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重难点16 电能与电功率-2023年中考物理【热点·重点·难点】专练（江苏专用）
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这是一份重难点16 电能与电功率-2023年中考物理【热点·重点·难点】专练（江苏专用），文件包含重难点16电能与电功率解析版docx、重难点16电能与电功率原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共62页， 欢迎下载使用。
专项八 电学
重难点16 电能与电功率
考点一 、电能及电能表
1． 电能：电源将其他形式的能转化为电能。用电器可以把电能转化成其他形式的能。(将电能全部转化成内能的用电器称为纯电阻用电器。如电饭煲、电炉子等；非纯电阻电路是有一部分电能转化成除内能以外的其他形式的能，如洗衣机，电风扇等。
2． 电能的单位：国际单位是焦耳，简称焦，符号J，常用的单位是度，即千瓦时，符号kW·h，1kW·h =3.6×106J
3． 电能表
作用：电能表是测量电功或者说是用户的用电器在某段时间内消耗电能多少的仪表。
读数：电能表的计数器上前后两次的读数之差就是用户在这段时间内用电的度数。
注意：计数器显示的数字中最后一位是小数。
考点二、电功与电能
1． 电流做功的实质：电流做功的过程实质就是电能转化成其他形式的能的过程。电流做了多少功就有多少电能转化成其他形式的能。电功的单位也是焦耳。
2． 计算：普遍适用公式W=UIt=Pt (所有电路) 即电流在某段电路上所做的功等于这段电路两端的电压和电路中的电流，和通电时间的乘积。电压的单位用V，电流的单位用A，时间的单位用s，电功的单位就是J。
3． 导出公式(纯电阻电路)
考点三、电功率、实际功率与额定功率
1． 定义：电功与时间之比。它是表示电流做功快慢的物理量。单位：国际主单位 瓦特(W)，常用单位 千瓦(kW) 换算关系 1kW=1000W
2． 计算 普遍适用公式 ，推导公式 P=I2R=U2/R (适用于纯电阻电路)
3． 额定功率和实际功率
① 额定功率：用电器在额定电压下的功率。(用电器在正常工作时的功率)
② 实际功率：用电器在实际电压下的功率。
4． 实际功率随电压的变化而变化：
① 当U实=U额时，P实=P额用电器正常工作；
② 当U实
考点四、焦耳定律
1． 电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。
2． 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
3． 电热和电能的关系：
在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，Q=W。如电炉子。
在非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能，电热小于电能，即Q
1． 实验原理：P=UI 测出小灯泡的电压U和电流I，利用公式P=UI计算求得电功率。
2． 实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、导线等。
3． 实验电路图及表格：
次数
电压U/V
电流I/A
功率P/W
发光情况
1
2
3
4． 数据分析，总结结论。
① 分析数据知，实际功率随实际电压改变而改变；
② 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大灯泡越亮。
5． 实验注意点：
① 连接时，开关断开，防止因短路而损坏电源或灯泡。
② 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至滑动变阻器的最大阻值处，防止电路中的电流过大，将灯烧坏。
③ 电源电压应高于灯泡的额定电压，防止无法调节到额定电压。
④ 电压表的量程应大于灯泡的额定电压，电流表的量程应大于灯泡正常工作时的电流。
⑤ 滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡正常工作时的电流，滑动变阻器的最大电阻值应与灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。
⑥ 通过三次不同电压下(额定电压，1.2倍额定电压和低于额定电压)的测量，体会用电器的实际功率并不一定等于额定功率，而是取决于加在用电器两端的实际电压。
⑦ 在做第二次实验时(实际电压不能超过额定电压的1.2倍)需要小心调节滑动变阻器，以免烧坏灯泡。
实验前，要检查电路并试触，实验结束后，要先断开开关，再整理器材。
考点六、动态电路与图像应用及档位问题
1. 电路动态分析思路
① 含滑动变阻器的串联电路：由于电源电压不变，按以下思路分析：
→→→→
② 含滑动变阻器的并联电路，由于电源电压不变，且并联电路中各个支路互相独立、互不影响，所以含定值电阻的支路各量都不变化，含滑动变阻器的支路，按以下思路分析：
→→→
2. 图像题分析思路
① 看清纵坐标随横坐标的变化趋势，比如U-I图像如果是直线，电阻是定值；如果是曲线，电阻是可变的
② 利用图像的已知坐标点，运用欧姆定律的公式进行推理和计算，比如I-U图像可以计算电阻，I-R图像可以计算出U
③ 动态电路U-I或者U-R图像上每一个点对应一种电路状态，解题时可以取多个点（一般取横纵坐标都为整数的点），画出每个点对应状态的电路图，再在没一个状态电路图中标明对应的数据，列出方程，最后根据多个方程求解。（即方程思想）
考点一：电能与电能表
【探究重点】
表盘上的参数：
1． 220V表示电能表应接到220V的电路中使用；
2． 5A表示电能表允许通过的最大电流不超过5A；
3． 2500r/kW·h表示消耗1kW·h的电能，电能表的表盘转2500转；
4． 50HZ表示这个电能表应接在频率为50HZ的电路中使用。
【真题精讲】
1. (2022·四川自贡·统考中考真题)小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA·h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0，于是她关闭家中其它用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过( )
A．120r B．200r C．300r D．1000r
【答案】C
【解析】给充电宝充满电消耗的电能W＝UIt＝5V×60000×10−3A×3600s＝1080000J＝0.3 kW•h
1000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1000转，则消耗0.3kW•h电能，电能表转盘的实际转数n＝0.3kW•h×1000r/(kW•h)＝300r
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【巩固训练】
2. 一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是( )
A．该电能表此时的读数是31.6J
B．该电能表的额定最大电流为20A
C．该电能表应该在220V的电路中使用
D．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
【答案】A
【解析】A．电能表的单位为kW•h，所以此时的读数为31.6 kW•h，故A错误，A符合题意；
B．由图可知，电能表的电流参数：“10”表示标定电流为10A；“20”表示额定最大电流为20A，故B正确，B不符合题意；
C．由图可知，电能表标有220V，表示该电能表在220V的电路中才能正常使用，故C正确，C不符合题意；
D．电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪器，故D正确，D不符合题意。
故选A。
考点二：电功与电能计算
【探究重点】
普遍适用公式W=UIt=Pt (所有电路) 导出公式(纯电阻电路)
【真题精讲】
3. （2022·云南省）某教室共有20盏“220V 40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为_________Ω；如果改用20盏“20V 13W”的LED灯，不仅亮度相当、而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约___________度电。
【答案】①1210；②2.7。
【解析】[1]一盏灯泡的电阻为
[2] 20盏“220V 40W”的普通照明灯泡照明5h，消耗的电能为
改用20盏“20V 13W”的LED灯，消耗的电能为
则一天可节约电能为。
【巩固训练】
4. (2020丹东)家庭电路中电子式电能表的表盘上标有3200imp/( )字样。将一个电热棒单独接在家庭电路中正常工作12min，电能表指示灯闪烁了320 次，上述时间内该电热棒消耗的电能为______J， 它的额定功率为______W， 它正常工作时的电阻是________Ω.
【答案】
【解析】
[1]电能表指示灯闪烁了320次，消耗的电能为
[2]利用公式可算出额定功率为
[3]根据公式，可得
考点三：电功率、实际功率与额定功率
【探究重点】
1． 对某一用电器而言，额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率却有无数个。灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。
2． 若不考虑温度对用电器电阻的影响，则有，即电阻一定时，实际电压是额定电压的n倍，则实际电流也是额定电流的n倍，实际功率是额定功率的n2倍。
3． P=UI(所有电路)，推导公式：(纯电阻电路) Q=I2Rt(所有电路)，推导公式：(纯电阻电路)
【真题精讲】
5. (2022·西藏·统考中考真题)如图所示，电源电压6V保持不变，，，，以下说法正确的是( )
A．电路中的最大功率为3W
B．只闭合，与两端电压之比为
C．同时闭合和，电路中的电流为0.15A
D．同时闭合、、，与的电流之比为
【答案】A
【解析】A．当同时闭合、、，与并联，被短路，此时电路中的总阻值最小，由可知，电路中的最大功率为故A正确；
B．只闭合，与串联，因为串联电路电流处处相等，所以与两端电压之比为故B错误；
C．同时闭合和，被短路，为的简单电路，由欧姆定律可知，电路中的电流为
故C错误；
D．当同时闭合、、，与并联，被短路，根据并联分流可知，与的电流之比为故D错误。
故选A。
【巩固训练】
6. 一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为120W。若将这盏电灯先与一电阻串联后，再接在同一电源上，已知电阻消耗的功率是25W，那么此时电灯实际消耗功率是(灯丝的电阻保持不变)( )
A．大于95W B．等于95W
C．小于95W D．条件不足，无法确定
【答案】C
【解析】一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为120W，灯泡和电阻串联后，电路中的电阻变大，电源电压不变，由可知电路消耗的总功率变小，即，而电阻上消耗的功率为25W，因总功率等于各用电器消耗功率之和，所以此时灯泡的实际功率只能小于95W。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
考点四：焦耳定律及其探究实验
【探究重点】
公式：Q=I2Rt (普遍适用)(纯电阻电路)
【真题精讲】
7. (2022·甘肃兰州·统考中考真题)现有“6V 3W”和“12V 6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是( )
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A
【答案】C
【解析】A．在额定电压下工作时，通电时间相同时，据W=Pt知，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡的少，但不是在额定电压下工作时，无法比较两灯消耗电能的多少，故A错误；
B．电功率是指电流做功快慢的物理量，在额定电压下工作时，电流通过甲灯做功一定比乙灯慢，但不是在额定电压下工作时，无法比较电流通过两灯做功的快慢，故B错误；
C．由题意知，两灯的额定电压分别为6V和12V，额定功率分别为3W和6W，据 知，两灯的电阻，即R甲
两灯并联时，灯两端的电压相等，最大电压为6V，甲灯正常工作，通过乙灯的电流
允许通过干路的最大电流I=I甲+I乙实=0.5A+0.25A=0.75A
故D错误。
故选C。
【巩固训练】
8. (2022·湖南常德·中考真题)用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是( )
A．观察温度计的示数比较电流产生的热量
B．该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系
C．该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系
D．甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体
【答案】D
【解析】A．电流做功产生热量，通过热传递使液体的温度升高，温度计的示数增大，观察温度计的示数比较电流产生的热量，这里体现了转换法，故A正确，A不符合题意；
B．该实验装置两电阻丝串联，电流相同，通电时间相同，电阻不同，产热不同，可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系，故B正确，B不符合题意；
C．通过移动滑动变阻器，改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流，观察温度计示数的变化，比较电流产生的热量，所以该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系，故C正确，C不符合题意；
D．质量相同的不同液体，比热容不同，吸热能力不同，吸收相同的热量温度变化不同，无法通过温度计的示数的变化比较产热的多少，故D不正确，D符合题意。
故选D。
考点五：测量小灯泡电功率
【探究重点】
注意小灯泡额定状态下的功率就是在额定电压下所测得的电功率，不需要取平均值
【真题精讲】
9. （2022•绥化）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）实验原理是 。
（2）图甲中有一根导线多余导致电路错误，请在这根导线上打“×”
（3）改正电路错误后，在闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片调至 端。（选填“A”或“B”）
（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是 。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（5）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。
（6）小华用如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0。实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为U额；
②只闭合开关S、S2，调节R1，使电压表的示数仍为U额；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额＝ 。（用U额、R0、U1、U2表示）
