資源簡介

2024年中考科學專題復習——電能和電功率經典題型
一、電能表
1、（2023九上·慈溪月考）（1）小齊家最近購買了一輛電動汽車，為了測蚤電動汽車充電器的功率，晚上11點整，他關閉了家中其他用電器，使用充電器對電動汽車進行充電，同時記下了開始充電時電能表的讀數，小齊于第二日早晨發現正好8點完成充電，此時，電能表如圖所示，不考慮能量損失，電動汽車充滿一次電獲得的能量為　 　kW·h，該汽車充電器的電功率為　 　W。
（2）綠色生態理念要求人們注重環保節能。額定功率為5W的LED燈與60W的白熾燈，LED燈直接把電轉化為光，白熾燈由燈絲通電加熱發光，正常工作時，它們亮度相同。使用　 　燈照明更符合綠色生態理念；兩燈都正常工作時，相等時間內通過LED燈和白熾燈的電流所做的功之比為　 　。
（3）如果加在定值電阻兩端的電壓從8V增加到10V時，通過定值電阻的電流相應變化了0.2A，則該定值電阻所消耗的電功率的變化量是　 　W。
二、燈泡的亮暗程度
1、兩個燈泡L1和L2額定電壓均為6V，將兩燈串聯后接入電路中，接通后發現L2要亮一些，則下列判斷正確的是（　 　）
A．L1的電阻比L2大
B．串聯時L1兩端電壓比L2大
C．L2的額定功率比L1大
D．若兩燈并聯，通過L1的電流比L2大
2、將標有“220V，60W”的甲燈和標有“220V，100W”的乙燈并聯起來，接到220V的電源上則（）
A．兩燈都正常發光，乙燈比甲燈亮
B．兩燈都不能正常發光，甲燈比乙燈亮
C．兩燈都不能正常發光，乙燈比甲燈亮
D．兩燈都正常發光，甲燈比乙燈亮
3、標有“220V 100W”的燈泡L1和L3與標有“220V 40W”的燈泡L2和L4，按圖甲、乙所示方式分別接入220V電路中，四只燈泡工作時最亮的是（　 ）
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
三、簡單計算
1、把一個標有“10V 3W”的小燈泡和定值電阻R串聯后接在電壓為12V的電源上（如圖所示），小燈泡恰好能正常工作。該電路工作10s定值電阻產生的熱量是（　 　）
A．6J B．30J C．36J D．60J
2、有兩個燈泡，L1標有“6V 3W”的字樣，L2沒有標記，測得L2電阻為6Ω，把它們串聯在電路中，兩燈均正常發光，那么該電路兩端電壓和L2的電功率分別是（　 　）
A．9V，3W B．9V，1.5W C．12V，3W D．12V，1.5W
3、國產某品牌手機配置“3.7V 4000mA/h”大容量電池，采用“超級快充”技術，極大方便了人們的使用。
（1）電池充滿電后，儲存的電能是　 　J。
（2）如圖所示的兩個充電器，甲標注“輸出5V 1A”，乙標注“輸出5A 4.5A”，其中　 　（填“甲”或“乙”）是快速充電器。
4、如圖所示，電阻R與小燈泡連接在電路中，當閉合開關S1、S2時，電阻R被　 　，此時燈泡L的電功率為9W。S1閉合、S2斷開時，燈泡的電功率為1W(不考慮燈泡的電阻隨溫度而發生變化)，則此時電阻R消耗的電功率為　 　 W。
（4） （5）
5、如圖電路，電源電壓不變，燈L標有“6V 3W”(不考慮燈絲電阻變化)。當甲、乙都是電流表，S1閉合、S2斷開時，此時I甲=0.5A，當甲、乙都是電壓表，S1、S2都閉合，此時U乙=2.4V，下列說法不正確的是（　　）
A．電源電壓為6V
B．電阻R的阻值為18Ω
C．兩個電路的總電流之比5：2
D．當甲、乙都是電壓表，S1、S2閉合時，燈L的實際功率為0.48W
6、（2022秋 余姚市校級期末）甲“6V 3W”乙“6V 6W”的燈串聯在電路中（燈泡的電阻不變），要使其中一燈正常，則電源電壓為　 　V；較暗的燈的實際功率為　 　W。
7、在如圖所示的兩電路中，R1、R2為定值電阻，滑動變阻器（最大阻值為R3）相同，電源電壓相等且保持不變，閉合甲圖中開關S1，將滑動變阻器的滑片P從最左端移到最右端，發現電流表A1的示數變為原來的；再將甲圖中的滑片移到最左端、乙圖中的滑片移到最右端后，閉合開關S1、S2，發現電流表A1、A2的示數為之比為1：2；此時R1、R2消耗的電功率分別是為P1、P2，則R1：R3＝　 　，P1：P2＝　 　 。
（7） （8）
8、如圖所示電路總電壓不變．只閉合開關S3，滑動變阻器的滑片P在最左端時，電路消耗總功率為10W，電流表的示數為I1；只斷開開關S1，滑片P移至最右端時，電流表的示數為I2，電壓表的示數為U1；只閉合開關S1，滑片P仍在最右端時，電壓表示數為U2．若I1：I2=5：3，U1：U2=2：3．上述三個狀態中，電路消耗總功率的最小值是　 　瓦。
9、如圖所示，滑動變阻器R2上標有“40Ω1A”字樣，只閉合開關S1，將變阻器滑片P移到中點時，電流表A1示數為0.2A，燈泡L的實際功率為1.6W；同時閉合開關S1、S2，且將變阻器滑片P移到a端時，燈泡正常發光，此時電流表A2的示數為0.1A．（電源電壓不變，忽略溫度對燈泡電阻影響）則：
（1）只閉合開關S1且滑片P移到中點時，電壓表示數是多少？電源電壓是多少？
（2）同時閉合開關S1、S2，且將變阻器滑片P移到a端時，電流表A1的示數是多少？燈泡L的額定功率是多少？
10、（2022九上·鎮海區期末）在圖甲所示的電路中，已知電源為電壓可調的直流學生電源，燈泡L1的額定電壓為8V，燈泡L2的額定電壓為6V，圖乙是燈泡L2的U﹣I圖象。
（1）當開關S接a時，電壓表的示數為1.2V，電流表的示數為0.3A，求定值電阻R0的阻值。
（2）開關S接a時，調節電源電壓，使燈泡L1正常發光，此時R0消耗的功率為1W，求燈泡L1的額定功率。
（3）開關S接b時，通過調節電源電壓可使電路允許達到的最大總功率是多少？
三、圖像問題
1、如圖所示是電阻甲和乙的U—I圖像，下列說法正確的是（　 　）
A．甲、乙兩元件的電流與電壓都成正比
B．乙元件是一個定值電阻且阻值大小為10Ω
C．甲、乙并聯在電路中，當電源電壓為2V時，電路的總電流為0.3A
D．甲、乙串聯在電路中，當電路電流為0.2A時，甲的功率為0.6W
（1） （2）
2、如圖是額定電壓均為220V的燈泡L1和L2的U-I圖像。下列分析錯誤的是（　 ）
A． 當L1兩端的電壓為100V時，其實際功率為20W
B．將L1、L2串聯，若L1兩端的電壓為40V，則L2的功率為8W
C．當通過L2的電流為0.45A時，其1分鐘消耗的電能為4320J
D．將L1、L2并聯，若通過L2的電流為0.5A，則L1的功率為66W
3、現有R1、R2兩個電阻，它們的U-I關系圖象分別如圖甲、圖乙所示，將這兩個電阻串聯后接入電壓為6V的電源兩端，下列說法正確的是（　 　）
A．該電路中電阻R1的阻值是電阻R2阻值的2倍
B．通過電阻R1的電流是通過電阻R2電流的2倍
C．電阻R1兩端的電壓與電阻R2兩端的電壓相等
D．電阻R1與電阻R2的電功率相等
4、（2023秋 余姚市校級月考）如圖所示，是電路元件甲和標有“2.5V 1.25W”字樣的元件乙的電流與兩端電壓關系的圖象。若把甲和乙并聯后接在電壓為2V的電源兩端，電路工作1分鐘消耗的電能是 　 　J；若把甲和乙串聯在電源電壓為3V的電路中，乙的實際功率是　 　W。
（4） （5）
5、（2023 溫州模擬）圖甲中的A、B分別為小燈泡和定值電阻的I﹣U圖象，小燈泡和電阻的連接情況如圖乙所示，電源電壓8V，下列說法正確的是（　　）
A．小燈泡電阻隨溫度的增大而減小 B．燈泡的實際電功率為0.6 W
C．定值電阻的阻值為0.05Ω D．定值電阻的電功率為0.8 W
6、（2023秋 臺州期中）如圖是額定電壓均為220V的燈泡L1和L2的U—I圖像。請回答下列問題。（1）求燈泡L2正常工作時的燈絲電阻。
（2）當把兩燈串聯在電路中工作，經過L1的電流為0.2安，求電路消耗的總功率是多少。
（3）將兩燈并聯在220伏的電路中工作10分鐘，求L1消耗的電能是多少。
7．（2022·浦江模擬）如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，電源電壓不變。閉合開關S后，滑片P從a端移動到b端，電流表示數I與電壓表示數U的變化關系如圖乙所示，則下列判斷錯誤的是（　　）
A．電源電壓為3V B．R1的最大功率為0.2W
C．R2的最大阻值為10Ω D．電路的總功率變化了1.2W
8．（2022·海曙模擬）如圖甲所示，R為定值電阻，閉合開關S，移動滑動變阻器R2的滑片，R2消耗的電功率P與其兩端電壓U的關系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
電源電壓為15 V
B．R1的阻值為25歐
C．當電流表的示數為0.3 A時，R2的電功率最大
D．該電路消耗的最大電功率為4.8 W
