九年级物理全一册举一反三系列专题18.2电功率【五大题型】(人教版)(原卷版+解析)

这是一份九年级物理全一册举一反三系列专题18.2电功率【五大题型】(人教版)(原卷版+解析)，共32页。

TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 电功率的概念和单位】
\l "_Tc25206" 【题型2 额定电压与额定功率】
\l "_Tc9103" 【题型3 串并联电路中的电功率】
\l "_Tc9103" 【题型4 伏安法测量小灯泡的电功率】 \l "_Tc1161"
\l "_Tc9103" 【题型5 电功率的计算】
【知识点1 电功率的概念和单位】
电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量，用P表示，它的国际单位：瓦特（w），简称瓦，符号是W。常用单位有千瓦(kW）等Q（热量）此处指电热:单位为焦耳（J）
W（能量表示符号）电能:单位为焦耳（J）
Ι（电流）:单位为安培（A）1A=1000mA
t（时间）:1小时（h）=60×60秒(s)
U（电压）:单位为伏特（V）
P（用电器功率）:单位为瓦特（W）1KW=1000W
mW（毫瓦），W（瓦）,kW（千瓦）,MW（兆瓦）,GW（吉瓦）,TW（太瓦），马力
1TW=10³GW=10⁶MW=10⁹kW=10¹²W
1马力=745.7W
公式:P=UΙ； W（Q）=Pt=UΙt
1瓦（1W）=1焦/秒(1J/s)=1伏·安(1V·A)
1度= 1kW·h=3.6·10⁶ J
（电器功率为1千瓦工作一小时，消耗1度电）
1度=1000W·h=1000·V·A·h=10⁶ V·mA·h
（手机锂离子电池3.7V电压5000mAh容量可视为18500V·mA·h或18.5V·A·h，换算后即0.0185度）
【题型1 电功率的概念和单位】
【例1】（2022·湖南湘潭·中考真题）下列估测值最接近生活实际的是（ ）
A．空调的功率约为1.5W
B．教室门的高度约为10m
C．舒适的环境温度约为100℃
D．中学生的质量约为50kg
【变式1-1】（2022·广西玉林·中考真题）在国际单位制中，电流的基本单位是（ ）
A．AB．VC．mD．W
【变式1-2】（2022·广西柳州·中考真题）下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最小的是（ ）
A．电饭煲B．电暖器C．小台灯D．电热水器
【变式1-3】4．（2022·四川成都·中考真题）下列家用电器的有关数据，最符合实际的是（ ）
A．电视逼控器的工作电流为1AB．洗衣机的工作电压为220V
C．电冰箱的工作电压为380VD．空调的待机功率为0.01W
【知识点2 额定电压与额定功率】
额定电压是指电气设备长时间正常工作时的最佳电压，额定电压也称为标称电压。当电气设备的工作电压高于额定电压时容易损坏设备，而低于额定电压时将不能正常工作（如灯泡发光不正常，电机不正常运转）。
额定功率是指机械设备所能达到的最大输出功率，机械设备的实际输出功率不会大于额定功率，这一点与电器不同。
电器的额定功率是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率，则用电器可能会损坏；若实际功率小于额定功率，则用电器无法正常运行。
2、【题型2额定电压与额定功率】
【例2】（2022·广西桂林·中考真题）灯泡、分别标有“”、“”的字样，将它们接入的电路中，则（ ）
A．、并联时，比亮B．、并联时，亮度相同
C．、串联时，比亮D．、串联时，亮度相同
【变式2-1】（2022·江苏无锡·中考真题）连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡L1比L2亮，说明L1的实际功率比L2大。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．可以验证电功与电压大小的关系B．L1对应的电压表示数比L2小
C．通过L1的电流比L2大D．L1、L2规格是相同的
【变式2-2】（2022·山东临沂·中考真题）一个标有“220V 1100W”的电热器，当通过它的电流为4A时，它的实际功率为（ ）
A．176WB．704WC．880WD．1100W
【变式2-3】（2021·辽宁鞍山·中考真题）如图所示是小明家的电能表。将一个标有“220V 1210W”的用电器单独接入家庭电路中工作12min，电能表业的转盘转了500转，在此工作过程中，下列说法正确的是（ ）
A．该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4J的电能
B．该用电器的实际功率为1200W
C．该电路的实际电压为200V
D．若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过2.2kW
3、【题型3 串并联电路中的电功率】
【例3】（2022·湖北湖北·中考真题）如图所示，将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路中，已知两图中R1两端的电压相等，乙图中流过R1、R2的电流之比为2：1。下列说法中正确的是（ ）
A．两电阻的阻值之比为R1：R2=2： 1
B．两图中电源的电压之比为U1： U2=3：2
C．两图中流过R2的电流之比为I2甲：I2乙 =3：2
D．两图电路消耗的总功率之比为P甲：P乙=2： 1
【变式3-1】（2022·广东深圳·中考真题）某爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1=55Ω，R2=44Ω，以下说法正确的是（ ）
A．使用“低温档”只需要闭合S2
B．使用“高温档”要闭合S1、S2
C．闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5:4
D．中温档正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J
