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专项训练13 电功率的计算
1．（2024秋 鄞州区校级期中）某同学做电学实验时，电路图如图所示，已知他所用的电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50欧，定值电阻R0为10欧。开关S闭合后，在实验操作无误的情况下，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的最大示数为0.6A
B．滑动变阻器消耗的最小功率为0瓦
C．电压表的最小示数为1V
D．定值电阻R0消耗的最大功率为1.8W
【解答】解：由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路电流；
（1）因电源的电压大于电压表的最大示数，
所以根据串联电路的分压特点可知当电压表的示数最大时电路中的电流最大，此时定值电阻消耗的电功率最大，
电路中的最大电流：Imax0.3A，故A不正确；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣UR0max＝6V﹣3V＝3V，
电阻R0消耗的最大功率：P0max＝U0maxImax＝3V×0.3A＝0.9W，故D不正确；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电路中的电流：Imin0.1A，
电压表最小示数：URmin＝IminR0＝0.1A×10Ω＝1V，故C正确；
（3）电路中的电流：I，
滑动变阻器消耗的电功率：PR＝I2R＝（）2R，
当R＝10Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大；
由数学中知识可知，当R＝50Ω时变阻器消耗的功率最小，PRmin0.5W，故B错误。
故选：C。
2．（2023秋 镇海区期中）如图甲是一种电热膜，工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面，将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连，如图乙。该电热膜的额定电压为220V，导电墨线电阻随温度变化图象如图丙，有关电热膜说法正确的是（　　）
A．导电墨线间以串联的方式连接
B．若实际电压小于220V时，温度稳定后的实际功率可能大于额定功率
C．工作时通过导电墨线的电流始终不变
D．当温度到达t0并继续升温时，发热功率会急剧减小
【解答】解：A、由图乙可知，各条导电墨线是并列连接的，故各导电墨线是并联的，故A错误；
B、若实际电压小于220V，根据P可知，温度稳定后实际功率小于额定功率，故B错误；
C、由图丙可知，导电墨线的电阻随温度的变化而变化，根据I可知，在电压不变时，通过各导电墨线的电流是变化的，故C错误；
D、由图丙知，当温度到达t0并继续升温时，电热膜的电阻会急剧增大，根据P可知，发热功率会急剧减小，故D正确。
故选：D。
3．（2024秋 杭州期中）如图甲是一种钨丝灯泡，乙为该灯铭牌，丙是一种节能灯泡，丁是一种LED灯。理论上讲这三种灯的照明效果是：4瓦LED灯＝11瓦节能灯＝40瓦钨丝灯。下面说法正确的是（　　）
A．甲灯泡的实际功率是25瓦
B．钨丝灯长期使用后灯丝会变细，相同电压下灯会变亮
C．相同照明效果的节能灯和钨丝灯，消耗电能一定相等
D．理论上讲，LED灯比钨丝灯节能90%
【解答】解：A、灯泡两端的实际电压不同，灯泡的实际功率不同，灯泡正常发光时，功率为25W；故A错误；
B、若白炽灯灯丝因为使用时间过久导致灯丝变细，则灯丝电阻变大，根据P可知，相同电压下实际功率变小，故灯变暗，故B错误；
C、由P可得，W＝Pt，由此可知，时间未知，节能灯和钨丝灯消耗电能无法比较，故C错误；
D、理论上讲，设工作时间为t，LED灯比钨丝灯节约的电能为：90%，故D正确。
故选：D。
4．（2023秋 兰溪市期中）如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（　　）
A．R1阻值为1.8Ω
B．电路消耗的最小功率为0.2W
C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6
D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1
【解答】解：