9、小科用如圖所示的電路進行實驗，電源電壓恒定，R0為定值電阻，閉合開關S后，當滑片P從變阻器R的一端逐漸移到某位置的過程中，小科多次記錄數據并繪制得到滑動變阻器R的P-I圖像，實驗中電流表和電壓表均安全。
（1）滑動變阻器的最大阻值為　 　Ω， 電源電壓是　 　V。
（2）求出圖中最高點A點的縱坐標為　 　W。
10、如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑動變阻器滑片從b點滑到a點過程中，兩個電壓表示數隨電流表示數變化的圖像如圖乙所示。
（1）圖乙中　 　（填“dc”或“ec”）表示電壓表 隨電流表示數變化的圖像。
（2）該過程中電路消耗的總功率最大值為　 　W。
11、如圖甲所示電路，電源電壓不變，電壓表量程是0～3V，電流表量程是0～0.6A，滑動變阻器R2的銘牌標有“20Ω 1A”字樣。只閉合S、S1，在滑動變阻器R1的滑片從最右端向左滑至a點的過程中，燈泡、R1的I－U圖像如圖乙，滑片在a點時燈泡恰好正常發光。則：
（1）電源電壓為　 　V，燈泡的額定功率為　 　W。
（2）只閉合S、S2，調節R1、R2的滑片在保證電路安全的情況下，R2消耗的最大功率為 W。
四、比例問題
1、甲、乙兩個電熱器的電阻之比為5：4，通電相同時間產生的熱量之比為5：1，則甲、乙的電流之比為（　 ）
A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2
2、如圖所示是探究串聯電路電流、電壓的特點時的電路圖，電源的電壓為 12 V，閉合開關，電壓表的示數為 5 V，L1、L2 的電壓分別為 U1 和 U2（I、R、P 同理），下列正確的是（　 　）
A．U1∶U2=5∶7 B．I1∶I2=7∶5 C．R1∶R2=5∶7 D．P1∶P2=7∶5
（2） （3）
3、如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。當開關S閉合，S1斷開時，甲、乙兩表為電流表，示數之比為2：3，則R1和R2消耗的功率P1：P2為（　 　）
A．2：3 B．3：2 C．1：2 D．2：1
4．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當開關S由斷開到閉合，電流表兩次示數之比是1∶5。R1與R2的阻值之比和閉合S后產生的熱量之比分別是（　　）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
（4） （5）
5、（2023秋 鎮海區期中）現有“9V 6W”的燈泡L1和“9V 3W”的燈泡L2，將它們分別如圖甲、乙方式接入電路中，電源1和電源2兩端電壓均為9V。不考慮燈絲電阻的變化，閉合開關，下列說法正確的是（　　）
A．乙圖中兩燈均能正常發光
B．乙圖中兩燈功率之比PL1：PL2為2：1
C．甲圖中，燈L1和L2中的電流之比IL1：IL2為2：1
D．乙圖中，燈L1和L2兩端的電壓之比UL1：UL2為2：1
6、將R1=12Ω、R2=6Ω兩電阻串聯在某一電源上，R1、R2消耗的功率之比P1：P2=　 　，此時電路消耗的總功率為P；再將它們并聯后接入同一電源上，電路的總電阻R′=　 　，此時電路消耗的總功率為P′；則P：P′=　 　。
五、范圍問題和極值問題
1、小科用如圖所示的電路測小燈泡功率。電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0~3V，電流表的量程為0~0.6A，滑動變阻器的規格為”20Ω1A”，燈泡標有”2.5V1.25W”字樣。若閉合開關，兩電表的示數均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（　　）
A．該電路的最大功率是2.7W
B．燈泡的最小功率是0.162W
C．電流表示數的變化范圍是0~0.5A
D．滑動變阻器的電阻允許調節的范圍是2.5~20Ω
（1） （2）
2、小華用如圖所示的電路測小燈泡功率。電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”，燈泡標有“2.5V 1.25W”字樣。若閉合開關，兩電表的示數均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（　　）
A．電流表示數的變化范圍是0～0.5A
B．滑動變阻器的電阻允許調節的范圍是2.5～20Ω
C．燈泡的最小功率是0.162W
D．該電路的最大功率是2.7W
3、如圖所示，電源電壓18V且保持不變，電流表接“0～0.6A”量程，電壓表接“0～15V“量程，燈泡上標有“6V 3W”字樣，燈絲電阻保持恒定不變，要求兩電表示數均不超過量程，燈泡兩端電壓不能超過額定電壓，下列說法正確的是（　　）
A．滑動變阻器的滑片向左移動時，兩電表的示數都將變大
B．當電流表示數為0.4A時，電壓表示數為12V
C．滑動變阻器允許調節的范圍是24～60Ω
D．該電路的最大功率是10.8W
（3） （4）
4、如圖，電源電壓18 V且保持不變，電流表接“0～0.6 A”量程，電壓表接“0～15 V”量程，燈泡上標有“6 V ，3 W”字樣，燈絲電阻保持恒定不變，要求兩電表示數均不超過量程，燈泡兩端電壓不能超過額定電壓，下列說法正確的是（　　）
A．滑動變阻器的滑片向左移動時，兩電表的示數都將變大
B．當電流表示數為0.4A時，電壓表示數為12V
C．該電路的最大功率是10.8W
D．滑動變阻器允許調節的范圍是24歐～6歐
5、把標有“6 V 3 W”的小燈泡 L與最大阻值為100Ω的滑動變阻器R連接在總電壓恒為18V的電路中，如圖所示。電流表和電壓表選擇的量程分別為“0~0.6A”和“0~15V”。要求閉合開關S后，兩電表的示數均不超過所選量程的最大測量值，且燈泡L兩端電壓不超過額定值（設燈絲電阻不變），下列說法正確的是（　　）
A．電路消耗總電功率的最大值為10.8W
B．小燈泡L消耗電功率的最小值為0.75W
C．電路允許通過的最大電流為0.6A
D．滑動變阻器R允許調節的范圍是24Ω~40Ω
（5） （6）
6、如甲圖所示的電路中，電源電壓為16V恒定不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器，閉合開關S后，在滑片P滑動的過程中。電壓表與電流表示數的變化關系如圖乙所示，根據圖象信息可知，下列判斷不正確的是（　　）。
A．R0的阻值是10Ω
B．R0的最小功率是3.2W
C．電路的最大總功率是25.6W
D．滑動變阻器的最大阻值是70Ω
7、如圖所示，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變。小燈泡R1標有“4V 1.6W”字樣，R2＝20Ω，滑動變阻器R3允許通過的最大電流為1A，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。只閉合開關S2時，電壓表的示數為2V。若閉合所有開關，在不損壞各電路元件的情況下，移動滑片，滑動變阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比為3：1。則下列說法正確的是（　C　）
A．小燈泡R1的阻值為20Ω
B．電源電壓為9V
C．若閉合所有開關時，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是10Ω～30Ω
D．若只閉合開關S3，小燈泡R1消耗的電功率變化范圍是0.25W～0.9W
8、如圖甲所示電路，電源電壓保持不變。閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端的過程中，R1、R2的I-U關系圖象如圖乙所示，則下列判斷正確的是（　 　）
A．圖線A是電阻R1的I-U關系圖象 B．電源電壓為14V
C．滑動變阻器R2的最大阻值為30Ω D．R1消耗的最大功率是16.2W
9、如圖甲所示，電源電壓恒定，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片P從B端至A端的過程中，兩電壓表示數隨電流表示數變化的U—I圖像如圖乙所示，則（　　）
A．電源電壓為20V B．EF是V1表示數隨A表示數變化的圖像
C．滑動變阻器的最大阻值為10Ω D．整個電路的最大功率為14.4W
10、如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑動變阻器R2的滑片P由最右端移到最左端，得到兩電表示數的U﹣I圖像。有關說法正確的是（　 　）
A．電源電壓為4V B．R1的阻值30Ω
C．滑動變阻器R2的最大阻值10Ω D．電路總功率最小值1.2W