【变式3-2】（2022·天津·中考真题）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V，6W”和“6V，3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
B．只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
C．只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W
D．只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W
【变式3-3】（2022·湖南怀化·中考真题）如图所示的串联电路中，定值电阻，开关闭合后，电阻、两端电压分别为、，通过的电流分别为、，电功率分别为、，相同时间内做的功为、，以下比值正确的是（ ）
A．B．C．D．
4、【题型4 伏安法测量小灯泡的电功率】
【例4】（2022·辽宁盘锦·中考真题）在测量额定电压为3.8V小灯泡的电功率实验中：
（1）图甲为小华连接的电路，其中有一根导线连接错误，请你在连接错误的这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( )
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表和电压表示数都很小，接下来小华应进行的操作是___________；（填字母）
A．更换小灯泡 B．移动滑动变阻器滑片
C．检查开关是否接触不良 D．检查电压表是否断路
（3）电压表示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为___________W；
（4）下表是另一组同学在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率时的数据及发光情况。在交流讨论过程中，小华发现该组有一次实验中的电流值是编造的。你认为是第___________次，判断的理由是：___________。
【变式4-1】（2022·辽宁阜新·中考真题）做“测量小灯泡额定功率”的实验（灯泡的额定电压U额＝2.5V，灯丝电阻阻值不变）。
（1）连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，原因是滑动变阻器接了______两个接线柱。
（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率为______W。
（3）同组的小月同学设计了一个电路，如图丙，也测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻的阻值R＝25Ω，正确操作步骤如下：
①只闭合开关S和______，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为I1＝______A；
②闭合开关S和______，断开开关______，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2；
③小灯泡的额定电功率表达式为P额＝______。（用物理量符号表示）

【变式4-2】（2022·辽宁锦州·中考真题）小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用电源是两节新的干电池，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）小明将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。经检查发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；
（2）改正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为某一值时，电流表示数如图乙所示。接着小明用10Ω电阻替换5Ω电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为______V；
（3）小明将5Ω和15Ω电阻分别接入电路，并将电压表示数调到所控制的电压时，两次实验整个电路消耗的电功率之比为______；
（4）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω；
（5）通过实验探究，小明得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻______；
（6）实验结束后，小明想测一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，但电流表损坏。他用四节新干电池串联作电源，另有规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和一个铭牌不清的滑动变阻器R2，设计了如图丙所示的电路。请你帮他完成测量过程：
①闭合开关，将滑动变阻器R1的滑片移至最左端，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数为______V，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器R2的滑片位置不动，将滑动变阻器R1的滑片移至最右端，读出电压表的示数为0.5V；
③小灯泡的额定功率为______W。
【变式4-3】（2022·山东聊城·中考真题）如图甲所示，小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
（1）同组的小丽发现他的连接中有一处错误，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( )
（2）电路连接正确后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑到最______（选填“左”或“右”）端；
