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15-电功率的计算（计算题·提升题）-福建省三年（2020-2022）中考物理模拟题精选高频考点分类汇编
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这是一份15-电功率的计算（计算题·提升题）-福建省三年（2020-2022）中考物理模拟题精选高频考点分类汇编，共23页。试卷主要包含了6A”，7V 0，28×105J，4W，，8W；，6×106J＝2等内容，欢迎下载使用。
15-电功率的计算（计算题·提升题）-福建省三年（2020-2022）中考物理模拟题精选高频考点分类汇编
1. （2022•福建模拟）某实验箱内部的温度监测预警简化电路如图甲所示，电源电压恒为18V，R0为定值电阻，滑动变阻器R1的规格为“20Ω 1.0A”，热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图乙所示。当电路中的电压表示数达到15V或电流表示数达到0.6A时，表示监测温度超出预设范围，电铃自动接通发出警报（图中未画出）。闭合开关S1，预警电路处于调试状态，调节滑动变阻器R1的阻值，使电压表的示数为12V，此时电流表示数为0.3A；再闭合开关S2，预警电路处于监测状态，电压表的示数变为10V，此过程中实验箱内温度不变。求：
（1）预警电路处于调试状态时，滑动变阻器R1接入电路的阻值；
（2）预警电路处于调试状态时，定值电阻R0消耗的电功率；
（3）当预警电路处于监测状态时，通过调节滑动变阻器R1可设置预警电路监测温度的最大范围。
2. （2022•福州模拟）如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，滑片P由右向左滑动，因变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数，当电流表开始有读数时，才闭合开关S1，此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求：
（1）当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值；
（2）当滑片P移到s＝2cm处时，电阻R0在10s内产生的热量；
（3）当滑片P移到s＝6cm处时，R1消耗的电功率；
（4）电压表的量程为“0﹣3V”，电流表的量程为“0﹣0.6A”。若R1未断路，为保护电路安全，R0的电功率变化范围。
3. （2022•泉港区模拟）随着生活水平的提高，家用电器在日常生活中已不可缺少。小明家所有家用电器正常工作时的总功率为2200w。其中电热水壶的铭牌如图所示，某一天小明在家里用电热水壶烧开水，电热水壶能正常工作。已知电热水壶的阻值不变。求：
（1）小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于多少安？
（2）这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧？
（3）这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为多少焦？
（4）若通过电热水壶的实际电流为2A，电热水壶的实际功率多大？
电热水壶的铭牌
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
880W
容积
2L
4. （2022•漳州模拟）如图甲所示，电源两端电压U总保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙反映了开关闭合后，滑片P从最右端移动到最左端的过程中，ab两端电压U和通过电流I之间的关系图像（图中A、B两点分别对应两端）；图丙反映了滑动变阻器R2消耗的功率P与电流I之间的关系的部分图像。求：
（1）R2的最大阻值R0为多大？
（2）电源两端电压U总为多大？
（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为多大？
5. （2020•秀屿区校级一模）如图所示，是小勇设计的某电器设备的部分电路。电源电压为9V保持不变，灯泡L标有“8V，4W”字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω．闭合开关S和S1时，电路消耗的功率为4.05W．（不计灯丝电阻随温度的变化）。求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）开关S、S1、S2都闭合时，通过电流表的最小电流；
（3）只闭合开关S2，当L正常发光时滑动变阻器R2消耗的电功率。
6. （2020•福州模拟）图甲中的小灯泡标有“2.7V 0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω．R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。
（1）小灯泡正常发光时电阻多大？
（2）若只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。当x＝15cm时，电路消耗的总功率多大？
（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围？
7. （2022•漳州模拟）小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中电能表[3000r/（kW•h）]．如图所示。电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为“220V 2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110r，用时120s。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了180s。
导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求：
（1）电水壶和电水龙头的电阻；
（2）导线的电阻；
（3）在洗漱时，导线上产生的热量。
8. （2020•泉州模拟）两个电阻器串联在电路中，试证明两电阻消耗的总功率等于每个电阻所消耗的电功率之和，即P＝P1+P2，在如图所示电路中，电源电压为6V，电压表示数为2V，R2阻值为10Ω，求R1、R2的功率和电路总功率。
9. （2020•永定区校级模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为16Ω，滑动变阻器的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，通过小灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示。当开关S2闭合，S1、S3断开时，滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电源电压；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，移动滑动变阻器的滑片P，当电路消耗的总功率为6W时，求滑动变阻器接入电路中的电阻值。
10. （2020•泉州模拟）小明研究了家里的智能电热马桶盖（如图甲），设计出如图乙所示的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S可接a或b，该电路通过开关和S的不同接法组合实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见表），求
S1
断开
断开
闭合
闭合
S2
接b
接a
接a
接b
功率
Pb＝0
P1＝24.2W
P2＝48.4W
P3
（1）R1和R2的阻值；
（2）求出表中的“P3”；
（3）不使用其他用电器，只让便座加热电路以高温挡工作5min，标有“3000imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁了20次，此过程中消耗的电能为多少J？电路中实际电压为多少？
11. （2021•南平模拟）如图甲。柱体A与B经细线绕过定滑轮（不计绳重及摩擦）相连，A置于力敏电阻Rx上，力敏电阻其电阻值Rx随压力F的变化关系如表，电源电压恒为6V．逐渐向容器中注水至满，得到了电流表的示数与注水体积之间的关系，如图乙。已知GA＝30N，GB＝10N，柱形容器底面积为500cm2，高10cm。求：
