專項四電學

重難點16電功、電功率

【知識梳理】

i.電功、電功率、電熱

物理量定義符國際單位主要計算公聯系

號式

電功電流所做的功W焦耳（焦），W=UItW=Pt

符號：J

電功率單位時間內用電器所P瓦特（瓦），P=UIP=W/t

做的功符號：w

電熱電能轉化為內能（熱效Q焦耳（焦），Q=I2Rt當電能全部轉化為

應）符號：J內能時，有Q=w

2.焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電

時間成正比。數學表達式：Q=I2Rto

3.額定功率和實際功率：用電器正常工作時的電壓，叫額定電壓；此時的功率，為額定功率；

額定電壓和額定功率都只有唯一確定值，不隨電壓、功率的改變而改變。實際電壓，決定實

際功率，一一對應。

實際電壓與額定電壓實際功率與額定功率

U實VU額P實VP額

U實=u額P實=Pss

UQUssPQP額

4.測量小燈泡的電功率的原理：P=UI。

5.主要計算公式和比例關系

物理量計算公式串聯電路中比例并聯電路中比例

電功

W=UItN：W2=R］：R2W1:W2=R2:R1

總

W=PtW/+W2wA=W,+W2

電功率通用：P=UI；P=W/t?P1:P2=P1:P2Pi：P2=P2：Pi

適用于純電阻：P=/R；P=U7R。P總=Pl+P2P總書+P2

實際功通用：P4-U實I實。

率適用于純電阻：P實=I￡R；P=U

J/R。

2

電熱通用：Q=IRtQi:Qz二Ri:R?Qi:Qz=Q,2:Qi

2

適用于純電阻：Q=UR/t.Q總二Q1+Q2Q總二Q1+Q2

6.利用電能表測電功、電功率

e

假設電能標有M轉/Kw.h,電能表在t時間內轉過N轉，則電功W^kW.h=^X3,6X10Jo

電功率為P=-=3-6X106N3。

tMt

【易混淆點】

1.電功與電功率：錯誤的認為''電功越多，電功率越大”；“電功率越大，電功越多”。

2.電功與電功率的單位：根據計算電功和電功率的計算公式來判斷單位。

3.額定功率和實際功率：額定功率只有一個，在額定電壓下取得；實際功率有無數多個，一

個實際電壓對應一個實際功率。

4.燈的明暗程度由它的實際功率決定，與額定功率無關.

【典例分析】

[例1]（2020濱州15）（多選）如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L標有“12V6W”

的字樣，滑動變阻器R的最大阻值為36。，K為定值電阻。當S閉合，S1、S2斷開，滑

片P由b端向a端滑動，使其連入電路的電阻是最大阻值的三分之一時，小燈泡恰好正常發

光。當滑片位置保持不變，開關都閉合時，電流表的示數變化了2A。不考慮燈絲電阻的變

化，下列說法正確的是（）

A.電源電壓是18V

B.小燈泡正常發光10s,整個電路消耗的電能是90J

C.4的阻值為12c

D.當滑片位置保持不變，開關都閉合時，電路消耗總功率是45W

【思路小結】注意利用題設的“潛在條件”：如“用電器恰好正常工作”，含義是“該用電器

兩端的電壓為它的額定電壓，功率為額定功率，電流為額定電流”；“在家庭電路中”，含義

是“此時它兩端的電壓為220V”等。對于動態電路，注意要根據題設要求先準確畫出其等

效電路圖，再根據等效電路進行分析，使問題簡化。

【例2】2.（2020成都22）小彬用圖所示的實驗裝置探究“電流的熱效應跟電阻大小的關系”，

電源電壓為3V,電阻絲R=10C,&=20C,兩氣球相同。閉合開關后，密閉燒瓶內的空氣

被加熱，他觀察到氣球先鼓起來。甲氣球乙氣球通電lmin,及產生的熱量為J?

【思路小結】在運用焦耳定律求解時，注意單位的統一和電流值需平方。

【例3】（2020鄂州25）如圖所示電路中，電源電壓恒為4.5V,小燈泡標有“3V1.5W”字

樣，不考慮溫度對小燈泡電阻影響，滑動變阻器的規格為“15C1A”，電壓表的量程是

0?3V,電流表的量程是0?0.6A,閉合開關S。求：（1）小燈泡的電阻；（2）小燈泡正常發光時，

滑動變阻器的功率；（3）在保證所有電路元件安全的前提下，滑動變阻器的取值范圍。

U2

【思路小結】1.若果已知燈的額定電壓和額定功率，一般用公式R=」^計算電阻（忽略

P頷

燈的電阻變化時）；若給出了燈的伏安曲線圖，則需從圖中讀出相關數據。

2.電路安全問題

當一個定值電阻與一個可變電阻串聯時，電表和電器的安全問題分析，一般思路是：

（1）若電壓表測定值電阻的電壓，則電路中的最大電流：Ia大=U伏特視程/R定小此時只需要

求可變電阻的最小值：Rq變敢d'=U/I就大一R;g?

