人教版（2024）九年級(jí)全冊(cè)第2節(jié) 電功率鞏固練習(xí)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1、電功率的概念
（1）定義：電流單位時(shí)間內(nèi)所做的功。
（2）物理意義：表示電流做功快慢的物理量，用字母P表示，燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)
際功率大小。
（3）國(guó)際單位：瓦特（W）；常用單位：千瓦（kW）。
（4）電功與電功率的區(qū)別：用電器消耗電能的多少為電功，而消耗電能的快慢叫電功率。
電功電功率的比較如下表所示。
2、額定電壓、額定功率、實(shí)際電壓、實(shí)際功率
（1）定義：
①用電器正常工作時(shí)的電壓叫額定電壓；用電器在額定電壓下的功率叫額定功率；
②用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓叫實(shí)際電壓；用電器在實(shí)際電壓下的功率叫實(shí)際功率。
（2）方法點(diǎn)撥
①燈泡銘牌的意義：例如“PZ220-40”，其中PZ表示該燈泡適用于普通照明電路，220表示該燈泡的額定電壓是220V，40表示該燈泡的額定功率是40W；
②燈泡的亮度取決于實(shí)際功率，如果實(shí)際功率相等，則亮度相同；
③額定功率是唯一的、確定的，不隨實(shí)際工作電壓而改變；實(shí)際功率是不確定的，隨實(shí)際電壓而改變；
④用電器只有在額定電壓下才能正常工作。
3、電功率與電能、時(shí)間的關(guān)系
（1）電功率是反映電能消耗快慢的物理量，定義為1秒鐘內(nèi)消耗電能的多少，因此，用所消耗的電能除以消耗這些電能所用的時(shí)間，就得到定義式。
（2）公式在使用時(shí)單位要統(tǒng)一，有兩種可用：①電功率用瓦（W），電能用焦耳（J），時(shí)間用秒（s）；②電功率用千瓦（kW），電能用千瓦時(shí)（kW?h 度），時(shí)間用小時(shí)（h）。
4、電功率與電壓、電流的關(guān)系
（1）在電壓相等的情況下，通過(guò)燈泡的電流越大，燈泡消耗的電功率越大；
（2）在電流相同的情況，電功率的大小與電壓的大小有關(guān)，且與電壓成正比；
（3）在電壓相同的情況，電功率的大小與電流的大小有關(guān)，且與電流成正比。
5、電功率的計(jì)算
（1）定義式：P=UI．即電功率等于用電器兩端的電壓和通過(guò)它的電流的乘積，該公式是電功率的普適公式，適用于所有的用電器。
P表示電功率，單位是W；U表示某段電路兩端的電壓，單位是V；I表示通過(guò)這段電路的電流，單位是A
（2）導(dǎo)出式：P=I2R，,這兩個(gè)公式只適用于純電阻電路，即能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器，如電爐子、電飯煲就屬于純電阻電路。
※解題方法點(diǎn)撥:
（1）分析比較用電器的電功率：
首先考慮公式P=UI分析，如果不好使，可以考慮：
①對(duì)于串聯(lián)電路，因?yàn)殡娏鞯教幭嗟?，用P=I2R較為利便；
串聯(lián)電路中電功率與電壓、電阻的關(guān)系：串聯(lián)電路：（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電壓、電阻之比）
②對(duì)于并聯(lián)電路，因?yàn)楦鞑⒙?lián)電路兩端電壓相等，用較為利便。并聯(lián)電路中電功率與電流、電阻的關(guān)系：（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電流之比、等于它們所對(duì)應(yīng)電阻的反比）
（2）計(jì)算用電器的電功率：計(jì)算每個(gè)用電器的電功率，無(wú)論串聯(lián)、并聯(lián)電路，都可以用P=I2R計(jì)算，也都可以用計(jì)算。選用哪個(gè)公式就看題目已知的是哪些量。
【考點(diǎn)1 電功率的概念】
【典例1-1】（2022秋?會(huì)同縣期末）小偉利用電能表和秒表測(cè)某家用電器的電功率，當(dāng)電路中只有這個(gè)用電器工作時(shí)，測(cè)得在15min內(nèi)消耗的電能為0.5kW?h，則這個(gè)用電器可能是（）
A．節(jié)能燈B．洗衣機(jī)C．電視機(jī)D．空調(diào)機(jī)
【答案】D
【分析】已知用電器工作時(shí)間和消耗的電能，利用P＝可求出該用電器的功率，再結(jié)合對(duì)常用電器功率的了解進(jìn)行分析即可。
【解答】解：已知該用電器工作時(shí)間t＝15min＝0.25h，消耗的電能W＝0.5kW?h，
則用電器的功率為：P＝＝＝2kW＝2000W，洗衣機(jī)的功率在400W左右，白熾燈的功率是幾十瓦左右，電視機(jī)的功率約120W左右，而空調(diào)機(jī)的功率約2000W左右，則該用電器可能是空調(diào)機(jī)，故D正確。
故選：D。
【典例1-2】（2022秋?柳州期末）智能手機(jī)設(shè)置了自動(dòng)調(diào)節(jié)屏幕亮度的功能后，處于光照比較強(qiáng)的環(huán)境時(shí)，屏幕會(huì)變亮，此時(shí)經(jīng)過(guò)手機(jī)屏幕的電流變大，消耗的電功率變大。（選填“變大”、“變小”或“不變”）
【答案】變大；變大。
【分析】手機(jī)屏幕會(huì)變亮，手機(jī)的實(shí)際功率變大，根據(jù)P＝UI可分析其電流的變化。
【解答】解：手機(jī)屏幕變亮，說(shuō)明手機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)電能轉(zhuǎn)化為的光能增加，單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能增加，手機(jī)的實(shí)際功率變大，手機(jī)工作時(shí)的電壓不變，由P＝UI可知，經(jīng)過(guò)手機(jī)屏幕的電流變大。
故答案為：變大；變大。
【變式1-1】（2022秋?通道縣期末）圖中的幾種用電器正常使用時(shí)功率最接近250W的是（）
A．家庭電扇B．自動(dòng)洗衣機(jī)
C．臺(tái)燈 D．電飯鍋
【答案】B
【分析】根據(jù)我們對(duì)生活中常用用電器額定功率的了解去選擇即可。
【解答】解：A、電風(fēng)扇的額定功率約為60W左右，故A錯(cuò)誤；
B、自動(dòng)洗衣機(jī)的功率約為250W左右，故B正確；
C、臺(tái)燈的額定功率約為40W左右，故C錯(cuò)誤；
D、電飯鍋的功率約為1000W，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
【變式1-2】（2022秋?漣水縣期末）央視春晚，岳云鵬和孫越的相聲《妙言趣語(yǔ)》中，小岳岳說(shuō)，“瓦片的瓦，里面一個(gè)千萬(wàn)的千，這個(gè)字念‘千瓦’?！本W(wǎng)友第一時(shí)間翻了家里的《新華字典》，結(jié)果還真有如圖所示的“瓩”，念兩個(gè)音“千瓦”，它是電學(xué)里電功率（選填“電功”或“電功率”）的單位，表示電流做功快慢（選填“快慢”或“多少”）的物理量。
【答案】電功率；快慢
【分析】電功率是指電流在單位時(shí)間內(nèi)做功的多少，它是表示電流做功快慢的物理量。
【解答】解：千瓦是電功率的單位；電功率是指電流在單位時(shí)間內(nèi)做功的多少，它是表示電流做功快慢的物理量。
故答案為：電功率；快慢。
【考點(diǎn)2 額定電壓、額定功率、實(shí)際電壓、實(shí)際功率】
【典例2-1】（2023?天府新區(qū)模擬）以下用電器中，能直接在220V電壓下正常工作的是（）
A．電子手表B．電子體溫計(jì)
C．電視機(jī)遙控器D．電視機(jī)
【答案】D
【分析】（1）電子手表一般里面裝有一個(gè)氧化銀電池。
（2）電子體溫計(jì)里面一般裝有兩節(jié)干電池。
（3）電視遙控器里面一般裝有兩節(jié)干電池。
（4）電視機(jī)屬于家用電器，家用電器的額定電壓是220V。
【解答】解：A、電子手表里面一般裝有一個(gè)氧化銀電池，一個(gè)氧化銀電池是1.5V，故A錯(cuò)誤。
B、電子體溫計(jì)里面一般裝有兩節(jié)干電池，電壓是3V，故B錯(cuò)誤。
C、電視機(jī)遙控器裝一般有兩節(jié)干電池，電壓是3V，故C錯(cuò)誤。
D、電視機(jī)的額定電壓是220V，故D正確。
故選：D。
【典例2-2】（2022秋?漢壽縣期末）把標(biāo)有“220V 40W”和“220V 15W”的甲、乙兩盞燈串聯(lián)接在220V電壓下，則下列分析正確的是（）
A．兩盞燈的總功率等于55W
B．兩盞燈的總功率大于15W
C．甲燈消耗的電能少于乙燈消耗的電能
D．乙燈的實(shí)際功率大于甲燈的實(shí)際功率
【答案】D
【分析】已知兩燈額定電壓和額定功率可求兩燈的電阻，再根據(jù)公式P＝I2R可知，串聯(lián)電路中電功率的大小比較；利用W＝Pt分析電能大小；最后利用公式P＝求出電路總功率。
【解答】解：根據(jù)串聯(lián)分壓，兩燈的電壓都小于額定電壓，故實(shí)際功率不等于額定功率，兩燈功率不是額定功率，所以總功率不是兩燈額定功率之和，故A錯(cuò)；
“220V，40W”的甲燈電阻R1＝＝＝1210Ω；
“220V，15W”的乙燈電阻R2＝＝＝3226.7Ω；
電路總功率P＝＝≈11W＜15W；故B錯(cuò)誤；
因?yàn)榇?lián)電流相等，且乙燈的電阻大，所以根據(jù)公式P＝I2R可知，乙燈的實(shí)際功率大，即P乙實(shí)＞P甲實(shí)，故D正確；
甲燈的實(shí)際功率小，根據(jù)W＝Pt可知，在時(shí)間相同時(shí)，甲燈消耗的電能少，故C錯(cuò)誤。
故選：D。
【典例2-3】（2022秋?費(fèi)縣期末）有甲、乙兩只燈泡分別標(biāo)有“220V 40W”和“110V 50W”字樣，當(dāng)它們正常發(fā)光時(shí) 乙燈較亮（填“甲燈較亮”、“乙燈較亮”、“一樣亮”或“無(wú)法判斷”）；小明養(yǎng)成隨手關(guān)燈的良好習(xí)慣，當(dāng)他關(guān)掉家中不用的電燈后，家中電路的總電阻變大（填“變大”、“變小”或“不變”）。
【答案】乙燈較亮；變大。
【分析】（1）燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率；額定電壓下的實(shí)際功率與額定功率相等。
（2）導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小；電阻大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積以及溫度有關(guān)。
【解答】解：（1）兩個(gè)燈泡都在額定電壓下工作，
則P實(shí)＝P額，
因?yàn)閮蓚€(gè)燈泡的額定電功率乙燈較大，則實(shí)際電功率乙燈較大，
所以當(dāng)它們正常發(fā)光時(shí)，乙燈亮；
（2）家庭電路中各用電器是并聯(lián)的，當(dāng)他關(guān)掉家中不用的電燈后，家中開(kāi)啟的用電器減少，相當(dāng)于橫截面積變小，故家中電路的總電阻變大。
故答案為：乙燈較亮；變大。
