表量程選擇過小；（2）電路中出現短路；（3）滑動變阻器接入電路中的阻值太小
開關問題 連接電路時，接完最后一根導線燈泡立即發光 連接電路時，開關一直處于閉合
滑動變阻器問題 閉合開關，移動滑動變阻器的滑片時，電表示數及燈泡的亮度均無變化 滑動變阻器同時接入了上面（或下面）兩個接線柱
閉合開關，無論怎么調節滑動變阻器，電壓表示數總小于燈泡額定電壓 電源電壓過低
無論怎么調節滑動變阻器，電壓表示數總大于燈泡的額定電壓 （1）電源電壓過高；（2）選用滑動變阻器最大阻值過小
閉合開關瞬間，燈泡發出強光后熄滅，電流表指針偏轉后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數 滑動變阻器同時接入了上面兩個接線柱或滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大位置，導致燈泡兩端電壓過高，燈泡燈絲熔斷
二、用電能表測量用電器的電功率
實驗原理 用電能表測出待測用電器在某段時間內消耗的電能，利用停表（秒表）測出所用時間，然后用公式進行計算
實驗器材 待測用電器、電能表、停表（秒表）
實驗步驟 （1）從電能表表盤上記下用電器每消耗1kW·h的電能，電能表的轉數N（或指示燈閃爍次數N）； （2）斷開家里其他用電器的開關，只讓待測用電器在正常負荷下穩定工作； （3）用停表測量待測用電器工作時電能表轉盤轉數n（或指示燈閃爍次數n）所用時間； （4）斷開待測用電器開關，計算其電功率。電能表轉盤轉數n（或指示燈閃爍次數n）時所消耗的電能為，用電器的實際電功率。
知識點四：焦耳定律
一、電流的熱效應
1.電流的熱效應
由于導體有電阻，所以當有電流通過導體時，導體總會發熱，將電能轉化為內能，這種現象叫做電流的熱效應。
2.探究電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關
提出問題 電爐絲接入電路時，電爐絲和導線通過的電流相同，為什么電爐絲熱得發紅，而導線卻幾乎不發熱？換句話說，電流通過導體時產生熱量的多少與哪些因素有關？
猜想與假設 根據生活經驗可以猜想電流通過導體時產生的熱量多少可能跟導體的電阻大小、通過導體的電流大小以及通電時間有關。
設計并進行實驗 （1）如圖甲所示，兩個透明容器中密封著等量的空氣，U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化（轉換法：產生的熱量多少，通過U型管液面高度的變化反映出來）。兩個密閉容器中都有一段電阻絲，右邊密閉容器中電阻絲較大。將兩容器的電阻絲串聯起來接到電源兩端，通電一段時間后，發現右邊U型管中的液面高度變化大于左邊的。 （2）如圖乙所示，兩個密閉容器中電阻絲的電阻一樣大，在右邊容器的外部，將另一個相同的電阻絲和容器內的電阻絲并聯，然后與左邊容器內的電阻絲串聯接入電路，在通電時間相同的情況下，我們發現左邊的U型管中的液面高度變化大于右邊的。
分析論證 （1）如圖甲，兩容器中電阻絲阻值不同，通過它們的電流相同，通電時間相同（控制不變的量：電流、通電時間；變化量：電阻），右邊的U型管中的液面高度變化大于左邊的，說明右邊容器中電阻絲的熱量多。 這表明：。 （2）如圖乙，兩容器中的電阻絲阻值相同，根據串并聯電路電流的規律可知，通過左邊容器的電阻絲大于通過右邊容器中電阻絲的電流，通電時間相同（控制不變的量：阻值、通電時間；變化量：電流），左邊U型管中的液面高度變化大于右邊的，說明左側容器中的電阻絲產生的熱量多。 （3）由常識可知，在電阻、電流相同的情況下，通電時間越長，電流通過導體產生的熱量越多。
實驗結論 。
二、焦耳定律
1.焦耳定律
英國物理學家焦耳做了大量實驗，于1840年最先精確地確定了電流產生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關系，從而得到了焦耳定律。
內容 電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟它的時間成正比。
計算公式 Q=I2Rt（普遍適用）
單位 公式中，Q—表示熱量，單位是J；I—表示電流，單位是A；R—表示電阻，單位Ω；t—表示它的時間，單位s。
2.焦耳定律公式的理論推導