11、如圖所示，測量小燈泡電功率的電路圖，電源電壓恒為6V，電流表量程0～0.6A，電壓表量程0～3V，滑動變阻器規格“50Ω 1A”，小燈泡規格“2.5V 0.625W”，若不考慮小燈泡阻值隨溫度的變化，小燈泡兩端電壓不允許超過額定值，閉合開關，下列說法正確的是（　D　）
A．滑片向右滑動，電流表示數變小，電壓表示數變大
B．電路的最大電功率是2.5W
C．滑動變阻器的阻值允許調節的范圍是24～50Ω
D．電流表的示數變化范圍是0.1～0.25A
12、如圖甲所示電路，電源電壓不變，電壓表量程是0~3V，電流表量程是0~0.6A.只閉合S、S1，在滑動變阻器R的滑片從最右端向左滑至a點的過程中，燈泡、R1的I一U圖象如圖乙，滑片在a點時燈泡恰好正常發光。下列說法正確的是（　　）
A．燈泡的額定功率是0.15W
B．只閉合S、S1時，電路的最大功率為2.7w
C．只閉合S、S1時，燈泡4s內最少消耗0.3J電能
D．只閉合S、S ，R1的滑片在a點，R2允許接入電路的阻值范圍是1.50~12Ω
13、電學題的解答始終是許多同學學習道路上的“攔路虎”，某校九年級（2）班的學習興趣小組，遇到了這樣一題。如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標有“6V 3W”字樣，當開關S1、S2都斷開，滑片P從b端滑到某一位置C時（圖中未標出），滑動變阻器R的電阻減小了6Ω，電流表示數變化了0.1A，此時燈泡恰好正常發光；保持滑片P的位置不變，閉合開關S1、S2，電流表示數又變化了1.5A，設燈絲電阻不變。下面是小組成員各自解出的一些答案：則符合正確答案的組合是（ ）
①燈泡電阻12Ω； ②定值電阻R0的阻值為20Ω；
③電源電壓為9V； ④滑動變阻器的最大阻值為12Ω； ⑤定值電阻R0的阻值為12Ω；
⑥當S1、S2都閉合時，調節滑片P，電路消耗總功率的變化范圍是20W-36W；
⑦當S1、S2都斷開時，調節滑片P，小燈泡的功率變化范圍是1.92W-3W；
⑧電源電壓為12V； ⑨滑動變阻器的最大阻值為18Ω.
A．①②③④⑥ B．①⑤⑥⑦⑧⑨
C．①②⑥⑧⑨ D．①③④⑤⑦
六、動態分析
1、如圖所示的電路中，閉合開關 S，滑動變阻器的滑片 P 向右滑動時，則（　 ）
A.電流表的示數增大 B.電壓表的示數減小
C．R1的電功率一定減小 D．R2的電功率一定增大
(1) （2）
2、圖甲是小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化圖像，將它們按圖乙所示接入電路中。已知該電路中電源的電壓是2V，則下列結論錯誤的是（　 ）
A．只閉合開關S，電路消耗的功率是1W
B．當再閉合S1后，電流表示數變化了0.2A
C．當再閉合S1后，電路消耗的總功率為1.2W
D．當再閉合S1后，電路消耗的功率將增大0.4W
3、如圖甲，R1為定值電阻，Rp為滑動變阻器，閉合開關，Rp的滑片從一端移動到另一端，得到電壓與電流圖像如圖乙，下列說法正確的是（　 　）
A．R1阻值為1.8Ω
B．電路消耗的最小功率為0.2W
C．當Rp總阻值的3/5接入電路時，它與定值電阻消耗的功率之比為5：6
D．當電流為0.4A時，R1與Rp連入電路的阻值之比為2：1
（3） （4）
4、如圖所示電路，電源兩端電壓保持不變。將開關S1、S2都閉合，電流表的示數為0.6A，小燈泡L恰好正常發光，其功率為3.6W；然后再將開關S1斷開，電壓表的示數變化了4V。忽略小燈泡L電阻隨溫度的變化，R為定值電阻，下列說法中錯誤的是（　　）
A．小燈泡L的電阻為10Ω
B．開關S1斷開前后，電路的總功率變化了2.4W
C．定值電阻R的阻值為5Ω
D．當只閉合開關S2時，電流表的示數為0.2A
5、如圖甲所示電路中，R1 為定值電阻，R2為滑動變阻器，電源電壓不變。閉合開關S后，滑片P從a端移動到b端，電流表示數I與電壓表示數U的變化關系如圖乙所示，則下列錯誤的是（ ）
A.電源的電壓為6V B.電路的最大總功率為3.6W
C.R2消耗的電功率先變大后變小 D.圖乙中C點表示滑片P位于中點時的狀態
七、焦耳定律
1、（2023九上·杭州期末）小科同學利用如圖所示裝置來研究電熱與哪些因素有關。甲、乙兩瓶中煤油的質量與初溫都相同，瓶中電阻絲的大小關系為R甲＜R乙，以下說法正確的是（　　）
A．通過兩根電阻絲的電流大小關系為I甲＞I乙
B．燒瓶內選用比熱容較小的液體，可使實驗現象更明顯
C．通過此實驗，可以得出導體產生的熱量跟電流的平方、導體電阻及通電時間成正比
D．若要比較水和煤油的比熱容大小，只需將一個燒瓶內的煤油換成等質量的水
2、（2023九上·南潯期末）如圖所示是“探究電流通過導體時產生熱量的多少與哪些因素有關”的實驗裝置。兩個透明容器中密封著等量的空氣，回答下列問題：
（1）通電后透明容器中空氣的內能增大是通過　 　的方式改變的，圖甲所示的裝置是用來探究電流通過導體產生的熱量多少跟　 　大小的關系；
（2）如果實驗乙通過容器①電阻絲電流是2A，則容器②內電阻絲在1min內產生的熱量是　 　J。
3、某興趣小組利用圖甲裝置探究電流熱效應的影響因素，實驗步驟如下：
①將阻值為10歐和20歐的電阻絲分別置于A、B兩個盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路。
②閉合開關，將滑動變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時電流表的讀數I，通電一段時間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為Δh1、Δh2。
③斷開開關，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的讀數為2I，當通電時間與步驟②相同時，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為Δh3、Δh4，實驗數據如表。
　 燒瓶玻璃管內液面的變化高度
電流大小 A燒瓶(RA＝10歐) B燒瓶(RB＝20歐)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步驟②中的電流表示數如圖乙所示，此時電流為　 　安。
（2）本實驗通過設計串聯電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？　 　。
（3）小明認為：只要選擇“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四個量中的某兩個量進行比較，就能說明“對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請比較這兩個量的大小關系：　 　。
八、電動機
1、如圖所示，電阻R和電動機串聯接到電路中，已知電阻R跟電動機線圈的電阻值相等，開關接通后，電動機正常工作，經過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產生熱量為Q1，電流通過電動機做功為W2，產生熱量為Q2，則有（　 　）
A．W1＜W2 Q1＝Q2 B．W1＝W2 Q1＝Q2
C．W1＝W2 Q1＞Q2 D．W1＜W2 Q1＜Q2
（1） （2）
2、如圖所示，當開關閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數是10V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機M的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法不正確的是（　 　）
A．電壓表V1的示數為6V B．電路消耗的功率是10W
C．通電一分鐘電流通過電動機產生的熱量是240J D．通電一分鐘電動機產生的機械能是300J
3、某一用直流電動機提升重物的裝置，如圖所示，重物的質量為50kg，電源電壓為110V，不計電源電阻及各處摩擦。當電動機轉動，使物體以0.9m/s的速度勻速上升時，電路中的電流大小為5A。則電動機線圈的電阻大小為（　　）
A．22Ω B．11Ω C．16Ω D．4Ω
（3） （4）
4、如圖是小科研究電動機轉動是否對小燈泡的亮度有影響的電路圖。小科先抓住轉軸（防止電動機轉動），合上開關，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉軸讓電動機轉動，繼續觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈泡的電阻為R，電動機線圈電阻為r，電源電壓為U）。請你回答：
（1）電動機未轉動時，t時間內電流在電路中產生的熱量為 　 　（用符號表達）。