由电路图可知，定值电阻R1和滑动变阻器RP串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。
（1）当滑片位于左端时，接入电路中的电阻为0，此时电流表和电压表的示数最大，
由图乙可知，电源的电压U＝3V，电路中的电流I＝0.6A，
由I可得，R1的阻值：
R15Ω，故A错误；
（2）当滑片位于右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I′＝0.2A，R1两端的电压U1＝1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UP＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V，
则滑动变阻器的最大阻值：
RP10Ω，
电路消耗的最小功率：
P小＝UI′＝3V×0.2A＝0.6W，故B错误；
（3）因串联电路中各处的电流相等，
所以，当Rp总阻值的接入电路时，Rp与定值电阻消耗的功率：，故C错误；
（4）当电流为0.4A时，电路的总电阻：
R总7.5Ω，
Rp连入电路的阻值：
RP″＝R总﹣R1＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω，
所以，R1与Rp连入电路的阻值之比R1：RP″＝5Ω：2.5Ω＝2：1，故D正确。
故选：D。
5．如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．R1的阻值是20Ω
B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C．电源电压是16V
D．该电路的最大电功率为7.2W
【解答】解：
A、C、由乙图知，当滑动变阻器接入电路电阻最大时，两端电压最大，为14V；此时电路电流最小，为0.2A，
因为I，
所以滑动变阻器的最大阻值为R270Ω。
根据题意得：
解得．选项A正确，选项C错误；
B、当电路电流为I′＝0.4A时，
电路总电阻为R′45Ω，
所以滑动变阻器接入电路的电阻为R2′＝R′﹣R1＝45Ω﹣20Ω＝25Ω．此选项错误；
D、电路消耗的最大功率为P最大＝UI最大＝18V×0.9A＝16.2W．此选项错误。
故选：A。
6．（2023秋 金华期中）如图所示的电路中，电源电压不变，R0＝10Ω。当S1、S2、S3闭合时，定值电阻R0消耗的电功率为3.6W，灯泡L恰好正常发光。下列说法中正确的是（　　）
A．断开开关S1小灯泡会变亮
B．向右移动滑片P，小灯泡会变暗
C．小灯泡的额定电压是6V
D．把灯泡换成电压表，此电路可以探究一段电路中电流与电压的关系
【解答】解：A、当S1、S2、S3闭合时，R0和灯泡并联，滑动变阻器R被短路，根据并联电路的规律知，当开关S1断开时，灯泡两端的电压不变，通过灯泡的电流不变，根据P＝UI可知，灯泡的功率不变，即亮度不变，故A错误；
B、因为滑动变阻器被短路，所以向右移动滑片P，小灯泡的亮度不变，故B错误；
C、R0两端的电压U06V，根据并联电路电压的规律知，灯泡两端的电压UL＝U0＝6V，此时灯泡正常发光，所以小灯泡的额定电压是6V，故C正确；
D、探究一段电路中电流与电压的关系时，需控制此段电路中的电阻不变，改变该电阻两端的电压，且需要记录滑片在不同位置时电流表和电压表的示数；若把灯泡换成电压表，当开关S1、S2闭合，S3断开时，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测R0两端的电压，但电路中无电流表，所以此电路不能探究一段电路中电流与电压的关系，故D错误。
故选：C。
7．（2024秋 衢州期末）如图，电源电压恒为6V，两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W”和“6V 6W，假定灯丝电阻不变，按甲、乙方式连接，接通电路后最亮的是（　　）
A．甲图中的L1 B．甲图中的L2
C．乙图中的L1 D．乙图中的L2
【解答】解：灯泡的亮度决定于实际功率大小，甲图中两个灯泡串联，根据串联分压，每个灯泡的电压都小于6V，实际功率都小于额定功率，
而乙图并联，每个灯泡的电压都等于额定电压6V，都正常发光，两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“，说明L2的实际功率大，故并联时L2最亮。
故选：D。
8．（2023秋 长兴县期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