焦耳定律可通過理論推導得出。假設當電流通過導體時，電能全部轉化為內能，則有電流產生的熱量（Q）=電流做的功（W），結合歐姆定律可得：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt。
可見，當消耗的電能全部用來產生熱量時，根據電功公式和歐姆定律推導出來的電流發熱規律與焦耳定律實驗得出的焦耳定律是一致的。
3.理解和應用焦耳定律時應注意的幾個問題
（1）焦耳定律Q=I2Rt是由實驗總結出來的，只要有電流通過導體，就可以用它來計算導體所產生的熱量。
（2）公式中各物理量都是對同一導體或同一段電路而言的。
（3）運用公式時，各物理量要轉換成國際單位中的單位后再代入公式進行計算。
三、電熱的利用與防止
1.電熱的利用
電熱器是利用電流的熱效應來工作的設備。電熱器的主要工作部分是發熱體，發熱體是由電阻大、熔點高的金屬導體制作的。如圖所示的電熱器，都是將電能轉化為內能來工作的。
電熱毯 電飯鍋 電烙鐵 電熨斗
2.電熱的防止
在很多情況下，我們并不希望用電器的溫度過高。像電視機、計算機、電動機等用電器在工作時，將電能轉化其他形式能的過程中，總有一部分電能轉化為內能，過多的電熱如果不能及時散發，會產生安全隱患。因此，許多用電器采用散熱孔、散熱片或在發熱體安裝風扇等方式進行散熱，如圖所示。
散熱風扇 散熱孔 散熱片
考點一．電功與電能的計算
1．（2023 威海）商場里的自動扶梯無人乘坐時，運行速度緩慢；有人乘坐時，“感應開關”自動閉合，速度增大。自動扶梯的出、入口處各有一個“緊急制動開關”，斷開任何一個，都能使自動扶梯停止，模擬電路如圖所示。下列說法錯誤的是（　　）
A．S1、S2是“緊急制動開關”，S3是“感應開關”
B．有人乘坐時，S1、S2、S3均閉合
C．有人乘坐時，電動機兩端電壓小于電阻R兩端電壓
D．無人乘坐時，電阻R可以起到節約電能的作用
考點二．電功計算公式的應用
2．（2023 南通）某智能手機的鋰電池上標有“3.7V，4200mA h”字樣，該手機搭配了超級快充功能，快充時保持充電電壓3.7V不變，增大充電的電流。若給鋰電池充入80%的電能，需要充電40min，此時手機的快充電流大小跟哪種用電器正常工作時的電流最接近（　　）
A．節能燈 B．電風扇 C．電飯鍋 D．電冰箱
考點三．電能表
3．（2023 宿遷）關于圖中小明家的電能表，下列選項正確的是（　　）
A．電能表的示數為2023.6J
B．電能表能正常工作的最大電流是40A
C．電能表是測量電功率的儀表
D．脈沖指示燈閃的越快，電路消耗電能越多
考點四．電功率與電壓、電流的關系
4．（2023 高安市二模）如圖所示，電源電壓恒定，R0是定值電阻，小燈泡L標有“12V 3W”，滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω。三個開關均閉合時，小燈泡恰好正常發光，電流表示數為0.55A。求：
（1）小燈泡的額定電流和電源電壓；
（2）電阻R0的阻值；
（3）閉合S，斷開S1和S2時，當滑片P移到最左端時，10min內電路消耗的電能。
考點五．電功率的計算
5．（2023 西寧）如圖所示，是小燈泡L和定值電阻R的I﹣U圖象，由圖象可知（　　）
A．R的電阻為5Ω
B．小燈泡的電阻隨溫度的升高而減小
C．只將L與R并聯在電壓為2V的電路中，干路中的電流為0.3A
D．只將L與R串聯在電流為0.2A的電路中，總功率為0.4W
6．（2023 德州）如圖甲所示，電源電壓保持不變。電流表A的量程為0～0.6A，電壓表V1、V2的量程均為0～3V，滑動變阻器R的規格為“50Ω，2A”，小燈泡的額定電壓為2.5V。滑動變阻器的滑片P在某點時，小燈泡正常發光，此時電壓表V2的示數為1.5V。在保證電路各元件安全的最大范圍內調節滑片P，其中一只電壓表與電流表示數的變化圖象如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．電源電壓為3V
B．電壓表V1的示數變化范圍為1.5V～3V
C．滑動變阻器的取值范圍是3Ω～50Ω
D．小燈泡的功率范圍為0.1W～1.25W
