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主题三 电与磁
专题17 电功率（10-15分）（原卷版）
目 录
3
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考点一 电能 电功 4
考点二 电功率 6
考点三 测量小灯泡的电功率 8
考点四 焦耳定律 11
14
题型一 电能表相关计算 15
题型二 电功及其计算 15
题型三 对电功和电功率的理解 16
题型四 电功率的计算 17
题型五 比较小灯泡亮度 18
题型六 电功率的动态电路分析 19
题型七 电路范围和最值计算 20
题型八 测量小灯泡电功率 22
题型九 探究影响电热大小的因素 24
题型十 多档位电路计算 25
考点要求 新课标要求 命题预测
电能 电功 3.4.5结合实例，了解电功。 会读电能表，能计算消耗的电能及电费。 本专题是电学的重要组成部分，更是电学应用最广泛、综合性最强的内容。它不仅要求考生对电学基础知识熟练掌握，更要求考生能够应用电学知识解决实际问题。因此，本专题考题综合性、实践性非常强。考题的难度对考生也具有一定的挑战性，考生在复习时应重点关注，强化训练，做到有的放矢。 本专题考点集中体现在电能与电功的计算、电功率的简单计算、电功率和电热的综合计算；伏安法测小灯泡功率、电流的热效应与什么因素等。所有考题与欧姆定律等电学知识相结合是这类考题的一大特点。 从考题题型看，对此内容的考查题型涵盖了选择题、填空题、实验题、压轴题（综合计算题）和综合应用题等。 从命题方向和命题点看，主要有：电功率的简单计算、电路分析与计算、动态电路分析、I-U图像的应用、应用电功率进行综合计算、电功率在生活中的应用、电路安全与极值、测量小灯泡额定功率、影响电流热效应的因素等
电功率 3.4.5结合实例，了解电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。 知道电功率的计算公式以及推导公式，能运用公式进行计算。
测量小灯泡的电功率 用电流表和电压表测量小灯泡电功率。
焦耳定律 3.4.6通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
考点一 电能 电功
一、电能
1.电能的来源
电池：化学能→电能；水力发电：机械能→电能；风力发电：机械能→电能；太阳能发电：太阳能→电能；核能发电：核能→电能。
2.电能的利用
用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。
3.电能的单位
（1）国际单位：焦耳，符号J。
（2）常用单位：千瓦时，用符号kw·h表示，俗称度。
（3）换算单位：1度=1kw·h=1000W×3600s=3.6×106J。
二、电能的计量
1.计量工具：电能表。
2.认识电能表
示意图
作用 测量电路消耗的电能
单位 千瓦时(kW·h)
参 数 220 V 在220 V的电路中使用
50Hz 频率为50Hz的交流电路中使用
10(15) A 标定电流为10 A，额定最大电流为15 A
3600 r/(kW·h) 每消耗1kW·h电能，电能表的铝盘转3600转
读数 6237.2kW·h
3.读数方法
电能表计数器上显示的数字是表从开始计数到读数为止用去的电能。即电能=终止读数-起始读数，注意最后一位数字为小数。单位是kw·h。
4.用电能表计算电能的方法
（1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。
（2）方法二：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“Nr/（kW·h）”的电能表，转盘转过n转消耗的电能为：。
三、电功
1.电功的概念
（1）定义：电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生转化就说电流做了多少功，即电功是多少。电功用“W”表示。
（2）电流做功的形式：用电器运动、发光、发热、发声等。
2.影响电流做功多少的因素
大量实验现象表明，电流做功的多少跟电压的高低、电流的大小、通电时间的长短都有关。加在用电器上的电压越高，通过的电流越大，通电时间越长，电流做功越多。
3.电功的计算
（1）公式：。其中U表示电路两端的电压，I表示电路中的电流，t表示通电时间。
（2）单位：的单位必须是，
（3）推导式：由欧姆定律的计算式及变形式，分别带入电功的计算公式，可推导出（串联型电路）、（并联型电路）（适用于纯电阻电路）
拓展 电量的单位：毫安时与安时，从电功或电能的单位可知，电量与电压的乘积等于电能。计算时统一单位，的单位必须是。
4.串、并联电路中电功的分配关系
无论是串联电路还是并联电路，电路中电流做的总功等于各个用电器做功的总和，即。
关系 类型 串联电路 并联电路
特点 电流做的总功等于各部分用电器电流所做的功之和，即。 电流做的总功等于各部分用电器电流所做的功之和，即。
分配关系 电流通过各用电器所做的功与其电阻成正比，即 电流通过各用电器所做的功与其电阻的成反比，即
1．（2024·四川广元·中考真题）如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电流的仪表 B．电能表允许通过的最大电流是10A
C．电能表表盘示数为10226kW h D．电饭煲正常工作10min，消耗电能
2．（2024·江苏扬州·中考真题）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求：
（1）灯泡电阻R；
（2）电路工作1min消耗的电能W；
考点二 电功率
一、电功率
1.电功率的概念
（1）定义：电功与时间的比值叫做电功率，用符号表示
（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）公式：
（4）单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦（W），常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW），1kW=1000W，1W=1000mW.
（5）常见的用电器电功率
节能灯电功率约为20W，电饭煲电功率约为500W，空调电功率约为1000W，电脑电功率约为200W……
2.电功率的计算
（1）计算式：根据与电功的公式得：。
（2）推导式：根据欧姆公式得：。
（3）在纯电阻电路中，电功率的定义式和一般式适用于任何电路，等效于，因为电能全部转化为内能的功率；在非纯电阻电路中，由电功率的定义式和一般式求出的结果是总功率，由公式表示转化为内能的功率，而除内能以外的其他形式的能的功率。W——总功的能量。
（4）串、并联电路中电功率的分配关系
无论是串联电路还是并联电路，电路中电流做的总功等于各个用电器做功的总和，即。
关系 类型 串联电路 并联电路
特点 总电功率功等于各部分用电器电功率之和，即。 总电功率功等于各部分用电器电功率之和，即。
分配关系 各用电器的电功率功与其电阻成正比，即 各用电器的电功率功与其电阻成反比，即
3.“千瓦时”的来历
来历：将公式变形后，得到，如果P和t的单位分别用kW和h，那么它们相乘后，得到电能的另一个单位——kw·h，即度。
意义：1 kW·h可以看作电功率为1kw·h的用电器正常工作1 h所消耗的电能。
二．额定电压和额定功率
1.额定电压和额定功率
定义 说明
额定电压 用电器正常工作时的电压 用电器铭牌上标定的电压值就是额定电压，常用表示
额定电流 用电器正常工作时的电流 用电器铭牌上标定的电流值就是额定电压，常用表示
额定功率 用电器正常工作时的电功率 用电器铭牌上标定的电功率就是额定功率，常用表示
实际电压 用电器实际工作环境下的电压 可能与额定电压相同，也可能不相等，常用表示
实际功率 用电器实际工作中的电功率 可能与额定功率相同，也可能不相等，常用表示
2.额定功率与实际功率的区别
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 用电器在额定电压下工作时的电功率
是否变化 是确定的、唯一的、不随实际工作电压的改变而改变 是不确定的，随用电器两端所加电压的改变而改变
联系 ，，用电器正常工作 ，，用电器不能正常工作，有可能烧坏用电器 ，，用电器不能正常工作 （仅适用于电阻不变的纯电阻电路）
1.混淆千瓦和千瓦时
（1）千瓦是电功率的单位。千瓦时是电能的单位。
（2）不能错误地认为电功率大的用电器，消耗的电能就多。
2.利用额定电压和额定功率求电阻
（1）利用得到，若已知用电器的额定电压和额定功率即可求出用电器正常工作时的电阻。
（2）若用电器的电阻是变化的，则用电器在实际电压下工作时的电阻不一定等于正常工作时的电阻。
1．（2024·山东济宁·中考真题）在图所示的电路中，电源电压为，当开关S闭合后，电路总功率变化了，则电流表示数变化了 A，电阻 。
2．（2024·四川巴中·中考真题）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是（ ）
A．通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶2 B．R1、R2两端的电压之比U1∶U2=2∶1
C．相同时间R1、R2消耗电功之比W1∶W2=1∶2 D．R1、R2的电功率之比P1∶P2=2∶1
3．（2024·山东临沂·中考真题）闭合如图所示电路的开关，将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中（　　）
A．灯泡的亮度变小 B．电流表的示数不变
C．电压表的示数变大 D．电路的总功率变小
考点三 测量小灯泡的电功率
一、测量小灯泡的电功率
1.伏安法测量小灯泡的电功率
实验目的 测量小灯泡的电功率
实验原理
电路图及 数据图像 电路图： 数据图像：
实验器材 电流表、电压表、电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、导线
实验设计与分析 （1）画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路 （2）电路问题：①连接问题：电压表、电流表的调零、量程选择和接法；滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题：连接电路前开关断开，闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题：电路中用电器断路或短路、开关接触不良 （3）滑动变阻器的作用：①改变电阻两端电压；②保护电路 （4）滑动变阻器的选择：在保证电路安全和测量要求的情况下,最大阻值尽可能小 （5）设计实验数据表格（序号、电压、电流、电功率） （6）通过数据表格或I-U图像读取数据计算电功率，会读额定功率 ①额定功率不是功率的平均值 ②实验多次测量的目的:寻找小灯泡亮度、实际功率与实际电压的关系 （7）I-U图像不是直线的原因:灯丝的阻值随温度的升高而增大
实验结论 小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
2.常见电路故障及原因分析
常见故障现象 原因分析
小灯泡不发光 闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数且示数较小 滑动变阻器连接下面两个接线组，电路中电流过小
闭合开关，灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却很大，接近电源电压 灯泡处断路，即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良；
闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数 灯泡短路
开关问题 连接电路时，接完最后一根导线灯泡立即发光 连接电路时，开关未断开
滑动变阻器问题 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，电表示数及灯泡的亮度均无变化 滑动变阻器同时接入了上面（或下面）两个接线柱