【解答】解：（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；
（2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可知，此时的电功率：P1100W；
此时电路的电流：I5A；
（3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′2200W+1100W＝3300W；
（4）比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水；
根据以上分析可知，ABC错误，D正确。
故选：D。
9．（2024秋 余姚市期末）如图所示电路中，电源电压恒为6V，R0是阻值为20Ω的定值电阻，R1为滑动变阻器。若在电路中换接最大阻值不同的滑动变阻器，则下列有关滑动变阻器消耗的电功率与电流大小关系的图像与对应滑动变阻器规格正确的是（　　）
A．0～10Ω B．0～20Ω
C．0～30Ω D．0～40Ω
【解答】解：滑动变阻器的功率为：
PR1，当R1＝R0＝20Ω时，小灯泡的电功率最大，最大为：
P大0.45W，
此时的电路为：
I0.15A，故图D符合题意。
故选：D。
10．（2024秋 三台县期末）如图所示电路中，当开关闭合时，电动机M正常工作，电压表V1、V2的示数分别为10V、4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻。下列选项中正确的是（　　）
A．电动机1s内输出的机械能为5J
B．通过电动机的电流为4A
C．R两端的电压为6V
D．电动机消耗的电功率为1W
【解答】解：C、由电路图可知，电阻R和电动机串联，电压表V1测电源的电压，V2测电阻R两端的电压，所以电源电压为10V，电阻R两端的电压为4V，故C错误；
B、因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以电动机的电压：UM＝U﹣UR＝10V﹣4V＝6V，
因串联电路处处电流相等，所以电路中的电流为：I＝IM＝IR1A，故B错误；
D、电动机消耗的电功率：PM＝UMIM＝6V×1A＝6W，故D错误；
A、电动机转化为内能的功率：P热＝I2RM＝（1A）2×1Ω＝1W，
则电动机输出的机械能功率：P机＝PM﹣P热＝6W﹣1W＝5W，
所以，电动机1s内输出的机械能为：W＝P机t＝5W×1s＝5J，故A正确。
故选：A。
11．（2024秋 鹿城区期末）如图是某一定值电阻的I﹣U图像。当该电阻两端的电压增大ΔU，其电功率增大ΔP。则图中的阴影面积大小能正确表示ΔP大小的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：变化的电功率为：
ΔPRR＝U2I2﹣U1I1，故D符合题意。
故选：D。
12．（2024秋 北仑区期末）有两只灯泡L1和L2分别标有“110V40W”“110V60W”字样，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．两灯都正常工作时，L1更亮
B．串联接在110V的电源上，L1的实际功率大
C．两灯正常工作时，L2消耗的电能一定更多
D．串联接在220V电源上，都能正常发光
【解答】解：
A．正常发光时两灯泡的电压和额定电压相等，L1的实际功率小于L2的实际功率，L2更亮，故A错误；
C．根据W＝Pt知，电能不仅与功率有关，还与时间有关，由于时间未知，无法比较电能多少，故C错误；
D．灯泡铭牌可知，两灯泡额定电压相等，P1＜P2，由P＝UI的变形式R可知，R1＞R2，由串联电路的分压特点可知，两灯泡串联在220V的电路中时，灯泡两端电压不等于其额定电压，灯泡不能正常工作，故D错误；
B．两灯泡串联在110V的电路中时，通过它们的电流相等，根据P＝UI＝I2R可知，P1实＞P2实，故B正确。
故选：B。
13．（2024秋 杭州期中）某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L标有“6V 1.2W”字样，R为20Ω的定值电阻。小组根据记录的电流表和电压表的示数变化，描绘出如图乙所示的I﹣U关系图。当电压表的示数为2V时，通过小灯泡L的电流为 A，调节电源电压，当电路消耗的总功率为1.35W时，小灯泡的实际功率为 W。
【解答】解：由电路图可知，灯泡L电阻R并联，电压表测并联部分两端的电压，电流表测干路中的电流。
（1）由乙图象可知，当电压表的示数为2V时，电流表的示数即干路电流I＝0.4A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I可得，通过R的电流：
