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初中物理中考年年考专题：专题九 中考电功率计算题解析策略
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这是一份初中物理中考年年考专题：专题九 中考电功率计算题解析策略，共14页。试卷主要包含了与滑动变阻器相关的电功率计算，与焦耳定律有关的电功，以热力电综合为素材的电功率计算等内容，欢迎下载使用。
专题九 中考电功率计算题解析策略
全国各地中考试卷里涉及电功率计算的题型有选择题、填空题、综合应用题，有时在实验探究题里也涉及。各地中考每年都要出现15分左右的电功率计算题，电功率计算是中考难点，也是重点，更是必考点。加大这方面复习训练的力度，掌握考题类型，应用不同的规律各个突破。希望同学们认真学习本文。
一、以电能表为素材，求解电功率的相关问题
【例题1】学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶的电功率和热效率．他把质量为1kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中，然后把家中的用电器都与电源断开，仅让电水壶工作，在5分钟内将这壶水烧开（在标准器压下），他观察到电能表转盘转了70转．试求：
（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？
（2）电水壶的电功率为多少？
（3）电水壶的热效率为多少？
答案：（1）3.36×105J；（2）1400W；（3）80%．
解析：知道水的质量、初温、末温（在标准器压下水的沸点为100℃）以及比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；600Revs/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转600r，据此求出转盘转70r消耗的电能，根据P=W/t求出电水壶的电功率；水吸收的热量和消耗电能的比值即为电水壶的热效率．
（1）在标准器压下水的沸点为100℃，则水吸收热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J；
（2）电能表转盘转了70转消耗电能：W=70600kW•h=70600×3.6×106J=4.2×105J，
电水壶的电功率：P=W/t=1400W；
（3）电水壶的热效率：η=Q吸/W×100%=×100%=80%．
点拨：本题考查了吸热公式和电功率公式、效率公式的应用，明白电能表参数的含义是关键．
【例题2】为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路，观察电能表，发现在1min内电能表转盘转动15圈．电能表的部分技术参数如表，该电热杯的电功率是 （ ）
A．300W B． 30W C．150W D．200W
答案：A．
解析：电能表表盘上数据3000revs/（kW•h）的物理意义是每千瓦时的转数，换一句话就是指电能表表盘转3000revs，电路消耗的电能为1kW•h.这样
转盘转动15转消耗电能：W=(15×1)/3000kW•h=0.005kW•h=1.8×104J，
需要的时间为t=1min=60s，
用电器的功率：P=W/t= 1.8×104J /60s =300W．
点评：本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，关键是要将公式掌握好．转盘转动15转消耗电能的求解是难点，要分析表格数据给出的有用信息。
二、与滑动变阻器相关的电功率计算
【例题3】如图所示电路，电源电压为4.5V，定值电阻R的阻值为10Ω，电压表接入0～3V量程，电流表接入0～0.6A量程，滑动变阻器标有“20Ω 1A”，闭合开关，在保证各元件安全的情况下，下列说法正确的是 （ ）
A．电流表示数变化范围0.3A～0.6A
B．电压表示数变化范围1.5V～3V
C．滑动变阻器阻值变化范围5Ω～20Ω
D．电路总功率最大值2.7W
答案：BC．
解析：由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当电压表的示数UR=3V时，电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流I大=0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大，
此时电路中的总电阻：R总=U/I大=4.5V/0.3A=15Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑=R总-R=15Ω-10Ω=5Ω
则滑动变阻器阻值变化范围5Ω～20Ω，故C正确；
电路消耗的最大功率：P大=UI大=4.5V×0.3A=1.35W，故D错误；
（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，电压表的示数最小，
则电路中的最小电流：I小=U/(R+R滑大)==0.15A
