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初中物理人教版九年级全册第2节 电功率精品课后复习题
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这是一份初中物理人教版九年级全册第2节 电功率精品课后复习题，文件包含182电功率学生版-九年级物理全册同步精品讲义人教版docx、182电功率教师版-九年级物理全册同步精品讲义人教版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共47页， 欢迎下载使用。
课时18.2 电功率（帮课堂）（解析版）
【学习目标】
1.知道电功率的概念、定义式和单位；
2.知道千瓦时的由来和意义；
3.知道额定电压和额定功率；
4.了解我们身边常见电器的电功率值；
5.会用公式P=UI进行简单的计算。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、电功率
1.实验探究：电流做功的快慢
观察电能表面板上铝盘的转动，会发现有时慢悠悠，有时急匆匆，再观察家中的用电器可知，铝盘转动的快慢跟接入电路中的用电器有关。具体有什么关系呢？通过下面实验进行探究。
实验过程
分别把一只24W的节能灯和一只500W的电吹风接在同样的电路中，比较电能表铝盘转动的快慢
实验现象
当把500W的电吹风接入电路中正常工作时，电能表铝盘转动得较快，即在相同时间内，铝盘转动的转数多
分析论证
电能表铝盘转动的快，说明用电器消耗的电能快，即电流做功快；电能表铝盘转动慢，说明用电器消耗电能慢，即电流做功慢
探究归纳
电流做功除了有多少之分，还有快慢之分
2.比较电流做功的快慢的三种方法
（1）相同时间内，比较电流做功的多少，电流做功越多，表示电流做功越快；
（2）做相同的电功，比较所用时间的长短，所用时间越短，表示电流做功越快；
（3）在物理学中，用电功与时间的比值表示电流做功的快慢，比值越大，表示电流做功越快。
可见，我们使用的电能是由其他形式的能转化而来的。发电机和电池就是实现这种转化的装置。
3.电功率
（1）定义：电功与时间之比叫做电功率，用字母P表示。
（2）物理意义：在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢。电功率越大，电流做功越快，电功率越小，电流做功越慢。
（3）单位：在国际单位中，电功率单位是瓦特，简称瓦，符号是W。
常用单位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。换算关系：1kW=103W，1W=103mW。
4.常用用电器的电功率
家用空调
吸尘器
电吹风
台式计算机
约1000W
约800W
约500W
约300W
32英寸液晶电视机
电饭煲
手电筒
计算器
约100W
约1000W
约0.5W
约0.5mW
5.电功率的计算
（1）定义式：。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。
公式中各符号所代表的物理意义：
P—电功率，单位：瓦特（W）；W—电功，单位：焦耳（J）；t—时间，单位秒（s）。
（2）计算式：将W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。
公式P=UI中各符号的物理意义：P—电功率，单位：瓦特（W）；U—电压，单位：伏特（V）；I—电流，单位安培（A）。
（3）导出式：、。
对于纯电阻电路，由P=UI及可推导出上述导出式。
培优拓展：电路中电功率关系的三个推论
1.两个比例关系
推论一：对于纯电阻串联电路来说，由可知各电阻消耗的电功率与其阻值成正比，即P1：P2：…=R1：R2：…
推论二：对于纯电阻比例电路来说，由可知各电阻消耗的电功率与其阻值成反比，即
2.电路的总电功率
推论三：无论是串联电路还是并联电路，整个电路消耗的总电功率都等于各个用电器消耗的电功率之和，
即：
6.对电功率的理解
P与U、I不是简单的正比关系
由公式P=UI可知，电功率的大小与电路两端电压U、通过电路的电流I两个因素有关。不能简单地认为电功率仅与电压成正比或仅与电流成正比，因为加在电路两端的电压变化时，通过电路的电流也会随之变化。
可反映电功的效果
例如，同一个灯泡其电功率越大，说明单位时间内电流通过灯泡做的功越多，则灯泡的亮度就越大。
比值定义法
电功率是电功和时间的比来定义的，而用比值定义法来定义一个物理量在物理学中是比较常见的，还有速度、密度、压强等。
7.电功和电功率的区别与联系
电功
电功率
区别
定义
电流通过导体或用电器所做的功
电功与时间之比
物理意义
表示电流做功多少的物理量
表示电流做功快慢的物理量
实质
电流做功过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能
电流通过导体或用电器时，单位时间内消耗的电能
计算公式
W=Pt，W=UIt
P=UI，
决定因素
由电压、电流和通电时间三个因素的乘积决定
由电压、电流的乘积决定
单位
kW·h、J
kW、W、mW
联系
利用公式的变形公式W=Pt可知，电功由电功率和电流做功的时间决定。
注意
电功率大，电流做功不一定多；电功率小，电流做功不一定少。
【典例1】下列关于电能的说法正确的是（ ）。
A．可以通过电流表把电能直接测量出来；
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦；
C．消耗电能越多的用电器，电功率就越大；
D．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
【答案】D。
【解析】A．电流表只能测量通过用电器的电流，而电能表是能够测量用电器消耗电能的多少的仪表，故A错误；
B．电能的常用单位是千瓦时，也就是度；千瓦是电功率的常用单位，故B错误；
C．由知道，用电器消耗电能较多，但通电时间不确定时，功率大小则不能确定，故C错误；
D．当电风扇和电烙铁消耗相同的电能时，由于电风扇主要是把电能转化为机械能，所以，产生的热量远小于电烙铁产生的热量，故D正确。
【典例2】如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压不变，两根电热丝的电阻关系为，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，低温档时的发热功率为。求：
（1）和的电阻值；
（2）电热器处于高温档时的总功率；
（3）如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让、的水，温度升高多少？（水的比热容为）
【答案】（1）110Ω；55Ω；（2）1320W；（3）60℃。
【解析】（1）旋转开关当接时，仅连入电路，电热器处于低温档。
由电功率公式
得
所以
（2）旋转开关，当接，接时，和并联，电热器处于高温档。
发热功率
发热总功率
（3）高温档产生热量
水吸热
由得
在1个标准大气压下水沸点为，水沸腾过程中水温不再升高，不会达到，所以水末温应为，水升高的温度。
答：（1）和的电阻值分别为110Ω、55Ω；（2）电热器处于高温档时的总功率为1320W；（3）如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让、的水，温度升高为60℃。
知识点二、“千瓦时”的来历
1.由得W=Pt，所以1千瓦时可以看作电功率为1kW的用电器正常工作1h所消耗的电能，其大小为W=Pt=1kW×1h=1000W×3600s=3.6×106J。
2.利用公式进行计算时，通常可采用两套单位：
（1）当电功的单位用焦耳（J），时间单位用秒（s），电功率的单位用瓦特（W）；
（2）当电功单位用千瓦时（kW·h）时，时间单位用小时（h），电功率单位用千瓦（kW）。
这两套单位必须配套使用，才能保证计算正确。
【典例3】郝奇同学周末给外婆整理房间时发现，有一双如图所示的烘鞋器左脚已不通电，右脚还能正常工作。郝奇同学在220V的家庭电路中只接入烘鞋器的右脚，工作3min观察到标有“220V，2000imp/kW.h”的家用电能表指示灯闪烁了1次。再拆开检修时发现左右脚的电阻丝是并联的，左脚的电阻丝已锈蚀，于是他用一根新的电阻丝R1进行替换，然后在220V家庭电路中只接入烘鞋器的两脚，3min内观察到这个电能表的指示灯闪烁了11次，求：
（1）只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率；
（2）电阻丝R1的阻值；
（3）为使这套烘鞋器的左右脚的电功率相等，应将左脚替换为阻值为R2的另一新电阻丝，则R1和R2的阻值相差多少？
【答案】（1）10W；（2）484Ω；（3）4356Ω。
【解析】（1）只接入烘鞋器右脚时消耗的电能
只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率
（2）接入双脚时消耗的电能
总功率
R1的功率
电阻丝R1的阻值
（3）原先左脚的电阻
则R1和R2的阻值相差。
答：（1）只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率为10W；（2）电阻丝R1的阻值为484Ω；（3）则R1和R2的阻值相差4356Ω。
知识点三、额定电压 额定功率
1.现象探究—用电器的电功率
实验过程
取一个标有“36V、25W”的小灯泡，把它接在36V的电源上，观察它的发光情况；再把它接在24V、40V的电源上，观察它的发光情况
实验现象
该灯泡接在36V的电路中，正常发光；接在24V的电路中，发光较暗；接在40V电路中，发光强烈
现象分析
该灯在36V电压下处于正常工作状态，所观察到的亮度是功率为25W时的发光情况，而在24V和40V电压下它都不能正常发光，其功率分别低于和高于25W。
实验结论
在不同电压下，同一用电器的电功率不一样大；用电器实际电功率随着它两端电压的变化而变化。
2.额定电压和额定电功率的相关物理量
额定电压
用电器正常工作时的电压。用电器的铭牌和使用说明书上标明的电压值就是额定电压，常用U额表示。
额定功率
用电器在额定电压下工作时的电功率。用电器铭牌和使用说明书上标明的功率就是额定功率，常用P额表示。
额定电流
用电器在额定电压下工作时的电流，常用I额表示。
实际电压
用电器实际工作时两端的电压。用电器的实际电压，与额定电压可能相同，也可能不相同。当用电器的实际电压明显低于或高于额定电压时，用电器就不能正常工作。实际电压常用U实表示。
实际功率
用电器在实际电压下工作时的电功率。它与额定功率可能相同，也可能不相同。实际功率用P实表示。决定灯泡亮度的是实际功率。
3.额定功率P额与实际功率P实的区别与联系
额定功率
实际功率
区别
概念
用电器在额定电压下工作时的电功率
用电器在实际电压下工作时的电功率
是否变化
是唯一的，不随实际电压的变化而变化
不是唯一的，不同的电压值，对应的实际功率不同
联系
当U实=U额时，I实=I额，则P实=P额，用电器正常工作；
当U实>U额时，I实>I额，则P实>P额，用电器不能正常工作，且可能被损坏；
当U实
培优拓展：
1.凡是用电器铭牌或说明书上标注的电压、电流、电功率等值，都是额定值。
2.在使用用电器时，应尽量保证用电器两端电压等于或接近其额定电压，这样才能使用电器更好地发挥作用，延长其使用寿命。
4.额定功率与实际功率的计算
（1）由欧姆定律可推导出，用电器的额定功率，用电器的实际功率。
（2）当用电器阻值不变时，由可推出。
（3）当用电器在额定电压U额下工作时，其功率为额定功率P额，故根据可求出用电器在额定电压下工作时的电阻。
5.串联电路和并联电路中电功和电功率的关系
串联电路
并联电路
电功
电功率
总电功率
，
，
电功率的比例关系