IR0.1A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过小灯泡L的电流：
IL＝I﹣IR＝0.4A﹣0.1A＝0.3A；
（2）由乙图象可知，电路电流I＝0.45A，电源电压U＝3V时，
小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为P总＝UI＝3V×0.45A＝1.35W，
此时流过定值电阻的电流：
IR′0.15A，
流过灯泡的电流：
IL′＝I′﹣IR′＝0.45A﹣0.15A＝0.3A，
则灯泡的实际功率：
PL实＝U′IL′＝3V×0.3A＝0.9W。
故答案为：0.3；0.9。
14．（2023秋 鹿城区期中）某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L标有“6V、1.2W”字样，R为20Ω的定值电阻。小组根据记录的电流表和电压表的示数，描绘出如图乙所示的I—U关系图。
（1）小灯泡正常发光时的灯丝电阻为 Ω。
（2）调节电源电压，当电路消耗的总功率为1.35W，小灯泡的实际功率为 W。
【解答】解：由电路图可知，灯泡L电阻R并联，电压表测并联部分两端的电压，电流表测干路中的电流。
（1）当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压：UL＝U额＝6V，
根据P可得灯丝电阻：RL30Ω；
（2）由乙图象可知，电路电流I＝0.45A，电源电压U＝3V时，
小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为P总＝UI＝3V×0.45A＝1.35W，
此时流过定值电阻的电流：
IR′0.15A，
流过灯泡的实际电流：
IL′＝I′﹣IR′＝0.45A﹣0.15A＝0.3A，
则灯泡的实际功率：
PL实＝U′IL′＝3V×0.3A＝0.9W。
故答案为：（1）30；（2）0.9。
15．（2025春 江北区校级期末）有n个完全相同的灯泡，一是把它们并联后再与R1串联接入电路中，如图甲所示；二是把它们串联后再与R2串联接入电路，如图乙所示。若电路两端的电压均为U，分别调节R1和R2使所有灯都能正常发光，那么电路甲（包括R1）和电路乙（包括R2）所消耗的总功率之比 。
【解答】解：灯泡正常发光时每个灯泡的电流相等，设为I，
甲图中，n个相同灯泡并联后与R1串联，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，I甲＝nI，
乙图中，n个相同灯泡串联后与R2串联，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，I乙＝I，
由P＝UI可得，两电路的电压相等时，它们消耗的总功率之比：。
故答案为：n：1。
16．（2024秋 义乌市校级期末）12月25日杭绍多式联运血液无人机运输项目启动首飞，架起空中生命通道，为医疗急救赢得宝贵时间。如图是某品牌无人机，由锂电池供电，采用4个电动机带动旋翼转动，如表是部分飞行参数，若空气阻力忽略不计。
指标 参数
质量 1100克
每个电动机 额定电压 10伏
额定电流 5安
电池容量 5000mAh
（1）无人机飞行时，4个电动机正常工作时的总电功率为 。
（2）若无人机正常工作时电量不能低于20%，则该无人机在充满电的情况下能正常飞行 小时。
【解答】解：
（1）根据P＝UI可知每个电动机的功率P＝UI＝10V×5A＝50W
4个电动机正常工作时的总电功率为P总＝4P＝4×50W＝200W
（2）电池容量为5000mAh，正常工作时电量不能低于20%，意味着可以使用80%的电量，即可使用的电量为Q＝5000mAh×80%＝4000mAh
因为功率的单位是瓦特，时间的单位是小时，电流的单位是安培，将mAh转换为Ah，Q＝4000mAh＝4Ah
无人机四个电动机并联，正常工作时的总电流为I总＝4I额＝4×5A＝20A
该无人机在充满电的情况下能正常飞行时间。
故答案为：（1）200W；（2）0.2。
17．（2024秋 江北区期末）如图是某品牌无人机，由锂电池供电，采用4个电动机带动旋翼转动，如表是部分飞行参数，若空气阻力忽略不计。无人机在飞行时，为了让电动机正常工作，每一个电动机通过连接一个变阻器来控制电动机的电流，从而改变电动机的功率，电动机和该变阻器的连接方式是 （填“串联”或“并联”），则4个电动机正常工作时的总电功率为 瓦。
指标 参数