二、特殊方法测量小灯泡的电功率
方法 电路原理图 直接测量的物理量 小灯泡的电功率表达式
安阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表A1、A2的示数分别为I1、I额 （U额=I1R0）
只闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器，使电流表示数为I额；保持滑片位置不变，断开开关S3，闭合S1、S2，电流表示数为I1 U额=（I1-I额）R0
伏阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表V1、V2示数分别为U1、U额 ，
闭合开关S1，开关S2与1端闭合，调节滑动变阻器，使电压表示数为U额；保持滑片位置不变，把开关S2与2闭合，记录此时电压表示数为U1 ，
保持电源电压U不变，闭合开关S，调节电阻箱至恰当的数值，使电压表示数为U额，记录此时电阻箱的阻值R0 ，
三、利用电能表测量用电器的电功率
（1）从电能表表盘上记下用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转数N（或指示灯闪烁次数N）；
（2）断开家里其他用电器的开关，只让待测用电器在正常负荷下稳定工作；
（3）用停表测量待测用电器工作时电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）所用时间；
（4）断开待测用电器开关，计算其电功率。电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）时所消耗的电能为，用电器的实际电功率（其中时间t的单位为小时）。
1．（2024·山东济宁·中考真题）某物理兴趣小组将电源（电压为）、小灯泡（额定电压为）、电流表、滑动变阻器、开关串联后，将电压表并联接入电路。实验时，将电压表的示数，电流表的示数，以及两者的乘积记录下来，表中所示为部分数据。
序号
1 2.0 1.2
2 4.0
3 6.0 1.8
结合以上信息，按要求回答下列问题：
(1)请在图的虚线框内画出上述实验的电路图 ；
(2)小灯泡两端电压为时的电阻 ；（保留两位小数）
(3)小灯泡的额定功率 W。
2．（2024·北京·中考真题）某同学进行了如下实验：
(1)用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，电源两端电压保持不变；
①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 端；
②闭合开关，应 以确定小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则的额定功率 W。
(2)该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率与的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将替换为，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。依据上述现象，可推断出 （选填“>”“=”或“<”），他继续完成了的测量后，验证了推断。
考点四 焦耳定律
一、电流的热效应
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.探究电流通过导体产生热量跟哪些因素有关
实验目的 探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
实验图
实验器材 电源、导线、开关、电阻丝、U形管等。
实验设计与分析 （1）转换法：通过U形管液面高度的变化或温度计升高的温度反映产生电热的多少 （2）控制变量法： a.探究电热与通电电流的关系：控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过电热丝的电流大小； b.探究电热与电阻的关系：控制电热丝的电流和通电时间相同，选择两个不同阻值的电阻丝； c.探究电热与通电时间的关系：控制电热丝的阻值和电流相同，改变通电时间的长短； 分析 （1）如图甲，两容器中电阻丝阻值不同，通过它们的电流、通电时间相同，右边的U型管中的液面高度变化大于左边的，说明右边容器中电阻丝的热量多。这表明：在电流相同、通电时间相同情况下，电阻越大，电阻产生的热量越多。 （2）如图乙，两容器中的电阻丝阻值相同，根据串并联电路电流的规律可知，通过左边容器的电阻丝电流大于通过右边容器中电阻丝的电流，通电时间相同，左边U型管中的液面高度变化大于右边的，说明左侧容器中的电阻丝产生的热量多。这表明：在电阻、通电时间相同情况下，电流越大，电阻产生的热量越多。 （3）由常识可知，在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。
实验结论 （1）在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多； （2）在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多； （3）在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
反思与交流 （1）被加热的物质选用煤油或空气的原因：①不导电，对实验结果影响小；②比热容小，实验现象明显 （2）实验异常现象分析，通电一段时间后，U形管两侧液面高度差为零：可能是电阻丝短路或断路
二、焦耳定律
1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。
2.公式：，在国际单位制中，电热的单位是焦耳，符号“”
3.焦耳定律适用于所有电路的电热计算，使用时各物理量单位要分别统一为。
4.焦耳定律的理论推导：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能，那么电流做功产生的热量Q等于电能的消耗量，即，再根据欧姆定律可知，。
5.纯电阻电路焦耳定律：电能全部转化为内能。、
6.非纯电阻电路焦耳定律：电能转化机械能和内能。
（计算总能量）、（计算内能）、（计算其他形式的能）
（计算总功率）、（计算热功率）、（计算其他形式能的功率）
7.串并联电路中焦耳定律
（1）在串联电路中，根据可知，电热与电阻成正比，即；
（2）在并联电路中，根据可知，电热与电阻成反比，即
三、电热的利用与防止
1.电热的利用：电热器是利用电流的热效应来工作的设备。如家里的电暖器，电饭锅，电炉子等。
2.电热的防止：如电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片等。
1．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）电饭煲是常用的家用电器，它是利用电流的 效应工作的。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图，。当该电饭煲处于“加热”挡工作10min，其消耗的电能是 J。
2．（2024·安徽·中考真题）如图所示，电源两端电压为6V，电阻R2=20Ω，闭合开关S，电压表示数为4V，则通电100s整个电路产生的热量为 J。
题型一 电能表相关计算
（1）可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“Nr/（kW·h）”的电能表，转盘转过n转消耗的电能为：。 （2）电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）时所消耗的电能为，用电器的实际电功率（其中时间t的单位为小时）。
1．（2024·西藏·中考真题）如图所示，从安全用电的角度考虑，巴桑家同时使用的用电器最大总功率不应超过 W。断开其他用电器，让电饭锅单独工作2min，转盘转了90转，则电饭锅的电功率为 kW。
2．（2024·江苏盐城·中考真题）在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为 kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过 W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为 W。
3．（2024·四川广安·中考真题）小强上次查看家里的电能表显示为，本次查看时电能表示数如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．在这段时间内消耗的电能为792kW·h
C．小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D．只将一台标有“220V 1000W”的电热水器接入电路中，正常工作5min，电能表的指示灯闪烁300次
题型二 电功及其计算
4．（2024·四川南充·中考真题）作为传统燃油汽车燃料的汽油和柴油是 能源（选填“可再生”“不可再生”），为了减少燃油汽车对环境的污染，我国大力发展新能源汽车。如今，我国电动汽车的多项技术已领跑世界，某型号的国产电动汽车的电池容量为，额定电压为，充满电后，它储存了 的能量。
5．（2024·贵州·中考真题）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻，闭合开关S，电压表示数为2V。求：
（1）定值电阻两端的电压为多少伏。
（2）通过定值电阻的电流为多少安。
（3）通电10s，整个电路电流所做的功W为多少焦。
题型三 对电功和电功率的理解
（1）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。 （2）不能说电功率越大，电功越大。因为电功率还与做功时间有关。
6．（2024·湖北·模拟预测）如图所示是甲、乙两种电热水壶的铭牌，当它们分别单独接入电路正常工作时（ ）
A．通过甲的电流小于通过乙的电流
B．甲消耗的电能比乙多
C．甲接入电路时电能表指示灯闪烁的快
D．甲接入电路时电能表指示灯闪烁的次数多
7．（24-25九年级上·北京·期中）关于电功和电功率的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功快慢的物理量 B．电流做功的过程就是电能转化为内能的过程
C．用电器的电功率越大，做功就越多 D．用电器的额定功率越大，消耗的电能就越多
题型四 电功率的计算
（1）电功率计算公式及推导式 计算式：。推导式：。 （2）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。 （3）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。
8．（2024·河南·中考真题）图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为 V，干路电流为 A，此时灯泡L的电功率为 W。
9．（2024·四川巴中·中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图像。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω
C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W
10．（2024·山东泰安·中考真题）如图甲所示电路，电源电压保持不变，电阻，图乙为小灯泡L的关系图象。当只闭合开关时，电阻功率为，电流表示数为，电路的总功率为；当开关、闭合，断开时，电流表示数为，电路的总功率为；当开关闭合，断开时，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为，电路的总功率为。已知，下列说法中（ ）
① ② ③ ④
A．只有②④正确 B．只有①④正确 C．只有②③正确 D．只有③④正确
