2024年中考科学专题复习——电能和电功率经典题型（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024年中考科学专题复习——电能和电功率经典题型（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-04 16:14:30 | ||
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文档简介
2024年中考科学专题复习——电能和电功率经典题型
一、电能表
1、（2023九上·慈溪月考）（1）小齐家最近购买了一辆电动汽车，为了测蚤电动汽车充电器的功率，晚上11点整，他关闭了家中其他用电器，使用充电器对电动汽车进行充电，同时记下了开始充电时电能表的读数，小齐于第二日早晨发现正好8点完成充电，此时，电能表如图所示，不考虑能量损失，电动汽车充满一次电获得的能量为 kW·h，该汽车充电器的电功率为 W。
（2）绿色生态理念要求人们注重环保节能。额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。使用 灯照明更符合绿色生态理念；两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
（3）如果加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时，通过定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是 W。
二、灯泡的亮暗程度
1、两个灯泡L1和L2额定电压均为6V，将两灯串联后接入电路中，接通后发现L2要亮一些，则下列判断正确的是（ ）
A．L1的电阻比L2大
B．串联时L1两端电压比L2大
C．L2的额定功率比L1大
D．若两灯并联，通过L1的电流比L2大
2、将标有“220V，60W”的甲灯和标有“220V，100W”的乙灯并联起来，接到220V的电源上则（）
A．两灯都正常发光，乙灯比甲灯亮
B．两灯都不能正常发光，甲灯比乙灯亮
C．两灯都不能正常发光，乙灯比甲灯亮
D．两灯都正常发光，甲灯比乙灯亮
3、标有“220V 100W”的灯泡L1和L3与标有“220V 40W”的灯泡L2和L4，按图甲、乙所示方式分别接入220V电路中，四只灯泡工作时最亮的是（ ）
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
三、简单计算
1、把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰好能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．6J B．30J C．36J D．60J
2、有两个灯泡，L1标有“6V 3W”的字样，L2没有标记，测得L2电阻为6Ω，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和L2的电功率分别是（ ）
A．9V，3W B．9V，1.5W C．12V，3W D．12V，1.5W
3、国产某品牌手机配置“3.7V 4000mA/h”大容量电池，采用“超级快充”技术，极大方便了人们的使用。
（1）电池充满电后，储存的电能是 J。
（2）如图所示的两个充电器，甲标注“输出5V 1A”，乙标注“输出5A 4.5A”，其中 （填“甲”或“乙”）是快速充电器。
4、如图所示，电阻R与小灯泡连接在电路中，当闭合开关S1、S2时，电阻R被 ，此时灯泡L的电功率为9W。S1闭合、S2断开时，灯泡的电功率为1W(不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化)，则此时电阻R消耗的电功率为 W。
（4） （5）
5、如图电路，电源电压不变，灯L标有“6V 3W”(不考虑灯丝电阻变化)。当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，此时I甲=0.5A，当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，此时U乙=2.4V，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电阻R的阻值为18Ω
C．两个电路的总电流之比5：2
D．当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯L的实际功率为0.48W
6、（2022秋 余姚市校级期末）甲“6V 3W”乙“6V 6W”的灯串联在电路中（灯泡的电阻不变），要使其中一灯正常，则电源电压为 V；较暗的灯的实际功率为 W。
7、在如图所示的两电路中，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器（最大阻值为R3）相同，电源电压相等且保持不变，闭合甲图中开关S1，将滑动变阻器的滑片P从最左端移到最右端，发现电流表A1的示数变为原来的；再将甲图中的滑片移到最左端、乙图中的滑片移到最右端后，闭合开关S1、S2，发现电流表A1、A2的示数为之比为1：2；此时R1、R2消耗的电功率分别是为P1、P2，则R1：R3＝ ，P1：P2＝ 。
（7） （8）
8、如图所示电路总电压不变．只闭合开关S3，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电路消耗总功率为10W，电流表的示数为I1；只断开开关S1，滑片P移至最右端时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U1；只闭合开关S1，滑片P仍在最右端时，电压表示数为U2．若I1：I2=5：3，U1：U2=2：3．上述三个状态中，电路消耗总功率的最小值是 瓦。
9、如图所示，滑动变阻器R2上标有“40Ω1A”字样，只闭合开关S1，将变阻器滑片P移到中点时，电流表A1示数为0.2A，灯泡L的实际功率为1.6W；同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为0.1A．（电源电压不变，忽略温度对灯泡电阻影响）则：
（1）只闭合开关S1且滑片P移到中点时，电压表示数是多少？电源电压是多少？
（2）同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，电流表A1的示数是多少？灯泡L的额定功率是多少？
10、（2022九上·镇海区期末）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？
三、图像问题
1、如图所示是电阻甲和乙的U—I图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两元件的电流与电压都成正比
B．乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路的总电流为0.3A
D．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，甲的功率为0.6W
（1） （2）
2、如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U-I图像。下列分析错误的是（ ）
A． 当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W
B．将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W
C．当通过L2的电流为0.45A时，其1分钟消耗的电能为4320J
D．将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W
3、现有R1、R2两个电阻，它们的U-I关系图象分别如图甲、图乙所示，将这两个电阻串联后接入电压为6V的电源两端，下列说法正确的是（ ）
A．该电路中电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍
B．通过电阻R1的电流是通过电阻R2电流的2倍
C．电阻R1两端的电压与电阻R2两端的电压相等
D．电阻R1与电阻R2的电功率相等
4、（2023秋 余姚市校级月考）如图所示，是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端，电路工作1分钟消耗的电能是 J；若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中，乙的实际功率是 W。
（4） （5）
5、（2023 温州模拟）图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I﹣U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡电阻随温度的增大而减小 B．灯泡的实际电功率为0.6 W
C．定值电阻的阻值为0.05Ω D．定值电阻的电功率为0.8 W
6、（2023秋 台州期中）如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U—I图像。请回答下列问题。（1）求灯泡L2正常工作时的灯丝电阻。
（2）当把两灯串联在电路中工作，经过L1的电流为0.2安，求电路消耗的总功率是多少。
（3）将两灯并联在220伏的电路中工作10分钟，求L1消耗的电能是多少。
7．（2022·浦江模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（ ）
A．电源电压为3V B．R1的最大功率为0.2W
C．R2的最大阻值为10Ω D．电路的总功率变化了1.2W
8．（2022·海曙模拟）如图甲所示，R为定值电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
电源电压为15 V
B．R1的阻值为25欧
C．当电流表的示数为0.3 A时，R2的电功率最大
D．该电路消耗的最大电功率为4.8 W
9、小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P-I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 Ω， 电源电压是 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
10、如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
（1）图乙中 （填“dc”或“ec”）表示电压表 随电流表示数变化的图像。
（2）该过程中电路消耗的总功率最大值为 W。
11、如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0～3V，电流表量程是0～0.6A，滑动变阻器R2的铭牌标有“20Ω 1A”字样。只闭合S、S1，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡、R1的I－U图像如图乙，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。则：
（1）电源电压为 V，灯泡的额定功率为 W。
（2）只闭合S、S2，调节R1、R2的滑片在保证电路安全的情况下，R2消耗的最大功率为 W。
四、比例问题
1、甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则甲、乙的电流之比为（ ）
A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2
2、如图所示是探究串联电路电流、电压的特点时的电路图，电源的电压为 12 V，闭合开关，电压表的示数为 5 V，L1、L2 的电压分别为 U1 和 U2（I、R、P 同理），下列正确的是（ ）
A．U1∶U2=5∶7 B．I1∶I2=7∶5 C．R1∶R2=5∶7 D．P1∶P2=7∶5
（2） （3）
3、如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1断开时，甲、乙两表为电流表，示数之比为2：3，则R1和R2消耗的功率P1：P2为（ ）
A．2：3 B．3：2 C．1：2 D．2：1
4．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（ ）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
（4） （5）
5、（2023秋 镇海区期中）现有“9V 6W”的灯泡L1和“9V 3W”的灯泡L2，将它们分别如图甲、乙方式接入电路中，电源1和电源2两端电压均为9V。不考虑灯丝电阻的变化，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．乙图中两灯均能正常发光
B．乙图中两灯功率之比PL1：PL2为2：1
C．甲图中，灯L1和L2中的电流之比IL1：IL2为2：1
D．乙图中，灯L1和L2两端的电压之比UL1：UL2为2：1
6、将R1=12Ω、R2=6Ω两电阻串联在某一电源上，R1、R2消耗的功率之比P1：P2= ，此时电路消耗的总功率为P；再将它们并联后接入同一电源上，电路的总电阻R′= ，此时电路消耗的总功率为P′；则P：P′= 。
五、范围问题和极值问题
1、小科用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器的规格为”20Ω1A”，灯泡标有”2.5V1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．该电路的最大功率是2.7W
B．灯泡的最小功率是0.162W
C．电流表示数的变化范围是0~0.5A
D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~20Ω
（1） （2）
2、小华用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数的变化范围是0～0.5A
B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W
D．该电路的最大功率是2.7W
3、如图所示，电源电压18V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V“量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω
D．该电路的最大功率是10.8W
（3） （4）
4、如图，电源电压18 V且保持不变，电流表接“0～0.6 A”量程，电压表接“0～15 V”量程，灯泡上标有“6 V ，3 W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．该电路的最大功率是10.8W
D．滑动变阻器允许调节的范围是24欧～6欧
5、把标有“6 V 3 W”的小灯泡 L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R连接在总电压恒为18V的电路中，如图所示。电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~15V”。要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变），下列说法正确的是（ ）
A．电路消耗总电功率的最大值为10.8W
B．小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W
C．电路允许通过的最大电流为0.6A
D．滑动变阻器R允许调节的范围是24Ω~40Ω
（5） （6）
6、如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中。电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断不正确的是（ ）。
A．R0的阻值是10Ω
B．R0的最小功率是3.2W
C．电路的最大总功率是25.6W
D．滑动变阻器的最大阻值是70Ω
7、如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡R1标有“4V 1.6W”字样，R2＝20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。只闭合开关S2时，电压表的示数为2V。若闭合所有开关，在不损坏各电路元件的情况下，移动滑片，滑动变阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比为3：1。则下列说法正确的是（ C ）
A．小灯泡R1的阻值为20Ω
B．电源电压为9V
C．若闭合所有开关时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω～30Ω
D．若只闭合开关S3，小灯泡R1消耗的电功率变化范围是0.25W～0.9W
8、如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I-U关系图象如图乙所示，则下列判断正确的是（ ）
A．图线A是电阻R1的I-U关系图象 B．电源电压为14V
C．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω D．R1消耗的最大功率是16.2W
9、如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则（ ）
A．电源电压为20V B．EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω D．整个电路的最大功率为14.4W
10、如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P由最右端移到最左端，得到两电表示数的U﹣I图像。有关说法正确的是（ ）
A．电源电压为4V B．R1的阻值30Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值10Ω D．电路总功率最小值1.2W
11、如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（ D ）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电路的最大电功率是2.5W
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D．电流表的示数变化范围是0.1～0.25A
12、如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A.只闭合S、S1，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡、R1的I一U图象如图乙，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的额定功率是0.15W
B．只闭合S、S1时，电路的最大功率为2.7w
C．只闭合S、S1时，灯泡4s内最少消耗0.3J电能
D．只闭合S、S ，R1的滑片在a点，R2允许接入电路的阻值范围是1.50~12Ω
13、电学题的解答始终是许多同学学习道路上的“拦路虎”，某校九年级（2）班的学习兴趣小组，遇到了这样一题。如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1、S2都断开，滑片P从b端滑到某一位置C时（图中未标出），滑动变阻器R的电阻减小了6Ω，电流表示数变化了0.1A，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关S1、S2，电流表示数又变化了1.5A，设灯丝电阻不变。下面是小组成员各自解出的一些答案：则符合正确答案的组合是（ ）
①灯泡电阻12Ω； ②定值电阻R0的阻值为20Ω；
③电源电压为9V； ④滑动变阻器的最大阻值为12Ω； ⑤定值电阻R0的阻值为12Ω；
⑥当S1、S2都闭合时，调节滑片P，电路消耗总功率的变化范围是20W-36W；
⑦当S1、S2都断开时，调节滑片P，小灯泡的功率变化范围是1.92W-3W；
⑧电源电压为12V； ⑨滑动变阻器的最大阻值为18Ω.