【變式2-1】（2023?岳陽(yáng)一模）如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)S，兩燈泡均正常發(fā)光，則兩燈泡一定具有相同的（）
A．實(shí)際功率B．額定電壓C．額定功率D．電阻
【答案】B
【分析】先判斷燈泡的連接方式，然后根據(jù)并聯(lián)電路兩端電壓相等進(jìn)行分析。
【解答】解：根據(jù)電路圖可知，兩燈泡并聯(lián)連接；因?yàn)椴⒙?lián)電路兩端電壓相等，所以?xún)蔁襞莸膶?shí)際電壓相等。又因?yàn)閮蔁舳颊０l(fā)光，實(shí)際電壓等于額定電壓，所以?xún)蔁舻念~定電壓相等。但實(shí)際功率、額定功率、電阻不一定相同。
故選：B。
【變式2-2】（2022秋?大連期末）一個(gè)標(biāo)有“20V 12W”的電熱器，當(dāng)通過(guò)它的電流為0.5A時(shí)，它的實(shí)際功率（）
A．小于12WB．等于12W
C．大于12WD．條件不足，無(wú)法判斷
【答案】A
【分析】由電熱器的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)R＝求出電熱器的電阻；再根據(jù)P＝I2R求出通過(guò)它的電流是0.5A時(shí)電熱器的實(shí)際功率。
【解答】解：電熱器的電阻為：
R＝＝＝Ω，
通過(guò)它的電流是0.5A時(shí)，電熱器的實(shí)際功率為：
P實(shí)＝I實(shí)2R＝（0.5A）2×Ω＝W＜12W。
故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
【變式2-3】（2022秋?曲阜市期末）兩只燈泡額定電壓都是220V，額定功率分別是100W和40W，但燈泡上的銘牌標(biāo)識(shí)都模糊不清，為了區(qū)別兩燈，小明進(jìn)行以下操作：先觀察燈絲，燈絲細(xì)的是 40W 的；再將兩燈串聯(lián)在家庭電路中，發(fā)光較亮的是 40W 的（兩空均選填“40W”或“100W”）。
【答案】40W；40W
【分析】（1）根據(jù)電功率的計(jì)算公式P＝分析燈絲電阻的大小，影響電阻大小的因素有材料、長(zhǎng)度和橫截面積；
（2）兩燈串聯(lián)時(shí)，通過(guò)的電流相等，根據(jù)P＝I2R分析實(shí)際電功率的大小，燈泡的亮度取決于其實(shí)際功率的大小。
【解答】解：（1）由P＝可知，在額定電壓下，電阻大的額定功率小，即額定功率小的電阻大。
燈絲的材料都是鎢絲，長(zhǎng)度也差不多，因此電阻大的燈絲細(xì)，即額定功率是40W比額定功率是100W細(xì)，所以燈絲細(xì)的是額定功率是40W的，燈絲粗的是額定功率是100W的。
（2）串聯(lián)時(shí)電流相同，根據(jù)P＝I2R，電阻大的電燈實(shí)際功率大，額定功率是40W的燈電阻大，額定功率是100W的燈電阻小，因此發(fā)光較亮的是額定功率為40W的。
故答案為：40W；40W。
【考點(diǎn)3 電功率與電能、時(shí)間的關(guān)系】
【典例3-1】（2022秋?山西期末）小亮新買(mǎi)了一款手機(jī)，他通過(guò)說(shuō)明書(shū)了解到手機(jī)電池的規(guī)格為“5V 4000mA?h”，為了測(cè)試充電器的充電速度，他在電池電量剩余30%時(shí)，立刻插上最大功率為40W的充電器，直到電量充滿，則這次給手機(jī)充電的最短時(shí)間為（）
A．0.2hB．0.35hC．0.5hD．0.67h
【答案】B
【分析】根據(jù)公式W＝UIt求得手機(jī)充滿電儲(chǔ)存的電能，結(jié)合充電效率可得充電時(shí)間。
【解答】解：手機(jī)充滿電儲(chǔ)存的電能為：W＝UIt＝5V×4000×1h＝20W?h，
需要充的電能W充＝W（1﹣30%），
充滿需要的時(shí)間t＝＝＝0.35h。
故選：B。
【典例3-2】（2022秋?鄭州期末）如圖所示，這是人們利用充電樁給電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)的情景，充電過(guò)程中，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué) 能。已知該充電樁的充電功率為7kW，電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池容量為42kW?h，則在電池電量用盡的情況下，充滿電需要 6 h。
【答案】電；化學(xué)；6。
【分析】充電過(guò)程消耗電能，轉(zhuǎn)化為電池的化學(xué)能；根據(jù)P＝求出利用該充電樁將車(chē)此時(shí)的電池充滿電需要的時(shí)間；
【解答】解：電動(dòng)汽車(chē)使用的是化學(xué)電池，充電過(guò)程消耗電能，轉(zhuǎn)化為電池的化學(xué)能；
已知該充電樁的充電功率P＝7kW，電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池貯存的電能W＝42kW?h，
根據(jù)P＝，在電池電量用盡的情況下，
電池充滿電需要的時(shí)間；t＝＝＝6h。
故答案為：電；化學(xué)；6。
【變式3-1】（2023?莆田一模）智能手機(jī)在生活中應(yīng)用越來(lái)越頻繁，當(dāng)手機(jī)“電量”所剩無(wú)幾時(shí)，我們可以采用“省電模式”來(lái)延長(zhǎng)使用時(shí)間，這是通過(guò)哪種方式實(shí)現(xiàn)的（）
A．減小電功率B．增加電池電壓
C．降低散熱能力D．給電池充電
【答案】A
【分析】省電模式是切斷個(gè)人電腦部件供電以實(shí)現(xiàn)省電的功能，根據(jù)P＝分析。
【解答】解：當(dāng)手機(jī)“電量”所剩無(wú)幾時(shí)，即W一定，由P＝可得，W＝Pt，要延長(zhǎng)使用時(shí)間t，則減小總功率P，因此手機(jī)的“省電模式”來(lái)是通過(guò)減小總功率的方式來(lái)延長(zhǎng)使用時(shí)間的，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
【變式3-2】（2022秋?磁縣期末）小明同學(xué)看見(jiàn)爸爸的手機(jī)鋰電池上面標(biāo)明“電壓為3.7V，容量為1100mA?h”，則它充滿電后存儲(chǔ)的電能為 14652 J；手機(jī)電池充電過(guò)程中將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué) 能；智能手機(jī)在頻繁的使用時(shí)會(huì)導(dǎo)致它的電能消耗很快，當(dāng)手機(jī)“電量”所剩無(wú)幾時(shí)，通?？梢詫⑵湓O(shè)置成“省電模式”來(lái)延長(zhǎng)使用時(shí)間，這是通過(guò) 減小（選填“增大”或“減小”）總功率的方式實(shí)現(xiàn)的。
【答案】14652；電；化學(xué)；減小。
【分析】根據(jù)公式W＝UIt來(lái)計(jì)算電能；手機(jī)電池充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；根據(jù)W＝pt來(lái)推斷它的省電方法。
【解答】解：它充滿電后存儲(chǔ)的電能為：
W＝UIt＝3.7V×1.1A×3600s＝14652J；
機(jī)電池充電過(guò)程中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；當(dāng)手機(jī)“電量”所剩無(wú)幾時(shí)，通?？梢詫⑵湓O(shè)置成“省電模式”來(lái)延長(zhǎng)使用時(shí)間，這是通過(guò)減小總功率的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
故答案為：14652；電；化學(xué)；減小。
【考點(diǎn)4 電功率與電壓、電流的關(guān)系】
【典例4-1】（2023?長(zhǎng)春二模）按如圖連接電路，閉合開(kāi)關(guān)，觀察到燈L1比L2亮。燈L1、L2的電流、電壓和電阻分別記為I1、I2、U1、U2、R1、R2，下列說(shuō)法正確的是（）
A．I1＞I2B．R1＜R2C．U1＞U2D．U1＝U2
【答案】C
【分析】根據(jù)電路圖知，電路是燈L1、L2串聯(lián)的電路；
（1）串聯(lián)電路中各處的電流相等；
（2）燈泡的亮度取決于其實(shí)際功率的大小，根據(jù)電功率公式P＝I2R分析二者電阻關(guān)系，根據(jù)歐姆定律公式變形分析二者電壓關(guān)系。
【解答】解：A、燈L1與L2串聯(lián)，因?yàn)榇?lián)電路中各處的電流相等，所以I1＝I2，故A錯(cuò)誤；
BCD、燈L1與L2串聯(lián)，閉合開(kāi)關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)燈L1比L2亮，燈泡的亮度由實(shí)際功率決定，所以P1＞P2，由于P1＞P2，I1＝I2，根據(jù)電功率公式P＝I2R可知，R1＞R2，
由于R1＞R2，I1＝I2，根據(jù)公式U＝IR可知，U1＞U2，故C正確，BD錯(cuò)誤；
故選：C。
【典例4-2】（2022秋?廬陽(yáng)區(qū)期末）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，燈L1標(biāo)有“3V 1.2W”、燈L2標(biāo)有“3V 0.9W”字樣。先只閉合開(kāi)關(guān)S1，燈L1正常發(fā)光；再閉合開(kāi)關(guān)S2，電流表應(yīng)選擇 0～3A （選填“0～0.6A”或“0～3A”）的量程。
【答案】0～3A。
【分析】由圖知兩燈并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，先閉合開(kāi)關(guān)S1，燈L1正常發(fā)光，說(shuō)明電源電壓等于燈L1的額定電壓，由P＝UI得到L1支路電流，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S2，由于燈L2的額定電壓與電源電壓相同，故燈L2也正常發(fā)光，由P＝UI得到
L2支路電流，由并聯(lián)電流規(guī)律得到此時(shí)干路電流，結(jié)合給出的電流表規(guī)格選擇合適的量程。
【解答】解：由圖知燈L1和燈L2并聯(lián)，電流表在干路上，測(cè)干路電流，
先閉合開(kāi)關(guān)S1，燈L1正常發(fā)光，說(shuō)明電源電壓U總＝U1額＝3V，
L1支路電流I1＝＝0.4A，
當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S2，由于U總＝U2額，故燈L2也正常發(fā)光，
L2支路電流I2＝＝0.3A，
此時(shí)干路電流I＝I1+I2＝0.4A+0.3A＝0.7A，
由于0.6A＜0.7A＜3A，
故電流表應(yīng)選擇0～3A的量程。
故答案為：0～3A。
