人教版物理九年级全册考点大串讲 专题06 电功率（知识梳理+专题过关）（含解析）

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专题06 电功率



知识点一、电能 电功
1．电能
（1）产生过程：其他形式的能转化为电能。
（2）利用：通过用电器将电能转化成其他形式的能。
（3）单位：国际单位是焦耳（J），常用单位是千瓦时（kW·h）。
（4）计量：用电能表来计量，计算方法是把计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。在表盘上的参数，只是用电量的累计度数。

2．电功
（1）定义：有多少电能发生了转化或者消耗了多少电能我们就说电流做了多少功。即：电流做了多少功，我们就说消耗了多少电能。
（2）计算：
A．基本公式：研究表明，电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。表达式：W=UIt。
B．推导公式（只用于纯电阻电路）：，W=I2Rt。
知识点二、电功率
1．电功率及其测量
（1）定义：电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。
（2）单位：瓦特，简称瓦，用符号W表示。1kW=1000W。
（3）计算公式：电功率等于电功与时间之比，即，P=UI。
推导公式：P=I2R，，。（纯电阻电路可以任选公式，非纯电阻电路只能用基本公式。其中，对非纯电阻电路，可以用P=I2R来计算用电器的发热功率）
（4）测量电功率：用电功表，通过测量出用电器两端的电压和通过用电器的电流，用P=UI来计算。
（5）1kWh=3.6106J。
2．额定电压  额定功率
（1）用电器上标明的电压（或功率）叫做额定电压（或额定功率），用U额（或P额）表示。
（2）用电器上实际工作时的电压（或功率）叫做实际电压（或实际功率），用U实（或P实）表示。
（3）当U额=U实，P额=P实时，用电器才能正常工作。当U额>U实，P额>P实时，用电器不能正常工作。当U额 （4）一个用电器消耗电能的快慢取决于它实际功率的大小。
知识点三：测量小灯泡的电功率

测小灯泡的电功率
测电阻



相同点
所测物理量
灯泡两端的电压（U），通过灯泡的电流（I）

电路图

连入电路时
开关断开，滑动变阻器位于阻值最大处

不同点
原理
P=UI

计算公式
P=UI

滑动变阻器的作用
保护电路，控制灯泡两端电压
保护电路，改变电路中的电流
由实验可知，（1）小灯泡的实际功率不一定等于其额定功率；
（2）实验中需对小灯泡的电功率至少进行三次测量，但不能根据三次测量的数据计算出小灯泡的平均电功率，因为本次试验中多次测量的目的不是为了减少误差，而是为了测量在不同电压下小灯泡的实际功率。
知识点四：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，这种现象叫做电流的热效应。电流通过任何有电阻的导体都会产生热效应。
2．焦耳定律：
（1）焦耳定律：电流通过导体是产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个定律适用于一切电路。其表达式是Q=I2Rt，推导公式（只能在纯电阻电路中使用）：Q=UIt，。
（2）电功与电能：纯电阻电路W=Q；非纯电阻电路W>Q。
3．电热的利用和防止：
（1）电热的利用：利用电热来工作的用电器称为电热器。例如：电炉子、电熨斗、电烙铁等，这些用电器工作时都是将电能全部转化为内能，此时W=Q。
（2）电热的危害和防止：电流通过任何导体都会产生热量，有的用电器（电动机、电风扇、电视机等）工作时，不需要这些热量，但又不得不产生，因此造成了能源的浪费，同时也会使用电器有烧毁的危险，为了防止电热带来的危害，应采取设置散热孔或者安装小风扇来降温。

1．（2022·辽宁阜新·中考真题）下列家用电器中，利用电流的热效应工作的是
A．电风扇 B．电饭锅 C．吸尘器 D．电视机
【答案】B
【分析】根据“下列家用电器中，利用电流的热效应工作的”可知，本题主要考查学生对：电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，根据电流的热效应就是把电能转化为内能进行求解．
【解析】电风扇、电冰箱主要是把电能转化为机械能；电视机主要是把电能转化为声能和光能．
只有电饭锅是把电能转化为内能，是利用电流的热效应．
故选B．
2．（2022·湖南株洲·中考真题）图10是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，通电前A、B两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则