（1）水深5cm时，水对容器底部的压强；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）若电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，在注水过程中，为确保电路安全，求电路消耗的功率范围。
F/N
15
20
22
25
28
30
35
Rx/Ω
20
14
13
11
10
9
8
12. （2021•仓山区校级模拟）如图所示是某课外活动小组设计的小台灯电路图。S为单刀双掷开关，电源电压为12V且保持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2”时，小灯泡恰好正常发光。若灯丝电阻不变，试求：
（1）灯丝的电阻是多少？
（2）开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？
参考答案与试题解析
1. （2022•福建模拟）某实验箱内部的温度监测预警简化电路如图甲所示，电源电压恒为18V，R0为定值电阻，滑动变阻器R1的规格为“20Ω 1.0A”，热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图乙所示。当电路中的电压表示数达到15V或电流表示数达到0.6A时，表示监测温度超出预设范围，电铃自动接通发出警报（图中未画出）。闭合开关S1，预警电路处于调试状态，调节滑动变阻器R1的阻值，使电压表的示数为12V，此时电流表示数为0.3A；再闭合开关S2，预警电路处于监测状态，电压表的示数变为10V，此过程中实验箱内温度不变。求：
（1）预警电路处于调试状态时，滑动变阻器R1接入电路的阻值；
（2）预警电路处于调试状态时，定值电阻R0消耗的电功率；
（3）当预警电路处于监测状态时，通过调节滑动变阻器R1可设置预警电路监测温度的最大范围。
【解答】解：（1）预警电路处于调试状态时，R0、R1、R2串联接入电路，电压表测量R1和R2两端的总电压，滑动变阻器R1接入电路的阻值为：
R1＝＝＝20Ω；
（2）在监测状态，闭合S2，R0被短路，电压表测R2两端电压，此时：
U1′＝U﹣U2′＝18V﹣10V＝8V；
I′＝＝＝0.4A；
题目中此过程中实验箱内温度不变，故R2阻值不变，
R2＝＝＝25Ω；
在调试状态R1+R2＝＝＝40Ω；
R0＝40Ω﹣25Ω＝15Ω；
定值电阻R0消耗的电功率为：
P0＝R0＝（0.3A）2×15Ω＝1.35W；
（3）由题意可知，当电压表示数超过15V或电流表示数超过0.6A时，表示监测温度超过范围；
在监测状态，U2″＝15V时，电流I″＝＝＝0.15A；
R2′＝＝＝100Ω；
由图像可知，此时温度为5℃；
当I″＝0.6A时，U1″＝I″R1＝0.6×20Ω＝12V；
U2″′＝U﹣U1″＝18V﹣12V＝6V；
R2″＝＝＝10Ω；
根据图像可知，此时对应温度为40℃；
因此可设置预警电路监测温度的最大范围为5℃～40℃。
故答案为：（1）预警电路处于调试状态时，滑动变阻器R1接入电路的阻值为20Ω；
（2）预警电路处于调试状态时，定值电阻R0消耗的电功率为1.35W；
（3）可设置预警电路监测温度的最大范围为5℃～40℃。
2. （2022•福州模拟）如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，滑片P由右向左滑动，因变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数，当电流表开始有读数时，才闭合开关S1，此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求：
（1）当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值；
（2）当滑片P移到s＝2cm处时，电阻R0在10s内产生的热量；
（3）当滑片P移到s＝6cm处时，R1消耗的电功率；
（4）电压表的量程为“0﹣3V”，电流表的量程为“0﹣0.6A”。若R1未断路，为保护电路安全，R0的电功率变化范围。
【解答】解：由电路图可知，两开关均闭合时，R1与R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。
（1）由图乙和题意可知，当电流表开始有读数即I＝0.2A时，滑片P移动的距离x＝2cm，此时电压表的示数为2.5V，
由I＝可得，R1接入电路的阻值：
R1＝＝＝12.5Ω；
（2）当s＝2cm时，电压表的示数为2.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R0两端的电压：
U0＝U﹣U1＝4.5V﹣2.5V＝2V，
则电阻R0的阻值：
R0＝＝＝10Ω，
电阻R0在10s内产生的热量为：
Q0＝I2R0t＝（0.2A）2×10Ω×10s＝4J；
（3）当滑片P滑到s＝6cm处时，由图乙可知，此时电路中的电流I′＝0.4A，
此时R0两端的电压：
U0′＝I′R0＝0.4A×10Ω＝4V，
此时R1两端的电压：
U1′＝U﹣U0′＝4.5V﹣4V＝0.5V，
则R1消耗的电功率：
P1＝U1′I′＝0.5V×0.4A＝0.2W；
（4）假设滑动变阻器某处未发生断路，
当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，此时电路中的电流最大，
则电路中的最大电流为：
I大＝＝＝0.45A＜0.6A，
R0的最大电功率为：
P0大＝I大2R0＝（0.45A）2×10Ω＝2.025W；
由（1）知，滑片P移动的距离x＝2cm时，滑动变阻器接入电路的电阻为12.5Ω；
向左移动6cm时，滑动变阻器接入电路的电阻为：R1′＝＝＝1.25Ω，
因此每向左移动1cm，滑动变阻器接入电路的电阻减小：＝2.8125Ω，
所以滑动变阻器的最大电阻为：R滑大＝12.5Ω+2×2.8125Ω＝18.125Ω，
电路的最小电流为：
I小＝＝＝0.16A，
定值电阻的最小功率为：
P0小＝I小2R0＝（0.16A）2×10Ω＝0.256W；
所以R0的电功率变化范围为0.256W～2.025W。
答：（1）当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值为12.5Ω；
（2）当滑片P移到s＝2cm处时，电阻R0在10s内产生的热量为4J；
（3）当滑片P移到s＝6cm处时，R1消耗的电功率为0.2W；
（4）R0的电功率变化范围为0.256W～2.025W。
3. （2022•泉港区模拟）随着生活水平的提高，家用电器在日常生活中已不可缺少。小明家所有家用电器正常工作时的总功率为2200w。其中电热水壶的铭牌如图所示，某一天小明在家里用电热水壶烧开水，电热水壶能正常工作。已知电热水壶的阻值不变。求：
（1）小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于多少安？
（2）这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧？
（3）这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为多少焦？
（4）若通过电热水壶的实际电流为2A，电热水壶的实际功率多大？
电热水壶的铭牌
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
880W
容积
2L
【解答】解：（1）由P＝UI得，电路正常工作时允许通过的最大电流：
I＝＝＝10A，
所以，小明家熔断器的额定电流等于或稍大于10A。
（2）据P＝可知，R＝＝＝55Ω。
（3）据电能的计算公式可知，此时消耗的电能是：W＝P2t＝880W×600s＝5.28×105J。
（4）由实际电流和电阻，根据P＝I2R＝（2A）2×55Ω＝220W；
答：（1）小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于10安；（2）这个电热水壶正常工作时的电阻为55欧；（3）这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为528000焦；（4）若通过电热水壶的实际电流为2A，电热水壶的实际功率为220瓦。
4. （2022•漳州模拟）如图甲所示，电源两端电压U总保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙反映了开关闭合后，滑片P从最右端移动到最左端的过程中，ab两端电压U和通过电流I之间的关系图像（图中A、B两点分别对应两端）；图丙反映了滑动变阻器R2消耗的功率P与电流I之间的关系的部分图像。求：
（1）R2的最大阻值R0为多大？
（2）电源两端电压U总为多大？
（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为多大？
