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18.2电功率 练习
一、单选题
1．如图是洛洛为小区门口设计的行人监控装置原理图，为光敏电阻（有光照时阻值变小），为滑动变阻器，、间接监控装置。则（ ）
A．当有人通过通道而遮蔽光线时，A、B之间的电压减小
B．当有人通过通道而遮蔽光线时，中通过的电流会变大
C．当仅增大连入电路中的阻值时，可降低、之间的电压
D．当仅增大连入电路中的阻值时，电路消耗的电功率会增大
2．设计一款养生壶的加热电路，科技小组提出了3个方案。
方案1：如图1所示，电路两端电压恒为U，电热丝电阻为，加热部分的电功率为P。
方案2：如图2所示，在方案1的基础上接入电阻为的电热丝，由和共同作为加热部分，该方案中和在1min内消耗的总电能为W。
方案3：如图3所示，在方案1的基础上接入电阻为的定值电阻，由作为加热部分，该方案中和在1min内消耗的总电能为。
已知方案2和方案3中加热部分两端的电压之比为4:1，且加热部分的电功率均为，不考虑温度对电热丝电阻的影响。下列判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示，电源电压不变，R1、R3为定值电阻，滑片置于滑动变阻器R2的中点，a、b为电流表或电压表。开关都闭合时，三个电阻并联，下列说法正确的是（　　）
A．a是电流表
B．当开关S、S1闭合，S2断开时，滑片向左滑动，电路消耗的功率变大
C．当开关S闭合，S1、S2断开时，滑片向右端滑动，电表a示数变化量与电流表A示数变化量的比值等于R1+R3
D．当开关S、S2闭合，S1断开，将b换成另一种表，滑片向左滑动时，电表a的示数与电表b的示数之和不变
4．图甲是一款两挡位手持挂烫机，高、低温挡功率分别为1100W和440W。其简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻。下列说法正确的是（　　）
A．只闭合S1，电路处于高温挡
B．加热电阻R1的阻值为44Ω
C．加热电阻R2的阻值大于R1
D．先闭合S1再闭合S2，干路电流增加3A
二、多选题
5．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1=20Ω，图乙为小灯泡L的I-U关系图像。当只闭合开关S1时，电阻R1功率为1.8W，电流表示数为I1，电路的总功率为P1；当开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为I2，电路的总功率为P2；当开关S1、S2闭合，S3断开时，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为RL，电路的总功率为P3。已知P1∶P2=1∶5，下列说法正确的是（ ）
A．P2=0.36W B．R2=5Ω C．RL=1.8Ω D．P3=3.6W
6．如图所示，是科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理示意图，机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P始终在竖直方向上下移动，电源电压保持不变。闭合开关S，当水流的速度变大时（　　）
A．探头向上运动 B．电压表的示数变大
C．电流表的示数变大 D．电路的总功率变大
三、填空题
7．实验小组用如图所示的电能表来测量某用电器的功率。 实验时他们将其余所有用电器关闭，数出电能表转盘在10min内转了600圈。则该用电器在10min内消耗的电能是 ，它的实际功率是 W。
8．图甲所示电路中，电源电压不变，灯泡L标有“8V 2W”，其电流与电压关系如图乙。闭合开关，将的滑片移到最左端，恰好正常发光，则电源电压为 。将的滑片移到最右端，L的实际功率为，此时电路中电流为 ，的最大阻值为 。
9．某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，则R1∶R2＝ 。
10．如图甲所示电路的电源电压为6V，闭合开关后，两电流表的指针偏转均如图乙所示，则电阻R1的电功率为 W；断开开关后，电阻R2的阻值为 Ω。
四、简答题
11．实验室有额定电压U额相同但额定功率未标识的灯泡L1和L2。先将L1接入如图所示电路的a、b两点之间，闭合开关S，电压表示数为U1；断开开关S，取下L1后，将L2接入电路的a、b两点之间，闭合开关S，电压表示数为U2，发现U1>U2。已知电源两端电压恒为U，L1、L2的阻值保持不变，R0为定值电阻。分析比较灯泡L1和L2的额定功率P1和P2的大小。
五、计算题
12．为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和a、P之间的距离成正比。求：
(1)定值电阻R0的阻值；
