?專題18 電功率（講義）
一、知識(shí)梳理
一、電能與電功
1.電功：電流通過(guò)某段電路所做的功叫電功。
2．電流做功的實(shí)質(zhì)：電流做功過(guò)程，實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過(guò)程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，也就消耗了多少電能。
3.電流做功的形式：電流通過(guò)各種用電器使其轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。
4．規(guī)定電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓，電路中的電流和通電時(shí)間的乘積。
5．電功公式：（適用于所有電路）；
對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：
（1）串聯(lián)電路：；
（2）并聯(lián)電路：；
（3）在任何情況下，在一定時(shí)間所做的總功。
6．電功單位：在國(guó)際單位制中，電功單位是焦耳（J）；常用單位還有度（kwh）， 1度=1千瓦時(shí)=1kWh=3.6×106J；“1度”的規(guī)定：1kw的用電器工作1h消耗的電能。
7．電功的測(cè)量
⑴電能表：是測(cè)量用戶用電器在某一段時(shí)間內(nèi)所做電功（某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能）的儀器。
⑵電能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字樣，分別表示：電能表額定電壓是220V；允許通過(guò)的最大電流是5A；每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。
⑶讀數(shù)時(shí)：①最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位；②電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。
二、電功率
1．電功率：電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。
2．電功率物理意義：表示電流做功快慢的物理量。
3．電功率公式：（適用于所有電路），推導(dǎo)公式：（適用于純電阻電路）。
（1）串聯(lián)電路中；
（2）并聯(lián)電路中：；
（3）無(wú)論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計(jì)算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
4．電功率單位：在國(guó)際單位制中，功率單位是瓦特（W），常用單位：千瓦（kW）。
5．額定功率
（1）某燈泡上標(biāo)有“PZ220V-25”字樣分別表示：普通照明，額定電壓（用電器正常工作時(shí)的電壓）220V，額定功率（用電器在額定電壓下的功率）25W的燈泡。
（2）已知U額、P額，①可根據(jù)公式I額=P額/U額計(jì)算出該燈的額定電流；②可根據(jù)公式計(jì)算出該燈的電阻。
（3）燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率大?。孩佼?dāng)U實(shí)=U額時(shí)，P實(shí)=P額燈正常發(fā)光；②當(dāng)U實(shí)＜U額 時(shí)，P實(shí)＜P額燈光暗淡；③當(dāng)U實(shí)> U額時(shí)，P實(shí)>P額燈發(fā)光強(qiáng)烈。
（4）已知U額、P額、U實(shí)，可根據(jù)公式，由該式可知，當(dāng)實(shí)際電壓變?yōu)轭~定電壓的1/n時(shí)，實(shí)際功率就變?yōu)轭~定功率的1/n2。
（5）燈L1“220V、100W”，燈L2“220V、25W”相比較而言，L1燈絲粗短，L2燈絲細(xì)長(zhǎng)。
三、測(cè)量小燈泡電功率
（一）伏安法測(cè)量小燈泡的電功率
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡的額定功率和實(shí)際功率，并加以比較。
2.實(shí)驗(yàn)原理：要測(cè)量小燈泡的電功率，根據(jù)電功率公式，可以用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流。
3.實(shí)驗(yàn)器材：電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
4.設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
（1）按照?qǐng)D所示的電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路，連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片置于最大阻值處。