【典例4】实验室有两只额定电压相同的小灯泡、，小华想知道哪只灯泡额定功率大，于是将它们串联接入电路，如图所示。闭合开关，两只灯泡均发光，电压表示数比小，此时实际功率大的小灯泡是______。据此小华可以判断，额定功率大的小灯泡是______。
【答案】L2；L1。
【解析】[1][2]两个灯泡串联在电路中，电压表V1测灯L1的电压、V2测灯L2的电压，V1的示数小于V2的示数，据串联电路的特点知，通过两灯的电流相同，据P=UI知，两灯的实际功率P1
据知，两个小灯泡的电阻R1
所以额定功率大的小灯泡是L1。
知识点四、测量电功率的三种方法
1.功率表测功率
如图所示，是专用的功率表，也叫瓦特表，常用于专业的测量中，在日常生活中应用较少。
2.“伏安法”测功率
在中学阶段，我们最常见的是通过电流和电压的测量来间接测量用电器的电功率。由P=UI可知，只要测出用电器两端电压和通过的电流，就可以计算出该用电器的实际电功率。
3.电能表测电功率
在精确度要求不高时，也可以用家庭电能表和钟表测量用电器的电功率。
【方法帮】
题型一：对电功率的理解
★易错警示
电功率与电功是两个不同的概念：电功是表示电流做功多少的物理量，其单位是kW·h或J；电功率是电功与通电时间的比值，表示电流做功的快慢，其单位是kW或W。
【典例】下列说法正确的是（ ）。
A．电流通过用电器消耗的电能越多，用电器的功率越大；
B．千瓦、千瓦•时都是电功率的单位；
C．电功是表示电流做功快慢的物理量；
D．“220V 60W”的灯泡正常工作时，每秒消耗60J的电能
【答案】D。
【解析】电流通过用电器消耗的电能越多，通过用电器的电流做功越多，但用电器功率不一定越大，应还与通电的时间有关，故A错误；
千瓦是电功率的单位，千瓦•时是电功的单位，故B错误；
电功是表示电流做功多少的物理量，电功率是表示做功快慢的物理量，故C错误；
“220V 60W”的灯泡正常工作时，额定电压是220V，额定功率60W，所以，每秒消耗的电能是：W=Pt=60W×1s=60J，故D正确，故选D。
题型二：及其变形公式的应用
“正常发光”即小灯泡正常工作，在额定电压下以额定的功率工作。
【典例】将分别标有“6V，6W“和“3V，3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端，_____灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙＝_____。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
【答案】甲；1：2。
【解析】由P＝可得，两灯的电阻分别为：R甲＝＝6Ω，R乙＝＝3Ω，
若两灯串联，因串联电路中电流处处相等，R甲＞R乙，由P＝I2R可得P甲实＞P乙实，所以甲灯比乙灯更亮；
若并联接在该电源两端，并联电路中各支路两端电压相等，即U并甲＝U并乙，由P＝UI＝可得，两灯消耗的功率之比：P并甲：P并乙＝：＝＝＝。
题型三：额定功率与实际功率的计算
额定功率和实际功率的桥梁—电阻
当用电器的电阻大小不变时，可先由额定参数求出用电器的电阻，然后再结合实际工作时的电压、电流，利用公式或计算出实际功率。
【典例】如图所示，电源电压不变，灯泡L1标有“6V 3W”，灯泡L2标有“6V 6W”，灯泡的电阻均不变。只闭合开关S、S1时，恰好一盏灯正常发光，另一盏灯比正常发光暗，则电源电压为 V。只闭合开关S、S2时，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为3V时，变阻器连入电路的阻值为 Ω。此时灯泡L1的实际功率为 W。
【答案】9：24；0.75。
【解析】（1）灯泡L1标有“6V 3W”，表示L1灯的额定电压为6V，额定功率为3W，
由P＝UI可得，L1灯的额定电流为：I1＝＝＝0.5A，
由欧姆定律可得，L1灯的电阻为：R1＝＝＝12Ω；
同理，灯泡L2标有“6V 6W”，表示L2灯的额定电压为6V，额定功率为6W，
L2灯的额定电流为：I2＝＝＝1A，
由欧姆定律可得，L2灯的电阻为：R2＝＝＝6Ω；
只闭合开关S、S1时，两灯串联，只有一盏灯正常发光，另一盏灯比正常发光暗，因串联电路各处的电流相等，且0.5A＜1A，所以此时电路中的电流为0.5A，L1 正常发光（电压为额定电压6V），
由欧姆定律可得，L2的实际电压为：U2实＝I1R2＝0.5A×6Ω＝3V，
根据串联电路电压的规律，电源的电压：U＝U1+U2实＝6V+3V＝9V；
（2）只闭合开关S、S2时，L1灯与变阻器串联，电压表测L1灯的电压，
调节变阻器的滑片，使电压表的示数为3V时，由欧姆定律可得，电路中的电流为：
I＝＝＝0.25A；
根据串联电路的规律及欧姆定律可得，变阻器连入电路的阻值为：R滑＝＝＝24Ω；
此时灯泡L1的实际功率为：P 1实＝I2R1＝（0.25A）2×12Ω＝0.75 W。
题型四：灯泡亮度的比较
判断灯泡亮度的方法
比较灯泡的亮度实际上就是比较灯泡的实际功率的大小。
（1）在串联电路中，由可知，电流相等，电阻大的灯泡实际功率大，亮度高；
（2）在并联电路中，由可知，电压相等，电阻小的灯泡亮度高。
【典例】下列物理量中，反映不同灯泡亮暗程度的是（ ）。
A.灯泡两端电压的大小；
B.灯泡电阻的大小；
C.通过灯泡的电流强度的大小；
D.灯泡工作时的电功率的大小
【答案】D。
【解析】A.根据电功率公式P=UI，可知灯泡的功率是其两端电压和通过灯泡的电流的乘积，所以在电流不确定的情况下，灯泡两端电压的大小无法反映灯泡的亮暗程度，故A不符合题意；
B.根据电功率的推导公式可知，在电压不确定的情况下，灯泡的电阻无法反映灯泡的亮暗程度，故B不符合题意；
C.根据电功率的推导公式可知，在电阻不确定的情况下，通过灯泡的电流无法反映灯泡的亮暗程度，故C不符合题意；
D.灯泡的亮暗程度由灯泡的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮，所以说灯泡工作时的电功率的大小，反映不同灯泡亮暗程度，故D符合题意。
故选D。
题型五：电功率的比值计算
纯电阻电路中电功率计算公式的选用技巧
（1）两个电阻串联接入电路，因串联电路中电流相同，比较两个电阻的电功率时优先考虑用公式；
（2）两个电阻并联接入电路，因并联电路两电阻两端电压相同，比较电阻电功率时优先考虑公式；
（3）若已知电阻两端电压和通过电阻的电流，优先考虑公式P=UI。
【典例】额定电压均为6V的甲、乙两灯，U-I图线如图所示下列说法正确的是（ ）。
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小；
B．甲、乙两灯的额定功率之比为4:1；
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2；
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1:3
【答案】D。
【解析】A．由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大．故A错误；
B．由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额=0.6A，I乙额=0.3A，
则，故B错误；
C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲=0.3A，I乙=0.2A，
根据可知电阻之比是：，故C错误；
D．把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象知道，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙=U甲I：U乙I=2V：6V=1：3，故D正确。
题型六：开关类动态电路中电功率的计算
（1）根据开关的通、断确定电路的连接方式；
（2）明确电流表、电压表测量的对象；
（3）画出等效电路，在图中标出相应的物理量；
（4）根据欧姆定律、串并联电路的特点及电功率计算公式进行求解。
【典例】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
（1）求R1的阻值；
（2）求R2的最大阻值；
（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？
【答案】（1）8Ω；（2）10Ω；（3）8Ω；0.25W。
【解析】（1）由题意知，闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。则R1的阻值为
（2）由题意，结合图甲和图乙可知，滑动变阻器滑动触头从a端移动到b端的过程中，电路中的总电阻增大，电流减小，当滑动变阻器滑片滑到b端时，电压表V1的示数为1.2V，电压表V2的示数为2.7V。则此时加在滑动变阻器两端的电压为U4=U2-U3=2.7V-1.2V=1.5V
此时电路中的电流为0.15A，则R2的最大阻值为
（3）当滑动变阻器的滑片在a端时，可知
当滑动变阻器的滑片在b端时，可知
由以上两式子联立可得U=3V，R0=2Ω。可知，电源的电压为3V。
同时闭合S1和S2，电阻R0被短路，此时电路中只有R1和R2串联接入电路，R2的电功率为
当R2的阻值为8Ω时，P取得最大值，最大值为0.25W。
答：（1）R1的阻值为8Ω；（2）R2的最大阻值为10Ω；（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为8Ω时，R2的电功率最大；R2电功率的最大值是0.25W。
题型七：滑动变阻器类动态电路中电功率的计算
电功率的极值
（1）对整体电路：应电源电压不变，由公式可知，电路中总电阻最大时，电路总功率最小；电路中总电阻最小时，电路总功率最大；
（2）对电路中某一用电器（电阻不变）：由P=I2R可知，当通过它的电流最大时，其电功率最大；当通过它的电流最小时，其电功率最小。
【典例】如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器（其最大阻值为40Ω）．闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率随R1电阻变化关系如图乙所示，根据图像信息。求：
（1）电路中最小电流；
（2）电源电压；
（3）R0消耗的最大电功率．
【答案】（1）0.2A；（2）10V；（3）10W。
【解析】（1）由图甲可知：R0、R1串联，当滑动变阻器R1的滑片P在a端时，连入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，R1电阻最大为40Ω时，功率；
由可得： ；
（2）由图乙可知，当R1=10Ω时，功率P1=2.5W，
由可得：；
根据欧姆定律和串联电路的特点可得当R1=10Ω时电源电压：
-------①
当R1=40Ω时电源电压：------②
解①②可得：R0=10Ω，U=10V；
（3）当滑动变阻器连入电路的电阻为0时，R0的功率最大为：。
故答案为 0.2A；10V；10W。
【中考帮】
考点一：电功率的相关计算
【典例】（2022·百色）如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P－I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
【答案】（1）10Ω；（2）54J；（3）6V；（4）2Ω。
【解析】（1）灯泡的型号规格为“5V，2.5W”，即灯泡的额定功率P额=2.5W，U额=5V
根据公式P=UI变形得
（2）当滑动变阻器完全接入电路时，即滑片P位于b端，此时电路中接入的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，消耗的电功率最小，由乙图可知，P位于b端时，此时灯泡消耗的电功率为
P灯=0.9W