【答案】（1）P＝UI；（2）如图所示；（3）B；（4）C；（5）0.75；（6）。
【解答】解：（1）伏安法测小灯泡电功率的原理为：P＝UI；
（2）滑动变阻器应采用“一上一下”的方式串联则电路中，如图所示：
；
（3）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的B端；
（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，选C；
（5）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（6）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压U额，此时小灯泡正常发光；
②利用等效替代的方法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压U额，此时R1＝RL；
③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，
在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：＝，解得，R1＝﹣﹣﹣﹣﹣①
小灯泡额定功率的表达式：P额＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，由①②得：P额＝。
【巩固训练】
10. 在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察( )
A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置
C．电压表的示数 D．电流表的示数
【答案】C
【解析】额定功率是指用电器在额定电压下的功率，“测定小灯泡额定功率”正确的操作步骤应该是移动滑片时，同时观察电压表的示数，直到等于小灯泡的额定电压，记下此时电流表的示数，然后根据P=UI计算出小灯泡的额定功率。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
考点六：动态电路与图像题型及档位问题
【探究重点】
1． 明确电压表测哪部分电压，电流表测何支路或干路电流。将电压表看为断路，电流表看为导线，搞清两电阻的连接方式
2． 通过串联电路电流、电压的规律、欧姆定律及其变形公式对电路中电流及电压变化情况进行正确分析。
3． 分析电路结构，明确变化前后电路的连接方式，画出等效电路图。
4． 电路元件变化对哪部分电路造成影响，遵循“先局部——后整体——再局部”的思路，抓住题中不变的量，如电源电压不变，定值电阻阻值不变, 灯泡电阻不变
5． 最值题型明确电路中允许通过的最小电流（同小取小）；看清电压表测量对象；熟练画出部分电路图；熟练应用串联分压规律
6． 串联电路 (成正比)并联电路 (成反比)
【真题精讲】
11. （2022·四川凉山） 如图所示，电源电压保持6V不变，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V，定值电阻R1的规格为“10 1A”，滑动变阻器R2的规格为“50 1A”。闭合开关，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（ ）。
A. 电流表示数最大可达到0.6A；
B. 滑动变阻器R2允许接入电路的最小阻值为10；
C. 电阻R1消耗的电功率最大可达到1.8W；
D. 滑动变阻器滑片滑到最右端时电压表的示数为2V
【答案】B。
【解析】A．根据电压表的量程可知，电压表的最大示数为3V，定值电阻R1的阻值为10Ω，故电流表的示数为
故A错误；
B．根据串联分压，电阻越大，分担的电压越大，电压表的最大示数为3V，而电源电压为6V，那么滑动变阻器两端电压最小为3V，此时滑动变阻器与定值电阻分得的电压相同，故电阻相同，故此时滑动变阻器接入的最小阻值为10Ω，故B正确；
C．电阻R1消耗的电功率最大可达到
故C错误；
D．滑动变阻器滑片滑到最右端时，电路中的电流为
电压表的示数为
故D错误。故选B。
【巩固训练】
12. 严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴，靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三挡旋钮开关(金属片M可分别拨至a、b、c处)，电阻丝R1、R2的规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的高温挡为24W，则低温挡和中温挡分别为( )
A．8W，16W B．12W，18W C．12W，16W D．16W，18W
【答案】C
【解析】电阻丝规格相同，设R1=R2=R因电源的电压一定，由可知，R越小，电功率越大，R越大，电功率越小。所以，当S1闭合、S2接c时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，电热靴处于高温挡；其功率为
当S1闭合、S2接a时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，功率最小，电热靴处于低温挡，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，低温挡的功率
b为电阻丝R1的中点，当S1闭合、S2接b时，R1与R2串联，电热靴处于中温挡，由串联电阻的规律，其功率故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
1. 如图所示的电路中，a、b是两只电表(电压表或电流表)，灯泡L1标有“4V；4W”，灯泡L2标有“6V；18W”。闭合开关S，两灯均发光，并且L1恰好能正常发光。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是( )
A．电表a为电压表，且示数为
B．电表b为电流表，且示数为
C． L1和L2消耗的电功率之比为
D．内，电路消耗的总电能为
【答案】D
【解析】ABC．通过灯泡的铭牌数据可知，由得，L1正常发光的电流为
L1的电阻为L2正常发光的电流为L2的电阻为
已知当闭合开关时，两灯均发光，并且L1恰好能正常发光，若两灯串联，则a必为电流表，而b无论是电流表还是电压表，L2都无法正常发光，不满足题意。所以两灯应并联，L1正常发光，L2比正常发光暗，此时的电源电压为，故a应为电流表，b为电压表，此时电压表可看为测得电源电压，故b的示数为4V。此时L1的电功率为此时L2的电功率为两灯电功率之比为故ABC错误；
D．内，电路消耗的总电能为故D正确。
选D。
2. 小明家买了一台电烤箱，有高、中、低三个档位的发热功率，如图所示是电烤箱的内部简化电路图，其中R1、R2为两个阻值相等的发热电阻，下列说法中正确的是( )
A．当开关S1拨到b、S2闭合时，电烤箱处于高温挡位
B．当开关S1拨到a、S2闭合时，电烤箱处于中温挡位
C．当开关S1拨到b、S2断开时，电烤箱处于低温挡位
D．当开关S1拨到a、S2断开时，电烤箱处于中温挡位
【答案】C
【解析】由电功率公式P=可知，电压不变，电阻越大，电功率越小。
A．当开关S1拨到b、S2闭合时，只有电阻R1工作，R2被短路，此时单独一个电阻的阻值小于两电阻串联的总电阻，而大于两电阻并联的总电阻，由公式P=可知电功率小于并联时的总功率大于串联时的总功率，电烤箱处于中温挡位，故A错误；
B．当开关S1拨到a、S2闭合时，两电阻并联，总电阻最小，由公式P=可知电路中总功率最大，电烤箱处于高温挡位，故B错误；
C．当开关S1拨到b、S2断开时，两电阻串联，总电阻最大，由公式P=可知电路中总功率最小，电烤箱处于低温挡位，故C正确；
D．当开关S1拨到a、S2断开时，电路处于断路状态，此时电烤箱不工作，故D错误。
3. 如图 所示的电路，电源两端电压不变，R1、R2为定值电阻。只闭合开关 S1时，电流表示数为 I，电压表示数为U，电路总电阻为 R，电路消耗的总功率为 P；再闭合开关 S2时，电流表示数为，电压表示数为，电路总电阻为，电路消耗的总功率为。下列判断正确的是( )
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】根据题意，当只闭合开关 S1后，R1和R2电阻串联，电压表测量R2的电压，故
；；；
当再闭合开关S2后，此时R2电阻被短路，电路中只有R1被接入电路，电压表示数为0，故
；；；
综上可知；；；故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4. (2020呼和浩特)如图1所示，电路图由电流表及PQ部分组成，电源电压恒定不变。两个定值电阻R1和R2，且R2大于R1，按照下面四种不同接法分别接在电路图中的PQ两端，当开关闭合后，以下说法正确的是( )
A. 甲图接入电路后，电流表示数最大
B. 乙图接入电路后，电流表示数最大
C. 丙图接入电路后，R2消耗的功率最小
D. 丁图接入电路后，R1消耗的功率最小
【答案】BD
【解析】
AB．因并联电阻小于其中任一电阻，串联电阻大于其中任一电阻，故乙图中电路的总电阻最小，丁图中电路的总电阻最大，且电源电压不变，由欧姆定律可知，乙图接入电路后，总电流最大，即电流表示数最大，故A错误，B正确；
CD．丁图中，两电阻串联，由串联电路电压的规律可知，R2的电压小于电源电压(小于乙、丙两图中R2的电压)，根据可知，丁图中R2消耗的功率最小，同理可知，丁图中，R1的电压小于电源电压(小于甲、乙两图中R1的电压)，根据可知，丁图接入电路后，R1消耗的功率最小，故C错误，D正确。
故选BD。
5. 如图是小华家电能表，由图中数据可知，小华家能同时使用的用电器总功率不得超过______W。小华妈妈买了某电暖设备，其铭牌上标示为“220 V 605 W”，若将他家里其他所有用电器均关闭，只留该用电器工作时，该电能表转盘在6 min 内转了100转，则实际功率为______W。
【答案】 2200 500
【解析】[1][2]由电能表铭牌可知电能表的工作电压U = 220V，平时允许通过的最大电流I = 10A，用电器总功率不得超过
2000r/ kW·h表示的是电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转2000r，则电能表转盘转动100r，该用电器消耗的电能该用电器的实际功率
6. 如图所示，在定值电阻R1和滑动变阻器R2串联的电路中，电源两端电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数______，电压表V2的示数______，电路消耗的总电功率______。(以上均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 变小 变大 变小
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V测电源的电压，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
[1]当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，根据可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小。
[2]根据U＝IR可知，R1两端的电压变小，即电压表V1示数变小，根据串联电路的分压规律可知，R2两端的电压变大，即电压表V2示数变大。
[3]根据P＝UI可知，电源电压不变，总电流变小，则电路消耗的总电功率变小。
7. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图是焦耳定律的实验装置，其中R1=5Ω，R2=R3=10Ω。只闭合S1可以探究电流产生热量与______的关系，若电路中的电流为0.1A，通电10min电阻R1产生的热量为______J。闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明______(填“电流”或“电阻”)对产生热量多少影响更大。
【答案】电阻 30 电流
【解析】
[1]只闭合S1，电阻R1、R2串联，通过的电流相等，通电时间相等，根据，可以探究电流产生热量与电阻大小的关系。
[2]若电路中的电流为0.1A，通电10min电阻R1产生的热量
[3] 闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，即 , 左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，即左侧电阻R1产生的热量多，这说明电流对产生热量多少影响更大。
8. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图甲所示电路，电流表A1的量程为0~3A， A2的量程为0~0.6A，闭合开关S。电压表V示数为12V，小灯泡正常发光。在电路安全的情况下最大范围调节滑动变阻器R的滑片，电流表A1示数与R连入的阻值的关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率为______ W， 滑动变阻器R连入电路的最小阻值为______Ω， 当滑动变阻器的滑片置于中点时，电流表A1的示数为______A。
【答案】14.4 20 1.6
【解析】
由图可知，开关闭合时，灯泡和滑动变阻器并联，电压表测电源电压为12V，电流表A1测干路电流，电流表A2测滑动变阻器电流，在电路安全情况下调节滑片过程，灯泡电流不变，灯泡两端电压为12V，正常发光；
[1]滑动变阻器阻值调到最小值时，干路电流为I=1.8A，此时电流表A2达最大量程为0.6A，可求得灯泡电流为
小灯泡的额定功率为
[2]滑动变阻器阻值调到最小值时，电流表A2达最大量程为0.6A，其最小值阻为
[3]滑动变阻器阻值调到最大值时，干路电流最小为I′=1.4A，灯泡电流为1.2A，可求得此时滑动变阻器电流为
求得滑动变阻器阻值最大值为滑动变阻器的滑片置于中点时，接入阻值为滑动变阻器的电流为电流表A1的示数为两支路电流之和
9. （2022·贵州黔东南） 如图甲所示，是芳芳家新买的一款多功能电饭煲，乙为该电饭煲的工作原理图。R1和R2均为阻值不变的电热丝，S为手动开关，S1为自动控制开关。已知R2=800Ω，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求：
品名
多功能电饭煲
额定电压
220V
频率
50Hz
加热档功率
605W
保温档功率
（1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值；
（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率；
（3）芳芳想了解家里电路的实际电压，她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热档工作，观察到家里标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，则她家的实际电压。
【答案】（1）80Ω；（2）55W；（3）200V。
【解析】（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1的简单电路，当只闭合开关S、断开S1时，电路为R1与R2串联，根据可知，当开关S和S1都闭合时，电路
中总电阻最小，电饭煲的功率较大，此时为加热挡；当只闭合开关S、断开S1时，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小，此时为保温挡；电饭煲正常工作时，即加热档时电阻R1的阻值