A．①②③④⑥ B．①⑤⑥⑦⑧⑨
C．①②⑥⑧⑨ D．①③④⑤⑦
六、动态分析
1、如图所示的电路中，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，则（ ）
A.电流表的示数增大 B.电压表的示数减小
C．R1的电功率一定减小 D．R2的电功率一定增大
(1) （2）
2、图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中。已知该电路中电源的电压是2V，则下列结论错误的是（ ）
A．只闭合开关S，电路消耗的功率是1W
B．当再闭合S1后，电流表示数变化了0.2A
C．当再闭合S1后，电路消耗的总功率为1.2W
D．当再闭合S1后，电路消耗的功率将增大0.4W
3、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，得到电压与电流图像如图乙，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3/5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
（3） （4）
4、如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω
B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω
D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
5、如图甲所示电路中，R1 为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列错误的是（ ）
A.电源的电压为6V B.电路的最大总功率为3.6W
C.R2消耗的电功率先变大后变小 D.图乙中C点表示滑片P位于中点时的状态
七、焦耳定律
1、（2023九上·杭州期末）小科同学利用如图所示装置来研究电热与哪些因素有关。甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同，瓶中电阻丝的大小关系为R甲＜R乙，以下说法正确的是（ ）
A．通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲＞I乙
B．烧瓶内选用比热容较小的液体，可使实验现象更明显
C．通过此实验，可以得出导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻及通电时间成正比
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水
2、（2023九上·南浔期末）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，回答下列问题：
（1）通电后透明容器中空气的内能增大是通过 的方式改变的，图甲所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量多少跟 大小的关系；
（2）如果实验乙通过容器①电阻丝电流是2A，则容器②内电阻丝在1min内产生的热量是 J。
3、某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4，实验数据如表。
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
电流大小 A烧瓶(RA＝10欧) B烧瓶(RB＝20欧)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为 安。
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？ 。
（3）小明认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系： 。
八、电动机
1、如图所示，电阻R和电动机串联接到电路中，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（ ）
A．W1＜W2 Q1＝Q2 B．W1＝W2 Q1＝Q2
C．W1＝W2 Q1＞Q2 D．W1＜W2 Q1＜Q2
（1） （2）
2、如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．电压表V1的示数为6V B．电路消耗的功率是10W
C．通电一分钟电流通过电动机产生的热量是240J D．通电一分钟电动机产生的机械能是300J
3、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为50kg，电源电压为110V，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转动，使物体以0.9m/s的速度匀速上升时，电路中的电流大小为5A。则电动机线圈的电阻大小为（ ）
A．22Ω B．11Ω C．16Ω D．4Ω
（3） （4）
4、如图是小科研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。小科先抓住转轴（防止电动机转动），合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。请你回答：
（1）电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为 （用符号表达）。
（2）电动机转动时，电路中电流做的功 电路中产生的热量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）电动机转动后小灯泡的亮度会变 （填“暗”或“亮”）。
5、如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=60kg，电源电压U=220V保持不变，电动机线圈的电阻R=10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=4A。
（1）电源的输出功率是________。
（2）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为________m/s。
（5）（6）
6、（2022·宁波模拟）科学小组的同学设计了一款“重力灯”。图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光，稳压设备能将电能储存并输出3.6V稳定的电压给其他电器。当挂上一个质量为25kg的重物时。重物恰好可以缓慢匀速下落。
（1）图甲虚线框内装置的工作原理是 。
（2）整个装置的能量转换率为20%。在重物下落高度为2. 4m的过程中产生的电能可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光多长时间
（3）取下灯泡，将图甲装置的两个输出端接入图乙中的a、b两个接线生进行实验。R0为标有“5欧 0. 3安”的定值电阻，滑动变阻器R1标有"50欧 1安”。电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
2024年中考科学专题复习——电能和电功率经典题型解析答案
一、电能表
1、（2023九上·慈溪月考）（1）小齐家最近购买了一辆电动汽车，为了测蚤电动汽车充电器的功率，晚上11点整，他关闭了家中其他用电器，使用充电器对电动汽车进行充电，同时记下了开始充电时电能表的读数，小齐于第二日早晨发现正好8点完成充电，此时，电能表如图所示，不考虑能量损失，电动汽车充满一次电获得的能量为 kW·h，该汽车充电器的电功率为 W。
（2）绿色生态理念要求人们注重环保节能。额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。使用 灯照明更符合绿色生态理念；两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
（3）如果加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时，通过定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是 W。
【答案】（1）18；2000
（2）LED；1：12
（3）3.6
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）读出电能表的示数，然后前后两个示数相减得到消耗的电能，根据计算充电器的功率；
（2）①比较电功率大小，其中电功率越小的越节能，越环保。
②根据W=Pt计算电流做功之比；
（3）首先根据计算出定值电阻的阻值，再根据计算前后电功率大小，最后相减得到电功率的变化量。
【解答】（1）电动汽车充满一次消耗的电能：W=369.5 kW·h -351.5 kW·h=18kW·h；
时间为：t=8+12-11=9h；
则汽车充电器的功率为：。
（2）①比较可知，LED的功率较小，则相同时间内消耗电能更少，则使用LED灯照明更符合绿色生态理念；
②两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比：
W1：W2=P1t：P2t=P1：P2=5W：60W=1：12。
（3）根据得到：；
解得：R=10Ω；
根据得到：△P=。
二、灯泡的亮暗程度
1、两个灯泡L1和L2额定电压均为6V，将两灯串联后接入电路中，接通后发现L2要亮一些，则下列判断正确的是（ D ）
A．L1的电阻比L2大
B．串联时L1两端电压比L2大
C．L2的额定功率比L1大
D．若两灯并联，通过L1的电流比L2大
2、将标有“220V 60W”的甲灯和标有“220V 100W”的乙灯并联起来，接到220V的电源上，则（ A ）
A．两灯都正常发光，乙灯比甲灯亮
B．两灯都不能正常发光，甲灯比乙灯亮
C．两灯都不能正常发光，乙灯比甲灯亮
D．两灯都正常发光，甲灯比乙灯亮
3、标有“220V 100W”的灯泡L1和L3与标有“220V 40W”的灯泡L2和L4，按图甲、乙所示方式分别接入220V电路中，四只灯泡工作时最亮的是（ C ）
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
三、简单计算
把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰好能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ A ）
A．6J B．30J
C．36J D．60J
有两个灯泡，L1标有“6V 3W”的字样，L2没有标记，测得L2电阻为6Ω，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和L2的电功率分别是（ B ）
A．9V，3W B．9V，1.5W C．12V，3W D．12V，1.5W
国产某品牌手机配置“3.7V 4000mA/h”大容量电池，采用“超级快充”技术，极大方便了人们的使用。
（1）电池充满电后，储存的电能是 J。
（2）如图所示的两个充电器，甲标注“输出5V 1A”，乙标注“输出5A 4.5A”，其中 （填“甲”或“乙”）是快速充电器。
（1）53280（2）乙
如图所示，电阻R与小灯泡连接在电路中，当闭合开关S1、S2时，电阻R被 ，此时灯泡L的电功率为9W。S1闭合、S2断开时，灯泡的电功率为1W(不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化)，则此时电阻R消耗的电功率为 W。
短路；2
5、如图电路，电源电压不变，灯L标有“6V 3W”(不考虑灯丝电阻变化)。当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，此时I甲=0.5A，当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，此时U乙=2.4V，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电阻R的阻值为18Ω
C．两个电路的总电流之比5：2
D．当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯L的实际功率为0.48W
【答案】C
6、（2022秋 余姚市校级期末）甲“6V 3W”乙“6V 6W”的灯串联在电路中（灯泡的电阻不变），要使其中一灯正常，则电源电压为 9 V；较暗的灯的实际功率为 1.5 W。
【答案】见试题解答内容
7、在如图所示的两电路中，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器（最大阻值为R3）相同，电源电压相等且保持不变，闭合甲图中开关S1，将滑动变阻器的滑片P从最左端移到最右端，发现电流表A1的示数变为原来的；再将甲图中的滑片移到最左端、乙图中的滑片移到最右端后，闭合开关S1、S2，发现电流表A1、A2的示数为之比为1：2；此时R1、R2消耗的电功率分别是为P1、P2，则R1：R3＝ ，P1：P2＝ 。
【答案】1：2；2：3
（8）
8、如图所示电路总电压不变．只闭合开关S3，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电路消耗总功率为10W，电流表的示数为I1；只断开开关S1，滑片P移至最右端时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U1；只闭合开关S1，滑片P仍在最右端时，电压表示数为U2．若I1：I2=5：3，U1：U2=2：3．上述三个状态中，电路消耗总功率的最小值是 瓦。
【答案】3.6
9、如图所示，滑动变阻器R2上标有“40Ω1A”字样，只闭合开关S1，将变阻器滑片P移到中点时，电流表A1示数为0.2A，灯泡L的实际功率为1.6W；同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为0.1A．（电源电压不变，忽略温度对灯泡电阻影响）则：
（1）只闭合开关S1且滑片P移到中点时，电压表示数是多少？电源电压是多少？
（2）同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，电流表A1的示数是多少？灯泡L的额定功率是多少？
【答案】（1）解：由题意可知，当只闭合开关S1，将变阻器滑片P移到中点时，L与0.5R2串联，电流表A1测电路中的电流，此时电压表被短路，示数为0V。由P=I2R可得，灯泡的电阻
由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，故由欧姆定律可得，电源的电压
U=IL (RL+0.5R2)=0.2A×(40Ω+0.5×40Ω)=12V
（2）解：同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，L与R1并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流，由于并联电路中各支路两端的电压相等，故通过L的电流
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，故电流表A1的示数
I′=IL′+I1=0.3A+0.1A=0.4A
因灯正常发光，故灯泡的电功率即为额定功率
P灯=U灯I灯=12V×0.3A=3.6W
10、（2022九上·镇海区期末）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？
【答案】（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：R0＝ ＝4Ω
答：定值电阻R0的阻值为4Ω。
（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：I0＝ ＝0.5A，即I1＝I0＝0.5A，
灯泡L1的额定功率为：P1＝U1I1＝8V×0.5A＝4W
答：灯泡L1的额定功率为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
答：电路允许达到的最大总功率为6W
三、图像问题
1、如图所示是电阻甲和乙的U—I图像，下列说法正确的是（ C ）
A．甲、乙两元件的电流与电压都成正比
B．乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路的总电流为0.3A
D．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，甲的功率为0.6W
（1） （2）
2、如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U-I图像。下列分析错误的是（ B ）