7．（2023 雅安）如圖所示為某種握力計和它的工作原理示意圖。電源電壓不變，握力計顯示表是由電流表改裝而成，定值電阻R2阻值為5Ω。不施加力時彈簧一端的滑片P在電阻R1的最上端（彈簧及連片的電阻不計）。使用握力計時電路中電流變化的范圍為0.1～0.6A，則下列說法正確的是（　　）
A．握力最大時電路中電流為0.6A
B．R1連入電路的阻值變化范圍是0～30Ω
C．電路消耗的總功率變化范圍是0.3～1.5W
D．R1消耗的最大功率為0.45W
8．（2023 和田市模擬）如圖所示的電路中，已知定值電阻R1＝8Ω，R2＝4Ω，燈泡L的額定電壓為6V．讀出電壓表V1的示數為7V，電壓表V2的示數為5V，電燈正常工作時，燈泡的額定功率為（　　）
A．3W B．6W C．9W D．12W
9．（2023 安徽模擬）如圖所示電路，電源電壓恒定不變，閉合開關，電壓表的示數為U。現有兩個標有不同字樣小燈泡L1：“2.5V、1.25W”和L2：“2.5V、1.5W”，燈泡的電阻恒定不變。將L1接入ab間，再閉合開關，小燈泡L1正常發光，電壓表示數變化了0.5V。下列說法正確的是（　　）
A．未接燈泡時，電壓表示數U＝0V
B．電源電壓為4V
C．R0的阻值為1Ω
D．在ab間換接L2，閉合開關，L2實際功率大于1.5W
10．（2023 沈陽）如圖，電源兩端電壓為12V且保持不變，燈泡L標有“6V 6W”的字樣。滑動變阻器R2的最大阻值為40Ω。（不考慮溫度對燈泡電阻的影響）求：
（1）燈泡的電阻；
（2）當開關S閉合，S1、S2斷開，滑動變阻器R2接入電路的電阻為18Ω時，燈泡兩端的電壓；
（3）當開關S、S1、S2都閉合，將滑動變阻器的滑片P移到最右端時，電流表示數為1.5A，此時R1消耗的電功率。
11．（2023 丹東一模）如圖所示，電源電壓恒為9V，R0的阻值為45Ω，滑動變阻器R1的規格為“30Ω 1A”，電流表的量程為“0～3A”，小燈泡上標有“3V 1.5W”字樣。S閉合，S1、S2均斷開，調節滑動變阻器的滑片P的位置，使小燈泡正常發光。求：
（1）小燈泡正常發光的電流。
（2）燈泡正常發光時，滑動變阻器的阻值。
（3）當S、S1和S2均閉合時，電路消耗的最小功率。
考點六．額定功率與實際功率
12．（2023 淄博）如圖所示，在探究并聯電路中電流電壓規律的實驗中，閉合開關S后，發現L1比L2亮。則（　　）
A．L1的電流小于L2的電流
B．L1的電阻小于L2的電阻
C．L1兩端電壓大于L2兩端電壓
D．L1的實際功率小于L2的實際功率
13．（2023 廣饒縣模擬）甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示，下列說法中正確的是（　　）
A．兩燈均正常發光時，乙燈消耗的電能較多
B．兩燈均正常發光時，甲燈的電阻小于乙燈的電阻
C．將乙燈接入110V的電路中，它的實際功率為50W
D．兩燈串聯在220V的電路中，甲燈比乙燈亮
14．（2023 蒙陰縣三模）如圖所示，將標有“12V 6W”的燈泡L1和標有“6V 6W”的燈泡L2并聯后，接在6V的電源上（設燈絲電阻不變），則（　　）
A．兩燈的實際功率之和等于 12W
B．兩燈的實際功率之和大于 12W
C．燈泡L2 比燈泡L1 亮
D．燈泡L1 比燈泡L2 亮
考點七．實驗 測量小燈泡的電功率
15．（2023 內蒙古）在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，老師給同學們提供的器材有：電壓恒為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡（燈絲電阻約為10Ω），電流表、電壓表、開關各一個，導線若干，三種規格的滑動變阻器R1（10Ω，0.5A）、R2（50Ω，0.5A）、R3（200Ω，0.2A）可供選擇。
（1）通過估算，滑動變阻器應選擇 （選填“R1”“R2”或“R3”）。選擇合適變阻器后，請用筆畫線表示導線將電路連接完整。要求：變阻器的滑片P向B端移動時，燈泡變暗。
（2）滑片P置于阻值最大處，閉合開關試觸時，發現電壓表示數很大，電流表幾乎無示數，出現的電路故障原因可能是 。