根据电能公式W=Pt得，滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能W灯= P灯t=0.9W×1×60s=54J
电源电压为①
（3）当滑动变阻器的滑片P滑到中点时，电路中的电流为0.4A，此时电源电压为
③
由①③式得
代入①式得
（4）灯泡电流最大为
最大电流小于电流表的量程，所以电路中最大电流只能为0.5A，且滑动变阻器必须接入，根据串联电路中电压的规律可知，当电路中的电流最大为0.5A时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，此时灯泡两端电压为5V，滑动变阻器两端电压为1V，且不超过电压表量程的最大值，所以此时接入电路的阻值为最小值
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为10Ω；（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能为54J；（3）电源电压为6V；（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为2Ω。
该题要求同学们能对常见的物理问题进行分析，理解并掌握电路中电流、电压、电阻和电功率的关系，能灵活应用欧姆定律、电功率计算公式等解决问题。这是物理核心素养科学思维的体现。
考点二：实际功率和额定功率
【典例】（2022·湖北宜昌）小君为了知道家中电饭锅（图甲）的耗电情况，将电饭锅接入图乙所示的功率计量插座，测量其工作时的电流、电压和消耗的电能。已知电饭锅的额定电压为220V，电路如图丙所示，S2为温控开关，盛有米和水的锅放在发热盘R1上，限流电阻R2的发热不能被利用。某次测量得到煮饭和保温的数据如下表所示，不计温度对电阻的影响和散失的热量。
电压/V
电流/A
消耗电能/度
煮饭
198
3.6
0.297
保温
198
0.3
（1）电阻R1的阻值及煮饭时间是多少？
（2）电阻R2的阻值及保温时发热盘的功率是多少？
（3）小君认为电饭锅煮饭时实际功率比额定功率小，更省电。你是否赞同他的说法？说明你的理由。
【答案】（1）55Ω，1500s；（2）605Ω，4.95W；（3）见详解。
【解析】根据电路图，当S1、S2闭合时，电路只有R1接入电路，为煮饭挡；当S1闭合、S2断开时，两电阻串联接入电路，为保温挡。
（1）R1的阻值为
煮饭时间
（2）保温时的总电阻为
所以R2的阻值为R2=R总-R1=660Ω-55Ω=605Ω
此时，发热盘的实际功率为
（3） 不赞同，因为煮熟同一锅饭需要的能量是一定的，不会省电。
该题要求同学们理解并掌握额定电压、额定功率、实际电压、实际功率等物理概念，同时结合欧姆定律分析、计算用电器的实际功率。这是物理核心素养的物理观念和科学思维的体现。
【作业帮】
一、基础练（知识巩固）
1.两个灯泡串联在电路中，其中一盏灯正常发光，另一盏灯发光较暗，则下列说法正确的是（ ）。
A．发光较暗的灯泡电阻大，两端电压大，电功率小；
B．发光较暗的灯泡电阻小，两端电压小，电功率小；
C．正常发光的灯泡两端电压大，通过的电流大，电功率大；
D．正常发光的灯泡灯丝的电阻小，通过的电流大，电功率大
【答案】B。
【解析】AB．两灯串联，电流相同，根据串联分压，电阻大的电压大，实际功率大，电阻小的，电阻两端的电压小，实际电功率小，故A错误，B正确；
CD．两灯串联，电流相同，故CD错误。
故选B。
2.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动至中点的过程中（ ）。
A．灯泡的亮度变大 B．电流表的示数不变
C．电压表的示数变小 D．电路的总功率变大
【答案】D。
【解析】灯和变阻器并联，电流表测总电流，电压表测电源电压，将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动至中点的过程中，变阻器电阻变小，总电阻变小，电流表示数变大，因为并联，灯泡亮度不变，电源电压不变，电压表示数不变，根据P=UI，电路的总功率变大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3.如图电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，各表均有示数。当滑动变阻器的滑片P向向右移动时，下列说法中正确的是（ ）。
A．电流表A示数与电流表A1示数的差值不变；
B．电压表V示数与电流表A示数的比值变大；
C．电压表V示数与电流表A1示数的比值变小；
D．电压表V示数与电流表A示数的乘积不变
【答案】B。
【解析】从图中可以看出，R1与R2并联电压表测量电源电压，电流表A测量干路电流，电流表A1测量R1电流。当滑动变阻器的滑片P向向右移动时，R2接入的电阻不断增大，电路的总电阻变大。
A．电流表A示数与电流表A1示数的差值为R2的电流，R2接入的电阻变大，电压不变，所以R2的电流会变小，故A错误；
B．电压表V示数与电流表A示数的比值为电路的总电阻，电路总电阻变大，因此电压表V示数与电流表A示数的比值变大，故B正确；
C．电压表V示数与电流表A1示数的比值为R1的阻值，R1的阻值不变，因此电压表V示数与电流表A1示数的比值不变，故C错误；
D．电源电压不变，电路总电阻变大，由欧姆定律得，电路总电流变小，电压表V示数与电流表A示数的乘积变小，故D错误。
故选B。
4.如图是小李家电火锅的简化电路图，由图可知（ ）。
A．R1和R2是串联的 B．开关S1控制整个电路
C．只闭合开关S，是高温档 D．开关S和S1都闭合，是高温档
【答案】D。
【解析】A．R1和R2的左端与左端相连，右端与右端相连， R1和R2是并联的，故A不符合题意；
B．开关S在干路上，开关S1在支路上，开关S控制整个电路，开关S1 控制R2，故B不符合题意；
C．只闭合开关S，电路中只有R1工作，电路电阻较大，是低温档，故C不符合题意；
D．开关S和S1都闭合，R1和R2是并联的，电路电阻较小，是高温档，故D符合题意。
故选D。
5.有两盏白炽灯，甲灯上标有“36V 60W”，乙灯上标有 “220V 60W”，当它们分别在其额定电压下发光时，会看到（ ）。
A．甲比乙更亮 B．乙比甲更亮 C．两灯一样亮 D．无法确定哪盏灯更亮
【答案】C。
【解析】当甲乙两盏灯分别在其额定电压下发光时，其功率均为额定功率，由题意可知两盏灯的额定功率相同，故两灯一样亮，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6.关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法正确的是（ ）。
A．额定功率大的用电器，其实际功率一定大；
B．实际功率大的用电器，其额定功率一定大；
C．用电器的实际功率会随所加电压的改变而改变；
D．用电器的额定功率会随所加电压的改变而改变
【答案】C。
【解析】用电器的额定功率是由自身决定的，不会改变；根据 可知，用电器的实际功率会随所加实际电压的改变而改变，所以额定功率大的用电器，其实际功率不一定大；实际功率大的用电器，其额定功率也不一定大；故C正确，ABD不符合题意。
故选C。
7.某学校教室安装了如图所示的紫外线消毒灯。若该消毒灯上标有“220V 44W”字样， 则该灯正常工作时的说法中，正确的是（ ）。
①它两端的电压为 220V；
②工作电流为 0.2A；
③工作1小时消耗的电能为；
④它把电能全部转化成内能。
A．只有①② B．只有①③ C．只有②③ D．只有③④
【答案】A。
【解析】①紫外线消毒灯标有“220V 44W”即表示紫外线灯的额定电压为220V，则紫外线灯正常工作时的电压为220V，故①正确；
②正常工作电流为
故②正确；
③工作1小时消耗的电能为
故③错误；
④紫外线消毒灯工作时，把一部分电能转化成内能，一部分电能转化为光能，故④错误。
故选A。
8.将一个标有“36V，40W”的灯泡接入电路时，通过它的实际电流是1A，它的实际功率（ ）。
A．大于40W B．等于40W
C．小于40W D．等于36W
【答案】C。
【解析】根据灯泡上所标的额定电压和额定电流可知，小灯泡的电阻
若通过它的实际电流是1A，则小灯泡的实际功率P实=I实2R=(1A)2×32.4Ω=32.4W
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
9.如图是导体甲、乙电流与电压关系的图象，下列说法正确的是（ ）。
A．导体甲的电阻值小于导体乙的电阻值；
B．当乙两端电压为1V时，它的电阻为25Ω；
C．将甲和乙串联，当电流为0.4A时总功率为2W；
D．将甲和乙并联，当电压为2V时干路电流为0.6A
【答案】C。
【解析】A．由图可知，导体甲的电阻不随电压的变化而变化，导体甲的电阻为
在电流相等时，导体乙两端的电压始终比乙小，所以导体甲的电阻值大于导体乙的电阻值，故A错误；
B．由图可知，当乙两端电压为1V时，电流为0.4A，它的电阻为
故B错误；
C．甲和乙串联，甲和乙的电流相等，由图可知，当电流为0.4A时，甲两端的电压为4V，乙两端电压为1V，则甲乙两端的电压之和为
甲和乙的总功率为
故C正确；
D．甲和乙并联，甲和乙两端的电压相等，由图可知，当电压为2V时，甲的电流为0.2A，乙的电流为0.6A，干路中的电流为
故D错误。
故选C。
10.将两个定值电阻串联接在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为4P1；将这两个定值电阻并联接在电压为U的电源两端，下列分析正确的是（ ）。
A．R1与R2的电阻之比为4：1；
B．并联时通过R1与R2的电流之比为1：1；
C．并联时R2消耗的功率为P1；
D．并联时两电阻消耗的总功率为P1
【答案】C。
【解析】（1）当R1、R2串联时，通过两电阻的电流相等，根据电阻消耗的功率关系和P＝I2R确定两电阻之间的关系；根据电阻的串联特点和欧姆定律表示出电路中的电流，根据P＝I2R表示出R2消耗的功率．
（2）当R1、R2并联在同一电源两端时，根据并联电路的电压特点和求出R1消耗的功率，根据欧姆定律得出通过两电阻的电流关系；
根据求出R2消耗的电功率，进一步得出两电阻消耗的总功率．
（1）R1、R2串联时，通过两电阻的电流相等，由题知P2=4P1，
所以，由P=I2R知道，R2=4R1，即 ，故A错误；
（2）当R1、R2并联在同一电源两端时，因为并联电路各支路两端的电压相等，
所以由I=知道，并联时通过R1与R2的电流之比I1′：I2′=R2：R1=4：1．故B错误；
（3）①R1、R2串联时，由串联分压规律可知，它们的电压之比为U1：U2=R1：R2=1：4，
所以可知U2，U1=U，
则串联时R2的功率：P2 ；
所以
同理可得，串联时R1的功率是：P1，所以 ------------Ⅱ
②当R1、R2并联在同一电源两端时，它们两端的电压均等于电源电压U，
则此时R2消耗的功率：P2′=，故C正确；
此时R1消耗的功率：P1′；
电路消耗的总功率：P总′ ，故D错误，故选C．
11.有甲、乙两只灯泡分别标有“220V 40W”和“110V 40W”字样，当它们正常发光时 _____较亮（选填“甲灯较亮”、“乙灯较亮”、“一样亮”或“无法判断”）；小明养成随手关灯的良好习惯，当他关掉家中不用的电灯后，家中电路的总电阻 _____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】一样亮；变大。
【解析】[1]都正常发光，其功率都是40W，都是将电能转化为光能和内能，功率相同，即电流做功的速度相同，故亮度相同。
[2]关闭不用的灯泡后，总电流变小，而家庭电路的电压不变，故总电阻变大。
12.LED灯在现代生活中得到普遍应用，具有节能、环保的特点。若一个“220V 5W”的LED灯每天正常工作10小时，则30天消耗的电能是______kW·h，这些电能可供“220V 40W”日光灯正常工作______h。