（2）若電壓表測可變電阻的電壓，則電路中的最大電流值等于所有電器中允許通過的最大

值中的最小值，一般由電流表的量程確定。此時可變電阻取得最小值。再根據電壓表的量程

確定可變電阻的最大值：根據電壓表的量程，獲得可變電阻的最高電壓值；據此求出電路中

的最小電流值：I地小=（U-U可如大）/R定，R可變她大=U可變地大/I城小。

【真題操練】

1.（2020巴中18）如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V,電壓表的量程為0-3V。電流表的

量程為0-0.6A。滑動變阻器的規格為“20Q1A”，燈泡標有“5V2.5W”字樣（不考慮

燈絲電阻的變化）。在保證電路安全的情況下，下列說法錯誤的是（）

A.電路中電流最小時，滑動變阻器的功率為0.8W

B.電壓表的變化范圍為2V-3V

C.電流表的最大值為0.5A

D.當滑動變阻器的滑片向右滑動的過程中，燈泡的實際功率逐漸變小

2.（2020北京11）如圖所示電路中，將開關S閉合，完全相同的燈L和燈L2均發光。下列說

法正確的是（）

A.燈L比燈L2亮

B.通過A點的電流大于通過B點的電流

C.燈Li的實際電功率比燈L2的實際電功率小

D.電路中AB兩點間的電壓等于BC兩點間的電壓

3.（2020成都13）圖是Ri、R2兩電阻的U-I圖像。將Ri、R2并聯后接入電路，結合圖中信

息可知（）

A.R的阻值比R2的阻值小B.通過R、R2的電流相等

C.R的電壓比R2的電壓小D.R的功率比R2的功率小

4.（2020達州7）小張在研究小燈泡電阻的實驗中連成了如圖甲所示的電路，燈L標有“6V3W”

字樣，電源電壓保持不變。閉合開關S,滑動變阻器的滑片P從最左端移至最右端的過程中，

電壓表的示數變化范圍是4V?0,電流表的示數變化范圍是0.2A?0.5A,得到燈泡的

圖象如圖乙所示。下列結果不正確的是（）

A.燈L正常發光時的電阻為12。B.電源電壓為6V

C.滑動變阻器的最大阻值為24。D.整個電路的大功率是3W

5.（2020達州10）如圖所示的電路中，電源電壓恒為3V,燈泡L,標有“3V3W”，L2標有“6V

3W”的字樣，電流表的量程為0?0.6A,電壓表的量程為0?3V,不考慮溫度對燈絲電阻

的影響，在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是（）

A.只閉合開關S2,燈泡Li沒有電流通過

B.閉合開關Si、S3,斷開開關S2,燈泡Li能正常發光

C.閉合開關S2、S3,斷開開關燈泡L2的功率為1.5W

D.只閉合S2與只閉合S3時.，燈泡L2消耗的電功率之比為16:25

6.（2020廣元12）如圖所示電路中，電源電壓。=6V不變，R為滑動變阻器，&為定值電

阻，開關S閉合后，當滑片P在變阻器的。、6兩端之間滑動的過程中，電流表的示數在

1.2人~0.4人之間變化，則下列結論正確的是（)

A./?2=10QB.品的最大電阻為5C

C.電壓表的最大示數為4.8VI）.電阻&的電功率變化范圍是0.8W至7.2W

7.（2020黃岡7）在大型賽事的短跑比賽中，賽道起點均安裝有電子起跑器。電子起跑器可以記

錄運動員起跑時刻，以判斷運動員是否提前起跑。圖甲是簡化的電子起跑器的傳感電路圖，

電源電壓恒定，圓圈處為電表，凡為定值電阻，壓敏電阻Rx安裝在踏板上，其電阻與所受

壓力的關系如圖乙所示。下列分析正確的是

A.電阻Ro與Rx并聯

B.圓圈處的電表為電壓表

C.運動員起跑時，用力踩踏板，R）兩端電壓變小

D.運動員沒有踩踏板時，電路消耗的總功率最小

8.（2020成都11）年僅24歲的成都青年曹原，解決了困擾世界物理學家多年的難題，取得了

在石墨烯超導領域中的重大突破。超導材料不能用來制作（）

A.電熱B.電磁鐵C.電動機線圈D.輸電導線

9.（2020成都32）（多選）如圖所示電路，電源電壓U恒定。當A、B間接入標有“3V1.5W”