（2）当只闭合开关S、断开S1时，R1与R2串联，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小，此时为保温挡；正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率
（3）标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，消耗的电能电路消耗的功率她家的实际电压
10. （2021·江苏泗洪·二模）在“探究电流与电阻关系”的实验中，提供的器材如下：电源电压恒为4.5V，五个定值电阻R1（5）、R2（10）、Rg（15）、Ra（20）、Rs（25），标有“50，1A”的滑动变阻器R、电压表（可用量程：0-3V、0-15V）、电流表（0-0.6A）、开关各1只，导线若干。
（1）电路正确连接闭合开关后，发现仅有一只电表指针明显偏转，造成该现象的原因可能是______；
A．R断路 B．R短路 C．R1断路 D．开关短路
（2）排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移到最______端（选填“左”或“右”）闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为某一数值，记录电流表的示数；
（3）完成步骤（2）后，若保持滑片P位置不变，断开开关，用R2替换R1，闭合开关，应向______（选填“左”或“右”）移动滑片P才能达到实验要求：
（4）分别用定值电阻R3、R4、R5依次替换R1，重复（2）的实验步骤，根据实验所得的五组数据绘制出I-R图象。由图可知，实验中定值电阻两端的电压为______V。由图象可得出的实验结论是：______；
（5）实验结束后，小华设计丙图的电路，测量额定电压为U额的小灯泡额定功率，已知电源电压恒为U，请将以下实验步骤补充完整：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______；
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”时，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P=______（用U额、U0、R0表示）。
【答案】C 右 右 2.5 当电压一定时，电流与电阻成反比 U-U额
【解析】
（1）[1]电路正确连接闭合开关后，发现仅有一只电表指针明显偏转，造成该现象的原因可能是R1断路，造成电压表串联在电路中，示数接近电源电压，而电流表几乎无示数，故C符合题意。
（2）[2]排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移到最右端以接入最大阻值，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为某一数值，记录电流表的示数。
（3）[3]电压表测量定值电阻两端电压，完成步骤（2）后，若保持滑片P位置不变，断开开关，用R2替换R1，闭合开关，根据串联分压，应向右移动滑片P以增强变阻器分压能力才能达到实验要求。
（4）[4][5]分别用定值电阻R3、R4、R5依次替换R1，重复（2）的实验步骤，根据实验所得的五组数据绘制出I-R图象，实验中应保持定值电阻两端的电压为
由图象可知，电流与电阻的乘积不变，即当电压一定时，电流与电阻成反比。
（5）[6][7]闭合开关S，将开关S1拨至“1”，此时电压表测量定值电阻及变阻器两端电压，根据串联分压，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为U-U额；保持滑片不动，再将开关S1拨至“2”时，此时电压表定值电阻两端电压，读出电压表示数为U0；电路中电流为则小灯泡的额定功率为
1. (2022·湖北襄阳·统考中考真题)如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在4~8V之间调节的电源上，闭合开关S，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是( )
A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B．在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2亮
C．在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同
D．当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光
【答案】C
【解析】由可得，两灯泡的电阻分别为
A．两灯泡串联，通过灯L1的电流等于通过灯L2的电流，故A错误；
B．在调节电源电压的过程中，由可知，两灯泡的实际功率相等，两灯泡一样亮，故B错误；
C．两灯泡串联，在调节电源电压的过程中，通过两灯泡的电流变化相同，两灯泡电阻相同，由可知，灯泡功率的变化相同，故C正确；
D．当电源电压调节到8V时，两灯泡的电阻相同，分得的电压相同，所以两灯泡分得的电压都为4V，所以灯泡L1不能正常发光，灯泡L2正常发光，故D错误。
故选C。
2. (2021·贵州贵州·中考真题)一台电动机的额定电压为220V，正常工作时的电流为5A，线圈的电阻为4Ω。下列判断中正确的是( )
A．电动机是利用电磁感应原理工作的
B．电动机工作时电能全部转化为机械能
C．这台电动机的额定功率是1.1kW
D．这台电动机正常工作1min线圈产生的热量是100J
【答案】C
【解析】
A．电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的，故A错误；
B．电动机工作时主要将电能转化为机械能，还有一部分电能由于电流热效应转化为内能，故B错误；
C．这台电动机的额定功率是P=UI=220V×5A=1100W=1.1kW故C正确；
D．这台电动机正常工作1min线圈产生的热量是Q=I2Rt=(5A)2×4Ω×60s=6000J故D错误。
故选C。
3. (2021·四川攀枝花·中考真题)如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R0为定值电阻、R为电阻箱，调整电阻箱R的电阻值。电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示，以下说法中正确的是( )
A．电源电压为3.6V
B．通过R0的最大电流为2A
C．调整电阻箱R的阻值，则R的最大功率为0.75W
D．调整电阻箱R的阻值，则R0的最大功率为0.48W
【答案】C
【解析】
AB．如图甲所示，两电阻串联，结合图乙，当R=0时，可知此时电路中的最大电流为A=0.5A，可得出U=I1R0=0.5A×R0
当R=18Ω时，可知此时电路中的电流为A=0.2A，可得出U=I2(R+R0)=0.2×(18Ω+ R0)由以上两式联立可得：R0=12Ω，U=6V，故AB错误；
C．因为R0=12Ω，U=6V，R的功率为
当R=12Ω时，P取最大值，为0.75W，故C正确；
D．根据P=I2R可知，电路中电流的最大值为0.5A，则R0的最大功率为故D错误。
故选C。
4. 如图是某家用电热器内部电路结构图，其中 R1、R2为加热电阻丝 (R1>R2)。下列关于电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中大小说法正确的是( )
A．甲的连接方式发热功率最小 B．乙的连接方式发热功率最小
C．丙的连接方式发热功率最大 D．丁的连接方式发热功率最大
【答案】BD
【解析】如图所示，甲的连接方式仅R2接入电路，R1短路，乙的连接方式R1与R2串联，丙的连接方式仅R1接入电路，丁的连接方式两电阻并联，根据串并电路电阻的大小关系可知，四个连接方式电阻大小关系为根据可得功率大小关系为即乙的功率最小，丁的功率最大，故AC错误，BD正确。
故选BD。
5. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图甲，小灯泡为“6V 3W”，潜动变阻器为“？Ω 2A”。只闭合开关S1和S3，在电路安全的情况下最大范围调节阻器的滑片，绘制了电流表示数与变阻器连入阻值关系的图象(图乙)；只闭合开关S2，最大范围调节变阻器的滑片，绘制了电流表与电压表示数关系的图象(图丙)该电路的电源电压为______V；只闭合开关S1和S3，变阻器连入的最大阻值为______Ω；只闭合开关S2时灯泡的最小功率为______W。
【答案】6 25 0.2
【解析】
[1]只闭合开关S1和S3，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源电压；只闭合开关S2，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测电源电压，由图丙可知电源电压为6V。
[2]只闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，通过灯泡的电流为通过变阻器的最小电流为变阻器连入的最大阻值为
[3]只闭合开关S2时，通过灯泡的最小电流为0.2A，此时滑动变阻器两端的电压
灯泡的最小功率为
6. (2020南充)将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12V，通过的电流为3A，则该电阻丝电阻为________Ω；若将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化了________W。
【答案】4 27
【解析】
[1]电阻丝的电阻R==4Ω
[2]将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化ΔP=
7. (2021·山东烟台·中考真题)为了防止电流过大将用电器核心部件烧毁，很多用电器都装有保险管，如图甲所示，乙、丙两图分别是两个保险管的截面图，若两管内保险丝的材料相同，长度相同，粗细不同，则两图中___________保险丝的电阻大，当乙、丙两保险管通过相同的电流时，___________保险丝的热功率大，___________保险丝更容易熔断。(均选填“乙图”或“丙图”)。
【答案】丙图 丙图 丙图
【解析】
[1]在材料和长度相同时，横截面积越小，电阻越大，则两图中丙图保险丝的电阻大。
[2]当乙、丙两保险管通过相同的电流时，根据，丙图保险丝的热功率大。
[3]根据，在相同时间内，丙图中保险丝产生的热量多，丙图保险丝更容易熔断。
8. （2022·湖南长沙）在如图甲所示的电路中，电源电压U保持不变，E和F接线柱只能分别连接A、B、C、D四个接线柱中的一个。小灯泡标有“6V 3W”且不考虑灯丝电阻随温度的变化，图乙为定值电阻的I-U图像，电流表量程为0~3A。滑动变阻器铭牌上标有最大电流2A，最大阻值模糊不清，a、b为电阻丝的端点。将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器的滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，移动滑片过程中电流表的示数变化了0.1A。
（1）小灯泡的电阻为______Ω；
（2）滑片P在b端时，通过小灯泡的电流为______A；
（3）在保证电路安全的情况下，通过将E、F分别连接到不同的接线柱、控制开关的通断和调节滑片，可以使电路的总功率分别达到最大值和最小值，则与的差值为______W。
【答案】①12；②0.4；③17.2。
【解析】（1）[1]由公式 可得，小灯泡的电阻为
（2）[2]由图甲可知，将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器R1与小灯泡串联，滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，此时电路的电流为
滑片P从b端滑到ab中点时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，根据串联电路电阻规律可知，电路的总电阻变小。又因为电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大了0.1A，所以滑片在b端时电路中的电流为Ib=0.5A-0.1A=0.4A即通过小灯泡的电流为0.4A。
（3）[3]设电源电压为U，在（2）题中，滑片P在R1的中点时，根据串联电路电压规律，有 ①滑片P在b端时 ②由①②式可得：R1=8Ω，U=8V。由图乙可知，R0的阻值为
根据公式P=UI可知，电源电压不变，当E接A，F接C，开关S闭合时，R1与R0并联，调节滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值为此时电路总电流最大为
则电路的最大电功率P1=UI最大=8V×2.4A=19.2W
当E接B，F接D，开关S断开时，小灯泡和R0串联，电路电阻最大为R最大=R0+RL=20Ω+12Ω=32Ω
由公式可知，此时电路功率最小，最小功率为
则P1与P2的差值为19.2W-2W=17.2W。
9. (2021·辽宁辽宁·中考真题)小刚在实验室利用图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率(电源电压恒定)实验步骤如下：
(1)开关闭合前，应将滑片移到变阻器的______(填“最左”或“最右”)端。
(2)闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数而电压表没有示数，故障的原因可能是小灯泡_______(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，此时应将变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)动，直到电压表的示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙所示，则电流值为_______A，小灯泡的额定功率为______W。
(4)根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，该图像不是直线的原因是______。实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮，是因为小灯泡的亮度是由它的______决定的。
(5)小刚又设计了如图丁所示的电路，测出了标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定，变阻器R1的最大阻值为10Ω，实验操作如下：
①闭合S1，断开S2，移动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A；
②闭合S2，断开S1，保持变阻器R1的滑片位置不动移动变阻器R2的滑片，使电流表的示数仍为0.3A；
③________，将变阻器R1的滑片移到最左端，电流表的示数为0.6A，再将变阻器R1的滑片移到最右端，电流表的示数为0.2A；
④小灯泡的额定功率为______W。
【答案】最左 短路 右 0.24 0.6 灯泡电阻随温度改变 实际功率 保持变阻器R2的滑片位置不动 0.45
【解析】
(1)[1]开关闭合前，滑片处于阻值最大处，即最左端。
(2)[2]电流表有示数，是通路，电压表没有示数，可能是灯泡短路。
(3)[3]电压表的示数为1V，小于2.5V，要增大灯泡分压，减小变阻器分压，要减小变阻器电阻，滑片右移。
[4][5]电流表小量程，分度值0.02A，示数0.24A，小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W