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围；
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数及此时对应的物体质量（电压表示数保留一位小数）。
13．如图所示电路，电源电压恒为12 V，定值电阻R1=30Ω、R3=10Ω、电流表的量程为0~0.6 A，滑动变阻器R2标有“50Ω 0.5A”字样。
(1)当闭合开关S1、S2，断开开关S，电流表的示数是多少？
(2)只闭合开关S，当滑动变阻器的滑片在某一个位置时，电流表的示数为0.3A，此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少？
(3)当开关S、S1、S2均闭合时，若将电流表的量程换成0~3A。在确保电路安全的前提下，求电路消耗的最大总功率。
六、实验题
14．小京利用图甲所示的电路，测量额定电压为2.5 V的小灯泡L在不同电压下的电阻。
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应放置在 端；（选填“A”或“B”）
(2)闭合开关，当滑片P移动到某位置时，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，同时观察 ；
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，进行多次测量，并利用所测的数据绘制出通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的图像，如图丙所示。根据图像可得：小灯泡两端电压为1.0V时的电阻为 Ω；
(4)利用实验数据，计算出小灯泡正常发光时的电功率为 W。
15．小勇同学利用图甲所示的电路做“探究电流与电阻的关系”实验，所选择的器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一只，“20Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只，导线若干。
(1)请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整（要求：向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉）；
(2)连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数接近电源电压，电流表几乎无示数，则故障为 （填下列选项前的字母）；
A．定值电阻短路 B．滑动变阻器短路 C．定值电阻断路 D．滑动变阻器断路
(3)排除故障后，小勇分别将五个定值电阻接入电路，根据测得的五组实验数据绘制出电流I随定值电阻R变化的图像，如图丙所示。由图像可知这五组实验中定值电阻R两端电压保持 V不变；当用5Ω的定值电阻进行实验时，滑动变阻器消耗的功率为 W。
(4)完成上述实验后，小勇还想改变定值电阻R两端的电压以多次实验，若他想控制R两端电压为1.5V，为了用上所有的定值电阻正确完成五组实验，则滑动变阻器的最大阻值至少需要 Ω；
(5)小勇还想测量一个阻值约为200Ω的定值电阻的阻值，他选取了一个阻值合适的定值电阻R0（阻值已知），并设计了如图丁所示的电路进行实验，实验步骤如下：
①闭合开关S1，断开S2，读出电压表示数为U1；②同时闭合开关S1和S2，读出电压表示数为U2；
则未知电阻＝ （用U1、U2和R0表示）。
16．为了探究电流与电压的关系，小明设计了如图甲所示的电路图，所用的电源电压恒为3V，所用的滑动变阻器规格是“10Ω 1A”。
(1)该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还可以 ；
(2)请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；
(3)下表是小明同学记录的实验数据。从中可看出，第 次实验把滑动变阻器的阻值调到了与定值电阻阻值相等；
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4
I/A 0.22 0.3 0.38 0.46 0.53 0.6
(4)该实验选用的定值电阻的阻值为 （结果保留整数）。这6次实验中，滑动变阻器消耗的最小功率为 W；
(5)为了保证电路安全，第6次实验后，滑动变阻器的滑片不能向 （填“左”或“右”）移动。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A C D D BD ACD
1．A
【详解】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联，由题知光敏电阻R1的特点是有光照射它时阻值变小。