（3）排除故障后，閉合開關S，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數如圖乙所示為 V；若要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向 （選填“A”或“B”）端移動。根據圖丙圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是 W。
16．（2023 陜西）如圖﹣1，是“測量小燈泡的電功率”的實驗電路，電源電壓為4.5V且保持不變，小燈泡L的額定電壓為2.5V。
（1）連接如圖﹣1所示電路時，開關S應處于斷開狀態，滑動變阻器的滑片P應置于最 （選填“左”或“右”）端。
（2）閉合開關S，觀察到小燈泡L不亮，電壓表有示數且接近電源電壓，電流表指針幾乎不偏轉，移動滑動變阻器的滑片P，兩表的示數均無變化，則故障原因可能是 。
（3）排除故障后，閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片P，多次實驗并將數據和現象記錄在如表中。分析表中信息，回答下列問題。
實驗序號 電壓U/V 電流I/A 燈泡的亮度 電功率P/W
1 0.5 0.20 不亮 0.10
2 1.0 0.24 暗 0.24
3 2.0 0.32 較暗 0.64
4 2.5 正常亮
5 3.0 0.38 很亮 1.14
①小燈泡L在額定電壓下工作時，電流表的指針位置如圖﹣2所示，則電流表示數為 A，小燈泡L的額定功率為 W。
②第1次實驗中，小燈泡L不亮的原因可能是 。
③分析數據還發現，通過小燈泡L的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因可能是 。
（4）本次實驗所選用的滑動變阻器的規格是 。
A.10Ω 2A
B.20Ω 1A
17．（2023 寬甸縣模擬）實驗室購買了一批小燈泡，同學們發現其中有一只小燈泡上標有“2.5V”字樣，小明想知道其額定功率。老師告訴他燈泡的電阻約8～15Ω，并給他準備了如下器材：電流表、電壓表、滑動變阻器R1“10Ω 1A”、滑動變阻器R2“50Ω 2A”、電源（電壓恒為6V）、開關、導線若干。
（1）按如圖甲的電路圖連接實物，為了防止小燈泡被燒壞，應選用滑動變阻器 （選填“R1”或“R2”）連入電路，電壓表的量程選擇 （選填“0～3V”或“0～15V”）。
（2）將滑動變阻器的滑片P移到最 （選填“左”或“右”）端，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，使燈泡兩端電壓逐漸增大到3V，并讀出對應的電流值，繪制出了如圖乙所示的I﹣U曲線。由圖乙可知小燈泡的額定功率為 W，通過小燈泡的電流與它兩端的電壓并不成正比，其原因是 。
（3）小強也想測燈泡的額定功率，老師給他一個額定電流為0.3A的小燈泡和一個阻值為20Ω的定值電阻R0，電源電壓未知。小強設計的電路圖如圖丙所示，請將以下實驗步驟補充完整。
①閉合開關S、S2，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數為 A；
②保持滑片P的位置不變，斷開開關S2，閉合開關S1，電流表示數為0.2A；將滑動變阻器的滑片P移到最左端，電流表的示數為0.3A，則電源電壓為 V；
③小燈泡的額定功率：P額＝ W。
18．（2023 灌云縣校級模擬）實驗室電源電壓為6V，要測量小燈泡的額定功率，小偉選擇一個額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右的小燈泡，小強畫出了電路圖（圖甲）。
（1）小偉看到電路圖后提出一個建議：簡化實驗，去掉滑動變阻器測量小燈泡的額定電功率。你認為小偉的實驗方案可行嗎？為什么？ 。
（2）將圖乙中的滑動變阻器和電壓表（選用合適的量程）接入電路。
（3）在實驗器材選擇無誤，電路連接正確的情況下，閉合開關，小燈泡不亮，但電壓表和電流表都有示數，按照圖乙的電路連接圖判斷，要讓燈泡發光，你的操作是： 。
調整電路正常后開始實驗，在調節滑動變阻器的過程中，燈泡突然熄滅，電流表的示數突然變得無示數，電壓表的示數是6V，你判斷故障可能是： 。
（4）為進一步確定小燈泡亮度與電壓的關系，做了多次實驗，并根據實驗數據繪出了小燈泡的U﹣I圖像（如圖丙所示）。請根據圖像信息計算出小燈泡的額定功率是 W。
考點八．電功率的概念