A． 当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W
B．将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W
C．当通过L2的电流为0.45A时，其1分钟消耗的电能为4320J
D．将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W
3、现有R1、R2两个电阻，它们的U-I关系图象分别如图甲、图乙所示，将这两个电阻串联后接入电压为6V的电源两端，下列说法正确的是（ A ）
A．该电路中电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍
B．通过电阻R1的电流是通过电阻R2电流的2倍
C．电阻R1两端的电压与电阻R2两端的电压相等
D．电阻R1与电阻R2的电功率相等
4、（2023秋 余姚市校级月考）如图所示，是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端，电路工作1分钟消耗的电能是 72 J；若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中，乙的实际功率是 0.4 W。
【答案】72；0.4。
5、（2023 温州模拟）图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I﹣U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡电阻随温度的增大而减小
B．灯泡的实际电功率为0.6 W
C．定值电阻的阻值为0.05Ω
D．定值电阻的电功率为0.8 W
【答案】B
6、（2023秋 台州期中）如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U—I图像。请回答下列问题。
（1）求灯泡L2正常工作时的灯丝电阻。
（2）当把两灯串联在电路中工作，经过L1的电流为0.2安，求电路消耗的总功率是多少。
（3）将两灯并联在220伏的电路中工作10分钟，求L1消耗的电能是多少。
【答案】（1）灯泡L2正常工作时的灯丝电阻为440Ω；
（2）当把两灯串联在电路中工作，经过L1的电流为0.2安，电路消耗的总功率是28W；
（3）将两灯并联在220伏的电路中工作10分钟，L1消耗的电能是39600J。
7．（2022·浦江模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（ ）
A．电源电压为3V B．R1的最大功率为0.2W
C．R2的最大阻值为10Ω D．电路的总功率变化了1.2W
【答案】B
【解析】（1）（3）由图1可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，根据欧姆定律表示出电源的电压；
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，电压表的示数最大，根据图象读出电表的示数，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压；
（2）（4）当电路中的电流最小时，电路的总功率最小，根据P=UI求出其大小；当电路中的电流最大时，电路为R1的简单电路，其电功率最大即为电路的最大总功率，根据P=UI求出其大小，进一步求出电路总功率的变化量。
【解答】由图1可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图2可知I1=0.6A，
由可得，电源的电压：U=I1R1=0.6A×R1①
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，
由图2可知，I2=0.2A，U2=2V，
则由可得，滑动变阻器的最大阻值：，故C正确不合题意；
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=I2R1+U2=0.2A×R1+2V②
①②联立解得：R1=5Ω，U=3V，故A正确不合题意；
当电路中的电流最小时，电路的总功率最小，则P小=UI2=3V×0.2A=0.6W，
当电路中的电流最大时，电路为R1的简单电路，其电功率最大即为电路的最大总功率，则
P1大=P大=UI1=3V×0.6A=1.8W，故B错误符合题意；
电路的总功率的变化量：△P=P1大-P1小=1.8W-0.6W=1.2W，故D正确不合题意。
8．（2022·海曙模拟）如图甲所示，R为定值电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为15 V
B．R1的阻值为25欧
C．当电流表的示数为0.3 A时，R2的电功率最大
D．该电路消耗的最大电功率为4.8 W
【答案】C
【解析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）（2）由图像读出滑动变阻器的电功率和电压值，根据求出电路中的电流；根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，并求出R1的阻值和电源电压。
（3）当变阻器的和定值电阻串联时，如果变阻器的最大阻值大于定值电阻，那么当二者电阻相同时，变阻器的功率最大，据此确定变阻器的阻值，计算出电流表的示数；
（4）当变阻器的阻值为零时，只有R1自己工作，此时总电阻最小，总功率最大，根据公式计算即可。
【解答】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器消耗的功率P2=1.6W时，其两端电压为U2=4V，
由P=UI可得，此时电路中的电流为：，
则电源的电压：U=IR1+U2=0.4A×R1+4V①
当滑动变阻器消耗的功率P2′=1W时，其两端电压为U2′=10V，
由P=UI可得，此时电路中的电流为：，
则电源的电压：U=I′R1+U2′=0.1A×R1+10V②
①②联立，解得：R1=20Ω，U=12V，故A、B错误；
C.由图像可知，当变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的最大示数U2′=10V，消耗的电功率P2′=1W，
R2的最大阻值：，
当R=R1=20Ω时，变阻器消耗的电功率最大，
此时电流表的示数为：，故C正确；
当变阻器的阻值为零时，只有R1自己工作，此时总电阻最小，总功率最大，即：，故D错误。故选C。
9、小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P-I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 Ω， 电源电压是 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
（1）20；12（2）9
10、如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
（1）图乙中 （填“dc”或“ec”）表示电压表 随电流表示数变化的图像。
（2）该过程中电路消耗的总功率最大值为 W。
（1）dc（2）36
11、如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0～3V，电流表量程是0～0.6A，滑动变阻器R2的铭牌标有“20Ω 1A”字样。只闭合S、S1，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡、R1的I－U图像如图乙，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。则：
（1）电源电压为 V，灯泡的额定功率为 W。
（2）只闭合S、S2，调节R1、R2的滑片在保证电路安全的情况下，R2消耗的最大功率为 W。
【答案】（1）4.5；0.75
（2）1.8
四、比例问题
1、甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则甲、乙的电流之比为（ C ）
A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2
2、如图所示是探究串联电路电流、电压的特点时的电路图，电源的电压为 12 V，闭合开关，电压表的示数为 5 V，L1、L2 的电压分别为 U1 和 U2（I、R、P 同理），下列正确的是（ D ）
A．U1∶U2=5∶7 B．I1∶I2=7∶5 C．R1∶R2=5∶7 D．P1∶P2=7∶5
3、如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1断开时，甲、乙两表为电流表，示数之比为2：3，则R1和R2消耗的功率P1：P2为（ C ）
A．2：3 B．3：2 C．1：2 D．2：1
4．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（ ）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
【答案】A
【解析】（1）在并联电路中，电流与电阻成反比，即。首先根据并联电路I总=I1+I2计算出通过两个电阻的电流之比，再根据上面的规律计算它们的电阻之比；
（2）电路将电能全部转化为热能，可根据Q=W=UIt计算产生的热量之比。
（1）当开关S断开时，电流表的示数等于通过R1的电流I1；
当开关S闭合后，电流表的示数等于通过干路的总电流I总。
根据公式I总=I1+I2可知，通过两个电阻的电流之比：I1：I2=1：4。
根据公式得到，它们的电阻之比：；
（2）闭合开关S后产生的热量之比：。
5、（2023秋 镇海区期中）现有“9V 6W”的灯泡L1和“9V 3W”的灯泡L2，将它们分别如图甲、乙方式接入电路中，电源1和电源2两端电压均为9V。不考虑灯丝电阻的变化，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．乙图中两灯均能正常发光
B．乙图中两灯功率之比PL1：PL2为2：1
C．甲图中，灯L1和L2中的电流之比IL1：IL2为2：1
D．乙图中，灯L1和L2两端的电压之比UL1：UL2为2：1
【答案】C
6、将R1=12Ω、R2=6Ω两电阻串联在某一电源上，R1、R2消耗的功率之比P1：P2= ，此时电路消耗的总功率为P；再将它们并联后接入同一电源上，电路的总电阻R′= ，此时电路消耗的总功率为P′；则P：P′= 。
【答案】1：2；2：3
五、范围问题和极值问题
1、小科用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器的规格为”20Ω1A”，灯泡标有”2.5V1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．该电路的最大功率是2.7W
B．灯泡的最小功率是0.162W
C．电流表示数的变化范围是0~0.5A
D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~20Ω
【答案】B
2、小华用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ C ）
A．电流表示数的变化范围是0～0.5A
B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W
D．该电路的最大功率是2.7W
3、如图所示，电源电压18V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V“量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω
D．该电路的最大功率是10.8W
【答案】C
4、如图，电源电压18 V且保持不变，电流表接“0～0.6 A”量程，电压表接“0～15 V”量程，灯泡上标有“6 V ，3 W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ D ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．该电路的最大功率是10.8W
D．滑动变阻器允许调节的范围是24欧～6欧
5、把标有“6 V 3 W”的小灯泡 L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R连接在总电压恒为18V的电路中，如图所示。电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~15V”。要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变），下列说法正确的是（ ）
A．电路消耗总电功率的最大值为10.8W
B．小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W
C．电路允许通过的最大电流为0.6A
D．滑动变阻器R允许调节的范围是24Ω~40Ω
【答案】B
6、如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中。电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断不正确的是（ B ）。
A．R0的阻值是10Ω B．R0的最小功率是3.2W
C．电路的最大总功率是25.6W D．滑动变阻器的最大阻值是70Ω
7、如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡R1标有“4V 1.6W”字样，R2＝20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。只闭合开关S2时，电压表的示数为2V。若闭合所有开关，在不损坏各电路元件的情况下，移动滑片，滑动变阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比为3：1。则下列说法正确的是（ C ）
A．小灯泡R1的阻值为20Ω
B．电源电压为9V
C．若闭合所有开关时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω～30Ω
D．若只闭合开关S3，小灯泡R1消耗的电功率变化范围是0.25W～0.9W
8、如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I-U关系图象如图乙所示，则下列判断正确的是（ D ）
A．图线A是电阻R1的I-U关系图象
B．电源电压为14V
C．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
D．R1消耗的最大功率是16.2W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据滑片的位置和电压表示数大小判断两电阻的I-U关系图线；
（2）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，电阻R1的功率最小，根据图象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（3）根据欧姆定律求出R2的阻值；
（4）根据图像确定R1两端的最大电压，通过它的最大电流，最后根据P=UI计算R1的最大电功率。【解答】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0，
所以由图象可知，图线A为滑动变阻器R2的I-U关系图象，图线B为电阻R1的I-U图象，故A错误；
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I-U图象可知，电路中的最小电流I=0.2A，此时R1两端的电压U1=4V，R2两端的电压U2=14V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：U=U1+U2=4V+14V=18V，故B错误；
由可得，滑动变阻器的最大阻值：，故C错误；
根据图像B可知，R1的最大电压等于电源电压为18V，最大电流为0.9A，
则R1消耗的最大电功率为：P1大=U总I大=18V×0.9A=16.2W，故D正确。
故选D。
9、如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则（ D ）
A．电源电压为20V
B．EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D．整个电路的最大功率为14.4W
