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中考初中物理单元综合提升和单元检测
第18章 电功率
【知识提升】
知识点一、电能和电功
1. 发电机将其他形式的能转化为电能，电池把化学能转化为电能；用电器把电能转化为其他形式的能。电动机把电能转化为机械能和内能。
2.电能的单位：千瓦时（kW·h）
电功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能是1 kW·h。1 kW·h=3.6×106J。
3.消耗电能用电能表来计量。电能表的计数器上前后两次的读数之差为相应时间段内用去的电能。电能表所标的电压值就是它的额定电压，所标的电流值为其允许通过的最大电流。用P=UI可计算出电能表允许安装用电器的最大功率。
4.电流做了多少功，用电器就消耗了多少电能。电能（电功）W=UIt。
知识点二、电功率
1. 电功率是描述电流做功快慢的物理量，P=W/t=UI。
2. 用电器正常工作电压为额定电压；此时它的功率为额定功率。
3.若用电器实际工作电压小于额定电压，则它的功率为实际功率。
知识点三、电流热效应
1.当电流通过导体时，电能转化为内能的现象，叫做电流热效应。
各种用电器都有导体，导体有电阻，所以只要用电器通电，就会发热。
2.焦耳定律：Q=I2Rt。
3. 电热的利用
电饭煲、电烤箱都是利用电流热效应加热食物。
【单元检测】
一、选择题
1. （2025四川资阳）智能手机在生活中应用越来越频繁，当手机“电量”所剩无几时，我们可以采用“省电模式”来延长使用时间，这是通过哪种方式实现的（ ）
A．降低散热能力
B．增加电池电压
C．给电池充电
D．减小电功率
2. 将一只标有“12V 6W”的灯泡与一电阻串联后接到电压为12V的电源上，电阻消耗的功率为1W，（假定灯丝电阻不变）则此时（ ）
A．灯泡与电阻消耗的总功率为7W
B．灯泡与电阻消耗的总功率为6W
C．灯泡消耗的功率大于5W小于6W
D．灯泡消耗的功率小于5W
3. 如图所示，将标有“6V 3W”的灯泡L1和标有“12V 12W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关S，有一只灯泡正常发光，另一只灯泡发光较暗，设小灯泡电阻不变，则L1两端的电压及通过L1的电流分别是（ ）
A．3V 1A B．6V 0.5A C．12V 1A D．12V 0
4. （2025青海中考题）“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示，M、N均为金属板，N固定不动，电源电压保持不变。要求：当体重增大时，计重器的示数也增大。下列说法合理的是（ ）
A. 当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电路中的阻值越小
B. 当计重器上物体质量越大时，电流表的示数越大
C. 电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D. 当计重器上物体质量越小时，电阻R0的功率越小
5. 如图所示电路，电源电压恒定，R为光敏电阻，其阻值随着光照的增强而增大，R0为定值电阻．当光照减弱时
A．电压表V与电流表A1示数的比值减小
B．电压表V与电流表A2示数的比值不变
C．电流表A2与电流表A1示数之差变小
D．电路消耗的总功率减小
6. （2025辽宁中考题）如图（a），电源电压保持不变，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下（灯泡两端的电压不超过额定电压，电表均不超过量程），进行下列操作：只闭合S1、S2，最大范围内移动滑动变阻器滑片P，电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图（b）所示；只闭合S3，滑片P从最右端向左滑动，直至灯泡正常发光，电流表示数与电压表示数的关系如图（c）所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．小灯泡的额定功率为2.64W
C．小灯泡工作时的最小电压为1V
D．只闭合S1、S2与只闭合S2、S3，滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1
7. 将标有“3V 3W”字样的甲灯和“6V 6W”字样的乙灯接入电路。若不考虑温度对电阻的影响，则对两灯接入电路后的结果有如下判断：
①两灯串联，当其中一灯消耗的功率是3W时，两灯消耗的总功率是9W；
②两灯串联后接到电压为9V的电源两端，两灯均能正常发光；
③两灯并联，当其中一灯消耗的功率是1.5W时，另一灯两端的电压为3V；
④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端，甲、乙两灯消耗的功率之比为2∶1，其中判断正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
8. 如图所示的电路中，电源电压恒为6V，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片P自b端向左移动的过程中要确保电表安全，关于电阻R1的功率P1与电流表示数I的关系图像和电路总功率P总与电流表示数I的关系图像中错误的是（ ）
A． B．. .