【變式4-1】（2022秋?云州區(qū)期末）為了保護(hù)同學(xué)們的視力，學(xué)校教室里用如圖所示的規(guī)格為“220V 22W”的LED護(hù)眼燈更換日光燈。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A．制成LED護(hù)眼燈的主要材料是半導(dǎo)體
B．正常工作時(shí)，通過(guò)每盞LED護(hù)眼燈的電流是0.1A
C．學(xué)校中同時(shí)工作的用電器越多，電路的總電阻越大
D．LED護(hù)眼燈發(fā)光更明亮的原因是它將電能大部分轉(zhuǎn)化為光能
【答案】C
【分析】（1）制成LED燈的主要材料是半導(dǎo)體，具有單向?qū)щ娦裕?br>（2）根據(jù)I＝求出通過(guò)每盞LED護(hù)眼燈的電流；
（3）并聯(lián)電路中，支路越多，總電阻越??；
（4）LED燈工作時(shí)將電能大部分轉(zhuǎn)化為光能。
【解答】解：A、制成LED燈的主要材料是半導(dǎo)體，故A正確；
B、通過(guò)每盞LED護(hù)眼燈的電流為：
I＝＝＝0.1A；故B正確；
C、因?yàn)榧彝ル娐窞椴⒙?lián)電路，因此同時(shí)工作的用電器越多，電路的總電阻越小，故C錯(cuò)誤；
D、LED燈發(fā)光效率高是因?yàn)樗鼘㈦娔芙^大部分轉(zhuǎn)化為光能，故D正確。
故選：C。
【變式4-2】（2022秋?泗洪縣期末）分別標(biāo)有“220V 40W”“36V 40W”字樣的甲、乙兩盞白熾燈，當(dāng)它們正常發(fā)光時(shí)，通過(guò)它們的電流I甲＜ I乙，兩燈的電阻R甲＞ R乙。（選填“＞”、“＝”或“＜”）
【答案】＜；＞。
【分析】由燈泡銘牌可知，甲的額定電壓是220V，額定功率是40W，乙的額定電壓是36V，額定功率是40W，由電功率的變形公式可以比較它們正常發(fā)光時(shí)的電流與電阻關(guān)系。
【解答】解：（1）燈泡正常工作時(shí)的電流：
I甲＝＝≈0.18A，
I乙＝＝≈1.11A，
則I甲＜I乙；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R甲＝＝＝1210Ω，
R乙＝＝＝32.4Ω，
則R甲＞R乙。
故答案為：＜；＞。
【考點(diǎn)5 電功率的計(jì)算】
【典例5-1】（2022秋?會(huì)同縣期末）如圖甲所示的電路中，電源電壓恒定不變，R2＝40Ω，通過(guò)R1的電流隨它兩端電壓變化關(guān)系如圖乙所示，則下列計(jì)算不正確的（）
A．R1的阻值大小是20Ω
B．當(dāng)S1、S2、S3均閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A，則通過(guò)電阻R2的電流時(shí)0.2A
C．當(dāng)S1、S2、S3均閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A，則電源電壓是6V
D．當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.16A，則R3消耗的功率是0.256W
【答案】C
【分析】（1）根據(jù)乙圖讀出任意一點(diǎn)R1兩端的電壓和通過(guò)的電流，根據(jù)歐姆定律求出其阻值的大??；
（2）當(dāng)S1、S2、S3均閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出兩支路的電流之比，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)表示出電流表的示數(shù)即可求出通過(guò)電阻R2的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；
（3）當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，R2、R3串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出R3兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R2兩端的電壓，根據(jù)P＝UI求出R3消耗的功率。
【解答】解：（1）由乙圖可知，當(dāng)U1＝2V時(shí)，I1＝0.1A，
由I＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝20Ω，故A正確；
（2）當(dāng)S1、S2、S3均閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電流表A測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，兩支路的電流之比：
＝＝＝＝，即I1′＝2I2，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，I＝I1′+I2＝2I2+I2＝3I2＝0.6A，
解得：I2＝0.2A，故B正確；
電源的電壓：
U＝I2R2＝0.2A×40Ω＝8V，故C錯(cuò)誤；
（3）當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，R2、R3串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
R2兩端的電壓：
U2＝I′R2＝0.16A×40Ω＝6.4V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R3兩端的電壓：
U3＝U﹣U2＝8V﹣6.4V＝1.6V，
則R3消耗的功率：
P3＝U3I′＝1.6V×0.16A＝0.256W，故D正確。
故選：C。
【典例5-2】（2022秋?西華縣期末）小燈泡的I﹣U圖像如圖甲所示，將它與定值電阻R并聯(lián)，如圖乙所示，閉合開(kāi)關(guān)S1，電流表的示數(shù)為0.2A；再閉合開(kāi)關(guān)S2，電流表的示數(shù)為0.45A。則電源電壓為 2 V；定值電阻的阻值為 10 Ω；此時(shí)小燈泡的電功率為 0.5 W。
【答案】2；10；0.5。
【分析】閉合開(kāi)關(guān)S1，為R的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)R的電流，
再閉合開(kāi)關(guān)S2，燈與R并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響，可知通過(guò)燈的電流，
由圖甲知燈兩端的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知R兩端的電壓和電源電壓；
已知R兩端的電壓和電流，根據(jù)歐姆定律計(jì)算R的電阻；
用電功率公式計(jì)算小燈泡的功率。
【解答】解：如圖乙所示，閉合開(kāi)關(guān)S1，此時(shí)電路為只有R的簡(jiǎn)單電路，電流表的示數(shù)為0.2A；再閉合開(kāi)關(guān)S2，此時(shí)電路為R與小燈泡的并聯(lián)電路。
由并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知，電流表的示數(shù)增加的電流為燈泡的電流，
IL＝I﹣IR＝0.45A﹣0.2A＝0.25A，則通過(guò)小燈泡的電流為0.25A，由圖甲可知，此時(shí)小燈泡兩端的電壓為2V，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，電源電壓為2V，定值電阻兩端的電壓為2V；
由歐姆定律可知，定值電阻的阻值為：R＝＝10Ω，
小燈泡功率為：PL＝UIL＝2V×0.25A＝0.5W。
故答案為：2；10；0.5。
【典例5-3】（2022秋?鄒城市期末）如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片P從b端滑到a端。電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙所示。求：
（1）電源電壓；
（2）定值電阻R的阻值；
（3）電路的最小總功率。
【答案】（1）電源電壓為9V；
（2）定值電阻R的阻值為6Ω；
（3）電路的最小總功率為4.5W。
【分析】（1）分析圖甲的電路連接方式和電表的作用，根據(jù)滑片P在a端時(shí)，電壓表測(cè)量電源電壓，由圖乙得到電源電壓的數(shù)值；
（2）當(dāng)滑片在a端時(shí)，定值電阻R兩端的電壓和電流已知，利用歐姆定律得到R的數(shù)值；
（3）當(dāng)滑片P在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，此時(shí)電路的電流最小，由P＝UI得到電路的最小總功率。
【解答】解：（1）由圖甲知定值電阻R與滑動(dòng)變阻器RP串聯(lián)，電壓表測(cè)量R兩端電壓，電流表測(cè)量電路電流，當(dāng)滑片P滑到a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，故此時(shí)電壓表示數(shù)為電源電壓，由圖乙知U總＝9V；
（2）當(dāng)滑片P滑到a端時(shí)，由圖乙知，電壓表示數(shù)為9V，此時(shí)電路電流I＝1.5A，故定值電阻R＝＝6Ω；
（3）當(dāng)滑片P在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，此時(shí)電路的電流最小，由圖乙知電路最小電流為I'＝0.5A，
電路的最小總功率P最小＝U總×I’＝9V×0.5A＝4.5W。
答：（1）電源電壓為9V；
（2）定值電阻R的阻值為6Ω；
（3）電路的最小總功率為4.5W。
【變式5-1】（2022秋?肇源縣期末）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(dòng)變阻器。閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑片P，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率與電流關(guān)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(dòng)變阻器的最大阻值是20Ω
③滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大時(shí)，變阻器的阻值是20Ω
④整個(gè)電路消耗的最大電功率為14.4W
A．只有①③B．只有①④C．只有②③D．只有②④
【答案】D
【分析】（1）由圖甲可知該電路為R和R0的串聯(lián)電路，電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)R兩端的電壓；由歐姆定律可知電路中的總電阻越大，電路中的電流越小，由圖乙讀出電路中的最小電流和對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)變阻器的功率，根據(jù)P＝I2R求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（2）當(dāng)電路中的電流為0.4A時(shí)，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，串聯(lián)電路中電源電壓等于各個(gè)用電器兩端的電壓之和，據(jù)此結(jié)合歐姆定律列出此時(shí)電源電壓表達(dá)式；同理，當(dāng)電路中電流為0.6A時(shí)，根據(jù)P＝UI可求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可列出電源電壓表達(dá)式；將兩組表達(dá)式聯(lián)立即可解出電源電壓和R0的阻值；