【答案】1.5；37.5。
【解析】[1]30天消耗的电能W=Pt=5×10-3kW×10h×30=1.5kW·h
[2]这些电能可供“220V 40W”日光灯正常工作的时间。
13.一个标有“6V 3W“的小灯泡，正常发光时的电流是_____A；将它接在9V的电源上，为让灯泡正常发光，应该给它串联一个_____Ω的电阻：若小灯泡两端的实际电压是3V，则小灯泡的实际功率是_____W．
【答案】0.5；6；0.75。
【解析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由串联电路的电流特点和P=UI计算正常发光时的电流，利用欧姆定律计算串联电阻的阻值和灯泡的电阻，再根据计算小灯泡两端的实际电压是3V时的实际功率即可
由于小灯泡标有“6V 3W”，即额定电压是： =6V，额定功率是： =3W，由知道，在额定状况下，灯泡正常发光，此时的电流是：；由于串联电路中总电压等于各分电压之和，当将它接在9V的电源上，为了让灯泡正常发光， 所以，电阻R两端的电压是：；由于灯泡正常发光时的电流是0.5A，所以，由知道，串联的电阻的阻值是：；若小灯泡两端的实际电压是3V，则．
14.某电热水壶加热电阻丝的阻值为22Ω，通电后流过电阻丝的电流为10A，电热水壶加热时的功率为________W；若加热时有84%的热量被水吸收，则壶内1kg水的温度由34℃加热到100℃所需要的时间为_______（已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。
【答案】2200；150。
【解析】[1]电热水壶加热时的功率为P=I2R=(10A)2×22Ω=2200W
[2]加热水吸收的热量为
电阻丝产生的热量为
则壶内1kg水的温度由34℃加热到100℃所需要的时间为。
二、综合练（能力提升）
15.如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从a端滑至b端，将滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的绘制成如图乙的图像。则下列判断（ ）。
①该电路的最大电流是1A；
②该滑动变阻器的最大阻值是50Ω；
③该过程中电压表的示数可达10V；
④R0的功率变化范围为0.4~14.4W。
【答案】B。
【解析】由电路图可知，闭合开关，定值电阻R0与变阻器R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
②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，由图像可知，电路中的最小电流I＝0.2A时，此时R1的电功率P1＝2W，由P＝I2R可得，滑动变阻器的最大阻值
故②正确；
①由图像可知，当电路中的电流I′＝0.4A时，R1的电功率P1′＝3.2W，此时R1接入电路的电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由可得，电源电压
U＝I′（R0+R1′）＝0.4A×（R0+20Ω）①
当电路中的电流I＝0.2A时，电源的电压U＝I（R0+R1）＝0.2A×（R0+50Ω）②
因电源的电压不变，所以0.4A×（R0+20Ω）＝0.2A×（R0+50Ω）
解得R0＝10Ω
则电源电压U＝I（R0+R1）＝0.2A×（10Ω+50Ω）＝12V
当变阻器接入电路的阻值为0时，电路中电流最大，则电路中的最大电流
故①错误；
③从图中可知电路中电流的最小值为0.2A，根据欧姆定律可知R0两端的电压最小值为
U0小＝I小R0＝0.2A×10Ω＝2V
此时电压表的示数为U1＝12V﹣2V＝10V
故③正确；
④电路中电流的最小值为0.2A，最大值为1.2A，根据P＝I2R可知R0的最小功率为
P0小＝I小2R0＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W
R0的最大功率为P0大＝I小2R0＝（1.2A）2×10Ω＝14.4W
故R0的功率变化范围为0.4W~14.4W，故④正确。故选B。
16.如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2A和3V；移动滑片P到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.2A和1V。下列说法正确的是（ ）。
①电源电压为6V；
②R2的最大阻值为15Ω；
③电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为2:3；
④电流表示数为0.5A时， R1与R2消耗的功率之比为5:3。
A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有③④正确 D．只有①②③正确
【答案】B。
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
①②由题意可知，R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2A和3V，即电压表的示数不为零，所以，此时滑片应位于左端，即滑动变阻器接入电路中的电阻最大，由欧姆定律，可得R2的最大阻值
根据欧姆定律和串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压U=I1R1+U2=0.2A×R1+3V
滑片移动时，只能是减小接入电路中的电阻，此时电路中的电流变大，由串联电路的分压原理可知电压表的示数变小，已知两表的示数分别变化了0.2A和1V可知，此时电路中的电流I2=0.2A+0.2A=0.4A
电压表的示数U22=3V-1V=2V
根据欧姆定律和串联电路电压的规律，则电源的电压U=I2R1+U22=0.4A×R1+2V
因电源电压保持不变，故有U=I1R1+U2=0.2A×R1+3V=0.4A×R1+2V
解之可得，
故①错误，②正确；
③当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的总电阻最大，由公式可知，电路消耗的总功率最小，则R1与R2接入电路的阻值之比
故③错误；
④当电流表示数为0.5A时，由欧姆定律，电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的电阻
因串联电路中各处的电流相等，由P=I2R可知，电流相等时，电功率与电阻成正比，故R1与R2消耗的功率之比为
故④正确。综上，ACD错误，B正确。
故选B。
17.在如图所示电路中，电源电压为6V保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电压表的示数_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。电压表示数和电流表示数之比________（选填“变大”“变小”或“不变”）。当电压表的示数为4V时，电流表的示数为0.2A，则R2消耗的功率为________W。
【答案】变大；变大；0.8。
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测串联电路中的电流；
[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，由可知，电路中的电流变小，R1两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以， R2两端的电压变大，即电压表的示数变大。
[2]电压表示数和电流表示数之比等于滑动变阻器R2的阻值，由于滑动变阻器的滑片P向右移动，则滑动变阻器的电阻变大，因此电压表示数和电流表示数之比变大。
[3]当电压表的示数为4V时，电流表的示数为0.2A，则R2消耗的功率P2=U2I2=4V×0.2A=0.8W。
18.小明家电能表间隔50天的两次电能读数如图所示，请计算他家这50天平均每一日用电量为______千瓦时；若将某用电器单独接入电路，使得电能表在5min内转盘转了300r，那么该电用电器的实际功率是______W。
【答案】4.3；1200。
【解析】[1]他家50天一共消耗的电能
这50天平均每一日用电量为
[2]5min内消耗的电能
该电用电器的实际功率。
三、培优练（挑战自我）
19.把标有“25Ω，1A”字样的滑动变阻器R2，与一个R1=5Ω的电阻串联接在6V的电源上，如图所示。在保证电路安全的情况下，则下列判断正确的是（ ）。
A．电阻R1消耗的最小功率是0.2W B．电压表应选0~15V的量程
C．电路的最大功率是6W D．电压表示数的变化范围在0~5V之间
【答案】ABC。
【解析】A．电阻R1和变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，由电阻的串联可知电路的总电阻最大，由可知此时电路中的电流最小，由串联电路电阻的特点和欧姆定律可知最小电流为
则电阻R1消耗的最小功率为P1=I小2R1=(0.2A)2×5Ω=0.2W
故A正确；
B．由图可知电压表测量R2两端的电压，当R2连入电路阻值最大时，通过的电流为I小=0.2A，由欧姆定律可知此时R2两端的最大电压为U2=I小R2=0.2A×25Ω=5V
因此电压表应选0～15V的量程，故B正确；
C．由题可知滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，为保护电路安全，则电路中最大电流应为I大=1A，则电路的最大功率为P=UI大=6V×1A =6W
故C正确；
D．当电流最大时，R1两端的电压为U1=I大R1=1A×5Ω=5V
由串联电路电压特点可知此时R2两端电压最小为U2小=U-U1=6V-5V=1V
由B选项可知，R2两端的最大电压为5V，则电压表示数的变化范围是1～5V，故D错误。
故选ABC。
20.如图甲，电源电压恒为3V，小灯泡L标有“2.5V”、滑动变阻器R标有“10Ω 1A”的字样，灯L的I﹣U图线如图乙。闭合开关S，下列判断正确的是（ ）。
A．小灯泡正常发光时，电路总功率为0.75W；
B．滑片P处于b端时，电压表示数可能为1.5V；
C．用另一相同的灯L替换R，此时电路总电阻为20Ω；
D．为确保电路安全，R的变化范围为“2～10Ω”
【答案】AD。
【解析】A．滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量灯两端电压，如图乙可知，小灯泡正常发光时，额定电流为0.25A，则电路总功率为
故A正确；
B．当滑片P处于b端时接入最大阻值，若电压表示数为1.5V，则由图乙可知电路中电流为0.2A，此时变阻器两端电压为
根据串联分压可知总电压为
超出电源电压，故B错误；
C．用另一相同的灯L替换R，此时两个灯泡串联，根据串联分压可知每个灯泡两端电压为1.5V，由图乙可知电路中电流为0.2A，则电路总电阻为
故C错误；
D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为U′=U-UL=3V-2.5V=0.5V
此时电路中电流为灯泡的额定电流0.25A，此时滑动变阻器接入阻值最小，为
滑动变阻器的阻值越大，电路总电阻越大，而电源电压不变，所以电路中电流越小，根据串联分压规律可知，小灯泡两端电压也越小，所以滑动变阻器可以接入它的最大阻值，故R的变化范围为“2～10Ω”，故D正确。
故选AD。
21.如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。
甲 乙
(1)图乙中_______(填“dc”或“ec”)表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象．
(2)该过程中电路的总功率最大值为________W.