11．（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，R1、R2为定值电阻，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3∶1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4∶1，求：
(1)灯泡L正常发光时的电阻；
(2)开关都闭合时，R2的功率。
题型五 比较小灯泡亮度
（1）“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。 （2）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。 （3）两个灯泡的安全：为保护灯泡不会损害，当两个灯泡串联时，电路中最大的电流取小的额定电流，而且电阻大的灯泡亮；当两个灯泡并联时，电路中电源电压取小的额定电压，而且电阻小的灯泡亮。
12．（24-25九年级上·山东淄博·期中）有两个分别标有“3V　3W”和“6V　6W”的灯泡，若将它们并联在电路中，使其中一个灯泡能正常发光，则并联电路中的干路电流最大是（　　）
A．1A B．2A C．0.5A D．1.5A
13．（24-25九年级上·河北邢台·期中）把标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只小灯泡接入同一电路，不考虑灯丝电阻的变化，接通电路后，以下说法正确的是（ ）
A．甲灯一定比乙灯亮
B．若两灯串联，两灯的亮度是一样的
C．若串联在12V的电源上，则两灯都能正常发光
D．若并联在电路中，工作相同时间，甲消耗的电能是乙的2倍
题型六 电功率的动态电路分析
分析动态电路变化的步骤：①判断电路连接方式是串联或并联；②判断每一个电表所测的对象；③确定电路的连接方式或电阻发生了什么变化；④根据欧姆定律及串、并联电路中电流、电压的规律,判断对应的电流或电压随之发生何种变化。 1.开关类问题的关键是分析开关断开与闭合时电路的连接情况,必要时画出等效电路图,然后根据欧姆定律和串、并联电路的特点,判断电流表电压表的示数变化情况。 2.含滑动变阻器动态电路分析 （1）由滑动变阻器滑片移动或敏感电阻的变化引起的电路变化问题中,有两个事实：电路中总电压不变、定值电阻阻值不变。 （2）常用的三个技巧 ①串联的越多,总电阻越大；并联的越多,总电阻越小。 ②可将电路看成由“定值部分”和“可变部分”串联或并联而成,则可变部分电阻变大,总电阻就变大；可变部分电阻变小,总电阻就变小。 ③会用串联电路分压原理和并联电路分流原理分析,即定值电阻和可变电阻串联时,可变电阻阻值变大,其两端电压也变大；定值电阻和可变电阻并联时,可变电阻阻值变大,通过它的电流变小。 3.选择合适的公式分析电功率的变化 （1）判断电路的总功率的变化，由于电源电压不变，一般选取分析； （2）若判断定值电阻的电功率变化，根据或可知，只需判断定值电阻两端的电压或通过电阻的电流变化情况； （3）若是电压不变则选含电压的公式；若电流不变则选取含电流的公式。
14．（2024·四川乐山·中考真题）小嘉同学设计了一款身高测量仪，其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I，电压表、电流表示数变化量分别为、（　　）
A．被测人员身高越高，整个电路中的总电阻越小
B．被测人员身高越高，整个电路中的电功率越大
C．无论被测人员身高如何，的值不变
D．无论被测人员身高如何，的值不变
15．（2024·山东枣庄·中考真题）如图所示是一款电子握力计的电路原理图，M、N均为金属板，N固定不动，当握力F增大时，则（　　）
A．滑动变阻器R接入电路中的阻值变小 B．电压表示数增大
C．电阻R的功率一定减小 D．电阻R0的功率增大
16．（2024·甘肃兰州·中考真题）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．滑动变阻器消耗的功率变大 B．电流表A的示数变小
C．电压表V的示数变大 D．电压表V与电流表A的示数之比变大
17．（2024·山东临沂·中考真题）闭合如图所示电路的开关，将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中（　　）
A．灯泡的亮度变小 B．电流表的示数不变
C．电压表的示数变大 D．电路的总功率变小
题型七 电路范围和最值计算
（1）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。 （2）电功率的范围和最值 ①对整体电路：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。
18．（2024·山东枣庄·中考真题）如图所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表量程为0~0.6A。当开关S1、S2同时闭合时，小灯泡正常发光，则小灯泡正常发光的电阻RL为 Ω，滑动变阻器滑片P向右移动时，小灯泡的亮度将 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）；保持开关S1始终闭合，通过调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1：P2= 。
19．（2024·山东烟台·中考真题）如图甲所示，电源电压恒定，为定值电阻。闭合开关，将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中，其电流I与电压U的关系图像如图乙所示，则电源电压为 V，滑动变阻器R的最大阻值为 Ω，电阻消耗的最大功率和最小功率之比为 。
20．（2024·山东威海·中考真题）如图所示，电源电压恒定，电流表的量程为“0~3A”，。只闭合开关S，滑动变阻器R（40Ω 1A）的滑片P处于中点时，小灯泡L（3V 1.8W）正常发光，则电源电压为 V。当开关全部闭合时，在保证电路安全的前提下，该电路消耗的最大功率为 W（不考虑灯丝电阻的变化）。
21．（2024·四川达州·中考真题）如图甲所示，将定值电阻与规格为“40Ω 2A”的滑动变阻器连入电源电压恒定不变的电路中。移动滑片P，的电功率P与其连入电路电阻R之间的变化图像如图乙所示。则电源电压 V，的阻值为 Ω，电路的最大电功率为 W。
22．（2024·四川广安·中考真题）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，电流表量程是0~0.6A，电压表量程是0~3V。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中，滑动变阻器R和灯泡L的图像分别如图乙所示，当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为4V B．灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
C．电路中允许的最大功率为2.25W D．电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压
23．（2024·江苏南通·中考真题）图甲是灯泡L的图像，灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路，已知电阻的阻值为，电流表量程为，电源电压可调。在电路安全工作的前提下，下列判断正确的是（提示：可在图甲中作出电阻的图像）（　　）
A．两条支路中的电流不可能相同 B．灯泡实际功率总比电阻功率大
C．电路总功率最大可达到1.5W D．电源可调的最大电压为1.8V
题型八 测量小灯泡电功率
24．（2024·江苏宿迁·中考真题）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）如图甲所示电路，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“”，用笔画线代替导线将电路连接正确 ；
（2）连接电路时，开关应 ，试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则电压表发生了 故障；
（3）纠正错误后继续进行实验，移动滑动变阻器滑片，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡额定功率为 W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻（、、、，各一个）探究电流和电阻关系，为了能完成实验，控制电压表示数可能是 。
A．1.7V B．2.2V C． 2.7V
25．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。
（1）小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 。
（3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 。
实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
（5）实验表明小灯泡的亮度由 决定。
题型九 探究影响电热大小的因素
26．（2024·四川宜宾·中考真题）（多选）如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻、，其中，。下列说法正确的是（ ）
A．只闭合，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．只闭合，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻产生的热量为12J
C．闭合和，通过的电流是电流的0.5倍
D．闭合和后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
27．（2024·江苏无锡·中考真题）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝、、浸没在煤油中，其中、。闭合开关前，记录下煤油的初温度，开关S接a、调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为1A，记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的 相等时，导体产生的热量与通电 有关。比较序号②和 可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻产生的热量为 J。
序号 电阻 I/A 时间/s /℃ t/℃
① 1 100 20 34
② 1 200 20 48
③ 0.5 200 20 27
④ 0.5 200 20 34
题型十 多档位电路计算
（1）由于电路中的开关开闭情况不同，电路消耗的电功率不同，加热功率也不同，形成不同档位的加热功率。 （2）一般挡位分为：加热挡和保温挡或者高温挡、中温挡、低温挡。不同的挡位对应不同的电功率。加热挡功率大于保温挡功率，高温挡功率大于中温挡功率大于低温挡功率。 （3）通常会涉及加热效率，期中总能量为消耗的电能，有效利用的能量为水吸收的热量，则加热效率为。 （4）分析挡位问题时，由于电源电压不变，因此一般用进行分析更方便。
28．（2024·山东德州·中考真题）图甲是一款家用蒸箱，图乙是其加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡，其中R1、R2为阻值不变的电热丝，当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于 挡，此时通过温控开关的电流为2A，已知蒸箱的额定电压为220V，，则R2的阻值为 ，高温挡的电功率为 W。
29．（2024·四川巴中·中考真题）中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了更好的控制煎药时的火候，某厂家生产了如图甲的一款全自动电煎药壶，它有“加热”和“保温”两个档位，简化电路图如图乙，其中S2是一个温控开关，温度过高时自动断开。
(1)如图乙当S1和S2闭合时，电煎药壶处于 （选填“加热”或“保温”）档。
(2)如图丙电能表的示数为 kw·h。