19．（2023 濟南）商場中，賣微波爐的售貨員和顧客發生了爭執。售貨員說：微波爐很省電，用一次花不了多少電費；顧客說：我覺得微波爐很費電，我家的微波爐一開就“燒保險”。從物理學的角度看，售貨員所說的“省電”和顧客所說的“費電”分別指的是微波爐在使用時（　　）
A．消耗較少的電能，消耗較多的電能
B．電功率較小，電功率較大
C．電功率較小，消耗較多的電能
D．消耗較少的電能，電功率較大
考點九．電功與電熱的綜合計算
20．（2023 淄博）如圖甲為一款養生壺，其加熱原理如圖乙所示。養生壺的額定電壓為220V，R1、R2均是發熱電阻，其中R2＝506Ω。養生壺正常工作時，開關置于“1”為加熱擋，電路中電流為5A；開關置于“2”為保溫擋。求：、
（1）當開關置于“1”時，R1的阻值及R1消耗的電功率；
（2）當開關置于“2”時，養生壺1min消耗的電能；
（3）將壺內500g的水從20℃加熱到100℃，水吸收的熱量。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
一．選擇題（共15小題）
1．（2023 炎陵縣模擬）現將標有“220V 100W”的電冰箱、電風扇、電爐各一臺，分別接入電路中均正常工作，在相同時間內（　　）
A．三個用電器產生的熱量相同
B．電風扇消耗的電能最多
C．電爐將消耗的電能轉化為內能最多
D．單獨將電冰箱接入電路時，電能表轉得最快
2．（2023 炎陵縣模擬）關于如圖所示的電能表，下列說法正確的是（　　）
A．電能表是測量家中用電器電功率的儀表
B．電能表此時的讀數為200kW h
C．只將一盞標有“220V 100W”的電燈接在電路中，正常工作1h，轉盤轉72圈
D．該電能表允許接入的家用電器最大總功率為2000W
3．（2023 淄川區二模）兩盞白熾燈，甲標有“PZ220V 40W”，乙標有“PZ220V 25W”，比較它們的亮度，下列說法正確的是（　　）
A．都正常工作時，甲比乙亮
B．甲一定比乙亮
C．乙一定比甲亮
D．都正常工作時，乙比甲亮
4．（2023 雙峰縣模擬）小燈泡L的額定電壓為3V，把小燈泡接入如圖甲所示的電路中，先將滑動變阻器的滑片P移至B端，閉合開關S，電壓表示數為1.5V；再將滑片P向左移動直到電壓表示數為3V，小燈泡的I﹣U圖像如圖乙所示。已知電源電壓恒定，滑動變阻器的銘牌上標有“10Ω 2A”。下列說法中正確的是（　　）
A．電源電壓為6V
B．小燈泡的額定功率為0.45W
C．小燈泡正常發光時，滑動變阻器消耗的電功率為0.75W
D．在實驗中，電壓表的示數與電路中電流表的示數之比始終為5：1
5．（2023 渾源縣一模）如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L標有“6V 3W”字樣，不考慮溫度對燈絲電阻的影響．閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P移動到中點時，小燈泡正常發光，電壓表示數為3V，當滑片P移到最大阻值時，燈L與滑動變阻器此時的電功率之比為（　　）
A．2：1 B．1：1 C．1：2 D．2：3
6．（2023 兩江新區校級模擬）如圖甲所示，電源電壓保持不變，已知燈L1正常工作時的電壓為4V，燈L2正常工作時的電壓為3V。圖乙是L1、L2的I﹣U圖。當只閉合開關S、S2，且滑動變阻器R的滑片位于最右端時，電流表的示數為0.2A；當只閉合開關S、S1，且滑動變阻器R的滑片位于最右端時，電流表的示數為0.3A。下列說法正確的是（　　）
A．只閉合開關S、S2，燈L2和滑動變阻器串聯
B．燈絲電阻隨電壓的增大而減小
C．滑動變阻器的最大阻值為10Ω
D．燈L1的額定功率為0.6W
7．（2023 惠安縣模擬）有兩個電路元件A和B，通過元件的電流與其兩端電壓的關系如圖甲所示。把它們并聯在電路中，如圖乙所示，閉合開關S，這時電流表的示數為0.9A，則電源電壓和元件B的電功率分別是（　　）
A．2.5V 0.8W B．2.5V 1.0W
C．4.5V 1.0W D．4.5V 4.05W
8．（2023 蜀山區二模）兩個燈泡L1和L2分別標有“6V 1A”和“6V 0.5A”字樣，不考慮溫度對電阻的影響，將它們連入電路中，為確保兩燈均不損壞，下列說法正確的是（　　）