（2）檢查電路連接無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓，記錄電壓表與電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓小于小燈泡的額定電壓，記錄電壓表和電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。
（4）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的1.2倍，記錄電壓表與電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。
（5）整理好實(shí)驗(yàn)器材。
（6）用公式計(jì)算出小燈泡的額定功率和實(shí)際功率，記錄在下表中。
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電壓/V
電流/A
電功率/W
小燈泡亮度
1
2.5
0.31
0.78
正常
2
2.0
0.25
0.50
較暗
3
3.0
0.38
1.14
較亮
5.分析與論證
（1）分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實(shí)際電壓越高，小燈泡的電功率越大，燈泡發(fā)光越亮。
（2）小燈泡的亮度直接由它的實(shí)際功率決定。
（3）小燈泡兩端的實(shí)際電壓只有在不高于額定電壓時(shí)，才處于安全使用狀態(tài)。
（4）小燈泡的實(shí)際功率有多個(gè)，額定功率只有一個(gè)。
6、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）當(dāng)實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率等于額定功率，小燈泡正常發(fā)光。
（2）當(dāng)實(shí)際電壓低于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際更率小于額定功率，小燈泡發(fā)光較暗。
（3）當(dāng)實(shí)際電壓高于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率大于額定功率，小燈泡發(fā)光較亮。
7、注意事項(xiàng)
（1）電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓；滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流要大于小燈泡的正常工作電流，滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)與小燈泡的電阻差不多，這樣會(huì)使滑動(dòng)變阻器的調(diào)壓效果明顯。
（2）連接電路時(shí)，電壓表的量程要參照小燈泡的額定電壓來(lái)選擇，電流表的量程應(yīng)根據(jù)燈泡的額定電流來(lái)選擇，如果燈泡的額定電壓或電流位置，則要采用試觸的方法判斷。
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)，防止由于電路連接錯(cuò)誤而發(fā)生短路，損壞電流表。
（4）閉合開(kāi)關(guān)前，要將滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止電路中電流過(guò)大，其保護(hù)電路作用。
（5）調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時(shí)要注意緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，實(shí)際電壓不能超過(guò)額定電壓的1.2倍，同時(shí)通電時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，否則容易燒壞小燈泡。
注意：伏安法測(cè)小燈泡電功率與伏安法測(cè)電阻阻值的異同。
相同點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)電路基本相同，可采用同一電路；②實(shí)驗(yàn)方法相同，都是伏安法；③測(cè)量的物理量相同，都測(cè)量電流I和電壓U。
不同點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)原理不同，測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)原理，測(cè)電阻阻值的實(shí)驗(yàn)原理是；②數(shù)據(jù)處理方式不同，測(cè)電阻阻值時(shí)需要多次測(cè)量，最后求平均值以減小實(shí)驗(yàn)誤差，而測(cè)小燈泡電功率時(shí)也需要多次測(cè)量，但不能用來(lái)求平均值，而是尋找不同電壓下的電功率有什么規(guī)律。
（二）實(shí)驗(yàn)中電路故障分析
故障
現(xiàn)象
故障原因
燈泡不亮
閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表有示數(shù)
①滑動(dòng)變阻器接成定值電阻 ②電源電壓太低
閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表無(wú)示數(shù)
①電源、電流表、開(kāi)關(guān)或滑動(dòng)變阻器損壞
②接線柱接觸不良 ③連接導(dǎo)線斷裂
閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無(wú)示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)
①燈泡的燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良
②電流表和電壓表的位置互換了
電表問(wèn)題
電流表與電壓表的指針向沒(méi)有刻度的方向偏轉(zhuǎn)
電流表和電壓表的“﹢”“－”接線柱接反了
電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小
①電表的量程都選擇過(guò)大 ②電源電壓過(guò)低
電表的指針超過(guò)最大刻度
①量程選擇過(guò)小 ②電路中出現(xiàn)短路
滑動(dòng)變阻器問(wèn)題
滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，電表示數(shù)及燈泡的亮度無(wú)變化
滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，沒(méi)有遵循“一上一下”的接線原則，使滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻
無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡的額定電壓
電源電壓過(guò)低
閉合開(kāi)關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強(qiáng)光后立即熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數(shù)
燈泡兩端電壓過(guò)高，滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有置于阻值最大位置
四、焦耳定律
1.電流的熱效應(yīng)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2.焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時(shí)間成正比。
3.焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中單位Q→焦(J)；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒。
4.當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體做的功(電功)全部用來(lái)產(chǎn)生熱量(電熱)，則有W=Q，可用電功公式來(lái)計(jì)算Q，如電熱器、純電阻就是這樣的。
5.①電熱的利用：電熱毯、電熨斗、電烤箱等；②電熱的防止：電視機(jī)后蓋有很多孔是為了通風(fēng)散熱，電腦運(yùn)行時(shí)也需要風(fēng)扇及時(shí)散熱。
二、重點(diǎn)與難點(diǎn)
★重點(diǎn)一：電能及相關(guān)計(jì)算
1.電能：電能是表示電流做多少功的物理量。公式是W=UIt=Pt。電能的單位是“度”（功率為1000W的電器，在1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)所發(fā)出或消耗的電能量為1度），它的學(xué)名叫做千瓦時(shí)，符號(hào)是kW·h。
在物理學(xué)中，能量國(guó)際單位單位是焦耳，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)是J。它們的關(guān)系是：1kW·h=3.6×106J。
2.電能的測(cè)量：電能表是測(cè)量電能的儀器。
電能表銘牌的意義：“220V”—表示電能表應(yīng)該在220V的電路中使用；“10（20A）”—表示這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為10A，額定最大電流為20A（此處20A不是短時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)最大電流而是額定最大電流）；“50Hz”—表示它在50赫的交流電路中使用；“3000r/kW·h”—表示接在這個(gè)電能表上的用電器，每消耗1千瓦時(shí)的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)3000轉(zhuǎn)。
根據(jù)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)算：如果電能表標(biāo)有“:3000r/kW·h”，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)n圈時(shí)，消耗的電能為W=nr/3000r×kW·h=n/3000×3.6×106J。
★重點(diǎn)二：測(cè)量小燈泡電功率
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)量小燈泡工作時(shí)的電功率。
【實(shí)驗(yàn)器材】小燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。
【實(shí)驗(yàn)原理】根據(jù)公式P=UI，用電壓表測(cè)小燈泡兩端的電壓，用電流表測(cè)小燈泡中的電流，利用公式P＝UI計(jì)算電功率，在額定電壓下測(cè)出的電功率就是額定功率。
【實(shí)驗(yàn)步驟】一、按電路圖連接好電路

二、閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端的電壓恰好等于小燈泡的額定電壓2.5V，觀察小燈泡的亮度，并記錄電流表和電壓表的示數(shù)。
三、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的1.2倍。觀察小燈泡的亮度變化，并記錄此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)（注意：小燈泡兩端的電壓不能超過(guò)它的額定電壓太多）。
四、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的0.8倍。觀察小燈泡的亮度變化，并記錄此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)。
五、計(jì)算出三種情況下小燈泡的電功率。
六、整理器材。
七、實(shí)驗(yàn)表格
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
實(shí)驗(yàn)要求
發(fā)光情況
電流/A
電壓/V
電功率/W
1
額定電壓
正常發(fā)光