（2）電動機轉動時，電路中電流做的功 　 　電路中產生的熱量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）電動機轉動后小燈泡的亮度會變 　 　（填“暗”或“亮”）。
5、如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質量m=60kg，電源電壓U=220V保持不變，電動機線圈的電阻R=10Ω，不計各處摩擦，當電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I=4A。
（1）電源的輸出功率是________。
（2）試從能量轉化和守恒的角度分析計算，重物上升的速度大小為________m/s。
（5）（6）
6、（2022·寧波模擬）科學小組的同學設計了一款“重力燈”。圖甲是這種“重力燈”的結構簡化圖，當重物下落時拉動繩子，轉軸轉動時，小燈泡就可以發光，穩壓設備能將電能儲存并輸出3.6V穩定的電壓給其他電器。當掛上一個質量為25kg的重物時。重物恰好可以緩慢勻速下落。
（1）圖甲虛線框內裝置的工作原理是　 　。
（2）整個裝置的能量轉換率為20%。在重物下落高度為2. 4m的過程中產生的電能可以供一個標有“3.6V 1W”字樣的LED燈持續正常發光多長時間
（3）取下燈泡，將圖甲裝置的兩個輸出端接入圖乙中的a、b兩個接線生進行實驗。R0為標有“5歐 0. 3安”的定值電阻，滑動變阻器R1標有"50歐 1安”。電流表選擇量程為0~0.6A，電壓表選擇量程為0~3V。為了保證電路安全，求滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍。
2024年中考科學專題復習——電能和電功率經典題型解析答案
一、電能表
1、（2023九上·慈溪月考）（1）小齊家最近購買了一輛電動汽車，為了測蚤電動汽車充電器的功率，晚上11點整，他關閉了家中其他用電器，使用充電器對電動汽車進行充電，同時記下了開始充電時電能表的讀數，小齊于第二日早晨發現正好8點完成充電，此時，電能表如圖所示，不考慮能量損失，電動汽車充滿一次電獲得的能量為　 　kW·h，該汽車充電器的電功率為　 　W。
（2）綠色生態理念要求人們注重環保節能。額定功率為5W的LED燈與60W的白熾燈，LED燈直接把電轉化為光，白熾燈由燈絲通電加熱發光，正常工作時，它們亮度相同。使用　 　燈照明更符合綠色生態理念；兩燈都正常工作時，相等時間內通過LED燈和白熾燈的電流所做的功之比為　 　。
（3）如果加在定值電阻兩端的電壓從8V增加到10V時，通過定值電阻的電流相應變化了0.2A，則該定值電阻所消耗的電功率的變化量是　 　W。
【答案】（1）18；2000
（2）LED；1：12
（3）3.6
【知識點】歐姆定律及其應用；電功計算公式的應用；電能表參數的理解與電能的求法；電功率計算公式的應用
【解析】【分析】（1）讀出電能表的示數，然后前后兩個示數相減得到消耗的電能，根據計算充電器的功率；
（2）①比較電功率大小，其中電功率越小的越節能，越環保。
②根據W=Pt計算電流做功之比；
（3）首先根據計算出定值電阻的阻值，再根據計算前后電功率大小，最后相減得到電功率的變化量。
【解答】（1）電動汽車充滿一次消耗的電能：W=369.5 kW·h -351.5 kW·h=18kW·h；
時間為：t=8+12-11=9h；
則汽車充電器的功率為：。
（2）①比較可知，LED的功率較小，則相同時間內消耗電能更少，則使用LED燈照明更符合綠色生態理念；
②兩燈都正常工作時，相等時間內通過LED燈和白熾燈的電流所做的功之比：
W1：W2=P1t：P2t=P1：P2=5W：60W=1：12。
（3）根據得到：；
解得：R=10Ω；
根據得到：△P=。
二、燈泡的亮暗程度
1、兩個燈泡L1和L2額定電壓均為6V，將兩燈串聯后接入電路中，接通后發現L2要亮一些，則下列判斷正確的是（　D　）
A．L1的電阻比L2大
B．串聯時L1兩端電壓比L2大
C．L2的額定功率比L1大
D．若兩燈并聯，通過L1的電流比L2大
2、將標有“220V 60W”的甲燈和標有“220V 100W”的乙燈并聯起來，接到220V的電源上，則（　A　）
A．兩燈都正常發光，乙燈比甲燈亮
B．兩燈都不能正常發光，甲燈比乙燈亮
C．兩燈都不能正常發光，乙燈比甲燈亮
D．兩燈都正常發光，甲燈比乙燈亮
3、標有“220V 100W”的燈泡L1和L3與標有“220V 40W”的燈泡L2和L4，按圖甲、乙所示方式分別接入220V電路中，四只燈泡工作時最亮的是（　C　）
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
三、簡單計算
把一個標有“10V 3W”的小燈泡和定值電阻R串聯后接在電壓為12V的電源上（如圖所示），小燈泡恰好能正常工作。該電路工作10s定值電阻產生的熱量是（　A　）
A．6J B．30J
C．36J D．60J
有兩個燈泡，L1標有“6V 3W”的字樣，L2沒有標記，測得L2電阻為6Ω，把它們串聯在電路中，兩燈均正常發光，那么該電路兩端電壓和L2的電功率分別是（　B　）
A．9V，3W B．9V，1.5W C．12V，3W D．12V，1.5W
國產某品牌手機配置“3.7V 4000mA/h”大容量電池，采用“超級快充”技術，極大方便了人們的使用。
（1）電池充滿電后，儲存的電能是　 　J。
（2）如圖所示的兩個充電器，甲標注“輸出5V 1A”，乙標注“輸出5A 4.5A”，其中　 　（填“甲”或“乙”）是快速充電器。
（1）53280（2）乙
如圖所示，電阻R與小燈泡連接在電路中，當閉合開關S1、S2時，電阻R被　 　，此時燈泡L的電功率為9W。S1閉合、S2斷開時，燈泡的電功率為1W(不考慮燈泡的電阻隨溫度而發生變化)，則此時電阻R消耗的電功率為　 　 W。
短路；2
5、如圖電路，電源電壓不變，燈L標有“6V 3W”(不考慮燈絲電阻變化)。當甲、乙都是電流表，S1閉合、S2斷開時，此時I甲=0.5A，當甲、乙都是電壓表，S1、S2都閉合，此時U乙=2.4V，下列說法不正確的是（　　）
A．電源電壓為6V
B．電阻R的阻值為18Ω
C．兩個電路的總電流之比5：2
D．當甲、乙都是電壓表，S1、S2閉合時，燈L的實際功率為0.48W
【答案】C
6、（2022秋 余姚市校級期末）甲“6V 3W”乙“6V 6W”的燈串聯在電路中（燈泡的電阻不變），要使其中一燈正常，則電源電壓為　9　V；較暗的燈的實際功率為　1.5　W。
【答案】見試題解答內容
7、在如圖所示的兩電路中，R1、R2為定值電阻，滑動變阻器（最大阻值為R3）相同，電源電壓相等且保持不變，閉合甲圖中開關S1，將滑動變阻器的滑片P從最左端移到最右端，發現電流表A1的示數變為原來的；再將甲圖中的滑片移到最左端、乙圖中的滑片移到最右端后，閉合開關S1、S2，發現電流表A1、A2的示數為之比為1：2；此時R1、R2消耗的電功率分別是為P1、P2，則R1：R3＝　 　，P1：P2＝　 　 。
【答案】1：2；2：3
（8）
8、如圖所示電路總電壓不變．只閉合開關S3，滑動變阻器的滑片P在最左端時，電路消耗總功率為10W，電流表的示數為I1；只斷開開關S1，滑片P移至最右端時，電流表的示數為I2，電壓表的示數為U1；只閉合開關S1，滑片P仍在最右端時，電壓表示數為U2．若I1：I2=5：3，U1：U2=2：3．上述三個狀態中，電路消耗總功率的最小值是　 　瓦。
【答案】3.6
9、如圖所示，滑動變阻器R2上標有“40Ω1A”字樣，只閉合開關S1，將變阻器滑片P移到中點時，電流表A1示數為0.2A，燈泡L的實際功率為1.6W；同時閉合開關S1、S2，且將變阻器滑片P移到a端時，燈泡正常發光，此時電流表A2的示數為0.1A．（電源電壓不變，忽略溫度對燈泡電阻影響）則：
（1）只閉合開關S1且滑片P移到中點時，電壓表示數是多少？電源電壓是多少？
（2）同時閉合開關S1、S2，且將變阻器滑片P移到a端時，電流表A1的示數是多少？燈泡L的額定功率是多少？
【答案】（1）解：由題意可知，當只閉合開關S1，將變阻器滑片P移到中點時，L與0.5R2串聯，電流表A1測電路中的電流，此時電壓表被短路，示數為0V。由P=I2R可得，燈泡的電阻
由于串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，故由歐姆定律可得，電源的電壓
U=IL (RL+0.5R2)=0.2A×(40Ω+0.5×40Ω)=12V
（2）解：同時閉合開關S1、S2，且將變阻器滑片P移到a端時，L與R1并聯，電流表A1測干路電流，電流表A2測R1支路的電流，由于并聯電路中各支路兩端的電壓相等，故通過L的電流
由于并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，故電流表A1的示數