(4)[6]灯泡电阻随温度变化而变化，不是定值，所以小灯泡的电流随其两端电压变化的图像不是直线。
[7]两端电压的增大，根据，实际功率增大，变亮。
(5)[8][9]闭合S1，断开S2，灯泡和变阻器串联，电流0.3A，灯泡正常发光；闭合S2，断开S1，保持变阻器R1的滑片位置不动移动变阻器R2的滑片，使电流表的示数仍为0.3A，用变阻器R2代替灯泡，电流还是0.3A时，变阻器R2阻值等于灯泡正常发光阻值；因为电源电压不变，变阻器R1的滑片移到最左端，电流表的示数为0.6A，电源电压为U=I1R2=0.6A×R2变阻器R1的滑片移到最右端，电流表的示数为0.2A，电源电压U= I2R2+ I2R1=0.2A×R2+0.2A×10Ω可得0.6A×R2=0.2A×R2+0.2A×10Ω
解得R2=5Ω，小灯泡的正常发光电阻5Ω，所以小灯泡的额定功率为P=IR2=(0.3A)2×5Ω=0.45W
1. 如图所示，一只标有“6V 3.6W”字样的小灯泡和最大阻值为50Ω的滑动变阻器串联后接在电源电压恒为6V的电路中，设灯泡电阻不变，则下列判断正确的是( )
A．无论怎样移动滑片P，电路中总功率不会超过3.6W
B．移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6W
C．移动滑片P，当R的功率为1.8W时，L的功率为1.8W
D．当滑片P滑至某个位置时，L和R的电功率相等
【答案】ABD
【解析】A．根据可知，当总电阻最小时，电路的总功率最大，此时变阻器接入电路的电阻为零，灯泡两端的电压和额定电压相等，灯泡的实际功率为3.6W，即电路的最大功率为3.6W，故A正确；
B．根据可得，灯的电阻当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路的最小总功率故B正确；
C．由可得，当变阻器的电压为'时，其功率为1.8W时，电路中的电流为
根据串联电路的电压规律，此时灯泡的电压为由欧姆定律可得，通过灯的电流串联电路电流处处相等，由可得整理得
由数学知识可知，此方程无解，即不存在使R的功率为1.8W时，L的功率为1.8W的电压，故C错误；
D．因串联电路电流处处相等，所以由可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻与灯泡的电阻相等时，两者消耗的电功率相等，故D正确。
故选ABD。
2. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列说法不正确的是( )
A．滑动变阻器的最大阻值是20Ω
B．滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值是10Ω
C．电源电压为8V
D．电路消耗的最大电功率为14.4W
【答案】C
【解析】
当电路中的电流最小时，滑动变阻器的值最大
滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值与R0相等，
联立以上三式解得
当滑动变阻器电阻为0时，电路消耗的最大电功率为综合以上分析可知：ABD符合题意，C不符合题意。
故选C
3. （2021·江苏惠山·一模）如图，当滑动变阻器接入电路电阻的阻值为R时，其消耗的功率是20W；当接入电路电阻的阻值为2R时，其消耗的功率应该
A．大于10W B．等于10W C．小于10W D．都有可能
【答案】A
【解析】
分析：分别用根据表示出电阻的实际功率，然后根据当滑动变阻器接入电路的阻值为R时消耗的功率是20W，得出当接入电路的阻值为2R时，消耗的功率的范围即可选出正确选项．
解答：由题意可得：当滑动变阻器接入电路的阻值为R时，其消耗的功率：；则；当滑动变阻器接入电路的阻值为2R时，消耗的功率为：．
故选A．
4. (2020黄石)一恒压电源电压大于灯泡额定电压的2倍，为了让这样两个相同的灯泡均正常发光，小明同学设计了如下四个电路图，既可以使两个灯泡正常发光又最省电的电路是( )
【答案】C
【解析】
A．两个灯泡并联，电源电压大于灯泡额定电压的2倍，由并联电路电压的规律可知两个灯泡两端的电压大于灯泡额定电压的2倍，灯泡不能正常发光，不符合题意；
B．两个灯泡串联，电源电压大于灯泡额定电压的2倍，由串联分压可知两个灯泡两端的电压大于额定电压，灯泡不能正常发光，不符合题意；
C．两个灯泡和变阻器串联，通过调节变阻器的滑片，由串联分压可以使两个灯泡两端的电压等于额定电压，由串联电路电流的规律可知通过电路的电流等于灯泡的额定电流，电路消耗的总功率为P=UI，总功率较小，比较省电，符合题意；
D．两个灯泡并联，再和变阻器串联，通过调节变阻器的滑片，可以使两个灯泡两端的电压等于额定电压，由并联电路电流的规律可知通过电路的电流等于灯泡的额定电流的2倍，电路消耗的总功率为P=U×2I=2UI
总功率较大，比较费电，不符合题意。
故选C。
5. （2022·四川遂宁）夏季汛期来临，某科技小组设计了一个监测观音湖水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，为定值电阻；R是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动，AP与R组成滑动变阻器（最大阻值），当电流表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙。则下列说法正确的是（ ）
A. 当水位升高时，电压表的示数变大；
B. 该电路的电源电压是6V；
C. 该电路工作时的最小总功率是0.3W；
D. 当水位达到警戒水位时，电流表的示数为0.2A
【答案】D。
【解析】由图可知，变阻器R和电阻R0串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流。
A．当水位升高时，浮子向上运动，带动金属滑杆AP在竖直向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，由串联分压可知变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误；
B．由图丙可知，R接入电路的阻值最大时，电路总电阻最大，由可知通过电路的电流最小，最小电流是0.1A，R两端的电压是6V，电源电压为U=I小(R大+R0)=0.1A×(60Ω+R0)①
当R接入电路的电阻为零，只有R0的简单电路，电路的总电阻最小，由可知通过电路的电流最大，最大电流是0.3A，电源电压为U=I大R0=0.3A×R0②电源电压不变，则0.1A×(60Ω+R0)=0.3A×R0R0=30Ω电源电压U=I大R0=0.3A×30Ω=9V故B错误；
C．电路中最小电流是0.1A，该电路工作时的最小总功率P小=UI小=9V×0.1A=0.9W故C错误；
D．由图乙可知，水位升高195.0m-175.0m=20.0m变阻器的阻值变化量是60Ω，水位的变化量和变阻器的阻值变化量成正比，当警戒水位时，水位升高190.0m-175.0m=15.0m则 ，R′=45Ω此时变阻器连入电路的电阻R′′=R大-R′=60Ω-45Ω=15Ω当水位达到警戒水位时，电流表的示数 ；
故D正确。故选D。
6. （2022·江苏扬州）如图1所示，将阻值为R0=5Ω，R1=10Ω，R2=15Ω的3段电阻丝分别浸没在质量和初温均相同的煤油中，可以通过比较___________来比较电阻丝产生热量的多少。按图2连接电路，将S置于1，通电1分钟，A、B两温度计示数分别升高和，R1的功率为P1，则___________（选填“>”、“<”或“=”，下同）。断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，A温度计示数升高，R2的功率为P2，则___________，P1___________ P2。
【答案】①温度计示数升高的多少；②<；③>；④>。
【解析】[1]如图1所示，若通电，根据焦耳定律得产生的热量，被煤油吸收，使煤油温度升高。根据得质量相同的煤油，升高的温度不同，吸收的热量不同，所以可以通过比较温度计示数升高的多少来比较电阻丝产生热量的多少。
[2]按图2连接电路，将S置于1，R0与R1串联，则通过R0与R1的电流相同，设电源电压为U，通电1分钟，根据焦耳定律和欧姆定律得，电阻R0产生的热量电阻R1产生的热量因为R0=5Ω，R1=10Ω，即所以在根据得，A、B两温度计示数分别升高
[3]按图2连接电路，将S置于1，R1的功率为①断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，R0与R2串联，则通过R0与R2的电流相同，根据焦耳定律和欧姆定律得，电阻R0产生的热量因为，即所以A温度计示数升高，则
[4]R2的功率为②由①②解得。
7. (2020巴中)电阻R1：R2=1∶4，将它们并联在电路中，通过电阻R1、R2的电流之比I1∶I2=______；将它们串联在电路中，两个电阻的电压之比U1∶U2=______。若只将 R1接在电压恒定的电路中，R1的功率为25W，将R1与R3串联在此电路中，R1的功率变为9W，则电阻R1∶R3=_____。
【答案】
【解析】
[1]根据欧姆定律可得并联电路中，各支路两端电压相等，所以通过电阻R1、R2的电流之比[2]串联电路中，两电阻的电流相等，其两端电压之比即为电阻之比，即
[3]由公式可得则定值电阻R1两端前后两次电压之比
上式中为电路单独接R1时，R1两端电压，即电源电压；为R1、R3串联时，R1两端的电压；设电源电压为，则R1和R2串联时，R1两端电压为R3两端电压为
由串联电路的分压原理，可得R1和R3的电阻之比
8. 实验小组设计了如图所示的电路。已知电源电压不变，小灯泡L1、L2、L3的铭牌依次是“9V 4.05W”、“6V 1.2W”、“3V 0.9W”(灯丝的电阻均保持不变)，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样，A、B、C、D是四个接线柱。实验时，将AD两个接线柱接在电源两端(电源电压保恒定不变)，滑动变阻器的滑片移到最上端，此时有一个小灯泡正常工作，另一个灯泡未达到额定电压。
(1)求小灯泡L3正常工作时的电流；
(2)求电源电压；
(3)小组内某同学将三个小灯泡取下来后，再随机接入电路中原来三个小灯泡所在位置进行实验。把AD两个接线柱接在同一电源两端，调节滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数为1V，电路图中L2位置的灯恰好正常发光，此时L1位置的小灯泡实际功率为其额定功率的，求此时滑动变阻器的电功率。
【答案】(1)0.3A；(2)10V；(3)0.3W
【解析】解：(1)由P=UI可得小灯泡L3正常工作时的电流为
(2)将AD两个接线柱接在电源两端，滑动变阻器的滑片移到最上端，滑动变阻器接入阻值为0，此时L1与L2串联，L1正常工作的电流为L1电阻为L2正常工作的电流为L2电阻为
有一个小灯泡正常工作，由于，在保证电路安全的情况下，只能是L2正常发光，即此时电路中电流为，所以电源电压为
(3)L3电阻为把AD两个接线柱接在同一电源两端，调节滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表测滑动变阻器两端电压，示数为1V，而电源电压为10V，结合题中三个灯泡的额定电压，由于L1的额定电压为9V，不可能正常发光，只有L2、L3可能正常发光。如果L2与L1接入，而，保证安全的情况下，只可能是L2正常发光，所以电路图中L2位置的灯是L2恰好正常发光，则电路中电流为，另一个灯为L1，则L1的实际功率为则
故不符合题意。
如果L2与L3接入，而，保证安全的情况下，只可能是L2正常发光，所以电路图中L2位置的灯是L2恰好正常发光，则电路中电流为，另一个灯为L3，则L3的实际电压为
而电源电压为故不符合题意。
如果L1与L3接入，而，保证安全的情况下，只可能是L3正常发光，所以电路图中L2位置的灯是L3恰好正常发光，则电路中电流为，另一个灯为L1，则L1的实际功率为则故符合题意，此时滑动变阻器的电功率为
9. (2021·辽宁辽宁·中考真题)测量小灯泡电功率。
(1)小明在测量额定电压为2.5V小灯泡L1电功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。
①图甲中有一根导线尚未连接，请你用笔画线代替导线将电路补充完整______。正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最______(填“左”或“右”)端。闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，则电路出现的故障可能是滑动变阻器______。
②排除故障闭合开关，适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值______(填“变大”或“变小”)。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示为______A，小灯泡的额定功率为______W。
③继续调节滑动变阻器的滑片，多次实验，小明发现灯丝的电阻是随功率变化的，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的实际功率______(填“大于”、 “小于”或“等于”)额定功率。
(2)小明设计了如图丁所示的电路，用一个电压表或电流表，测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤。
①将______(填“电压表并联在ab间”、 “电流表串联在a点”或“电流表串联在b点”)，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电表的示数为______，灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置______(填“保持不动”、 “向右移动”或“向左移动”)读出电表的示数U或者是I；
③小灯泡L2的额定功率表达式为P额=______。
【答案】 右 断路 变小 0.4 1 大于 电流表串联在b点 保持不动
【解析】
(1)①[1]电压表和灯泡并联，如图所示：
[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，即最右端。
[3]闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，说明电路中出现断路，可能是滑动变阻器断路。
②[4]适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，电压表的量程是0~3V，电压表的示数是2V，小灯泡的额定电压是2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值变小。
[5][6]由图丙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.4A，小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.4A=1W
③[7]小灯泡正常发光时的电阻
温度越高，小灯泡越亮，小灯泡功率越大，小灯泡的电阻越大，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的温度比正常发光时温度高，小灯泡的实际功率比额定功率大。
(2)①[8][9]测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，电流表串联在b点，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 。