（3）小聪闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现两个电表只有一个有示数，初步检查确认，电路接线完好，两个电表均无故障，则发生故障的元件应是______（填字母）；
A．电源 B．滑动变阻器 C．定值电阻R D．开关
（4）排除故障后，小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示，为______，根据三次实验数据可得定值电阻______（结果保留一位小数）；
（5）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______（填字母）。
A． 用刻度尺测量作业本的长度
B． 探究同种物质的质量与体积的关系
C． 测量小灯泡的电功率
5、【题型5 电功率的计算】
【例5】（2022·广西贵港·中考真题）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表量程为，滑动变阻器R2标有“1A”字样，最大阻值未知。闭合开关S1、S3，断开开关S2，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端，得R1的“U﹣I”关系图像如图乙所示。
（1）求电阻R1的阻值和R2的最大阻值；
（2）若闭合开关S2、S3，断开开关S1，使R2的滑片P位于a端，此时电流表示数为0.42A，求R3通电50s产生的电热；
（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，且电压表的量程为 ，在保证电路元件都安全的情况下，求电路总功率的变化范围。
【变式5-1】（2022·广西梧州·中考真题）在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，R1阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.9A，问：
（1）通过R1的电流是多少？
（2）R2的阻值是多少？
（3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2，要求：替换后，电源的最大电功率不小于15W，则电源的最小电功率是多少？
【变式5-2】（2022·湖南永州·中考真题）小明为了控制灯泡的亮度，设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V 6W”字样（灯泡电阻不随温度变化），滑动变阻器R最大阻值为20Ω。将滑片P置于a端，闭合开关S，缓慢移动滑片P，当滑片P位于b端时，灯泡恰好正常发光。
（1）求电源电压U；
（2）求灯泡L的电阻；
（3）当电流表的示数为0.3A时，求此时滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）将滑动变阻器R连接成如图乙所示电路，电源电压U'=3V，当滑片P位于a、b之间某一位置时（不包括a、b两点），电路消耗的电功率最小，求此最小电功率。
【变式5-3】（2022·河北·中考真题）如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑动变阻器的最大阻值；
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
2.5
0.30
0.75
正常发光
2
3.0
0.50
1.50
比正常发光亮
3
2.0
0.26
0.52
比正常发光暗
实验次数
电压
电流
电阻
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
2.5
0.24
10.4
专题18.2 电功率【五大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 电功率的概念和单位】
\l "_Tc25206" 【题型2 额定电压与额定功率】
\l "_Tc9103" 【题型3 串并联电路中的电功率】
\l "_Tc9103" 【题型4 伏安法测量小灯泡的电功率】 \l "_Tc1161"
\l "_Tc9103" 【题型5 电功率的计算】
【知识点1 电功率的概念和单位】
电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量，用P表示，它的国际单位：瓦特（w），简称瓦，符号是W。常用单位有千瓦(kW）等Q（热量）此处指电热:单位为焦耳（J）
W（能量表示符号）电能:单位为焦耳（J）
Ι（电流）:单位为安培（A）1A=1000mA
t（时间）:1小时（h）=60×60秒(s)
U（电压）:单位为伏特（V）
P（用电器功率）:单位为瓦特（W）1KW=1000W
mW（毫瓦），W（瓦）,kW（千瓦）,MW（兆瓦）,GW（吉瓦）,TW（太瓦），马力
1TW=10³GW=10⁶MW=10⁹kW=10¹²W
1马力=745.7W
公式:P=UΙ； W（Q）=Pt=UΙt
1瓦（1W）=1焦/秒(1J/s)=1伏·安(1V·A)
1度= 1kW·h=3.6·10⁶ J
（电器功率为1千瓦工作一小时，消耗1度电）
1度=1000W·h=1000·V·A·h=10⁶ V·mA·h
（手机锂离子电池3.7V电压5000mAh容量可视为18500V·mA·h或18.5V·A·h，换算后即0.0185度）
【题型1 电功率的概念和单位】
【例1】（2022·湖南湘潭·中考真题）下列估测值最接近生活实际的是（ ）
A．空调的功率约为1.5W
B．教室门的高度约为10m
C．舒适的环境温度约为100℃
D．中学生的质量约为50kg
【答案】D
【详解】A．空调的功率比较大，一般在
1500W＝1.5kW
左右，故A不符合题意；
B．教室的高度约3m，门的高度在2m左右，故B不符合题意；
C．人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的环境气温在23℃左右，故C不符合题意；