AB．当有人通过通道而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大；根据欧姆定律可知电路中的电流变小，根据U=IR可知R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故A符合题意，B不符合题意；
C．R2连入电路中的阻值变大，根据串联分压原理可知A、B之间的电压变大，故C不符合题意；
D．当仅增大连入电路中的阻值时，据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，根据P=UI可知电路消耗的电功率变小，故D不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】A．已知方案2和方案3中加热部分两端的电压之比为4:1，方案2加热部分电压为U，则方案3中R0的电压为，因为加热部分的电功率均为，则
化简得，故A错误；
B．方案3中R0的电压为，总电压为U，则R2的电压为，根据串联电路分压规律可得，故B错误；
C．方案2中1min内消耗的总电能为
方案3中1min内消耗的总电能为
即，故C正确。
D．因为，方案1中，则，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】A．由题意可知，开关都闭合时，R1、R2、R3三个电阻并联，若a是电流表，则R1被短路，所以a必定是电压表，故A错误；
B．当开关S、S1闭合，S2断开时，由电路图可知，只有定值电阻R3接入电路，滑动变阻器没有接入电路，所以滑片的滑动，不会造成电路消耗的功率变大，故B错误；
C．由题意可知，a为电压表，b为电流表，当只闭合开关S时，电阻R1、R2、R3串联，电压表测R1两端电压，当滑动变阻器的滑片右移时，R2连入电路的阻值变大，所以R总变大，电路电流I变小，因R1为定值电阻，所以电表a示数变化量与电流表A示数变化量的比值等于R1，故C错误；
D．由题意可知，a为电压表，b为电流表，当开关S、S 闭合，S1断开，将b换成电压表时，电阻R1、R2、R3串联，电压表a测R1两端电压，电压表b测R2与R3两端的总电压，电压表a与电压表b两表的示数之和为电源电压。所以，滑片向左滑动时，两表示数之和为电源电压，是不变的，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】AB．只闭合S1，只有R1工作，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于低温挡，R1的阻值
故AB错误；
C．由图可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路电阻的特点可知，此时电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于高温挡，加热电阻R2的功率P2=P高-P低=1100W-440W=660W
加热电阻R2的阻值
加热电阻R2的阻值小于R1，故C错误；
D．先闭合S1再闭合S2，由并联电路电流的特点可知，干路电流增加量等于通过R2的电流，通过R2的电流
故D正确。
故选D。
5．BD
【详解】A．当只闭合S1时，电路中只有R1工作，所以R1的功率P1=1.8W，已知P1∶P2=1∶5，所以P2=5P1=5×1.8W=9W
故A错误；
B．当只闭合S1时，电路中只有R1工作，所以R1的功率P1=1.8W，电源电压
当开关S1、S3闭合，S2断开时，R1和R2并联，R2的功率P=P2-P1=9W-1.8W=7.2W
R2的阻值
故B正确；
C．当开关S1、S2闭合，S3断开时，灯泡和R1并联，灯泡L正常发光，灯泡两端电压等于电源电压U=6V，由乙图可知此时I=0.3A，灯泡L的电阻为
故C错误；
D．当开关S1、S2闭合，S3断开时，灯泡和R1并联，此时灯泡的功率为
电路的总功率P3=PL+P1=1.8W+1.8W=3.6W
故D正确。
故选BD。
6．ACD
【详解】A．由电路图可知，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流； 因流体的压强跟流速有关，流速越大的位置，压强越小，所以，机翼状探头（上凸下平）上表面水的流速大于下表面水的流速，则下表面受到的压强大于上表面受到的压强，会产生向上的压力差； 当水流的速度变大时，机翼状探头受到向上的压力差变大，则探头向上运动，故A符合题意；
C．探头会带动R2的滑片上移，变阻器接入电路的阻值减小，由串联电路的电阻规律可知电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故C符合题意；