(3)用该电煎药壶将1kg水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量为 J。
(4)某次煎药时关闭家里其他用电器，测出加热1min电能表表盘转过40圈，则电煎药壶实际功率为 W。
30．（2024·西藏·中考真题）如图（乙）所示为扎西家两档位电热水壶的简化电路原理图，为温控开关，当水沸腾时会自动断开。和为加热定值电阻，，保温档的功率为110W。求：
(1)加热时的电功率；
(2)在加热档工作时电路的总电流；
(3)某次烧水，电热水壶将水加热至沸腾耗时5min，自动跳转至保温档工作5min，在这10min内电热水壶消耗的电能。主题三 电与磁
专题17 电功率（10-15分）（解析版）
目 录
3
4
考点一 电能 电功 4
考点二 电功率 6
考点三 测量小灯泡的电功率 9
考点四 焦耳定律 13
17
题型一 电能表相关计算 18
题型二 电功及其计算 18
题型三 对电功和电功率的理解 20
题型四 电功率的计算 21
题型五 比较小灯泡亮度 23
题型六 电功率的动态电路分析 26
题型七 电路范围和最值计算 28
题型八 测量小灯泡电功率 31
题型九 探究影响电热大小的因素 37
题型十 多档位电路计算 39
考点要求 新课标要求 命题预测
电能 电功 3.4.5结合实例，了解电功。 会读电能表，能计算消耗的电能及电费。 本专题是电学的重要组成部分，更是电学应用最广泛、综合性最强的内容。它不仅要求考生对电学基础知识熟练掌握，更要求考生能够应用电学知识解决实际问题。因此，本专题考题综合性、实践性非常强。考题的难度对考生也具有一定的挑战性，考生在复习时应重点关注，强化训练，做到有的放矢。 本专题考点集中体现在电能与电功的计算、电功率的简单计算、电功率和电热的综合计算；伏安法测小灯泡功率、电流的热效应与什么因素等。所有考题与欧姆定律等电学知识相结合是这类考题的一大特点。 从考题题型看，对此内容的考查题型涵盖了选择题、填空题、实验题、压轴题（综合计算题）和综合应用题等。 从命题方向和命题点看，主要有：电功率的简单计算、电路分析与计算、动态电路分析、I-U图像的应用、应用电功率进行综合计算、电功率在生活中的应用、电路安全与极值、测量小灯泡额定功率、影响电流热效应的因素等
电功率 3.4.5结合实例，了解电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。 知道电功率的计算公式以及推导公式，能运用公式进行计算。
测量小灯泡的电功率 用电流表和电压表测量小灯泡电功率。
焦耳定律 3.4.6通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
考点一 电能 电功
一、电能
1.电能的来源
电池：化学能→电能；水力发电：机械能→电能；风力发电：机械能→电能；太阳能发电：太阳能→电能；核能发电：核能→电能。
2.电能的利用
用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。
3.电能的单位
（1）国际单位：焦耳，符号J。
（2）常用单位：千瓦时，用符号kw·h表示，俗称度。
（3）换算单位：1度=1kw·h=1000W×3600s=3.6×106J。
二、电能的计量
1.计量工具：电能表。
2.认识电能表
示意图
作用 测量电路消耗的电能
单位 千瓦时(kW·h)
参 数 220 V 在220 V的电路中使用
50Hz 频率为50Hz的交流电路中使用
10(15) A 标定电流为10 A，额定最大电流为15 A
3600 r/(kW·h) 每消耗1kW·h电能，电能表的铝盘转3600转
读数 6237.2kW·h
3.读数方法
电能表计数器上显示的数字是表从开始计数到读数为止用去的电能。即电能=终止读数-起始读数，注意最后一位数字为小数。单位是kw·h。
4.用电能表计算电能的方法
（1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。
（2）方法二：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“Nr/（kW·h）”的电能表，转盘转过n转消耗的电能为：。
三、电功
1.电功的概念
（1）定义：电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生转化就说电流做了多少功，即电功是多少。电功用“W”表示。
（2）电流做功的形式：用电器运动、发光、发热、发声等。
2.影响电流做功多少的因素
大量实验现象表明，电流做功的多少跟电压的高低、电流的大小、通电时间的长短都有关。加在用电器上的电压越高，通过的电流越大，通电时间越长，电流做功越多。
3.电功的计算
（1）公式：。其中U表示电路两端的电压，I表示电路中的电流，t表示通电时间。
（2）单位：的单位必须是，
（3）推导式：由欧姆定律的计算式及变形式，分别带入电功的计算公式，可推导出（串联型电路）、（并联型电路）（适用于纯电阻电路）
拓展 电量的单位：毫安时与安时，从电功或电能的单位可知，电量与电压的乘积等于电能。计算时统一单位，的单位必须是。
4.串、并联电路中电功的分配关系
无论是串联电路还是并联电路，电路中电流做的总功等于各个用电器做功的总和，即。
关系 类型 串联电路 并联电路
特点 电流做的总功等于各部分用电器电流所做的功之和，即。 电流做的总功等于各部分用电器电流所做的功之和，即。
分配关系 电流通过各用电器所做的功与其电阻成正比，即 电流通过各用电器所做的功与其电阻的成反比，即
1．（2024·四川广元·中考真题）如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电流的仪表 B．电能表允许通过的最大电流是10A
C．电能表表盘示数为10226kW h D．电饭煲正常工作10min，消耗电能
【答案】D
【详解】A．电能表是用来测量电功（即消耗电能）的仪表，而不是测量电流的仪表。故A错误；
B．电能表上的“10（20）A”表示电能表允许通过的最大电流是20A，而不是10A，这里的10A可能是指标定电流或基本电流，但不影响最大电流的判断，故B错误；
C．电能表表盘上的示数表示的是已经消耗的电能，其单位为kW h；电能表上的数字最后一位通常是小数点后的数字（即十分位），因此电能表表盘示数应读为1022.6kW h，而不是10226kW h，故C错误；
D．电饭煲单独接入电路中正常工作1min，电能表转盘转过10r。而电能表上的“600r/(kW h)”表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转600转。因此，电饭煲1min内消耗的电能
由于电饭煲是正常工作，所以其功率保持不变。那么，电饭煲10min内消耗的电能就是1min内消耗电能的10倍，即：
故D正确。
故选D。
2．（2024·江苏扬州·中考真题）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求：
（1）灯泡电阻R；
（2）电路工作1min消耗的电能W；
【答案】（1）；（2）
【详解】解：（1）灯泡电阻为
（2）电路工作1min消耗的电能为
考点二 电功率
一、电功率
1.电功率的概念
（1）定义：电功与时间的比值叫做电功率，用符号表示
（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）公式：
（4）单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦（W），常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW），1kW=1000W，1W=1000mW.
（5）常见的用电器电功率
节能灯电功率约为20W，电饭煲电功率约为500W，空调电功率约为1000W，电脑电功率约为200W……
2.电功率的计算
（1）计算式：根据与电功的公式得：。
（2）推导式：根据欧姆公式得：。
（3）在纯电阻电路中，电功率的定义式和一般式适用于任何电路，等效于，因为电能全部转化为内能的功率；在非纯电阻电路中，由电功率的定义式和一般式求出的结果是总功率，由公式表示转化为内能的功率，而除内能以外的其他形式的能的功率。W——总功的能量。
（4）串、并联电路中电功率的分配关系
无论是串联电路还是并联电路，电路中电流做的总功等于各个用电器做功的总和，即。
关系 类型 串联电路 并联电路
特点 总电功率功等于各部分用电器电功率之和，即。 总电功率功等于各部分用电器电功率之和，即。
分配关系 各用电器的电功率功与其电阻成正比，即 各用电器的电功率功与其电阻成反比，即
3.“千瓦时”的来历
来历：将公式变形后，得到，如果P和t的单位分别用kW和h，那么它们相乘后，得到电能的另一个单位——kw·h，即度。
意义：1 kW·h可以看作电功率为1kw·h的用电器正常工作1 h所消耗的电能。
二．额定电压和额定功率
1.额定电压和额定功率
定义 说明
额定电压 用电器正常工作时的电压 用电器铭牌上标定的电压值就是额定电压，常用表示
额定电流 用电器正常工作时的电流 用电器铭牌上标定的电流值就是额定电压，常用表示
额定功率 用电器正常工作时的电功率 用电器铭牌上标定的电功率就是额定功率，常用表示
实际电压 用电器实际工作环境下的电压 可能与额定电压相同，也可能不相等，常用表示
实际功率 用电器实际工作中的电功率 可能与额定功率相同，也可能不相等，常用表示
2.额定功率与实际功率的区别
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 用电器在额定电压下工作时的电功率
是否变化 是确定的、唯一的、不随实际工作电压的改变而改变 是不确定的，随用电器两端所加电压的改变而改变
联系 ，，用电器正常工作 ，，用电器不能正常工作，有可能烧坏用电器 ，，用电器不能正常工作 （仅适用于电阻不变的纯电阻电路）
1.混淆千瓦和千瓦时
（1）千瓦是电功率的单位。千瓦时是电能的单位。
（2）不能错误地认为电功率大的用电器，消耗的电能就多。
2.利用额定电压和额定功率求电阻
（1）利用得到，若已知用电器的额定电压和额定功率即可求出用电器正常工作时的电阻。
（2）若用电器的电阻是变化的，则用电器在实际电压下工作时的电阻不一定等于正常工作时的电阻。
1．（2024·山东济宁·中考真题）在图所示的电路中，电源电压为，当开关S闭合后，电路总功率变化了，则电流表示数变化了 A，电阻 。
【答案】 0.3 20
【详解】[1][2]由图可知，开关S闭合后，R与L并联，电流表测量干路电流。由于灯泡的功率不变，电路总功率变大，变化的功率就是R的功率，则R的阻值为
电流表变化的示数就是R电流
2．（2024·四川巴中·中考真题）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是（ ）
A．通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶2 B．R1、R2两端的电压之比U1∶U2=2∶1
C．相同时间R1、R2消耗电功之比W1∶W2=1∶2 D．R1、R2的电功率之比P1∶P2=2∶1
【答案】C
【详解】A．闭合开关S，R1、R2串联，则通过两电阻的电流相等，即，故A错误；
B．电压表V1测R2两端的电压，电压表V2测电源的电压，则R1、R2两端的电压之比为
故B错误；
C．相同时间R1、R2消耗电功之比
故C正确；
D．R1、R2的电功率之比
故D错误。
故选C。
3．（2024·山东临沂·中考真题）闭合如图所示电路的开关，将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中（　　）
A．灯泡的亮度变小 B．电流表的示数不变
C．电压表的示数变大 D．电路的总功率变小
【答案】B
【详解】C．由电路图可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源两端的电压，电流表测通过灯泡的电流；因电源的电压不变，所以滑片移动时，电压表的示数不变，故C错误；
AB．因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过灯泡的电流和灯泡的实际功率不变，则灯泡的亮暗不变，故A错误，B正确；