字樣的燈泡L（忽略燈絲電阻變化），閉合S、S,>S2,斷開S”滑片P移到某一位置時電流表

示數為I,再向上移動一段距離，R的阻值變化了5Q,電流表示數變化了0.1A,L恰好正

常發光；當A、B間換接為％,閉合S、S3斷開與、S2,電壓表示數為小,R的功率為P”R2

的功率為PZ,電路的總功率為5%R、&、R3均為定值電阻，每個電阻的阻值只有2

Q、5Q、7C、9Q這四種可能。下列結論正確的是（）

A.1=0.4AB.U=12V

C.L可能是2.5VD.Pi可能是2.25W

10.（2020巴中26）電阻R：R2=l：4,將它們并聯在電路中，通過電阻R、R2的電流之

比L：I尸—；將它們串聯在電路中，兩個電阻的電壓之比5：—。若只將R接在電

壓恒定的電路中，R的功率為25肌將R與R3串聯在此電路中，L的功率變為9肌則電阻

R）:Rs=。

11.（2020廣元18）如圖所示，電源電壓恒定為10V,A=10Q,閉合開關S,滑動變阻器

的滑片P從一端滑到另一端的過程中，電壓表的示數從2V變成5V,則用的阻值為Q,

滑動變阻器的最大阻值為Q,當滑片P置于8點時,該電路Imin消耗的電功為J。

12.（20廣東）27.小明家的臺燈是通過電位器來調節亮度的。他猜想：臺燈變亮時電位器消

耗電能的功率會變小，為此他設計了如圖甲所示的電路進行探究，己知電源電壓為4V并保

持不變，電壓表（0~3V）2個，電流表（O'O.6A）,滑動變阻器規格為“20Q1A”，小燈

泡L標有“2.5V1.25WW字樣（忽略溫度對燈絲電阻的影響）。

（2）實驗中，小燈泡正常發光時電流表的示數為A；

（3）根據實驗數據，繪制出滑動變阻器的由功率R與小燈泡的電功率P,的關系圖像如圖乙所

示，由圖可知：小燈泡的電功率（亮度）變大時，滑動變阻器的電功率；

（4）假設實驗所用的小燈泡能承受的最大電壓可以高出其額定電壓的L,在確保電路中各元

4

件安全的情況下，移動滑動變阻器的滑片，小燈泡的電功率變化范圍是從W至Wo

13.（2020泰州21）如圖所示是小明“探究影響電流熱效應的因素”的實驗裝置，在甲、乙兩

瓶中裝入質量和初溫均相同的煤油，R、L采用如圖連接方式的目的是。閉

合開關一段時間后，乙瓶中溫度計的示數較高，由此說明通電導體產生的熱量與

有關。小華用相同裝置（煤油質量也相等）同時進行實驗，細心的小紅看到小明和小華兩組

電阻絲阻值相等的燒瓶中，小華這一組的煤油升溫比小明的快，比較發現：小華的滑動變阻

器接入電路的阻值較小，根據這一現象，小紅（選填“能”或“不能”）初步判斷出

通電導體產生的熱量與通過導體的電流有關。

14（2020河南21）在家電博覽會上，小亮家買了一款標有“220V3000W"的電熱水器。

（1）電熱水器中的電熱管工作時利用的是電流的效應。智能化遙控器通過紅外線對熱

水器進行溫度控制，紅外線是（選填“可見”或“不可見”）光；

（2）大功率家用電器需要使用專用插座，插座的常用規格有10A和16A兩種，通過計算說明

該電熱水器應選用哪種規格的插座;

（3）已知該電熱水器的加熱效率為90%,求它正常工作時把30L水從20℃加熱到47℃

需要的時間。（P*=l.OX101kg/m:l,c*=4.2X10:lJ/（kg-℃）?

15.（2020北京34）如圖所示的電路中，定值電阻Ro為10Q,電源兩端電壓為3V并保持不變。

閉合開關S,調節滑動變阻器RP,使電壓表示數為2V。（1）畫出實物電路所對應的電路圖;

⑵求Rp接入電路的阻值；（3）求Ro的電功率。

專項四電學

重難點16電功、電功率

【知識梳理】

i.電功、電功率、電熱

物理量定義符國際單位主要計算公聯系

一號.式

電功電流所做的功W焦耳（焦），W=UItW=Pt

符號：J

電功率單位時間內用電器所P瓦特（瓦），P=UIP=W/t

做的功符號：W

電熱電能轉化為內能（熱效Q焦耳（焦），Q=I2Rt當電能全部轉化為

應）符號：J內能時，有Q=W

2.焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電

時間成正比。數學表達式：Q=I2Rto

3.額定功率和實際功率：用電器正常工作時的電壓，叫額定電壓；此時的功率，為額定功率;