【解答】解：（1）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，
由乙图中A点可知，电流的最小值I1＝2A，此时R2两端电压U1＝40V，
由I＝可得，R2的最大阻值：
R0＝＝＝20Ω；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U总＝I1R1+U1＝2A×R1+40V，
当滑动变阻器阻值为0时，电流中的电流最大，由乙图中B点可知最大值I2＝10A，
则电源的电压：
U总＝I2R1＝10A×R1，
因电源的电压不变，
所以，2A×R1+40V＝10A×R1，
解得：R1＝5Ω，
电源电压U总＝I2R1＝10A×5Ω＝50V；
（3）由丙图可知，当R2的功率为120W时，电路中的电流I＝4A，
则电路消耗的总功率：
P总＝U总I＝50V×4A＝200W；
由乙图可知，当ab两端电压U2＝20V时电路中的电流I′＝6A，
P2＝U2I′＝20V×6A＝120W，
此时电路消耗的总功率：
P总′＝U总I′＝50V×6A＝300W，
所以，电路消耗的总功率P总可能为200W或300W。
答：（1）R2的最大阻值R0为20Ω；
（2）电源两端电压U总为50V；
（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为200W，也可能为300W。
5. （2020•秀屿区校级一模）如图所示，是小勇设计的某电器设备的部分电路。电源电压为9V保持不变，灯泡L标有“8V，4W”字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω．闭合开关S和S1时，电路消耗的功率为4.05W．（不计灯丝电阻随温度的变化）。求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）开关S、S1、S2都闭合时，通过电流表的最小电流；
（3）只闭合开关S2，当L正常发光时滑动变阻器R2消耗的电功率。
【解答】解：（1）灯泡L标有“8V，4W”，即灯泡的额定电压是8V，额定功率为4W，
根据P额＝U额I额，可得额定电流I额＝＝＝0.5A，
根据I额＝，可得灯泡的电阻RL＝＝＝16Ω；
（2）题中闭合开关S和S1时，电路消耗的功率为4.05W，此时电路中只有电阻R1，根据P1＝UI1可得：
通过电阻R1的电流I1＝＝＝0.45A，
开关S、S1、S2都闭合时，此时电路中滑动变阻器R2和电阻R1并联，电流表串联在干路，测的是总电流，电阻R1的电流不变，如果通过电流表的电流最小，则滑动变阻器R2接入最大电阻为20Ω，
此时滑动变阻器R2的电流I2＝＝＝0.45A，
I总＝I1+I2＝0.45A+0.45A＝0.9A；
（3）只闭合开关S2，滑动变阻器R2和灯泡L串联，L正常发光，L两端电压为8V，串联电路总电压等于各用电器电压之和，可以计算出此时滑动变阻器两端电压U'＝U﹣UL'＝9V﹣8V＝1V，
L正常发光，此时电路电流为0.5A，P2'＝U'I额＝1V×0.5A＝0.5W。
故答案是：
答：（1）小灯泡的电阻是16Ω；
（2）开关S、S1、S2都闭合时，通过电流表的最小电流为0.9A；
（3）只闭合开关S2，当L正常发光时滑动变阻器R2消耗的电功率为0.5W。
6. （2020•福州模拟）图甲中的小灯泡标有“2.7V 0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω．R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。
（1）小灯泡正常发光时电阻多大？
（2）若只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。当x＝15cm时，电路消耗的总功率多大？
（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围？
【解答】解：（1）根据铭牌可知：灯泡的额定电压和额定电流，
根据I＝可得灯泡的电阻为：
RL＝＝＝9Ω；
（2）若只闭合S、S1时，R1与R2串联，由图丙可知当滑片在E处时，只有R1连入电路，电路中的电流最大为I最大＝0.6A，
根据I＝可得：电源电压U＝I最大R1＝0.6×10Ω＝6V；
如图丙所示：当x＝15cm时，I＝0.4A，
电路消耗的电功率：P＝UI＝2.4W；
（3）若只闭合S、S2时，由图像可知当滑片在H点时的电流为0.2A；
R1两端的电压为：U1＝IHR1＝0.2A×10Ω＝2V，
滑片在H点时的电阻为：RH＝＝＝20Ω；
滑片P从H端移到E端时出现拐点，由图像可知：
GH＝15cm，FG＝25cm﹣15cm＝10cm，EF＝35cm﹣25cm＝10cm，
中间一段电流无变化，故FG是铜导线，
由图像可知，当滑片P位于F点时，电路中电流I＝0.4A，则总电阻为 R总′＝＝＝15Ω，
则EF段电阻为 REF＝R总′﹣R1＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，
EF导体每1cm的电阻为＝0.5Ω；
GH导体的电阻RGH＝REH﹣REF＝20Ω﹣5Ω＝15Ω；
若只闭合S与S2，灯泡与R2串联，当灯正常发光时灯两端电压为2.7V，
所以滑动变阻器U2＝U﹣UL＝6V﹣2.7V＝3.3V，
滑动变阻器的电阻为：R2＝＝＝11Ω；
而REF＝5Ω，RGH＝15Ω，所以GH段接入电路电阻为11Ω﹣5Ω＝6Ω，未接入电路部分电阻为9Ω，由GH＝15cm、RGH＝15Ω知，GH部分每1cm长电阻为1Ω，所以滑片移动的最大距离为：9Ω×＝9cm，故x≤9cm。
答：（1）小灯泡正常发光时电阻9Ω；
（2）当x＝15cm时，电路消耗的总功率为2.4W；
（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围是x≤9cm。
7. （2022•漳州模拟）小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中电能表[3000r/（kW•h）]．如图所示。电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为“220V 2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110r，用时120s。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了180s。
导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求：
（1）电水壶和电水龙头的电阻；
（2）导线的电阻；
（3）在洗漱时，导线上产生的热量。
【解答】解：
（1）电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为“220V 2420W”，根据公式P＝可知：
电水壶的电阻为：R壶＝＝＝40Ω；
电水龙头的电阻为：R水龙头＝＝＝20Ω；
（2）当电路中单独使电电用电水壶烧水时，消耗的电能为：W＝kW•h＝kW•h；
此时电路的总功率为：P实＝＝＝1100W；
此时电水壶和导线的总电阻为：R总＝＝＝44Ω；
由于导线与电水壶串联接入电路中，则导线的电阻为：R线＝R总﹣R壶＝44Ω﹣40Ω＝4Ω；
（3）电水龙头和导线的总电阻为：R'＝R线+R水龙头＝20Ω+4Ω＝24Ω；
此时导线和水龙头的功率为：P'＝＝＝W；
根据公式P＝I2R可知，I2＝；
则导线上产生的热量为：Q＝I2R线t＝×4Ω×180s＝60500J。
答：（1）电水壶和电水龙头的电阻分别为40Ω和20Ω；
（2）导线的电阻为4Ω；
（3）在洗漱时，导线上产生的热量为60500J。
8. （2020•泉州模拟）两个电阻器串联在电路中，试证明两电阻消耗的总功率等于每个电阻所消耗的电功率之和，即P＝P1+P2，在如图所示电路中，电源电压为6V，电压表示数为2V，R2阻值为10Ω，求R1、R2的功率和电路总功率。
【解答】解：（1）两个电阻器串联在电路中，
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
所以，电路的总功率：
P＝UI＝（U1+U2）I＝U1I+U2I＝P1+P2，即P＝P1+P2；
（2）由电路图可知，R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，
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：
U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
电路中的电流：
I＝＝＝0.4A，
则R1、R2的功率和电路总功率分别为：