所以，电流表示数变化范围0.15A～0.3A，故A错误；
电压表的最小示数：UR′=I小R=0.15A×10Ω=1.5V，
所以，电压表示数变化范围1.5V～3V，故B正确．
点拨：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电路中最大电流的确定，对于选择题只要有一处错误即可判断本选项错误．
三、与串并联电路特点及欧姆定律应用相关的电功率计算
【例题4】L1灯规格为“6V 3W”，L2灯规格为“3V 3W”，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是 （ ）
A． L1与L2灯丝电阻之比为2：1
B． 两灯串联，当电路中电流为0.5A时，L2灯两端电压为3V
C． 两灯并联，当一个灯正常发光时，通过另一个灯的电流为1A
D． 两灯并联在3V电压下，L1灯与L2灯消耗的实际功率之比为1：4
答案：D．
解析：A．根据P=得：
R1===12Ω，R2===3Ω，
所以R1：R2=12Ω：3Ω=4：1，故A错误；
B．两灯串联，当电路中电流为0.5A时，
I=I1=I2=0.5A，
由I=，U2=I2R2=0.5A×3Ω=1.5V，故B错误；
C．两灯并联时，U=U1=U2，为使一个灯正常发光，另一灯又不能烧坏，
所以电源U=U1′=U2′=3V，即L2可以正常发光，
此时通过L1的电流，I1===0.25A，故C错误；
D．两灯并联在3V电压下，U1′=U2′
P1实：P1实=：=R2：R1=1：4．故D正确．
点拨：本题考查了串联和并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，灵活运用公式是解题的关键．
【例题5】如图所示，电源电压为12V，且保持不变。已知滑动变阻器的最大阻值为24Ω。定值电阻R0为20Ω，小灯泡上标有“8V 4W”字样，求：
（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？
（2）当S闭合，S1、S2都断开时，使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为多大？
（3）当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小?这个最小功率是多少？
答案：（1）RL＝16Ω IL＝0.5A（2）8Ω
（3）滑片在最左端时，整个电路消耗的总功率最小为13.2W
解析：（1）RL＝＝＝16Ω IL＝＝＝0.5A
（2）当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡L串联，要使灯泡正常发光，则
I＝IL＝0.5A R串＝＝＝24Ω
R＝R串－RL＝24Ω－16Ω＝8Ω
（3）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L被短路，滑动变阻器与R0并联，在滑动变阻器接入电路的阻值最大时，及滑片在最左端时，整个电路消耗的总功率最小。
I滑＝＝＝0.5A I0＝＝＝0.6A
I最小＝I滑+I0＝0.5A＋0.6A＝1.1A
P最小＝UI最小＝12V×l.1A＝13.2W
点评：本题考查电键的作用和串并联电路特点，结合欧姆定律、电功率计算。是一道电学综合题，属于各地市中考重点复习训练范围的内容。
四、考查与I-U图像相关的电功率计算
【例题6】如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是 （ ）
A．电源电压为12V
B．滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C．该电路总功率变化范围为12W～24W
D．小灯泡的额定功率为12W
答案：ABC．
解析：（1）由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，
由图象可知，电源的电压U=UL=12V，电路中的电流I=2A，故A正确；
则灯泡的额定功率：
PL=ULI=12V×2A=24W，故D错误；
（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，
由图象可知，灯泡两端的电压UL′=3V，电路中的电流I′=1A，
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﹣UL′=12V﹣3V=9V，
由I=可得，滑动变阻器的最大阻值：
R===9Ω，故B正确，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路的功率最大，最大功率P大=PL=24W，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的功率最小，最小功率P小=UI′=12V×1A=12W，
则该电路总功率变化范围为12W～24W，故C正确．