②[10]只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置保持不动，此时电流表测量灯泡和定值电阻R0的总电流，读出电表的示数I，灯泡的额定电流为I额=I- ③[11]小灯泡L2的额定功率表达式为P额=U额I额=U额(I-)
专项八 电学
重难点16 电能与电功率
考点一 、电能及电能表
1． 电能：电源将其他形式的能转化为电能。用电器可以把电能转化成其他形式的能。(将电能全部转化成内能的用电器称为纯电阻用电器。如电饭煲、电炉子等；非纯电阻电路是有一部分电能转化成除内能以外的其他形式的能，如洗衣机，电风扇等。
2． 电能的单位：国际单位是焦耳，简称焦，符号J，常用的单位是度，即千瓦时，符号kW·h，1kW·h =3.6×106J
3． 电能表
作用：电能表是测量电功或者说是用户的用电器在某段时间内消耗电能多少的仪表。
读数：电能表的计数器上前后两次的读数之差就是用户在这段时间内用电的度数。
注意：计数器显示的数字中最后一位是小数。
考点二、电功与电能
1． 电流做功的实质：电流做功的过程实质就是电能转化成其他形式的能的过程。电流做了多少功就有多少电能转化成其他形式的能。电功的单位也是焦耳。
2． 计算：普遍适用公式W=UIt=Pt (所有电路) 即电流在某段电路上所做的功等于这段电路两端的电压和电路中的电流，和通电时间的乘积。电压的单位用V，电流的单位用A，时间的单位用s，电功的单位就是J。
3． 导出公式(纯电阻电路)
考点三、电功率、实际功率与额定功率
1． 定义：电功与时间之比。它是表示电流做功快慢的物理量。单位：国际主单位 瓦特(W)，常用单位 千瓦(kW) 换算关系 1kW=1000W
2． 计算 普遍适用公式 ，推导公式 P=I2R=U2/R (适用于纯电阻电路)
3． 额定功率和实际功率
① 额定功率：用电器在额定电压下的功率。(用电器在正常工作时的功率)
② 实际功率：用电器在实际电压下的功率。
4． 实际功率随电压的变化而变化：
① 当U实=U额时，P实=P额用电器正常工作；
② 当U实
考点四、焦耳定律
1． 电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。
2． 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
3． 电热和电能的关系：
在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，Q=W。如电炉子。
在非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能，电热小于电能，即Q
1． 实验原理：P=UI 测出小灯泡的电压U和电流I，利用公式P=UI计算求得电功率。
2． 实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、导线等。
3． 实验电路图及表格：
次数
电压U/V
电流I/A
功率P/W
发光情况
1
2
3
4． 数据分析，总结结论。
① 分析数据知，实际功率随实际电压改变而改变；
② 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大灯泡越亮。
5． 实验注意点：
① 连接时，开关断开，防止因短路而损坏电源或灯泡。
② 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至滑动变阻器的最大阻值处，防止电路中的电流过大，将灯烧坏。
③ 电源电压应高于灯泡的额定电压，防止无法调节到额定电压。
④ 电压表的量程应大于灯泡的额定电压，电流表的量程应大于灯泡正常工作时的电流。
⑤ 滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡正常工作时的电流，滑动变阻器的最大电阻值应与灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。
⑥ 通过三次不同电压下(额定电压，1.2倍额定电压和低于额定电压)的测量，体会用电器的实际功率并不一定等于额定功率，而是取决于加在用电器两端的实际电压。
⑦ 在做第二次实验时(实际电压不能超过额定电压的1.2倍)需要小心调节滑动变阻器，以免烧坏灯泡。
实验前，要检查电路并试触，实验结束后，要先断开开关，再整理器材。
考点六、动态电路与图像应用及档位问题
1. 电路动态分析思路
① 含滑动变阻器的串联电路：由于电源电压不变，按以下思路分析：
→→→→
② 含滑动变阻器的并联电路，由于电源电压不变，且并联电路中各个支路互相独立、互不影响，所以含定值电阻的支路各量都不变化，含滑动变阻器的支路，按以下思路分析：
→→→
2. 图像题分析思路
① 看清纵坐标随横坐标的变化趋势，比如U-I图像如果是直线，电阻是定值；如果是曲线，电阻是可变的
② 利用图像的已知坐标点，运用欧姆定律的公式进行推理和计算，比如I-U图像可以计算电阻，I-R图像可以计算出U
③ 动态电路U-I或者U-R图像上每一个点对应一种电路状态，解题时可以取多个点（一般取横纵坐标都为整数的点），画出每个点对应状态的电路图，再在没一个状态电路图中标明对应的数据，列出方程，最后根据多个方程求解。（即方程思想）
考点一：电能与电能表
【探究重点】
表盘上的参数：
1． 220V表示电能表应接到220V的电路中使用；
2． 5A表示电能表允许通过的最大电流不超过5A；
3． 2500r/kW·h表示消耗1kW·h的电能，电能表的表盘转2500转；
4． 50HZ表示这个电能表应接在频率为50HZ的电路中使用。
【真题精讲】
1. (2022·四川自贡·统考中考真题)小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA·h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0，于是她关闭家中其它用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过( )
A．120r B．200r C．300r D．1000r
【答案】C
【解析】给充电宝充满电消耗的电能W＝UIt＝5V×60000×10−3A×3600s＝1080000J＝0.3 kW•h
1000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1000转，则消耗0.3kW•h电能，电能表转盘的实际转数n＝0.3kW•h×1000r/(kW•h)＝300r
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【巩固训练】
2. 一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是( )
A．该电能表此时的读数是31.6J
B．该电能表的额定最大电流为20A
C．该电能表应该在220V的电路中使用
D．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
【答案】A
【解析】A．电能表的单位为kW•h，所以此时的读数为31.6 kW•h，故A错误，A符合题意；
B．由图可知，电能表的电流参数：“10”表示标定电流为10A；“20”表示额定最大电流为20A，故B正确，B不符合题意；
C．由图可知，电能表标有220V，表示该电能表在220V的电路中才能正常使用，故C正确，C不符合题意；
D．电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪器，故D正确，D不符合题意。
故选A。
考点二：电功与电能计算
【探究重点】
普遍适用公式W=UIt=Pt (所有电路) 导出公式(纯电阻电路)
【真题精讲】
3. （2022·云南省）某教室共有20盏“220V 40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为_________Ω；如果改用20盏“20V 13W”的LED灯，不仅亮度相当、而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约___________度电。
【答案】①1210；②2.7。
【解析】[1]一盏灯泡的电阻为
[2] 20盏“220V 40W”的普通照明灯泡照明5h，消耗的电能为
改用20盏“20V 13W”的LED灯，消耗的电能为
则一天可节约电能为。
【巩固训练】
4. (2020丹东)家庭电路中电子式电能表的表盘上标有3200imp/( )字样。将一个电热棒单独接在家庭电路中正常工作12min，电能表指示灯闪烁了320 次，上述时间内该电热棒消耗的电能为______J， 它的额定功率为______W， 它正常工作时的电阻是________Ω.
【答案】
【解析】
[1]电能表指示灯闪烁了320次，消耗的电能为
[2]利用公式可算出额定功率为
[3]根据公式，可得
考点三：电功率、实际功率与额定功率
【探究重点】
1． 对某一用电器而言，额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率却有无数个。灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。
2． 若不考虑温度对用电器电阻的影响，则有，即电阻一定时，实际电压是额定电压的n倍，则实际电流也是额定电流的n倍，实际功率是额定功率的n2倍。
3． P=UI(所有电路)，推导公式：(纯电阻电路) Q=I2Rt(所有电路)，推导公式：(纯电阻电路)
【真题精讲】
5. (2022·西藏·统考中考真题)如图所示，电源电压6V保持不变，，，，以下说法正确的是( )
A．电路中的最大功率为3W
B．只闭合，与两端电压之比为
C．同时闭合和，电路中的电流为0.15A
D．同时闭合、、，与的电流之比为
【答案】A
【解析】A．当同时闭合、、，与并联，被短路，此时电路中的总阻值最小，由可知，电路中的最大功率为故A正确；
B．只闭合，与串联，因为串联电路电流处处相等，所以与两端电压之比为故B错误；
C．同时闭合和，被短路，为的简单电路，由欧姆定律可知，电路中的电流为
故C错误；
D．当同时闭合、、，与并联，被短路，根据并联分流可知，与的电流之比为故D错误。
故选A。
【巩固训练】
6. 一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为120W。若将这盏电灯先与一电阻串联后，再接在同一电源上，已知电阻消耗的功率是25W，那么此时电灯实际消耗功率是(灯丝的电阻保持不变)( )
A．大于95W B．等于95W
C．小于95W D．条件不足，无法确定
【答案】C
【解析】一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为120W，灯泡和电阻串联后，电路中的电阻变大，电源电压不变，由可知电路消耗的总功率变小，即，而电阻上消耗的功率为25W，因总功率等于各用电器消耗功率之和，所以此时灯泡的实际功率只能小于95W。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
考点四：焦耳定律及其探究实验
【探究重点】
公式：Q=I2Rt (普遍适用)(纯电阻电路)
【真题精讲】
7. (2022·甘肃兰州·统考中考真题)现有“6V 3W”和“12V 6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是( )
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A
【答案】C
【解析】A．在额定电压下工作时，通电时间相同时，据W=Pt知，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡的少，但不是在额定电压下工作时，无法比较两灯消耗电能的多少，故A错误；
B．电功率是指电流做功快慢的物理量，在额定电压下工作时，电流通过甲灯做功一定比乙灯慢，但不是在额定电压下工作时，无法比较电流通过两灯做功的快慢，故B错误；
C．由题意知，两灯的额定电压分别为6V和12V，额定功率分别为3W和6W，据 知，两灯的电阻，即R甲
两灯并联时，灯两端的电压相等，最大电压为6V，甲灯正常工作，通过乙灯的电流
允许通过干路的最大电流I=I甲+I乙实=0.5A+0.25A=0.75A
故D错误。
故选C。
【巩固训练】
8. (2022·湖南常德·中考真题)用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是( )
A．观察温度计的示数比较电流产生的热量
B．该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系
C．该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系
D．甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体
【答案】D
【解析】A．电流做功产生热量，通过热传递使液体的温度升高，温度计的示数增大，观察温度计的示数比较电流产生的热量，这里体现了转换法，故A正确，A不符合题意；
B．该实验装置两电阻丝串联，电流相同，通电时间相同，电阻不同，产热不同，可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系，故B正确，B不符合题意；
C．通过移动滑动变阻器，改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流，观察温度计示数的变化，比较电流产生的热量，所以该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系，故C正确，C不符合题意；
D．质量相同的不同液体，比热容不同，吸热能力不同，吸收相同的热量温度变化不同，无法通过温度计的示数的变化比较产热的多少，故D不正确，D符合题意。
故选D。
考点五：测量小灯泡电功率
【探究重点】
注意小灯泡额定状态下的功率就是在额定电压下所测得的电功率，不需要取平均值
【真题精讲】
9. （2022•绥化）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）实验原理是 。
（2）图甲中有一根导线多余导致电路错误，请在这根导线上打“×”
（3）改正电路错误后，在闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片调至 端。（选填“A”或“B”）
（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是 。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（5）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。
（6）小华用如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0。实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为U额；
②只闭合开关S、S2，调节R1，使电压表的示数仍为U额；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额＝ 。（用U额、R0、U1、U2表示）
【答案】（1）P＝UI；（2）如图所示；（3）B；（4）C；（5）0.75；（6）。
【解答】解：（1）伏安法测小灯泡电功率的原理为：P＝UI；
（2）滑动变阻器应采用“一上一下”的方式串联则电路中，如图所示：
；
（3）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的B端；