A．I1＝I2，A管中的液面较低
B．I1＝I2，A管中的液面较高
C．I1＞I2，A管中的液面较低
D．I1＞I2，A管中的液面较高
【答案】D
【解析】由图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以I1>I2，故AB错误；
由Q＝I2Rt可知,通电时间相同时，I1>I2,R1＝R2＝5Ω，所以左侧电阻产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A测玻璃管液面较高。
故选D。
3．（2022·江苏宿迁·中考真题）如图所示电路，电源电压恒为6V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R规格为“20Ω  1A”，定值电阻R0的规格为“10Ω  0.5A”。为了保证电路安全，闭合开关后在滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．变阻器R接入电路阻值变化范围为2Ω~20Ω
B．电流表示数允许变化范围是0.2A~0.5A
C．电路消耗的最小电功率为1.2W
D．电阻R0消耗的最小电功率为0.9W
【答案】D
【解析】A．定值电阻与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流。因为电压表量程为0~3V，当电压表示数3V时，定值电阻R0分担电压

电路中电流为

可求出滑动变阻器接入电路中最大阻值为

故A错误；
B．定值电阻R0的规格为“10Ω  0.5A”，所以电路中最大电流为0.5A，当滑动变阻器接入电路中最大阻值为10Ω时，电路中电流最小为

故B错误；
C．电路中电流最小为0.3A时，电路消耗的电功率最小为

故C错误；
D．电路中电流最小为0.3A时，电阻R0消耗的最小电功率

故D正确。
故选D。
4．（2022·山东济宁·中考真题）如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U﹣I图像。下列分析不正确的是（　　）

A．当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W
B．当通过L2的电流为0.45A时，其1min消耗的电能为4320J
C．将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W
D．将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W
【答案】C
【解析】A．当L1两端的电压为100V时，根据图像可知，通过L1的电流为0.2A，其实际功率为
P1=U1I1=100V×0.2A=20W
故A正确，A不符合题意；
B．当通过L2的电流为0.45A时，根据图像可知，L2两端的电压为160V，其1min消耗的电能为
W=U2I2t=160V×0.45A×60s=4320J
故B正确，B不符合题意；
C．将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，由图像可知，通过灯泡L1的电流为0.1A，串联电路电流处处相等，通过灯泡L2的电流也为0.1A；由图像可知，此时灯泡L2两端的电压为20V，则L2的功率为
P2=U'2I'2=20V×0.1A=2W
故C错误，C符合题意；
D．将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，由图像可知，L2两端的电压为220V，并联电路各支路两端电压相等，灯泡L1两端的电压也为220V；由图像可知，通过L1的电流为0.3A，则L1的功率为
P'1=U'1I'1=220V×0.3A=66W
故D正确，D不符合题意。
故选C。
5．（2022·浙江浙江·中考真题）导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动，图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用，那么高度差表示的量是（　　）

A．电流 B．电阻 C．电压 D．电功
【答案】C
【解析】导线中自由电子的定向移动会形成电流，而自由电子的定向移动需要“动力”的推动，电压是形成电流的原因，图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用，所以高度差表示的量是即为电压，与电流做功的多少没有关系。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6．（2022·江苏南通·中考真题）节约能源，人人有责。不提倡的做法是（　　）
A．用节能灯代替白炽灯照明；
B．私家车代替公交车出行
C．离开教室，人走灯灭
D．夏天空调温度调得不要太低
【答案】B
【解析】A．用节能灯代替白炽灯节约电能，光照效果好，故A不符合题意；
B．私家车代替公交车出行，增加碳排放和能源的消耗，故B符合题意；
C．离开教室，人走灯灭，减少不必要的消耗，节约电能，故C不符题意；
D．夏天空调温度调得过低，会使得功率增大，消耗电能较多，浪费能源，所以调得不要太低可以节约电能。故D不符合题意。
故选B。
7．（2022·四川广安·中考真题）如图所示，电源电压6V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，当开关S接到点2时，电压表示数为________V；当开关S转换到点1时，在10s内电流所做的功为________J。

【答案】     2     36
【解析】[1]从图可知，当开关S接到点2时，电阻R1和R2串联，因为R1=10Ω，R2=20Ω，所以电路中的总电阻
R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
而电源电压为U=6V，所以电路中的电流为