I′=IL′+I1=0.3A+0.1A=0.4A
因燈正常發光，故燈泡的電功率即為額定功率
P燈=U燈I燈=12V×0.3A=3.6W
10、（2022九上·鎮海區期末）在圖甲所示的電路中，已知電源為電壓可調的直流學生電源，燈泡L1的額定電壓為8V，燈泡L2的額定電壓為6V，圖乙是燈泡L2的U﹣I圖象。
（1）當開關S接a時，電壓表的示數為1.2V，電流表的示數為0.3A，求定值電阻R0的阻值。
（2）開關S接a時，調節電源電壓，使燈泡L1正常發光，此時R0消耗的功率為1W，求燈泡L1的額定功率。
（3）開關S接b時，通過調節電源電壓可使電路允許達到的最大總功率是多少？
【答案】（1）當開關S接a時，燈泡L1與電阻R0串聯（如下圖所示），
∵U0＝1.2V，I＝0.3A，
∴電阻R0的阻值為：R0＝ ＝4Ω
答：定值電阻R0的阻值為4Ω。
（2）當開關S接a時，燈泡L1與電阻R0串聯，∵燈泡L1正常發光時，
∴燈泡L1兩端的電壓為額定電壓U1＝8V，
又∵此時R0消耗的功率為P0＝1W，而R0＝4Ω，
∴此時電路中的電流為：I0＝ ＝0.5A，即I1＝I0＝0.5A，
燈泡L1的額定功率為：P1＝U1I1＝8V×0.5A＝4W
答：燈泡L1的額定功率為4W
（3）開關S接b時，燈泡L1與燈泡L2串聯（如下圖所示），
當電路達到最大總功率時，應該有一盞燈泡正常發光，
由（2）可知，燈泡L1的額定電流為0.5A，由圖象可知燈泡L2的額定電流為0.6A，
所以串聯電路允許通過的最大電流是0.5A。
此時，L1正常發光，電路中的電流為I1＝I2＝0.5A，
從燈泡L2的U﹣I圖象可知，當電流為0.5A時，燈泡L2兩端的電壓為U2＝4V，
則電源電壓為：U＝U1+U2＝8V+4V＝12V，
∴電路允許達到的最大總功率：P總＝UI1＝12V×0.5A＝6W
答：電路允許達到的最大總功率為6W
三、圖像問題
1、如圖所示是電阻甲和乙的U—I圖像，下列說法正確的是（　C　）
A．甲、乙兩元件的電流與電壓都成正比
B．乙元件是一個定值電阻且阻值大小為10Ω
C．甲、乙并聯在電路中，當電源電壓為2V時，電路的總電流為0.3A
D．甲、乙串聯在電路中，當電路電流為0.2A時，甲的功率為0.6W
（1） （2）
2、如圖是額定電壓均為220V的燈泡L1和L2的U-I圖像。下列分析錯誤的是（　B　）
A． 當L1兩端的電壓為100V時，其實際功率為20W
B．將L1、L2串聯，若L1兩端的電壓為40V，則L2的功率為8W
C．當通過L2的電流為0.45A時，其1分鐘消耗的電能為4320J
D．將L1、L2并聯，若通過L2的電流為0.5A，則L1的功率為66W
3、現有R1、R2兩個電阻，它們的U-I關系圖象分別如圖甲、圖乙所示，將這兩個電阻串聯后接入電壓為6V的電源兩端，下列說法正確的是（　A　）
A．該電路中電阻R1的阻值是電阻R2阻值的2倍
B．通過電阻R1的電流是通過電阻R2電流的2倍
C．電阻R1兩端的電壓與電阻R2兩端的電壓相等
D．電阻R1與電阻R2的電功率相等
4、（2023秋 余姚市校級月考）如圖所示，是電路元件甲和標有“2.5V 1.25W”字樣的元件乙的電流與兩端電壓關系的圖象。若把甲和乙并聯后接在電壓為2V的電源兩端，電路工作1分鐘消耗的電能是 　72　J；若把甲和乙串聯在電源電壓為3V的電路中，乙的實際功率是 　0.4　W。
【答案】72；0.4。
5、（2023 溫州模擬）圖甲中的A、B分別為小燈泡和定值電阻的I﹣U圖象，小燈泡和電阻的連接情況如圖乙所示，電源電壓8V，下列說法正確的是（　　）
A．小燈泡電阻隨溫度的增大而減小
B．燈泡的實際電功率為0.6 W
C．定值電阻的阻值為0.05Ω
D．定值電阻的電功率為0.8 W
【答案】B
6、（2023秋 臺州期中）如圖是額定電壓均為220V的燈泡L1和L2的U—I圖像。請回答下列問題。
（1）求燈泡L2正常工作時的燈絲電阻。
（2）當把兩燈串聯在電路中工作，經過L1的電流為0.2安，求電路消耗的總功率是多少。
（3）將兩燈并聯在220伏的電路中工作10分鐘，求L1消耗的電能是多少。
【答案】（1）燈泡L2正常工作時的燈絲電阻為440Ω；
（2）當把兩燈串聯在電路中工作，經過L1的電流為0.2安，電路消耗的總功率是28W；
（3）將兩燈并聯在220伏的電路中工作10分鐘，L1消耗的電能是39600J。
7．（2022·浦江模擬）如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，電源電壓不變。閉合開關S后，滑片P從a端移動到b端，電流表示數I與電壓表示數U的變化關系如圖乙所示，則下列判斷錯誤的是（　　）
A．電源電壓為3V B．R1的最大功率為0.2W
C．R2的最大阻值為10Ω D．電路的總功率變化了1.2W
【答案】B
【解析】（1）（3）由圖1可知，兩電阻串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路為R1的簡單電路，電路中的電流最大，根據歐姆定律表示出電源的電壓；
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，電壓表的示數最大，根據圖象讀出電表的示數，利用歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值，利用串聯電路的電壓特點和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出R1的阻值，進一步求出電源的電壓；
（2）（4）當電路中的電流最小時，電路的總功率最小，根據P=UI求出其大小；當電路中的電流最大時，電路為R1的簡單電路，其電功率最大即為電路的最大總功率，根據P=UI求出其大小，進一步求出電路總功率的變化量。
【解答】由圖1可知，兩電阻串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，由圖2可知I1=0.6A，
由可得，電源的電壓：U=I1R1=0.6A×R1①
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，
由圖2可知，I2=0.2A，U2=2V，
則由可得，滑動變阻器的最大阻值：，故C正確不合題意；
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=I2R1+U2=0.2A×R1+2V②
①②聯立解得：R1=5Ω，U=3V，故A正確不合題意；
當電路中的電流最小時，電路的總功率最小，則P小=UI2=3V×0.2A=0.6W，
當電路中的電流最大時，電路為R1的簡單電路，其電功率最大即為電路的最大總功率，則
P1大=P大=UI1=3V×0.6A=1.8W，故B錯誤符合題意；
電路的總功率的變化量：△P=P1大-P1小=1.8W-0.6W=1.2W，故D正確不合題意。
8．（2022·海曙模擬）如圖甲所示，R為定值電阻，閉合開關S，移動滑動變阻器R2的滑片，R2消耗的電功率P與其兩端電壓U的關系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．電源電壓為15 V
B．R1的阻值為25歐
C．當電流表的示數為0.3 A時，R2的電功率最大
D．該電路消耗的最大電功率為4.8 W
【答案】C
【解析】由圖甲可知，兩電阻串聯，電壓表測滑動變阻器R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）（2）由圖像讀出滑動變阻器的電功率和電壓值，根據求出電路中的電流；根據串聯電路的特點和歐姆定律表示出電源的電壓，并求出R1的阻值和電源電壓。
（3）當變阻器的和定值電阻串聯時，如果變阻器的最大阻值大于定值電阻，那么當二者電阻相同時，變阻器的功率最大，據此確定變阻器的阻值，計算出電流表的示數；
（4）當變阻器的阻值為零時，只有R1自己工作，此時總電阻最小，總功率最大，根據公式計算即可。
【解答】由圖甲可知，兩電阻串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
當滑動變阻器消耗的功率P2=1.6W時，其兩端電壓為U2=4V，
由P=UI可得，此時電路中的電流為：，
則電源的電壓：U=IR1+U2=0.4A×R1+4V①
當滑動變阻器消耗的功率P2′=1W時，其兩端電壓為U2′=10V，
由P=UI可得，此時電路中的電流為：，
則電源的電壓：U=I′R1+U2′=0.1A×R1+10V②
①②聯立，解得：R1=20Ω，U=12V，故A、B錯誤；
C.由圖像可知，當變阻器接入電路中的電阻最大時，電壓表的最大示數U2′=10V，消耗的電功率P2′=1W，
R2的最大阻值：，
當R=R1=20Ω時，變阻器消耗的電功率最大，