2
額定電壓1.2倍
較亮



3
額定電壓0.8倍
較暗



【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）不同電壓下，小燈泡的功率不同；實(shí)際電壓越大，小燈泡功率越大。（2）小燈泡的亮度由小燈泡的實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮。
2.考查內(nèi)容
考查方向
解答思路
補(bǔ)充電路
以某一電器為起點(diǎn)，觀察一周，先連主電器，后連測(cè)量電器，注意連線不能交叉
測(cè)量前變阻器的位置、目的
處于最大位置、為了保護(hù)電路
變阻器連接
一上一下
開(kāi)關(guān)狀態(tài)
斷開(kāi)狀態(tài)
電路故障
電流表無(wú)示數(shù)，某處斷路；電壓表無(wú)示數(shù)，被測(cè)電器短路或電壓表連線未接好
電流表、電壓表反偏
正負(fù)極反接
影響小燈泡亮度的因素
由小燈泡實(shí)際功率決定，功率越大，亮度越高
確定劃片移動(dòng)方向和接入電阻大小
根據(jù)電阻與長(zhǎng)度成正比接線
實(shí)際功率大小
根據(jù)公式：進(jìn)行計(jì)算
分析圖像求額定功率
根據(jù)額定電壓確定電流，計(jì)算即得額定功率
分析圖象不同電壓下燈絲電阻值不同
原因是燈絲電阻隨溫度的變化而變化
★重點(diǎn)三：焦耳定律與計(jì)算
1.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，這叫做電流的熱效應(yīng)。而電熱器具是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)加熱的設(shè)備，電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等都是常見(jiàn)電熱器具。電熱器具的主要組成部分是電流的熱效應(yīng)發(fā)熱體，發(fā)熱體是電阻絲繞在絕緣材料上制成。
2.焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量和導(dǎo)體的電阻成正比，和通過(guò)導(dǎo)體的電流的平方成正比，和通電時(shí)間成正比。
焦耳定律公式：。其中Q指熱量，單位是焦耳(J)，I指電流，單位是安培(A)，R指電阻，單位是歐姆(Ω)，t指時(shí)間，單位是秒(s)，以上單位全部用國(guó)際單位制中的單位。
從焦耳定律公式可知，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流強(qiáng)度的平方成正比、跟導(dǎo)體的電阻成正比、跟通電時(shí)間成正比。若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量。即W=UIt。根據(jù)歐姆定律，有W=I2Rt。
需要說(shuō)明的是是從歐姆定律推導(dǎo)出來(lái)的，只能在電流所做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的條件下才成立(純電阻電路)。例如對(duì)電爐、電烙鐵這類用電器，這兩公式和焦耳定律才是等效的。
使用焦耳定律公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，公式中的各物理量要對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體或同一段電路，與歐姆定律使用時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系相同。當(dāng)題目中出現(xiàn)幾個(gè)物理量時(shí)，應(yīng)將它們加上角碼，以示區(qū)別。
注意:W=Pt=UIt適用于所有電路，而只用于純電阻電路(全部用于發(fā)熱)。
3.在串聯(lián)電路中，由于通過(guò)導(dǎo)體的電流相等，通電時(shí)間也相等，根據(jù)焦耳定律可知電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比。
在并聯(lián)電路中，由于導(dǎo)體兩端的電壓相等，通電時(shí)間也相等，根據(jù)焦耳定律可知電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成反比。
★難點(diǎn)一：電功率概念及其計(jì)算
1.電功率：指電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功，是一個(gè)表示電流做功快慢的物理量，用P來(lái)表示，單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，用符號(hào)表示為W。
2.電功率公式：。該式為電功率的定義式，主要適用于已知電能W和時(shí)間t求功率的情況。
電功率公式：P=UI，主要適用于已知電壓U和電流I求功率的情況。
電功率公式：，主要適用于純電阻電路，多用于在串聯(lián)電路中已知電流I和電阻R求功率的情況；，主要適用于純電阻電路，多用于在并聯(lián)電路中已知電壓U和電阻R求功率的情況。
電功率公式：，主要適用于已知t、n和N求功率的情況。式中t為用電器單獨(dú)工作的時(shí)間，n為用電器單獨(dú)工作t時(shí)間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)，N為電能表銘牌上每消耗1千瓦時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)。
3.串并聯(lián)電路電功率
（1）由于串聯(lián)電路電流相等，所以由P=UI得；由得。
總功率等于各功率之和，即。
額定功率與實(shí)際功率的比值等于額定電壓與實(shí)際電壓比值的平方，即。
（2）由于并聯(lián)電路電壓相等，所以由P=UI得；由，得。
總功率等于各功率之和，即。
三、考查方向
1.電功、電能與計(jì)算
典例一：（2020·山東聊城）下表是小明家電飯煲銘牌的部分信息，小明家電能表的示數(shù)如圖所示。把電飯煲接在家庭電路中使用時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　?。?br /> 額定電壓
220V
頻率
50Hz
額定功率
高擋
1800W
中擋
1200W
低擋
500W

A. 電飯煲是利用電流的熱效應(yīng)工作的；
B. 電飯煲在中擋正常工作時(shí)電熱絲阻值比低擋正常工作時(shí)小；
C. 電飯煲在高擋正常工作10min，消耗的電能是1.08×104J；
D. 若家中只接入電飯煲，在高擋正常工作10min，電能表示數(shù)將變成7328.6kW·h
【答案】D。
【解析】A．電飯煲是利用電流的熱效應(yīng)工作的，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A正確，不符合題意；
B．由R=可知，電壓不變，P越大，R越小，中擋時(shí)的電功率大于低擋時(shí)的功率，電壓不變，所以在中擋正常工作時(shí)電熱絲阻值比低擋正常工作時(shí)小，故B正確，不符合題意；
C．電飯煲在高擋正常工作10min，消耗的電能：W=Pt=1800W×10×60s=1.08×104J，
故C正確，不符合題意；
D．若家中只接入電飯煲，在高擋正常工作10min，消耗的電能：
W=Pt=1.8kW×h=0.3kW·h
電能表示數(shù)將變成：7325.6kW·h+0.3kW·h=7325.9kW·h；故D錯(cuò)誤，符合題意。
故選D。
典例二：（2020·岳陽(yáng)）如右圖所示是某小燈泡的電流—電壓圖像，小燈泡的額定電壓為6V。小燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈絲的電阻是 Ω，若將小燈泡與R=10Ω的定值電阻并聯(lián)接入某電路，干路的總電流為0.5A，通電10s，電阻R消耗的電能為 J。

【答案】20、9 。
【解析】依據(jù)圖片可知，當(dāng)電壓為6V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.3A，燈泡的電阻；，當(dāng)燈泡接入3V的電源時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.2A，通過(guò)定值電阻R的電流，干路的電流I=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A，符合題意；故電阻消耗的電能，即電流所做的功W=UIt=3V×0.3A×10s=9J 。
故答案為：20、9 。
典例三：（2020·重慶）燈泡L標(biāo)有“6V"字樣,為探究其工作時(shí)的特點(diǎn)，小剛利用圖6甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其中電源電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“30Ω 1A”。閉合開(kāi)關(guān)后，將變動(dòng)變阻器的滑片P從a端向右緩慢移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)達(dá)到6V時(shí)為止。圖6乙是用獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U-1圖像，下列判斷正確的是( )。
A.閉合開(kāi)關(guān)，在移動(dòng)滑片P的過(guò)程中，燈L的最小電阻為10Ω；
B.變陽(yáng)器的滑片P移到b端時(shí)，燈1.正常發(fā)的額定功率為3.6W；
C.燈L與5Ω的定值電阻R1,并聯(lián)接人電壓為6V電路，電路的總功率為7.2W；
D.燈L與10Ω的定值電阻R2串聯(lián)接人電壓為9V的電路,R2每秒消耗電能為2.5J