每个电动机 额定电压 10伏
额定电流 4安
最大上升速度 运动模式 5米/秒
普通模式 4米/秒
【解答】解：（1）因为并联电路各支路之间互不影响，变阻器要控制电动机，电动机和变阻器的连接方式是串联的，可以很方便的改变电路中的电流；
（2）由表格数据可知每个电动机正常工作时的电流I0＝4A，电动机的额定电压：U0＝10V，
则每个电动机正常工作时的额定功率：P0＝I0U0＝4A×10V＝40W，
无人机的四个电动机是并联的，则4个电动机正常工作时的总电功率为：P＝4P0＝4×40W＝160W。
故答案为：串；160。
18．（2025春 西湖区校级期中）智能家居为我们的生活提供了很多便利。香茗家新购置了一台mini智能空气加湿器，如图甲所示，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可依次实现“关”、“低挡”和“高挡”之间的转换，其高挡时电流为0.4A。
（1）低挡模式时，mini工作电路中的电流是多少？
（2）mini具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧。控制电路中，R0＝60Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图所示。当控制电路中的电流达到时50mA，衔铁才会吸合，mini工作电路接通。请通过计算说明，工作时至少需要加水多少千克？（g＝10N/kg）
【解答】解：（1）当开关S接3、4时，电路为R1的简单电路，加湿器处于高挡，
由I可得，R1的阻值：
R112.5Ω，
当开关S接2、3时，R1、R2串联，加湿器处于低挡，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，低挡模式时mini工作电路中的电流：
I0.1A；
（2）由题意可知，当电流为50mA时，此时控制电路的总电阻：
R总100Ω，
则压敏电阻的阻值：
R＝R总﹣R0＝100Ω﹣60Ω＝40Ω，
由图可知，当R＝40Ω时，压敏电阻受到的压力F＝0.2N，
因物体对水平面的压力和自身的重力相等，
所以，由F＝G＝mg可得，加水的最少质量：
m0.02kg。
答：（1）低挡模式时，mini工作电路中的电流是0.1A；
（2）mini工作时至少需要加水0.02kg。
19．（2025春 淳安县期中）查阅资料可知：人体的安全电压有5个等级（42伏，36伏，24伏，12伏，6伏），在皮肤干燥等情况下42伏以下的电压是安全的，在极端潮湿等环境中6伏以下的电压才是安全的。如图甲所示为某浴室的电路示意图，火线与零线（地）之间的电压恒定为220V，L是“220V 1320W”的浴霸灯泡。
（1）为防止电路过载，需要在浴室电路中加一个防止电流过大的断路器，为保证电路安全，断路器应安装在图甲中的 （填“M”或“N”）位置。
（2）在使用测电笔测试浴室电路的火线时，人体站在地面上和测电笔组成串联电路（如图甲）。已知测电笔内部电阻为2.14×106Ω，加在人体上的电压不超过6伏，那么通过人体的电流最大为多少毫安？
（3）当电路中电流超过15A时，断路器会断开电路。某吹风机的铭牌如图乙所示，试通过计算说明，当浴霸开启时，同时使用电吹风，断路器会断开电路吗？写出必要的计算过程。
【解答】解：（1）断路器安装位置分析为防止电路过载，断路器应安装在火线上，以确保在电路故障时能切断电源。图甲中，M 点位于火线，而 N 点位于零线。因此，断路器应安装在M位置。
（2）人体允许最大电压 U人＝6V。火线与零线电压U＝220V，
则测电笔两端电压为U笔＝U U人＝220V 6V＝214V。串联电路电流相等，通过人体的电流I等于通过测电笔的电流：I 1×10 4A＝0.1mA。即通过人体的电流最大为0.1毫安。
（3）浴霸正常工作的电流I1 ＝ ＝6A，电吹风的正常工作电流为I2＝ ＝7.5A，并联电路中总电流 I总＝I1+I2＝6A+7.5A＝13.5A。而I总＝13.5A＜15A，因此断路器不会断开电路。即当浴霸和电吹风同时使用时，总电流为13.5A，没有超过15A的阈值，断路器不会断开电路。
故答案为：（1）M；（2）通过人体的电流最大为0.1毫安；（3）断路器不会断开电路。
20．（2023秋 金华期中）金华五中第六十六届田径运动会已经成功举办，开幕式上入场演出、广播操比赛，精彩纷呈。在第六十届时五中史上第一次用无人机全程航拍开幕式（图乙）。图甲所示为此次航拍用的大疆牌“无人机”（多功能飞行器），它的相关参数如下表：
产品类型 四轴飞行器 产品质量 飞行器：760g 电池：240g 高清相机：200g