C． D．
二、非选择题
9. 如图a所示，电源电压一定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图b所示。已知定值电阻R0=20Ω，则图b中坐标值I1=___________A．当电流表示数I=0.4A时，R0与R消耗的电功率之比为___________。
10 现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，这台汽油机每秒钟内完成______个冲程，对外做了______次功。小明家的电能表标有“3000r/(kW·h)”，小红家的电能表标有“2000r/(kW·h)”。所测量的1小时内，两电能表均转过6000转。在该时间段内，小红家正在工作的电器总功率______，小明家正在工作的电器的总功率______。
11. 有两只灯泡，A灯标有“12V，6W”、B灯标有“12V，12W”，A和B中的电流随两端电压的变化关系如图所示，若将A、B并联接在12V电源两端，则A、B中的电流大小之比是______，1min内电路消耗的总电能为______J；若将A、B串联接在某电路使A灯恰好正常发光，则此时B灯的电阻为______Ω。
12 如图甲所示是探究小灯泡电阻时连接的实验电路图，选用的小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）某同学连接的电路如图所示，请指出其中的两处错误或不妥：
①______；
②______；
（2）将上述错误或不妥改正后，闭合开关，如果发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是______；
（3）某同学在实验过程中，在电流表、电压表均有示数的情况下，将小灯泡从灯座中取走，则此时电压表______示数（选填“有”或“没有”）；
（4）该同学将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：
实验次数/物理量 1 2 3 4
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/A 0.30 0.26 0.22 0.20
电阻R/Ω 7.7 6.8 5.0
小灯泡的额电功率为______W，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（保留一位小数）；
（5）分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明___ ___。这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝______烧断（选填“容易”或“不容易”）。
13. （2025福建泉州）图甲是某工厂的水平传送带上运输的正方体产品及电压表改成的计数器的示意图。S为激光光源，能连续发射粗细忽略不计的激光束；R为光电式传感器，当有激光照射时，其阻值较小，无激光照射时，其阻值较大。每当水平传送带上的产品和传送带一起匀速通过S与R之间时，射向光电式传感器的激光被产品挡住，通过电压表测出光电式传感器R两端电压随时间变化的规律如图乙所示。已知传送带运行速度为5m/s，计数器的电源电压为220V，保护电阻 R0的阻值为100Ω。
(1)正方体产品的边长是_______m；
(2)该传送带上每分钟有_______个产品经过激光光源；
(3)计数器电路中电流变化规律大致如下图的（ ）
A． B．
C． D．
(4)计数器上的光电式传感器每分钟消耗的电能是________J。14 某物理兴趣小组同学设计了如图甲所示的电路图进行实验探究，电源为可调压直流学生电源，电压表量程为“0一15V”，电流表量程为“0一0. 6A”，小灯泡标有“6V 1.2W”字样，R0为20Ω的定值电阻.小组根据记录的电流表和电压表示数变化，描绘出U-I关系图，如图乙所示.
（1）求小灯泡正常发光时的电阻.
（2）求当电压表示数为1V时，通过小灯泡的电流．
（3）调节电源电压，求当小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为0.8 W时，小灯泡的实际电功率.