则电阻R1两端的电压为
U1=IR1=0.2A×10Ω=2V
[2]当开关S转换到点1时，电路中只有电阻R1，因为t=10s，所以电流所做的功为

8．（2022·辽宁朝阳·中考真题）如图所示电路中，电源电压恒为4.5V，灯L标有“3V　0.9W”，滑动变阻器R上标有“30Ω　1A”的字样，电压表量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，则灯泡正常工作时的电流为__________A，此时通电1min滑动变阻器产生的热量为__________J。为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器连入电路的阻值范围是__________Ω（灯丝电阻保持不变）。

【答案】     0.3     27     5~20
【解析】[1]灯L标有“3V　0.9W”， 则灯泡正常工作时的电流

[2]当灯泡正常工作时，电路中电流为0.3A，滑动变阻器的电压

此时通电1min滑动变阻器产生的热量

[3]当灯泡正常工作时，电路中电流为0.3A，所以电路中电流不能超过0.3A，则此时滑动变阻器的阻值

电压表测量滑动变阻器的电压，电压表量程为0~3V，则U滑最大=3V，此时灯泡的电压为1.5V，灯L标有“3V　0.9W”， 则灯泡阻值

此时电路中电流

则此时滑动变阻器的阻值

所以滑动变阻器的阻值范围为5~20Ω。
9．（2022·江苏扬州·中考真题）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】     温度计示数升高的多少     <     >     >
【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

10．（2022·辽宁辽宁·中考真题）图甲是最大功率为1000W的电煎锅，它分为高、中、低三挡。图乙是其简化电路图，S为总开关，S0为调挡开关，转动S0可将开关调至1、2、3位置。R1、R2、R3为发热电阻且阻值相等。求：
（1）电煎锅的中挡电功率；
（2）将电煎锅调至中挡煎制食物时，3分钟可将50g食物从4℃加热至139℃，电煎锅加热食物的效率。【食物的比热容取4.0×103J/（kg℃）】

【答案】（1）500W；（2）30%
【解析】解：（1）当S闭合，S0接1时，R1、R2、R3串联，处于低温挡；当S0接2时，R2、R3串联，处于中温挡；当S0接3时，只有R3工作，处于高温挡。根据
P=UI和
可知，电阻为

电煎锅的中挡电功率

（2）食物吸收的热量
Q吸＝cmt＝4.0×103J/(kg℃)×50×10-3kg×(139℃-4℃)＝2.7×104J
消耗的电能
W＝P中t＝500W×3×60s＝9×104J
电煎锅加热食物的效率

答：（1）电煎锅的中挡电功率为500W；
（2）将电煎锅加热食物的效率为30%。

一、单选题
1．（2022·江西吉安·九年级期末）根据你的生活经验，你认为最符合实际情况的是（　　）
A．厨房里的电饭煲正常工作时的电功率约为80W
B．手持测温仪的电压为220V
C．教室里的日光灯正常工作时的电流约为0.2A
D．我们家庭用的电动自行车的蓄电池电压一般是220V
【答案】C
【解析】A．电饭煲的功率较大，正常工作的功率在800W左右，故A不符合实际；
B．手持测温仪的电压为3V，故B不符合实际；
C．日光灯的功率约50W，正常工作时的电压为220V，故电流约为0.2A，故C符合实际；
D．我国家庭用的电动自行车的蓄电池电压一般是48V，故D不符合实际。
故选C。
2．（2022·河北承德·九年级期末）如图所示，电源电压为6V、且保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R0的规格为“10Ω、0.5A”，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片P移动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.5A
B．变阻器R接入电路的阻值允许变化范围为0～20Ω
C．电阻R0消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W
D．电路消耗总功率允许的变化范围为1.8W～3W
【答案】C
【解析】A．电源两端电压为6V保持不变，定值电阻为10Ω，由题意知，当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流达到最大值

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以电路最小电流

因此电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.3A，故A错误；
B．当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，滑动变阻器两端电压达到最小值，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，此时电路中的电流为0.3A，则滑动变阻器接入电路的最小电阻