此時電流表的示數為：，故C正確；
當變阻器的阻值為零時，只有R1自己工作，此時總電阻最小，總功率最大，即：，故D錯誤。故選C。
9、小科用如圖所示的電路進行實驗，電源電壓恒定，R0為定值電阻，閉合開關S后，當滑片P從變阻器R的一端逐漸移到某位置的過程中，小科多次記錄數據并繪制得到滑動變阻器R的P-I圖像，實驗中電流表和電壓表均安全。
（1）滑動變阻器的最大阻值為　 　Ω， 電源電壓是　 　V。
（2）求出圖中最高點A點的縱坐標為　 　W。
（1）20；12（2）9
10、如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑動變阻器滑片從b點滑到a點過程中，兩個電壓表示數隨電流表示數變化的圖像如圖乙所示。
（1）圖乙中　 　（填“dc”或“ec”）表示電壓表 隨電流表示數變化的圖像。
（2）該過程中電路消耗的總功率最大值為　 　W。
（1）dc（2）36
11、如圖甲所示電路，電源電壓不變，電壓表量程是0～3V，電流表量程是0～0.6A，滑動變阻器R2的銘牌標有“20Ω 1A”字樣。只閉合S、S1，在滑動變阻器R1的滑片從最右端向左滑至a點的過程中，燈泡、R1的I－U圖像如圖乙，滑片在a點時燈泡恰好正常發光。則：
（1）電源電壓為　 　V，燈泡的額定功率為　 　W。
（2）只閉合S、S2，調節R1、R2的滑片在保證電路安全的情況下，R2消耗的最大功率為 W。
【答案】（1）4.5；0.75
（2）1.8
四、比例問題
1、甲、乙兩個電熱器的電阻之比為5：4，通電相同時間產生的熱量之比為5：1，則甲、乙的電流之比為（　C　）
A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2
2、如圖所示是探究串聯電路電流、電壓的特點時的電路圖，電源的電壓為 12 V，閉合開關，電壓表的示數為 5 V，L1、L2 的電壓分別為 U1 和 U2（I、R、P 同理），下列正確的是（　D　）
A．U1∶U2=5∶7 B．I1∶I2=7∶5 C．R1∶R2=5∶7 D．P1∶P2=7∶5
3、如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。當開關S閉合，S1斷開時，甲、乙兩表為電流表，示數之比為2：3，則R1和R2消耗的功率P1：P2為（　C　）
A．2：3 B．3：2 C．1：2 D．2：1
4．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當開關S由斷開到閉合，電流表兩次示數之比是1∶5。R1與R2的阻值之比和閉合S后產生的熱量之比分別是（　　）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
【答案】A
【解析】（1）在并聯電路中，電流與電阻成反比，即。首先根據并聯電路I總=I1+I2計算出通過兩個電阻的電流之比，再根據上面的規律計算它們的電阻之比；
（2）電路將電能全部轉化為熱能，可根據Q=W=UIt計算產生的熱量之比。
（1）當開關S斷開時，電流表的示數等于通過R1的電流I1；
當開關S閉合后，電流表的示數等于通過干路的總電流I總。
根據公式I總=I1+I2可知，通過兩個電阻的電流之比：I1：I2=1：4。
根據公式得到，它們的電阻之比：；
（2）閉合開關S后產生的熱量之比：。
5、（2023秋 鎮海區期中）現有“9V 6W”的燈泡L1和“9V 3W”的燈泡L2，將它們分別如圖甲、乙方式接入電路中，電源1和電源2兩端電壓均為9V。不考慮燈絲電阻的變化，閉合開關，下列說法正確的是（　　）
A．乙圖中兩燈均能正常發光
B．乙圖中兩燈功率之比PL1：PL2為2：1
C．甲圖中，燈L1和L2中的電流之比IL1：IL2為2：1
D．乙圖中，燈L1和L2兩端的電壓之比UL1：UL2為2：1
【答案】C
6、將R1=12Ω、R2=6Ω兩電阻串聯在某一電源上，R1、R2消耗的功率之比P1：P2=　 　，此時電路消耗的總功率為P；再將它們并聯后接入同一電源上，電路的總電阻R′=　 　，此時電路消耗的總功率為P′；則P：P′=　 　。
【答案】1：2；2：3
五、范圍問題和極值問題
1、小科用如圖所示的電路測小燈泡功率。電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0~3V，電流表的量程為0~0.6A，滑動變阻器的規格為”20Ω1A”，燈泡標有”2.5V1.25W”字樣。若閉合開關，兩電表的示數均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（　　）
A．該電路的最大功率是2.7W
B．燈泡的最小功率是0.162W
C．電流表示數的變化范圍是0~0.5A
D．滑動變阻器的電阻允許調節的范圍是2.5~20Ω
【答案】B
2、小華用如圖所示的電路測小燈泡功率。電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”，燈泡標有“2.5V 1.25W”字樣。若閉合開關，兩電表的示數均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（　C　）
A．電流表示數的變化范圍是0～0.5A
B．滑動變阻器的電阻允許調節的范圍是2.5～20Ω
C．燈泡的最小功率是0.162W
D．該電路的最大功率是2.7W
3、如圖所示，電源電壓18V且保持不變，電流表接“0～0.6A”量程，電壓表接“0～15V“量程，燈泡上標有“6V 3W”字樣，燈絲電阻保持恒定不變，要求兩電表示數均不超過量程，燈泡兩端電壓不能超過額定電壓，下列說法正確的是（　　）
A．滑動變阻器的滑片向左移動時，兩電表的示數都將變大
B．當電流表示數為0.4A時，電壓表示數為12V
C．滑動變阻器允許調節的范圍是24～60Ω
D．該電路的最大功率是10.8W
【答案】C
4、如圖，電源電壓18 V且保持不變，電流表接“0～0.6 A”量程，電壓表接“0～15 V”量程，燈泡上標有“6 V ，3 W”字樣，燈絲電阻保持恒定不變，要求兩電表示數均不超過量程，燈泡兩端電壓不能超過額定電壓，下列說法正確的是（　D　）
A．滑動變阻器的滑片向左移動時，兩電表的示數都將變大
B．當電流表示數為0.4A時，電壓表示數為12V
C．該電路的最大功率是10.8W
D．滑動變阻器允許調節的范圍是24歐～6歐
5、把標有“6 V 3 W”的小燈泡 L與最大阻值為100Ω的滑動變阻器R連接在總電壓恒為18V的電路中，如圖所示。電流表和電壓表選擇的量程分別為“0~0.6A”和“0~15V”。要求閉合開關S后，兩電表的示數均不超過所選量程的最大測量值，且燈泡L兩端電壓不超過額定值（設燈絲電阻不變），下列說法正確的是（　　）
A．電路消耗總電功率的最大值為10.8W
B．小燈泡L消耗電功率的最小值為0.75W
C．電路允許通過的最大電流為0.6A
D．滑動變阻器R允許調節的范圍是24Ω~40Ω
【答案】B
6、如甲圖所示的電路中，電源電壓為16V恒定不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器，閉合開關S后，在滑片P滑動的過程中。電壓表與電流表示數的變化關系如圖乙所示，根據圖象信息可知，下列判斷不正確的是（　B　）。
A．R0的阻值是10Ω B．R0的最小功率是3.2W
C．電路的最大總功率是25.6W D．滑動變阻器的最大阻值是70Ω
7、如圖所示，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變。小燈泡R1標有“4V 1.6W”字樣，R2＝20Ω，滑動變阻器R3允許通過的最大電流為1A，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。只閉合開關S2時，電壓表的示數為2V。若閉合所有開關，在不損壞各電路元件的情況下，移動滑片，滑動變阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比為3：1。則下列說法正確的是（　C　）
A．小燈泡R1的阻值為20Ω
B．電源電壓為9V
C．若閉合所有開關時，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是10Ω～30Ω
D．若只閉合開關S3，小燈泡R1消耗的電功率變化范圍是0.25W～0.9W
8、如圖甲所示電路，電源電壓保持不變。閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端的過程中，R1、R2的I-U關系圖象如圖乙所示，則下列判斷正確的是（　D　）
A．圖線A是電阻R1的I-U關系圖象
B．電源電壓為14V