升降速度 最大上升速度：5m/s 最大下降速度：3m/s
电池 输出电压：15V 容量：4000mA h 安全（防坠）电量：20% 其它 ……
（1）若该无人机以最大上升速度匀速上升到一定高度（不计空气阻力）进行悬停航拍，则它上升时的功率是多少？
（2）若该无人机充满电后对运动会开幕式进行移动拍摄，飞行时的实际功率为100W，则该机最多续航多久（飞行时间）必须返航换电池？
【解答】解：（1）无人机以最大速度匀速直线上升时，由于空气阻力忽略不计，升力与总重平衡，大小相等，所以升力F＝G，
升力对无人机做功的功率为：
P＝Gv＝mgv＝（760+240+200）÷1000kg×10N/kg×5m/s＝60W；
（2）电池储存的能量：
W电＝UIt＝15V×4A×3600s＝2.16×105J，
可转化为的机械能：
W机＝W电×（1﹣20%）＝2.16×105J×80%＝1.728×105J，
根据P可得，该机最多能飞行的时间：
t1728s＝28.8min＝0.48h。
答：（1）无人机上升时的功率是60W；
（2）无人机最多续航0.48h必须返航换电池。
21．在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，灯泡L2的额定电压为6V，图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值。
（2）开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率。
（3）开关S接b时，通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少？
【解答】解：
（1）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联（如下图所示），
∵U0＝1.2V，I＝0.3A，
∴电阻R0的阻值为：R04Ω。
（2）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联，∵灯泡L1正常发光时，
∴灯泡L1两端的电压为额定电压U1＝8V，
又∵此时R0消耗的功率为P0＝1W，而R0＝4Ω，
∴此时电路中的电流为：I00.5A，即I1＝I0＝0.5A，
灯泡L1的额定功率为：P1＝U1I1＝8V×0.5A＝4W。
（3）开关S接b时，灯泡L1与灯泡L2串联（如下图所示），
当电路达到最大总功率时，应该有一盏灯泡正常发光，
由（2）可知，灯泡L1的额定电流为0.5A，由图象可知灯泡L2的额定电流为0.6A，
所以串联电路允许通过的最大电流是0.5A。
此时，L1正常发光，电路中的电流为I1＝I2＝0.5A，
从灯泡L2的U﹣I图象可知，当电流为0.5A时，灯泡L2两端的电压为U2＝4V，
则电源电压为：U＝U1+U2＝8V+4V＝12V，
∴电路允许达到的最大总功率：P总＝UI1＝12V×0.5A＝6W。专项训练13 电功率的计算
1．（2024秋 鄞州区校级期中）某同学做电学实验时，电路图如图所示，已知他所用的电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50欧，定值电阻R0为10欧。开关S闭合后，在实验操作无误的情况下，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的最大示数为0.6A
B．滑动变阻器消耗的最小功率为0瓦
C．电压表的最小示数为1V
D．定值电阻R0消耗的最大功率为1.8W
2．（2023秋 镇海区期中）如图甲是一种电热膜，工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面，将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连，如图乙。该电热膜的额定电压为220V，导电墨线电阻随温度变化图象如图丙，有关电热膜说法正确的是（　　）
A．导电墨线间以串联的方式连接
B．若实际电压小于220V时，温度稳定后的实际功率可能大于额定功率
C．工作时通过导电墨线的电流始终不变
D．当温度到达t0并继续升温时，发热功率会急剧减小
3．（2024秋 杭州期中）如图甲是一种钨丝灯泡，乙为该灯铭牌，丙是一种节能灯泡，丁是一种LED灯。理论上讲这三种灯的照明效果是：4瓦LED灯＝11瓦节能灯＝40瓦钨丝灯。下面说法正确的是（　　）
A．甲灯泡的实际功率是25瓦
B．钨丝灯长期使用后灯丝会变细，相同电压下灯会变亮
C．相同照明效果的节能灯和钨丝灯，消耗电能一定相等