D．成年人质量在65kg左右，中学生质量略小于此数值，在50kg左右，故D符合题意。
故选D。
【变式1-1】（2022·广西玉林·中考真题）在国际单位制中，电流的基本单位是（ ）
A．AB．VC．mD．W
【答案】A
【详解】A．A是电流的基本单位，故A符合题意；
B．V是电压的基本单位，故B不符合题意；
C．m是长度的基本单位，故C不符合题意；
D．W是电功率的基本单位，故D不符合题意。
故选A。
【变式1-2】（2022·广西柳州·中考真题）下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最小的是（ ）
A．电饭煲B．电暖器C．小台灯D．电热水器
【答案】C
【详解】耗电量指消耗的电能，由W=Pt可知，单个用电器正常工作时，相同时间内，功率大的，耗电量大；功率最小的，耗电量最小。电饭煲的的功率约为1000W，电暖器的功率约为1200W，小台灯的功率约为20W，电热水器的功率约为1000W，由于所给的四个用电器中，小台灯的功率最小，故耗电量最小的是小台灯。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
【变式1-3】4．（2022·四川成都·中考真题）下列家用电器的有关数据，最符合实际的是（ ）
A．电视逼控器的工作电流为1AB．洗衣机的工作电压为220V
C．电冰箱的工作电压为380VD．空调的待机功率为0.01W
【答案】B
【详解】A．普通灯泡正常发光时的电流为0.2~0.3A，电视遥控器的工作电流比灯泡正常发光时的电流小，约为50mA左右，故A不符合题意；
BC．家庭电路的电压为220V，所以洗衣机、电冰箱正常工作的电压都是220V，故B符合题意，C不符合题意；
D．空调的待机功率大约为5W左右，故D不符合题意。
故选B。
【知识点2 额定电压与额定功率】
额定电压是指电气设备长时间正常工作时的最佳电压，额定电压也称为标称电压。当电气设备的工作电压高于额定电压时容易损坏设备，而低于额定电压时将不能正常工作（如灯泡发光不正常，电机不正常运转）。
额定功率是指机械设备所能达到的最大输出功率，机械设备的实际输出功率不会大于额定功率，这一点与电器不同。
电器的额定功率是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率，则用电器可能会损坏；若实际功率小于额定功率，则用电器无法正常运行。
2、【题型2额定电压与额定功率】
【例2】（2022·广西桂林·中考真题）灯泡、分别标有“”、“”的字样，将它们接入的电路中，则（ ）
A．、并联时，比亮B．、并联时，亮度相同
C．、串联时，比亮D．、串联时，亮度相同
【答案】A
【详解】AB．根据可知，两灯泡正常发光时电压相等，因为的额定功率更大，可知的电阻更小，当两灯并联时，两灯都正常发光，正常发光时的功率等于额定功率，则有，比亮，故A符合题意，B不符合题意；
CD．由上可知的电阻小，的电阻大，当两灯泡串联接入的电路中时，通过的电流相等，根据可知，，比暗，故CD不符合题意。
故选A。
【变式2-1】（2022·江苏无锡·中考真题）连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡L1比L2亮，说明L1的实际功率比L2大。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．可以验证电功与电压大小的关系B．L1对应的电压表示数比L2小
C．通过L1的电流比L2大D．L1、L2规格是相同的
【答案】A
【详解】A．灯泡L1和L2串联，通过两灯泡的电流和时间相等，观察到白炽灯泡L1比L2亮，可知两灯实际功率不等，由可知，两灯获得的电压不同，在电流和时间相等，电压不等的情况下，根据，可知此电路可以验证电功与电压大小的关系，故A正确；
B．灯泡L1和L2串联，通过两灯泡的电流相等，而白炽灯泡L1比L2亮，则灯泡L1的实际功率比L2大，由可知，L1对应的电压表示数比L2大，故B错误；
C．灯泡L1和L2串联，通过两灯泡的电流相等，故C错误；
D．L1两端的电压比L2大，通过两灯的电流相等，根据可知，L1的电阻大于L2的电阻，两灯规格不相同，故D错误。
故选A。
【变式2-2】（2022·山东临沂·中考真题）一个标有“220V 1100W”的电热器，当通过它的电流为4A时，它的实际功率为（ ）
A．176WB．704WC．880WD．1100W
【答案】B
【详解】一个标有“220V 1100W”的电热器，则该电热器的电阻为
当通过它的电流为4A时，它的实际功率为
故B符合题意。
故选B。
【变式2-3】（2021·辽宁鞍山·中考真题）如图所示是小明家的电能表。将一个标有“220V 1210W”的用电器单独接入家庭电路中工作12min，电能表业的转盘转了500转，在此工作过程中，下列说法正确的是（ ）
A．该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4J的电能
B．该用电器的实际功率为1200W
C．该电路的实际电压为200V
D．若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过2.2kW
【答案】C
【详解】A．该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4kWh的电能，故A错误；
B．该用电器消耗的电能
W实=r/kWh 500r=0.2kWh
则用电器的实际功率为
P实===1kW=1000W
故B错误；
C．用电器的电阻为
R== =40
该电路的实际电压
U实===200V
故C正确；
D．若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过
P总=UI=220V20A=4400W=4.4kW
故D错误。
故选C。
3、【题型3 串并联电路中的电功率】
【例3】（2022·湖北湖北·中考真题）如图所示，将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路中，已知两图中R1两端的电压相等，乙图中流过R1、R2的电流之比为2：1。下列说法中正确的是（ ）