10、如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P由最右端移到最左端，得到两电表示数的U﹣I图像。有关说法正确的是（ D ）
A．电源电压为4V B．R1的阻值30Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值10Ω D．电路总功率最小值1.2W
11、如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（ D ）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电路的最大电功率是2.5W
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D．电流表的示数变化范围是0.1～0.25A
12、如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A.只闭合S、S1，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡、R1的I一U图象如图乙，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的额定功率是0.15W
B．只闭合S、S1时，电路的最大功率为2.7w
C．只闭合S、S1时，灯泡4s内最少消耗0.3J电能
D．只闭合S、S ，R1的滑片在a点，R2允许接入电路的阻值范围是1.50~12Ω
【答案】D
13、电学题的解答始终是许多同学学习道路上的“拦路虎”，某校九年级（2）班的学习兴趣小组，遇到了这样一题。如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1、S2都断开，滑片P从b端滑到某一位置C时（图中未标出），滑动变阻器R的电阻减小了6Ω，电流表示数变化了0.1A，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关S1、S2，电流表示数又变化了1.5A，设灯丝电阻不变。下面是小组成员各自解出的一些答案：则符合正确答案的组合是（ ）
①灯泡电阻12Ω； ②定值电阻R0的阻值为20Ω；
③电源电压为9V； ④滑动变阻器的最大阻值为12Ω； ⑤定值电阻R0的阻值为12Ω；
⑥当S1、S2都闭合时，调节滑片P，电路消耗总功率的变化范围是20W-36W；
⑦当S1、S2都断开时，调节滑片P，小灯泡的功率变化范围是1.92W-3W；
⑧电源电压为12V； ⑨滑动变阻器的最大阻值为18Ω.
A．①②③④⑥ B．①⑤⑥⑦⑧⑨
C．①②⑥⑧⑨ D．①③④⑤⑦
【答案】B
六、动态分析
1、如图所示的电路中，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，则（ C ）
电流表的示数增大
电压表的示数减小
C．R1的电功率一定减小
D．R2的电功率一定增大
2、图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中。已知该电路中电源的电压是2V，则下列结论错误的是（ C ）
A．只闭合开关S，电路消耗的功率是1W
B．当再闭合S1后，电流表示数变化了0.2A
C．当再闭合S1后，电路消耗的总功率为1.2W
D．当再闭合S1后，电路消耗的功率将增大0.4W
3、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，得到电压与电流图像如图乙，下列说法正确的是（ D ）
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3/5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
（4）
4、如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω
B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω
D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
【答案】C
5、如图甲所示电路中，R1 为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（ ）
A.电源的电压为6V B.电路的最大总功率为3.6W
C.R2消耗的电功率先变大后变小 D.图乙中C点表示滑片P位于中点时的状态
【答案】D
【解析】A.当滑片在a端时，变阻器的阻值为0，此时电流表示数是0.6A，电压表示数为0，
根据公式得到：
当滑片在b端时，变阻器全部接入，此时电流表示数为0.2A，电压表示数为4V，
根据公式得到：；
解得：，；
滑动变阻器的最大阻值：， 故A正确不合题意；
B.电路的最大电流是0.6A，电路的最大功率：，故B正确不合题意；
C.在乙图中，功率为：
当R2=10Ω时功率最大，因此它消耗的功率先变大后变小，故C正确不合题意；
D.乙图中C点时，变阻器的阻值：，可见滑片P不在中点，故D错误符合题意。
七、焦耳定律
1、（2023九上·杭州期末）小科同学利用如图所示装置来研究电热与哪些因素有关。甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同，瓶中电阻丝的大小关系为R甲＜R乙，以下说法正确的是（ ）
A．通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲＞I乙
B．烧瓶内选用比热容较小的液体，可使实验现象更明显
C．通过此实验，可以得出导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻及通电时间成正比
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水
【答案】B
【解析】（1）串联电路中各处电流电流都相等；
（2）在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的温度变化大，据此进行分析；
（3）根据控制变量法进行分析；
（4）比较水和煤油的比热容大小时，需要控制水和煤油的质量相同，还需要用相同的加热器加热。【解答】A.由图可知，该电路为串联电路，通过两根电阻丝的电流是相同的，故A错误；
B.在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故B正确；
C.如图所示的实验中，通过滑动变阻器改变通过甲、乙两个电阻丝的电流，所以实验可以得出，电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，但并不能得到它们之间的数值关系，故C错误；
D.比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的阻值相同，故D错误。
2、（2023九上·南浔期末）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，回答下列问题：
（1）通电后透明容器中空气的内能增大是通过 的方式改变的，图甲所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量多少跟 大小的关系；
（2）如果实验乙通过容器①电阻丝电流是2A，则容器②内电阻丝在1min内产生的热量是 J。
【答案】（1）热传递；电阻（2）300
【解析】（1）改变物体内能的方式：①做功，本质为能量的转化；②热传递，本质为能量的转移。根据甲图分析哪个因素不同，哪些因素相同即可。
（2）首先根据并联电路的电流规律I总=I1+I2计算出通过容器②电阻丝的电流，再根据Q=I2Rt计算产生的热量。
【解答】（1）通电后，电阻丝发热，空气从电阻丝吸收热量，则透明容器中空气的内能增大是通过热传递的方式改变的。根据甲图可知，两个电阻丝串联，即电流相等，而两个电阻丝阻值不同，那么该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系。
（2）根据乙图可知，容器①电阻丝在干路上，容器②电阻丝在支路上。
由于②容器中电阻丝和容器外电阻丝阻值相同，那么通过它们的电流相等，
根据I总=I1+I2可知，都是干路电流的一半，也就是1A。
则容器②内电阻丝在1min内产生的热量为：Q=I2Rt=（1A）2×5Ω×60s=300J。
3、某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4，实验数据如表。
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
电流大小 A烧瓶(RA＝10欧) B烧瓶(RB＝20欧)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为 安。
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？ 。
（3）小明认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系： 。
（1）0.24（2）电流和通电时间（3）Δh3＞Δh2
1、如图所示，电阻R和电动机串联接到电路中，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（ A ）
A．W1＜W2 Q1＝Q2 B．W1＝W2 Q1＝Q2
C．W1＝W2 Q1＞Q2 D．W1＜W2 Q1＜Q2
2、如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法不正确的是（ C ）
A．电压表V1的示数为6V
B．电路消耗的功率是10W
C．通电一分钟电流通过电动机产生的热量是240J
D．通电一分钟电动机产生的机械能是300J
3、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为50kg，电源电压为110V，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转动，使物体以0.9m/s的速度匀速上升时，电路中的电流大小为5A。则电动机线圈的电阻大小为（ D ）
A．22Ω B．11Ω C．16Ω D．4Ω
4、如图是小科研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。小科先抓住转轴（防止电动机转动），合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。请你回答：
（1）电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为 （用符号表达）。
（2）电动机转动时，电路中电流做的功 电路中产生的热量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）电动机转动后小灯泡的亮度会变 （填“暗”或“亮”）。
（1）（2）＞（3）暗
5、如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=60kg，电源电压U=220V保持不变，电动机线圈的电阻R=10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=4A。
（1）电源的输出功率是________。
（2）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为________m/s。
【答案】（1）880W（2）1.2
【解析】（1）电源的输出功率P总=U总I总=220V×4A=880W；
（2）电动机的发热功P热=I2R=（4A）2×10Ω=160W；
电动机的机械功率：P机械=P总-P热=880W-160W=720W；
重物上升的速度为：。
6、（2022·宁波模拟）科学小组的同学设计了一款“重力灯”。图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光，稳压设备能将电能储存并输出3.6V稳定的电压给其他电器。当挂上一个质量为25kg的重物时。重物恰好可以缓慢匀速下落。
（1）图甲虚线框内装置的工作原理是 。
（2）整个装置的能量转换率为20%。在重物下落高度为2. 4m的过程中产生的电能可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光多长时间
（3）取下灯泡，将图甲装置的两个输出端接入图乙中的a、b两个接线生进行实验。R0为标有“5欧 0. 3安”的定值电阻，滑动变阻器R1标有"50欧 1安”。电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
【答案】（1）电磁感应
（2）重物下落时重力做的功：W=Gh=25kg×10N/kg×2.4m=600J；
则LED灯泡持续发光的时间为：；
（3）定值电阻允许通过的最大电流为0.3A，变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，
比较可知，电路中最大电流为0.3A，
根据欧姆定律可得：；
代入数据，可得：R1=7Ω。即R1最小阻值为7Ω。
电压表最大示数为3V，则：；
解得：R1=25Ω。
即R1最大阻值为25Ω。
了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为7～25Ω。
【解析】（1）根据发电机的工作原理解答；
（2）首先根据W=Gh计算出重物重力做的功，再根据W’=ηW计算出供给LED灯泡的电能，最后根据计算它发光的时间。
（3）应用闭合电路欧姆定律求解滑动变阻器接入电路的最小值和最大值。【解答】（1）根据图片可知，虚线框内为发电机，工作原理为电磁感应现象。
一、电能表
1、（2023九上·慈溪月考）（1）小齐家最近购买了一辆电动汽车，为了测蚤电动汽车充电器的功率，晚上11点整，他关闭了家中其他用电器，使用充电器对电动汽车进行充电，同时记下了开始充电时电能表的读数，小齐于第二日早晨发现正好8点完成充电，此时，电能表如图所示，不考虑能量损失，电动汽车充满一次电获得的能量为 kW·h，该汽车充电器的电功率为 W。
（2）绿色生态理念要求人们注重环保节能。额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。使用 灯照明更符合绿色生态理念；两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
（3）如果加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时，通过定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是 W。
二、灯泡的亮暗程度
1、两个灯泡L1和L2额定电压均为6V，将两灯串联后接入电路中，接通后发现L2要亮一些，则下列判断正确的是（ ）
A．L1的电阻比L2大
B．串联时L1两端电压比L2大
C．L2的额定功率比L1大
D．若两灯并联，通过L1的电流比L2大
2、将标有“220V，60W”的甲灯和标有“220V，100W”的乙灯并联起来，接到220V的电源上则（）
A．两灯都正常发光，乙灯比甲灯亮
B．两灯都不能正常发光，甲灯比乙灯亮
C．两灯都不能正常发光，乙灯比甲灯亮
D．两灯都正常发光，甲灯比乙灯亮
3、标有“220V 100W”的灯泡L1和L3与标有“220V 40W”的灯泡L2和L4，按图甲、乙所示方式分别接入220V电路中，四只灯泡工作时最亮的是（ ）
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
三、简单计算
1、把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰好能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．6J B．30J C．36J D．60J
2、有两个灯泡，L1标有“6V 3W”的字样，L2没有标记，测得L2电阻为6Ω，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和L2的电功率分别是（ ）
A．9V，3W B．9V，1.5W C．12V，3W D．12V，1.5W
3、国产某品牌手机配置“3.7V 4000mA/h”大容量电池，采用“超级快充”技术，极大方便了人们的使用。
（1）电池充满电后，储存的电能是 J。
（2）如图所示的两个充电器，甲标注“输出5V 1A”，乙标注“输出5A 4.5A”，其中 （填“甲”或“乙”）是快速充电器。
4、如图所示，电阻R与小灯泡连接在电路中，当闭合开关S1、S2时，电阻R被 ，此时灯泡L的电功率为9W。S1闭合、S2断开时，灯泡的电功率为1W(不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化)，则此时电阻R消耗的电功率为 W。