D．将滑动变阻器滑片向左移动，变阻器接入电路的电阻变小，由可知，通过滑动变阻中的电流变大，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流变大，由可知，电路消耗的总功率变大，故D错误。
故选B。
考点三 测量小灯泡的电功率
一、测量小灯泡的电功率
1.伏安法测量小灯泡的电功率
实验目的 测量小灯泡的电功率
实验原理
电路图及 数据图像 电路图： 数据图像：
实验器材 电流表、电压表、电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、导线
实验设计与分析 （1）画电路图、连接实物图、找出电路错误之处或改接电路 （2）电路问题：①连接问题：电压表、电流表的调零、量程选择和接法；滑动变阻器要“一上一下”连入电路。②操作问题：连接电路前开关断开，闭合开关前滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。③故障问题：电路中用电器断路或短路、开关接触不良 （3）滑动变阻器的作用：①改变电阻两端电压；②保护电路 （4）滑动变阻器的选择：在保证电路安全和测量要求的情况下,最大阻值尽可能小 （5）设计实验数据表格（序号、电压、电流、电功率） （6）通过数据表格或I-U图像读取数据计算电功率，会读额定功率 ①额定功率不是功率的平均值 ②实验多次测量的目的:寻找小灯泡亮度、实际功率与实际电压的关系 （7）I-U图像不是直线的原因:灯丝的阻值随温度的升高而增大
实验结论 小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
2.常见电路故障及原因分析
常见故障现象 原因分析
小灯泡不发光 闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数且示数较小 滑动变阻器连接下面两个接线组，电路中电流过小
闭合开关，灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却很大，接近电源电压 灯泡处断路，即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良；
闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数 灯泡短路
开关问题 连接电路时，接完最后一根导线灯泡立即发光 连接电路时，开关未断开
滑动变阻器问题 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，电表示数及灯泡的亮度均无变化 滑动变阻器同时接入了上面（或下面）两个接线柱
二、特殊方法测量小灯泡的电功率
方法 电路原理图 直接测量的物理量 小灯泡的电功率表达式
安阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表A1、A2的示数分别为I1、I额 （U额=I1R0）
只闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器，使电流表示数为I额；保持滑片位置不变，断开开关S3，闭合S1、S2，电流表示数为I1 U额=（I1-I额）R0
伏阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表V1、V2示数分别为U1、U额 ，
闭合开关S1，开关S2与1端闭合，调节滑动变阻器，使电压表示数为U额；保持滑片位置不变，把开关S2与2闭合，记录此时电压表示数为U1 ，
保持电源电压U不变，闭合开关S，调节电阻箱至恰当的数值，使电压表示数为U额，记录此时电阻箱的阻值R0 ，
三、利用电能表测量用电器的电功率
（1）从电能表表盘上记下用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转数N（或指示灯闪烁次数N）；
（2）断开家里其他用电器的开关，只让待测用电器在正常负荷下稳定工作；
（3）用停表测量待测用电器工作时电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）所用时间；
（4）断开待测用电器开关，计算其电功率。电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）时所消耗的电能为，用电器的实际电功率（其中时间t的单位为小时）。
1．（2024·山东济宁·中考真题）某物理兴趣小组将电源（电压为）、小灯泡（额定电压为）、电流表、滑动变阻器、开关串联后，将电压表并联接入电路。实验时，将电压表的示数，电流表的示数，以及两者的乘积记录下来，表中所示为部分数据。
序号
1 2.0 1.2
2 4.0
3 6.0 1.8
结合以上信息，按要求回答下列问题：
(1)请在图的虚线框内画出上述实验的电路图 ；
(2)小灯泡两端电压为时的电阻 ；（保留两位小数）
(3)小灯泡的额定功率 W。
【答案】(1)见解析
(2)6.67
(3)3.6
【详解】（1）分析表格中的数据：当电压表示数为2V时，电压表与电流表的乘积（电功率）为1.2W，则电流为
同理可知，当电压表示数为6V时，电流表示数为
可知，电压表示数越大，电流表示数越小，根据欧姆定律可知，灯泡两端的电压越小，根据串联电路电压特点可知，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电路图如下：
（2）小灯泡两端电压为时，滑动变阻器电压，即电压表示数为
8V-2V=6V
此时电路电流为I3=0.3A，小灯泡电阻
（3）当小灯泡两端电压为额定电压6V时，滑动变阻器电压，即电压表示数为
8V-6V=2V
此时电路电流为I1=0.6A，则小灯泡的额定功率
2．（2024·北京·中考真题）某同学进行了如下实验：
(1)用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，电源两端电压保持不变；
①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 端；
②闭合开关，应 以确定小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则的额定功率 W。
(2)该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率与的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将替换为，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。依据上述现象，可推断出 （选填“>”“=”或“<”），他继续完成了的测量后，验证了推断。
【答案】(1) A 移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V 0.75
(2)<
【详解】（1）①[1]为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片必须位于阻值最大处，故滑片需要位于A端。
②[2]L1的额定电压为2.5V，为了使灯泡正常发光，闭合开关后，应移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V。
[3]由图乙可知，电流表使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，因此L1的额定功率为
（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，将替换为，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。由串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端电压增大，而滑动变阻器接入电路的阻值不变，由可知，电路中电流增大，总电阻减小，因
因此，由可知，灯泡正常发光时，。
考点四 焦耳定律
一、电流的热效应
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.探究电流通过导体产生热量跟哪些因素有关
实验目的 探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
实验图
实验器材 电源、导线、开关、电阻丝、U形管等。
实验设计与分析 （1）转换法：通过U形管液面高度的变化或温度计升高的温度反映产生电热的多少 （2）控制变量法： a.探究电热与通电电流的关系：控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过电热丝的电流大小； b.探究电热与电阻的关系：控制电热丝的电流和通电时间相同，选择两个不同阻值的电阻丝； c.探究电热与通电时间的关系：控制电热丝的阻值和电流相同，改变通电时间的长短； 分析 （1）如图甲，两容器中电阻丝阻值不同，通过它们的电流、通电时间相同，右边的U型管中的液面高度变化大于左边的，说明右边容器中电阻丝的热量多。这表明：在电流相同、通电时间相同情况下，电阻越大，电阻产生的热量越多。 （2）如图乙，两容器中的电阻丝阻值相同，根据串并联电路电流的规律可知，通过左边容器的电阻丝电流大于通过右边容器中电阻丝的电流，通电时间相同，左边U型管中的液面高度变化大于右边的，说明左侧容器中的电阻丝产生的热量多。这表明：在电阻、通电时间相同情况下，电流越大，电阻产生的热量越多。 （3）由常识可知，在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。
实验结论 （1）在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多； （2）在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多； （3）在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
反思与交流 （1）被加热的物质选用煤油或空气的原因：①不导电，对实验结果影响小；②比热容小，实验现象明显 （2）实验异常现象分析，通电一段时间后，U形管两侧液面高度差为零：可能是电阻丝短路或断路
二、焦耳定律
1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。
2.公式：，在国际单位制中，电热的单位是焦耳，符号“”
3.焦耳定律适用于所有电路的电热计算，使用时各物理量单位要分别统一为。
4.焦耳定律的理论推导：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能，那么电流做功产生的热量Q等于电能的消耗量，即，再根据欧姆定律可知，。
5.纯电阻电路焦耳定律：电能全部转化为内能。、
6.非纯电阻电路焦耳定律：电能转化机械能和内能。
（计算总能量）、（计算内能）、（计算其他形式的能）
（计算总功率）、（计算热功率）、（计算其他形式能的功率）
7.串并联电路中焦耳定律
（1）在串联电路中，根据可知，电热与电阻成正比，即；
（2）在并联电路中，根据可知，电热与电阻成反比，即
三、电热的利用与防止
1.电热的利用：电热器是利用电流的热效应来工作的设备。如家里的电暖器，电饭锅，电炉子等。
2.电热的防止：如电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片等。
1．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）电饭煲是常用的家用电器，它是利用电流的 效应工作的。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图，。当该电饭煲处于“加热”挡工作10min，其消耗的电能是 J。
【答案】 热 6×105
【详解】[1]电饭煲工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。