因此，变阻器R接入电路的阻值允许变化范围为10Ω～20Ω，故B错误；
C．由以上分析可知，电阻R0中通过的最大电流和最小电流分别是0.3A和0.2A，根据P=I2R可知，R0消耗的功率最大值和最小值分别是
P大=I大2R0=(0.3A)2×10Ω=0.9W
P小=I小2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W
因此，电阻R0消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W，故C正确；
D．由公式P=UI可得，电路消耗的总功率的最大值和最小值分别为
P总大=UI大=6V×0.3A=1.8W
P总小=UI小=6V×0.2A=1.2W
因此，电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W～1.8W，故D错误。
故选C。
3．（2022·河北唐山·九年级期末）如图甲的电路中，R1、R2的电压与电流的关系如图乙所示，闭合开关，电阻R1两端的电压为U1，通过它的电流为I1，消耗的功率为P1，电流做的功是W1；R2两端的电压为U2，通过它的电流为I2，消耗的功率为P2，电流做的功是W2，则（    ）

A．W1∶W2=1∶3 B．I1∶I2=3∶2
C．U1∶U2=1∶2 D．P1∶P2=3∶1
【答案】A
【解析】由图甲可知、并联，电源电压不变。
C．根据并联电路的电压特点可知

故C不符合题意；
B．根据图乙知，当电压为时，通过它们的电流
，
所以

故B不符合题意；
D．电阻R1消耗的功率为

则电阻R2消耗的功率为

所以

故D不符合题意；
A．通过R1、R2的电流做的功之比是

故A符合题意。
故选。
4．（2022·福建·建瓯市高铁新区实验学校九年级期末）新冠肺炎疫情期间，常用的某款手持式电子测温仪如图甲，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是（　　）

A．图乙中的显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C．被测温者体温越高，整个电路消耗的电能越小
D．若显示仪损坏，闭合开关后，则R与R0依旧有电流通过
【答案】D
【解析】A．由图可知，R与R0串联，因显示仪与热敏电阻并联，故显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B．当被测者体温较高时，显示仪的示数电压表的示数也会变大，由分压原理可知，热敏电阻的电阻变大，即热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大，故B错误；
C．被测者体温越高，热敏电阻的阻值越大，电路的总电阻越大，由可知，电路的电流越小，根据可知，功率越小，由于时间不知，则根据可知无法判定消耗电能的多少，故C错误；
D．若显示仪损坏，闭合开关后，R与R0串联接入电路中，R与R0依旧有电流通过，故D正确。
故选D。
二、填空题
5．（2022·河北唐山·九年级期末）如图所示是威威家的电能表，由表盘信息可知，他家同时使用的用电器总功率不能超______W。其中10（20）A的10A表示的是______。威威家有一台烤面包机，铭牌上标有“220V 900W”字样，某次烤面包机单独正常工作时，电能表的转盘转了45转，则此次烤面包机工作了______min。

【答案】     4400     电能表的标定电流为10A     5
【解析】[1][2]220V表示电能表的工作电压为220V，10（20）A表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A；威威家同时使用的用电器最大总功率为

[3]表示电路中用电器每消耗电能，电能表的转盘转过600转，电能表的转盘转了45转，烤面包机消耗的电能为

由可知，此次烤面包机工作的时间

6．（2022·河北唐山·九年级期末）家庭电路电压都是由附近设立的“变电站”提供的。为了保证居民用电器都能在220V的电压下正常使用，所以变电站输出的电压一般都高于220V，已知居民楼的用电器总功率是88kW，从变电站到居民楼输电线的电阻为0.1Ω，则这些用电器正常使用时通过输电线的电流是______A；变电站的输出电压是______V，输电线损失的功率是______kW。
【答案】     400     260     16
【解析】[1]通过输电线的电流为

[2]输电线分担的电压

供电设备的输出电压

[3]输电线损失的功率

7．（2022·贵州贵阳·九年级期末）如图所示电路电源电压保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。闭合开关S，当滑片P处于R2的最右端时，电路中的电流为I1，R1的功率是0.8W；当滑片P向左移至R2的中点时，电路中的电流为I2，且。则该电路工作时的最小功率是______W。

【答案】2.4
【解析】闭合开关，、串联。当滑片P处于的最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流为
①
根据可知的功率
②
当滑片P向左移至的中点时，电路中的电流
③
根据可知，可以列等式
④
联立可知


电源电压不变，根据可知，总电阻最大时，总功率最小，当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，该电路工作时的最小功率