A．两电阻的阻值之比为R1：R2=2： 1
B．两图中电源的电压之比为U1： U2=3：2
C．两图中流过R2的电流之比为I2甲：I2乙 =3：2
D．两图电路消耗的总功率之比为P甲：P乙=2： 1
【答案】D
【详解】A．由图乙可知，R1和R2并联，根据并联电路的分流性
故A错误；
B．由图甲可知，R1与R2串联，则电路的总电阻为
根据串联电路的分压性可得
两图中R1两端的电压相等，又由图乙知， R1和R2并联，则
所以
故B错误；
C．由图甲可知，R1与R2串联，串联电路中各处的电流相等，通过R2的电流为
由图乙可知，R1和R2并联，关联电路中各支路两端的电压相等且与电源电压相等，则通过R2的电流为
所以
故C错误；
D．由图乙可知，R1和R2并联，电路的总电阻为
由及欧姆定律可得
则图甲电路消耗的总功率为
图乙电路消耗的总功率为
所以
故D正确。
故选D。
【变式3-1】（2022·广东深圳·中考真题）某爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1=55Ω，R2=44Ω，以下说法正确的是（ ）
A．使用“低温档”只需要闭合S2
B．使用“高温档”要闭合S1、S2
C．闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5:4
D．中温档正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J
【答案】BD
【详解】AB．根据可知，当电压一定时，R越大，P越小，为低温挡，R越小，P越大，为高温挡。由电路图可知，S1、S2同时闭合时，R1、R2并联，电阻最小，功率最大，为高温挡；由于R1>R2，所以只闭合S1时，电阻最大，功率最小，为低温挡；只闭合S2时，为中温挡。故A错误，B正确；
C．当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为
故C错误；
D．中温挡正常工作，R2接入电路，1分钟产生的热量为
故D正确。
故选BD。
【变式3-2】（2022·天津·中考真题）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V，6W”和“6V，3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
B．只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
C．只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W
D．只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W
【答案】BD
【详解】A．根据甲乙两灯的铭牌信息可得
只闭合S1时，甲乙两灯串联，在串联电路中各处的电流相等，根据p=I2R可得甲、乙两灯的实际功率之比为
故A错误；
B．只闭合S2、S3时，甲乙两灯并联，在并联电路中，各支路两端的电压相等，根据可知，甲、乙两灯的实际功率之比为
故B正确；
CD．只闭合S1、S2时，甲灯被短路没有接入电路中，电路只有乙灯的简单电路，电源电压全部加在乙灯上，所以电路的总功率为
故C错误，D正确。
故选BD。
【变式3-3】（2022·湖南怀化·中考真题）如图所示的串联电路中，定值电阻，开关闭合后，电阻、两端电压分别为、，通过的电流分别为、，电功率分别为、，相同时间内做的功为、，以下比值正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】CD
【详解】A．如图，电阻、串联，根据串联电路的电流处处相等，通过两个电阻的电流相等，即，故A错误；
B．由于，两个电阻两端的电压之比
故B错误；
C．两个电阻两端的功率之比
故C 正确；
D．两个电阻相同时间内做的功之比
故D正确。
故选CD。
4、【题型4 伏安法测量小灯泡的电功率】
【例4】（2022·辽宁盘锦·中考真题）在测量额定电压为3.8V小灯泡的电功率实验中：
（1）图甲为小华连接的电路，其中有一根导线连接错误，请你在连接错误的这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( )
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表和电压表示数都很小，接下来小华应进行的操作是___________；（填字母）
A．更换小灯泡 B．移动滑动变阻器滑片
C．检查开关是否接触不良 D．检查电压表是否断路
（3）电压表示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为___________W；
（4）下表是另一组同学在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率时的数据及发光情况。在交流讨论过程中，小华发现该组有一次实验中的电流值是编造的。你认为是第___________次，判断的理由是：___________。
【答案】 B 1.14 2 灯丝电阻随温度升高而变大
【详解】（1）[1]原电路中，电流表和电压表串联在了一起是错误的，灯泡应该与滑动变阻器、电流表串联，电压表并联在灯泡的两端，改正后的电路图如图所示：
（2）[2]闭合开关，电流表和电压表示数都很小，说明电路是通路，但发现小灯泡不亮，说明电路中电流过小，电路中电阻过大，接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光，故B符合题意。
（3）[3]如图乙所示，电流表选择的小量程，分度值为0.02A，此时电流表示数为0.3A，电压表示数为3.8V时，则小灯泡的额定功率为
（4）[4][5]由第3组实验数据可知
由第1组实验数据可知
由第2组实验数据可知
因为灯丝电阻随温度升高而变大，故随着电压增大，不可能会出现电阻变小的情况，故可知第2组实验中的电流值是编造的。