【答案】D。
【解析】A選項(xiàng)，當(dāng)U=1V，I=0.2A時(shí)，燈的電阻最?。?br /> ，A錯(cuò)誤；
B選項(xiàng)，當(dāng)滑片滑到b端時(shí)，由于不知道電源電壓為多少，所以不能確定燈是否會(huì)正常發(fā)光，B錯(cuò)誤；
C選項(xiàng)，并聯(lián)電路電壓相等，所以燈和R2的電壓都為6V，
由乙圖得，，，，
，C錯(cuò)誤；
D選項(xiàng)，；
由乙圖可知，當(dāng)燈泡電壓等于4V時(shí)剛好符合條件：，
,D正確。
典例四：（2020·湘潭）如圖是小明家電能表的表盤。小明將家中所有其他用電器關(guān)閉，只讓暖風(fēng)機(jī)單獨(dú)工作，觀察到1min內(nèi)電能表指示燈閃爍了32次。暖風(fēng)機(jī)在這1min內(nèi)消耗的電能為　 　kW?h．它的實(shí)際功率是　 　W。

【答案】0.02；1200。
【解析】1600imp/（kW?h）表示每消耗1kW?h的電能，指示燈閃爍1600次，
指示燈閃爍32次，則該用電器消耗的電能：W＝kW?h＝0.02kW?h，
暖風(fēng)機(jī)的實(shí)際電功率：P＝＝＝1.2kW＝1200W。
故答案為：0.02；1200。
典例五：(2020·南通)電吹風(fēng)簡(jiǎn)化電路如圖，旋轉(zhuǎn)扇形開(kāi)關(guān)S，實(shí)現(xiàn)斷開(kāi)?冷風(fēng)熱風(fēng)的轉(zhuǎn)換，已知吹冷風(fēng)時(shí)的功率為100W，R=48.4Ω，若家中只有電吹風(fēng)工作，她用冷風(fēng)?熱風(fēng)擋交替使用5mim，標(biāo)有“1200imp/kW?h”的電能表指示燈閃爍90次，則電吹風(fēng)消耗_____J的電能，使用熱風(fēng)擋的時(shí)間為_(kāi)____ min?

【答案】(1)液化；(2)放；(3)虛；(4)2.7×105 ；(5)4。
【解析】(1)空氣中的熱的水蒸氣遇到冷的鏡面液化為液態(tài)的小水滴附著在鏡面上形成霧，此過(guò)程放熱。
平面鏡成的像是反射光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚于一點(diǎn)形成的，所以，擦干鏡子后，小麗看到鏡子中自己等大的虛像?
(2)根據(jù)題意知道，電路消耗1kW?h電能，指示燈閃爍1200次，工作指示燈閃爍了90次消耗的電能
由知道，電熱絲的功率
即吹熱風(fēng)時(shí)的功率P熱=100W+1000W=1100W
設(shè)熱風(fēng)檔時(shí)間為t1 ，則冷風(fēng)檔時(shí)間為t2 =300s-t1
由 知道，P熱 t1 +P冷 （300s-t1）=2.7×105 J
解得使用熱風(fēng)檔時(shí)間t1=240s=4min。
2.電功率及其計(jì)算
典例六：（2020·山東濱州）如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“”的字樣，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為，為定值電阻。當(dāng)S閉合，、斷開(kāi)，滑片P由b端向a端滑動(dòng)，使其連入電路的電阻是最大阻值的三分之一時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光。當(dāng)滑片位置保持不變，開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)變化了。不考慮燈絲電阻的變化，下列說(shuō)法正確的是（　?。?。

A. 電源電壓是；
B. 小燈泡正常發(fā)光，整個(gè)電路消耗的電能是；
C. 的阻值為；
D. 當(dāng)滑片位置保持不變，開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，電路消耗總功率是
【答案】ABD。
【解析】小燈泡正常工作的電流：IL==0.5A
燈泡的電阻：RL==24Ω
A．當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器滑片P從b端向a端滑過(guò)三分之一時(shí)，燈泡與變阻器的電阻串聯(lián)，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光，所以，電路中的電流：I=IL=0.5A
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電源的電壓：
U=I(RL+R)=0.5A×(24Ω+×36Ω)=18V
故A正確；
B．小燈泡正常發(fā)光10s，整個(gè)電路消耗的電能：W=UIt=18V×0.5A×10s=90J
故B正確；
CD．當(dāng)滑片位置保持不變，開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，電阻R0和變阻器并聯(lián)，電流表測(cè)量干路中的電流，由串并聯(lián)電阻的規(guī)律可知總電阻變小，干路中的電流變大，所以干路中的電流為
I干=I+2A=0.5A+2A=2.5A
電路的總電阻：R總=7.2Ω，，
R0=18Ω；電路消耗的總功率：P=UI=18V×2.5A=45W。
故C錯(cuò)誤，D正確。故選ABD。
典例七：（2020·武漢）如圖甲所示電路中，電源電壓保持不變，燈泡L的I-U圖象如圖乙所示。當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1，滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端時(shí)，電壓表的示數(shù)是2V，電流表的示數(shù)是I1；當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1、S3，滑片P在最左端時(shí)，電流表的示數(shù)是I2；當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2、S3，滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)是3V，電流表的示數(shù)是I3。已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1。當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)通斷，可使電路消耗的功率最大，該最大值是（ ）。