（3）由圖乙可知滑動(dòng)變阻器的最大功率以及對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)P＝I2R可求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻；
（4）由歐姆定律可知，電路中的總電阻最小時(shí)，電路中的電流最大，根據(jù)P＝可求出電路最大總功率。
【解答】解：（1）由圖甲可知該電路為R和R0的串聯(lián)電路，電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)R兩端的電壓；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入的阻值最大時(shí)，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(shí)滑動(dòng)變阻器的功率為P1＝3.2W，
由P＝I2R可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值為：R＝＝＝20Ω，故②正確；
（2）當(dāng)電路中的電流為0.4A時(shí)，由歐姆定律可知滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：U1＝I1R＝0.4A×20Ω＝8V，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源電壓為：U＝U0+U1＝I1R0+U1＝0.4A×R0+8V﹣﹣﹣﹣⑤，
由圖乙可知，當(dāng)電路中的電流為I2＝0.6A時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率為P2＝3.6W，
由P＝UI可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：U2＝＝＝6V，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源電壓為：U＝U0′+U2＝I2R0+U2＝0.6A×R0+6V﹣﹣﹣﹣⑥，
⑤⑥聯(lián)立即可得：R0＝10Ω，U＝12V，故①錯(cuò)誤；
（3）由圖乙可知滑動(dòng)變阻器的最大功率為P2＝3.6W，
由P＝I2R可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻為：R2＝＝＝10Ω，故③錯(cuò)誤；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為0Ω時(shí)，電路中只有R0，由P＝可知此時(shí)電路總功率最大，
則電路最大總功率為：P＝＝＝14.4W，故④正確。
故選：D。
【變式5-2】（2022秋?棗陽(yáng)市期末）某同學(xué)在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路如圖所示，電源電壓恒為6V，電流表、電壓表的量程分別為“0～0.6A”“0～3V”，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω 2A”，燈泡標(biāo)有“3V 0.9W”字樣（忽略燈絲電阻變化），在實(shí)驗(yàn)中為保證所有元件安全，電流表示數(shù)的變化范圍是 0.2A～0.3A ，滑動(dòng)變阻器消耗的功率變化范圍是 0.8W～0.9W 。
【答案】0.2A～0.3A；0.8W～0.9W。
【分析】（1）由圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電流表測(cè)量電路中的電流，電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓；
由燈泡的字樣，根據(jù)P＝UI求出燈泡的額定電流，根據(jù)燈泡的額定電流、電流表的量程、滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流確定電路中的最大電流，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大為20Ω時(shí)，根據(jù)I＝可知電路中電流最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電流的最小值；
（2）根據(jù)P滑＝I2R＝（）2R＝＝可知，當(dāng)變阻器電阻等于燈絲電阻時(shí)，變阻器消耗的電功率最大，根據(jù)燈絲的阻值不變，結(jié)合電流的變化范圍根據(jù)P＝UI＝I2R計(jì)算變阻器電功率的變化。
【解答】解：由P＝UI得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I額＝＝＝0.3A，燈泡的電阻RL＝＝＝10Ω；
由電路圖知，燈泡與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，
因電流表的量程為0～0.6A，燈泡的額定電流為0.3A，變阻器允許通過(guò)的最大電流為2A，所以可知串聯(lián)電路中允許通過(guò)的最大電流為：I大＝0.3A，此時(shí)燈泡兩端電壓為3V，未超過(guò)電壓表的量程；
電流最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，則R?。剑剑?0Ω，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大為：R大＝20Ω時(shí)，電路中電流最小，燈泡兩端的電壓最小，各元件是安全的，
當(dāng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，則I?。剑剑?.2A，
所以電流表示數(shù)的變化范圍是0.2A～0.3A；
在變阻器R的滑片滑動(dòng)過(guò)程中電路中，由歐姆定律和串聯(lián)電路中的特點(diǎn)可知，電路中的電流：I＝，
則變阻器R消耗的電功率：P滑＝I2R＝（）2R＝＝，
由此可知，R＝RL時(shí)，變阻器R消耗的電功率最大，當(dāng)R增大時(shí)，變阻器R的功率將減小，
當(dāng)R?。絉L＝10Ω，變阻器消耗的最大電功率：P大＝I大2R?。剑?.3A）2×10Ω＝0.9W，
由于滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是10Ω～20Ω，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20Ω時(shí)，變阻器消耗的功率最小，
變阻器消耗的最小電功率：P?。絀大2R大＝（0.2A）2×20Ω＝0.8W；
滑動(dòng)變阻器消耗的功率變化范圍是0.8W～0.9W。
故答案為：0.2A～0.3A；0.8W～0.9W。
【變式5-3】（2022秋?永川區(qū)期末）如圖所示，燈泡L標(biāo)有“2.5V，0.5A”字樣（不考慮燈絲電阻的變化），滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“50Ω，1A”字樣，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí)，燈泡正常發(fā)光，通電100s電流通過(guò)定值電阻R1所做的功為250J。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S2、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1時(shí)，在保證電表不超量程的情況下，定值電阻R1消耗的電功率為P1。求：
（1）燈泡L的額定功率；
（2）電源電壓；
（3）電阻R1的電功率P1的變化范圍。
【答案】（1）燈泡L的額定功率為1.25W；
（2）電源電壓為7.5V；
（3）電阻R1的電功率P1的變化范圍為2.025～3.6W。
【分析】（1）根據(jù)P＝UI計(jì)算燈泡L的額定功率；
（2）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí)，燈泡和定值電阻R1串聯(lián)，因燈泡正常發(fā)光，則燈泡兩端的電壓等于額定電壓，電路中的電流等于燈泡的額定電流，根據(jù)W＝UIt計(jì)算定值電阻的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律得到電源電壓；
（3）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S2、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電流表測(cè)量電路中的電流，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓；當(dāng)電流表示數(shù)最大為0.6A時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最小，電壓表的示數(shù)最小，根據(jù)P＝I2R計(jì)算電阻R1的最大實(shí)際電功率；
由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為3V時(shí)，變阻器接入電路的阻值最大，電路中的電流最小，根據(jù)串聯(lián)電壓規(guī)律計(jì)算R1的電壓，根據(jù)歐姆定律計(jì)算通過(guò)R1的電流，利用P＝UI計(jì)算R1的最小電功率，得出R1電功率的范圍。
【解答】解：（1）燈泡L標(biāo)有“2.5V，0.5A”字樣，
則燈泡L的額定功率：P額＝U額I額＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（2）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí)，電阻R1與燈泡L串聯(lián)，
因?yàn)闊襞菡０l(fā)光，所以UL＝2.5V，電路中的電流為0.5A，
根據(jù)W＝UIt得，電阻R1兩端的電壓：
U1＝＝＝5V；
由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得，電源電壓：U＝U1+UL＝5V+2.5V＝7.5V；
（3）從前面第（2）題可知，定值電阻R1的阻值：R1＝＝＝10Ω，
當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S2、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電流表測(cè)量電路中的電流，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓，