【变式4-1】（2022·辽宁阜新·中考真题）做“测量小灯泡额定功率”的实验（灯泡的额定电压U额＝2.5V，灯丝电阻阻值不变）。
（1）连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，原因是滑动变阻器接了______两个接线柱。
（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率为______W。
（3）同组的小月同学设计了一个电路，如图丙，也测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻的阻值R＝25Ω，正确操作步骤如下：
①只闭合开关S和______，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为I1＝______A；
②闭合开关S和______，断开开关______，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2；
③小灯泡的额定电功率表达式为P额＝______。（用物理量符号表示）

【答案】 下面 0.75 S2 0.1 S1 S2 U额（I2﹣I1）
【详解】（1）[1]连接好电路，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路；若小灯泡较暗，说明电路的电流较小，电路的电阻较大，且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，说明变阻器没有了“变阻”的作用，造成这一现象的原因可能是：滑动变阻器接了下面的两个接线柱。
（2）[2]排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，即灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为
（3）①[3][4]只闭合开关S和S2，此时灯泡L和定值电阻R并联，电流表测定值电阻的电流；要使灯泡正常发光，应调节滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为额定电压，定值电阻R两端的电压也等于灯泡L的额定电压2.5V，故此时电流表示数为
②[5][6]闭合开关S和S1，断开开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2。
③[7]在步骤②中，电流表测R与灯泡并联的总电流，由于电路连接关系没有改变，各电阻的电压和电阻大小不变，故通过灯的电流不变，由并联电路电流的规律，灯的额定电流为
小灯泡额定功率表达式为
【变式4-2】（2022·辽宁锦州·中考真题）小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用电源是两节新的干电池，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）小明将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。经检查发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；
（2）改正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为某一值时，电流表示数如图乙所示。接着小明用10Ω电阻替换5Ω电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为______V；
（3）小明将5Ω和15Ω电阻分别接入电路，并将电压表示数调到所控制的电压时，两次实验整个电路消耗的电功率之比为______；
（4）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω；
（5）通过实验探究，小明得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻______；
（6）实验结束后，小明想测一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，但电流表损坏。他用四节新干电池串联作电源，另有规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和一个铭牌不清的滑动变阻器R2，设计了如图丙所示的电路。请你帮他完成测量过程：
①闭合开关，将滑动变阻器R1的滑片移至最左端，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数为______V，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器R2的滑片位置不动，将滑动变阻器R1的滑片移至最右端，读出电压表的示数为0.5V；
③小灯泡的额定功率为______W。
【答案】 不变 1.5 25 正比 3.5 0.375
【详解】（1）[1] 将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，由于电压表接在了电阻与滑动变阻器两端，测量的是电源电压，故电压表示数不变。
[2]正确的接法是将电压表改接在定值电阻两端，如图
（2）[3]如图乙所示，电流表接入量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.3A，定值电阻两端的电压
探究电流与电阻关系时，需要保持定值电阻两端的电压不变，故接着小明用10Ω电阻替换5Ω电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为1.5V。
（3）[4]将5Ω电阻接入电路，并将电压表示数调到所控制的电压时，电路中的电流为0.3A，由于电源接入两节电池，电源电压为3V，整个电路消耗的电功率
将15Ω电阻接入电路，并将电压表示数调到所控制的电压时，电路中的电流为
整个电路消耗的电功率
两次实验整个电路消耗的电功率之比为