A. 7.2W B. 8.1W C. 9.0W D. 9.9W
【答案】B。
【解析】當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)通斷，要使電路消耗的功率最大，根據(jù)公式可得，整個(gè)電路電阻應(yīng)最小，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2、S3時(shí)，電阻、并聯(lián)后與電燈泡再并聯(lián)，此時(shí)電路總電阻最??；
當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1，滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端時(shí)，電路為、串聯(lián)的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電壓，電流表的示數(shù)是I1，此時(shí)有：
當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2、S3，滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電路為、燈泡串聯(lián)的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)燈泡電壓，電壓表的示數(shù)是3V，電流表的示數(shù)是I3，根據(jù)乙圖可知，I3=0.3A，此時(shí)有：
已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1，則：
聯(lián)立上面方程可求出U=6V
當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1、S3，滑片P在最左端時(shí)，此時(shí)電路為、并聯(lián)的電路，電流表的示數(shù)是I2，則有：
整個(gè)電路電阻應(yīng)最小，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2、S3時(shí)，電阻、并聯(lián)后與電燈泡再并聯(lián)，由乙圖，此時(shí)燈泡電壓為6V，可算出燈泡電阻為：
電路總電阻：
此時(shí)電路消耗的最小功率為：
故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。
典例八：（2020·四川涼山）如圖所示，把分別標(biāo)有“6V 6W”和“6V 3W”的甲乙兩個(gè)小燈泡串聯(lián)接入電路，閉合開(kāi)關(guān)后，其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光，另一個(gè)燈泡發(fā)光較暗，不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響，則以下說(shuō)法正確的是（　?。?。

A．甲燈的電阻大于乙燈的電阻；
B．整個(gè)電路此時(shí)消耗的總功率是4.5W；
C．1秒內(nèi)甲燈消耗的電能是3J；
D．甲燈兩端的電壓為6V
【答案】B。
【解析】A．由P＝UI＝可得，兩燈泡的電阻分別為R甲＝＝＝6Ω、R乙＝＝＝12Ω，則R甲＜R乙，故A錯(cuò)誤；
B．兩燈泡的額定電流分別為I甲＝＝＝1A、I乙＝＝＝0.5A，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且一個(gè)燈泡正常發(fā)光，另一個(gè)燈泡較暗，
所以，電路中的電流I＝I2＝0.5A，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，整個(gè)電路此時(shí)消耗的總功率P＝I2（R甲+R乙）＝（0.5A）2×（6Ω+12Ω）＝4.5W，故B正確；
C.1秒內(nèi)甲燈消耗的電能W甲＝I2R甲t＝（0.5A）2×6Ω×1s＝1.5J，故C錯(cuò)誤；
D．甲燈兩端的電壓U甲′＝IR甲＝0.5A×6Ω＝3V，故D錯(cuò)誤。故選：B。
典例九：（2020·湘潭）如圖所示，“2.5V 0.3A“和“3.8V 0.3A”的兩只小燈泡　 ?。ㄟx填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）在電路中，閉合開(kāi)關(guān)后，觀察到“3.8V”的小燈泡比“2.5V”的小燈泡亮，說(shuō)明“3.8V”小燈泡的實(shí)際功率比“2.5V”小燈泡的實(shí)際功率　 ?。ㄟx填“大”或“小”）。

【答案】串聯(lián)；大。
【解析】如圖所示，“2.5V 0.3A“和“3.8V 0.3A”的兩只小燈泡逐個(gè)依次連接，即兩燈泡串聯(lián)在電路中；
閉合開(kāi)關(guān)后，觀察到“3.8V”的小燈泡比“2.5V”的小燈泡亮，因燈泡的亮度由燈泡的實(shí)際功率決定，則說(shuō)明“3.8V”小燈泡的實(shí)際功率比“2.5V”小燈泡的實(shí)際功率大。
故答案為：串聯(lián)；大。
典例十：（2019·蘇州）額定電壓均為6V的甲、乙兩燈，I-U圖線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）。

A.甲、乙兩燈的電阻均隨電壓增大而減小；
B.甲、乙兩燈的額定功率之比為4：1；
C.甲、乙兩燈并聯(lián)接在電壓為2V的電源兩端時(shí)，電阻之比為3：2；
D.甲、乙兩燈串聯(lián)接在電壓為8V的電源兩端時(shí)，實(shí)際功率之比為1：3
【答案】D。
【解析】A．由甲、乙曲線圖可知，燈泡的電阻隨電壓的增大而增大。故A錯(cuò)誤；
B．由于甲、乙兩燈的額定電壓均為6V，由圖象可知：I甲額=0.6A，I乙額=0.3A，
則：====，故B錯(cuò)誤；
C、甲、乙兩燈并聯(lián)在2V的電源兩端時(shí)，由圖象可知：I甲=0.3A，I乙=0.2A，根據(jù)I=可得電阻之比；====，故C錯(cuò)誤；
D．把甲、乙兩燈串聯(lián)接在8V的電源上時(shí)，通過(guò)它們的電流相等，且電源的電壓等于兩燈泡兩端的電壓之和，由圖象可知，當(dāng)電路中的電流為0.3A，甲燈的實(shí)際電壓為2V，乙燈的實(shí)際電壓為6V時(shí)滿足電源電壓為8V，所以實(shí)際功率之比：P甲：P乙=U甲I：U乙I=2V：6V=1：3，故D正確。故選D。
3.焦耳定律與電器銘牌相關(guān)計(jì)算
典例十一：（2020·東莞）下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（　?。?。
A．電視機(jī) B．電腦 C．電風(fēng)扇 D．電飯煲
【答案】D。
【解析】A．電視機(jī)主要是把電能轉(zhuǎn)化為聲能和光能，不是利用電流的熱效應(yīng)，故A不符合題意；
B．電腦主要是把電能轉(zhuǎn)化為聲能和光能，不是利用電流的熱效應(yīng)，故B不符合題意；
C．電風(fēng)扇是利用其內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作的，電動(dòng)機(jī)的工作原理是磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用，不是利用電流的熱效應(yīng)，故C不符合題意。
D．電飯煲是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故D符合題意。故選：D。
典例十二：（2020·廣東）如圖所示為“探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟______的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)中用U形管內(nèi)液面高度差的大小來(lái)反映電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫______（選填“控制變量”或“轉(zhuǎn)換”）法。通電一段時(shí)間后，左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量比右側(cè)的______（選填 “多”或“少”）。