（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，选C；
（5）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（6）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压U额，此时小灯泡正常发光；
②利用等效替代的方法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压U额，此时R1＝RL；
③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，
在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：＝，解得，R1＝﹣﹣﹣﹣﹣①
小灯泡额定功率的表达式：P额＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，由①②得：P额＝。
【巩固训练】
10. 在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察( )
A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置
C．电压表的示数 D．电流表的示数
【答案】C
【解析】额定功率是指用电器在额定电压下的功率，“测定小灯泡额定功率”正确的操作步骤应该是移动滑片时，同时观察电压表的示数，直到等于小灯泡的额定电压，记下此时电流表的示数，然后根据P=UI计算出小灯泡的额定功率。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
考点六：动态电路与图像题型及档位问题
【探究重点】
1． 明确电压表测哪部分电压，电流表测何支路或干路电流。将电压表看为断路，电流表看为导线，搞清两电阻的连接方式
2． 通过串联电路电流、电压的规律、欧姆定律及其变形公式对电路中电流及电压变化情况进行正确分析。
3． 分析电路结构，明确变化前后电路的连接方式，画出等效电路图。
4． 电路元件变化对哪部分电路造成影响，遵循“先局部——后整体——再局部”的思路，抓住题中不变的量，如电源电压不变，定值电阻阻值不变, 灯泡电阻不变
5． 最值题型明确电路中允许通过的最小电流（同小取小）；看清电压表测量对象；熟练画出部分电路图；熟练应用串联分压规律
6． 串联电路 (成正比)并联电路 (成反比)
【真题精讲】
11. （2022·四川凉山） 如图所示，电源电压保持6V不变，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V，定值电阻R1的规格为“10 1A”，滑动变阻器R2的规格为“50 1A”。闭合开关，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（ ）。
A. 电流表示数最大可达到0.6A；
B. 滑动变阻器R2允许接入电路的最小阻值为10；
C. 电阻R1消耗的电功率最大可达到1.8W；
D. 滑动变阻器滑片滑到最右端时电压表的示数为2V
【答案】B。
【解析】A．根据电压表的量程可知，电压表的最大示数为3V，定值电阻R1的阻值为10Ω，故电流表的示数为
故A错误；
B．根据串联分压，电阻越大，分担的电压越大，电压表的最大示数为3V，而电源电压为6V，那么滑动变阻器两端电压最小为3V，此时滑动变阻器与定值电阻分得的电压相同，故电阻相同，故此时滑动变阻器接入的最小阻值为10Ω，故B正确；
C．电阻R1消耗的电功率最大可达到
故C错误；
D．滑动变阻器滑片滑到最右端时，电路中的电流为
电压表的示数为
故D错误。故选B。
【巩固训练】
12. 严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴，靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三挡旋钮开关(金属片M可分别拨至a、b、c处)，电阻丝R1、R2的规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的高温挡为24W，则低温挡和中温挡分别为( )
A．8W，16W B．12W，18W C．12W，16W D．16W，18W
【答案】C
【解析】电阻丝规格相同，设R1=R2=R因电源的电压一定，由可知，R越小，电功率越大，R越大，电功率越小。所以，当S1闭合、S2接c时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，电热靴处于高温挡；其功率为
当S1闭合、S2接a时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，功率最小，电热靴处于低温挡，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，低温挡的功率
b为电阻丝R1的中点，当S1闭合、S2接b时，R1与R2串联，电热靴处于中温挡，由串联电阻的规律，其功率故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
1. 如图所示的电路中，a、b是两只电表(电压表或电流表)，灯泡L1标有“4V；4W”，灯泡L2标有“6V；18W”。闭合开关S，两灯均发光，并且L1恰好能正常发光。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是( )
A．电表a为电压表，且示数为
B．电表b为电流表，且示数为
C． L1和L2消耗的电功率之比为
D．内，电路消耗的总电能为
【答案】D
【解析】ABC．通过灯泡的铭牌数据可知，由得，L1正常发光的电流为
L1的电阻为L2正常发光的电流为L2的电阻为
已知当闭合开关时，两灯均发光，并且L1恰好能正常发光，若两灯串联，则a必为电流表，而b无论是电流表还是电压表，L2都无法正常发光，不满足题意。所以两灯应并联，L1正常发光，L2比正常发光暗，此时的电源电压为，故a应为电流表，b为电压表，此时电压表可看为测得电源电压，故b的示数为4V。此时L1的电功率为此时L2的电功率为两灯电功率之比为故ABC错误；
D．内，电路消耗的总电能为故D正确。
选D。
2. 小明家买了一台电烤箱，有高、中、低三个档位的发热功率，如图所示是电烤箱的内部简化电路图，其中R1、R2为两个阻值相等的发热电阻，下列说法中正确的是( )
A．当开关S1拨到b、S2闭合时，电烤箱处于高温挡位
B．当开关S1拨到a、S2闭合时，电烤箱处于中温挡位
C．当开关S1拨到b、S2断开时，电烤箱处于低温挡位
D．当开关S1拨到a、S2断开时，电烤箱处于中温挡位
【答案】C
【解析】由电功率公式P=可知，电压不变，电阻越大，电功率越小。
A．当开关S1拨到b、S2闭合时，只有电阻R1工作，R2被短路，此时单独一个电阻的阻值小于两电阻串联的总电阻，而大于两电阻并联的总电阻，由公式P=可知电功率小于并联时的总功率大于串联时的总功率，电烤箱处于中温挡位，故A错误；
B．当开关S1拨到a、S2闭合时，两电阻并联，总电阻最小，由公式P=可知电路中总功率最大，电烤箱处于高温挡位，故B错误；
C．当开关S1拨到b、S2断开时，两电阻串联，总电阻最大，由公式P=可知电路中总功率最小，电烤箱处于低温挡位，故C正确；
D．当开关S1拨到a、S2断开时，电路处于断路状态，此时电烤箱不工作，故D错误。
3. 如图 所示的电路，电源两端电压不变，R1、R2为定值电阻。只闭合开关 S1时，电流表示数为 I，电压表示数为U，电路总电阻为 R，电路消耗的总功率为 P；再闭合开关 S2时，电流表示数为，电压表示数为，电路总电阻为，电路消耗的总功率为。下列判断正确的是( )
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】根据题意，当只闭合开关 S1后，R1和R2电阻串联，电压表测量R2的电压，故
；；；
当再闭合开关S2后，此时R2电阻被短路，电路中只有R1被接入电路，电压表示数为0，故
；；；
综上可知；；；故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4. (2020呼和浩特)如图1所示，电路图由电流表及PQ部分组成，电源电压恒定不变。两个定值电阻R1和R2，且R2大于R1，按照下面四种不同接法分别接在电路图中的PQ两端，当开关闭合后，以下说法正确的是( )
A. 甲图接入电路后，电流表示数最大
B. 乙图接入电路后，电流表示数最大
C. 丙图接入电路后，R2消耗的功率最小
D. 丁图接入电路后，R1消耗的功率最小
【答案】BD
【解析】
AB．因并联电阻小于其中任一电阻，串联电阻大于其中任一电阻，故乙图中电路的总电阻最小，丁图中电路的总电阻最大，且电源电压不变，由欧姆定律可知，乙图接入电路后，总电流最大，即电流表示数最大，故A错误，B正确；
CD．丁图中，两电阻串联，由串联电路电压的规律可知，R2的电压小于电源电压(小于乙、丙两图中R2的电压)，根据可知，丁图中R2消耗的功率最小，同理可知，丁图中，R1的电压小于电源电压(小于甲、乙两图中R1的电压)，根据可知，丁图接入电路后，R1消耗的功率最小，故C错误，D正确。
故选BD。
5. 如图是小华家电能表，由图中数据可知，小华家能同时使用的用电器总功率不得超过______W。小华妈妈买了某电暖设备，其铭牌上标示为“220 V 605 W”，若将他家里其他所有用电器均关闭，只留该用电器工作时，该电能表转盘在6 min 内转了100转，则实际功率为______W。
【答案】 2200 500
【解析】[1][2]由电能表铭牌可知电能表的工作电压U = 220V，平时允许通过的最大电流I = 10A，用电器总功率不得超过
2000r/ kW·h表示的是电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转2000r，则电能表转盘转动100r，该用电器消耗的电能该用电器的实际功率
6. 如图所示，在定值电阻R1和滑动变阻器R2串联的电路中，电源两端电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数______，电压表V2的示数______，电路消耗的总电功率______。(以上均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 变小 变大 变小
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V测电源的电压，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
[1]当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，根据可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小。
[2]根据U＝IR可知，R1两端的电压变小，即电压表V1示数变小，根据串联电路的分压规律可知，R2两端的电压变大，即电压表V2示数变大。
[3]根据P＝UI可知，电源电压不变，总电流变小，则电路消耗的总电功率变小。
7. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图是焦耳定律的实验装置，其中R1=5Ω，R2=R3=10Ω。只闭合S1可以探究电流产生热量与______的关系，若电路中的电流为0.1A，通电10min电阻R1产生的热量为______J。闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明______(填“电流”或“电阻”)对产生热量多少影响更大。
【答案】电阻 30 电流
【解析】
[1]只闭合S1，电阻R1、R2串联，通过的电流相等，通电时间相等，根据，可以探究电流产生热量与电阻大小的关系。
[2]若电路中的电流为0.1A，通电10min电阻R1产生的热量
[3] 闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，即 , 左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，即左侧电阻R1产生的热量多，这说明电流对产生热量多少影响更大。
8. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图甲所示电路，电流表A1的量程为0~3A， A2的量程为0~0.6A，闭合开关S。电压表V示数为12V，小灯泡正常发光。在电路安全的情况下最大范围调节滑动变阻器R的滑片，电流表A1示数与R连入的阻值的关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率为______ W， 滑动变阻器R连入电路的最小阻值为______Ω， 当滑动变阻器的滑片置于中点时，电流表A1的示数为______A。
【答案】14.4 20 1.6
【解析】
由图可知，开关闭合时，灯泡和滑动变阻器并联，电压表测电源电压为12V，电流表A1测干路电流，电流表A2测滑动变阻器电流，在电路安全情况下调节滑片过程，灯泡电流不变，灯泡两端电压为12V，正常发光；
[1]滑动变阻器阻值调到最小值时，干路电流为I=1.8A，此时电流表A2达最大量程为0.6A，可求得灯泡电流为
小灯泡的额定功率为
[2]滑动变阻器阻值调到最小值时，电流表A2达最大量程为0.6A，其最小值阻为
[3]滑动变阻器阻值调到最大值时，干路电流最小为I′=1.4A，灯泡电流为1.2A，可求得此时滑动变阻器电流为
求得滑动变阻器阻值最大值为滑动变阻器的滑片置于中点时，接入阻值为滑动变阻器的电流为电流表A1的示数为两支路电流之和
9. （2022·贵州黔东南） 如图甲所示，是芳芳家新买的一款多功能电饭煲，乙为该电饭煲的工作原理图。R1和R2均为阻值不变的电热丝，S为手动开关，S1为自动控制开关。已知R2=800Ω，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求：
品名
多功能电饭煲
额定电压
220V
频率
50Hz
加热档功率
605W
保温档功率
（1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值；
（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率；
（3）芳芳想了解家里电路的实际电压，她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热档工作，观察到家里标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，则她家的实际电压。
【答案】（1）80Ω；（2）55W；（3）200V。
【解析】（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1的简单电路，当只闭合开关S、断开S1时，电路为R1与R2串联，根据可知，当开关S和S1都闭合时，电路
中总电阻最小，电饭煲的功率较大，此时为加热挡；当只闭合开关S、断开S1时，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小，此时为保温挡；电饭煲正常工作时，即加热档时电阻R1的阻值
（2）当只闭合开关S、断开S1时，R1与R2串联，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小，此时为保温挡；正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率