C．滑動變阻器R2的最大阻值為30Ω
D．R1消耗的最大功率是16.2W
【答案】D
【知識點】歐姆定律及其應用；電功率計算公式的應用
【解析】【分析】由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表V1測R1兩端的電壓，V2測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）根據滑片的位置和電壓表示數大小判斷兩電阻的I-U關系圖線；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，電阻R1的功率最小，根據圖象讀出電路中的最小電流和兩電阻兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；
（3）根據歐姆定律求出R2的阻值；
（4）根據圖像確定R1兩端的最大電壓，通過它的最大電流，最后根據P=UI計算R1的最大電功率。【解答】由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表V1測R1兩端的電壓，V2測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
當滑動變阻器R2接入電路中的電阻為0時，電路為R1的簡單電路，電路中的電流最大，R1兩端的電壓最大，R2兩端的電壓為0，
所以由圖象可知，圖線A為滑動變阻器R2的I-U關系圖象，圖線B為電阻R1的I-U圖象，故A錯誤；
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，
由I-U圖象可知，電路中的最小電流I=0.2A，此時R1兩端的電壓U1=4V，R2兩端的電壓U2=14V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源電壓：U=U1+U2=4V+14V=18V，故B錯誤；
由可得，滑動變阻器的最大阻值：，故C錯誤；
根據圖像B可知，R1的最大電壓等于電源電壓為18V，最大電流為0.9A，
則R1消耗的最大電功率為：P1大=U總I大=18V×0.9A=16.2W，故D正確。
故選D。
9、如圖甲所示，電源電壓恒定，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片P從B端至A端的過程中，兩電壓表示數隨電流表示數變化的U—I圖像如圖乙所示，則（　D　）
A．電源電壓為20V
B．EF是V1表示數隨A表示數變化的圖像
C．滑動變阻器的最大阻值為10Ω
D．整個電路的最大功率為14.4W
10、如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑動變阻器R2的滑片P由最右端移到最左端，得到兩電表示數的U﹣I圖像。有關說法正確的是（　D　）
A．電源電壓為4V B．R1的阻值30Ω
C．滑動變阻器R2的最大阻值10Ω D．電路總功率最小值1.2W
11、如圖所示，測量小燈泡電功率的電路圖，電源電壓恒為6V，電流表量程0～0.6A，電壓表量程0～3V，滑動變阻器規格“50Ω 1A”，小燈泡規格“2.5V 0.625W”，若不考慮小燈泡阻值隨溫度的變化，小燈泡兩端電壓不允許超過額定值，閉合開關，下列說法正確的是（　D　）
A．滑片向右滑動，電流表示數變小，電壓表示數變大
B．電路的最大電功率是2.5W
C．滑動變阻器的阻值允許調節的范圍是24～50Ω
D．電流表的示數變化范圍是0.1～0.25A
12、如圖甲所示電路，電源電壓不變，電壓表量程是0~3V，電流表量程是0~0.6A.只閉合S、S1，在滑動變阻器R的滑片從最右端向左滑至a點的過程中，燈泡、R1的I一U圖象如圖乙，滑片在a點時燈泡恰好正常發光。下列說法正確的是（　　）
A．燈泡的額定功率是0.15W
B．只閉合S、S1時，電路的最大功率為2.7w
C．只閉合S、S1時，燈泡4s內最少消耗0.3J電能
D．只閉合S、S ，R1的滑片在a點，R2允許接入電路的阻值范圍是1.50~12Ω
【答案】D
13、電學題的解答始終是許多同學學習道路上的“攔路虎”，某校九年級（2）班的學習興趣小組，遇到了這樣一題。如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標有“6V 3W”字樣，當開關S1、S2都斷開，滑片P從b端滑到某一位置C時（圖中未標出），滑動變阻器R的電阻減小了6Ω，電流表示數變化了0.1A，此時燈泡恰好正常發光；保持滑片P的位置不變，閉合開關S1、S2，電流表示數又變化了1.5A，設燈絲電阻不變。下面是小組成員各自解出的一些答案：則符合正確答案的組合是（ ）
①燈泡電阻12Ω； ②定值電阻R0的阻值為20Ω；
③電源電壓為9V； ④滑動變阻器的最大阻值為12Ω； ⑤定值電阻R0的阻值為12Ω；
⑥當S1、S2都閉合時，調節滑片P，電路消耗總功率的變化范圍是20W-36W；
⑦當S1、S2都斷開時，調節滑片P，小燈泡的功率變化范圍是1.92W-3W；
⑧電源電壓為12V； ⑨滑動變阻器的最大阻值為18Ω.
A．①②③④⑥ B．①⑤⑥⑦⑧⑨
C．①②⑥⑧⑨ D．①③④⑤⑦
【答案】B
六、動態分析
1、如圖所示的電路中，閉合開關 S，滑動變阻器的滑片 P 向右滑動時，則（　C　）
電流表的示數增大
電壓表的示數減小
C．R1的電功率一定減小
D．R2的電功率一定增大
2、圖甲是小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化圖像，將它們按圖乙所示接入電路中。已知該電路中電源的電壓是2V，則下列結論錯誤的是（　C　）
A．只閉合開關S，電路消耗的功率是1W
B．當再閉合S1后，電流表示數變化了0.2A
C．當再閉合S1后，電路消耗的總功率為1.2W
D．當再閉合S1后，電路消耗的功率將增大0.4W
3、如圖甲，R1為定值電阻，Rp為滑動變阻器，閉合開關，Rp的滑片從一端移動到另一端，得到電壓與電流圖像如圖乙，下列說法正確的是（　D　）
A．R1阻值為1.8Ω
B．電路消耗的最小功率為0.2W
C．當Rp總阻值的3/5接入電路時，它與定值電阻消耗的功率之比為5：6
D．當電流為0.4A時，R1與Rp連入電路的阻值之比為2：1
（4）
4、如圖所示電路，電源兩端電壓保持不變。將開關S1、S2都閉合，電流表的示數為0.6A，小燈泡L恰好正常發光，其功率為3.6W；然后再將開關S1斷開，電壓表的示數變化了4V。忽略小燈泡L電阻隨溫度的變化，R為定值電阻，下列說法中錯誤的是（　　）
A．小燈泡L的電阻為10Ω
B．開關S1斷開前后，電路的總功率變化了2.4W
C．定值電阻R的阻值為5Ω
D．當只閉合開關S2時，電流表的示數為0.2A
【答案】C
5、如圖甲所示電路中，R1 為定值電阻，R2為滑動變阻器，電源電壓不變。閉合開關S后，滑片P從a端移動到b端，電流表示數I與電壓表示數U的變化關系如圖乙所示，則下列判斷錯誤的是（ ）
A.電源的電壓為6V B.電路的最大總功率為3.6W
C.R2消耗的電功率先變大后變小 D.圖乙中C點表示滑片P位于中點時的狀態
【答案】D
【解析】A.當滑片在a端時，變阻器的阻值為0，此時電流表示數是0.6A，電壓表示數為0，
根據公式得到：
當滑片在b端時，變阻器全部接入，此時電流表示數為0.2A，電壓表示數為4V，
根據公式得到：；
解得：，；
滑動變阻器的最大阻值：， 故A正確不合題意；
B.電路的最大電流是0.6A，電路的最大功率：，故B正確不合題意；
C.在乙圖中，功率為：
當R2=10Ω時功率最大，因此它消耗的功率先變大后變小，故C正確不合題意；
D.乙圖中C點時，變阻器的阻值：，可見滑片P不在中點，故D錯誤符合題意。
七、焦耳定律
1、（2023九上·杭州期末）小科同學利用如圖所示裝置來研究電熱與哪些因素有關。甲、乙兩瓶中煤油的質量與初溫都相同，瓶中電阻絲的大小關系為R甲＜R乙，以下說法正確的是（　　）
A．通過兩根電阻絲的電流大小關系為I甲＞I乙
B．燒瓶內選用比熱容較小的液體，可使實驗現象更明顯
C．通過此實驗，可以得出導體產生的熱量跟電流的平方、導體電阻及通電時間成正比
D．若要比較水和煤油的比熱容大小，只需將一個燒瓶內的煤油換成等質量的水
【答案】B
【解析】（1）串聯電路中各處電流電流都相等；
（2）在液體質量相同、吸收熱量相同的情況下，比熱容小的溫度變化大，據此進行分析；
（3）根據控制變量法進行分析；
（4）比較水和煤油的比熱容大小時，需要控制水和煤油的質量相同，還需要用相同的加熱器加熱。【解答】A.由圖可知，該電路為串聯電路，通過兩根電阻絲的電流是相同的，故A錯誤；
B.在液體質量相同、吸收熱量相同的情況下，比熱容小的物質溫度要升高的多，所以用比熱容小的液體可以使實驗現象更明顯，故B正確；