D．理论上讲，LED灯比钨丝灯节能90%
4．（2023秋 兰溪市期中）如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（　　）
A．R1阻值为1.8Ω
B．电路消耗的最小功率为0.2W
C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6
D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1
5．如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．R1的阻值是20Ω
B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C．电源电压是16V
D．该电路的最大电功率为7.2W
6．（2023秋 金华期中）如图所示的电路中，电源电压不变，R0＝10Ω。当S1、S2、S3闭合时，定值电阻R0消耗的电功率为3.6W，灯泡L恰好正常发光。下列说法中正确的是（　　）
A．断开开关S1小灯泡会变亮
B．向右移动滑片P，小灯泡会变暗
C．小灯泡的额定电压是6V
D．把灯泡换成电压表，此电路可以探究一段电路中电流与电压的关系
7．（2024秋 衢州期末）如图，电源电压恒为6V，两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W”和“6V 6W，假定灯丝电阻不变，按甲、乙方式连接，接通电路后最亮的是（　　）
A．甲图中的L1 B．甲图中的L2
C．乙图中的L1 D．乙图中的L2
8．（2023秋 长兴县期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（　　）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
【解答】解：（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；
9．（2024秋 余姚市期末）如图所示电路中，电源电压恒为6V，R0是阻值为20Ω的定值电阻，R1为滑动变阻器。若在电路中换接最大阻值不同的滑动变阻器，则下列有关滑动变阻器消耗的电功率与电流大小关系的图像与对应滑动变阻器规格正确的是（　　）
A．0～10Ω B．0～20Ω
C．0～30Ω D．0～40Ω
10．（2024秋 三台县期末）如图所示电路中，当开关闭合时，电动机M正常工作，电压表V1、V2的示数分别为10V、4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻。下列选项中正确的是（　　）
A．电动机1s内输出的机械能为5J
B．通过电动机的电流为4A
C．R两端的电压为6V
D．电动机消耗的电功率为1W
11．（2024秋 鹿城区期末）如图是某一定值电阻的I﹣U图像。当该电阻两端的电压增大ΔU，其电功率增大ΔP。则图中的阴影面积大小能正确表示ΔP大小的是（　　）
A． B．
C． D．
12．（2024秋 北仑区期末）有两只灯泡L1和L2分别标有“110V40W”“110V60W”字样，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．两灯都正常工作时，L1更亮
B．串联接在110V的电源上，L1的实际功率大
C．两灯正常工作时，L2消耗的电能一定更多
D．串联接在220V电源上，都能正常发光
13．（2024秋 杭州期中）某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L标有“6V 1.2W”字样，R为20Ω的定值电阻。小组根据记录的电流表和电压表的示数变化，描绘出如图乙所示的I﹣U关系图。当电压表的示数为2V时，通过小灯泡L的电流为 A，调节电源电压，当电路消耗的总功率为1.35W时，小灯泡的实际功率为 W。
14．（2023秋 鹿城区期中）某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L标有“6V、1.2W”字样，R为20Ω的定值电阻。小组根据记录的电流表和电压表的示数，描绘出如图乙所示的I—U关系图。
（1）小灯泡正常发光时的灯丝电阻为 Ω。
（2）调节电源电压，当电路消耗的总功率为1.35W，小灯泡的实际功率为 W。
15．（2025春 江北区校级期末）有n个完全相同的灯泡，一是把它们并联后再与R1串联接入电路中，如图甲所示；二是把它们串联后再与R2串联接入电路，如图乙所示。若电路两端的电压均为U，分别调节R1和R2使所有灯都能正常发光，那么电路甲（包括R1）和电路乙（包括R2）所消耗的总功率之比 。