【答案】dc；36。
【解析】由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流．
（1）滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据可知：R0两端的电压变大，则滑动变阻器两端的电压变小；故图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；
（2）由乙图知，当电路中的电流最大即电流为3A时，定值电阻和滑动变阻器两端的电压都为6V，由于电源电压不变，所以电源电压为：；
（根据电流最小时，即电流为1A时，两电阻两端的电压之和同样可以得出电源电压．）
根据知，电压不变，当电流最大时，电路中功率最大，所以最大功率为：
．
22.随着生活水平的提高，现代家庭中的电器越来越多，出现了更多的电器待机状态。（待机电器，顾名思义，就是只关闭了电器电源而没有拔下电器插头，处于待机工作状态下的电器。）如图是常见家用电器的待机功率。
（1）图中家电待机耗电功率最高的是 ___________；
（2）如果一个家庭中的待机电器有如图所示的电视机、机顶盒，那么一天待机24个小时共消耗多少电能？( )
【答案】机顶盒；1.3×106J。
【解析】（1）[1]从图中可知，家电待机耗电功率最高的是机顶盒。
（2）[2]电视机和机顶盒的待机功率分别为0.21W和15.2W，那么一天待机24个小时共消耗的电能
23.恋恋牌家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，开关S接不同位置使电饭锅分别处于加热和保温两种状态。某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。求：
（1）该电饭锅的开关接1时，处于______状态（填“加热”或“保温”），其中R1的阻值是______Ω，R2的阻值是______Ω；
（2）该电饭锅处于保温状态的电功率是多少？( )
（3）该电饭锅此次工作30min共消耗了多少电能？( )
【答案】加热；55；165；220W；0.22kW·h（7.92×105J）。
【解析】（1）[1]由图甲知，开关接1时，R1单独工作，电路中的电阻较小，开关接2时，R1、R2串联在电路中，电路中的总电阻较大，据知，电阻较小时，电路中的电功率较大，所以开关接1时，电饭锅处于加热状态。
[2]由图乙知，电饭锅处于加热状态时，电路中的电流为4A，保温状态时，电路中的电流为1A。则R1的阻值为
[3]电饭锅处于保温状态时，电路的总电阻
所以，R2的阻值为R2=R总-R1=220Ω-55Ω=165Ω
（2）[4]电饭锅处于保温状态的电功率P保温=UI2=220V×1A=220W
（3）[5]电饭锅处于加热状态的电功率P加热=UI1=220V×4A=880W
由图乙知，电饭锅工作30min时，加热用时10min，保温用时20min，则消耗的电能
W=P1t1+P2t2=880W×10×60s+220W×20×60s=7.92×105J。
课时18.2 电功率（帮课堂）（解析版）
【学习目标】
1.知道电功率的概念、定义式和单位；
2.知道千瓦时的由来和意义；
3.知道额定电压和额定功率；
4.了解我们身边常见电器的电功率值；
5.会用公式P=UI进行简单的计算。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、电功率
1.实验探究：电流做功的快慢
观察电能表面板上铝盘的转动，会发现有时慢悠悠，有时急匆匆，再观察家中的用电器可知，铝盘转动的快慢跟接入电路中的用电器有关。具体有什么关系呢？通过下面实验进行探究。
实验过程
分别把一只24W的节能灯和一只500W的电吹风接在同样的电路中，比较电能表铝盘转动的快慢
实验现象
当把500W的电吹风接入电路中正常工作时，电能表铝盘转动得较快，即在相同时间内，铝盘转动的转数多
分析论证
电能表铝盘转动的快，说明用电器消耗的电能快，即电流做功快；电能表铝盘转动慢，说明用电器消耗电能慢，即电流做功慢
探究归纳
电流做功除了有多少之分，还有快慢之分
2.比较电流做功的快慢的三种方法
（1）相同时间内，比较电流做功的多少，电流做功越多，表示电流做功越快；
（2）做相同的电功，比较所用时间的长短，所用时间越短，表示电流做功越快；
（3）在物理学中，用电功与时间的比值表示电流做功的快慢，比值越大，表示电流做功越快。
可见，我们使用的电能是由其他形式的能转化而来的。发电机和电池就是实现这种转化的装置。
3.电功率
（1）定义：电功与时间之比叫做电功率，用字母P表示。
（2）物理意义：在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢。电功率越大，电流做功越快，电功率越小，电流做功越慢。
（3）单位：在国际单位中，电功率单位是瓦特，简称瓦，符号是W。
常用单位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。换算关系：1kW=103W，1W=103mW。
4.常用用电器的电功率
家用空调
吸尘器
电吹风
台式计算机
约1000W
约800W
约500W
约300W
32英寸液晶电视机
电饭煲
手电筒
计算器
约100W
约1000W
约0.5W
约0.5mW
5.电功率的计算
（1）定义式：。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。
公式中各符号所代表的物理意义：
P—电功率，单位：瓦特（W）；W—电功，单位：焦耳（J）；t—时间，单位秒（s）。
（2）计算式：将W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。
公式P=UI中各符号的物理意义：P—电功率，单位：瓦特（W）；U—电压，单位：伏特（V）；I—电流，单位安培（A）。
（3）导出式：、。
对于纯电阻电路，由P=UI及可推导出上述导出式。
培优拓展：电路中电功率关系的三个推论
1.两个比例关系
推论一：对于纯电阻串联电路来说，由可知各电阻消耗的电功率与其阻值成正比，即P1：P2：…=R1：R2：…
推论二：对于纯电阻比例电路来说，由可知各电阻消耗的电功率与其阻值成反比，即
2.电路的总电功率
推论三：无论是串联电路还是并联电路，整个电路消耗的总电功率都等于各个用电器消耗的电功率之和，
即：
6.对电功率的理解
P与U、I不是简单的正比关系
由公式P=UI可知，电功率的大小与电路两端电压U、通过电路的电流I两个因素有关。不能简单地认为电功率仅与电压成正比或仅与电流成正比，因为加在电路两端的电压变化时，通过电路的电流也会随之变化。
可反映电功的效果
例如，同一个灯泡其电功率越大，说明单位时间内电流通过灯泡做的功越多，则灯泡的亮度就越大。
比值定义法
电功率是电功和时间的比来定义的，而用比值定义法来定义一个物理量在物理学中是比较常见的，还有速度、密度、压强等。
7.电功和电功率的区别与联系
电功
电功率
区别
定义
电流通过导体或用电器所做的功
电功与时间之比
物理意义
表示电流做功多少的物理量
表示电流做功快慢的物理量
实质
电流做功过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能
电流通过导体或用电器时，单位时间内消耗的电能
计算公式
W=Pt，W=UIt
P=UI，
决定因素
由电压、电流和通电时间三个因素的乘积决定
由电压、电流的乘积决定
单位
kW·h、J
kW、W、mW
联系
利用公式的变形公式W=Pt可知，电功由电功率和电流做功的时间决定。
注意
电功率大，电流做功不一定多；电功率小，电流做功不一定少。
【典例1】下列关于电能的说法正确的是（ ）。
A．可以通过电流表把电能直接测量出来；
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦；
C．消耗电能越多的用电器，电功率就越大；
D．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
【答案】D。
【解析】A．电流表只能测量通过用电器的电流，而电能表是能够测量用电器消耗电能的多少的仪表，故A错误；
B．电能的常用单位是千瓦时，也就是度；千瓦是电功率的常用单位，故B错误；
C．由知道，用电器消耗电能较多，但通电时间不确定时，功率大小则不能确定，故C错误；
D．当电风扇和电烙铁消耗相同的电能时，由于电风扇主要是把电能转化为机械能，所以，产生的热量远小于电烙铁产生的热量，故D正确。
【典例2】如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压不变，两根电热丝的电阻关系为，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，低温档时的发热功率为。求：
（1）和的电阻值；
（2）电热器处于高温档时的总功率；
（3）如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让、的水，温度升高多少？（水的比热容为）
【答案】（1）110Ω；55Ω；（2）1320W；（3）60℃。
【解析】（1）旋转开关当接时，仅连入电路，电热器处于低温档。
由电功率公式
得
所以
（2）旋转开关，当接，接时，和并联，电热器处于高温档。
发热功率
发热总功率
（3）高温档产生热量
水吸热
由得
在1个标准大气压下水沸点为，水沸腾过程中水温不再升高，不会达到，所以水末温应为，水升高的温度。
答：（1）和的电阻值分别为110Ω、55Ω；（2）电热器处于高温档时的总功率为1320W；（3）如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让、的水，温度升高为60℃。
知识点二、“千瓦时”的来历
1.由得W=Pt，所以1千瓦时可以看作电功率为1kW的用电器正常工作1h所消耗的电能，其大小为W=Pt=1kW×1h=1000W×3600s=3.6×106J。
2.利用公式进行计算时，通常可采用两套单位：
（1）当电功的单位用焦耳（J），时间单位用秒（s），电功率的单位用瓦特（W）；
（2）当电功单位用千瓦时（kW·h）时，时间单位用小时（h），电功率单位用千瓦（kW）。
这两套单位必须配套使用，才能保证计算正确。
【典例3】郝奇同学周末给外婆整理房间时发现，有一双如图所示的烘鞋器左脚已不通电，右脚还能正常工作。郝奇同学在220V的家庭电路中只接入烘鞋器的右脚，工作3min观察到标有“220V，2000imp/kW.h”的家用电能表指示灯闪烁了1次。再拆开检修时发现左右脚的电阻丝是并联的，左脚的电阻丝已锈蚀，于是他用一根新的电阻丝R1进行替换，然后在220V家庭电路中只接入烘鞋器的两脚，3min内观察到这个电能表的指示灯闪烁了11次，求：
（1）只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率；
（2）电阻丝R1的阻值；
（3）为使这套烘鞋器的左右脚的电功率相等，应将左脚替换为阻值为R2的另一新电阻丝，则R1和R2的阻值相差多少？
【答案】（1）10W；（2）484Ω；（3）4356Ω。
【解析】（1）只接入烘鞋器右脚时消耗的电能
只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率
（2）接入双脚时消耗的电能
总功率
R1的功率
电阻丝R1的阻值
（3）原先左脚的电阻
则R1和R2的阻值相差。
答：（1）只接入烘鞋器右脚时消耗的电功率为10W；（2）电阻丝R1的阻值为484Ω；（3）则R1和R2的阻值相差4356Ω。
知识点三、额定电压 额定功率
1.现象探究—用电器的电功率
实验过程
取一个标有“36V、25W”的小灯泡，把它接在36V的电源上，观察它的发光情况；再把它接在24V、40V的电源上，观察它的发光情况
实验现象
该灯泡接在36V的电路中，正常发光；接在24V的电路中，发光较暗；接在40V电路中，发光强烈
现象分析
该灯在36V电压下处于正常工作状态，所观察到的亮度是功率为25W时的发光情况，而在24V和40V电压下它都不能正常发光，其功率分别低于和高于25W。
实验结论
在不同电压下，同一用电器的电功率不一样大；用电器实际电功率随着它两端电压的变化而变化。
2.额定电压和额定电功率的相关物理量
额定电压
用电器正常工作时的电压。用电器的铭牌和使用说明书上标明的电压值就是额定电压，常用U额表示。
额定功率
用电器在额定电压下工作时的电功率。用电器铭牌和使用说明书上标明的功率就是额定功率，常用P额表示。
额定电流
用电器在额定电压下工作时的电流，常用I额表示。
实际电压
用电器实际工作时两端的电压。用电器的实际电压，与额定电压可能相同，也可能不相同。当用电器的实际电压明显低于或高于额定电压时，用电器就不能正常工作。实际电压常用U实表示。
实际功率
用电器在实际电压下工作时的电功率。它与额定功率可能相同，也可能不相同。实际功率用P实表示。决定灯泡亮度的是实际功率。
3.额定功率P额与实际功率P实的区别与联系
额定功率
实际功率
区别
概念
用电器在额定电压下工作时的电功率
用电器在实际电压下工作时的电功率
是否变化
是唯一的，不随实际电压的变化而变化
不是唯一的，不同的电压值，对应的实际功率不同