[2]由图得，当两开关均闭合时，两电阻并联，电路电阻小，电功率大，为加热挡；当只闭合S1，只有电阻R1工作，电路电阻大，电功率小，为保温挡。当该电饭煲处于“加热”挡工作10min，其消耗的电能是
2．（2024·安徽·中考真题）如图所示，电源两端电压为6V，电阻R2=20Ω，闭合开关S，电压表示数为4V，则通电100s整个电路产生的热量为 J。
【答案】120
【详解】由电路图可知，两电阻串联，电压表V测R2两端的电压，根据串联电路电压的特点，通过电路的电流是
则通电100s整个电路产生的热量为
Q=W=UIt=6V×0.2A×100s=120J
题型一 电能表相关计算
（1）可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“Nr/（kW·h）”的电能表，转盘转过n转消耗的电能为：。 （2）电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）时所消耗的电能为，用电器的实际电功率（其中时间t的单位为小时）。
1．（2024·西藏·中考真题）如图所示，从安全用电的角度考虑，巴桑家同时使用的用电器最大总功率不应超过 W。断开其他用电器，让电饭锅单独工作2min，转盘转了90转，则电饭锅的电功率为 kW。
【答案】 8800 0.9
【详解】[1]“20A”是指电能表的标定电流，“40A”是指电能表平时工作允许通过的最大电流，电路中接入的最大电功率
[2]电能表的转盘转90r时，电饭锅消耗的电能
电饭锅的功率
2．（2024·江苏盐城·中考真题）在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为 kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过 W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为 W。
【答案】 326.6 8800 1800
【详解】[1]由图可知，电能表显示的数字为003266，最后一位是小数，单位是kW·h,此时的读数为326.6kW·h。
[2]由电能表的参数可知，电能表工作电压是220V，允许通过的最大电流为40A，他家同时工作的用电器最大总功率
P=UI=220V×40A=8800W
[3]当指示灯闪烁了48次消耗电能
该用电器实际功率
3．（2024·四川广安·中考真题）小强上次查看家里的电能表显示为，本次查看时电能表示数如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．在这段时间内消耗的电能为792kW·h
C．小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D．只将一台标有“220V 1000W”的电热水器接入电路中，正常工作5min，电能表的指示灯闪烁300次
【答案】D
【详解】A．电能表是测量电能的仪表，不是测量电功率的，故A错误；
B．电能表的示数
W=8632.4kW h 8553.2kW h=79.2kW h故B错误；
C．电能表允许通过的最大电流为20A，则小强家同时工作的用电器的总功率不能超过
P=UI=220V×20A=4400W故C错误；
D．只将一台标有“220V 1000W”的电热水器接入电路中，正常工作5min消耗的电能
3600r/kW h表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表转盘转3600r，电能表的指示灯闪烁300次消耗的电能
因为W=W′，所以正常工作5min，电能表的指示灯闪烁300次，故D正确。
故选D。
题型二 电功及其计算
4．（2024·四川南充·中考真题）作为传统燃油汽车燃料的汽油和柴油是 能源（选填“可再生”“不可再生”），为了减少燃油汽车对环境的污染，我国大力发展新能源汽车。如今，我国电动汽车的多项技术已领跑世界，某型号的国产电动汽车的电池容量为，额定电压为，充满电后，它储存了 的能量。
【答案】 不可再生 80
【详解】[1]汽油和柴油短时间内无法再次获取，是不可再生能源。
[2]充满电后储存的能量为
5．（2024·贵州·中考真题）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻，闭合开关S，电压表示数为2V。求：
（1）定值电阻两端的电压为多少伏。
（2）通过定值电阻的电流为多少安。
（3）通电10s，整个电路电流所做的功W为多少焦。
【答案】（1）1V；（2）0.4A；（3）12J
【详解】解：（1）由图可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，根据串联分压特点可得：定值电阻R2两端的电压U2为
（2）由欧姆定律可得，通过R1的电流I1为
（3）根据串联电路电流特点可知整个电路的电流为
I=I1=0.4A
则整个电路电流做的功为
答：（1）定值电阻两端的电压为1V；
（2）通过定值电阻的电流为0.4A；
（3）通电10s，整个电路电流所做的功W为12J。
题型三 对电功和电功率的理解
（1）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。 （2）不能说电功率越大，电功越大。因为电功率还与做功时间有关。
6．（2024·湖北·模拟预测）如图所示是甲、乙两种电热水壶的铭牌，当它们分别单独接入电路正常工作时（ ）
A．通过甲的电流小于通过乙的电流
B．甲消耗的电能比乙多
C．甲接入电路时电能表指示灯闪烁的快
D．甲接入电路时电能表指示灯闪烁的次数多
【答案】C
【详解】A．当它们分别单独接入电路正常工作时，P甲>P乙，根据P=UI可知，当电压相同时，通过甲的电流大于通过乙的电流，故A错误；
B．根据W=Pt，虽然P甲>P乙，但通电时间未知，所以不能确定甲、乙电热水壶消耗的电能的多少，故B错误；
C．指示灯闪烁的快，说明做功快，即功率大，当它们分别单独接入电路正常工作时，由于P甲>P乙，故C正确；
D．指示灯闪烁的次数多说明做功多，虽然P甲>P乙，但通电时间未知，所以不能确定甲、乙电热水壶做功的多少，故D错误。
故选C。
7．（24-25九年级上·北京·期中）关于电功和电功率的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功快慢的物理量 B．电流做功的过程就是电能转化为内能的过程
C．用电器的电功率越大，做功就越多 D．用电器的额定功率越大，消耗的电能就越多
【答案】A
【详解】A．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，也是表示电流做功快慢的物理量，故A正确；
B．电流做的过程就是电能转化为其他形式能的过程，故B错误；
C．由公式W=Pt可知，用电器做功多少与功率和时间有关，用电器的电功率越大，时间未知，做功不一定越多，故C错误；
D．用电器的实际功率不一定等于其额定功率，用电器的额定功率越大，实际功率不一定越大，由公式W=Pt可知，不知道做功时间，额定功率越大，消耗的电能不一定就越多，故D错误。
故选A。
题型四 电功率的计算
（1）电功率计算公式及推导式 计算式：。推导式：。 （2）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。 （3）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。
8．（2024·河南·中考真题）图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为 V，干路电流为 A，此时灯泡L的电功率为 W。
【答案】 2 0.45 0.5
【详解】[1]定值电阻R与灯泡L并联，根据并联电路电压规律
电流表接在定值电阻R支路上，且示数为0.2A
故电源电压为2V。
[2]由甲图可知，当灯泡电压为2V时，电流为0.25A，故干路电流为
[3] 此时灯泡L的电功率
9．（2024·四川巴中·中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图像。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω
C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W
【答案】C
【详解】AB．闭合S时，R与L串联，电压表测L电压，此时电压表示数为2V，根据乙图可知此时电流为0.6A；图中R电压4V时，电流为0.4A，电阻为
根据串联电路的特点知，R的电流也是0.6A，R的电压为
U=I'R=0.6A×10Ω=6V
根据串联电路电压规律知，电源电压为
U电=UL+U=2V+6V=8V
故AB错误；
C．闭合S时，R消耗的电功率为
P=UI=6V×0.6A=3.6W
故C正确；
D．闭合S时，电路的总功率为
P=U电I=8V×0.6A=4.8W
故D错误。
故选C。
10．（2024·山东泰安·中考真题）如图甲所示电路，电源电压保持不变，电阻，图乙为小灯泡L的关系图象。当只闭合开关时，电阻功率为，电流表示数为，电路的总功率为；当开关、闭合，断开时，电流表示数为，电路的总功率为；当开关闭合，断开时，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为，电路的总功率为。已知，下列说法中（ ）
① ② ③ ④
A．只有②④正确 B．只有①④正确 C．只有②③正确 D．只有③④正确
【答案】A
【详解】①②由图甲可知，当只闭合开关时，只有R1和电流表接入电路中，电路的总功率等于R1的电功率，P1=1.8W，电源电压
当开关、闭合，断开时，电阻R1和R2并联，电流表测量干路中的电流，已知，所以电路的总功率
P2=5P1=5×1.8W=9W
电路的总电阻
由电阻的并联可知
R2=5Ω
故②正确，①错误；
③④当开关闭合，断开时，灯泡L和电阻R1并联，电流表测量干路中的电流，灯泡L两端的电压等于电源电压，灯泡L两端的电压是6V，由图乙可知，通过灯泡的电流是0.3A，灯泡电阻
灯泡的电功率为
PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W
电阻R1的电功率是1.8W，电路的总功率为
P3=P1+PL=1.8W+1.8W=3.6W
故④正确，③错误。
故选A。
11．（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，R1、R2为定值电阻，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3∶1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4∶1，求：
(1)灯泡L正常发光时的电阻；
(2)开关都闭合时，R2的功率。
【答案】(1)12Ω
(2)4W
【详解】（1）灯泡L正常发光时的电阻
（2）当S闭合，S1和S2断开时，灯泡和电阻R1串联，灯泡L正常发光，电路中的电流
通过灯泡和电阻R1的电流相等，L和R1的功率之比为3∶1，所以
R1=4Ω
电源电压
U=I(RL+R1)=0.5A×(12Ω+4Ω)=8V
当开关都闭合时，R1和R2并联，R1的功率
R1和R2功率之比为4∶1，R2功率
题型五 比较小灯泡亮度
（1）“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。 （2）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。 （3）两个灯泡的安全：为保护灯泡不会损害，当两个灯泡串联时，电路中最大的电流取小的额定电流，而且电阻大的灯泡亮；当两个灯泡并联时，电路中电源电压取小的额定电压，而且电阻小的灯泡亮。
12．（24-25九年级上·山东淄博·期中）有两个分别标有“3V　3W”和“6V　6W”的灯泡，若将它们并联在电路中，使其中一个灯泡能正常发光，则并联电路中的干路电流最大是（　　）
A．1A B．2A C．0.5A D．1.5A
【答案】D
【详解】有两个分别标有“3V　3W”和“6V　6W”的灯泡，由可知，它们的阻值分别为
将它们并联在电路中，使其中一个灯泡能正常发光，为了保证电路安全，加在两端的最大电压U=3V，则流过两灯的电流分别为