（4） （5）
5、如图电路，电源电压不变，灯L标有“6V 3W”(不考虑灯丝电阻变化)。当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，此时I甲=0.5A，当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，此时U乙=2.4V，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电阻R的阻值为18Ω
C．两个电路的总电流之比5：2
D．当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯L的实际功率为0.48W
6、（2022秋 余姚市校级期末）甲“6V 3W”乙“6V 6W”的灯串联在电路中（灯泡的电阻不变），要使其中一灯正常，则电源电压为 V；较暗的灯的实际功率为 W。
7、在如图所示的两电路中，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器（最大阻值为R3）相同，电源电压相等且保持不变，闭合甲图中开关S1，将滑动变阻器的滑片P从最左端移到最右端，发现电流表A1的示数变为原来的；再将甲图中的滑片移到最左端、乙图中的滑片移到最右端后，闭合开关S1、S2，发现电流表A1、A2的示数为之比为1：2；此时R1、R2消耗的电功率分别是为P1、P2，则R1：R3＝ ，P1：P2＝ 。
（7） （8）
8、如图所示电路总电压不变．只闭合开关S3，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电路消耗总功率为10W，电流表的示数为I1；只断开开关S1，滑片P移至最右端时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U1；只闭合开关S1，滑片P仍在最右端时，电压表示数为U2．若I1：I2=5：3，U1：U2=2：3．上述三个状态中，电路消耗总功率的最小值是 瓦。
9、如图所示，滑动变阻器R2上标有“40Ω1A”字样，只闭合开关S1，将变阻器滑片P移到中点时，电流表A1示数为0.2A，灯泡L的实际功率为1.6W；同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为0.1A．（电源电压不变，忽略温度对灯泡电阻影响）则：
（1）只闭合开关S1且滑片P移到中点时，电压表示数是多少？电源电压是多少？
（2）同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，电流表A1的示数是多少？灯泡L的额定功率是多少？
10、（2022九上·镇海区期末）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？
三、图像问题
1、如图所示是电阻甲和乙的U—I图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两元件的电流与电压都成正比
B．乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路的总电流为0.3A
D．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，甲的功率为0.6W
（1） （2）
2、如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U-I图像。下列分析错误的是（ ）
A． 当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W
B．将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W
C．当通过L2的电流为0.45A时，其1分钟消耗的电能为4320J
D．将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W
3、现有R1、R2两个电阻，它们的U-I关系图象分别如图甲、图乙所示，将这两个电阻串联后接入电压为6V的电源两端，下列说法正确的是（ ）
A．该电路中电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍
B．通过电阻R1的电流是通过电阻R2电流的2倍
C．电阻R1两端的电压与电阻R2两端的电压相等
D．电阻R1与电阻R2的电功率相等
4、（2023秋 余姚市校级月考）如图所示，是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端，电路工作1分钟消耗的电能是 J；若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中，乙的实际功率是 W。
（4） （5）
5、（2023 温州模拟）图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I﹣U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡电阻随温度的增大而减小 B．灯泡的实际电功率为0.6 W
C．定值电阻的阻值为0.05Ω D．定值电阻的电功率为0.8 W
6、（2023秋 台州期中）如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U—I图像。请回答下列问题。（1）求灯泡L2正常工作时的灯丝电阻。
（2）当把两灯串联在电路中工作，经过L1的电流为0.2安，求电路消耗的总功率是多少。
（3）将两灯并联在220伏的电路中工作10分钟，求L1消耗的电能是多少。
7．（2022·浦江模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（ ）
A．电源电压为3V B．R1的最大功率为0.2W
C．R2的最大阻值为10Ω D．电路的总功率变化了1.2W
8．（2022·海曙模拟）如图甲所示，R为定值电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
电源电压为15 V
B．R1的阻值为25欧
C．当电流表的示数为0.3 A时，R2的电功率最大
D．该电路消耗的最大电功率为4.8 W
9、小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P-I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 Ω， 电源电压是 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
10、如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
（1）图乙中 （填“dc”或“ec”）表示电压表 随电流表示数变化的图像。
（2）该过程中电路消耗的总功率最大值为 W。
11、如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0～3V，电流表量程是0～0.6A，滑动变阻器R2的铭牌标有“20Ω 1A”字样。只闭合S、S1，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡、R1的I－U图像如图乙，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。则：
（1）电源电压为 V，灯泡的额定功率为 W。
（2）只闭合S、S2，调节R1、R2的滑片在保证电路安全的情况下，R2消耗的最大功率为 W。
四、比例问题
1、甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则甲、乙的电流之比为（ ）
A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2
2、如图所示是探究串联电路电流、电压的特点时的电路图，电源的电压为 12 V，闭合开关，电压表的示数为 5 V，L1、L2 的电压分别为 U1 和 U2（I、R、P 同理），下列正确的是（ ）
A．U1∶U2=5∶7 B．I1∶I2=7∶5 C．R1∶R2=5∶7 D．P1∶P2=7∶5
（2） （3）
3、如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1断开时，甲、乙两表为电流表，示数之比为2：3，则R1和R2消耗的功率P1：P2为（ ）
A．2：3 B．3：2 C．1：2 D．2：1
4．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（ ）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
（4） （5）
5、（2023秋 镇海区期中）现有“9V 6W”的灯泡L1和“9V 3W”的灯泡L2，将它们分别如图甲、乙方式接入电路中，电源1和电源2两端电压均为9V。不考虑灯丝电阻的变化，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．乙图中两灯均能正常发光
B．乙图中两灯功率之比PL1：PL2为2：1
C．甲图中，灯L1和L2中的电流之比IL1：IL2为2：1
D．乙图中，灯L1和L2两端的电压之比UL1：UL2为2：1
6、将R1=12Ω、R2=6Ω两电阻串联在某一电源上，R1、R2消耗的功率之比P1：P2= ，此时电路消耗的总功率为P；再将它们并联后接入同一电源上，电路的总电阻R′= ，此时电路消耗的总功率为P′；则P：P′= 。
五、范围问题和极值问题
1、小科用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器的规格为”20Ω1A”，灯泡标有”2.5V1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．该电路的最大功率是2.7W
B．灯泡的最小功率是0.162W
C．电流表示数的变化范围是0~0.5A
D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~20Ω
（1） （2）
2、小华用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数的变化范围是0～0.5A
B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W
D．该电路的最大功率是2.7W
3、如图所示，电源电压18V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V“量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω
D．该电路的最大功率是10.8W
（3） （4）
4、如图，电源电压18 V且保持不变，电流表接“0～0.6 A”量程，电压表接“0～15 V”量程，灯泡上标有“6 V ，3 W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．该电路的最大功率是10.8W
D．滑动变阻器允许调节的范围是24欧～6欧
5、把标有“6 V 3 W”的小灯泡 L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R连接在总电压恒为18V的电路中，如图所示。电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~15V”。要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变），下列说法正确的是（ ）
A．电路消耗总电功率的最大值为10.8W
B．小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W
C．电路允许通过的最大电流为0.6A
D．滑动变阻器R允许调节的范围是24Ω~40Ω
（5） （6）
6、如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中。电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断不正确的是（ ）。
A．R0的阻值是10Ω
B．R0的最小功率是3.2W
C．电路的最大总功率是25.6W
D．滑动变阻器的最大阻值是70Ω
7、如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡R1标有“4V 1.6W”字样，R2＝20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。只闭合开关S2时，电压表的示数为2V。若闭合所有开关，在不损坏各电路元件的情况下，移动滑片，滑动变阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比为3：1。则下列说法正确的是（ C ）
A．小灯泡R1的阻值为20Ω
B．电源电压为9V
C．若闭合所有开关时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω～30Ω
D．若只闭合开关S3，小灯泡R1消耗的电功率变化范围是0.25W～0.9W
8、如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I-U关系图象如图乙所示，则下列判断正确的是（ ）
A．图线A是电阻R1的I-U关系图象 B．电源电压为14V
C．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω D．R1消耗的最大功率是16.2W
9、如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则（ ）
A．电源电压为20V B．EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω D．整个电路的最大功率为14.4W
10、如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P由最右端移到最左端，得到两电表示数的U﹣I图像。有关说法正确的是（ ）
A．电源电压为4V B．R1的阻值30Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值10Ω D．电路总功率最小值1.2W
11、如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（ D ）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电路的最大电功率是2.5W
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D．电流表的示数变化范围是0.1～0.25A
12、如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A.只闭合S、S1，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡、R1的I一U图象如图乙，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的额定功率是0.15W
B．只闭合S、S1时，电路的最大功率为2.7w
C．只闭合S、S1时，灯泡4s内最少消耗0.3J电能
D．只闭合S、S ，R1的滑片在a点，R2允许接入电路的阻值范围是1.50~12Ω
13、电学题的解答始终是许多同学学习道路上的“拦路虎”，某校九年级（2）班的学习兴趣小组，遇到了这样一题。如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1、S2都断开，滑片P从b端滑到某一位置C时（图中未标出），滑动变阻器R的电阻减小了6Ω，电流表示数变化了0.1A，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关S1、S2，电流表示数又变化了1.5A，设灯丝电阻不变。下面是小组成员各自解出的一些答案：则符合正确答案的组合是（ ）
①灯泡电阻12Ω； ②定值电阻R0的阻值为20Ω；
③电源电压为9V； ④滑动变阻器的最大阻值为12Ω； ⑤定值电阻R0的阻值为12Ω；
⑥当S1、S2都闭合时，调节滑片P，电路消耗总功率的变化范围是20W-36W；
⑦当S1、S2都断开时，调节滑片P，小灯泡的功率变化范围是1.92W-3W；
⑧电源电压为12V； ⑨滑动变阻器的最大阻值为18Ω.