联系
当U实=U额时，I实=I额，则P实=P额，用电器正常工作；
当U实>U额时，I实>I额，则P实>P额，用电器不能正常工作，且可能被损坏；
当U实
培优拓展：
1.凡是用电器铭牌或说明书上标注的电压、电流、电功率等值，都是额定值。
2.在使用用电器时，应尽量保证用电器两端电压等于或接近其额定电压，这样才能使用电器更好地发挥作用，延长其使用寿命。
4.额定功率与实际功率的计算
（1）由欧姆定律可推导出，用电器的额定功率，用电器的实际功率。
（2）当用电器阻值不变时，由可推出。
（3）当用电器在额定电压U额下工作时，其功率为额定功率P额，故根据可求出用电器在额定电压下工作时的电阻。
5.串联电路和并联电路中电功和电功率的关系
串联电路
并联电路
电功
电功率
总电功率
，
，
电功率的比例关系
【典例4】实验室有两只额定电压相同的小灯泡、，小华想知道哪只灯泡额定功率大，于是将它们串联接入电路，如图所示。闭合开关，两只灯泡均发光，电压表示数比小，此时实际功率大的小灯泡是______。据此小华可以判断，额定功率大的小灯泡是______。
【答案】L2；L1。
【解析】[1][2]两个灯泡串联在电路中，电压表V1测灯L1的电压、V2测灯L2的电压，V1的示数小于V2的示数，据串联电路的特点知，通过两灯的电流相同，据P=UI知，两灯的实际功率P1
据知，两个小灯泡的电阻R1
所以额定功率大的小灯泡是L1。
知识点四、测量电功率的三种方法
1.功率表测功率
如图所示，是专用的功率表，也叫瓦特表，常用于专业的测量中，在日常生活中应用较少。
2.“伏安法”测功率
在中学阶段，我们最常见的是通过电流和电压的测量来间接测量用电器的电功率。由P=UI可知，只要测出用电器两端电压和通过的电流，就可以计算出该用电器的实际电功率。
3.电能表测电功率
在精确度要求不高时，也可以用家庭电能表和钟表测量用电器的电功率。
【方法帮】
题型一：对电功率的理解
★易错警示
电功率与电功是两个不同的概念：电功是表示电流做功多少的物理量，其单位是kW·h或J；电功率是电功与通电时间的比值，表示电流做功的快慢，其单位是kW或W。
【典例】下列说法正确的是（ ）。
A．电流通过用电器消耗的电能越多，用电器的功率越大；
B．千瓦、千瓦•时都是电功率的单位；
C．电功是表示电流做功快慢的物理量；
D．“220V 60W”的灯泡正常工作时，每秒消耗60J的电能
【答案】D。
【解析】电流通过用电器消耗的电能越多，通过用电器的电流做功越多，但用电器功率不一定越大，应还与通电的时间有关，故A错误；
千瓦是电功率的单位，千瓦•时是电功的单位，故B错误；
电功是表示电流做功多少的物理量，电功率是表示做功快慢的物理量，故C错误；
“220V 60W”的灯泡正常工作时，额定电压是220V，额定功率60W，所以，每秒消耗的电能是：W=Pt=60W×1s=60J，故D正确，故选D。
题型二：及其变形公式的应用
“正常发光”即小灯泡正常工作，在额定电压下以额定的功率工作。
【典例】将分别标有“6V，6W“和“3V，3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端，_____灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙＝_____。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
【答案】甲；1：2。
【解析】由P＝可得，两灯的电阻分别为：R甲＝＝6Ω，R乙＝＝3Ω，
若两灯串联，因串联电路中电流处处相等，R甲＞R乙，由P＝I2R可得P甲实＞P乙实，所以甲灯比乙灯更亮；
若并联接在该电源两端，并联电路中各支路两端电压相等，即U并甲＝U并乙，由P＝UI＝可得，两灯消耗的功率之比：P并甲：P并乙＝：＝＝＝。
题型三：额定功率与实际功率的计算
额定功率和实际功率的桥梁—电阻
当用电器的电阻大小不变时，可先由额定参数求出用电器的电阻，然后再结合实际工作时的电压、电流，利用公式或计算出实际功率。
【典例】如图所示，电源电压不变，灯泡L1标有“6V 3W”，灯泡L2标有“6V 6W”，灯泡的电阻均不变。只闭合开关S、S1时，恰好一盏灯正常发光，另一盏灯比正常发光暗，则电源电压为 V。只闭合开关S、S2时，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为3V时，变阻器连入电路的阻值为 Ω。此时灯泡L1的实际功率为 W。
【答案】9：24；0.75。
【解析】（1）灯泡L1标有“6V 3W”，表示L1灯的额定电压为6V，额定功率为3W，
由P＝UI可得，L1灯的额定电流为：I1＝＝＝0.5A，
由欧姆定律可得，L1灯的电阻为：R1＝＝＝12Ω；
同理，灯泡L2标有“6V 6W”，表示L2灯的额定电压为6V，额定功率为6W，
L2灯的额定电流为：I2＝＝＝1A，
由欧姆定律可得，L2灯的电阻为：R2＝＝＝6Ω；
只闭合开关S、S1时，两灯串联，只有一盏灯正常发光，另一盏灯比正常发光暗，因串联电路各处的电流相等，且0.5A＜1A，所以此时电路中的电流为0.5A，L1 正常发光（电压为额定电压6V），
由欧姆定律可得，L2的实际电压为：U2实＝I1R2＝0.5A×6Ω＝3V，
根据串联电路电压的规律，电源的电压：U＝U1+U2实＝6V+3V＝9V；
（2）只闭合开关S、S2时，L1灯与变阻器串联，电压表测L1灯的电压，
调节变阻器的滑片，使电压表的示数为3V时，由欧姆定律可得，电路中的电流为：
I＝＝＝0.25A；
根据串联电路的规律及欧姆定律可得，变阻器连入电路的阻值为：R滑＝＝＝24Ω；
此时灯泡L1的实际功率为：P 1实＝I2R1＝（0.25A）2×12Ω＝0.75 W。
题型四：灯泡亮度的比较
判断灯泡亮度的方法
比较灯泡的亮度实际上就是比较灯泡的实际功率的大小。
（1）在串联电路中，由可知，电流相等，电阻大的灯泡实际功率大，亮度高；
（2）在并联电路中，由可知，电压相等，电阻小的灯泡亮度高。
【典例】下列物理量中，反映不同灯泡亮暗程度的是（ ）。
A.灯泡两端电压的大小；
B.灯泡电阻的大小；
C.通过灯泡的电流强度的大小；
D.灯泡工作时的电功率的大小
【答案】D。
【解析】A.根据电功率公式P=UI，可知灯泡的功率是其两端电压和通过灯泡的电流的乘积，所以在电流不确定的情况下，灯泡两端电压的大小无法反映灯泡的亮暗程度，故A不符合题意；
B.根据电功率的推导公式可知，在电压不确定的情况下，灯泡的电阻无法反映灯泡的亮暗程度，故B不符合题意；
C.根据电功率的推导公式可知，在电阻不确定的情况下，通过灯泡的电流无法反映灯泡的亮暗程度，故C不符合题意；
D.灯泡的亮暗程度由灯泡的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮，所以说灯泡工作时的电功率的大小，反映不同灯泡亮暗程度，故D符合题意。
故选D。
题型五：电功率的比值计算
纯电阻电路中电功率计算公式的选用技巧
（1）两个电阻串联接入电路，因串联电路中电流相同，比较两个电阻的电功率时优先考虑用公式；
（2）两个电阻并联接入电路，因并联电路两电阻两端电压相同，比较电阻电功率时优先考虑公式；
（3）若已知电阻两端电压和通过电阻的电流，优先考虑公式P=UI。
【典例】额定电压均为6V的甲、乙两灯，U-I图线如图所示下列说法正确的是（ ）。
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小；
B．甲、乙两灯的额定功率之比为4:1；
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2；
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1:3
【答案】D。
【解析】A．由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大．故A错误；
B．由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额=0.6A，I乙额=0.3A，
则，故B错误；
C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲=0.3A，I乙=0.2A，
根据可知电阻之比是：，故C错误；
D．把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象知道，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙=U甲I：U乙I=2V：6V=1：3，故D正确。
题型六：开关类动态电路中电功率的计算
（1）根据开关的通、断确定电路的连接方式；
（2）明确电流表、电压表测量的对象；
（3）画出等效电路，在图中标出相应的物理量；
（4）根据欧姆定律、串并联电路的特点及电功率计算公式进行求解。
【典例】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
（1）求R1的阻值；
（2）求R2的最大阻值；
（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？
【答案】（1）8Ω；（2）10Ω；（3）8Ω；0.25W。
【解析】（1）由题意知，闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。则R1的阻值为
（2）由题意，结合图甲和图乙可知，滑动变阻器滑动触头从a端移动到b端的过程中，电路中的总电阻增大，电流减小，当滑动变阻器滑片滑到b端时，电压表V1的示数为1.2V，电压表V2的示数为2.7V。则此时加在滑动变阻器两端的电压为U4=U2-U3=2.7V-1.2V=1.5V
此时电路中的电流为0.15A，则R2的最大阻值为
（3）当滑动变阻器的滑片在a端时，可知
当滑动变阻器的滑片在b端时，可知
由以上两式子联立可得U=3V，R0=2Ω。可知，电源的电压为3V。
同时闭合S1和S2，电阻R0被短路，此时电路中只有R1和R2串联接入电路，R2的电功率为
当R2的阻值为8Ω时，P取得最大值，最大值为0.25W。
答：（1）R1的阻值为8Ω；（2）R2的最大阻值为10Ω；（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为8Ω时，R2的电功率最大；R2电功率的最大值是0.25W。
题型七：滑动变阻器类动态电路中电功率的计算
电功率的极值
（1）对整体电路：应电源电压不变，由公式可知，电路中总电阻最大时，电路总功率最小；电路中总电阻最小时，电路总功率最大；
（2）对电路中某一用电器（电阻不变）：由P=I2R可知，当通过它的电流最大时，其电功率最大；当通过它的电流最小时，其电功率最小。
【典例】如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器（其最大阻值为40Ω）．闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率随R1电阻变化关系如图乙所示，根据图像信息。求：
（1）电路中最小电流；
（2）电源电压；
（3）R0消耗的最大电功率．
【答案】（1）0.2A；（2）10V；（3）10W。
【解析】（1）由图甲可知：R0、R1串联，当滑动变阻器R1的滑片P在a端时，连入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，R1电阻最大为40Ω时，功率；
由可得： ；
（2）由图乙可知，当R1=10Ω时，功率P1=2.5W，
由可得：；
根据欧姆定律和串联电路的特点可得当R1=10Ω时电源电压：
-------①
当R1=40Ω时电源电压：------②
解①②可得：R0=10Ω，U=10V；
（3）当滑动变阻器连入电路的电阻为0时，R0的功率最大为：。
故答案为 0.2A；10V；10W。
【中考帮】
考点一：电功率的相关计算
【典例】（2022·百色）如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P－I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
【答案】（1）10Ω；（2）54J；（3）6V；（4）2Ω。
【解析】（1）灯泡的型号规格为“5V，2.5W”，即灯泡的额定功率P额=2.5W，U额=5V
根据公式P=UI变形得
（2）当滑动变阻器完全接入电路时，即滑片P位于b端，此时电路中接入的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，消耗的电功率最小，由乙图可知，P位于b端时，此时灯泡消耗的电功率为
P灯=0.9W
根据电能公式W=Pt得，滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能W灯= P灯t=0.9W×1×60s=54J
电源电压为①
（3）当滑动变阻器的滑片P滑到中点时，电路中的电流为0.4A，此时电源电压为
③
由①③式得
代入①式得
（4）灯泡电流最大为