P1＝U1I＝2V×0.4A＝0.8W，P2＝U2I＝4V×0.4A＝1.6W，P＝P1+P2＝0.8W+1.6W＝2.4W。
答：证明过程如上所示；R1、R2的功率和电路总功率依次为0.8W、1.6W、2.4W。
9. （2020•永定区校级模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为16Ω，滑动变阻器的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，通过小灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示。当开关S2闭合，S1、S3断开时，滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电源电压；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，移动滑动变阻器的滑片P，当电路消耗的总功率为6W时，求滑动变阻器接入电路中的电阻值。
【解答】解：
（1）由题知灯泡的额定电压为6V，由图象读出灯泡正常发光时的电流为IL＝0.5A，
则小灯泡的额定功率：
P额＝ULIL＝6V×0.5A＝3W；
（2）当开关S2闭合，S1、S3断开，L与R2串联，当滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω，小灯泡恰好正常发光，则电路的电流I＝IL＝0.5A，
滑动变阻器两端的电压：U2＝IR2＝0.5A×4Ω＝2V；
电源电压为：U＝UL+U2＝6V+2V＝8V；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1、R2并联，
因并联电路各支路两端的电压相等，
则R1的功率：
P1＝＝＝4W；
因总功率等于各电阻消耗功率之和，
所以R2的功率：P2＝P﹣P1＝6W﹣4W＝2W；
由P＝可得，R2的电阻：R2＝＝＝32Ω。
答：（1）小灯泡的额定功率为3W；
（2）电源电压为8V；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，移动滑动变阻器的滑片P，当电路消耗的总功率为6W时，滑动变阻器接入电路中的电阻值为32Ω。
10. （2020•泉州模拟）小明研究了家里的智能电热马桶盖（如图甲），设计出如图乙所示的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S可接a或b，该电路通过开关和S的不同接法组合实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见表），求
S1
断开
断开
闭合
闭合
S2
接b
接a
接a
接b
功率
Pb＝0
P1＝24.2W
P2＝48.4W
P3
（1）R1和R2的阻值；
（2）求出表中的“P3”；
（3）不使用其他用电器，只让便座加热电路以高温挡工作5min，标有“3000imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁了20次，此过程中消耗的电能为多少J？电路中实际电压为多少？
【解答】解：
（1）由电路图和表格可知，当开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，此时P2＝48.4W，
由P＝UI＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝1000Ω，
当开关S1断开、S2接a时，R1和R2串联，此时P1＝24.2W，
此时电路中的总电阻：
R＝＝＝2000Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝2000Ω﹣1000Ω＝1000Ω；
（2）由图可知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
由等值电阻并联的规律可得，此时电路中的总电阻：
R′＝＝＝500Ω，
则P3的大小：
P3＝＝＝96.8W；
（3）由（2）和上表中数据知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，此时功率为96.8W，为高温挡，
电能表上标有“3000imp/kW•h”的字样，表示电能表每闪烁3000次耗电1kW•h，
则电能表指示灯闪烁了20次，消耗的电能为：
W＝kW•h×20＝kW•h＝×3.6×106J＝2.4×104J，
以高温挡工作5min，则实际功率为：
P实＝＝＝80W，
因电阻丝电阻可认为不变，根据P＝可得R＝，即＝，
故电路中实际电压为：
U实＝×U＝×220V＝×220V＝200V。
答：（1）R1和R2的阻值都为1000Ω；
（2）表中的P3＝96.8W；
（3）不使用其他用电器，只让便座加热电路以高温挡工作5min，标有“3000imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁了20次，此过程中消耗的电能为2.4×104J，电路中实际电压为200V。
11. （2021•南平模拟）如图甲。柱体A与B经细线绕过定滑轮（不计绳重及摩擦）相连，A置于力敏电阻Rx上，力敏电阻其电阻值Rx随压力F的变化关系如表，电源电压恒为6V．逐渐向容器中注水至满，得到了电流表的示数与注水体积之间的关系，如图乙。已知GA＝30N，GB＝10N，柱形容器底面积为500cm2，高10cm。求：
（1）水深5cm时，水对容器底部的压强；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）若电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，在注水过程中，为确保电路安全，求电路消耗的功率范围。
F/N
15
20
22
25
28
30
35
Rx/Ω
20
14
13
11
10
9
8
【解答】解：
（1）水深5cm时，水对容器底部的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m＝500Pa；
（2）由图乙可知，注水的体积为2500cm3前，电路中的电流I＝0.3A不变，此前水没有达到B的底面，
因不计绳重及摩擦，且定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，
所以，力敏电阻受到的压力：
F＝GA﹣GB＝30N﹣10N＝20N，
由表格数据可知，此时力敏电阻的阻值Rx＝14Ω，
由I＝可得，电路中的总电阻：
R＝＝＝20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，定值电阻R0的阻值：
R0＝R﹣Rx＝20Ω﹣14Ω＝6Ω；
（3）水没有达到B的底面前，力敏电阻的受到的压力最小，其阻值最大，电路中的电流最小，电路的功率最小，
则P小＝UI＝6V×0.3A＝1.8W；
由图乙可知，当容器注满水时注水的体积V水＝4000cm3，
此时物体B排开水的体积：
V排＝V容﹣V水＝S容h′﹣V水＝500cm2×10cm﹣4000cm3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
此时物体B受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N，
因F浮＝GB，
所以，力敏电阻受到的最大压力F′＝GA＝30N，
由表格数据可知，力敏电阻的阻值Rx′＝9Ω，
此时电路中的电流：
I′＝＝＝0.4A＜0.6A，
此时电压表的示数：
U＝I′R0＝0.4A×6Ω＝2.4V＜3V，
则电路消耗的最大功率：
P大＝UI′＝6V×0.4A＝2.4W，
所以，电路消耗的功率范围为1.8W～2.4W。
答：（1）水深5cm时，水对容器底部的压强为500Pa；
（2）定值电阻R0的阻值为6Ω；
（3）电路消耗的功率范围为1.8W～2.4W。
12. （2021•仓山区校级模拟）如图所示是某课外活动小组设计的小台灯电路图。S为单刀双掷开关，电源电压为12V且保持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2”时，小灯泡恰好正常发光。若灯丝电阻不变，试求：
（1）灯丝的电阻是多少？
（2）开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？
【解答】解：（1）当开关S接“2”时，电路为灯泡的简单电路，
因灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，
所以，其额定电压U＝12V；
由P＝UI＝可得，灯丝的电阻：
RL＝＝＝24Ω；