15. 一只标有“12V 6W”的小灯泡，接在如图所示的电路中，设电源电压和灯丝电阻均不变，求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少
(2)当滑动变阻器连入电路中的电阻为8Ω时，闭合开关后小灯泡恰能正常发光，求电源电压是多少
(3)如果换一电源及额定电压为10V的灯泡，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片Р滑到中点c时，灯泡正常发光，此时灯泡的电功率为P，当滑片Р滑到b端时，灯泡的实际功率为P'，已知P∶P'=25∶9，求所换电源的电压。（设所换电源电压和灯丝电阻均不变）
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第18章 电功率
【知识提升】
知识点一、电能和电功
1. 发电机将其他形式的能转化为电能，电池把化学能转化为电能；用电器把电能转化为其他形式的能。电动机把电能转化为机械能和内能。
2.电能的单位：千瓦时（kW·h）
电功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能是1 kW·h。1 kW·h=3.6×106J。
3.消耗电能用电能表来计量。电能表的计数器上前后两次的读数之差为相应时间段内用去的电能。电能表所标的电压值就是它的额定电压，所标的电流值为其允许通过的最大电流。用P=UI可计算出电能表允许安装用电器的最大功率。
4.电流做了多少功，用电器就消耗了多少电能。电能（电功）W=UIt。
知识点二、电功率
1. 电功率是描述电流做功快慢的物理量，P=W/t=UI。
2. 用电器正常工作电压为额定电压；此时它的功率为额定功率。
3.若用电器实际工作电压小于额定电压，则它的功率为实际功率。
知识点三、电流热效应
1.当电流通过导体时，电能转化为内能的现象，叫做电流热效应。
各种用电器都有导体，导体有电阻，所以只要用电器通电，就会发热。
2.焦耳定律：Q=I2Rt。
3. 电热的利用
电饭煲、电烤箱都是利用电流热效应加热食物。
【单元检测】
一、选择题
1. （2025四川资阳）智能手机在生活中应用越来越频繁，当手机“电量”所剩无几时，我们可以采用“省电模式”来延长使用时间，这是通过哪种方式实现的（ ）
A．降低散热能力
B．增加电池电压
C．给电池充电
D．减小电功率
【答案】D
【解析】采用“省电模式”来延长使用时间，这是通过减小电功率实现的，D正确。
2. 将一只标有“12V 6W”的灯泡与一电阻串联后接到电压为12V的电源上，电阻消耗的功率为1W，（假定灯丝电阻不变）则此时（ ）
A．灯泡与电阻消耗的总功率为7W
B．灯泡与电阻消耗的总功率为6W
C．灯泡消耗的功率大于5W小于6W
D．灯泡消耗的功率小于5W
【答案】D
【解析】将一只标有“12V 6W”的灯泡与一电阻串联后接到电压为12V的电源上，灯泡两端电压小于灯泡额定电压，灯泡和电阻消耗的电功率小于6W，所以灯泡消耗的功率小于6W-1W=5W，D正确。
3. 如图所示，将标有“6V 3W”的灯泡L1和标有“12V 12W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关S，有一只灯泡正常发光，另一只灯泡发光较暗，设小灯泡电阻不变，则L1两端的电压及通过L1的电流分别是（ ）
A．3V 1A B．6V 0.5A C．12V 1A D．12V 0
【答案】B
【解析】由P=U2/R可知标有“6V 3W”的灯泡L1的电阻为R1=12Ω，标有“12V 12W”的灯泡L2的电阻为R2=12Ω，将标有“6V 6W”的灯泡L1和标有“12V 12W”的灯泡L2串联在电路中，根据串联电路规律可知正常发光的灯泡为标有“6V 6W”的灯泡L1，L1两端的电压及通过L1的电流分别是6V和0.5A，B正确。
4. （2025青海中考题）“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示，M、N均为金属板，N固定不动，电源电压保持不变。要求：当体重增大时，计重器的示数也增大。下列说法合理的是（ ）
A. 当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电路中的阻值越小
B. 当计重器上物体质量越大时，电流表的示数越大
C. 电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D. 当计重器上物体质量越小时，电阻R0的功率越小
【答案】C
【解析】当计重器上物体质量越大时，对计重器越大，滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值越大，电流表的示数越小，AB错误；电压表示数的变化可间接反映体重的变化，C正确；当计重器上物体质量越小时，滑动变阻器接入电路中的阻值越小，电路中的电流越大，电阻R0的功率越大，D错误。
5. 如图所示电路，电源电压恒定，R为光敏电阻，其阻值随着光照的增强而增大，R0为定值电阻．当光照减弱时
A．电压表V与电流表A1示数的比值减小
B．电压表V与电流表A2示数的比值不变
C．电流表A2与电流表A1示数之差变小
D．电路消耗的总功率减小
【答案】A