A．將它們串聯時，電路兩端允許最大電壓是12V
B．將它們串聯時，燈泡L1和L2功率之比2：1
C．將它們并聯時，干路允許通過最大電流是1.5A
D．將它們并聯時，燈泡L1和L2功率之比1：2
9．（2023 寬甸縣模擬）如圖甲所示，電源電壓不變，R1是定值電阻。在開關S閉合，滑動變阻器R2的滑片P由最右端向左移動的過程中，兩電表變化情況如圖乙所示，下列說法不正確的是（　　）
A．滑動變阻器R2的最大阻值是30Ω
B．電源電壓是15V
C．R1的阻值是10Ω
D．該電路消耗的最小電功率為4.5W
10．（2023 江陰市模擬）如圖甲所示，將一個標有“36V 25W”的小燈泡接在電壓為12V的恒壓電源上，閉合開關的瞬間（t＝0）開始利用傳感器記錄電路中電流隨時間的變化情況（如圖乙），利用慢速攝影技術可以觀察到前0.04s燈絲經歷了從不發光、微微發光到逐漸變亮的過程，從第0.04s后燈泡逐漸變為穩定發光。下列說法正確的是（　　）
A．燈絲的實際功率一直不變
B．閉合開關瞬間，燈絲的實際功率最小
C．小燈泡穩定發光后實際功率為12W
D．燈絲從0～0.04s實際功率逐漸變大
11．（2023 潮南區模擬）如圖甲所示的電路，電源電壓不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。閉合開關，滑片P從一端滑到另一端的過程中，電壓表示數隨滑動變阻器阻值變化的關系如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．滑片從最左端向最右端滑動過程中，電流表示數變小
B．滑片滑動過程中，電壓表與電流表示數之比不變
C．電源電壓為6V
D．電路消耗的最大功率為3.6W
12．（2023 阿城區一模）實驗電路如圖所示，下列說法錯誤的是（　　）
A．閉合開關，向左移動滑片小燈泡變亮
B．閉合開關，向右移動滑片電壓表示數變小
C．這個電路可以探究電功率與電壓的關系（只利用圖中器材）
D．這個電路不能探究電流與電壓的關系
13．（2023 宜城市模擬）在如圖所示的電路中，電源的輸出電壓恒定不變，現將一個燈泡L接在離電源很近的A、B兩點時，燈泡L的功率為49W，若將燈泡L接在離電源較遠的C、D兩點時，燈泡L的功率為36W。則此時輸電導線AC、BD共同消耗的功率為（　　）
A．2W B．3W C．6W D．13W
14．（2023 山陽縣模擬）如圖﹣1所示的電路，電源電壓保持不變，滑動變阻器上標有“20Ω，2A”，閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片，使其從最右端向左滑動到a點時，小燈泡恰好正常發光；在圖﹣2中繪制出電流表與兩電壓表示數關系的圖像。下列說法中正確的是（　　）
A．曲線甲是燈泡的電流﹣電壓圖像
B．小燈泡的正常發光時的電阻為25Ω
C．電路中的最小功率為4.8W
D．滑片在a點時，滑動變阻器與小燈泡的功率之比為5：1
15．（2023 開江縣模擬）如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。閉合開關S，移動滑片P，滑動變阻器消耗的電功率與電流關系的圖像如圖乙所示。則下列分析正確的是（　　）
①電源電壓為8V
②滑動變阻器的最大阻值是20Ω
③滑動變阻器消耗的電功率最大時，變阻器的阻值是20Ω
④整個電路消耗的最大電功率為14.4W
A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④
二．實驗探究題（共3小題）
16．（2023 平江縣模擬）在測量小燈泡的電功率時，電源電壓為3V，小燈泡上標有“2.5V”字樣。
（1）在如圖甲所示的電路中，閉合開關移動滑片，發現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，原因是 ；經分析有一根導線連接錯誤，請在連接錯誤的導線上打“×”，并補畫出一根導線連接成正確的電路；
（2）電路連接正確后，從滑動變阻器接入電路的最大阻值開始記錄數據，得到小燈泡的I﹣U圖像如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是 W。由圖可知，小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而增大，滑動變阻器的規格應選擇 ；（選填序號）