8．（2022·湖北·襄阳四中九年级）如图所示，灯泡规格均相同，甲图中电压恒为6V，乙图中电压恒为12V。分别调节R1、R2使灯均正常发光，那么此时电路消耗的总功率之比P1∶P2=___________ ，可变电阻接入电路中的电阻值之比R1∶R2=___________ 。

【答案】     1∶1     1∶4
【解析】[1]灯泡规格相同，故灯泡正常工作时通过灯泡的电流相同都为I，故电压为6V的电路干路电压为2I，电压为12V的电路干路电流为I，故


故

[2]根据欧姆定律可得式子
  ①
  ②
用①除以②可得

解上式可得

所以

三、实验题
9．（2022·陕西·渭南中学九年级期末）在探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”时，实验小组同学猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图器材和电源、开关、导线、电流表等进行了探究实验，其中甲、乙、丙三个相同装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气。
（1）实验是通过比较U形管中液面高度差的变化来比较电阻丝产生热量的多少，这里采用了___________法；
（2）要探究电热与电阻的关系，应选用___________组合，并将它们___________联接到电源两端进行实验；
（3）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，可以探究电热与___________的关系，结论是：___________。电路连接不变，假如将丙装置中瓶外的电阻丝也密封到瓶内，实验会发现___________（选填“乙瓶”或“丙瓶”）内电阻丝产热更多。

【答案】     转换     甲、乙     串     电流     在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多     乙瓶
【解析】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，容器内气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这是转换法。
（2）[2][3]要探究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验，实验中采用的方法是控制变量法。
（3）[4]选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，根据并联电路的电流关系可知，通过两个容器内电阻的电流不同，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过乙的电流较大，而电阻大小和通电时间相同，因此可以探究电热与电流的关系。
[5]通过实验可知，乙中U形管中液面的高度差要大一些，这说明乙中电阻产生的热量多，故结论为：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
[6]电路连接不变，假如将丙装置中瓶外的电阻丝也密封到瓶内，该电路为并联电路；乙中电阻为10Ω；根据并联电路的电阻关系可知，丙中的总电阻比各个电阻小，即丙中的总电阻为小于10Ω，通过容器内电阻的电流和通电时间相同，电阻不同，则探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以乙瓶内电阻丝产热更多。
10．（2022·内蒙古·乌拉特前旗第三中学九年级期末）在“测量小灯泡电功率”的实验中，器材有“”的小灯泡、电阻约为，规格为“”“”的两个滑动变阻器、四节新干电池。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整_______；
（2）为了操作顺利进行，滑动变阻器的规格应选______。开关闭合前滑动变阻器的滑片应置于______；（填“最左端”或“最右端”）
（3）闭合开关，小明发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是______；
（4）排除故障后，调节滑动变阻器，使小灯泡在额定电压下正常发光时，电流表的示数为______A（如图乙所示），则灯泡的额定功率为_________________________ W；
（5）第二小组的同学在实验中发现，本组的电压表的量程已损坏，而的量程可以使用，经过研究设计了如图丙所示电路，完成了小灯泡额定功率的测量，实验时，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为______V时，小灯泡正常发光；
（6）第三组同学没有更换任何器材想利用此电路探究电流与电压的关系，多次测量，并绘制了小灯泡的与的关系图像如图丁所示，分析图像可知电压表与电流表的示数之比______（选填“变大”、“变小”或“不变”），且不成正比，导致这一结果的原因是______；
（7）完成测量后，同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡，探究电流与电阻的关系。得到的与的关系图像如图戊所示，当电阻为时，换为的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为______V，多次换用阻值不同的电阻，进行正确操作后即可得出结论：______。

【答案】               最左端     小灯泡短路了     0.3     1.14     2.2 变大 见解析 左  2    电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比

【解析】（1）[1]灯的额定电压为，故电压表选用的量程与灯并联，变阻器按一上一下串联接入电路中，如下所示

（2）[2][3]由题意可知，电源电压

小灯泡的额定电压为，电阻大约为，由欧姆定律可知，灯的额定电流为

根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，变阻器分得的电压为

由欧姆定律，滑动变阻器接入电路的电阻为

故应选用规格为“”的滑动变阻器；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，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的最左端。
（3）[4]电流表有示数，说明电路不是断路，电压表无示数，可能是与电压表并联的支路短路，因此故障可能是小灯泡短路了。
（4）[5][6]图乙中电流表选用小量程，分度值为，示数为，则小灯泡的额定功率是