B．电路中的电流变大，根据U=IR可知定值电阻R1两端的电压变大，由串联电路电压的规律可知R2两端的电压变小，即电压表的示数变小，故B不符合题意；
D．因电源电压不变，电路中的电流变大，根据P=UI可知，电路的总功率变大，故D符合题意。
故选ACD。
7． 0.2 1200
【详解】[1]该用电器在10min内消耗的电能为
[2]实际功率为
8． 8 0.2 15
【详解】[1]当将R的滑片移到最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，此时电路中只有灯泡L，因为L恰好正常发光，而灯泡正常发光时其两端电压等于额定电压，已知灯泡L标有“8V，2W”，所以电源电压U=8V。
[2]已知灯泡L的实际功率P实=1W，由图乙可知，当灯泡实际功率为1W时，根据P=UI结合图中数据可知PL实=U实I实=5V×0.2A=1W
故此时电路中电流为0.2A，灯泡两端的电压为5V。
[3]当滑片移到最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大。此时灯泡两端电压U实=5V，电路电流I = 0.2A，因为电源电压U = 8V，根据串联电路电压特点可得滑动变阻器两端电压U滑=U - U实=8V - 5V = 3V
再根据
9．1∶7
【详解】由甲图可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联。电源电压一定，开关接触点2时，电路的电阻较大，由可知，电路消耗的功率较小，电饭煲处于保温状态；开关接触点1时，电路的电阻较小，由可知，电路消耗的功率较大，电饭煲处于加热状态。 由可得，R1的阻值
保温时电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以R2的阻值
R1和R2两个阻值的比值为
10． 1.8 5
【详解】[1]由电路图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电流表A2示数大于电流表A1的示数，所以电流表A2的量程为0~3A，分度值为0.1A，示数为1.5A，即I=1.5A；电流表A1的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，即I1=0.3A，电阻R1的电功率为P1=UI1=6V×0.3A=1.8W
[2]根据并联电路电流的规律知，通过L2的电流为I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A
并联电路各支路两端电压相等，电阻R2的阻值
断开开关后，电阻R2两端的电压为0，通过的电流也为0，但电阻是导体本身的一种属性，与电压和电流无关，所以电阻R2的阻值仍然为5Ω。
11．见解析
【详解】当L1接在a、b两点之间时，电路中电流为I1，R0两端电压U0=U-U1
当L2接在a、b两点之间时，电路中电流为I2，R0两端电压U0′=U-U2
根据U1>U2，可知U0R2；当L1和L2均正常发光时，其额定功率分别为和，因此。
12．(1)60Ω
(2)3.6~9.6W
(3)10.9V，1kg
【详解】（1）据图可知，电路是R0和变阻器串联，电压表测变阻器两端电压，当滑片在b端时，电压表的示数为15V，此时变阻器接入电路中的阻值为100Ω，电路中的电流为
定值电阻R0两端电压为
定值电阻R0的阻值为
（2）当变阻器接入电路中的阻值最小为0时，由可知，电路中的电功率最大，则最大功率为
当变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中的总电阻最大，由可知，电路中的电功率最小，则最小功率为
整个电路消耗的电功率的变化范围为3.6~9.6W。
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，变阻器接入电路中的阻值为50Ω，此时电路中的总电阻为
电路中的电流为
电压表的示数为
已知最大称量质量为2kg，且滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，因此当滑片P位于滑动变阻器的中点时，对应的物体质量为1kg。
13．(1)
(2)30Ω
(3)
【详解】（1）由题意可知，当闭合开关S1、S2，断开开关S时，只有电阻R1接入电路，此时电路是由R1和电流表组成的简单电路，所以电流表的示数为
（2）当只闭合开关S时，滑动变阻器R2与R3串联接入电路，当滑动变阻器的滑片在某一个位置时，当电流表的示数为0.3A，由欧姆定律可得电路中的总电阻为
所以此时滑动变阻器接入电路的电阻为
（3）由题意可知，当开关S、S1、S2均闭合时，电阻R1、R2并联接入电路。因为滑动变阻器R2标有“50Ω 0.5A”字样，又因为通过电阻R1的电流仍为0.4A不变，所以在确保电路安全的前提下，电路中的电流最大为