【答案】(1)電阻；(2)轉(zhuǎn)換；(3)少。
【解析】由圖知，兩電阻的阻值不同，串聯(lián)于電路中，通過(guò)兩電阻的電流相等，通過(guò)時(shí)間相等，故探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系。
在實(shí)驗(yàn)中無(wú)法直接測(cè)量電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量，通過(guò)U形管內(nèi)液面高度差的大小來(lái)判斷電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫做轉(zhuǎn)換法。
通電一段時(shí)間后，左側(cè)的電阻小于右側(cè)的電阻，通過(guò)兩電阻的電流相等，由焦耳定律知，左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量比右側(cè)的少。
典例十三：（2020·湘西）如圖為電吹風(fēng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖和電路原理圖。其中電熱絲通電后可以發(fā)熱，電動(dòng)機(jī)通電后可以送風(fēng)，當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)O接在C、D位置時(shí)，電吹風(fēng)處于關(guān)停狀態(tài)。已知電吹風(fēng)冷風(fēng)檔的額定功率為44W，電吹風(fēng)熱風(fēng)檔的額定功率為484W。額定電壓均為220V。當(dāng)電吹風(fēng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，求：

（1）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電路中的電流是多大？
（2）電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電路中每小時(shí)耗電是多少度（1度＝1kW?h）？
（3）電吹風(fēng)電熱絲的電阻是多大？
【解析】（1）由題意知，冷風(fēng)功率P冷＝44W，
由公式P＝UI可知，此時(shí)電路中的電流為：I冷＝＝＝0.2A；
（2）電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，其電功率為P熱＝484W＝0.484kW，
則電路中每小時(shí)消耗的電能：W＝P熱t(yī)＝0.484kW×1h＝0.484kW?h＝0.484度；
（3）當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)與A、B接觸時(shí)，電動(dòng)機(jī)與電熱絲并聯(lián)，電吹風(fēng)處于熱風(fēng)檔，熱風(fēng)檔的功率等于電動(dòng)機(jī)與電熱絲的功率之和，
所以電熱絲消耗的功率為：P電熱絲＝P熱﹣P電動(dòng)機(jī)＝484W﹣44W＝440W，
由P＝可得，電吹風(fēng)電熱絲的電阻為：R＝＝＝110Ω。
答：（1）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電路中的電流是0.2A；（2）電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電路中每小時(shí)耗電是0.484度；（3）電吹風(fēng)電熱絲的電阻是110Ω。
典例十四：（2020·營(yíng)口）為預(yù)防新型冠狀病毒交叉感染，某醫(yī)院將醫(yī)療器械置于消毒柜內(nèi)，通過(guò)對(duì)水加熱，達(dá)到設(shè)定壓強(qiáng)和工作溫度，產(chǎn)生高壓飽和蒸汽，從而對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行消毒處理。某型號(hào)的全自動(dòng)高壓消毒柜部分參數(shù)如下表，某次消毒，將滿箱溫度是20℃的水加熱到工作溫度，需正常工作50min。[，]
求：
電源

額定功率

水箱容積

工作溫度
120℃
額定壓強(qiáng)

（1）消毒一次，水箱中的水吸收的熱量是多少？
（2）消毒一次，消毒柜消耗的電能是多少？
（3）該消毒柜的電加熱效率是多少？
【解析】(1)水的質(zhì)量：
水吸收的熱量：

(2)消毒柜消耗的電能：
(3)該消毒柜的電加熱效率：。
答：(1)水箱中水吸收的熱量是；(2)消毒一次，消毒柜消耗的電能是；(3)該消毒柜的電加熱效率是84%。
4.測(cè)量小燈泡電功率
典例十五：（2020·鎮(zhèn)江）小華用圖1所示電路來(lái)測(cè)量小燈泡的電功率（部分器材的規(guī)格已標(biāo)明）

(1)圖1是小華正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處∶①____；②____?
(2)閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小華發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)始終為3V，而電流表示數(shù)始終為零，已知僅導(dǎo)線發(fā)生故障，則圖1中導(dǎo)線____（選填“①”?“②”或“③”）發(fā)生了____ （填寫(xiě)故障名稱）
(3)小華進(jìn)行了六次實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并在U-I圖像中描點(diǎn)，得到小燈泡兩端的電壓與電流的關(guān)系圖像如圖2所示，則根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)和圖像可知∶
①小燈泡的額定功率為_(kāi)___W?
②實(shí)驗(yàn)中所使用的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格可能為_(kāi)___
A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小華繼續(xù)對(duì)滑動(dòng)變阻器兩端電壓與通過(guò)它的電流關(guān)系進(jìn)行了探究，則他畫(huà)出的U-I圖像應(yīng)為圖3中的虛線____（選填“①”?“②”或“③”），你選擇的依據(jù)是____?
【答案】(1)①開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)；(2)②滑動(dòng)變阻器滑片未移至阻值最大端左端；(3)①；(4)斷路；(5)①0.75；(6)②D；(7)①；(8)“小燈泡和滑動(dòng)變阻器兩端電壓之和保持不變”或“小燈泡兩端電壓變化量和滑動(dòng)變阻器兩端電壓變化量始終相等”。
【解析】(1)連接電路時(shí)為了保護(hù)電路，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器滑片要滑到阻值最大處，所以圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處∶①開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)；②滑動(dòng)變阻器滑片未移至最左端（阻值最大處）。
(2)閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小華發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)始終為3V，而電流表示數(shù)始終為零，已知僅導(dǎo)線發(fā)生故障，則圖1中導(dǎo)線①發(fā)生了斷路。
(3)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)和圖像可知∶①當(dāng)小燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V時(shí)，通過(guò)小燈泡的電流為0.3A，所以小燈泡的額定功率為P額=U額I額=2.5V×0.3A=0.75W
②當(dāng)小燈泡兩端的電壓為0.5V時(shí)，電流為0.1A，所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為
U滑=U-U燈=3V-0.5V=2.5V
此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為R===25Ω
所以實(shí)驗(yàn)中所使用的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格可能為D.30Ω 1A。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小華繼續(xù)對(duì)滑動(dòng)變阻器兩端電壓與通過(guò)它的電流關(guān)系進(jìn)行了探究，則他畫(huà)出的U-I圖像應(yīng)為圖3中的虛線①，選擇的依據(jù)是“小燈泡和滑動(dòng)變阻器兩端電壓之和保持不變”或“小燈泡兩端電壓變化量和滑動(dòng)變阻器兩端電壓變化量始終相等”。
典例十六：（2020·沈陽(yáng)）安安和康康在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，所選小燈泡的額定電壓為。