額定電壓和額定功率都只有唯一確定值，不隨電壓、功率的改變而改變。實際電壓，決定實

際功率，----對應。

實際電壓與額定電壓實際功率與額定功率

U實VU期P女VP領

U實二U額PQP額

U實＞1）額PQP領

4.測量小燈泡的電功率的原理：P=UL

5.主要計算公式和比例關系

物理量計算公式串聯電路中比例并聯電路中比例

電功

W=UItW=PtW1：W2=R1：R2W1：W2=R2：R1

W總呻+岫W總=W1+W2

電功率

通用:P=UI；P=W/toP1:P2=PI:P2PI:P2=P2:PI

適用于純電阻：P=『R；P=U7R。P總二P1+P2P總:P1+P2

實際功通用：P實二U實1實。

率適用于純電阻：PQlJR；p=u

J/R。

通用：Q=I2Rt

電熱Q1：Q2=R1：R2Qi:Q2-Q2:Qi

2

適用于純電阻:Q=UR/t.Q總二Q1+Q2Q息=Q1+Q2

6.利用電能表測電功、電功率

假設電能標有M轉/Kw.h,電能表在t時間內轉過N轉，則電功W^kW.h^X3,6X10'；J?

電功率為P=-=3-6X1。"打。

tMt

【易混淆點】

1.電功與電功率：錯誤的認為“電功越多，電功率越大”；“電功率越大，電功越多”。

2.電功與電功率的單位：根據計算電功和電功率的計算公式來判斷單位。

3.額定功率和實際功率：額定功率只有一個，在額定電壓下取得；實際功率有無數多個，一

個實際電壓對應一個實際功率。

4.燈的明暗程度由它的實際功率決定，與額定功率無關。

【典例分析】

[例1]（2020濱州15）（多選）如圖所示,電源電壓保持不變，小燈泡L標有“12V6W”

的字樣，滑動變阻器R的最大阻值為36。，%為定值電阻。當S閉合，S|、S2斷開，滑

片P由b端向a端滑動，使其連入電路的電阻是最大阻值的三分之一時，小燈泡恰好正常發

光。當滑片位置保持不變，開關都閉合時，電流表的示數變化了2A。不考慮燈絲電阻的變

化，下列說法正確的是（）

A.電源電壓是18V

B.小燈泡正常發光10s,整個電路消耗的電能是90J

C.0的阻值為12。

D.當滑片位置保持不變，開關都閉合時，電路消耗總功率是45W

【答案】ABD

【分析】小燈泡正常工作的電流L=*段=0.5A,燈泡的電阻R=找點=24Qo

UL12V【L0.5A

A.當S閉合，Si、S：都斷開，滑動變阻器滑片P從b端向a端滑過三分之一時，燈泡與變阻

器的1/3電阻串聯，因串聯電路中各處的電流相等，且燈泡正常發光，所以，電路中的電流

I=L=0.5A。因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電源的電壓U=I(R+R/3)

=0.5AX(24Q+1/3X36Q)=18V,A正確。

B.小燈泡正常發光10s,整個電路消耗的電能W=UIt=18VX0.5AX10s=90J,B正確。

CD.當滑片位置保持不變，開關都閉合時，電阻吊和變阻器并聯，電流表測量干路中的電

流，由串并聯電阻的規律可知總電阻變小，干路中的電流變大，所以干路中的電流為

IT=I+2A=0.5A+2A=2.5A。電路的總電阻R.&=-=—=7.2Q,又因為R總=工迎，即7.2Q=

I?2.5AR+R。

當曾，解得Ro=18Q。電路消耗的總功率P=UI干=1消X2.5A=45W。C錯。D正確。選ABD。

1211+RQ

【思路小結】注意利用題設的“潛在條件”：如“用電器恰好正常工作”，含義是“該用電器

兩端的電壓為它的額定電壓，功率為額定功率，電流為額定電流”；“在家庭電路中”，含義

是“此時它兩端的電壓為220V”等。對于動態電路，注意要根據題設要求先準確畫出其等

效電路圖，再根據等效電路進行分析，使問題簡化。

【例2)2.(2020成都22)小彬用圖所示的實驗裝置探究“電流的熱效應跟電阻大小的關系”，

電源電壓為3V,電阻絲R=10。，&=20。，兩氣球相同。閉合開關后，密閉燒瓶內的空氣

被加熱，他觀察到氣球先鼓起來。甲氣球乙氣球通電Imin,&產生的熱量為J。

【分析】由圖可以：電路為串聯，所以加熱時間相同，通過的電流也相同，根據焦耳定律

Q=I；；Rt,是的電阻較大，那么R?所在的密閉燒瓶產生的熱量較大，乙氣球先鼓起來。甲氣

球乙氣球通電Imin,電路中的電流大小：1==77怒京=0」人；比產生的熱量：

Ki+K21(JIITZOAI

22

Q2=I2R2t2=(0.1A)X20QX60s=12J?