所以电路消耗的最大总功率为
14．(1)A
(2) B 电压表使其示数达到2.5V
(3)5
(4)0.7
【详解】（1）为保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应放置在阻值最大处，即A端。
（2）[1][2]闭合开关，当滑片P移动到某位置时，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.3V，小于灯泡的额定电压，所以为了测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡的电压，根据串联电压规律，应减小变阻器的电压，根据串联分压原理，应将滑动变阻器的滑片P向B端移动，减小变阻器的阻值，同时观察电压表使其示数达到2.5V。
（3）根据图像可得，小灯泡两端电压为1.0V时，电流为0.2A，则此时灯泡电阻为
（4）根据图像可得：小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.28A，则小灯泡正常发光时的电功率为
15．(1)
(2)C
(3) 2.5 0.25
(4)25
(5)
【详解】（1）要求向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，则总电阻变大，则变阻器阻值变大，所以滑动变阻器应选择左下接线柱串联到电路中，电压表和电阻并联，作图如下：
（2）闭合开关，发现电流表无示数，可能电路中发生断路，电压表有示数且接近电源电压，说明电压表的两端与电源相通，则故障可能是R断路，故选C。
（3）[1]由丙图图像可知，电阻两端的电压UV=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V
所以这五组实验中定值电阻R两端电压保持2.5V不变。
[2]由图像可知，用5Ω的定值电阻进行实验时电路中的电流为0.5A，由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压U滑=U-UV=3V-2.5V=0.5V
则此时滑动变阻器消耗的电功率P滑=U滑I=0.5A×0.5V=0.25W
（4）实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV'=1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U滑'=U-UV'=3V-1.5V=1.5V
变阻器分得的电压和电压表示数相等，由串联分压可知，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑=25Ω，即滑动变阻器的最大阻值至少需要25Ω。
（5）①闭合开关S1，断开S2，读出电压表示数为U1，此时R0与Rx串联，电压表测Rx两端的电压，即Rx两端的电压Ux=U1；
②同时闭合开关S1和S2，读出电压表示数为U2，此时R0被短路，电路为Rx的简单电路，电压表测电源电压，因此电源电压U=U2；
在①中，由串联电路的电压特点可知，R0两端的电压U0=U-Ux=U2-U1
由串联电路的电流特点和欧姆定律可知，通过Rx的电流
未知电阻Rx的阻值
16．(1)改变定值电阻两端的电压
(2)
(3)3
(4) 4 0.36
(5)左
【详解】（1）探究电流与电压的关系时，要不断改变定值电阻两端的电压，观察电流表示数的变化，故滑动变阻器的作用除了保护电路外，还可以改变定值电阻两端的电压。
（2）由图甲可知定值电阻与滑动变阻器串联，电压表并联在定值电阻两端，故应将图乙中定值电阻的右接线柱与滑动变阻器的左下接线柱相连，并把定值电阻的左接线柱与电源负极相连，如图所示：
（3）根据串联分压可知，当滑动变阻器与定值电阻的阻值相同时，滑动变阻器与定值电阻两端的电压相同，已知电源电压为3V，故当定值电阻两端电压为1.5V时，滑动变阻器与定值电阻的阻值相同，即第3次实验把滑动变阻器的阻值调到了与定值电阻阻值相等。
（4）[1]由表格中数据可知，第一次实验中的阻值为
第二次实验中的阻值为
第三次实验中的阻值为
第四次实验中的阻值为
第五次实验中的阻值为
第六次实验中的阻值为
故定值电阻的阻值为
[2]由表格中数据可知，第一次实验中滑动变阻器消耗的功率为
第二次实验中滑动变阻器消耗的功率为
第三次实验中滑动变阻器消耗的功率为
第四次实验中滑动变阻器消耗的功率为
第五次实验中滑动变阻器消耗的功率为
第六次实验中滑动变阻器消耗的功率为
故这6次实验中，滑动变阻器消耗的最小功率为0.36W。
（5）第六次实验时，电路中的电流已经达到了电流表允许通过的最大值，电路中的电流最大，即滑动变阻器接入电路中的阻值不能再变小了，故滑动变阻器的滑片不能向左移动。

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