（2）开关S接“1”时，灯泡与电阻串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.4A，
电阻R的功率：
PR＝I2R＝（0.4A）2×6Ω＝0.96W。
答：（1）灯丝的电阻是24Ω；
（2）开关S接“1”时，电阻R的功率是0.96W。
15-电功率的计算（计算题·提升题）-福建省三年（2020-2022）中考物理模拟题精选高频考点分类汇编
1. （2022•福建模拟）某实验箱内部的温度监测预警简化电路如图甲所示，电源电压恒为18V，R0为定值电阻，滑动变阻器R1的规格为“20Ω 1.0A”，热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图乙所示。当电路中的电压表示数达到15V或电流表示数达到0.6A时，表示监测温度超出预设范围，电铃自动接通发出警报（图中未画出）。闭合开关S1，预警电路处于调试状态，调节滑动变阻器R1的阻值，使电压表的示数为12V，此时电流表示数为0.3A；再闭合开关S2，预警电路处于监测状态，电压表的示数变为10V，此过程中实验箱内温度不变。求：
（1）预警电路处于调试状态时，滑动变阻器R1接入电路的阻值；
（2）预警电路处于调试状态时，定值电阻R0消耗的电功率；
（3）当预警电路处于监测状态时，通过调节滑动变阻器R1可设置预警电路监测温度的最大范围。
2. （2022•福州模拟）如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，滑片P由右向左滑动，因变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数，当电流表开始有读数时，才闭合开关S1，此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求：
（1）当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值；
（2）当滑片P移到s＝2cm处时，电阻R0在10s内产生的热量；
（3）当滑片P移到s＝6cm处时，R1消耗的电功率；
（4）电压表的量程为“0﹣3V”，电流表的量程为“0﹣0.6A”。若R1未断路，为保护电路安全，R0的电功率变化范围。
3. （2022•泉港区模拟）随着生活水平的提高，家用电器在日常生活中已不可缺少。小明家所有家用电器正常工作时的总功率为2200w。其中电热水壶的铭牌如图所示，某一天小明在家里用电热水壶烧开水，电热水壶能正常工作。已知电热水壶的阻值不变。求：
（1）小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于多少安？
（2）这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧？
（3）这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为多少焦？
（4）若通过电热水壶的实际电流为2A，电热水壶的实际功率多大？
电热水壶的铭牌
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
880W
容积
2L
4. （2022•漳州模拟）如图甲所示，电源两端电压U总保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙反映了开关闭合后，滑片P从最右端移动到最左端的过程中，ab两端电压U和通过电流I之间的关系图像（图中A、B两点分别对应两端）；图丙反映了滑动变阻器R2消耗的功率P与电流I之间的关系的部分图像。求：
（1）R2的最大阻值R0为多大？
（2）电源两端电压U总为多大？
（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为多大？
5. （2020•秀屿区校级一模）如图所示，是小勇设计的某电器设备的部分电路。电源电压为9V保持不变，灯泡L标有“8V，4W”字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω．闭合开关S和S1时，电路消耗的功率为4.05W．（不计灯丝电阻随温度的变化）。求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）开关S、S1、S2都闭合时，通过电流表的最小电流；
（3）只闭合开关S2，当L正常发光时滑动变阻器R2消耗的电功率。
6. （2020•福州模拟）图甲中的小灯泡标有“2.7V 0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω．R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。
（1）小灯泡正常发光时电阻多大？
（2）若只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。当x＝15cm时，电路消耗的总功率多大？
（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围？
7. （2022•漳州模拟）小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中电能表[3000r/（kW•h）]．如图所示。电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为“220V 2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110r，用时120s。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了180s。
导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求：
（1）电水壶和电水龙头的电阻；
（2）导线的电阻；
（3）在洗漱时，导线上产生的热量。
8. （2020•泉州模拟）两个电阻器串联在电路中，试证明两电阻消耗的总功率等于每个电阻所消耗的电功率之和，即P＝P1+P2，在如图所示电路中，电源电压为6V，电压表示数为2V，R2阻值为10Ω，求R1、R2的功率和电路总功率。
9. （2020•永定区校级模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为16Ω，滑动变阻器的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，通过小灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示。当开关S2闭合，S1、S3断开时，滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电源电压；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，移动滑动变阻器的滑片P，当电路消耗的总功率为6W时，求滑动变阻器接入电路中的电阻值。
10. （2020•泉州模拟）小明研究了家里的智能电热马桶盖（如图甲），设计出如图乙所示的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S可接a或b，该电路通过开关和S的不同接法组合实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见表），求
S1
断开
断开
闭合
闭合
S2
接b
接a
接a
接b
功率
Pb＝0
P1＝24.2W
P2＝48.4W
P3
（1）R1和R2的阻值；
（2）求出表中的“P3”；
（3）不使用其他用电器，只让便座加热电路以高温挡工作5min，标有“3000imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁了20次，此过程中消耗的电能为多少J？电路中实际电压为多少？
11. （2021•南平模拟）如图甲。柱体A与B经细线绕过定滑轮（不计绳重及摩擦）相连，A置于力敏电阻Rx上，力敏电阻其电阻值Rx随压力F的变化关系如表，电源电压恒为6V．逐渐向容器中注水至满，得到了电流表的示数与注水体积之间的关系，如图乙。已知GA＝30N，GB＝10N，柱形容器底面积为500cm2，高10cm。求：
（1）水深5cm时，水对容器底部的压强；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）若电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，在注水过程中，为确保电路安全，求电路消耗的功率范围。
F/N
15
20
22
25
28
30
35
Rx/Ω
20
14
13
11