A．①②③④⑥ B．①⑤⑥⑦⑧⑨
C．①②⑥⑧⑨ D．①③④⑤⑦
六、动态分析
1、如图所示的电路中，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，则（ ）
A.电流表的示数增大 B.电压表的示数减小
C．R1的电功率一定减小 D．R2的电功率一定增大
(1) （2）
2、图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中。已知该电路中电源的电压是2V，则下列结论错误的是（ ）
A．只闭合开关S，电路消耗的功率是1W
B．当再闭合S1后，电流表示数变化了0.2A
C．当再闭合S1后，电路消耗的总功率为1.2W
D．当再闭合S1后，电路消耗的功率将增大0.4W
3、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，得到电压与电流图像如图乙，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3/5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
（3） （4）
4、如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω
B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω
D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
5、如图甲所示电路中，R1 为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列错误的是（ ）
A.电源的电压为6V B.电路的最大总功率为3.6W
C.R2消耗的电功率先变大后变小 D.图乙中C点表示滑片P位于中点时的状态
七、焦耳定律
1、（2023九上·杭州期末）小科同学利用如图所示装置来研究电热与哪些因素有关。甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同，瓶中电阻丝的大小关系为R甲＜R乙，以下说法正确的是（ ）
A．通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲＞I乙
B．烧瓶内选用比热容较小的液体，可使实验现象更明显
C．通过此实验，可以得出导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻及通电时间成正比
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水
2、（2023九上·南浔期末）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，回答下列问题：
（1）通电后透明容器中空气的内能增大是通过 的方式改变的，图甲所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量多少跟 大小的关系；
（2）如果实验乙通过容器①电阻丝电流是2A，则容器②内电阻丝在1min内产生的热量是 J。
3、某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4，实验数据如表。
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
电流大小 A烧瓶(RA＝10欧) B烧瓶(RB＝20欧)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为 安。
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？ 。
（3）小明认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系： 。
八、电动机
1、如图所示，电阻R和电动机串联接到电路中，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（ ）
A．W1＜W2 Q1＝Q2 B．W1＝W2 Q1＝Q2
C．W1＝W2 Q1＞Q2 D．W1＜W2 Q1＜Q2
（1） （2）
2、如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．电压表V1的示数为6V B．电路消耗的功率是10W
C．通电一分钟电流通过电动机产生的热量是240J D．通电一分钟电动机产生的机械能是300J
3、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为50kg，电源电压为110V，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转动，使物体以0.9m/s的速度匀速上升时，电路中的电流大小为5A。则电动机线圈的电阻大小为（ ）
A．22Ω B．11Ω C．16Ω D．4Ω
（3） （4）
4、如图是小科研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。小科先抓住转轴（防止电动机转动），合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。请你回答：
（1）电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为 （用符号表达）。
（2）电动机转动时，电路中电流做的功 电路中产生的热量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）电动机转动后小灯泡的亮度会变 （填“暗”或“亮”）。
5、如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=60kg，电源电压U=220V保持不变，电动机线圈的电阻R=10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=4A。
（1）电源的输出功率是________。
（2）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为________m/s。
（5）（6）
6、（2022·宁波模拟）科学小组的同学设计了一款“重力灯”。图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光，稳压设备能将电能储存并输出3.6V稳定的电压给其他电器。当挂上一个质量为25kg的重物时。重物恰好可以缓慢匀速下落。
（1）图甲虚线框内装置的工作原理是 。
（2）整个装置的能量转换率为20%。在重物下落高度为2. 4m的过程中产生的电能可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光多长时间
（3）取下灯泡，将图甲装置的两个输出端接入图乙中的a、b两个接线生进行实验。R0为标有“5欧 0. 3安”的定值电阻，滑动变阻器R1标有"50欧 1安”。电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
2024年中考科学专题复习——电能和电功率经典题型解析答案
一、电能表
1、（2023九上·慈溪月考）（1）小齐家最近购买了一辆电动汽车，为了测蚤电动汽车充电器的功率，晚上11点整，他关闭了家中其他用电器，使用充电器对电动汽车进行充电，同时记下了开始充电时电能表的读数，小齐于第二日早晨发现正好8点完成充电，此时，电能表如图所示，不考虑能量损失，电动汽车充满一次电获得的能量为 kW·h，该汽车充电器的电功率为 W。
（2）绿色生态理念要求人们注重环保节能。额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。使用 灯照明更符合绿色生态理念；两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
（3）如果加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时，通过定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是 W。
【答案】（1）18；2000
（2）LED；1：12
（3）3.6
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）读出电能表的示数，然后前后两个示数相减得到消耗的电能，根据计算充电器的功率；
（2）①比较电功率大小，其中电功率越小的越节能，越环保。
②根据W=Pt计算电流做功之比；
（3）首先根据计算出定值电阻的阻值，再根据计算前后电功率大小，最后相减得到电功率的变化量。
【解答】（1）电动汽车充满一次消耗的电能：W=369.5 kW·h -351.5 kW·h=18kW·h；
时间为：t=8+12-11=9h；
则汽车充电器的功率为：。
（2）①比较可知，LED的功率较小，则相同时间内消耗电能更少，则使用LED灯照明更符合绿色生态理念；
②两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比：
W1：W2=P1t：P2t=P1：P2=5W：60W=1：12。
（3）根据得到：；
解得：R=10Ω；
根据得到：△P=。
二、灯泡的亮暗程度
1、两个灯泡L1和L2额定电压均为6V，将两灯串联后接入电路中，接通后发现L2要亮一些，则下列判断正确的是（ D ）
A．L1的电阻比L2大
B．串联时L1两端电压比L2大
C．L2的额定功率比L1大
D．若两灯并联，通过L1的电流比L2大
2、将标有“220V 60W”的甲灯和标有“220V 100W”的乙灯并联起来，接到220V的电源上，则（ A ）
A．两灯都正常发光，乙灯比甲灯亮
B．两灯都不能正常发光，甲灯比乙灯亮
C．两灯都不能正常发光，乙灯比甲灯亮
D．两灯都正常发光，甲灯比乙灯亮
3、标有“220V 100W”的灯泡L1和L3与标有“220V 40W”的灯泡L2和L4，按图甲、乙所示方式分别接入220V电路中，四只灯泡工作时最亮的是（ C ）
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
三、简单计算
把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰好能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ A ）
A．6J B．30J
C．36J D．60J
有两个灯泡，L1标有“6V 3W”的字样，L2没有标记，测得L2电阻为6Ω，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和L2的电功率分别是（ B ）
A．9V，3W B．9V，1.5W C．12V，3W D．12V，1.5W
国产某品牌手机配置“3.7V 4000mA/h”大容量电池，采用“超级快充”技术，极大方便了人们的使用。
（1）电池充满电后，储存的电能是 J。
（2）如图所示的两个充电器，甲标注“输出5V 1A”，乙标注“输出5A 4.5A”，其中 （填“甲”或“乙”）是快速充电器。
（1）53280（2）乙
如图所示，电阻R与小灯泡连接在电路中，当闭合开关S1、S2时，电阻R被 ，此时灯泡L的电功率为9W。S1闭合、S2断开时，灯泡的电功率为1W(不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化)，则此时电阻R消耗的电功率为 W。
短路；2
5、如图电路，电源电压不变，灯L标有“6V 3W”(不考虑灯丝电阻变化)。当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，此时I甲=0.5A，当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，此时U乙=2.4V，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电阻R的阻值为18Ω
C．两个电路的总电流之比5：2
D．当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯L的实际功率为0.48W
【答案】C
6、（2022秋 余姚市校级期末）甲“6V 3W”乙“6V 6W”的灯串联在电路中（灯泡的电阻不变），要使其中一灯正常，则电源电压为 9 V；较暗的灯的实际功率为 1.5 W。
【答案】见试题解答内容
7、在如图所示的两电路中，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器（最大阻值为R3）相同，电源电压相等且保持不变，闭合甲图中开关S1，将滑动变阻器的滑片P从最左端移到最右端，发现电流表A1的示数变为原来的；再将甲图中的滑片移到最左端、乙图中的滑片移到最右端后，闭合开关S1、S2，发现电流表A1、A2的示数为之比为1：2；此时R1、R2消耗的电功率分别是为P1、P2，则R1：R3＝ ，P1：P2＝ 。
【答案】1：2；2：3
（8）
8、如图所示电路总电压不变．只闭合开关S3，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电路消耗总功率为10W，电流表的示数为I1；只断开开关S1，滑片P移至最右端时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U1；只闭合开关S1，滑片P仍在最右端时，电压表示数为U2．若I1：I2=5：3，U1：U2=2：3．上述三个状态中，电路消耗总功率的最小值是 瓦。
【答案】3.6
9、如图所示，滑动变阻器R2上标有“40Ω1A”字样，只闭合开关S1，将变阻器滑片P移到中点时，电流表A1示数为0.2A，灯泡L的实际功率为1.6W；同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为0.1A．（电源电压不变，忽略温度对灯泡电阻影响）则：
（1）只闭合开关S1且滑片P移到中点时，电压表示数是多少？电源电压是多少？
（2）同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，电流表A1的示数是多少？灯泡L的额定功率是多少？
【答案】（1）解：由题意可知，当只闭合开关S1，将变阻器滑片P移到中点时，L与0.5R2串联，电流表A1测电路中的电流，此时电压表被短路，示数为0V。由P=I2R可得，灯泡的电阻
由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，故由欧姆定律可得，电源的电压
U=IL (RL+0.5R2)=0.2A×(40Ω+0.5×40Ω)=12V
（2）解：同时闭合开关S1、S2，且将变阻器滑片P移到a端时，L与R1并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流，由于并联电路中各支路两端的电压相等，故通过L的电流
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，故电流表A1的示数
I′=IL′+I1=0.3A+0.1A=0.4A
因灯正常发光，故灯泡的电功率即为额定功率
P灯=U灯I灯=12V×0.3A=3.6W
10、（2022九上·镇海区期末）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？
【答案】（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：R0＝ ＝4Ω
答：定值电阻R0的阻值为4Ω。
（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：I0＝ ＝0.5A，即I1＝I0＝0.5A，