當(dāng)電流表示數(shù)最大為0.6A時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最小，電壓表的示數(shù)最小，
電阻R1的最大實(shí)際電功率：P最大＝I大2R1＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W；
由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，電流表的示數(shù)最小，
此時(shí)電阻R1兩端的電壓：U1′＝U﹣U2＝7.5V﹣3V＝4.5V；
根據(jù)歐姆定律，電路中的最小電流：I1′＝＝＝0.45A，
電阻R1的最小實(shí)際電功率：P最?。経1′I1′＝4.5V×0.45A＝2.025W；
所以，電阻R1的電功率P1的變化范圍是2.025～3.6W；
答：（1）燈泡L的額定功率為1.25W；
（2）電源電壓為7.5V；
（3）電阻R1的電功率P1的變化范圍為2.025～3.6W。
一、選擇題。
1．（2022秋?莊河市期末）下列生活中常見(jiàn)的電流、電壓、電功率值最接近實(shí)際的是（）
A．家用電冰箱的電流約1A
B．手機(jī)電池電壓約37V
C．手電筒中的電流約200A
D．液晶電視機(jī)的功率約為0.5W
【答案】A
【分析】不同物理量的估測(cè)，有的需要生活經(jīng)驗(yàn)，有的需要換算單位，有的需要簡(jiǎn)單計(jì)算，最后判斷哪個(gè)選項(xiàng)符合實(shí)際。
【解答】解：A、家用電冰箱的電流約1A，故A符合實(shí)際；
B、手機(jī)電池電壓約3.7V，故B不符合實(shí)際；
C、手電筒中的電流約200mA，故C不符合實(shí)際；
D、液晶電視機(jī)的功率約為50W，故D不符合實(shí)際。
故選：A。
2．（2022秋?淄博期末）一位電視臺(tái)記者在報(bào)道某工廠上半年共節(jié)電5000kW?h的時(shí)候，手舉一只理發(fā)用的電吹風(fēng)說(shuō)：“我這只電吹風(fēng)是500W的，也就是0.5kW，這個(gè)廠節(jié)省的電力可以開(kāi)動(dòng)10000個(gè)這樣的電吹風(fēng)?！边@位記者的報(bào)道中混淆了兩個(gè)重要的電學(xué)概念，這兩個(gè)概念是電能和（）
A．電流B．電阻C．電功率D．電功
【答案】C
【分析】電流做功的過(guò)程就是消耗電能的過(guò)程，電流做功越多，表示消耗的電能越多；
電功率是指電流在單位時(shí)間內(nèi)做功的多少，它是表示電流做功快慢的物理量。
【解答】解：某工廠上半年共節(jié)電5000kW?h，即節(jié)省的電能是5000kW?h；這只電吹風(fēng)是500W的，500W是指電吹風(fēng)的電功率，所以這個(gè)記者把電能和電功率混淆了。
故選：C。
3．（2022秋?高陽(yáng)縣校級(jí)期末）某電視機(jī)的額定功率是200W，那么1kW?h的電能可以使它正常工作（）
A．0.05hB．0.2hC．5hD．200h
【答案】C
【分析】電視機(jī)正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P＝求出1kW?h的電能可以使它正常工作的時(shí)間。
【解答】解：電視機(jī)正常工作時(shí)的功率P＝200W＝0.2kW，
由P＝可得，1kW?h的電能可以使它正常工作的時(shí)間：
t＝＝＝5h。
故選：C。
4．（2022秋?海珠區(qū)期末）如圖所示的電路，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后，小燈泡L1、L2均可發(fā)光，它們的實(shí)際功率分別為P1、P2，P1＞P2。此時(shí)（）
A．電壓表V1的示數(shù)等于電壓表V2的示數(shù)
B．若L2燈絲燒斷，電壓表V1、V2均幾乎沒(méi)有示數(shù)
C．若L2燈絲燒斷，則電壓表V2幾乎沒(méi)有示數(shù)，V1有示數(shù)
D．若一導(dǎo)線接在L2兩端，則電壓表V2幾乎沒(méi)有示數(shù)，V1有示數(shù)
【答案】D
【分析】（1）由圖知，兩燈串聯(lián)，通過(guò)兩燈的電流相等，知道兩燈的功率大小關(guān)系，利用P＝UI可知燈兩端的電壓關(guān)系，進(jìn)而得出兩電壓表的示數(shù)大小關(guān)系；
（2）若L2燈絲燒斷，電壓表V2與燈L1串聯(lián)在電源上，而電壓表的電阻很大，在電路中相當(dāng)于開(kāi)路，據(jù)此分析電壓表V1、V2是否有示數(shù)；
（3）若一導(dǎo)線接在L2兩端，電壓表V2被短接，據(jù)此分析電壓表V1、V2是否有示數(shù)。
【解答】解：A、由圖知，兩燈串聯(lián)，通過(guò)兩燈的電流相等，因?yàn)镻＝UI、P1＞P2，所以U1＞U2，即電壓表V1的示數(shù)大于電壓表V2的示數(shù)，故A錯(cuò)誤；
BC、若L2燈絲燒斷，電壓表V2與燈L1串聯(lián)在電源上，由于電壓表的電阻很大，在電路中相當(dāng)于開(kāi)路，電壓表V1幾乎沒(méi)有示數(shù)，而電壓表V2通過(guò)L1、閉合的開(kāi)關(guān)連接在電源上，電壓表V2有示數(shù)，故BC錯(cuò)誤；
D、若一導(dǎo)線接在L2兩端，電壓表V2被短接，電壓表V2幾乎沒(méi)有示數(shù)；電路中只有燈L1，電壓表V1測(cè)燈L1兩端的電壓，有示數(shù)，故D正確。
故選：D。
5．（2022秋?宿遷期末）宿遷市在創(chuàng)建文明典范城市過(guò)程中，需要我們共同關(guān)注環(huán)境。某校興趣小組為了檢測(cè)空氣質(zhì)量指數(shù)，設(shè)計(jì)了甲圖所示的檢測(cè)電路。R為氣敏電阻，其電阻的倒數(shù)與空氣質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系如圖乙所示，已知電源電壓6V保持不變，R0＝10Ω，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A．氣敏電阻R的電阻為10ΩB．通過(guò)R的電流為0.3A
C．此時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)為25D．電阻R的電功率為1.2W
【答案】D
【分析】由電路圖可知，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓。根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出通過(guò)R的電流，根據(jù)P＝UI求出電阻R0的電功率，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出氣敏電阻R兩端的電壓，然后根據(jù)歐姆定律求出電阻的倒數(shù)，再?gòu)膱D象中讀出空氣質(zhì)量指數(shù)。
【解答】解：由電路圖可知，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓。
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，通過(guò)R的電流：
I＝＝＝0.3A，故B正確；
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R兩端的電壓：
電阻R的電壓U＝U電源﹣U0＝6V﹣3V＝3V
電阻R的電功率：
P＝UI＝3V×0.3A＝0.9W，故D錯(cuò)誤；
電阻R的阻值R＝＝＝10Ω；故A正確；
此時(shí)氣敏電阻的倒數(shù)：
＝＝0.1Ω﹣1，
由圖象可知，空氣質(zhì)量指數(shù)為25，故C正確。
故選：D。
6．（2022秋?沙坪壩區(qū)校級(jí)期末）如圖，電源電壓恒定，小燈泡L標(biāo)有“4V 1.6W”字樣（燈泡電阻不變），電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程均為0～15V，電阻均勻分布的滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有字樣“30Ω 1A”。閉合S1、S2，斷開(kāi)S3，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P2調(diào)到最下端，滑動(dòng)變阻器R1的滑片P1從最左端移至中點(diǎn)時(shí)，電壓表V1的的示數(shù)為1.5V。閉合S3，斷開(kāi)S1、S2，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片從下往上移動(dòng)總長(zhǎng)度的六分之五時(shí)，小燈泡正常發(fā)光。則在電路安全的前提下，下列說(shuō)法正確的是（）
①電源電壓為6V
②滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為90Ω
③閉合S3，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，R2功率的變化范圍為0.675W～0.9W
④閉合S3，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，電路總功率的變化范圍為1.2W～2.4W
A．①②B．①③C．①③④D．②③④
【答案】B
【分析】（1）閉合S3，斷開(kāi)S1、S2，燈泡與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表V2測(cè)量燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流，滑動(dòng)變阻器R2的接入電阻為最大電阻的，小燈泡正常發(fā)光，電壓表V2的示數(shù)為4V，由P＝UI計(jì)算燈泡的額定電流，由串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，計(jì)算出電源電壓；由電功率計(jì)算公式計(jì)算R2功率的變化范圍；由電功率計(jì)算公式計(jì)算電路總功率的變化范圍；
（2）閉合S1、S2，斷開(kāi)S3，滑動(dòng)變阻器R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表V1測(cè)量R2兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流，滑動(dòng)變阻器R2的接入電阻最大，滑動(dòng)變阻器R1接入電阻為最大值的，電壓表V1的的示數(shù)為1.5V，由串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，計(jì)算出R1的最大阻值。
【解答】解：（1）閉合S3，斷開(kāi)S1、S2，燈泡與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表V2測(cè)量燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片從下往上移動(dòng)總長(zhǎng)度的六分之五時(shí)，滑動(dòng)變阻器R2的接入電阻為最大電阻的，所以R′2＝R2＝×30Ω＝5Ω，