10
9
8
12. （2021•仓山区校级模拟）如图所示是某课外活动小组设计的小台灯电路图。S为单刀双掷开关，电源电压为12V且保持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2”时，小灯泡恰好正常发光。若灯丝电阻不变，试求：
（1）灯丝的电阻是多少？
（2）开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？
参考答案与试题解析
1. （2022•福建模拟）某实验箱内部的温度监测预警简化电路如图甲所示，电源电压恒为18V，R0为定值电阻，滑动变阻器R1的规格为“20Ω 1.0A”，热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图乙所示。当电路中的电压表示数达到15V或电流表示数达到0.6A时，表示监测温度超出预设范围，电铃自动接通发出警报（图中未画出）。闭合开关S1，预警电路处于调试状态，调节滑动变阻器R1的阻值，使电压表的示数为12V，此时电流表示数为0.3A；再闭合开关S2，预警电路处于监测状态，电压表的示数变为10V，此过程中实验箱内温度不变。求：
（1）预警电路处于调试状态时，滑动变阻器R1接入电路的阻值；
（2）预警电路处于调试状态时，定值电阻R0消耗的电功率；
（3）当预警电路处于监测状态时，通过调节滑动变阻器R1可设置预警电路监测温度的最大范围。
【解答】解：（1）预警电路处于调试状态时，R0、R1、R2串联接入电路，电压表测量R1和R2两端的总电压，滑动变阻器R1接入电路的阻值为：
R1＝＝＝20Ω；
（2）在监测状态，闭合S2，R0被短路，电压表测R2两端电压，此时：
U1′＝U﹣U2′＝18V﹣10V＝8V；
I′＝＝＝0.4A；
题目中此过程中实验箱内温度不变，故R2阻值不变，
R2＝＝＝25Ω；
在调试状态R1+R2＝＝＝40Ω；
R0＝40Ω﹣25Ω＝15Ω；
定值电阻R0消耗的电功率为：
P0＝R0＝（0.3A）2×15Ω＝1.35W；
（3）由题意可知，当电压表示数超过15V或电流表示数超过0.6A时，表示监测温度超过范围；
在监测状态，U2″＝15V时，电流I″＝＝＝0.15A；
R2′＝＝＝100Ω；
由图像可知，此时温度为5℃；
当I″＝0.6A时，U1″＝I″R1＝0.6×20Ω＝12V；
U2″′＝U﹣U1″＝18V﹣12V＝6V；
R2″＝＝＝10Ω；
根据图像可知，此时对应温度为40℃；
因此可设置预警电路监测温度的最大范围为5℃～40℃。
故答案为：（1）预警电路处于调试状态时，滑动变阻器R1接入电路的阻值为20Ω；
（2）预警电路处于调试状态时，定值电阻R0消耗的电功率为1.35W；
（3）可设置预警电路监测温度的最大范围为5℃～40℃。
2. （2022•福州模拟）如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，滑片P由右向左滑动，因变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数，当电流表开始有读数时，才闭合开关S1，此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求：
（1）当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值；
（2）当滑片P移到s＝2cm处时，电阻R0在10s内产生的热量；
（3）当滑片P移到s＝6cm处时，R1消耗的电功率；
（4）电压表的量程为“0﹣3V”，电流表的量程为“0﹣0.6A”。若R1未断路，为保护电路安全，R0的电功率变化范围。
【解答】解：由电路图可知，两开关均闭合时，R1与R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。
（1）由图乙和题意可知，当电流表开始有读数即I＝0.2A时，滑片P移动的距离x＝2cm，此时电压表的示数为2.5V，
由I＝可得，R1接入电路的阻值：
R1＝＝＝12.5Ω；
（2）当s＝2cm时，电压表的示数为2.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R0两端的电压：
U0＝U﹣U1＝4.5V﹣2.5V＝2V，
则电阻R0的阻值：
R0＝＝＝10Ω，
电阻R0在10s内产生的热量为：
Q0＝I2R0t＝（0.2A）2×10Ω×10s＝4J；
（3）当滑片P滑到s＝6cm处时，由图乙可知，此时电路中的电流I′＝0.4A，
此时R0两端的电压：
U0′＝I′R0＝0.4A×10Ω＝4V，
此时R1两端的电压：
U1′＝U﹣U0′＝4.5V﹣4V＝0.5V，
则R1消耗的电功率：
P1＝U1′I′＝0.5V×0.4A＝0.2W；
（4）假设滑动变阻器某处未发生断路，
当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，此时电路中的电流最大，
则电路中的最大电流为：
I大＝＝＝0.45A＜0.6A，
R0的最大电功率为：
P0大＝I大2R0＝（0.45A）2×10Ω＝2.025W；
由（1）知，滑片P移动的距离x＝2cm时，滑动变阻器接入电路的电阻为12.5Ω；
向左移动6cm时，滑动变阻器接入电路的电阻为：R1′＝＝＝1.25Ω，
因此每向左移动1cm，滑动变阻器接入电路的电阻减小：＝2.8125Ω，
所以滑动变阻器的最大电阻为：R滑大＝12.5Ω+2×2.8125Ω＝18.125Ω，
电路的最小电流为：
I小＝＝＝0.16A，
定值电阻的最小功率为：
P0小＝I小2R0＝（0.16A）2×10Ω＝0.256W；
所以R0的电功率变化范围为0.256W～2.025W。
答：（1）当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值为12.5Ω；
（2）当滑片P移到s＝2cm处时，电阻R0在10s内产生的热量为4J；
（3）当滑片P移到s＝6cm处时，R1消耗的电功率为0.2W；
（4）R0的电功率变化范围为0.256W～2.025W。
3. （2022•泉港区模拟）随着生活水平的提高，家用电器在日常生活中已不可缺少。小明家所有家用电器正常工作时的总功率为2200w。其中电热水壶的铭牌如图所示，某一天小明在家里用电热水壶烧开水，电热水壶能正常工作。已知电热水壶的阻值不变。求：
（1）小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于多少安？
（2）这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧？
（3）这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为多少焦？
（4）若通过电热水壶的实际电流为2A，电热水壶的实际功率多大？
电热水壶的铭牌
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
880W
容积
2L
【解答】解：（1）由P＝UI得，电路正常工作时允许通过的最大电流：
I＝＝＝10A，
所以，小明家熔断器的额定电流等于或稍大于10A。
（2）据P＝可知，R＝＝＝55Ω。
（3）据电能的计算公式可知，此时消耗的电能是：W＝P2t＝880W×600s＝5.28×105J。
（4）由实际电流和电阻，根据P＝I2R＝（2A）2×55Ω＝220W；
答：（1）小明家所用熔断器的额定电流等于或稍大于10安；（2）这个电热水壶正常工作时的电阻为55欧；（3）这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为528000焦；（4）若通过电热水壶的实际电流为2A，电热水壶的实际功率为220瓦。
4. （2022•漳州模拟）如图甲所示，电源两端电压U总保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙反映了开关闭合后，滑片P从最右端移动到最左端的过程中，ab两端电压U和通过电流I之间的关系图像（图中A、B两点分别对应两端）；图丙反映了滑动变阻器R2消耗的功率P与电流I之间的关系的部分图像。求：
（1）R2的最大阻值R0为多大？
（2）电源两端电压U总为多大？
（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为多大？
【解答】解：（1）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，
由乙图中A点可知，电流的最小值I1＝2A，此时R2两端电压U1＝40V，
由I＝可得，R2的最大阻值：
R0＝＝＝20Ω；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U总＝I1R1+U1＝2A×R1+40V，