灯泡L1的额定功率为：P1＝U1I1＝8V×0.5A＝4W
答：灯泡L1的额定功率为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
答：电路允许达到的最大总功率为6W
三、图像问题
1、如图所示是电阻甲和乙的U—I图像，下列说法正确的是（ C ）
A．甲、乙两元件的电流与电压都成正比
B．乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路的总电流为0.3A
D．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，甲的功率为0.6W
（1） （2）
2、如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U-I图像。下列分析错误的是（ B ）
A． 当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W
B．将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W
C．当通过L2的电流为0.45A时，其1分钟消耗的电能为4320J
D．将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W
3、现有R1、R2两个电阻，它们的U-I关系图象分别如图甲、图乙所示，将这两个电阻串联后接入电压为6V的电源两端，下列说法正确的是（ A ）
A．该电路中电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍
B．通过电阻R1的电流是通过电阻R2电流的2倍
C．电阻R1两端的电压与电阻R2两端的电压相等
D．电阻R1与电阻R2的电功率相等
4、（2023秋 余姚市校级月考）如图所示，是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端，电路工作1分钟消耗的电能是 72 J；若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中，乙的实际功率是 0.4 W。
【答案】72；0.4。
5、（2023 温州模拟）图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I﹣U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡电阻随温度的增大而减小
B．灯泡的实际电功率为0.6 W
C．定值电阻的阻值为0.05Ω
D．定值电阻的电功率为0.8 W
【答案】B
6、（2023秋 台州期中）如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U—I图像。请回答下列问题。
（1）求灯泡L2正常工作时的灯丝电阻。
（2）当把两灯串联在电路中工作，经过L1的电流为0.2安，求电路消耗的总功率是多少。
（3）将两灯并联在220伏的电路中工作10分钟，求L1消耗的电能是多少。
【答案】（1）灯泡L2正常工作时的灯丝电阻为440Ω；
（2）当把两灯串联在电路中工作，经过L1的电流为0.2安，电路消耗的总功率是28W；
（3）将两灯并联在220伏的电路中工作10分钟，L1消耗的电能是39600J。
7．（2022·浦江模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（ ）
A．电源电压为3V B．R1的最大功率为0.2W
C．R2的最大阻值为10Ω D．电路的总功率变化了1.2W
【答案】B
【解析】（1）（3）由图1可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，根据欧姆定律表示出电源的电压；
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，电压表的示数最大，根据图象读出电表的示数，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压；
（2）（4）当电路中的电流最小时，电路的总功率最小，根据P=UI求出其大小；当电路中的电流最大时，电路为R1的简单电路，其电功率最大即为电路的最大总功率，根据P=UI求出其大小，进一步求出电路总功率的变化量。
【解答】由图1可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图2可知I1=0.6A，
由可得，电源的电压：U=I1R1=0.6A×R1①
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，
由图2可知，I2=0.2A，U2=2V，
则由可得，滑动变阻器的最大阻值：，故C正确不合题意；
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=I2R1+U2=0.2A×R1+2V②
①②联立解得：R1=5Ω，U=3V，故A正确不合题意；
当电路中的电流最小时，电路的总功率最小，则P小=UI2=3V×0.2A=0.6W，
当电路中的电流最大时，电路为R1的简单电路，其电功率最大即为电路的最大总功率，则
P1大=P大=UI1=3V×0.6A=1.8W，故B错误符合题意；
电路的总功率的变化量：△P=P1大-P1小=1.8W-0.6W=1.2W，故D正确不合题意。
8．（2022·海曙模拟）如图甲所示，R为定值电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为15 V
B．R1的阻值为25欧
C．当电流表的示数为0.3 A时，R2的电功率最大
D．该电路消耗的最大电功率为4.8 W
【答案】C
【解析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）（2）由图像读出滑动变阻器的电功率和电压值，根据求出电路中的电流；根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，并求出R1的阻值和电源电压。
（3）当变阻器的和定值电阻串联时，如果变阻器的最大阻值大于定值电阻，那么当二者电阻相同时，变阻器的功率最大，据此确定变阻器的阻值，计算出电流表的示数；
（4）当变阻器的阻值为零时，只有R1自己工作，此时总电阻最小，总功率最大，根据公式计算即可。
【解答】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器消耗的功率P2=1.6W时，其两端电压为U2=4V，
由P=UI可得，此时电路中的电流为：，
则电源的电压：U=IR1+U2=0.4A×R1+4V①
当滑动变阻器消耗的功率P2′=1W时，其两端电压为U2′=10V，
由P=UI可得，此时电路中的电流为：，
则电源的电压：U=I′R1+U2′=0.1A×R1+10V②
①②联立，解得：R1=20Ω，U=12V，故A、B错误；
C.由图像可知，当变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的最大示数U2′=10V，消耗的电功率P2′=1W，
R2的最大阻值：，
当R=R1=20Ω时，变阻器消耗的电功率最大，
此时电流表的示数为：，故C正确；
当变阻器的阻值为零时，只有R1自己工作，此时总电阻最小，总功率最大，即：，故D错误。故选C。
9、小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P-I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 Ω， 电源电压是 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
（1）20；12（2）9
10、如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
（1）图乙中 （填“dc”或“ec”）表示电压表 随电流表示数变化的图像。
（2）该过程中电路消耗的总功率最大值为 W。
（1）dc（2）36
11、如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0～3V，电流表量程是0～0.6A，滑动变阻器R2的铭牌标有“20Ω 1A”字样。只闭合S、S1，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡、R1的I－U图像如图乙，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。则：
（1）电源电压为 V，灯泡的额定功率为 W。
（2）只闭合S、S2，调节R1、R2的滑片在保证电路安全的情况下，R2消耗的最大功率为 W。
【答案】（1）4.5；0.75
（2）1.8
四、比例问题
1、甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则甲、乙的电流之比为（ C ）
A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2
2、如图所示是探究串联电路电流、电压的特点时的电路图，电源的电压为 12 V，闭合开关，电压表的示数为 5 V，L1、L2 的电压分别为 U1 和 U2（I、R、P 同理），下列正确的是（ D ）
A．U1∶U2=5∶7 B．I1∶I2=7∶5 C．R1∶R2=5∶7 D．P1∶P2=7∶5
3、如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1断开时，甲、乙两表为电流表，示数之比为2：3，则R1和R2消耗的功率P1：P2为（ C ）
A．2：3 B．3：2 C．1：2 D．2：1
4．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（ ）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
【答案】A
【解析】（1）在并联电路中，电流与电阻成反比，即。首先根据并联电路I总=I1+I2计算出通过两个电阻的电流之比，再根据上面的规律计算它们的电阻之比；
（2）电路将电能全部转化为热能，可根据Q=W=UIt计算产生的热量之比。
（1）当开关S断开时，电流表的示数等于通过R1的电流I1；
当开关S闭合后，电流表的示数等于通过干路的总电流I总。
根据公式I总=I1+I2可知，通过两个电阻的电流之比：I1：I2=1：4。
根据公式得到，它们的电阻之比：；
（2）闭合开关S后产生的热量之比：。
5、（2023秋 镇海区期中）现有“9V 6W”的灯泡L1和“9V 3W”的灯泡L2，将它们分别如图甲、乙方式接入电路中，电源1和电源2两端电压均为9V。不考虑灯丝电阻的变化，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．乙图中两灯均能正常发光
B．乙图中两灯功率之比PL1：PL2为2：1
C．甲图中，灯L1和L2中的电流之比IL1：IL2为2：1
D．乙图中，灯L1和L2两端的电压之比UL1：UL2为2：1
【答案】C
6、将R1=12Ω、R2=6Ω两电阻串联在某一电源上，R1、R2消耗的功率之比P1：P2= ，此时电路消耗的总功率为P；再将它们并联后接入同一电源上，电路的总电阻R′= ，此时电路消耗的总功率为P′；则P：P′= 。
【答案】1：2；2：3
五、范围问题和极值问题
1、小科用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器的规格为”20Ω1A”，灯泡标有”2.5V1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．该电路的最大功率是2.7W
B．灯泡的最小功率是0.162W
C．电流表示数的变化范围是0~0.5A
D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~20Ω
【答案】B
2、小华用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ C ）
A．电流表示数的变化范围是0～0.5A
B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W
D．该电路的最大功率是2.7W
3、如图所示，电源电压18V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V“量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．滑动变阻器允许调节的范围是24～60Ω
D．该电路的最大功率是10.8W
【答案】C
4、如图，电源电压18 V且保持不变，电流表接“0～0.6 A”量程，电压表接“0～15 V”量程，灯泡上标有“6 V ，3 W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（ D ）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大
B．当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C．该电路的最大功率是10.8W
D．滑动变阻器允许调节的范围是24欧～6欧
5、把标有“6 V 3 W”的小灯泡 L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R连接在总电压恒为18V的电路中，如图所示。电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~15V”。要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变），下列说法正确的是（ ）
A．电路消耗总电功率的最大值为10.8W
B．小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W
C．电路允许通过的最大电流为0.6A
D．滑动变阻器R允许调节的范围是24Ω~40Ω
【答案】B
6、如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中。电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断不正确的是（ B ）。
A．R0的阻值是10Ω B．R0的最小功率是3.2W
C．电路的最大总功率是25.6W D．滑动变阻器的最大阻值是70Ω
7、如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡R1标有“4V 1.6W”字样，R2＝20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。只闭合开关S2时，电压表的示数为2V。若闭合所有开关，在不损坏各电路元件的情况下，移动滑片，滑动变阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比为3：1。则下列说法正确的是（ C ）
A．小灯泡R1的阻值为20Ω
B．电源电压为9V
C．若闭合所有开关时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω～30Ω
D．若只闭合开关S3，小灯泡R1消耗的电功率变化范围是0.25W～0.9W
8、如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I-U关系图象如图乙所示，则下列判断正确的是（ D ）
A．图线A是电阻R1的I-U关系图象
B．电源电压为14V