小燈泡正常發(fā)光，電壓表V2的示數(shù)為4V，由P＝UI可知燈泡的額定電流：I額＝＝＝0.4A，
由串聯(lián)電路的規(guī)律可知，變阻器R2中的電流：I′2＝I額＝0.4A，
由歐姆定律可知，變阻器R2兩端的電壓：U′2＝I′2R′2＝0.4A×5Ω＝2V，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，電源電壓：U＝U′2+U額＝2V+4V＝6V，故①正確；
燈泡的正常工作電流為0.4A，電流表的量程為0～0.6A，所以電路中的最大電流為：I大＝0.4A，
電路消耗的最大電功率：P大＝UI大＝6V×0.4A＝2.4W；
此時(shí)變阻器兩端的電壓：U′2＝2V，所以變阻器R2消耗的功率為：P′2＝U′2I大＝2V×0.4A＝0.8W，
由歐姆定律可知，燈絲的電阻：RL＝＝＝10Ω，
在變阻器R2的滑片滑動(dòng)過(guò)程中電路中，由歐姆定律和串聯(lián)電路中的特點(diǎn)可知，電路中的電流：I＝，
則變阻器R2消耗的電功率：P2＝I2R2＝（）2R2＝＝，
當(dāng)R2＝RL時(shí)，變阻器R2消耗的電功率最大，
因變阻器R2的最大電阻：R2＝30Ω＞10Ω，所以當(dāng)變阻器R2的接入電阻：R″2＝10Ω時(shí)，變阻器R2消耗的電功率最大，由分壓原理可知，變阻器兩端的電壓：U″2＝U＝×6V＝3V，
由P＝UI＝得，變阻器R2消耗的最大電功率：P2大＝＝＝0.9W，
當(dāng)變阻器R2的接入電阻最大時(shí)，電路中的總電阻R總＝RL+R2＝10Ω+30Ω＝40Ω，
由歐姆定律可知，電路中的最小電流：I?。剑剑?.15A，
由P＝UI＝I2R得，變阻器R2消耗的最小電功率：P2?。絀小2R2＝（0.15A）2×30Ω＝0.675W＜0.8W；
電路消耗的最小電功率：P?。経I?。?V×0.15A＝0.9W；
所以閉合S3，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，R2功率的變化范圍為0.675W～0.9W，故③正確；
閉合S3，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，電路總功率的變化范圍為0.9W～2.4W，故④錯(cuò)誤；
（2）閉合S1、S2，斷開(kāi)S3，滑動(dòng)變阻器R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表V1測(cè)量R2兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流，滑動(dòng)變阻器R2的接入電阻最大，滑動(dòng)變阻器R1的滑片P1從最左端移至中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1接入電阻為最大值的，電壓表V1的的示數(shù)為：UV1＝1.5V，
由歐姆定律可知，R2中的電流：I2＝＝＝0.05A，
由串聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，變阻器R1中通過(guò)的電流：I1＝I2＝0.05A，
由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，變阻器R1兩端的電壓：U1＝U﹣UV1＝6V﹣1.5V＝4.5V，
則變阻器R1接入電阻：R′1＝R1＝＝＝90Ω，所以變阻器R1的最大電阻：R1＝2×90Ω＝180Ω，故②錯(cuò)誤；
綜上所述，ACD錯(cuò)誤，B正確。
故選：B。
7．（2022秋?青山區(qū)期末）（多選）小明用如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率，電源電壓恒為4.5V，小明從滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，測(cè)得小燈泡的U﹣I圖象如圖乙所示。下列計(jì)算結(jié)果正確的是（）
A．小燈泡的額定功率為1W
B．小燈泡正常工作時(shí)的電阻為5Ω
C．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω
D．電路消耗的最小功率為0.45W
【答案】AD
【分析】由電路圖知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)L兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，
（1）根據(jù)圖象讀出額定電壓下通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)P＝UI求出小燈泡的額定功率，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常工作時(shí)的電阻；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，電路的總功率最小，根據(jù)圖象讀出燈泡兩端的最小電壓和電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出變阻器的最大阻值，根據(jù)P＝UI求出電路的最小總功率。
【解答】解：由電路圖知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)L兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，
（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，由圖象可知此時(shí)通過(guò)燈泡的電流為0.4A，
則小燈泡的額定功率：
PL＝ULIL＝2.5V×0.4A＝1W，故A正確；
因額定電壓下燈泡正常發(fā)光，
所以，由I＝得，燈泡正常工作時(shí)的電阻：
RL＝＝＝6.25Ω，故B錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，電路的總功率最小，
由圖象可知，燈泡兩端的電壓UL′＝0.5V，通過(guò)的電流IL′＝0.1A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
UR＝U﹣UL′＝4.5V﹣0.5V＝4V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R大＝＝＝＝40Ω，故C錯(cuò)誤；
電路消耗的最小功率：
P?。経I＝UIL′＝4.5V×0.1A＝0.45W，故D正確。
故選：AD。
8．（2022秋?環(huán)江縣期末）（多選）如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，R1為定值電阻。電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～15V”，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為80Ω。在保證電路元件安全的情況下，小心移動(dòng)滑片，R2消耗的電功率P與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）
A．定值電阻R1的阻值為20Ω
B．電壓表的最小示數(shù)為12V
C．電路消耗總功率的最大值為9W
D．R2消耗功率的最大變化量為2.7W
【答案】BD
【分析】由圖甲可知，定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；
（1）根據(jù)圖乙利用P＝UI求出兩次電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源電壓，解方程求出定值電阻R1的阻值和電源電壓；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí)，電壓表的示數(shù)最小，由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的電流最大，由電流表的量程確定電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電壓表的最小示數(shù)；
（3）根據(jù)P＝UI求出電路消耗總功率的最大值；
（4）根據(jù)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí)，電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值，根據(jù)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大，結(jié)合電壓表的量程確定滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值；
根據(jù)P＝I2R2＝（）2R2表示出滑動(dòng)變阻器消耗R2的電功率，利用數(shù)學(xué)知識(shí)求出滑動(dòng)變阻器的最大功率時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，結(jié)合滑動(dòng)變阻器允許接入電路的最小阻值和最大阻值利用P＝UI＝I2R求出滑動(dòng)變阻器消耗的最大電功率和最小電功率，進(jìn)而求出滑動(dòng)變阻器R2消耗功率的最大變化量。
【解答】解：由圖甲可知，定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；
A、由圖乙可知，當(dāng)R2兩端的電壓為13V時(shí)，R2消耗的電功率為6.5W，
由P＝UI可知，此時(shí)電路中的電流：I＝＝＝0.5A，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓：U＝U1+U2＝IR1+U2＝0.5A×R1+13V
當(dāng)R2兩端的電壓為15V時(shí)，R2消耗的電功率為4.5W，
由P＝UI可知，此時(shí)電路中的電流：I'＝＝＝0.3A，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓：U＝U1'+U2'＝I'R1+U2'＝0.3A×R1+15V
解得：R1＝10Ω，U＝18V，故A錯(cuò)誤；
B、由串聯(lián)電路的分壓原理可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí)，電壓表的示數(shù)最小，
由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的電流最大，因?yàn)殡娏鞅淼牧砍虨?～0.6A，所以電路中的最大電流I大＝0.6A，
此時(shí)電壓表的示數(shù)，即定值電阻R2兩端的電壓：U2?。経﹣U1大＝U﹣I大R1＝18V﹣0.6A×10Ω＝12V，故B正確；
C、由B可知，電路中的最大電流I大＝0.6A，則電路消耗總功率的最大值：P大＝UI大＝18V×0.6A＝10.8W，故C錯(cuò)誤；
D、由B可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí)，電路中的電流最大為I大＝0.6A，