并联电路中的干路电流最大
故选D。
13．（24-25九年级上·河北邢台·期中）把标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只小灯泡接入同一电路，不考虑灯丝电阻的变化，接通电路后，以下说法正确的是（ ）
A．甲灯一定比乙灯亮
B．若两灯串联，两灯的亮度是一样的
C．若串联在12V的电源上，则两灯都能正常发光
D．若并联在电路中，工作相同时间，甲消耗的电能是乙的2倍
【答案】D
【详解】根据，可求得R甲=6Ω，R乙=12Ω。
AB．若两灯串联，根据，可知甲灯的实际电功率小于乙灯的，则乙灯亮，故AB错误；
C．若串联在12V的电源上，两灯的实际电压均不等于其额定电压，故两灯都不能正常发光，故C错误；
D．若两灯并联，甲、乙两灯两端的电压相等，，工作相同时间，根据
可得
即甲消耗的电能是乙的2倍，故D正确。
故选D。
题型六 电功率的动态电路分析
分析动态电路变化的步骤：①判断电路连接方式是串联或并联；②判断每一个电表所测的对象；③确定电路的连接方式或电阻发生了什么变化；④根据欧姆定律及串、并联电路中电流、电压的规律,判断对应的电流或电压随之发生何种变化。 1.开关类问题的关键是分析开关断开与闭合时电路的连接情况,必要时画出等效电路图,然后根据欧姆定律和串、并联电路的特点,判断电流表电压表的示数变化情况。 2.含滑动变阻器动态电路分析 （1）由滑动变阻器滑片移动或敏感电阻的变化引起的电路变化问题中,有两个事实：电路中总电压不变、定值电阻阻值不变。 （2）常用的三个技巧 ①串联的越多,总电阻越大；并联的越多,总电阻越小。 ②可将电路看成由“定值部分”和“可变部分”串联或并联而成,则可变部分电阻变大,总电阻就变大；可变部分电阻变小,总电阻就变小。 ③会用串联电路分压原理和并联电路分流原理分析,即定值电阻和可变电阻串联时,可变电阻阻值变大,其两端电压也变大；定值电阻和可变电阻并联时,可变电阻阻值变大,通过它的电流变小。 3.选择合适的公式分析电功率的变化 （1）判断电路的总功率的变化，由于电源电压不变，一般选取分析； （2）若判断定值电阻的电功率变化，根据或可知，只需判断定值电阻两端的电压或通过电阻的电流变化情况； （3）若是电压不变则选含电压的公式；若电流不变则选取含电流的公式。
14．（2024·四川乐山·中考真题）小嘉同学设计了一款身高测量仪，其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I，电压表、电流表示数变化量分别为、（　　）
A．被测人员身高越高，整个电路中的总电阻越小
B．被测人员身高越高，整个电路中的电功率越大
C．无论被测人员身高如何，的值不变
D．无论被测人员身高如何，的值不变
【答案】D
【详解】AB．由电路图可知，闭合开关S，R与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；由图可知，身高越高时，变阻器接入电路中的电阻越大，根据欧姆定律可知电路中的电流的越小，由P=UI可知整个电路消耗的电功率越小，故AB错误；
C．身高越高，滑动变阻器的滑片向上移动的距离越大，变阻器接入电路中的电阻越大，由可知电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器的阻值，所以电压表示数与电流表示数的比值越大，故C错误；
D．由于电源电压不变，所以变阻器两端电压的变化量等于定值电阻R两端电压的变化量，所以的值等于R的阻值，不变，故D正确。
故选D。
15．（2024·山东枣庄·中考真题）如图所示是一款电子握力计的电路原理图，M、N均为金属板，N固定不动，当握力F增大时，则（　　）
A．滑动变阻器R接入电路中的阻值变小 B．电压表示数增大
C．电阻R的功率一定减小 D．电阻R0的功率增大
【答案】B
【详解】ABD．如图所示，定值电阻R0和滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，当握力F增大时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电压表示数增大，电路中的总电阻增大，电路中的电流减小，由
知电阻R0的功率减小，故AD错误，B正确；
C．当定值电阻R0和滑动变阻器R阻值相同时，电阻R的功率最大，当握力F增大时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，当定值电阻R0和滑动变阻器R阻值大小关系不确定，故电阻R的功率不一定减小，故C错误。
故选B。
16．（2024·甘肃兰州·中考真题）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．滑动变阻器消耗的功率变大 B．电流表A的示数变小
C．电压表V的示数变大 D．电压表V与电流表A的示数之比变大
【答案】A
【详解】由电路图可知，定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测量滑动变阻器的电流，电压表测量电源电压；
AB．将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，所以通过滑动变阻器的电流变大，即电流表示数变大，由于定值电阻和滑动变阻器并联，所以滑动变阻器两端电压不变，根据可知，滑动变阻器消耗的功率变大，故A正确，B错误；
C．电压表测量电源电压，电源电压不变，则电压表示数不变，故C错误；
D．电压表V与电流表A的示数之比等于滑动变阻器连入电路的阻值，由于滑动变阻器连入电路的电阻变小，所以电压表V与电流表A的示数之比变小，故D错误。
故选A。
17．（2024·山东临沂·中考真题）闭合如图所示电路的开关，将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中（　　）
A．灯泡的亮度变小 B．电流表的示数不变
C．电压表的示数变大 D．电路的总功率变小
【答案】B
【详解】C．由电路图可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源两端的电压，电流表测通过灯泡的电流；因电源的电压不变，所以滑片移动时，电压表的示数不变，故C错误；
AB．因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过灯泡的电流和灯泡的实际功率不变，则灯泡的亮暗不变，故A错误，B正确；
D．将滑动变阻器滑片向左移动，变阻器接入电路的电阻变小，由可知，通过滑动变阻中的电流变大，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流变大，由可知，电路消耗的总功率变大，故D错误。
故选B。
题型七 电路范围和最值计算
（1）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。 （2）电功率的范围和最值 ①对整体电路：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。
18．（2024·山东枣庄·中考真题）如图所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表量程为0~0.6A。当开关S1、S2同时闭合时，小灯泡正常发光，则小灯泡正常发光的电阻RL为 Ω，滑动变阻器滑片P向右移动时，小灯泡的亮度将 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）；保持开关S1始终闭合，通过调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1：P2= 。
【答案】 12 不变 11∶3
【详解】[1]由题可知，灯泡L上标有“6V 3W”的字样，那么灯泡电阻为
[2]小灯泡所在的支路与滑动变阻器所在的支路并联，相互独立，当滑动变阻器向右滑动时，灯泡两端的电压不变，灯泡的电阻不变，灯泡的实际功率不变，灯泡的亮度不变。
[3]闭合S1、S2通过滑动变阻器的电流最大I最大=0.6A时，电路中的功率最大
闭合S1，断开S2，当滑动变阻器阻值最大时，电路中的功率最小
则
19．（2024·山东烟台·中考真题）如图甲所示，电源电压恒定，为定值电阻。闭合开关，将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中，其电流I与电压U的关系图像如图乙所示，则电源电压为 V，滑动变阻器R的最大阻值为 Ω，电阻消耗的最大功率和最小功率之比为 。
【答案】 3 10
【详解】[1][2][3]根据电路图可知，和R串联，电流表测量电路中电流，电压表测量R两端电压；当滑动变阻器R的滑片P滑到b端时，变阻器R阻值最大，电路中的电流最小，是0.2A，电压是2V，变阻器R的最大阻值是
当滑动变阻器R的滑片P滑到a端时，电路中只有，变阻器阻值最小，电路中的电流最大，是0.6A，电压是0V，电源电压为
联立①②解得
根据
可知，电阻消耗的最大功率和最小功率取决于电路中电流的最大值和最小值，所以电阻消耗的最大功率和最小功率之比为
20．（2024·山东威海·中考真题）如图所示，电源电压恒定，电流表的量程为“0~3A”，。只闭合开关S，滑动变阻器R（40Ω 1A）的滑片P处于中点时，小灯泡L（3V 1.8W）正常发光，则电源电压为 V。当开关全部闭合时，在保证电路安全的前提下，该电路消耗的最大功率为 W（不考虑灯丝电阻的变化）。
【答案】 15 30
【详解】[1]只闭合开关S，此时变阻器与灯泡串联，滑动变阻器R（40Ω 1A）的滑片P处于中点时，接入电路的电阻为20Ω，不考虑灯丝电阻的变化，小灯泡的阻值为
灯泡正常发光，则电路中的电流为
则电源电压为
[2]当开关全部闭合时，灯泡短路，变阻器和定值电阻并联，当电流最大时，电路消耗的电功率最大，变阻器允许通过的最大电流为1A，则变阻器的最大功率为
定值电阻的功率为
则电路的最大功率为
21．（2024·四川达州·中考真题）如图甲所示，将定值电阻与规格为“40Ω 2A”的滑动变阻器连入电源电压恒定不变的电路中。移动滑片P，的电功率P与其连入电路电阻R之间的变化图像如图乙所示。则电源电压 V，的阻值为 Ω，电路的最大电功率为 W。
【答案】 24 20 28.8
【详解】[1][2]由图甲可知，R1、R2串联，由图乙知，当R2=10Ω时，P2=6.4W，由P=I2R得，此时电路中电流
同理，当时，，由P=I2R得
根据电源电压不变建立等式有
即
解得R1=20Ω。电源电压
[3]由可知，当电路中电流最大时，电路中电功率最大，当R2接入电路的阻值为0时，此时电路中总电阻最小，为
则电路中电流最大为
电路中最大电功率为
22．（2024·四川广安·中考真题）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，电流表量程是0~0.6A，电压表量程是0~3V。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中，滑动变阻器R和灯泡L的图像分别如图乙所示，当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为4V B．灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
C．电路中允许的最大功率为2.25W D．电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压
【答案】C
【详解】ABD．由电路图可知，L与R串联，电流表测电路中电流，电压表测灯泡两端电压。当滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中电流增大，则灯泡两端电压增大，由串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端电压减小，因此上半部分图像是R的图像，下半部分是L的图像。当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光，则由图乙可知此时
，，
由串联电路电压特点可知，电源电压
灯泡L正常发光时的电阻为
故ABD错误；
C．因灯泡正常发光时的电流为0.5A，因此电路中允许的最大功率为