（3）标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，消耗的电能电路消耗的功率她家的实际电压
10. （2021·江苏泗洪·二模）在“探究电流与电阻关系”的实验中，提供的器材如下：电源电压恒为4.5V，五个定值电阻R1（5）、R2（10）、Rg（15）、Ra（20）、Rs（25），标有“50，1A”的滑动变阻器R、电压表（可用量程：0-3V、0-15V）、电流表（0-0.6A）、开关各1只，导线若干。
（1）电路正确连接闭合开关后，发现仅有一只电表指针明显偏转，造成该现象的原因可能是______；
A．R断路 B．R短路 C．R1断路 D．开关短路
（2）排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移到最______端（选填“左”或“右”）闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为某一数值，记录电流表的示数；
（3）完成步骤（2）后，若保持滑片P位置不变，断开开关，用R2替换R1，闭合开关，应向______（选填“左”或“右”）移动滑片P才能达到实验要求：
（4）分别用定值电阻R3、R4、R5依次替换R1，重复（2）的实验步骤，根据实验所得的五组数据绘制出I-R图象。由图可知，实验中定值电阻两端的电压为______V。由图象可得出的实验结论是：______；
（5）实验结束后，小华设计丙图的电路，测量额定电压为U额的小灯泡额定功率，已知电源电压恒为U，请将以下实验步骤补充完整：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______；
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”时，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P=______（用U额、U0、R0表示）。
【答案】C 右 右 2.5 当电压一定时，电流与电阻成反比 U-U额
【解析】
（1）[1]电路正确连接闭合开关后，发现仅有一只电表指针明显偏转，造成该现象的原因可能是R1断路，造成电压表串联在电路中，示数接近电源电压，而电流表几乎无示数，故C符合题意。
（2）[2]排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移到最右端以接入最大阻值，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为某一数值，记录电流表的示数。
（3）[3]电压表测量定值电阻两端电压，完成步骤（2）后，若保持滑片P位置不变，断开开关，用R2替换R1，闭合开关，根据串联分压，应向右移动滑片P以增强变阻器分压能力才能达到实验要求。
（4）[4][5]分别用定值电阻R3、R4、R5依次替换R1，重复（2）的实验步骤，根据实验所得的五组数据绘制出I-R图象，实验中应保持定值电阻两端的电压为
由图象可知，电流与电阻的乘积不变，即当电压一定时，电流与电阻成反比。
（5）[6][7]闭合开关S，将开关S1拨至“1”，此时电压表测量定值电阻及变阻器两端电压，根据串联分压，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为U-U额；保持滑片不动，再将开关S1拨至“2”时，此时电压表定值电阻两端电压，读出电压表示数为U0；电路中电流为则小灯泡的额定功率为
1. (2022·湖北襄阳·统考中考真题)如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在4~8V之间调节的电源上，闭合开关S，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是( )
A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B．在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2亮
C．在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同
D．当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光
【答案】C
【解析】由可得，两灯泡的电阻分别为
A．两灯泡串联，通过灯L1的电流等于通过灯L2的电流，故A错误；
B．在调节电源电压的过程中，由可知，两灯泡的实际功率相等，两灯泡一样亮，故B错误；
C．两灯泡串联，在调节电源电压的过程中，通过两灯泡的电流变化相同，两灯泡电阻相同，由可知，灯泡功率的变化相同，故C正确；
D．当电源电压调节到8V时，两灯泡的电阻相同，分得的电压相同，所以两灯泡分得的电压都为4V，所以灯泡L1不能正常发光，灯泡L2正常发光，故D错误。
故选C。
2. (2021·贵州贵州·中考真题)一台电动机的额定电压为220V，正常工作时的电流为5A，线圈的电阻为4Ω。下列判断中正确的是( )
A．电动机是利用电磁感应原理工作的
B．电动机工作时电能全部转化为机械能
C．这台电动机的额定功率是1.1kW
D．这台电动机正常工作1min线圈产生的热量是100J
【答案】C
【解析】
A．电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的，故A错误；
B．电动机工作时主要将电能转化为机械能，还有一部分电能由于电流热效应转化为内能，故B错误；
C．这台电动机的额定功率是P=UI=220V×5A=1100W=1.1kW故C正确；
D．这台电动机正常工作1min线圈产生的热量是Q=I2Rt=(5A)2×4Ω×60s=6000J故D错误。
故选C。
3. (2021·四川攀枝花·中考真题)如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R0为定值电阻、R为电阻箱，调整电阻箱R的电阻值。电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示，以下说法中正确的是( )
A．电源电压为3.6V
B．通过R0的最大电流为2A
C．调整电阻箱R的阻值，则R的最大功率为0.75W
D．调整电阻箱R的阻值，则R0的最大功率为0.48W
【答案】C
【解析】
AB．如图甲所示，两电阻串联，结合图乙，当R=0时，可知此时电路中的最大电流为A=0.5A，可得出U=I1R0=0.5A×R0
当R=18Ω时，可知此时电路中的电流为A=0.2A，可得出U=I2(R+R0)=0.2×(18Ω+ R0)由以上两式联立可得：R0=12Ω，U=6V，故AB错误；
C．因为R0=12Ω，U=6V，R的功率为
当R=12Ω时，P取最大值，为0.75W，故C正确；
D．根据P=I2R可知，电路中电流的最大值为0.5A，则R0的最大功率为故D错误。
故选C。
4. 如图是某家用电热器内部电路结构图，其中 R1、R2为加热电阻丝 (R1>R2)。下列关于电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中大小说法正确的是( )
A．甲的连接方式发热功率最小 B．乙的连接方式发热功率最小
C．丙的连接方式发热功率最大 D．丁的连接方式发热功率最大
【答案】BD
【解析】如图所示，甲的连接方式仅R2接入电路，R1短路，乙的连接方式R1与R2串联，丙的连接方式仅R1接入电路，丁的连接方式两电阻并联，根据串并电路电阻的大小关系可知，四个连接方式电阻大小关系为根据可得功率大小关系为即乙的功率最小，丁的功率最大，故AC错误，BD正确。
故选BD。
5. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图甲，小灯泡为“6V 3W”，潜动变阻器为“？Ω 2A”。只闭合开关S1和S3，在电路安全的情况下最大范围调节阻器的滑片，绘制了电流表示数与变阻器连入阻值关系的图象(图乙)；只闭合开关S2，最大范围调节变阻器的滑片，绘制了电流表与电压表示数关系的图象(图丙)该电路的电源电压为______V；只闭合开关S1和S3，变阻器连入的最大阻值为______Ω；只闭合开关S2时灯泡的最小功率为______W。
【答案】6 25 0.2
【解析】
[1]只闭合开关S1和S3，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源电压；只闭合开关S2，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测电源电压，由图丙可知电源电压为6V。
[2]只闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，通过灯泡的电流为通过变阻器的最小电流为变阻器连入的最大阻值为
[3]只闭合开关S2时，通过灯泡的最小电流为0.2A，此时滑动变阻器两端的电压
灯泡的最小功率为
6. (2020南充)将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12V，通过的电流为3A，则该电阻丝电阻为________Ω；若将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化了________W。
【答案】4 27
【解析】
[1]电阻丝的电阻R==4Ω
[2]将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化ΔP=
7. (2021·山东烟台·中考真题)为了防止电流过大将用电器核心部件烧毁，很多用电器都装有保险管，如图甲所示，乙、丙两图分别是两个保险管的截面图，若两管内保险丝的材料相同，长度相同，粗细不同，则两图中___________保险丝的电阻大，当乙、丙两保险管通过相同的电流时，___________保险丝的热功率大，___________保险丝更容易熔断。(均选填“乙图”或“丙图”)。
【答案】丙图 丙图 丙图
【解析】
[1]在材料和长度相同时，横截面积越小，电阻越大，则两图中丙图保险丝的电阻大。
[2]当乙、丙两保险管通过相同的电流时，根据，丙图保险丝的热功率大。
[3]根据，在相同时间内，丙图中保险丝产生的热量多，丙图保险丝更容易熔断。
8. （2022·湖南长沙）在如图甲所示的电路中，电源电压U保持不变，E和F接线柱只能分别连接A、B、C、D四个接线柱中的一个。小灯泡标有“6V 3W”且不考虑灯丝电阻随温度的变化，图乙为定值电阻的I-U图像，电流表量程为0~3A。滑动变阻器铭牌上标有最大电流2A，最大阻值模糊不清，a、b为电阻丝的端点。将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器的滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，移动滑片过程中电流表的示数变化了0.1A。
（1）小灯泡的电阻为______Ω；
（2）滑片P在b端时，通过小灯泡的电流为______A；
（3）在保证电路安全的情况下，通过将E、F分别连接到不同的接线柱、控制开关的通断和调节滑片，可以使电路的总功率分别达到最大值和最小值，则与的差值为______W。
【答案】①12；②0.4；③17.2。
【解析】（1）[1]由公式 可得，小灯泡的电阻为
（2）[2]由图甲可知，将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器R1与小灯泡串联，滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，此时电路的电流为
滑片P从b端滑到ab中点时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，根据串联电路电阻规律可知，电路的总电阻变小。又因为电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大了0.1A，所以滑片在b端时电路中的电流为Ib=0.5A-0.1A=0.4A即通过小灯泡的电流为0.4A。
（3）[3]设电源电压为U，在（2）题中，滑片P在R1的中点时，根据串联电路电压规律，有 ①滑片P在b端时 ②由①②式可得：R1=8Ω，U=8V。由图乙可知，R0的阻值为
根据公式P=UI可知，电源电压不变，当E接A，F接C，开关S闭合时，R1与R0并联，调节滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值为此时电路总电流最大为
则电路的最大电功率P1=UI最大=8V×2.4A=19.2W
当E接B，F接D，开关S断开时，小灯泡和R0串联，电路电阻最大为R最大=R0+RL=20Ω+12Ω=32Ω
由公式可知，此时电路功率最小，最小功率为
则P1与P2的差值为19.2W-2W=17.2W。
9. (2021·辽宁辽宁·中考真题)小刚在实验室利用图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率(电源电压恒定)实验步骤如下：
(1)开关闭合前，应将滑片移到变阻器的______(填“最左”或“最右”)端。
(2)闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数而电压表没有示数，故障的原因可能是小灯泡_______(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，此时应将变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)动，直到电压表的示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙所示，则电流值为_______A，小灯泡的额定功率为______W。
(4)根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，该图像不是直线的原因是______。实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮，是因为小灯泡的亮度是由它的______决定的。
(5)小刚又设计了如图丁所示的电路，测出了标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定，变阻器R1的最大阻值为10Ω，实验操作如下：
①闭合S1，断开S2，移动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A；
②闭合S2，断开S1，保持变阻器R1的滑片位置不动移动变阻器R2的滑片，使电流表的示数仍为0.3A；
③________，将变阻器R1的滑片移到最左端，电流表的示数为0.6A，再将变阻器R1的滑片移到最右端，电流表的示数为0.2A；
④小灯泡的额定功率为______W。
【答案】最左 短路 右 0.24 0.6 灯泡电阻随温度改变 实际功率 保持变阻器R2的滑片位置不动 0.45
【解析】
(1)[1]开关闭合前，滑片处于阻值最大处，即最左端。
(2)[2]电流表有示数，是通路，电压表没有示数，可能是灯泡短路。
(3)[3]电压表的示数为1V，小于2.5V，要增大灯泡分压，减小变阻器分压，要减小变阻器电阻，滑片右移。
[4][5]电流表小量程，分度值0.02A，示数0.24A，小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W
(4)[6]灯泡电阻随温度变化而变化，不是定值，所以小灯泡的电流随其两端电压变化的图像不是直线。
[7]两端电压的增大，根据，实际功率增大，变亮。