最大电流小于电流表的量程，所以电路中最大电流只能为0.5A，且滑动变阻器必须接入，根据串联电路中电压的规律可知，当电路中的电流最大为0.5A时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，此时灯泡两端电压为5V，滑动变阻器两端电压为1V，且不超过电压表量程的最大值，所以此时接入电路的阻值为最小值
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为10Ω；（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能为54J；（3）电源电压为6V；（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为2Ω。
该题要求同学们能对常见的物理问题进行分析，理解并掌握电路中电流、电压、电阻和电功率的关系，能灵活应用欧姆定律、电功率计算公式等解决问题。这是物理核心素养科学思维的体现。
考点二：实际功率和额定功率
【典例】（2022·湖北宜昌）小君为了知道家中电饭锅（图甲）的耗电情况，将电饭锅接入图乙所示的功率计量插座，测量其工作时的电流、电压和消耗的电能。已知电饭锅的额定电压为220V，电路如图丙所示，S2为温控开关，盛有米和水的锅放在发热盘R1上，限流电阻R2的发热不能被利用。某次测量得到煮饭和保温的数据如下表所示，不计温度对电阻的影响和散失的热量。
电压/V
电流/A
消耗电能/度
煮饭
198
3.6
0.297
保温
198
0.3
（1）电阻R1的阻值及煮饭时间是多少？
（2）电阻R2的阻值及保温时发热盘的功率是多少？
（3）小君认为电饭锅煮饭时实际功率比额定功率小，更省电。你是否赞同他的说法？说明你的理由。
【答案】（1）55Ω，1500s；（2）605Ω，4.95W；（3）见详解。
【解析】根据电路图，当S1、S2闭合时，电路只有R1接入电路，为煮饭挡；当S1闭合、S2断开时，两电阻串联接入电路，为保温挡。
（1）R1的阻值为
煮饭时间
（2）保温时的总电阻为
所以R2的阻值为R2=R总-R1=660Ω-55Ω=605Ω
此时，发热盘的实际功率为
（3） 不赞同，因为煮熟同一锅饭需要的能量是一定的，不会省电。
该题要求同学们理解并掌握额定电压、额定功率、实际电压、实际功率等物理概念，同时结合欧姆定律分析、计算用电器的实际功率。这是物理核心素养的物理观念和科学思维的体现。
【作业帮】
一、基础练（知识巩固）
1.两个灯泡串联在电路中，其中一盏灯正常发光，另一盏灯发光较暗，则下列说法正确的是（ ）。
A．发光较暗的灯泡电阻大，两端电压大，电功率小；
B．发光较暗的灯泡电阻小，两端电压小，电功率小；
C．正常发光的灯泡两端电压大，通过的电流大，电功率大；
D．正常发光的灯泡灯丝的电阻小，通过的电流大，电功率大
【答案】B。
【解析】AB．两灯串联，电流相同，根据串联分压，电阻大的电压大，实际功率大，电阻小的，电阻两端的电压小，实际电功率小，故A错误，B正确；
CD．两灯串联，电流相同，故CD错误。
故选B。
2.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动至中点的过程中（ ）。
A．灯泡的亮度变大 B．电流表的示数不变
C．电压表的示数变小 D．电路的总功率变大
【答案】D。
【解析】灯和变阻器并联，电流表测总电流，电压表测电源电压，将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动至中点的过程中，变阻器电阻变小，总电阻变小，电流表示数变大，因为并联，灯泡亮度不变，电源电压不变，电压表示数不变，根据P=UI，电路的总功率变大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3.如图电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，各表均有示数。当滑动变阻器的滑片P向向右移动时，下列说法中正确的是（ ）。
A．电流表A示数与电流表A1示数的差值不变；
B．电压表V示数与电流表A示数的比值变大；
C．电压表V示数与电流表A1示数的比值变小；
D．电压表V示数与电流表A示数的乘积不变
【答案】B。
【解析】从图中可以看出，R1与R2并联电压表测量电源电压，电流表A测量干路电流，电流表A1测量R1电流。当滑动变阻器的滑片P向向右移动时，R2接入的电阻不断增大，电路的总电阻变大。
A．电流表A示数与电流表A1示数的差值为R2的电流，R2接入的电阻变大，电压不变，所以R2的电流会变小，故A错误；
B．电压表V示数与电流表A示数的比值为电路的总电阻，电路总电阻变大，因此电压表V示数与电流表A示数的比值变大，故B正确；
C．电压表V示数与电流表A1示数的比值为R1的阻值，R1的阻值不变，因此电压表V示数与电流表A1示数的比值不变，故C错误；
D．电源电压不变，电路总电阻变大，由欧姆定律得，电路总电流变小，电压表V示数与电流表A示数的乘积变小，故D错误。
故选B。
4.如图是小李家电火锅的简化电路图，由图可知（ ）。
A．R1和R2是串联的 B．开关S1控制整个电路
C．只闭合开关S，是高温档 D．开关S和S1都闭合，是高温档
【答案】D。
【解析】A．R1和R2的左端与左端相连，右端与右端相连， R1和R2是并联的，故A不符合题意；
B．开关S在干路上，开关S1在支路上，开关S控制整个电路，开关S1 控制R2，故B不符合题意；
C．只闭合开关S，电路中只有R1工作，电路电阻较大，是低温档，故C不符合题意；
D．开关S和S1都闭合，R1和R2是并联的，电路电阻较小，是高温档，故D符合题意。
故选D。
5.有两盏白炽灯，甲灯上标有“36V 60W”，乙灯上标有 “220V 60W”，当它们分别在其额定电压下发光时，会看到（ ）。
A．甲比乙更亮 B．乙比甲更亮 C．两灯一样亮 D．无法确定哪盏灯更亮
【答案】C。
【解析】当甲乙两盏灯分别在其额定电压下发光时，其功率均为额定功率，由题意可知两盏灯的额定功率相同，故两灯一样亮，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6.关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法正确的是（ ）。
A．额定功率大的用电器，其实际功率一定大；
B．实际功率大的用电器，其额定功率一定大；
C．用电器的实际功率会随所加电压的改变而改变；
D．用电器的额定功率会随所加电压的改变而改变
【答案】C。
【解析】用电器的额定功率是由自身决定的，不会改变；根据 可知，用电器的实际功率会随所加实际电压的改变而改变，所以额定功率大的用电器，其实际功率不一定大；实际功率大的用电器，其额定功率也不一定大；故C正确，ABD不符合题意。
故选C。
7.某学校教室安装了如图所示的紫外线消毒灯。若该消毒灯上标有“220V 44W”字样， 则该灯正常工作时的说法中，正确的是（ ）。
①它两端的电压为 220V；
②工作电流为 0.2A；
③工作1小时消耗的电能为；
④它把电能全部转化成内能。
A．只有①② B．只有①③ C．只有②③ D．只有③④
【答案】A。
【解析】①紫外线消毒灯标有“220V 44W”即表示紫外线灯的额定电压为220V，则紫外线灯正常工作时的电压为220V，故①正确；
②正常工作电流为
故②正确；
③工作1小时消耗的电能为
故③错误；
④紫外线消毒灯工作时，把一部分电能转化成内能，一部分电能转化为光能，故④错误。
故选A。
8.将一个标有“36V，40W”的灯泡接入电路时，通过它的实际电流是1A，它的实际功率（ ）。
A．大于40W B．等于40W
C．小于40W D．等于36W
【答案】C。
【解析】根据灯泡上所标的额定电压和额定电流可知，小灯泡的电阻
若通过它的实际电流是1A，则小灯泡的实际功率P实=I实2R=(1A)2×32.4Ω=32.4W
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
9.如图是导体甲、乙电流与电压关系的图象，下列说法正确的是（ ）。
A．导体甲的电阻值小于导体乙的电阻值；
B．当乙两端电压为1V时，它的电阻为25Ω；
C．将甲和乙串联，当电流为0.4A时总功率为2W；
D．将甲和乙并联，当电压为2V时干路电流为0.6A
【答案】C。
【解析】A．由图可知，导体甲的电阻不随电压的变化而变化，导体甲的电阻为
在电流相等时，导体乙两端的电压始终比乙小，所以导体甲的电阻值大于导体乙的电阻值，故A错误；
B．由图可知，当乙两端电压为1V时，电流为0.4A，它的电阻为
故B错误；
C．甲和乙串联，甲和乙的电流相等，由图可知，当电流为0.4A时，甲两端的电压为4V，乙两端电压为1V，则甲乙两端的电压之和为
甲和乙的总功率为
故C正确；
D．甲和乙并联，甲和乙两端的电压相等，由图可知，当电压为2V时，甲的电流为0.2A，乙的电流为0.6A，干路中的电流为
故D错误。
故选C。
10.将两个定值电阻串联接在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为4P1；将这两个定值电阻并联接在电压为U的电源两端，下列分析正确的是（ ）。
A．R1与R2的电阻之比为4：1；
B．并联时通过R1与R2的电流之比为1：1；
C．并联时R2消耗的功率为P1；
D．并联时两电阻消耗的总功率为P1
【答案】C。
【解析】（1）当R1、R2串联时，通过两电阻的电流相等，根据电阻消耗的功率关系和P＝I2R确定两电阻之间的关系；根据电阻的串联特点和欧姆定律表示出电路中的电流，根据P＝I2R表示出R2消耗的功率．
（2）当R1、R2并联在同一电源两端时，根据并联电路的电压特点和求出R1消耗的功率，根据欧姆定律得出通过两电阻的电流关系；
根据求出R2消耗的电功率，进一步得出两电阻消耗的总功率．
（1）R1、R2串联时，通过两电阻的电流相等，由题知P2=4P1，
所以，由P=I2R知道，R2=4R1，即 ，故A错误；
（2）当R1、R2并联在同一电源两端时，因为并联电路各支路两端的电压相等，
所以由I=知道，并联时通过R1与R2的电流之比I1′：I2′=R2：R1=4：1．故B错误；
（3）①R1、R2串联时，由串联分压规律可知，它们的电压之比为U1：U2=R1：R2=1：4，
所以可知U2，U1=U，
则串联时R2的功率：P2 ；
所以
同理可得，串联时R1的功率是：P1，所以 ------------Ⅱ
②当R1、R2并联在同一电源两端时，它们两端的电压均等于电源电压U，
则此时R2消耗的功率：P2′=，故C正确；
此时R1消耗的功率：P1′；
电路消耗的总功率：P总′ ，故D错误，故选C．
11.有甲、乙两只灯泡分别标有“220V 40W”和“110V 40W”字样，当它们正常发光时 _____较亮（选填“甲灯较亮”、“乙灯较亮”、“一样亮”或“无法判断”）；小明养成随手关灯的良好习惯，当他关掉家中不用的电灯后，家中电路的总电阻 _____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】一样亮；变大。
【解析】[1]都正常发光，其功率都是40W，都是将电能转化为光能和内能，功率相同，即电流做功的速度相同，故亮度相同。
[2]关闭不用的灯泡后，总电流变小，而家庭电路的电压不变，故总电阻变大。
12.LED灯在现代生活中得到普遍应用，具有节能、环保的特点。若一个“220V 5W”的LED灯每天正常工作10小时，则30天消耗的电能是______kW·h，这些电能可供“220V 40W”日光灯正常工作______h。
【答案】1.5；37.5。
【解析】[1]30天消耗的电能W=Pt=5×10-3kW×10h×30=1.5kW·h
[2]这些电能可供“220V 40W”日光灯正常工作的时间。
13.一个标有“6V 3W“的小灯泡，正常发光时的电流是_____A；将它接在9V的电源上，为让灯泡正常发光，应该给它串联一个_____Ω的电阻：若小灯泡两端的实际电压是3V，则小灯泡的实际功率是_____W．
【答案】0.5；6；0.75。
【解析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由串联电路的电流特点和P=UI计算正常发光时的电流，利用欧姆定律计算串联电阻的阻值和灯泡的电阻，再根据计算小灯泡两端的实际电压是3V时的实际功率即可
由于小灯泡标有“6V 3W”，即额定电压是： =6V，额定功率是： =3W，由知道，在额定状况下，灯泡正常发光，此时的电流是：；由于串联电路中总电压等于各分电压之和，当将它接在9V的电源上，为了让灯泡正常发光， 所以，电阻R两端的电压是：；由于灯泡正常发光时的电流是0.5A，所以，由知道，串联的电阻的阻值是：；若小灯泡两端的实际电压是3V，则．
14.某电热水壶加热电阻丝的阻值为22Ω，通电后流过电阻丝的电流为10A，电热水壶加热时的功率为________W；若加热时有84%的热量被水吸收，则壶内1kg水的温度由34℃加热到100℃所需要的时间为_______（已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。
【答案】2200；150。
【解析】[1]电热水壶加热时的功率为P=I2R=(10A)2×22Ω=2200W
[2]加热水吸收的热量为
电阻丝产生的热量为
则壶内1kg水的温度由34℃加热到100℃所需要的时间为。