故C正确。
故选C。
23．（2024·江苏南通·中考真题）图甲是灯泡L的图像，灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路，已知电阻的阻值为，电流表量程为，电源电压可调。在电路安全工作的前提下，下列判断正确的是（提示：可在图甲中作出电阻的图像）（　　）
A．两条支路中的电流不可能相同 B．灯泡实际功率总比电阻功率大
C．电路总功率最大可达到1.5W D．电源可调的最大电压为1.8V
【答案】D
【详解】该题中，电流表在干路，最大干路电流为0.6A，由甲图可知，若灯泡正常发光，灯泡电流为0.26A，定值电阻的电流则为
此时干路电流为
0.26A+0.5A=0.76A
0.76A大于0.6A，说明该电路最大电压不为2.5V。由甲图可知，电压为1.8V时，灯泡电流为0.24A，定值电阻的电流为
此时干路电流为
0.24A+0.36A=0.6A
则该电路最大电压为1.8V。
A．由甲图可知，最左边一个点算出其灯泡电阻为
由甲图可知，电压为1.8V时，灯泡电流为0.24A，此时灯泡电阻为
灯泡电阻变化范围为1.67Ω~7.5Ω之间，当灯泡电阻与R0相等时，电流相等，灯泡电阻可以达到5Ω，故两支路电流可能相等，故A错误；
B．并联电路中，灯泡与定值电阻两端电压相等，根据公式可知，电阻越大，实际功率越小，灯泡最大电阻为7.5Ω，大于R0，此时灯泡实际功率小于电阻功率，故B错误；
C．电流最大为0.6A，电压为1.8V，此时电功率最大，为
故最大功率为1.08W，达不到1.5W，故C错误；
D．由甲图可知，电压为1.8V时，灯泡电流为0.24A，定值电阻的电流为
此时干路电流为0.24A+0.36A=0.6A，则该电路最大电压为1.8V。故D正确。
故选D。
题型八 测量小灯泡电功率
24．（2024·江苏宿迁·中考真题）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）如图甲所示电路，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“”，用笔画线代替导线将电路连接正确 ；
（2）连接电路时，开关应 ，试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则电压表发生了 故障；
（3）纠正错误后继续进行实验，移动滑动变阻器滑片，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡额定功率为 W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻（、、、，各一个）探究电流和电阻关系，为了能完成实验，控制电压表示数可能是 。
A．1.7V B．2.2V C． 2.7V
【答案】 见解析 断开 断路 0.24 0.6 C
【详解】（1）[1]实验中，灯泡与变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量电路电流。
（2）[2]连接电路时，为了保护电路，开关应断开。
[3]试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则与灯泡并联的电压表发生了断路故障。
（3）[4]由图乙得，电流表的分度值为0.02A，示数为0.24A。
[5]小灯泡额定功率为
（4）[6]探究电流和电阻关系，要控制定值电阻的电阻应不变，由欧姆定律得
当接入25Ω定值电阻时，变阻器接入电路中电阻最大，为20Ω时，定值电阻的电压最小，此时
由图得，电源电压由3节干电池组成，为4.5V，由串联电路电流特点得
则定值电阻的电压最小电压为
当电压表示数最大为3V时，定值电阻的电压最大，故AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
25．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。
（1）小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 。
（3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 。
实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
（5）实验表明小灯泡的亮度由 决定。
【答案】 增加一节新的干电池 0.3 0.75 测量的物理量没有单位 实际功率
【详解】（1）[1]根据实物图画电路图，电路图与实物图须一一对应，电路图如下：
（2）[2]将滑片移动到阻值最小的位置，滑动变阻器两端电压最小，此时小灯泡两端电压也无法达到2.5V，说明电源电压偏低，则可以增大电源电压，即增加一节新的干电池。
（3）[3]由图乙可知电流表接小量程，所以电流表示数为0.3A。
[4]小灯泡的额定功率为
（4）[5]根据小江设计的表格可知不足之处为：所测量的物理量没有带单位。
（5）[6]根据表格数据，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，故小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。
题型九 探究影响电热大小的因素
26．（2024·四川宜宾·中考真题）（多选）如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻、，其中，。下列说法正确的是（ ）
A．只闭合，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．只闭合，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻产生的热量为12J
C．闭合和，通过的电流是电流的0.5倍
D．闭合和后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
【答案】AB
【详解】A．只闭合，两个电阻R1、R2串联，电流相同，通电时间相同，电阻的大小不同，故可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故A正确；
B．只闭合，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻产生的热量为
故B正确；
C．闭合和，R2与R3并联，R2与R3电阻相同，设通过R2的电流为I，通过R1的电流为2I，通过的电流是电流的2倍，故C错误；
D．闭合和后，R2与R3并联，通过的电流是电流的2倍，左侧电阻R1放出的热量多于右侧电阻放出的热量，左侧U形管内液柱的高度差大于右侧的高度差，故D错误。
故选AB。
27．（2024·江苏无锡·中考真题）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝、、浸没在煤油中，其中、。闭合开关前，记录下煤油的初温度，开关S接a、调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为1A，记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的 相等时，导体产生的热量与通电 有关。比较序号②和 可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻产生的热量为 J。
序号 电阻 I/A 时间/s /℃ t/℃
① 1 100 20 34
② 1 200 20 48
③ 0.5 200 20 27
④ 0.5 200 20 34
【答案】 电阻 时间 ③ 250
【详解】[1][2]比较序号①②，电阻和导体中的电流不变，通电时间越长，升高的温度越高，可以得到当通过导体的电流和导体的电阻相等时，导体产生的热量与通电时间有关。
[3]探究导体产生的热量与电流大小的关系，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小，R1和R2的阻值相等，所以比较序号②和③得到导体产生的热量与电流大小有关。
[4]开关S接b，R2和R3串联，电路中的电流是0.5A，通电时间是200s，电阻产生的热量为
Q=I2R2t=(0.5A)2×5Ω×200s=250J
题型十 多档位电路计算
（1）由于电路中的开关开闭情况不同，电路消耗的电功率不同，加热功率也不同，形成不同档位的加热功率。 （2）一般挡位分为：加热挡和保温挡或者高温挡、中温挡、低温挡。不同的挡位对应不同的电功率。加热挡功率大于保温挡功率，高温挡功率大于中温挡功率大于低温挡功率。 （3）通常会涉及加热效率，期中总能量为消耗的电能，有效利用的能量为水吸收的热量，则加热效率为。 （4）分析挡位问题时，由于电源电压不变，因此一般用进行分析更方便。
28．（2024·山东德州·中考真题）图甲是一款家用蒸箱，图乙是其加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡，其中R1、R2为阻值不变的电热丝，当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于 挡，此时通过温控开关的电流为2A，已知蒸箱的额定电压为220V，，则R2的阻值为 ，高温挡的电功率为 W。
【答案】 低温 22 2750
【详解】[1]当开关S1断开，S2接a时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，根据可知，总功率最小，蒸箱处于低温挡；当开关闭合，接时，R1、R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，蒸箱处于高温档；当开关S1闭合、接时，只有工作，蒸箱处于中温挡。
[2]当开关S1断开、S2接时，通过温控开关的电流即串联电路中的电流为，此时电路的总电阻
则的阻值
[3]当开关闭合，接时，R1、R2并联，干路电流
则高温挡的电功率
29．（2024·四川巴中·中考真题）中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了更好的控制煎药时的火候，某厂家生产了如图甲的一款全自动电煎药壶，它有“加热”和“保温”两个档位，简化电路图如图乙，其中S2是一个温控开关，温度过高时自动断开。
(1)如图乙当S1和S2闭合时，电煎药壶处于 （选填“加热”或“保温”）档。
(2)如图丙电能表的示数为 kw·h。
(3)用该电煎药壶将1kg水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量为 J。
(4)某次煎药时关闭家里其他用电器，测出加热1min电能表表盘转过40圈，则电煎药壶实际功率为 W。
【答案】(1)加热
(2)2022.8
(3)2.1×105
(4)800
【详解】（1）当S1和S2闭合时，电路是并联电路，此时总电阻最小，根据可知，此时电功率最大，电煎药壶处于加热状态
（2）图丙电能表的示数为2022.8kW·h。
（3）水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×（70℃-20℃）=2.1×105J
（4）加热1min电能表表盘转过40圈，消耗的电能为
电煎药壶实际功率为：
30．（2024·西藏·中考真题）如图（乙）所示为扎西家两档位电热水壶的简化电路原理图，为温控开关，当水沸腾时会自动断开。和为加热定值电阻，，保温档的功率为110W。求：
(1)加热时的电功率；
(2)在加热档工作时电路的总电流；
(3)某次烧水，电热水壶将水加热至沸腾耗时5min，自动跳转至保温档工作5min，在这10min内电热水壶消耗的电能。
【答案】(1)1100W
(2)5.5A
(3)
【详解】（1）加热时，和并联，的电功率为
（2）由于根据可知，当只闭合开关S时，为保温档，电阻R2的阻值为
在加热档工作时电路的总电流为
（3）加热5min电热水壶消耗的电能为
保温5min电热水壶消耗的电能为
在这10min内电热水壶消耗的电能为

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