(1)圖甲是測(cè)量小燈泡的電功率的電路圖。在檢查儀器時(shí)，康康發(fā)現(xiàn)電流表的指針位置如圖乙所示，老師提示他電流表沒(méi)有損壞，他稍作思考，判斷出現(xiàn)問(wèn)題的原因是電流表______；
(2)糾正問(wèn)題后，他連接的電路如圖所示，他將滑片P移到______（選填“A”或“B”）端后，閉合開(kāi)關(guān)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。在移動(dòng)滑片P位置時(shí)他發(fā)現(xiàn)燈泡亮度、電流表的示數(shù)均發(fā)生變化，只有電壓表的指針一直指在一個(gè)較大的示數(shù)不發(fā)生改變。檢查電路連接后，他發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接出現(xiàn)了錯(cuò)誤，請(qǐng)你在這根錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”，再用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖中改正過(guò)來(lái)（導(dǎo)線不允許交叉）______；

(3)糾正錯(cuò)誤后，他重新開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，移動(dòng)滑片P直到電壓表示數(shù)為，此時(shí)電流表示數(shù)如圖所示，則小燈泡的額定功率為_(kāi)_____W；

(4)安安的電流表壞了，老師給她一個(gè)已知阻值的定值電阻、若干開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線，安安重新設(shè)計(jì)了電路如圖所示，并正確測(cè)出小燈泡的額定功率。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：閉合開(kāi)關(guān)S、，斷開(kāi)，調(diào)節(jié)滑片P使電壓表讀數(shù)為，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光；不改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，閉合開(kāi)關(guān)S、，斷開(kāi)，記錄電壓表此時(shí)讀數(shù)為U。請(qǐng)用、、U寫(xiě)出小燈泡額定功率的表達(dá)式：______。

【答案】(1)沒(méi)有調(diào)零；(2)A；(3)如圖或如圖；(4)0.65；(5)。
【解析】(1)從圖乙可以看到，指針往左偏了，電流表沒(méi)有電流流過(guò)，也沒(méi)有損壞，那問(wèn)題應(yīng)該是電流表沒(méi)有調(diào)零。
(2)滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)，為了防止電路的電流太大，電阻值應(yīng)該調(diào)到最大，所以從圖中可以看到，電流從B端流入，D端流出，那么滑片P應(yīng)該移到A端。
從圖中可以看到，電壓表測(cè)的是變阻器和燈泡的電壓之和，可以在電壓表負(fù)接線柱和電流表負(fù)接線柱的接線去掉，改為電壓表負(fù)接線柱與燈泡左端相連接；也可以改為電壓表負(fù)接線柱與變阻器B端相連；這兩種修改都可以讓電壓表只測(cè)量燈泡的電壓，如下圖所示。

(3)從圖中可以看到，電流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，它的讀數(shù)是0.26A，根據(jù)可知，小燈泡的額定功率
(4)由題意可知，不改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，電路中的電流大小不變，閉合開(kāi)關(guān)S、，斷開(kāi)，電壓表測(cè)的是燈泡兩端的電壓，閉合開(kāi)關(guān)S、，斷開(kāi)，電壓表測(cè)的是燈泡和定值電阻的電壓之和，那么定值電阻的電壓是
根據(jù)歐姆定律可知，電路中電流大小
那么小燈泡的額定功率
小燈泡的額定功率是。
5.極值的計(jì)算
典例十七：（2020·四川南充）如圖甲所示滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過(guò)程中，電流表和電壓表示數(shù)變化的規(guī)律如圖乙所示。則以下說(shuō)法正確的是（　　）。

A．R0的阻值為10Ω；
B．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為60Ω；
C．電源電壓為8V ；
D．滑片在滑動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的最大功率為0.9W
【答案】AD。
【解析】如圖甲所示，R0與R串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)R兩端的電壓；
（1）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，R0與R串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)R兩端的電壓，此時(shí)電路中的電流最小，
由圖乙可知，電路中的電流I小＝0.1A，UR＝5V，
由I＝可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R＝＝＝50Ω，故B錯(cuò)誤；
（2）R0與R串聯(lián)，則根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，結(jié)合歐姆定律可得：
電源的電壓：U＝I?。≧0+R）＝0.1A×（R0+50Ω），
當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電路為R0的簡(jiǎn)單電路，電路中的電流最大，由圖乙可知，電路中的最大電流I大＝0.6A，
則根據(jù)歐姆定律可得：電源的電壓：
U＝I大R0＝0.6A×R0，因電源的電壓不變，
所以，0.1A×（R0+50Ω）＝0.6A×R0，解得：R0＝10Ω，故A正確；
電源的電壓U＝I大R0＝0.6A×10Ω＝6V，故C錯(cuò)誤；
（3）電路中的電流：I＝，
滑動(dòng)變阻器R的電功率：
P＝I2R＝（ ）2R＝＝＝＝，
所以，當(dāng)R＝R1＝10Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器R的功率最大，則P大＝＝＝0.9W，故D正確。故選：AD。
典例十八：（2020·自貢）如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，滑片P從b端滑到某一位置c時(shí)（圖中未標(biāo)出），滑動(dòng)變阻器R的電阻減小了6Ω，電流表示數(shù)變化了0.1A，此時(shí)燈泡恰好正常發(fā)光；保持滑片P的位置不變，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，電流表示數(shù)又變化了1.5A，設(shè)燈絲電阻不變，則下列說(shuō)法正確的是（　?。?。