二、综合练（能力提升）
15.如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从a端滑至b端，将滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的绘制成如图乙的图像。则下列判断（ ）。
①该电路的最大电流是1A；
②该滑动变阻器的最大阻值是50Ω；
③该过程中电压表的示数可达10V；
④R0的功率变化范围为0.4~14.4W。
【答案】B。
【解析】由电路图可知，闭合开关，定值电阻R0与变阻器R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
②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，由图像可知，电路中的最小电流I＝0.2A时，此时R1的电功率P1＝2W，由P＝I2R可得，滑动变阻器的最大阻值
故②正确；
①由图像可知，当电路中的电流I′＝0.4A时，R1的电功率P1′＝3.2W，此时R1接入电路的电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由可得，电源电压
U＝I′（R0+R1′）＝0.4A×（R0+20Ω）①
当电路中的电流I＝0.2A时，电源的电压U＝I（R0+R1）＝0.2A×（R0+50Ω）②
因电源的电压不变，所以0.4A×（R0+20Ω）＝0.2A×（R0+50Ω）
解得R0＝10Ω
则电源电压U＝I（R0+R1）＝0.2A×（10Ω+50Ω）＝12V
当变阻器接入电路的阻值为0时，电路中电流最大，则电路中的最大电流
故①错误；
③从图中可知电路中电流的最小值为0.2A，根据欧姆定律可知R0两端的电压最小值为
U0小＝I小R0＝0.2A×10Ω＝2V
此时电压表的示数为U1＝12V﹣2V＝10V
故③正确；
④电路中电流的最小值为0.2A，最大值为1.2A，根据P＝I2R可知R0的最小功率为
P0小＝I小2R0＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W
R0的最大功率为P0大＝I小2R0＝（1.2A）2×10Ω＝14.4W
故R0的功率变化范围为0.4W~14.4W，故④正确。故选B。
16.如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2A和3V；移动滑片P到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.2A和1V。下列说法正确的是（ ）。
①电源电压为6V；
②R2的最大阻值为15Ω；
③电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为2:3；
④电流表示数为0.5A时， R1与R2消耗的功率之比为5:3。
A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有③④正确 D．只有①②③正确
【答案】B。
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
①②由题意可知，R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2A和3V，即电压表的示数不为零，所以，此时滑片应位于左端，即滑动变阻器接入电路中的电阻最大，由欧姆定律，可得R2的最大阻值
根据欧姆定律和串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压U=I1R1+U2=0.2A×R1+3V
滑片移动时，只能是减小接入电路中的电阻，此时电路中的电流变大，由串联电路的分压原理可知电压表的示数变小，已知两表的示数分别变化了0.2A和1V可知，此时电路中的电流I2=0.2A+0.2A=0.4A
电压表的示数U22=3V-1V=2V
根据欧姆定律和串联电路电压的规律，则电源的电压U=I2R1+U22=0.4A×R1+2V
因电源电压保持不变，故有U=I1R1+U2=0.2A×R1+3V=0.4A×R1+2V
解之可得，
故①错误，②正确；
③当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的总电阻最大，由公式可知，电路消耗的总功率最小，则R1与R2接入电路的阻值之比
故③错误；
④当电流表示数为0.5A时，由欧姆定律，电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的电阻
因串联电路中各处的电流相等，由P=I2R可知，电流相等时，电功率与电阻成正比，故R1与R2消耗的功率之比为
故④正确。综上，ACD错误，B正确。
故选B。
17.在如图所示电路中，电源电压为6V保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电压表的示数_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。电压表示数和电流表示数之比________（选填“变大”“变小”或“不变”）。当电压表的示数为4V时，电流表的示数为0.2A，则R2消耗的功率为________W。
【答案】变大；变大；0.8。
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测串联电路中的电流；
[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，由可知，电路中的电流变小，R1两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以， R2两端的电压变大，即电压表的示数变大。
[2]电压表示数和电流表示数之比等于滑动变阻器R2的阻值，由于滑动变阻器的滑片P向右移动，则滑动变阻器的电阻变大，因此电压表示数和电流表示数之比变大。
[3]当电压表的示数为4V时，电流表的示数为0.2A，则R2消耗的功率P2=U2I2=4V×0.2A=0.8W。
18.小明家电能表间隔50天的两次电能读数如图所示，请计算他家这50天平均每一日用电量为______千瓦时；若将某用电器单独接入电路，使得电能表在5min内转盘转了300r，那么该电用电器的实际功率是______W。
【答案】4.3；1200。
【解析】[1]他家50天一共消耗的电能
这50天平均每一日用电量为
[2]5min内消耗的电能
该电用电器的实际功率。
三、培优练（挑战自我）
19.把标有“25Ω，1A”字样的滑动变阻器R2，与一个R1=5Ω的电阻串联接在6V的电源上，如图所示。在保证电路安全的情况下，则下列判断正确的是（ ）。
A．电阻R1消耗的最小功率是0.2W B．电压表应选0~15V的量程
C．电路的最大功率是6W D．电压表示数的变化范围在0~5V之间
【答案】ABC。
【解析】A．电阻R1和变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，由电阻的串联可知电路的总电阻最大，由可知此时电路中的电流最小，由串联电路电阻的特点和欧姆定律可知最小电流为
则电阻R1消耗的最小功率为P1=I小2R1=(0.2A)2×5Ω=0.2W
故A正确；
B．由图可知电压表测量R2两端的电压，当R2连入电路阻值最大时，通过的电流为I小=0.2A，由欧姆定律可知此时R2两端的最大电压为U2=I小R2=0.2A×25Ω=5V
因此电压表应选0～15V的量程，故B正确；
C．由题可知滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，为保护电路安全，则电路中最大电流应为I大=1A，则电路的最大功率为P=UI大=6V×1A =6W
故C正确；
D．当电流最大时，R1两端的电压为U1=I大R1=1A×5Ω=5V
由串联电路电压特点可知此时R2两端电压最小为U2小=U-U1=6V-5V=1V
由B选项可知，R2两端的最大电压为5V，则电压表示数的变化范围是1～5V，故D错误。
故选ABC。
20.如图甲，电源电压恒为3V，小灯泡L标有“2.5V”、滑动变阻器R标有“10Ω 1A”的字样，灯L的I﹣U图线如图乙。闭合开关S，下列判断正确的是（ ）。
A．小灯泡正常发光时，电路总功率为0.75W；
B．滑片P处于b端时，电压表示数可能为1.5V；
C．用另一相同的灯L替换R，此时电路总电阻为20Ω；
D．为确保电路安全，R的变化范围为“2～10Ω”
【答案】AD。
【解析】A．滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量灯两端电压，如图乙可知，小灯泡正常发光时，额定电流为0.25A，则电路总功率为
故A正确；
B．当滑片P处于b端时接入最大阻值，若电压表示数为1.5V，则由图乙可知电路中电流为0.2A，此时变阻器两端电压为
根据串联分压可知总电压为
超出电源电压，故B错误；
C．用另一相同的灯L替换R，此时两个灯泡串联，根据串联分压可知每个灯泡两端电压为1.5V，由图乙可知电路中电流为0.2A，则电路总电阻为
故C错误；
D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为U′=U-UL=3V-2.5V=0.5V
此时电路中电流为灯泡的额定电流0.25A，此时滑动变阻器接入阻值最小，为
滑动变阻器的阻值越大，电路总电阻越大，而电源电压不变，所以电路中电流越小，根据串联分压规律可知，小灯泡两端电压也越小，所以滑动变阻器可以接入它的最大阻值，故R的变化范围为“2～10Ω”，故D正确。
故选AD。
21.如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。
甲 乙
(1)图乙中_______(填“dc”或“ec”)表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象．
(2)该过程中电路的总功率最大值为________W.
【答案】dc；36。
【解析】由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流．
（1）滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据可知：R0两端的电压变大，则滑动变阻器两端的电压变小；故图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；
（2）由乙图知，当电路中的电流最大即电流为3A时，定值电阻和滑动变阻器两端的电压都为6V，由于电源电压不变，所以电源电压为：；
（根据电流最小时，即电流为1A时，两电阻两端的电压之和同样可以得出电源电压．）
根据知，电压不变，当电流最大时，电路中功率最大，所以最大功率为：
．
22.随着生活水平的提高，现代家庭中的电器越来越多，出现了更多的电器待机状态。（待机电器，顾名思义，就是只关闭了电器电源而没有拔下电器插头，处于待机工作状态下的电器。）如图是常见家用电器的待机功率。
（1）图中家电待机耗电功率最高的是 ___________；
（2）如果一个家庭中的待机电器有如图所示的电视机、机顶盒，那么一天待机24个小时共消耗多少电能？( )
【答案】机顶盒；1.3×106J。
【解析】（1）[1]从图中可知，家电待机耗电功率最高的是机顶盒。
（2）[2]电视机和机顶盒的待机功率分别为0.21W和15.2W，那么一天待机24个小时共消耗的电能
23.恋恋牌家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，开关S接不同位置使电饭锅分别处于加热和保温两种状态。某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。求：
（1）该电饭锅的开关接1时，处于______状态（填“加热”或“保温”），其中R1的阻值是______Ω，R2的阻值是______Ω；
（2）该电饭锅处于保温状态的电功率是多少？( )
（3）该电饭锅此次工作30min共消耗了多少电能？( )
【答案】加热；55；165；220W；0.22kW·h（7.92×105J）。
【解析】（1）[1]由图甲知，开关接1时，R1单独工作，电路中的电阻较小，开关接2时，R1、R2串联在电路中，电路中的总电阻较大，据知，电阻较小时，电路中的电功率较大，所以开关接1时，电饭锅处于加热状态。
[2]由图乙知，电饭锅处于加热状态时，电路中的电流为4A，保温状态时，电路中的电流为1A。则R1的阻值为
[3]电饭锅处于保温状态时，电路的总电阻
所以，R2的阻值为R2=R总-R1=220Ω-55Ω=165Ω
（2）[4]电饭锅处于保温状态的电功率P保温=UI2=220V×1A=220W
（3）[5]电饭锅处于加热状态的电功率P加热=UI1=220V×4A=880W
由图乙知，电饭锅工作30min时，加热用时10min，保温用时20min，则消耗的电能
W=P1t1+P2t2=880W×10×60s+220W×20×60s=7.92×105J。
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