由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的總電阻：R＝＝＝30Ω，
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值：R2小＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，
由串聯(lián)電路的分壓原理可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大，
因?yàn)殡妷罕淼牧砍虨?～15V，因此滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓U2大＝15V，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，此時(shí)定值電阻R1兩端的電壓：U1?。経﹣U2大＝18V﹣15V＝3V，
此時(shí)電路中的電流：I?。剑剑?.3A，
由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的總電阻：R'＝＝＝60Ω，
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值：R2大＝R'﹣R1＝60Ω﹣10Ω＝50Ω，
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：
P＝I2R2＝（）2R＝＝＝，
所以，當(dāng)R2＝R1＝10Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，
而滑動(dòng)變阻器的允許接入電路的最小電阻R2?。?0Ω＞10Ω，
所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R2?。?0Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，此時(shí)電路中的電流最大為I大＝0.6A，
P大＝I大2R2小＝（0.6A）2×20Ω＝7.2W，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R2大＝50Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最小，此時(shí)電路中的電流最大為I大＝0.3A，
P?。絀小2R2大＝（0.3A）2×50Ω＝4.5W，
則滑動(dòng)變阻器R2消耗功率的最大變化量：ΔP＝P大﹣P?。?.2W﹣4.5W＝2.7W，故D正確。
故選：BD。
二、填空題。
9．（2022秋?蕭縣校級(jí)期末）某電熱水器的電功率為2000W，其物理意義是 1s內(nèi)電流做功為2000J 。
【答案】1s內(nèi)電流做功為2000J。
【分析】根據(jù)功率數(shù)值的物理意義進(jìn)行分析。
【解答】解：某電熱水器的電功率為2000W，其物理意義是1s內(nèi)電流做功為2000J。
故答案為：1s內(nèi)電流做功為2000J。
10．（2022秋?項(xiàng)城市期末）有一盞標(biāo)有“220V，25W”的白熾燈，若把它接入110V的電路上，它的實(shí)際功率小于（選填“大于”“小于”或“等于”）25W，此時(shí)的燈泡不能（選填“能”或“不能”）正常發(fā)光。
【答案】小于；不能。
【分析】額定電壓下燈泡正常發(fā)光，實(shí)際功率和額定功率相等，根據(jù)P＝判斷把它接入110V的電路上實(shí)際功率和額定功率之間的關(guān)系；
【解答】解：額定電壓220V下白熾燈的實(shí)際功率為25W，
當(dāng)燈泡接入110V的電路上時(shí)，
由P＝可知，燈泡的實(shí)際功率變小，小于額定功率25W，此時(shí)燈泡不能正常發(fā)光。
故答案為：小于；不能。
11．（2022秋?高郵市期末）小明用兩只燈泡做實(shí)驗(yàn)，燈甲標(biāo)有“6V 6W”，燈乙標(biāo)有“3V 6W”，把它們串聯(lián)在同一電路中保證其中一個(gè)燈泡正常工作，則電路兩端允許的最高電壓是 7.5 V；兩燈消耗的總功率為 7.5 W：把它們并聯(lián)在同一電路中保證其中一個(gè)燈泡正常工作，則電路干路中允許經(jīng)過(guò)的最大的電流是 2.5 A。（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響）。
【答案】7.5；7.5；2.5。
【分析】（1）已知甲、乙兩燈泡的額定功率和額定電壓，根據(jù)P＝UI求出兩燈泡的額定電流，根據(jù)歐姆定律求出兩燈泡的電阻；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，兩燈泡串聯(lián)時(shí)電路中允許通過(guò)的最大電流為兩額定電流中較小的，然后根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路兩端允許加的最大電壓和總功率；
（2）如將兩燈并聯(lián)后接在某一電路中，并保證電路安全，則根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知兩燈兩端的電壓相等，根據(jù)兩燈的額定電壓可確定電源電壓，即可以達(dá)到額定電壓6V，然后根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路電流。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，兩燈泡的額定電流分別為：
I甲＝＝＝1A，I乙＝＝＝2A，
由I＝可得，兩燈泡的電阻分別為：
R甲＝＝＝6Ω，R乙＝＝＝1.5Ω，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以?xún)芍浑娮璐?lián)時(shí)，電路中的最大電流I＝I甲＝1A，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以根據(jù)歐姆定律可得，兩端允許加的最大電壓：
U＝I（R甲+R乙）＝1A×（6Ω+1.5Ω）＝7.5V。
兩燈消耗的總功率P＝UI＝7.5V×1A＝7.5W；
（2）將兩燈并聯(lián)在電路中，并保證電路安全，則根據(jù)兩燈的額定電壓可知，并聯(lián)電路的最大電壓為3V，通過(guò)甲燈的電流I′甲＝＝0.5A；
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，干路中允許通過(guò)的最大電流為I＝0.5A+2A＝2.5A。
故答案為：7.5；7.5；2.5。
三、計(jì)算題。
12．（2022秋?珙縣期末）如圖所示，電源電壓為18V，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器，電流表量程為“0～0.6A”，電壓表量程為“0～15V”。閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑片，當(dāng)滑片移至滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.36A，電壓表的示數(shù)為3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）在保證電路安全的情況下，求電路消耗的最大功率。
【答案】（1）R0的阻值為10Ω；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為80Ω；
（3）在保證電路安全的情況下，電路消耗的最大功率為10.8W
【分析】（1）由圖知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，由歐姆定律計(jì)算R0的阻值；
（2）由歐姆定律計(jì)算滑片在中點(diǎn)時(shí)電路的總電阻，從而計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）根據(jù)P＝UI可知，當(dāng)電源電壓一定時(shí)，電路中的電流最大時(shí)，電路消耗的功率最大；根據(jù)P＝UI求出最大功率。
【解答】解：（1）由圖知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，
由歐姆定律可得，R0＝＝＝10Ω；
（2）由歐姆定律可得，電路的總電阻：
R總＝＝＝50Ω，
滑片在中點(diǎn)，由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律有：
R＝R總﹣R0＝50Ω﹣10Ω＝40Ω，
所以變阻器的最大值R＝80Ω；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器左滑時(shí)，電路中電阻變小，電流變大，電路中電流最大為I大＝0.6A，
此時(shí)電壓表示數(shù)U0＝I大R0＝0.6A×10Ω＝6V＜15V，電路安全；
電路消耗的最大功率為：P大＝UI大＝18V×0.6A＝10.8W。
答：（1）R0的阻值為10Ω；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為80Ω；
（3）在保證電路安全的情況下，電路消耗的最大功率為10.8W。
13．（2022秋?會(huì)同縣期末）如圖所示電路中，電源兩端電壓為U，且保持不變。R1、R2和R3為三個(gè)定值電阻，已知R1＝5Ω。當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A，電路消耗的總功率為P；當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)變化了1.95A，電路消耗的總功率為P′；當(dāng)只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.45A，電路消耗的總功率為P″。試求：
（1）電源電壓U；
（2）電阻R2和R3
（3）總功率P″；
（4）P：P′。
【答案】（1）電源電壓U為9V；
（2）電阻R2，的阻值為20Ω，R3的阻值為10Ω；
（3）總功率P″為4.05W
（4）P：P′＝2：15。
【分析】先畫(huà)出三種情況的等效電路圖，分別根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律表示出電流表的示數(shù)，根據(jù)P＝UI表示出電路消耗的總功率，聯(lián)立等式即可求出各物理量。
【解答】解：當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，等效電路圖如圖1所示，
當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，等效電路圖如圖2所示，
當(dāng)只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1時(shí)，等效電路圖如圖3所示：
串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，根據(jù)歐姆定律結(jié)合圖1可得：I＝＝0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