【解析】当光照减弱时，光敏电阻的阻值增大，根据欧姆定律，可知电压表V与电流表A1示数的比值等于光敏电阻的阻值，电压表V与电流表A1示数的比值增大，AB错误；电流表A2与电流表A1示数之差变大，C错误；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增大，电流表A2读数减小，电路消耗的总功率减小，D正确。
6. （2025辽宁中考题）如图（a），电源电压保持不变，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下（灯泡两端的电压不超过额定电压，电表均不超过量程），进行下列操作：只闭合S1、S2，最大范围内移动滑动变阻器滑片P，电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图（b）所示；只闭合S3，滑片P从最右端向左滑动，直至灯泡正常发光，电流表示数与电压表示数的关系如图（c）所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．小灯泡的额定功率为2.64W
C．小灯泡工作时的最小电压为1V
D．只闭合S1、S2与只闭合S2、S3，滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1
【答案】BC
【解析】只闭合S1、S2，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测量电源电压，电流表测量干路电流。最大范围内移动滑动变阻器滑片P，由电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系图（b）可知，滑动变阻器接入电路的电阻为50Ω（最大阻值）时，干路电流最小为0.56A；在保证各元件安全的情况下（灯泡两端的电压不超过额定电压，电表均不超过量程），则电源电压等于灯泡的额定电压。只闭合S3，灯泡与滑动变阻器串联，滑片P从最右端向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流为0.10A。灯泡正常发光时，由电流表示数与电压表示数的关系图（c）可知，滑动变阻器滑动到最左端时，滑动变阻器阻值为零，电压表示数为零，电路中的电流为0.44A，则灯泡的的额定电流为I=0.44A，则有A+0.44A=0.56A，解得U=6V，A错误。。
灯泡额定功率P=UI=6×0.44W=2.64W，B正确。
灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电流最小为I小=0.10A，由串联电路的分压规律可知，变阻器两端的电压最大，小灯泡两端电压最小，此时变阻器两端的最大电压U大=I小R大=0.10×50V=5V，小灯泡工作过程中的最小电压为U- U大=6V-5V=1V，C正确。
只闭合S1、S2，电流表量程0~0.6A，则电路中的最大电流为0.6A，滑动变阻器接入电路的阻值最小时，通过的最大电流I=0.6A-0.44A=0.16A，滑动变阻器接入电路的阻值最小为：R小=U/I=6/0.16Ω=37.5Ω。只闭合S2、S3，电路中只有滑动变阻器，电路中的最大电流为0.6A，滑动变阻器接入电路的阻值最小为：R’小=U/I=6/0.6Ω=10Ω。滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为37.5Ω 10Ω=15 4，D错误。
7. 将标有“3V 3W”字样的甲灯和“6V 6W”字样的乙灯接入电路。若不考虑温度对电阻的影响，则对两灯接入电路后的结果有如下判断：
①两灯串联，当其中一灯消耗的功率是3W时，两灯消耗的总功率是9W；
②两灯串联后接到电压为9V的电源两端，两灯均能正常发光；
③两灯并联，当其中一灯消耗的功率是1.5W时，另一灯两端的电压为3V；
④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端，甲、乙两灯消耗的功率之比为2∶1，其中判断正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
【答案】C
【解析】由P=UI可得甲灯的额定电流I1=1A，乙灯的额定电流I2=1A，由I=U/R可得甲灯的电阻R1=3Ω，乙灯的电阻R2=6Ω。
①两灯串联，当甲灯消耗的功率是3W时，电路中的电流I=1A，两灯消耗的总功率是P=I2（R1+ R2）=9W；当乙灯消耗的功率是3W时，由P=I2R2，解得电路中的电流I=A，两灯消耗的总功率是P=I2（R1+ R2）=4.5W；①错误。
②两灯串联后接到电压为9V的电源两端，正常发光时电流均为1A，则电源电压U=I（R1+ R2）=9V，②正确。
③两灯并联，当甲灯消耗的功率是P1=1.5W时，由并联电路规律，由P=U2/R可得乙灯两端电压U2=U1==V；当乙灯消耗的功率是P2=1.5W时，由并联电路规律，由P=U2/R可得甲灯两端电压U’1=U2==3V；③错误。
④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端，由P=U2/R可得甲、乙两灯消耗的功率之比为P1 P2= R2 R1=2∶1，④正确。
综上所述，C正确。
8. 如图所示的电路中，电源电压恒为6V，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片P自b端向左移动的过程中要确保电表安全，关于电阻R1的功率P1与电流表示数I的关系图像和电路总功率P总与电流表示数I的关系图像中错误的是（ ）
A． B．. .