此时灯泡的电阻为

（5）[7]灯泡在额定电压下正常发光，即灯泡两端的电压为

时，灯泡正常发光，由图丙可知，电压表测滑动变阻器两端的电压，由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压应为

（6）[8][9]由图丁可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，因此电压表与电流表的示数之比变大，由欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由可知，电压和电流都增大时，电功率增大，温度升高，说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
（7）[10][11]由图像可知，定值电阻两端的电压

根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由改接成的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻关系的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联电路的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为不变。
[12]由图戊图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。
11．（2022·重庆市璧山中学校九年级期末）在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻”的实验中：

（1）实验小组连接了如图甲所示的电路，同组的小明发现电路有一根导线连接有误，请你在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的连线；( )
（2）排除故障后，移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑片向___________（选填“左”或“右”）移动；
（3）小明根据测出的数据在图乙中画出了小灯泡电流随电压变化的关系图像。小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω。小明分别求出不同电压下小灯泡的电阻，然后求出电阻的平均值，他的这种做法___________（选填“合理”或“不合理”）；
（4）小明发现，还可以利用这些实验器材测量小灯泡的电功率，经过以上实验测得小灯泡的额定功率为___________W，小灯泡的亮度与___________有关；
（5） 另一组小雨在没有电流表的情况下用图丙所示的电路测R2的阻值，其中R是电阻箱（阻值可调、可读），请帮助她完成实验步骤：
①只闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出电压表读数为U1，读出电阻箱的读数为R；
②只闭合开关___________，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，读出电压表读数为U2；
③则R2=___________（用U1、U2、R表示）。若步骤②中，不小心将滑片向右移动了少许，其它操作正确，则测得R2的阻值比真实值偏___________（选填“大”或“小”）。
【答案】          左     12.5     不合理     0.5     实际功率     S1、S2          大
【解析】（1）[1]图中电压表与灯泡串联，电流表与灯泡并联了，应该是电压表与灯泡并联，电流表与电阻串联，如图所示：

（2）[2]电压表的示数为2.2V低于小灯泡的额定电压，所以应该增大小灯泡两端的电压，小灯泡才能正常发光，根据串联分压的规律可知则应减小滑动变阻器连入电路的电阻从而减小滑动变阻器两端的电压，所以应将滑片向左移动。
（3）[3]由图乙知小灯泡正常发光时的电流为0.2A，小灯泡正常发光时的电阻

[4]小灯泡在不同电压下的电阻不同，分别求出不同电压下小灯泡的电阻，然后求出电阻的平均值，他的这种做法不合理。
（4）[5]小灯泡正常发光时的电压是2.5V，此时通过小灯泡的电流为0.2A，则小灯泡正常发光时的电功率
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
[6]由实验可知，小灯泡两端的电压越大，流过小灯泡的电流越大，小灯泡越亮，根据P=UI可知，小灯泡的实际功率越大。
（5）[7][8]只闭合开关S1、S3，电压表测量定值电阻R2两端的电压，移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出定值电阻R2两端电压为U1，读出电阻箱的读数为R；②只闭合开关S1、S2，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，用电压表测量电阻箱和定值电阻R2两端的总电压为U2；根据串联电路电压特点得，电阻箱两端的电压为
U箱=U2-U1
根据串联电路电流特点得

定值电阻R2的阻值

[9]若步骤②中，不小心将滑片向右移动了少许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，分担的电压变大，则电阻箱和定值电阻R2分担的电压变小，则U2变小，其它测量准确，由

得，R2测量值会变大。
四、计算题
12．（2022·山东青岛·中考真题）小明家的电热水壶电热丝断了，他想用一根新电热丝替换，但不知道阻值，于是他用伏安法进行了测量，用记录的多组数据描绘出的U－I图像，如图所示。在老师的安全指导下，小明利用重新组装好电热水壶，接在220V家庭电路中能正常工作，忽略温度对电阻的影响。求：
（1）的阻值；
（2）新电热水壶的额定功率；
（3）新电热水壶工作400s，把质量为1kg的水从20oC加热到100oC，其加热效率是多少。[]