C．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
D．R1消耗的最大功率是16.2W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据滑片的位置和电压表示数大小判断两电阻的I-U关系图线；
（2）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，电阻R1的功率最小，根据图象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（3）根据欧姆定律求出R2的阻值；
（4）根据图像确定R1两端的最大电压，通过它的最大电流，最后根据P=UI计算R1的最大电功率。【解答】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0，
所以由图象可知，图线A为滑动变阻器R2的I-U关系图象，图线B为电阻R1的I-U图象，故A错误；
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I-U图象可知，电路中的最小电流I=0.2A，此时R1两端的电压U1=4V，R2两端的电压U2=14V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：U=U1+U2=4V+14V=18V，故B错误；
由可得，滑动变阻器的最大阻值：，故C错误；
根据图像B可知，R1的最大电压等于电源电压为18V，最大电流为0.9A，
则R1消耗的最大电功率为：P1大=U总I大=18V×0.9A=16.2W，故D正确。
故选D。
9、如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则（ D ）
A．电源电压为20V
B．EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D．整个电路的最大功率为14.4W
10、如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P由最右端移到最左端，得到两电表示数的U﹣I图像。有关说法正确的是（ D ）
A．电源电压为4V B．R1的阻值30Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值10Ω D．电路总功率最小值1.2W
11、如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（ D ）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电路的最大电功率是2.5W
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D．电流表的示数变化范围是0.1～0.25A
12、如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A.只闭合S、S1，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡、R1的I一U图象如图乙，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的额定功率是0.15W
B．只闭合S、S1时，电路的最大功率为2.7w
C．只闭合S、S1时，灯泡4s内最少消耗0.3J电能
D．只闭合S、S ，R1的滑片在a点，R2允许接入电路的阻值范围是1.50~12Ω
【答案】D
13、电学题的解答始终是许多同学学习道路上的“拦路虎”，某校九年级（2）班的学习兴趣小组，遇到了这样一题。如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1、S2都断开，滑片P从b端滑到某一位置C时（图中未标出），滑动变阻器R的电阻减小了6Ω，电流表示数变化了0.1A，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关S1、S2，电流表示数又变化了1.5A，设灯丝电阻不变。下面是小组成员各自解出的一些答案：则符合正确答案的组合是（ ）
①灯泡电阻12Ω； ②定值电阻R0的阻值为20Ω；
③电源电压为9V； ④滑动变阻器的最大阻值为12Ω； ⑤定值电阻R0的阻值为12Ω；
⑥当S1、S2都闭合时，调节滑片P，电路消耗总功率的变化范围是20W-36W；
⑦当S1、S2都断开时，调节滑片P，小灯泡的功率变化范围是1.92W-3W；
⑧电源电压为12V； ⑨滑动变阻器的最大阻值为18Ω.
A．①②③④⑥ B．①⑤⑥⑦⑧⑨
C．①②⑥⑧⑨ D．①③④⑤⑦
【答案】B
六、动态分析
1、如图所示的电路中，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，则（ C ）
电流表的示数增大
电压表的示数减小
C．R1的电功率一定减小
D．R2的电功率一定增大
2、图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中。已知该电路中电源的电压是2V，则下列结论错误的是（ C ）
A．只闭合开关S，电路消耗的功率是1W
B．当再闭合S1后，电流表示数变化了0.2A
C．当再闭合S1后，电路消耗的总功率为1.2W
D．当再闭合S1后，电路消耗的功率将增大0.4W
3、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，得到电压与电流图像如图乙，下列说法正确的是（ D ）
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3/5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
（4）
4、如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω
B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω
D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
【答案】C
5、如图甲所示电路中，R1 为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（ ）
A.电源的电压为6V B.电路的最大总功率为3.6W
C.R2消耗的电功率先变大后变小 D.图乙中C点表示滑片P位于中点时的状态
【答案】D
【解析】A.当滑片在a端时，变阻器的阻值为0，此时电流表示数是0.6A，电压表示数为0，
根据公式得到：
当滑片在b端时，变阻器全部接入，此时电流表示数为0.2A，电压表示数为4V，
根据公式得到：；
解得：，；
滑动变阻器的最大阻值：， 故A正确不合题意；
B.电路的最大电流是0.6A，电路的最大功率：，故B正确不合题意；
C.在乙图中，功率为：
当R2=10Ω时功率最大，因此它消耗的功率先变大后变小，故C正确不合题意；
D.乙图中C点时，变阻器的阻值：，可见滑片P不在中点，故D错误符合题意。
七、焦耳定律
1、（2023九上·杭州期末）小科同学利用如图所示装置来研究电热与哪些因素有关。甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同，瓶中电阻丝的大小关系为R甲＜R乙，以下说法正确的是（ ）
A．通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲＞I乙
B．烧瓶内选用比热容较小的液体，可使实验现象更明显
C．通过此实验，可以得出导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻及通电时间成正比
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水
【答案】B
【解析】（1）串联电路中各处电流电流都相等；
（2）在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的温度变化大，据此进行分析；
（3）根据控制变量法进行分析；
（4）比较水和煤油的比热容大小时，需要控制水和煤油的质量相同，还需要用相同的加热器加热。【解答】A.由图可知，该电路为串联电路，通过两根电阻丝的电流是相同的，故A错误；
B.在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故B正确；
C.如图所示的实验中，通过滑动变阻器改变通过甲、乙两个电阻丝的电流，所以实验可以得出，电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，但并不能得到它们之间的数值关系，故C错误；
D.比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的阻值相同，故D错误。
2、（2023九上·南浔期末）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，回答下列问题：
（1）通电后透明容器中空气的内能增大是通过 的方式改变的，图甲所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量多少跟 大小的关系；
（2）如果实验乙通过容器①电阻丝电流是2A，则容器②内电阻丝在1min内产生的热量是 J。
【答案】（1）热传递；电阻（2）300
【解析】（1）改变物体内能的方式：①做功，本质为能量的转化；②热传递，本质为能量的转移。根据甲图分析哪个因素不同，哪些因素相同即可。
（2）首先根据并联电路的电流规律I总=I1+I2计算出通过容器②电阻丝的电流，再根据Q=I2Rt计算产生的热量。
【解答】（1）通电后，电阻丝发热，空气从电阻丝吸收热量，则透明容器中空气的内能增大是通过热传递的方式改变的。根据甲图可知，两个电阻丝串联，即电流相等，而两个电阻丝阻值不同，那么该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系。
（2）根据乙图可知，容器①电阻丝在干路上，容器②电阻丝在支路上。
由于②容器中电阻丝和容器外电阻丝阻值相同，那么通过它们的电流相等，
根据I总=I1+I2可知，都是干路电流的一半，也就是1A。
则容器②内电阻丝在1min内产生的热量为：Q=I2Rt=（1A）2×5Ω×60s=300J。
3、某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4，实验数据如表。
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
电流大小 A烧瓶(RA＝10欧) B烧瓶(RB＝20欧)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为 安。
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？ 。
（3）小明认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系： 。
（1）0.24（2）电流和通电时间（3）Δh3＞Δh2
1、如图所示，电阻R和电动机串联接到电路中，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（ A ）
A．W1＜W2 Q1＝Q2 B．W1＝W2 Q1＝Q2
C．W1＝W2 Q1＞Q2 D．W1＜W2 Q1＜Q2
2、如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法不正确的是（ C ）
A．电压表V1的示数为6V
B．电路消耗的功率是10W
C．通电一分钟电流通过电动机产生的热量是240J
D．通电一分钟电动机产生的机械能是300J
3、某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为50kg，电源电压为110V，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转动，使物体以0.9m/s的速度匀速上升时，电路中的电流大小为5A。则电动机线圈的电阻大小为（ D ）
A．22Ω B．11Ω C．16Ω D．4Ω
4、如图是小科研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。小科先抓住转轴（防止电动机转动），合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。请你回答：
（1）电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为 （用符号表达）。
（2）电动机转动时，电路中电流做的功 电路中产生的热量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）电动机转动后小灯泡的亮度会变 （填“暗”或“亮”）。
（1）（2）＞（3）暗
5、如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=60kg，电源电压U=220V保持不变，电动机线圈的电阻R=10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=4A。
（1）电源的输出功率是________。
（2）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为________m/s。
【答案】（1）880W（2）1.2
【解析】（1）电源的输出功率P总=U总I总=220V×4A=880W；
（2）电动机的发热功P热=I2R=（4A）2×10Ω=160W；
电动机的机械功率：P机械=P总-P热=880W-160W=720W；
重物上升的速度为：。
6、（2022·宁波模拟）科学小组的同学设计了一款“重力灯”。图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光，稳压设备能将电能储存并输出3.6V稳定的电压给其他电器。当挂上一个质量为25kg的重物时。重物恰好可以缓慢匀速下落。
（1）图甲虚线框内装置的工作原理是 。
（2）整个装置的能量转换率为20%。在重物下落高度为2. 4m的过程中产生的电能可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光多长时间
（3）取下灯泡，将图甲装置的两个输出端接入图乙中的a、b两个接线生进行实验。R0为标有“5欧 0. 3安”的定值电阻，滑动变阻器R1标有"50欧 1安”。电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
【答案】（1）电磁感应
（2）重物下落时重力做的功：W=Gh=25kg×10N/kg×2.4m=600J；
则LED灯泡持续发光的时间为：；
（3）定值电阻允许通过的最大电流为0.3A，变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，
比较可知，电路中最大电流为0.3A，
根据欧姆定律可得：；
代入数据，可得：R1=7Ω。即R1最小阻值为7Ω。
电压表最大示数为3V，则：；
解得：R1=25Ω。
即R1最大阻值为25Ω。
了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为7～25Ω。
【解析】（1）根据发电机的工作原理解答；
（2）首先根据W=Gh计算出重物重力做的功，再根据W’=ηW计算出供给LED灯泡的电能，最后根据计算它发光的时间。
（3）应用闭合电路欧姆定律求解滑动变阻器接入电路的最小值和最大值。【解答】（1）根据图片可知，虚线框内为发电机，工作原理为电磁感应现象。