【思路小結】在運用焦耳定律求解時，注意單位的統一和電流值需平方。

【例3】(2020鄂州25)如圖所示電路中，電源電壓恒為O5V,小燈泡標有“3V1.5W”字

樣，不考慮溫度對小燈泡電阻影響，滑動變阻器的規格為“15。1A”，電壓表的量程是

0-3V,電流表的量程是0~0.6A,閉合開關S。求：(1)小燈泡的電阻；(2)小燈泡正常發光時，

滑動變阻器的功率；（3）在保證所有電路元件安全的前提下，滑動變阻器的取值范圍。

【答案】（1）6。（2）0.75W（3）3。?12。

【分析】（1）小燈泡的電阻：R>=與上=黑==6Q。

P、：1.5W

（2）由電路圖知，燈泡和滑動變阻器串聯，小燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓為:

P

U2=U-U^=4.5V-3V=1.5V,此時電路中的電流：1=辭=嘿=0.5A,此時變阻器的功率:

U額3V

P=U2I=1.5VX0.5A=0.75WO

⑶從電路圖知，電流表測電路的電流，電壓表測變阻器的電壓。當電壓表的示數為3V時,

變阻器接入電路的阻值最大。此時，燈泡兩端的電壓：ULIHV=4.5V-3V=1.5V,通過燈的電

流：

li.=當=-0.25A,那么變阻器接入電路的最大阻值：Rz城大二皆=皆二=120o

RL6I?IL0.25A

當小燈泡正常發光，即電路中的電流為0.5A時，電路中的電流最大，則變阻器接入電路的

阻值最小。最小阻值：R員產粵=段=3Q。所以R2的取值范圍是：3?12Q。

嵋大0,5A

U,好2

【思路小結】1.若果已知燈的額定電壓和額定功率，一般用公式RL=汽匚計算電阻（忽略

P額

燈的電阻變化時）；若給出了燈的伏安曲線圖，則需從圖中讀出相關數據。

2.電路安全問題

當一個定值電阻與一個可變電阻串聯時，電表和電器的安全問題分析，一般思路是：

（1）若電壓表測定值電阻的電壓，則電路中的最大電流：I及大=U伏特表解/R定他。此時只需要

求可變電阻的最小值：Rq變屈，i'=U/IHX—R定。

（2）若電壓表測可變電阻的電壓，則電路中的最大電流值等于所有電器中允許通過的最大

值中的最小值，一般由電流表的量程確定。此時可變電阻取得最小值。再根據電壓表的量程

確定可變電阻的最大值：根據電壓表的量程，獲得可變電阻的最高電壓值；據此求出電路中

的最小電流值：I員，產（U-U可變最大）/R定，R可變員大=U可頰大/Ia小。

【真題操練】

1.（2020巴中18）如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V,電壓表的量程為0-3V。電流表的