【答案】（1）44Ω；（2）1100W；（3）76.36%
【解析】解：（1）由欧姆定律得，的阻值

（2）新电热水壶的额定功率

（3）新电热水壶工作400s，把质量为1kg的水从20oC加热到100oC，由得，热水壶消耗的电能为

水吸收的热量为

其加热效率是

答：（1）的阻值为44Ω；
（2）新电热水壶的额定功率为1100W；
（3）新电热水壶工作400s，把质量为1kg的水从20oC加热到100oC，其加热效率76.36%.
13．（2022·福建南平·九年级期末）电源电压为25V且保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其上标有“50Ω 2A”的字样，电流表A1的量程为0~0.6A，电流表A2的量程为0~3A，灯泡L标有“5V 1W”的字样。求：
（1）灯泡L正常工作时的电流是多大？
（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡恰好正常工作，求R1的阻值；
（3）S、S1、S2均闭合，求滑动变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路功率最大。

【答案】（1）0.2A；（2）100Ω；（3）12.5Ω
【解析】解：（1）由可得，灯泡的额定电流

（2） 闭合S、断开S1、S2，R2开路，R1与L串联，灯泡正常工作，R1两端的电压

由欧姆定律得，定值电阻的电阻大小为

（3）S、S1、S2均闭合时，电路电压为25V，L短路，R1与R2并联，此时通过R1的电流为

R1的电功率为

如果电路干路中的电流为电流表A2允许通过的最大电流3A，而R1的电流为0.25A，这时R2通过的电流为

超过了变阻器允许通过的最大电流， R2中能通过的最大电流为2A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为

R2最大功率为

从而电路中最大功率为

答：（1）灯泡L正常工作时的电流是0.2A；
（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡恰好正常工作，R1的阻值100Ω；
（3）S、S1、S2均闭合，滑动变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路功率最大12.5Ω。
14．（2022·河北唐山·九年级期末）如图甲所示电路中，电源电压为4V且保持不变。小灯泡L标有“4V 2W”字样，通过定值电阻R的电流随它两端电压变化的图像如图乙所示。电流表有0~0.6A、0~3A两个量程。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻和R的电阻；
（2）当开关S和S1都闭合后，电流表的示数I；
（3）用一规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器替换小灯泡L，当开关S和S1都闭合后，电路消耗的最小功率和最大功率。

【答案】（1）8Ω，20Ω；（2）0.7A；（3）1.6W，8.8W
【解析】解：（1）根据可知小灯泡正常发光时的电阻

即小灯泡正常发光时的电阻为8Ω。
从图中可知，当定值电阻两端的电压为4V时，通过定值电阻的电流为0.2A，根据欧姆定律可知

即R的电阻为20Ω。
（2）当开关S和S1都闭合后，R、L并联，电流表测量干路电流，电源电压为4V，则灯泡正常发光，根据P=UI可知通过灯泡的电流

从图中可知，当定值电阻两端的电压为4V时，通过定值电阻的电流为0.2A，根据并联电路的电流特点可知，电流表的示数
I=I1+IL=0.2A+0.5A=0.7A
即当开关S和S1都闭合后，电流表的示数为0.7A。
（3）用一规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器替换小灯泡L，当开关S和S1都闭合后，定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测量干路电流。电源电压不变，根据P=UI可知，干路电流最小时，总功率最小，干路电流最大时，总功率最大。电源电压为4V，通过定值电阻的电流为0.2A不变，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，通过滑动变阻器的电流最小，为

干路电流的最小值
I小=0.2A+0.2A=0.4A
电路消耗的最小功率
P小=UI小=4V×0.4A=1.6W
即电路消耗的最小功率为1.6W。
当电流表选择0~3A量程时，通过滑动变阻器的电流最大为2A，此时干路电流最大为
I大=2A+0.2A=2.2A
电路消耗的最大功率
P大=UI大=4V×2.2A=8.8W
即电路消耗的最大功率为8.8W。
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻和R的电阻分别为8Ω、20Ω；
（2）当开关S和S1都闭合后，电流表的示数I为0.7A；
（3）用一规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器替换小灯泡L，当开关S和S1都闭合后，电路消耗的最小功率和最大功率分别为1.6W、8.8W。