（4）[5]为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，需要最大定值电阻接入电路时，滑动变阻器能满足串联分压的需求；由于电源接入两节电池，电源电压为3V，当最大为25Ω的电阻接入电路时，定值电阻与滑动变阻器两端的电压相等，故滑动变阻器的最大阻值应与定值电阻的最大阻值相等，至少为25Ω。
（5）[6]通过实验探究可知，在保持定值电阻两端的电压不变时，接入的电阻越大，通过电阻的电流就越小；得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（6）①[7]闭合开关，将滑动变阻器R1的滑片移至最左端，调节滑动变阻器R2的滑片，此时电压表测量两个滑动变阻器接入电路的电阻两端的电压，使电压表示数为
此时小灯泡两端的电压为额定电压2.5V，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器R2的滑片位置不动，将滑动变阻器R1的滑片移至最右端，电压表测R2两端的电压，读出电压表的示数为0.5V，则R1两端的电压为
电路中的电流
③[8]由于①②两个步骤中电路没有改变，所以步骤二中灯泡两端的电压仍为额定电压，小灯泡的额定功率为
【变式4-3】（2022·山东聊城·中考真题）如图甲所示，小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
（1）同组的小丽发现他的连接中有一处错误，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( )
（2）电路连接正确后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑到最______（选填“左”或“右”）端；
（3）小聪闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现两个电表只有一个有示数，初步检查确认，电路接线完好，两个电表均无故障，则发生故障的元件应是______（填字母）；
A．电源 B．滑动变阻器 C．定值电阻R D．开关
（4）排除故障后，小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示，为______，根据三次实验数据可得定值电阻______（结果保留一位小数）；
（5）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______（填字母）。
A． 用刻度尺测量作业本的长度
B． 探究同种物质的质量与体积的关系
C． 测量小灯泡的电功率
【答案】 右 C 0.20 9.9 A
【详解】（1）[1] 用“伏安法”测电阻时，电压表应与定值电阻并联，由图甲可知，电压表接在定值电阻与滑动变阻器两端，测定值电阻与滑动变阻器串联电压，即电源电压，电压表连接错误，电压表应并联在定值电阻两端，电路图如图所示
（2）[2]为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最大值，即右端。
（3）[3]A．若电源有故障，电流表和电压表都无示数，故A不符合题意；
B．若滑动变阻器有故障，两表同时有示数或无示数，故B不符合题意；
C．若定值电阻R有故障，若断路，电压表有示数，电流表无示数；若短路，电压表无示数，电流表有示数，故C符合题意；
D．若开关有故障，两表同时有示数或无示数，故D不符合题意。
故选C。
（4）[4]由图乙知，电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A。
[5]由表中数据可计算第2次实验电阻的阻值
则定值电阻R的阻值

即三次实验数据可得定值电阻的阻值为9.9Ω。
（5）[6]本实验多次测量是为了取平均值是为了提高测量的准确度，减小误差；
A．用刻度尺测量物理课本的长与宽，需要多次测量，是为了取平均值减小误差，故A符合题意；
B．探究同种物质的质量与体积的关系时，也需要多次测量得到多组数据，分析数据从而得到一个普遍规律，故B不符合题意；
C．测量小灯泡的电功率时，也需要多次测量，是为了探究灯泡亮度与实际功率的关系，找到普遍规律，故C不符合题意。
故选A。
5、【题型5 电功率的计算】
【例5】（2022·广西贵港·中考真题）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表量程为，滑动变阻器R2标有“1A”字样，最大阻值未知。闭合开关S1、S3，断开开关S2，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端，得R1的“U﹣I”关系图像如图乙所示。
（1）求电阻R1的阻值和R2的最大阻值；
（2）若闭合开关S2、S3，断开开关S1，使R2的滑片P位于a端，此时电流表示数为0.42A，求R3通电50s产生的电热；
（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，且电压表的量程为 ，在保证电路元件都安全的情况下，求电路总功率的变化范围。
【答案】（1） ，；（2）；（3）
【详解】解：（1）闭合开关S1、S3，断开开关S2，滑动变阻器R2与R1串联，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端时，电路中只有R1，由乙图可知，此时R1两端的电压为6V，电流为0.6A，电阻R1的阻值
滑动变阻器R2的滑片P在b端时，滑动变阻器R2与R1串联，变阻器连入电路的电阻最大，此时R1两端的电压为1V，电流为0.1A，R2的最大阻值
（2）电源电压保持不变，若闭合开关S2、S3，断开开关S1，电阻R2与R3并联，电流表测干路电流；使R2的滑片P位于a端，滑动变阻器接入电路的电阻最大为50Ω，通过滑动变阻器的电流
通过R3的电流
R3通电50s产生的电热
（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，滑动变阻器R2的滑片P在b端时，滑动变阻器R2与R1串联，变阻器连入电路的电阻最大，此时R1两端的电压为1V，电流为0.1A，电路中的电流最小，电路的功率最小，最小功率为