量程為0-0.6A。滑動變阻器的規格為“20Q1A”，燈泡標有“5V2.5W”字樣（不考

慮燈絲電阻的變化）。在保證電路安全的情況下，下列說法脩送的是（）

A.電路中電流最小時，滑動變阻器的功率為0.8W

B.電壓表的變化范圍為2V-3V

C.電流表的最大值為0.5A

D.當滑動變阻器的滑片向右滑動的過程中，燈泡的實際功率逐漸變小

【答案】C

【解析】由電路圖可知：燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路

中的電流。

A.燈泡的電阻為RL=*=祟匚=10Q,當滑動變阻器接入電路電阻最大時，電路電流

PL2.5W

最小，此時電路中的電流為1==0.2A,則滑動變阻器的功率為P濘=1R洛

KL+K書lun+zon

=（0.2A）2X2（70=0.8W?A正確。

BC.當電壓表示數為3V時，電路中電流最大為I'=/匚=券；=0.3AVO.6A,符合題

KL10

意，當滑動變阻器阻值最大時，根據分壓原理燈泡分得的電壓最小為「=IR,=0.2AX

lg=2V,即電壓表的變化范圍為2V-3V,B正確，C錯。

D.當滑動變阻器的滑片向右滑動的過程中，接入電路電阻變大，根據分壓原理，燈泡兩端

電壓減小，同時根據歐姆定律電路中電流減小，燈泡的實際功率減小，D正確。選C。

2.（2020北京11）如圖所示電路中，將開關S閉合，完全相同的燈Li和燈L2均發光。下列說

法正確的是（）

A.燈L比燈L2亮

B.通過A點的電流大于通過B點的電流

C.燈Li的實際電功率比燈L2的實際電功率小

D.電路中AB兩點間的電壓等于BC兩點間的電壓

【答案】D

【解析】ABC.由圖可知：兩個燈泡串聯，兩個燈泡完全相同，兩個燈泡的電阻相同，串聯

電路中各處的電流相等，所以通過A點的電流等于通過B點的電流，由P=I2R可知兩個燈泡

的實際功率相同，兩個燈泡亮度相同，ABC錯誤。

D.由U=IR可知：兩個燈泡兩端的電壓相等，所以AB兩點間的電壓等于BC兩點間的電壓,

D正確。選Do

3.（2020成都13）圖是Ri、R2兩電阻的U-I圖像。將Ri、R2并聯后接入電路，結合圖中信

息可知（）

A.R的阻值比R?的阻值小B.通過R、R2的電流相等

C.比的電壓比R的電壓小D.R的功率比R2的功率小

【答案】D

【解析】A.由圖可知：當U=4V時，L=0.2A.L=0.4A。根據R=軻知：當U相等時，I越小，

電阻越大，所以Ri>R〃A錯。

B.兩電阻并聯，而兩電阻阻值不同，由歐姆定律1=，可知：通過R”電的電流不同，B錯。

C.根據并聯電路中電壓的規律可知：兩電阻并聯，兩電阻兩端電壓相同，C錯。

D.根據P=\可得:并聯后U1=U2,但是RAR?,所以PVP2,D正確。選D。

4.（2020達州7）小張在研究小燈泡電阻的實驗中連成了如圖甲所示的電路，燈L標有“6V

3W”字樣，電源電壓保持不變。閉合開關S,滑動變阻器的滑片P從最左端移至最右端的

過程中，電壓表的示數變化范圍是4V?0,電流表的示數變化范圍是0.2A?0.5A,得到燈

泡的U—/圖象如圖乙所示。下列結果不正確的是（）

A.燈L正常發光時的電阻為12cB.電源電壓為6V

C.滑動變阻器的最大阻值為24CD.整個電路的大功率是3W

【答案】C

【解析】A.已知小燈泡正常工作時的電壓為6V,根據圖乙可知加在小燈泡兩端的電壓為6V

時，流經小燈泡的電流為0.5A,所以燈L正常發光時的電阻為：R.=詈=伐=12Q,A

ILO.SA

正確。

B.當滑動變阻器的滑片滑到最右端時，滑動變阻器接入電路中的電阻為零，此時小燈泡兩

端的電壓就是電源電壓，通過圖乙可知，電源電壓為6V,B正確。

C.當滑動變阻器的滑片滑到最左端時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電壓表示數最

大為4V,由選項B可知電源電壓為6V,所以，加在小燈泡兩端的電壓為2V,此時電路中的

電流通過圖乙可知為0.15A,所以此時滑動變阻器的最大阻值為：R產器=懸心26.7Q,

Ip0.15A

C錯。

D.根據公式P=lf/R,電路中的總電阻最小時，功率最大，即滑動變阻器接入電路的阻值為

零，此時的最大功率為小燈泡的額定功率為3W,D正確。選C。

5.（2020達州10）如圖所示的電路中，電源電壓恒為3V,燈泡Li標有“3V3W”，L2標有

“6V3W”的字樣，電流表的量程為0?0.6A,電壓表的量程為0?3V,不考慮溫度對燈絲

電阻的影響，在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是（）

A.只閉合開關S2,燈泡Li沒有電流通過

B.閉合開關Si、S3,斷開開關S2,燈泡Li能正常發光

C.閉合開關S2、S3,斷開開關Si,燈泡L2的功率為1.5W

D.只閉合S2與只閉合S3時，燈泡L2消耗的電功率之比為16:25

【答案】D

【解析】A.由實物圖知，只閉合開關員時，兩燈泡串聯，兩燈泡都有電流通過，A錯。

B.閉合開關，、S；?斷開開關，時，兩燈泡并聯，電流表測干路電流，所接量程為0~0.6A,

此時通過L,的電流：I=P/U=3W/3V=1A,則電流表會損壞,B錯。

C.閉合開關4、S3,斷開開關與時，電路是只有燈L工作的簡單電路，燈L的阻值：

Ri=警-=筆一=12Q；那么此時L?的功率：PJ=3=*一=0.75W,C錯。

I).燈L的電阻：R尸哈=寫:=3。，只閉合開關S時，電路中的電流：

rJ3W

22

11=—=-^―=0.2A,燈Lz此時消耗的電功率：PJ'=I|R2=(O.2A)X12Q=0.48W,

R1+R23§2+12S

只閉合S3與閉合開關S2、S3,斷開開關S1的電路是相同的，所以P2'':P2'