当滑动变阻器阻值为0时，电流中的电流最大，由乙图中B点可知最大值I2＝10A，
则电源的电压：
U总＝I2R1＝10A×R1，
因电源的电压不变，
所以，2A×R1+40V＝10A×R1，
解得：R1＝5Ω，
电源电压U总＝I2R1＝10A×5Ω＝50V；
（3）由丙图可知，当R2的功率为120W时，电路中的电流I＝4A，
则电路消耗的总功率：
P总＝U总I＝50V×4A＝200W；
由乙图可知，当ab两端电压U2＝20V时电路中的电流I′＝6A，
P2＝U2I′＝20V×6A＝120W，
此时电路消耗的总功率：
P总′＝U总I′＝50V×6A＝300W，
所以，电路消耗的总功率P总可能为200W或300W。
答：（1）R2的最大阻值R0为20Ω；
（2）电源两端电压U总为50V；
（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为200W，也可能为300W。
5. （2020•秀屿区校级一模）如图所示，是小勇设计的某电器设备的部分电路。电源电压为9V保持不变，灯泡L标有“8V，4W”字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω．闭合开关S和S1时，电路消耗的功率为4.05W．（不计灯丝电阻随温度的变化）。求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）开关S、S1、S2都闭合时，通过电流表的最小电流；
（3）只闭合开关S2，当L正常发光时滑动变阻器R2消耗的电功率。
【解答】解：（1）灯泡L标有“8V，4W”，即灯泡的额定电压是8V，额定功率为4W，
根据P额＝U额I额，可得额定电流I额＝＝＝0.5A，
根据I额＝，可得灯泡的电阻RL＝＝＝16Ω；
（2）题中闭合开关S和S1时，电路消耗的功率为4.05W，此时电路中只有电阻R1，根据P1＝UI1可得：
通过电阻R1的电流I1＝＝＝0.45A，
开关S、S1、S2都闭合时，此时电路中滑动变阻器R2和电阻R1并联，电流表串联在干路，测的是总电流，电阻R1的电流不变，如果通过电流表的电流最小，则滑动变阻器R2接入最大电阻为20Ω，
此时滑动变阻器R2的电流I2＝＝＝0.45A，
I总＝I1+I2＝0.45A+0.45A＝0.9A；
（3）只闭合开关S2，滑动变阻器R2和灯泡L串联，L正常发光，L两端电压为8V，串联电路总电压等于各用电器电压之和，可以计算出此时滑动变阻器两端电压U'＝U﹣UL'＝9V﹣8V＝1V，
L正常发光，此时电路电流为0.5A，P2'＝U'I额＝1V×0.5A＝0.5W。
故答案是：
答：（1）小灯泡的电阻是16Ω；
（2）开关S、S1、S2都闭合时，通过电流表的最小电流为0.9A；
（3）只闭合开关S2，当L正常发光时滑动变阻器R2消耗的电功率为0.5W。
6. （2020•福州模拟）图甲中的小灯泡标有“2.7V 0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω．R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。
（1）小灯泡正常发光时电阻多大？
（2）若只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。当x＝15cm时，电路消耗的总功率多大？
（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围？
【解答】解：（1）根据铭牌可知：灯泡的额定电压和额定电流，
根据I＝可得灯泡的电阻为：
RL＝＝＝9Ω；
（2）若只闭合S、S1时，R1与R2串联，由图丙可知当滑片在E处时，只有R1连入电路，电路中的电流最大为I最大＝0.6A，
根据I＝可得：电源电压U＝I最大R1＝0.6×10Ω＝6V；
如图丙所示：当x＝15cm时，I＝0.4A，
电路消耗的电功率：P＝UI＝2.4W；
（3）若只闭合S、S2时，由图像可知当滑片在H点时的电流为0.2A；
R1两端的电压为：U1＝IHR1＝0.2A×10Ω＝2V，
滑片在H点时的电阻为：RH＝＝＝20Ω；
滑片P从H端移到E端时出现拐点，由图像可知：
GH＝15cm，FG＝25cm﹣15cm＝10cm，EF＝35cm﹣25cm＝10cm，
中间一段电流无变化，故FG是铜导线，
由图像可知，当滑片P位于F点时，电路中电流I＝0.4A，则总电阻为 R总′＝＝＝15Ω，
则EF段电阻为 REF＝R总′﹣R1＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，
EF导体每1cm的电阻为＝0.5Ω；
GH导体的电阻RGH＝REH﹣REF＝20Ω﹣5Ω＝15Ω；
若只闭合S与S2，灯泡与R2串联，当灯正常发光时灯两端电压为2.7V，
所以滑动变阻器U2＝U﹣UL＝6V﹣2.7V＝3.3V，
滑动变阻器的电阻为：R2＝＝＝11Ω；
而REF＝5Ω，RGH＝15Ω，所以GH段接入电路电阻为11Ω﹣5Ω＝6Ω，未接入电路部分电阻为9Ω，由GH＝15cm、RGH＝15Ω知，GH部分每1cm长电阻为1Ω，所以滑片移动的最大距离为：9Ω×＝9cm，故x≤9cm。
答：（1）小灯泡正常发光时电阻9Ω；
（2）当x＝15cm时，电路消耗的总功率为2.4W；
（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围是x≤9cm。
7. （2022•漳州模拟）小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中电能表[3000r/（kW•h）]．如图所示。电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为“220V 2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110r，用时120s。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了180s。
导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求：
（1）电水壶和电水龙头的电阻；
（2）导线的电阻；
（3）在洗漱时，导线上产生的热量。
【解答】解：
（1）电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为“220V 2420W”，根据公式P＝可知：
电水壶的电阻为：R壶＝＝＝40Ω；
电水龙头的电阻为：R水龙头＝＝＝20Ω；
（2）当电路中单独使电电用电水壶烧水时，消耗的电能为：W＝kW•h＝kW•h；
此时电路的总功率为：P实＝＝＝1100W；
此时电水壶和导线的总电阻为：R总＝＝＝44Ω；
由于导线与电水壶串联接入电路中，则导线的电阻为：R线＝R总﹣R壶＝44Ω﹣40Ω＝4Ω；
（3）电水龙头和导线的总电阻为：R'＝R线+R水龙头＝20Ω+4Ω＝24Ω；
此时导线和水龙头的功率为：P'＝＝＝W；
根据公式P＝I2R可知，I2＝；
则导线上产生的热量为：Q＝I2R线t＝×4Ω×180s＝60500J。
答：（1）电水壶和电水龙头的电阻分别为40Ω和20Ω；
（2）导线的电阻为4Ω；
（3）在洗漱时，导线上产生的热量为60500J。
8. （2020•泉州模拟）两个电阻器串联在电路中，试证明两电阻消耗的总功率等于每个电阻所消耗的电功率之和，即P＝P1+P2，在如图所示电路中，电源电压为6V，电压表示数为2V，R2阻值为10Ω，求R1、R2的功率和电路总功率。
【解答】解：（1）两个电阻器串联在电路中，
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
所以，电路的总功率：
P＝UI＝（U1+U2）I＝U1I+U2I＝P1+P2，即P＝P1+P2；
（2）由电路图可知，R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，
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：
U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
电路中的电流：
I＝＝＝0.4A，
则R1、R2的功率和电路总功率分别为：
P1＝U1I＝2V×0.4A＝0.8W，P2＝U2I＝4V×0.4A＝1.6W，P＝P1+P2＝0.8W+1.6W＝2.4W。
答：证明过程如上所示；R1、R2的功率和电路总功率依次为0.8W、1.6W、2.4W。