C． D．
【答案】B
【解析】由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器串联，电压表测量的是定值电阻R1两端电压，电流表测量的是定值电阻R1中电流。当电压表的示数U1=3V时，电路中电流I1= U1/R1=0.3A。因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为“0~0.6A”，所以电路中的最大电流为0.3A，此时R1的电功率最大，则R1的最大电功率为 P1最大=I12R1=（0.3）2×10W=0.9W；
电路的最大功率 P最大=UI1=6×0.3W=1.8W
当滑动变阻器R2接入电路中的电阻最大为50Ω时，电路中的电流最小。R1的电功率和电路的总功率最小，电路中的最小电流 I2==A=0.1A
R1的最小电功率P1最小=I22R1=（0.1）2×10W=0.1W；
电路的最小功率 P最小=UI2=6×0.1W=0.6W
由P1=I2R1，可知电阻R1的电功率与电流表示数的关系为抛物线的一部分，且最大功率为0.9W，最小功率为0.1W，A错误B正确；由P=UI可知电路总功率与电流表示数图像为正比例图像，且最大功率为1.8W，最小功率为0.6W，CD错误。
二、非选择题
9. 如图a所示，电源电压一定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图b所示。已知定值电阻R0=20Ω，则图b中坐标值I1=___________A．当电流表示数I=0.4A时，R0与R消耗的电功率之比为___________。
【答案】0.2 2 1
【解析】滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图b所示，由U=0.6×R0，解得U=12V。由U=I1（R0+40），解得I1=0.2A。当电流表示数I=0.4A时，由U=I（R0+R），解得R=10Ω。由P=I2R可知， R0与R消耗的电功率之比为R0与R=2 ：1.。
10 现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，这台汽油机每秒钟内完成______个冲程，对外做了______次功。小明家的电能表标有“3000r/(kW·h)”，小红家的电能表标有“2000r/(kW·h)”。所测量的1小时内，两电能表均转过6000转。在该时间段内，小红家正在工作的电器总功率______，小明家正在工作的电器的总功率______。
【答案】80 20 3000W 2000W
【解析】四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，这台汽油机每秒钟内完成2×40=80个冲程，对外做了80/4=20次功。小明家的电能表标有“3000r/(kW·h)”，小红家的电能表标有“2000r/(kW·h)”。所测量的1小时内，两电能表均转过6000转，消耗电能分别为2kW·h，3kW·h。在该时间段内，小红家正在工作的电器总功率3000W，小明家正在工作的电器的总功率2000W。
11. 有两只灯泡，A灯标有“12V，6W”、B灯标有“12V，12W”，A和B中的电流随两端电压的变化关系如图所示，若将A、B并联接在12V电源两端，则A、B中的电流大小之比是______，1min内电路消耗的总电能为______J；若将A、B串联接在某电路使A灯恰好正常发光，则此时B灯的电阻为______Ω。
【答案】1 2 1080 8
【解析】若将A、B并联接在12V电源两端，则A、B中的电流大小之比是0.5 ：1.0=1 ：2..。
1min内电路消耗的总电能为W=UIt=12×（0.5+1.0）×60J=1080J；A灯额定电流为0.5A，若将A、B串联接在某电路使A灯恰好正常发光，则此时B灯两端电压为4V，B灯的电阻为RB=U/I=8Ω。
12 如图甲所示是探究小灯泡电阻时连接的实验电路图，选用的小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）某同学连接的电路如图所示，请指出其中的两处错误或不妥：
①______；
②______；
（2）将上述错误或不妥改正后，闭合开关，如果发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是______；
（3）某同学在实验过程中，在电流表、电压表均有示数的情况下，将小灯泡从灯座中取走，则此时电压表______示数（选填“有”或“没有”）；
（4）该同学将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：
实验次数/物理量 1 2 3 4
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/A 0.30 0.26 0.22 0.20
电阻R/Ω 7.7 6.8 5.0
小灯泡的额电功率为______W，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（保留一位小数）；
（5）分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明___ ___。这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝______烧断（选填“容易”或“不容易”）。