电压表的示数最大时，电路中的电流最大，电流的最大值
电路的最大功率
电路总功率的变化范围为：。
答：（1）电阻R1的阻值为，R2的最大阻值为；
（2）R3通电50s产生的电热为；
（3）电路总功率的变化范围为。
【变式5-1】（2022·广西梧州·中考真题）在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，R1阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.9A，问：
（1）通过R1的电流是多少？
（2）R2的阻值是多少？
（3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2，要求：替换后，电源的最大电功率不小于15W，则电源的最小电功率是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：如图，两个电阻并联，电源电压恒定为6V，电流表测干路电流，通过R1的电流
（2）R2的阻值是
（3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2.，滑动变阻器的最大功率为
替换后，电源的最大电功率不小于15W，则要求剩余的电阻的功率大于3W，电源电压不变，两电阻在电路中的功率不变，R1的功率
R2的功率
因电阻R2的功率小于3W，因此只能被替换，电路中剩余R1与“50Ω 2A”的滑动变阻器并联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，变阻器的电功率最小，最小值
电源的最小电功率是
答：（1）通过R1的电流为；
（2）R2的阻值是；
（3）电源的最小电功率是。
【变式5-2】（2022·湖南永州·中考真题）小明为了控制灯泡的亮度，设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V 6W”字样（灯泡电阻不随温度变化），滑动变阻器R最大阻值为20Ω。将滑片P置于a端，闭合开关S，缓慢移动滑片P，当滑片P位于b端时，灯泡恰好正常发光。
（1）求电源电压U；
（2）求灯泡L的电阻；
（3）当电流表的示数为0.3A时，求此时滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）将滑动变阻器R连接成如图乙所示电路，电源电压U'=3V，当滑片P位于a、b之间某一位置时（不包括a、b两点），电路消耗的电功率最小，求此最小电功率。
【答案】（1）6V；（2）6Ω；（3）14Ω；（4）1.8W
【详解】解：（1）由图加可知，当滑片P移动b端时，只有灯泡L工作，灯泡L正常发光，则电源电压为6V。
（2）由灯泡L标有“6V 6W”字样（灯泡电阻不随温度变化）可知，灯泡的电阻为
（3）由图甲可知，滑动变阻器和灯泡L串联，电流表测量电路中的电流，当电流表的示数为I=0.3A时，电路中的总电阻为
根据串联电路的电阻特点可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻为
（4）如图乙，滑动变阻器分为两部分并联接入电路，假设上端为R1，下端为R2，则
R1+R2= R滑=20Ω
并联电路中的总电阻为
则电路消耗的电功率为
由上式可知,当时，电功率最小，最小电功率为
答：（1）电源电压U为6V；
（2）灯泡L的电阻为6Ω；
（3）当电流表的示数为0.3A时，此时滑动变阻器接入电路的电阻为14Ω；
（4）将滑动变阻器R连接成如图乙所示电路，电源电压U'=3V，当滑片P位于a、b之间某一位置时（不包括a、b两点），电路消耗的电功率最小为1.8W。
【变式5-3】（2022·河北·中考真题）如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑动变阻器的最大阻值；
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。
【答案】（1）10Ω；（2）80Ω；（3）2∶1
【详解】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）闭合开关S，移动滑片至中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V，所以R0的阻值为
（2）当电压表示数为3.6V时，滑动变阻器R两端的电压为
UR=U-U0=18V-3.6V=14.4V
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
由于电压表示数为3.6V时，滑片移至滑动变阻器中点，接入电阻为总电阻的一半，所以滑动变阻器的最大阻值为
R总=2R=2×40Ω=80Ω
（3）由于电流表量程为“0~0.6A”，所以电路中的最大电流为0.6A，此时R0两端的电压
U0大=I大R0=0.6A×10Ω=6V<15V
所以电压表安全。此时电路消耗的最大功率为
P1=UI大=18V×0.6A=10.8W
将电压表改接在R两端，若滑动变阻器全部接入电路，根据正比分压可知，则滑动变阻器两端的电压为
所以滑动变阻器不能全部接入电路。当电压表达到15V时，滑动变阻器接入电阻最大，电路中的电流最小，最小电流为
此时电路消耗的最小功率为
P2=UI小=18V×0.3A=5.4W
所以
P1∶P2=10.8W∶5.4W=2∶1
答：（1）求R0的阻值为10Ω；
（2）求滑动变阻器的最大阻值为80Ω；
（3）P1∶P2=2∶1。实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
2.5
0.30
0.75
正常发光
2
3.0
0.50
1.50
比正常发光亮
3
2.0
0.26
0.52
比正常发光暗
实验次数
电压
电流
电阻
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
2.5
0.24
10.4