A．10Ω 1A
B．15Ω 1A
C．25Ω 1A
D．30Ω 1A
（3）小敏同學認為利用該電路還可以探究出導體中電流和導體兩端電壓成正比，小金認為這種說法 ，（合理或不合理）理由是 。
17．（2023 柳州一模）如圖是探究“電流通過導體時產生熱量與哪些因素有關”的實驗裝置，你仔細觀察甲、乙兩圖，回答下列問題。
（1）.當要研究的物理量不易直接測量時，都要想辦法把它們的大小間接表示出來，這種研究物理問題的方法叫 法，如圖甲所示，實驗中電流通過導體時產生熱量的多少是通過觀察比較U形管 反映出來；在實驗中，改變滑片的位置，多次進行實驗的目的是： 。
（2）將虛線框里甲裝置換成乙圖裝置進行實驗是為了探究電流通過導體時產生熱量與 因素的關系；一段時間后 （選填“左”“右”）邊容器中電流產生的熱量多。
（3）實驗結束后，小明取出甲裝置中的兩個電阻，發現兩個電阻長度和材料相同， 電阻的橫截面積較小（選填“5Ω”或“10Ω”）。
18．（2023 射洪市校級模擬）在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3.8V，滑動變阻器規格為“30Ω 1A”。
（1）請在如圖甲中用筆畫線代替導線，完成電路連接；
（2）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數為3.8V時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡額定功率為 W；
（3）接著小明的同桌在未斷開開關的情況下，直接將小燈泡從燈座上拔出，那么拔出小燈泡后電壓表的示數情況是 （選填“示數為零”或“有較大示數”）；
（4）實驗完成后小明對實驗數據進行了分析：電壓表內電阻雖然很大，但實驗中仍會有微小的電流通過，這會導致實驗時燈泡額定功率的測量值 （選填“大于”、“等于”或“小于”）真實值；
（5）這時老師找來四個阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值電阻，想讓小明完成“探究電流與電阻的關系”的實驗。于是小明設計了如圖丙所示的電路，他多次改變R的阻值，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數保持 V不變，記下電流表的示數，得到如圖丁所示的電流隨電阻R變化的圖象。
①由圖象可以得出結論：當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成 比；
②實驗的最后，小明的同桌找來一個25Ω的定值電阻替換掉20Ω的定值電阻后繼續探究，實驗中他們發現無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，電壓表的示數都無法達到原來的數值。經過思考和計算后，他們發現，在其它條件均不變時，換用電壓不高于 V的電源即可完成實驗。
三．計算題（共2小題）
19．（2023 海拉爾區模擬）某同學家的雙桶洗衣機的部分技術數據如表所示。求：
工作狀態 額定電壓 頻率 工作電流
洗滌 220V 50Hz 0.5A
脫水 220V 50Hz 0.8A
（1）洗衣機正常洗滌時的功率；
（2）把洗衣機洗滌時從正轉→停→反轉→停，叫做完成一次周期性變化。那么，該洗衣機正常工作洗滌時完成一次周期性變化所消耗電能為多少？
（3）該洗衣機洗滌14min所消耗的電能。
20．（2023 寬甸縣模擬）如圖是兩擋電燉鍋及其簡化電路圖，銘牌上標有“220V 1000W”字樣，一次性可裝入2kg的食材，若食材的比熱容為4×103J/（kg ℃）。打開電燉鍋，10min可將2kg食材從40℃加熱到100℃。那么計算：
（1）2kg食材從40℃加熱到100℃，吸收多少熱量？
（2）電燉鍋加熱食材的效率為多少？
（3）若R2的電阻為60.5Ω，則電燉鍋的低擋功率有多大？
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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