【答案】（1）①滑动变阻器接的是下面两个接线柱 ②电流表正负接线柱接反了
（2）滑动变阻器的滑片没有放到最大阻值处
（3）有 （4）0.75 8.3
（5）灯丝电阻随温度的升高而增大 容易
【解析】（4）小灯泡的额电功率为P=UI=2.5×0.3W=0.75W，小灯泡正常发光时的电阻为R=U/I=8.3Ω；
（5）分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明灯丝电阻随温度的升高而增大。这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝电阻小，通过灯丝的电流大，灯丝容易烧断。
13. （2025福建泉州）图甲是某工厂的水平传送带上运输的正方体产品及电压表改成的计数器的示意图。S为激光光源，能连续发射粗细忽略不计的激光束；R为光电式传感器，当有激光照射时，其阻值较小，无激光照射时，其阻值较大。每当水平传送带上的产品和传送带一起匀速通过S与R之间时，射向光电式传感器的激光被产品挡住，通过电压表测出光电式传感器R两端电压随时间变化的规律如图乙所示。已知传送带运行速度为5m/s，计数器的电源电压为220V，保护电阻 R0的阻值为100Ω。
(1)正方体产品的边长是_______m；
(2)该传送带上每分钟有_______个产品经过激光光源；
(3)计数器电路中电流变化规律大致如下图的（ ）
A． B．
C． D．
(4)计数器上的光电式传感器每分钟消耗的电能是________J。
【答案】（1）1m （2）100 （3）B （4）5600
【解析】（1）传送带运行速度为v=5m/s，遮挡时间t=0.4s，正方体产品的边长是L=vt=1m；
(2)每个产品经过周期为0.6s，该传送带上每分钟有n=100个产品经过激光光源；
(3) 光电式传感器，当有激光照射时，其阻值较小，两端电压变小，为100V，此时电流较大；无激光照射时，其阻值较大，两端电压变大，为200V，此时电流较小，所以当有激光照射时，计数器电路中电流变化规律大致如下图的B。
(4)遮挡时电压U1=100V，电流I1= A=1.2A，不遮挡时电压U2=200V，电流I2= A=0.2A，每个周期消耗的电能W0=U1I1t1+ U2I2t2=100×1.2×0.4J+200×0.2×0.2J=56J
计数器上的光电式传感器每分钟消耗的电能是W=n W0=5600J
14 某物理兴趣小组同学设计了如图甲所示的电路图进行实验探究，电源为可调压直流学生电源，电压表量程为“0一15V”，电流表量程为“0一0. 6A”，小灯泡标有“6V 1.2W”字样，R0为20Ω的定值电阻.小组根据记录的电流表和电压表示数变化，描绘出U-I关系图，如图乙所示.
（1）求小灯泡正常发光时的电阻.
（2）求当电压表示数为1V时，通过小灯泡的电流．
（3）调节电源电压，求当小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为0.8 W时，小灯泡的实际电功率.
【解析】（1）小灯泡标有“6V 1.2W”字样，表明小灯泡额定电压U=6V
由图乙可知，U=6V时对应电流I=0.5A，
由欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻.
R=U/I=12Ω。
（2）当电压表示数为U’=1V时，电流表读数为I’=0.3A
定值电阻R0中电流IR0=U’/R0=0.05A
通过小灯泡的电流I灯=I’- IR0=0.25A．
（3）调节电源电压，由图乙可知，当小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为0.8 W时，对应电压表读数为U’’=2V，电流表读数为0.4A，定值电阻R0中电流I’R0=U’’/R0=0.1A
小灯泡中电流I’灯=0.4A- I’R0=0.3A
小灯泡的实际电功率.P=U’’ I’灯=2×0.3W=0.6W
15. 一只标有“12V 6W”的小灯泡，接在如图所示的电路中，设电源电压和灯丝电阻均不变，求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少
(2)当滑动变阻器连入电路中的电阻为8Ω时，闭合开关后小灯泡恰能正常发光，求电源电压是多少
(3)如果换一电源及额定电压为10V的灯泡，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片Р滑到中点c时，灯泡正常发光，此时灯泡的电功率为P，当滑片Р滑到b端时，灯泡的实际功率为P'，已知P∶P'=25∶9，求所换电源的电压。（设所换电源电压和灯丝电阻均不变）
【答案】（1）24Ω （2）16V （3）30V
【解析】（1）由P=U2/R解得灯泡正常发光时的电阻R=24Ω
（2）灯泡正常发光时电路中电流，
由P=UI可得灯泡额定电流I=0.5A
电源电压U=I（R+R’）=0.5×（24+8）V=16V
（3）当闭合开关S，滑动变阻器的滑片Р滑到中点c时，灯泡正常发光，等效电路图如图1所示；当滑片Р滑到b端时，等效电路图如图2所示。
、
由于P∶P'=25∶9， P∶P'=I2RL∶I’2RL ，
联立解得I I’=5 3.
由于电源的电压不变，所以
解得4RL=RAP。
由图1可得，电源的电压
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