C.如圖所示的實驗中，通過滑動變阻器改變通過甲、乙兩個電阻絲的電流，所以實驗可以得出，電流通過導體產生的熱量跟電流、電阻和通電時間有關，但并不能得到它們之間的數值關系，故C錯誤；
D.比較水和煤油的比熱容大小時，需要用相同的加熱器加熱質量相同的不同液體，使它們在相同的時間內吸收相同的熱量，所以需要控制兩個電阻的阻值相同，故D錯誤。
2、（2023九上·南潯期末）如圖所示是“探究電流通過導體時產生熱量的多少與哪些因素有關”的實驗裝置。兩個透明容器中密封著等量的空氣，回答下列問題：
（1）通電后透明容器中空氣的內能增大是通過　 　的方式改變的，圖甲所示的裝置是用來探究電流通過導體產生的熱量多少跟　 　大小的關系；
（2）如果實驗乙通過容器①電阻絲電流是2A，則容器②內電阻絲在1min內產生的熱量是　 　J。
【答案】（1）熱傳遞；電阻（2）300
【解析】（1）改變物體內能的方式：①做功，本質為能量的轉化；②熱傳遞，本質為能量的轉移。根據甲圖分析哪個因素不同，哪些因素相同即可。
（2）首先根據并聯電路的電流規律I總=I1+I2計算出通過容器②電阻絲的電流，再根據Q=I2Rt計算產生的熱量。
【解答】（1）通電后，電阻絲發熱，空氣從電阻絲吸收熱量，則透明容器中空氣的內能增大是通過熱傳遞的方式改變的。根據甲圖可知，兩個電阻絲串聯，即電流相等，而兩個電阻絲阻值不同，那么該裝置用來探究電流通過導體產生的熱量跟電阻大小的關系。
（2）根據乙圖可知，容器①電阻絲在干路上，容器②電阻絲在支路上。
由于②容器中電阻絲和容器外電阻絲阻值相同，那么通過它們的電流相等，
根據I總=I1+I2可知，都是干路電流的一半，也就是1A。
則容器②內電阻絲在1min內產生的熱量為：Q=I2Rt=（1A）2×5Ω×60s=300J。
3、某興趣小組利用圖甲裝置探究電流熱效應的影響因素，實驗步驟如下：
①將阻值為10歐和20歐的電阻絲分別置于A、B兩個盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路。
②閉合開關，將滑動變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時電流表的讀數I，通電一段時間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為Δh1、Δh2。
③斷開開關，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的讀數為2I，當通電時間與步驟②相同時，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為Δh3、Δh4，實驗數據如表。
　 燒瓶玻璃管內液面的變化高度
電流大小 A燒瓶(RA＝10歐) B燒瓶(RB＝20歐)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步驟②中的電流表示數如圖乙所示，此時電流為　 　安。
（2）本實驗通過設計串聯電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？　 　。
（3）小明認為：只要選擇“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四個量中的某兩個量進行比較，就能說明“對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請比較這兩個量的大小關系：　 　。
（1）0.24（2）電流和通電時間（3）Δh3＞Δh2
1、如圖所示，電阻R和電動機串聯接到電路中，已知電阻R跟電動機線圈的電阻值相等，開關接通后，電動機正常工作，經過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產生熱量為Q1，電流通過電動機做功為W2，產生熱量為Q2，則有（　A　）
A．W1＜W2 Q1＝Q2 B．W1＝W2 Q1＝Q2
C．W1＝W2 Q1＞Q2 D．W1＜W2 Q1＜Q2
2、如圖所示，當開關閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數是10V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機M的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法不正確的是（　C　）
A．電壓表V1的示數為6V
B．電路消耗的功率是10W
C．通電一分鐘電流通過電動機產生的熱量是240J
D．通電一分鐘電動機產生的機械能是300J
3、某一用直流電動機提升重物的裝置，如圖所示，重物的質量為50kg，電源電壓為110V，不計電源電阻及各處摩擦。當電動機轉動，使物體以0.9m/s的速度勻速上升時，電路中的電流大小為5A。則電動機線圈的電阻大小為（　D　）
A．22Ω B．11Ω C．16Ω D．4Ω
4、如圖是小科研究電動機轉動是否對小燈泡的亮度有影響的電路圖。小科先抓住轉軸（防止電動機轉動），合上開關，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉軸讓電動機轉動，繼續觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈泡的電阻為R，電動機線圈電阻為r，電源電壓為U）。請你回答：
（1）電動機未轉動時，t時間內電流在電路中產生的熱量為 　 　（用符號表達）。
（2）電動機轉動時，電路中電流做的功 　 　電路中產生的熱量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）電動機轉動后小燈泡的亮度會變 　 　（填“暗”或“亮”）。
（1）（2）＞（3）暗
5、如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質量m=60kg，電源電壓U=220V保持不變，電動機線圈的電阻R=10Ω，不計各處摩擦，當電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I=4A。
（1）電源的輸出功率是________。
（2）試從能量轉化和守恒的角度分析計算，重物上升的速度大小為________m/s。
【答案】（1）880W（2）1.2
【解析】（1）電源的輸出功率P總=U總I總=220V×4A=880W；
（2）電動機的發熱功P熱=I2R=（4A）2×10Ω=160W；
電動機的機械功率：P機械=P總-P熱=880W-160W=720W；
重物上升的速度為：。
6、（2022·寧波模擬）科學小組的同學設計了一款“重力燈”。圖甲是這種“重力燈”的結構簡化圖，當重物下落時拉動繩子，轉軸轉動時，小燈泡就可以發光，穩壓設備能將電能儲存并輸出3.6V穩定的電壓給其他電器。當掛上一個質量為25kg的重物時。重物恰好可以緩慢勻速下落。
（1）圖甲虛線框內裝置的工作原理是　 　。
（2）整個裝置的能量轉換率為20%。在重物下落高度為2. 4m的過程中產生的電能可以供一個標有“3.6V 1W”字樣的LED燈持續正常發光多長時間
（3）取下燈泡，將圖甲裝置的兩個輸出端接入圖乙中的a、b兩個接線生進行實驗。R0為標有“5歐 0. 3安”的定值電阻，滑動變阻器R1標有"50歐 1安”。電流表選擇量程為0~0.6A，電壓表選擇量程為0~3V。為了保證電路安全，求滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍。
【答案】（1）電磁感應
（2）重物下落時重力做的功：W=Gh=25kg×10N/kg×2.4m=600J；
則LED燈泡持續發光的時間為：；
（3）定值電阻允許通過的最大電流為0.3A，變阻器允許通過的最大電流為1A，電流表允許通過的最大電流為0.6A，
比較可知，電路中最大電流為0.3A，
根據歐姆定律可得：；
代入數據，可得：R1=7Ω。即R1最小阻值為7Ω。
電壓表最大示數為3V，則：；
解得：R1=25Ω。
即R1最大阻值為25Ω。
了保證電路安全，滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍為7～25Ω。
【解析】（1）根據發電機的工作原理解答；
（2）首先根據W=Gh計算出重物重力做的功，再根據W’=ηW計算出供給LED燈泡的電能，最后根據計算它發光的時間。
（3）應用閉合電路歐姆定律求解滑動變阻器接入電路的最小值和最大值。【解答】（1）根據圖片可知，虛線框內為發電機，工作原理為電磁感應現象。

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