=0.48W:0.75W=16:25,

D正確。選D。

6.(2020廣元12)如圖所示電路中，電源電壓U=6V不變，幻為滑動變阻器，&為定值電

阻，開關S閉合后，當滑片P在變阻器的0、6兩端之間滑動的過程中，電流表的示數在

L2A~0.4A之間變化，則下列結論正確的是()

A.&=10CB.R的最大電阻為5c

C.電壓表的最大示數為4.8VD.電阻&的電功率變化范圍是0.8W至7.2W

【答案】D

【解析】ABC.當滑片位于a端時，R,.L串聯，電路中的電流最小即1=0.4A,電壓表的示

數最大U尸4V,?的最大電阻：RFU,/I=4V/0.4A=10QO則電源的電壓：(1)1；=5+1住=”+0.4A

XR2；當滑片位于b端時，電路為兄的簡單電路，此時電路中的電流最大，即1'=1.2A,

則電源的電壓：(2)U=「Rz=l.2AXR2,因為電源的電壓不變,聯立(1)(2)解得：R2=5Q,

U=6V,ABC錯。

D.電阻是消耗的最大電功率：2版大值=1'2RZ=（1.2A）-X5Q=7.2肌電阻R消耗的最小電功

率：

P2最小值=1孤=（0.4A）2X5Q=O.8W,所以電阻L的電功率變化范圍是0.87.2W,D正確。

選D。

7.（2020黃岡7）在大型賽事的短跑比賽中，賽道起點均安裝有電子起跑器。電子起跑器可以記

錄運動員起跑時刻，以判斷運動員是否提前起跑。圖甲是簡化的電子起跑器的傳感電路圖，

電源電壓恒定，圓圈處為電表，氏為定值電阻，壓敏電阻Rx安裝在踏板上，其電阻與所受

壓力的關系如圖乙所示。下列分析正確的是

A.電阻滅o與Rx并聯

B.圓圈處的電表為電壓表

C.運動員起跑時，用力踩踏板，火。兩端電壓變小

D.運動員沒有踩踏板時，電路消耗的總功率最小

【答案】D

【解析】A.由圖甲知：電阻R。與Rx串聯，A錯。

B.由圖甲知：電表與R。、Rx串聯，故圓圈處的電表應為電流表，B錯。

C.由圖乙知：運動員起跑時，用力踩踏板，壓敏電阻阻值變小，電路中的總電阻變小，因

電源電壓恒定，電路電流變大，R。兩端的電壓變大，C錯。

D.由圖乙知：運動員沒有踩踏板時，壓敏電阻阻值最大，電路中的總電阻最大，則電路中

的電流最小，電路消耗的總功率最小，D正確。選D。

8.（2020成都11）年僅24歲的成都青年曹原，解決了困擾世界物理學家多年的難題，取得了

在石墨烯超導領域中的重大突破。超導材料不能用來制作（）

A.電熱B.電磁鐵C.電動機線圈D.輸電導線

【答案】A

【解析】超導材料的電阻為0,根據Q=l‘Rt可知，超導材料不會產生熱量，故不能用來制作

電熱絲：可以用來制作電磁鐵，使磁性更大；可以用來制作電動線圈、輸電導線減小電能的

損耗。A正確。選A。

9.（2020成都32）（多選）如圖所示電路，電源電壓U恒定。當A、B間接入標有“3V1.5W”

字樣的燈泡L（忽略燈絲電阻變化），閉合S、S?S2,斷開S3,滑片P移到某一位置時電流表

示數為I,再向上移動一段距離，R的阻值變化了5Q,電流表示數變化了0.1A,L恰好正

常發光；當A、B間換接為R”閉合S、S3斷開Si、S2,電壓表示數為U2，R的功率為P”R2

的功率為P2）P1WP2,電路的總功率為5隊RI、R2、R3均為定值電阻，每個電阻的阻值只有2。、

5Q、7Q、9Q這四種可能。下列結論正確的是（）

A.1=0.4AB.U=12V

C.也可能是2.5VD.Pi可能是2.25"

【答案】AD

【解析】AB.當A、B間接入標有“3V1.5W”字樣的燈泡L（忽略燈絲電阻變化），閉合S、

Si、斷開S3,燈泡和變阻器串聯，電壓表測量變阻器兩端的電壓，電流表測量電路中的

2

電流，燈泡的電阻R==當尸=6Q,燈泡正常發光的電流IL=*當=0.5A?