A. 燈泡的電阻為2Ω；
B. 電源電壓為9V；
C. 滑動(dòng)變阻器的最大電阻為12Ω；
D. 當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑片P，電路消耗總功率的最小值為20W
【答案】D。
【解析】A．燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：IL==0.5A
燈泡的電阻：RL==12Ω；故A錯(cuò)誤；
BC．當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，滑片P在b端，變阻器連入電路的阻值最大，與燈泡串聯(lián)，滑片P從b端滑到某一位置c時(shí)，電變阻器連入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，由I=可知通過(guò)電路的電流變大，通過(guò)電路的電流是0.5A，滑片P在b端的電流為：Ib=0.5A-0.1A=0.4A
因?yàn)殡娫吹碾妷翰蛔?，由串?lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律得到：
U=Ib(RL+Rab)=Ib(RL+Rac)
0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω)
解得：Rab=18Ω，Rac=12Ω
電源電壓：U=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V；故BC錯(cuò)誤；
D．當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合，變阻器和電阻R0并聯(lián)，電流表測(cè)量干路中的電流，由并聯(lián)電路電阻的規(guī)律可知總電阻變小，總電流變大，所以干路電流：I=0.4A+0.1A+1.5A=2A
并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流：I滑==1A
R0的阻值：R0=
當(dāng)S1、S2都閉合，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路的總功率最小，則電路的最小功率：Pmin=；故D正確。故選D。
典例十九：（2020·長(zhǎng)沙）實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，已知電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.3A字樣，其阻值會(huì)隨溫度變化，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片置于最右端，只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V，R1的功率為P1；只閉合開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑片至最左端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A，R1的功率為P2；閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，移動(dòng)滑片至某一位置時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別為3V和0.2A，已知P1：P2＝1：4。
（1）燈泡L的額定功率為　 　W；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為　 　Ω；
（3）在有電流通過(guò)燈泡L的情況下，燈泡的最小功率與最大功率之比為　 　。

【答案】（1）0.75；（2）20；（3）1：20。
【解析】（1）燈泡L的額定功率為：PL額＝U額I額＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（2）將滑動(dòng)變阻器R2的滑片置于最右端，只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V，R1的功率為P1，如圖甲，
只閉合開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑片至最左端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A，R1的功率為P2，如圖乙，
閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，移動(dòng)滑片至某一位置時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別為3V和0.2A，如圖丙，

因?yàn)镻1：P2＝1：4，P1：P2＝（I甲）2R1：（I乙）2R1＝1：4，
所以甲乙兩圖中電流之比為：I甲：I乙＝1：2，
又因?yàn)镮乙＝0.3A，所以I甲＝0.15A，
所以滑動(dòng)變阻器最大阻值為：R2甲＝＝＝20Ω。
在丙電路中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為：R2丙＝＝＝15Ω，
所以電源電壓為：U＝3V+I丙R1，
由于乙電路電流為0.3A，所以燈泡正常發(fā)光，電壓為2.5V，
所以電源電壓為：U＝2.5V+I乙R1，
所以，3V+I丙R1＝2.5V+I乙R1，
3V+0.2A×R1＝2.5V+0.3A×R1，
解得，U＝4V，R1＝5Ω。
（3）在只閉合S1時(shí)，燈泡才有電流通過(guò)，即甲乙兩個(gè)電路，
甲電路滑動(dòng)變阻器電阻最大，電路電流最小，燈泡的功率最小，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電壓為U2甲＝3V，R1兩端電壓為U1甲＝I甲R(shí)1＝0.15A×5Ω＝0.75V，
所以燈泡兩端電壓為：UL甲＝U﹣U1甲﹣U2甲＝4V﹣3V﹣0.75V＝0.25V，
燈泡的最小功率為：PL?。経L甲I甲＝0.25V×0.15A＝0.0375W，
乙電路滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為零，電路電流最大，最大電流是0.3A，燈泡正常發(fā)光，燈泡的功率最大為：PL大＝PL額＝0.75W，
所以，燈泡的最小功率與最大功率之比PL?。篜L大＝0.0375w：0.75w＝1：20。
故答案為：（1）0.75；（2）20；（3）1：20。
典例二十：（2020·南通）如圖，電源電壓為12V，燈泡L的規(guī)格為“6V　3W”，滑動(dòng)變阻器R1上標(biāo)有“20Ω 1A”，，電流表量程為。將開(kāi)關(guān)S閉合，S1?S2斷開(kāi)，調(diào)節(jié)變阻器使燈泡正常發(fā)光?
(1)求燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
(2)求滑動(dòng)變阻器10s內(nèi)消耗的電能；
(3)將開(kāi)關(guān)S、S1、S2都閉合，移動(dòng)滑片P且電路安全，求R1與R2功率之比的最大值。

【解析】(1)由燈泡的銘牌可知燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻
(2)將開(kāi)關(guān)S閉合，S1?S2斷開(kāi)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1和燈泡L串聯(lián)，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；滑動(dòng)變阻器R1中的電流和燈泡L的電流相等
滑動(dòng)變阻器R1的兩端電壓
滑動(dòng)變阻器10s內(nèi)消耗的電能
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí)，燈泡L被短路，此時(shí)為定值電阻R2和滑動(dòng)變阻器R1并聯(lián)；R2的電流和電壓不會(huì)發(fā)生變化，所以R2的功率為定值；滑動(dòng)變阻器R1的電壓為定值，當(dāng)R1的電流最大時(shí)，R1的功率達(dá)到最大值，此時(shí)R1與R2功率之比最大。R2的電流

電流表測(cè)量的是干路電流，由電流表的量程可知滑動(dòng)變阻器R1的最大電流

R1與R2功率之比的最大值
答：(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為；(2)滑動(dòng)變阻器10s內(nèi)消耗的電能為；(3)將開(kāi)關(guān)S、S1、S2都閉合，移動(dòng)滑片P且電路安全，R1與R2功率之比的最大值為。

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