(5)[8][9]闭合S1，断开S2，灯泡和变阻器串联，电流0.3A，灯泡正常发光；闭合S2，断开S1，保持变阻器R1的滑片位置不动移动变阻器R2的滑片，使电流表的示数仍为0.3A，用变阻器R2代替灯泡，电流还是0.3A时，变阻器R2阻值等于灯泡正常发光阻值；因为电源电压不变，变阻器R1的滑片移到最左端，电流表的示数为0.6A，电源电压为U=I1R2=0.6A×R2变阻器R1的滑片移到最右端，电流表的示数为0.2A，电源电压U= I2R2+ I2R1=0.2A×R2+0.2A×10Ω可得0.6A×R2=0.2A×R2+0.2A×10Ω
解得R2=5Ω，小灯泡的正常发光电阻5Ω，所以小灯泡的额定功率为P=IR2=(0.3A)2×5Ω=0.45W
1. 如图所示，一只标有“6V 3.6W”字样的小灯泡和最大阻值为50Ω的滑动变阻器串联后接在电源电压恒为6V的电路中，设灯泡电阻不变，则下列判断正确的是( )
A．无论怎样移动滑片P，电路中总功率不会超过3.6W
B．移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6W
C．移动滑片P，当R的功率为1.8W时，L的功率为1.8W
D．当滑片P滑至某个位置时，L和R的电功率相等
【答案】ABD
【解析】A．根据可知，当总电阻最小时，电路的总功率最大，此时变阻器接入电路的电阻为零，灯泡两端的电压和额定电压相等，灯泡的实际功率为3.6W，即电路的最大功率为3.6W，故A正确；
B．根据可得，灯的电阻当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路的最小总功率故B正确；
C．由可得，当变阻器的电压为'时，其功率为1.8W时，电路中的电流为
根据串联电路的电压规律，此时灯泡的电压为由欧姆定律可得，通过灯的电流串联电路电流处处相等，由可得整理得
由数学知识可知，此方程无解，即不存在使R的功率为1.8W时，L的功率为1.8W的电压，故C错误；
D．因串联电路电流处处相等，所以由可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻与灯泡的电阻相等时，两者消耗的电功率相等，故D正确。
故选ABD。
2. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列说法不正确的是( )
A．滑动变阻器的最大阻值是20Ω
B．滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值是10Ω
C．电源电压为8V
D．电路消耗的最大电功率为14.4W
【答案】C
【解析】
当电路中的电流最小时，滑动变阻器的值最大
滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值与R0相等，
联立以上三式解得
当滑动变阻器电阻为0时，电路消耗的最大电功率为综合以上分析可知：ABD符合题意，C不符合题意。
故选C
3. （2021·江苏惠山·一模）如图，当滑动变阻器接入电路电阻的阻值为R时，其消耗的功率是20W；当接入电路电阻的阻值为2R时，其消耗的功率应该
A．大于10W B．等于10W C．小于10W D．都有可能
【答案】A
【解析】
分析：分别用根据表示出电阻的实际功率，然后根据当滑动变阻器接入电路的阻值为R时消耗的功率是20W，得出当接入电路的阻值为2R时，消耗的功率的范围即可选出正确选项．
解答：由题意可得：当滑动变阻器接入电路的阻值为R时，其消耗的功率：；则；当滑动变阻器接入电路的阻值为2R时，消耗的功率为：．
故选A．
4. (2020黄石)一恒压电源电压大于灯泡额定电压的2倍，为了让这样两个相同的灯泡均正常发光，小明同学设计了如下四个电路图，既可以使两个灯泡正常发光又最省电的电路是( )
【答案】C
【解析】
A．两个灯泡并联，电源电压大于灯泡额定电压的2倍，由并联电路电压的规律可知两个灯泡两端的电压大于灯泡额定电压的2倍，灯泡不能正常发光，不符合题意；
B．两个灯泡串联，电源电压大于灯泡额定电压的2倍，由串联分压可知两个灯泡两端的电压大于额定电压，灯泡不能正常发光，不符合题意；
C．两个灯泡和变阻器串联，通过调节变阻器的滑片，由串联分压可以使两个灯泡两端的电压等于额定电压，由串联电路电流的规律可知通过电路的电流等于灯泡的额定电流，电路消耗的总功率为P=UI，总功率较小，比较省电，符合题意；
D．两个灯泡并联，再和变阻器串联，通过调节变阻器的滑片，可以使两个灯泡两端的电压等于额定电压，由并联电路电流的规律可知通过电路的电流等于灯泡的额定电流的2倍，电路消耗的总功率为P=U×2I=2UI
总功率较大，比较费电，不符合题意。
故选C。
5. （2022·四川遂宁）夏季汛期来临，某科技小组设计了一个监测观音湖水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，为定值电阻；R是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动，AP与R组成滑动变阻器（最大阻值），当电流表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙。则下列说法正确的是（ ）
A. 当水位升高时，电压表的示数变大；
B. 该电路的电源电压是6V；
C. 该电路工作时的最小总功率是0.3W；
D. 当水位达到警戒水位时，电流表的示数为0.2A
【答案】D。
【解析】由图可知，变阻器R和电阻R0串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流。
A．当水位升高时，浮子向上运动，带动金属滑杆AP在竖直向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，由串联分压可知变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误；
B．由图丙可知，R接入电路的阻值最大时，电路总电阻最大，由可知通过电路的电流最小，最小电流是0.1A，R两端的电压是6V，电源电压为U=I小(R大+R0)=0.1A×(60Ω+R0)①
当R接入电路的电阻为零，只有R0的简单电路，电路的总电阻最小，由可知通过电路的电流最大，最大电流是0.3A，电源电压为U=I大R0=0.3A×R0②电源电压不变，则0.1A×(60Ω+R0)=0.3A×R0R0=30Ω电源电压U=I大R0=0.3A×30Ω=9V故B错误；
C．电路中最小电流是0.1A，该电路工作时的最小总功率P小=UI小=9V×0.1A=0.9W故C错误；
D．由图乙可知，水位升高195.0m-175.0m=20.0m变阻器的阻值变化量是60Ω，水位的变化量和变阻器的阻值变化量成正比，当警戒水位时，水位升高190.0m-175.0m=15.0m则 ，R′=45Ω此时变阻器连入电路的电阻R′′=R大-R′=60Ω-45Ω=15Ω当水位达到警戒水位时，电流表的示数 ；
故D正确。故选D。
6. （2022·江苏扬州）如图1所示，将阻值为R0=5Ω，R1=10Ω，R2=15Ω的3段电阻丝分别浸没在质量和初温均相同的煤油中，可以通过比较___________来比较电阻丝产生热量的多少。按图2连接电路，将S置于1，通电1分钟，A、B两温度计示数分别升高和，R1的功率为P1，则___________（选填“>”、“<”或“=”，下同）。断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，A温度计示数升高，R2的功率为P2，则___________，P1___________ P2。
【答案】①温度计示数升高的多少；②<；③>；④>。
【解析】[1]如图1所示，若通电，根据焦耳定律得产生的热量，被煤油吸收，使煤油温度升高。根据得质量相同的煤油，升高的温度不同，吸收的热量不同，所以可以通过比较温度计示数升高的多少来比较电阻丝产生热量的多少。
[2]按图2连接电路，将S置于1，R0与R1串联，则通过R0与R1的电流相同，设电源电压为U，通电1分钟，根据焦耳定律和欧姆定律得，电阻R0产生的热量电阻R1产生的热量因为R0=5Ω，R1=10Ω，即所以在根据得，A、B两温度计示数分别升高
[3]按图2连接电路，将S置于1，R1的功率为①断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，R0与R2串联，则通过R0与R2的电流相同，根据焦耳定律和欧姆定律得，电阻R0产生的热量因为，即所以A温度计示数升高，则
[4]R2的功率为②由①②解得。
7. (2020巴中)电阻R1：R2=1∶4，将它们并联在电路中，通过电阻R1、R2的电流之比I1∶I2=______；将它们串联在电路中，两个电阻的电压之比U1∶U2=______。若只将 R1接在电压恒定的电路中，R1的功率为25W，将R1与R3串联在此电路中，R1的功率变为9W，则电阻R1∶R3=_____。
【答案】
【解析】
[1]根据欧姆定律可得并联电路中，各支路两端电压相等，所以通过电阻R1、R2的电流之比[2]串联电路中，两电阻的电流相等，其两端电压之比即为电阻之比，即
[3]由公式可得则定值电阻R1两端前后两次电压之比
上式中为电路单独接R1时，R1两端电压，即电源电压；为R1、R3串联时，R1两端的电压；设电源电压为，则R1和R2串联时，R1两端电压为R3两端电压为
由串联电路的分压原理，可得R1和R3的电阻之比
8. 实验小组设计了如图所示的电路。已知电源电压不变，小灯泡L1、L2、L3的铭牌依次是“9V 4.05W”、“6V 1.2W”、“3V 0.9W”(灯丝的电阻均保持不变)，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样，A、B、C、D是四个接线柱。实验时，将AD两个接线柱接在电源两端(电源电压保恒定不变)，滑动变阻器的滑片移到最上端，此时有一个小灯泡正常工作，另一个灯泡未达到额定电压。
(1)求小灯泡L3正常工作时的电流；
(2)求电源电压；
(3)小组内某同学将三个小灯泡取下来后，再随机接入电路中原来三个小灯泡所在位置进行实验。把AD两个接线柱接在同一电源两端，调节滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数为1V，电路图中L2位置的灯恰好正常发光，此时L1位置的小灯泡实际功率为其额定功率的，求此时滑动变阻器的电功率。
【答案】(1)0.3A；(2)10V；(3)0.3W
【解析】解：(1)由P=UI可得小灯泡L3正常工作时的电流为
(2)将AD两个接线柱接在电源两端，滑动变阻器的滑片移到最上端，滑动变阻器接入阻值为0，此时L1与L2串联，L1正常工作的电流为L1电阻为L2正常工作的电流为L2电阻为
有一个小灯泡正常工作，由于，在保证电路安全的情况下，只能是L2正常发光，即此时电路中电流为，所以电源电压为
(3)L3电阻为把AD两个接线柱接在同一电源两端，调节滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表测滑动变阻器两端电压，示数为1V，而电源电压为10V，结合题中三个灯泡的额定电压，由于L1的额定电压为9V，不可能正常发光，只有L2、L3可能正常发光。如果L2与L1接入，而，保证安全的情况下，只可能是L2正常发光，所以电路图中L2位置的灯是L2恰好正常发光，则电路中电流为，另一个灯为L1，则L1的实际功率为则
故不符合题意。
如果L2与L3接入，而，保证安全的情况下，只可能是L2正常发光，所以电路图中L2位置的灯是L2恰好正常发光，则电路中电流为，另一个灯为L3，则L3的实际电压为
而电源电压为故不符合题意。
如果L1与L3接入，而，保证安全的情况下，只可能是L3正常发光，所以电路图中L2位置的灯是L3恰好正常发光，则电路中电流为，另一个灯为L1，则L1的实际功率为则故符合题意，此时滑动变阻器的电功率为
9. (2021·辽宁辽宁·中考真题)测量小灯泡电功率。
(1)小明在测量额定电压为2.5V小灯泡L1电功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。
①图甲中有一根导线尚未连接，请你用笔画线代替导线将电路补充完整______。正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最______(填“左”或“右”)端。闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，则电路出现的故障可能是滑动变阻器______。
②排除故障闭合开关，适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值______(填“变大”或“变小”)。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示为______A，小灯泡的额定功率为______W。
③继续调节滑动变阻器的滑片，多次实验，小明发现灯丝的电阻是随功率变化的，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的实际功率______(填“大于”、 “小于”或“等于”)额定功率。
(2)小明设计了如图丁所示的电路，用一个电压表或电流表，测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤。
①将______(填“电压表并联在ab间”、 “电流表串联在a点”或“电流表串联在b点”)，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电表的示数为______，灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置______(填“保持不动”、 “向右移动”或“向左移动”)读出电表的示数U或者是I；
③小灯泡L2的额定功率表达式为P额=______。
【答案】 右 断路 变小 0.4 1 大于 电流表串联在b点 保持不动
【解析】
(1)①[1]电压表和灯泡并联，如图所示：
[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，即最右端。
[3]闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，说明电路中出现断路，可能是滑动变阻器断路。
②[4]适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，电压表的量程是0~3V，电压表的示数是2V，小灯泡的额定电压是2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值变小。
[5][6]由图丙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.4A，小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.4A=1W
③[7]小灯泡正常发光时的电阻
温度越高，小灯泡越亮，小灯泡功率越大，小灯泡的电阻越大，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的温度比正常发光时温度高，小灯泡的实际功率比额定功率大。
(2)①[8][9]测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，电流表串联在b点，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 。
②[10]只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置保持不动，此时电流表测量灯泡和定值电阻R0的总电流，读出电表的示数I，灯泡的额定电流为I额=I- ③[11]小灯泡L2的额定功率表达式为P额=U额I额=U额(I-)
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