9. （2020•永定区校级模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为16Ω，滑动变阻器的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，通过小灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示。当开关S2闭合，S1、S3断开时，滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电源电压；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，移动滑动变阻器的滑片P，当电路消耗的总功率为6W时，求滑动变阻器接入电路中的电阻值。
【解答】解：
（1）由题知灯泡的额定电压为6V，由图象读出灯泡正常发光时的电流为IL＝0.5A，
则小灯泡的额定功率：
P额＝ULIL＝6V×0.5A＝3W；
（2）当开关S2闭合，S1、S3断开，L与R2串联，当滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω，小灯泡恰好正常发光，则电路的电流I＝IL＝0.5A，
滑动变阻器两端的电压：U2＝IR2＝0.5A×4Ω＝2V；
电源电压为：U＝UL+U2＝6V+2V＝8V；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1、R2并联，
因并联电路各支路两端的电压相等，
则R1的功率：
P1＝＝＝4W；
因总功率等于各电阻消耗功率之和，
所以R2的功率：P2＝P﹣P1＝6W﹣4W＝2W；
由P＝可得，R2的电阻：R2＝＝＝32Ω。
答：（1）小灯泡的额定功率为3W；
（2）电源电压为8V；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，移动滑动变阻器的滑片P，当电路消耗的总功率为6W时，滑动变阻器接入电路中的电阻值为32Ω。
10. （2020•泉州模拟）小明研究了家里的智能电热马桶盖（如图甲），设计出如图乙所示的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S可接a或b，该电路通过开关和S的不同接法组合实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见表），求
S1
断开
断开
闭合
闭合
S2
接b
接a
接a
接b
功率
Pb＝0
P1＝24.2W
P2＝48.4W
P3
（1）R1和R2的阻值；
（2）求出表中的“P3”；
（3）不使用其他用电器，只让便座加热电路以高温挡工作5min，标有“3000imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁了20次，此过程中消耗的电能为多少J？电路中实际电压为多少？
【解答】解：
（1）由电路图和表格可知，当开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，此时P2＝48.4W，
由P＝UI＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝1000Ω，
当开关S1断开、S2接a时，R1和R2串联，此时P1＝24.2W，
此时电路中的总电阻：
R＝＝＝2000Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝2000Ω﹣1000Ω＝1000Ω；
（2）由图可知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
由等值电阻并联的规律可得，此时电路中的总电阻：
R′＝＝＝500Ω，
则P3的大小：
P3＝＝＝96.8W；
（3）由（2）和上表中数据知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，此时功率为96.8W，为高温挡，
电能表上标有“3000imp/kW•h”的字样，表示电能表每闪烁3000次耗电1kW•h，
则电能表指示灯闪烁了20次，消耗的电能为：
W＝kW•h×20＝kW•h＝×3.6×106J＝2.4×104J，
以高温挡工作5min，则实际功率为：
P实＝＝＝80W，
因电阻丝电阻可认为不变，根据P＝可得R＝，即＝，
故电路中实际电压为：
U实＝×U＝×220V＝×220V＝200V。
答：（1）R1和R2的阻值都为1000Ω；
（2）表中的P3＝96.8W；
（3）不使用其他用电器，只让便座加热电路以高温挡工作5min，标有“3000imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁了20次，此过程中消耗的电能为2.4×104J，电路中实际电压为200V。
11. （2021•南平模拟）如图甲。柱体A与B经细线绕过定滑轮（不计绳重及摩擦）相连，A置于力敏电阻Rx上，力敏电阻其电阻值Rx随压力F的变化关系如表，电源电压恒为6V．逐渐向容器中注水至满，得到了电流表的示数与注水体积之间的关系，如图乙。已知GA＝30N，GB＝10N，柱形容器底面积为500cm2，高10cm。求：
（1）水深5cm时，水对容器底部的压强；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）若电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，在注水过程中，为确保电路安全，求电路消耗的功率范围。
F/N
15
20
22
25
28
30
35
Rx/Ω
20
14
13
11
10
9
8
【解答】解：
（1）水深5cm时，水对容器底部的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m＝500Pa；
（2）由图乙可知，注水的体积为2500cm3前，电路中的电流I＝0.3A不变，此前水没有达到B的底面，
因不计绳重及摩擦，且定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，
所以，力敏电阻受到的压力：
F＝GA﹣GB＝30N﹣10N＝20N，
由表格数据可知，此时力敏电阻的阻值Rx＝14Ω，
由I＝可得，电路中的总电阻：
R＝＝＝20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，定值电阻R0的阻值：
R0＝R﹣Rx＝20Ω﹣14Ω＝6Ω；
（3）水没有达到B的底面前，力敏电阻的受到的压力最小，其阻值最大，电路中的电流最小，电路的功率最小，
则P小＝UI＝6V×0.3A＝1.8W；
由图乙可知，当容器注满水时注水的体积V水＝4000cm3，
此时物体B排开水的体积：
V排＝V容﹣V水＝S容h′﹣V水＝500cm2×10cm﹣4000cm3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
此时物体B受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N，
因F浮＝GB，
所以，力敏电阻受到的最大压力F′＝GA＝30N，
由表格数据可知，力敏电阻的阻值Rx′＝9Ω，
此时电路中的电流：
I′＝＝＝0.4A＜0.6A，
此时电压表的示数：
U＝I′R0＝0.4A×6Ω＝2.4V＜3V，
则电路消耗的最大功率：
P大＝UI′＝6V×0.4A＝2.4W，
所以，电路消耗的功率范围为1.8W～2.4W。
答：（1）水深5cm时，水对容器底部的压强为500Pa；
（2）定值电阻R0的阻值为6Ω；
（3）电路消耗的功率范围为1.8W～2.4W。
12. （2021•仓山区校级模拟）如图所示是某课外活动小组设计的小台灯电路图。S为单刀双掷开关，电源电压为12V且保持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2”时，小灯泡恰好正常发光。若灯丝电阻不变，试求：
（1）灯丝的电阻是多少？
（2）开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？
【解答】解：（1）当开关S接“2”时，电路为灯泡的简单电路，
因灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，
所以，其额定电压U＝12V；
由P＝UI＝可得，灯丝的电阻：
RL＝＝＝24Ω；
（2）开关S接“1”时，灯泡与电阻串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.4A，
电阻R的功率：
PR＝I2R＝（0.4A）2×6Ω＝0.96W。
答：（1）灯丝的电阻是24Ω；
（2）开关S接“1”时，电阻R的功率是0.96W。
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