PL1.5WUL3V

向上移動一段距離，變阻器連入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，由歐姆定律可知通過

電路的電流變大，由題意可知:R'=R-5Q（①式）；IL-I=0.1A,BP0.5A—1=0.1A,1=0.4A;

則下二=0,4A,=0.4A（②式），一J=0.5A（③式）。由①②?得到R=19Q,U=10V,

RL+R6Q+R18O+R

A正確，B錯。

CD.當A、B間換接為R*閉合S、S3斷開&、S2,電阻R、變阻器R?和電阻R3串聯，電壓

表測量變阻器兩端電壓，電流表測量電路中的電流，電路的總功率為5W,電路中的電流I慫

=￥普=0.5A,總電阻R斫；=竺）=20Q。R的功率為P”Rz的功率為P”PiWPz,

串聯電路中各處的電流相等，由P=『R可知R和R?的阻值不相等，每個電阻的阻值只有2Q、

5Q、7Q、9Q這四種可能，由串聯電路電阻的規律可知要得到口總=用+%+電=20。，可知：

R,=2Q或R=9Q；R2=9Q或R?=2Q；R3=9Q。電壓表示數為R的示數R=I總L=0.5AX9Q=4.5V

2

或U2=IeR2=0.5Ax2Q=1V；R,的功率為P產IjR=（0.5A）X2Q=0.5W或

22

P,=I,SRI=（0.5A）X9Q=2.55W,C錯，D正確。選AD。

10.（2020巴中26）電阻R：Rz=l：4,將它們并聯在電路中，通過電阻R、Rz的電流之

比L：L=—；將它們串聯在電路中，兩個電阻的電壓之比U,:灰=_。若只將R接在電

壓恒定的電路中，R的功率為25小將R與R3串聯在此電路中，R的功率變為9W,則電阻

Ri?R：s=。

【答案】4:14:13:2

【解析】根據并聯電路中電流與電阻的關系可知：在并聯電路中，電流與電阻成反比。電阻

Rl：R2=l：4,所以通過電阻R、R2的電流之比L：L=4:l。

根據串聯電路中電壓與電阻的關系：在串聯電路中，電壓與電阻成正比。電阻R：兄=1：4,

兩個電阻的電壓之比Ui：U2=R,：R2=l：4o

由公式P=（可得:定值電阻用兩端前后兩次電壓之比等于功率之比的算數平根,U.：UR,

=解=5:3。上式中Uw為電路單獨接R時，比兩端電壓，即電源電壓；URr為R、R3串聯

yj9W

時，Ri兩端的電壓；設電源電壓為U急，則Ri和R2串聯時,Ri兩端電壓為UR「=3/5U總，R：,兩

端電壓為“=2/5U.&。由串聯電路的分壓原理，可得用和后的電阻之比

Rl：R3=UR|：Ufi3="=3：2o

2/5U總

11.（2020廣元18）如圖所示，電源電壓恒定為10V,A=10Q,閉合開關S,滑動變阻器

的滑片P從一端滑到另一端的過程中，電壓表的示數從2V變成5V,則%的阻值為O,

滑動變阻器的最大阻值為Q,當滑片P置于6點時,該電路Imin消耗的電功為J。

【答案】1030120

【解析】當滑片在最左端時，電路電流：H=U1/R1=5V/1OQ=O.5A,電阻尼兩端的電壓：

U2=U-U,=10V-5V=5V,則電阻:R產Uz/h=5V/0.5A=10Q。當滑片在最右端時,電路電流：

I=UJ/R尸2V/10C=0.2A,電阻十兩端的電壓:U2'=IR2=0.2AX10Q=2V,滑動變阻器兩端

的電壓為：l）3=U—UJ—UJ=10V-2V-2V=6V,滑動變阻器的最大阻值：R3=U3/I=6V/0.2A=30Q。

當滑片P置于b點時,該電路Imin消耗的電功：W=UIt=10VX0.2AX60s=120J,

12.（20廣東）27.小明家的臺燈是通過電位器來調節亮度的。他猜想：臺燈變亮時電位器消

耗電能的功率會變小，為此他設計了如圖甲所示的電路進行探究，已知電源電壓為4V并保

持不變，電壓表（0~3V）2個，電流表（0~0.6A）,滑動變阻器規格為“20Q1A”，小燈

（2）實驗中，小燈泡正常發光時電流表的示數為A；

（3）根據實驗數據，繪制出滑動變阻器的由功率R與小燈泡的電功率冗的關系圖像如圖乙所

示，由圖可知：小燈泡的電功率（亮度）變大時，滑動變阻器的電功率；

（4）假設實驗所用的小燈泡能承受的最大電壓可以高出其額定電壓的!，在確保電路中各元

件安全的情況下，移動滑動變阻器的滑片，小燈泡的電功率變化范圍是從W至W。

【答案】（1）電流電壓（2）0.5（3）先變大后變小（4）0.21.8

【解析