16．（2024秋 义乌市校级期末）12月25日杭绍多式联运血液无人机运输项目启动首飞，架起空中生命通道，为医疗急救赢得宝贵时间。如图是某品牌无人机，由锂电池供电，采用4个电动机带动旋翼转动，如表是部分飞行参数，若空气阻力忽略不计。
指标 参数
质量 1100克
每个电动机 额定电压 10伏
额定电流 5安
电池容量 5000mAh
（1）无人机飞行时，4个电动机正常工作时的总电功率为 。
（2）若无人机正常工作时电量不能低于20%，则该无人机在充满电的情况下能正常飞行 小时。
17．（2024秋 江北区期末）如图是某品牌无人机，由锂电池供电，采用4个电动机带动旋翼转动，如表是部分飞行参数，若空气阻力忽略不计。无人机在飞行时，为了让电动机正常工作，每一个电动机通过连接一个变阻器来控制电动机的电流，从而改变电动机的功率，电动机和该变阻器的连接方式是 （填“串联”或“并联”），则4个电动机正常工作时的总电功率为 瓦。
指标 参数
每个电动机 额定电压 10伏
额定电流 4安
最大上升速度 运动模式 5米/秒
普通模式 4米/秒
18．（2025春 西湖区校级期中）智能家居为我们的生活提供了很多便利。香茗家新购置了一台mini智能空气加湿器，如图甲所示，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可依次实现“关”、“低挡”和“高挡”之间的转换，其高挡时电流为0.4A。
（1）低挡模式时，mini工作电路中的电流是多少？
（2）mini具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧。控制电路中，R0＝60Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图所示。当控制电路中的电流达到时50mA，衔铁才会吸合，mini工作电路接通。请通过计算说明，工作时至少需要加水多少千克？（g＝10N/kg）
19．（2025春 淳安县期中）查阅资料可知：人体的安全电压有5个等级（42伏，36伏，24伏，12伏，6伏），在皮肤干燥等情况下42伏以下的电压是安全的，在极端潮湿等环境中6伏以下的电压才是安全的。如图甲所示为某浴室的电路示意图，火线与零线（地）之间的电压恒定为220V，L是“220V 1320W”的浴霸灯泡。
（1）为防止电路过载，需要在浴室电路中加一个防止电流过大的断路器，为保证电路安全，断路器应安装在图甲中的 （填“M”或“N”）位置。
（2）在使用测电笔测试浴室电路的火线时，人体站在地面上和测电笔组成串联电路（如图甲）。已知测电笔内部电阻为2.14×106Ω，加在人体上的电压不超过6伏，那么通过人体的电流最大为多少毫安？
（3）当电路中电流超过15A时，断路器会断开电路。某吹风机的铭牌如图乙所示，试通过计算说明，当浴霸开启时，同时使用电吹风，断路器会断开电路吗？写出必要的计算过程。
20．（2023秋 金华期中）金华五中第六十六届田径运动会已经成功举办，开幕式上入场演出、广播操比赛，精彩纷呈。在第六十届时五中史上第一次用无人机全程航拍开幕式（图乙）。图甲所示为此次航拍用的大疆牌“无人机”（多功能飞行器），它的相关参数如下表：
产品类型 四轴飞行器 产品质量 飞行器：760g 电池：240g 高清相机：200g
升降速度 最大上升速度：5m/s 最大下降速度：3m/s
电池 输出电压：15V 容量：4000mA h 安全（防坠）电量：20% 其它 ……
（1）若该无人机以最大上升速度匀速上升到一定高度（不计空气阻力）进行悬停航拍，则它上升时的功率是多少？
（2）若该无人机充满电后对运动会开幕式进行移动拍摄，飞行时的实际功率为100W，则该机最多续航多久（飞行时间）必须返航换电池？
21．在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，灯泡L2的额定电压为6V，图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值。
（2）开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率。
（3）开关S接b时，通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少？

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