P＝UI＝0.3A×U﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，根據(jù)歐姆定律結(jié)合由圖2可得I′＝+＝+＝1.95A+0.3A＝2.25A﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
P′＝UI′＝2.25A×U﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④，
根據(jù)歐姆定律結(jié)合圖3可得：I″＝＝0.45A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤，
P″＝UI″＝0.45A×U﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥，
由②④⑥式可得：P：P′＝0.3U：2.25U＝2：15，
由①③⑤式可得：U＝9V，R2＝20Ω，R3＝10Ω，
由⑥可得P″＝4.05W。
答：（1）電源電壓U為9V；
（2）電阻R2，的阻值為20Ω，R3的阻值為10Ω；
（3）總功率P″為4.05W
（4）P：P′＝2：15。
14．（2022秋?天心區(qū)期末）如圖所示，電源電壓U保持不變，滑動(dòng)變阻器R0標(biāo)有“90Ω 0.8A”字樣，燈泡R3的銘牌標(biāo)有“6V 3.6W”字樣（不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響），當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2和S3斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片距離左端三分之一的位置時(shí)，R1的功率是P1；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2和S3都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R1的功率是P1′；當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合、S1和S3斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.5A。已知R2：R3＝8：5，P1：P1′＝1：16，電流表的量程為0～3A，電壓表V的量程為0～15V。求：
（1）小燈泡正常工作時(shí)的電流；
（2）電源電壓；
（3）只閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2，為保證電路安全，求滑動(dòng)變阻器的取值范圍；
（4）只閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)S2、S3，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電功率為7.2W時(shí)，求電壓表的示數(shù)。
【答案】（1）小燈泡正常工作時(shí)的電流是0.6A；
（2）電源電壓是18V；
（3）只閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器的取值范圍是20～50Ω；
（4）只閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)S2、S3，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電功率為7.2W時(shí)，電壓表的示數(shù)是12V。
【分析】（1）已知小燈泡的額定電壓和額定電功率，根據(jù)I＝求出小燈泡正常工作的電流；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2和S3斷開(kāi)，分析電路的連接方式，列出R1的功率的表達(dá)式，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2和S3都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，分析電路的連接方式，列出R1的功率的表達(dá)式，根據(jù)P1和P2的比值，求出電阻R1和R0串聯(lián)時(shí)R1和R0兩端的電壓之比，據(jù)此求出R1的阻值，當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合、S1和S3斷開(kāi)時(shí)，分析電路的連接方式，根據(jù)電阻之間的關(guān)系求出R2的阻值，再根據(jù)U＝IR求出電源電壓；
（3）只閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2，燈泡和變阻器串聯(lián)，當(dāng)電路中電流最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，據(jù)此分析解答；
（4）只閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)S2、S3，分析電路的連接方式，根據(jù)P＝I2R求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，進(jìn)而求出電壓表的示數(shù)。
【解答】解：（1）小燈泡正常工作時(shí)的電流為：
I3＝＝＝0.6A；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2和S3斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片距離左端三分之一的位置時(shí)，此時(shí)電阻R1和滑動(dòng)變阻器R0串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)量電阻R0兩端的電壓，R1的功率為：
P1＝，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2和S3都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，此時(shí)電阻R1、R2、R3并聯(lián)接入電路，滑動(dòng)變阻器R0接入電路的阻值為0，電流表測(cè)量電阻R1、R2的總電流，R1的功率為：
，
則：
，
所以，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2和S3斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片距離左端三分之一的位置時(shí)，此時(shí)電阻R1和滑動(dòng)變阻器R0串聯(lián)接入電路，變阻器連入電路的電阻為：
，
由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知：
，
即：
，
所以：
R1＝10Ω，
燈泡的電阻為：
，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合、S1和S3斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R1、R2、R3串聯(lián)，通過(guò)燈泡的電流為0.5A，因?yàn)椋?br>R2：R3＝8：5
R2：10Ω＝8：5
所以：
R2＝16Ω
電源電壓為：
U＝IR總＝I（R1+R2+R3）＝0.5A×（10Ω+16Ω+10Ω）＝18V；
（3）只閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2，燈泡和變阻器串聯(lián)，小燈泡正常工作時(shí)的電流是0.6A，滑動(dòng)變阻器R0的最大電流是0.8A，由串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知，電路中的最大電流是0.6A，由歐姆定律可知此時(shí)變阻器連入電路的電阻最小，變阻器連入電路的最小電阻為：
，
由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，當(dāng)電壓表的最大示數(shù)是15V時(shí)，變阻器連入電路的電阻最大，燈泡兩端的電壓為：
U′3＝U﹣U0大＝18V﹣15V＝3V，
由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知：
，
所以：
，
則：
R0大＝50Ω，
所以滑動(dòng)變阻器的取值范圍是20～50Ω；
（4）只閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)S2、S3，電阻R1和變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量變阻器兩端的電壓，
該串聯(lián)電路的電流為：
I＝，
滑動(dòng)變阻器的電功率為7.2W，由電功率的公式P＝I2R得到：
，
即：
，
所以：
R′0＝5Ω、R0''＝20Ω
當(dāng)R′0＝5Ω時(shí)，
變阻器兩端的電壓為：
U0'＝＝＝6V，
則電壓表的示數(shù)是6V，
此時(shí)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為：
I0'＝＝＝1.2A，大于滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流0.8A，故不合題意，應(yīng)舍去，
當(dāng)R0''＝20Ω時(shí)，
變阻器兩端的電壓為：
U0''＝＝＝12V，
則電壓表的示數(shù)是12V，
此時(shí)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為：
I0''＝＝＝0.6A，小于滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流0.8A，符合題意，
所以電壓表的示數(shù)為12V。
答：（1）小燈泡正常工作時(shí)的電流是0.6A；
（2）電源電壓是18V；
（3）只閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器的取值范圍是20～50Ω；
（4）只閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)S2、S3，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電功率為7.2W時(shí)，電壓表的示數(shù)是12V。
物理量
物理意義
定義
公式
單位
測(cè)量
電功（W）
表示用電器消耗電能的多少
電流做功的多少
W=Pt
W=UIt
焦耳
千瓦時(shí)（度）
電能表
電功率（P）
表示電流做功的快慢
單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功
P=UI
瓦特
千瓦
用電壓表、電流測(cè)量

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