点拨：由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡两端的电压和额定电压相等也是电源的电压，根据P=UI求出灯泡的电功率即为额定功率；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，由图可知电表的示数，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路的总功率最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路的总功率最小，根据P=UI求出电路消耗的最小总功率，然后得出答案．
【例题7】电路图如图甲所示，R为定值电阻，电源电压恒定，改变滑动变阻器滑片P的位置，电路的总功率和电阻R的功率随电流的变化关系如图乙所示，图线1为电路的总功率与电流的关系图线，图线2为电阻R的功率与电流的关系图线．
（1）求电源电压U恒为多少？
（2）当电路电流I=0.5A时，此时滑动变阻器的滑片P处于哪端？（选填“a端”或“b端”），求定值电阻R的阻值为多少？
（3）当滑动变阻器功率为1/3W时，求滑动变阻器接入电路的阻值为多少？
答案：（1）求电源电压为3V；
（2）电路电流I=0.5A时，此时滑动变阻器的滑片P处于a端，定值电阻R的阻值为6Ω；
（3）当滑动变阻器功率为1/3W时，滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω或3Ω．
解析：（1）根据图象和电功率计算公式P=UI即可求出电源电压；
（2）根据P=UI可知，当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，据此判断滑片的位置；并根据欧姆定律的变形公式求出定值电阻R的阻值；
（3）根据欧姆定律I=U/R和P=UI表示出滑动变阻器的功率，然后可求出滑动变阻器接入电路的阻值．
点评：本题本题的突破口从图象中判断电路中的最大电流以及最大功率。结合欧姆定律及功率公式的应用是关键．
开关情况
滑片P的位置
电流表A的示数
S闭合，S1、S2断开
位于中点
0.3A
S、S1、S2均闭合
位于最右端
0.8A
五、与焦耳定律有关的电功、电功率计算题
【例题8】如图所示的电路中，电源电压恒为12V，R2的最大阻值为40Ω，根据表中的操作及记录，求：（1）R1的阻值。（2）在“S闭合，S1、S2断开”情况下，电阻R110min产生的热量。（3）若S、S1、S2均闭合时灯L恰好正常发光，求小灯泡的额定功率。
答案：（1）20Ω；（2）1080J；（3）6W。
解析：（1）S闭合，S1、S2断开时，R1与R2串联，滑片P位于中点，R2接入电路的阻值为20Ω。可求出总电阻R总=40Ω，所以R1=R总－R2=40Ω－20Ω=20Ω。（2）根据焦耳定律得到Q=I2R1t=（0.3A）2×20Ω×600s=1080J。（3）当S、S1、S2均闭合时，灯L与R2并联，滑片P位于最右端，R2接入电路的阻值为40Ω。根据欧姆定律流经R2电流为I2=0.3A，IL=I－I2=0.8A－0.3A=0.5A。所以，灯泡的额定功率为：PL=ULIL=12V×0.5A=6W。
点拨：根据电键情况判断电路连接，结合串并联特点、焦耳定律、欧姆定律和电功率计算式求解电学问题，这是一道应用电学规律最全的物理问题。
六、以热力电综合为素材的电功率计算
【例题9】饮水机是一种常见的家用电器，具有加热、保温、制冷三项功能，加热和保温的工作电路，可简化为如图所示，其中S是一个温控开关，R为发热板，当开关S接a时，饮水机处于加热状态，当水达到一定温度时，开关S自动切换到b，饮水机处于保温状态，其主要功能技术参数见表格，求：
额定电压
220W
总功率
620W
额定频率
50Hz
保险柜容积
16L
加热功率
550W
环境温度
10℃～38℃
制冷功率
70W
环境温度
≤90%
制热水能力
≥90℃6L/h
耗电量
1.2kW•h/24h
制冷水能力
≤15℃0.7L/h
防触电类
1类
（1）该饮水机正常工作1个月（以30天计算）用电多少度？
（2）若水的比热容c=4.2×103J/kg•℃，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，若该饮水机将0.7L的水从35℃降至15℃，则水释放多少焦耳的热量？
（3）若保温时功率为加热时功率的0.2倍，电阻R1的阻值是多少？
答案：（1）36度；（2）58800J；（3）352Ω．
解析：（1）由P=得该饮水机正常工作一个月所用电能为：
W=Pt=1.2kW•h×30=36kW•h=36度；
（2）由ρ=可得水的质量为：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.7×10﹣3 m3=0.7kg
水放出的热量为：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.7kg×（35℃﹣15℃）=58800J；
（3）由电路图可知，当开关S接a时，电路中电阻最小，处于加热状态，则由P=可得：
电阻R===88Ω，
当开关接b时，两电阻串联，电路中电阻最大，处于保温状态，
则保温时的总电阻：
R总===440Ω，
因此R1=R总﹣R=440Ω﹣88Ω=352Ω．
点拨：此题考查学生对于电功、密度、热量和电功率的理解和掌握，很综合，有一定难度
（1）因为正常工作，利用W=Pt即可求出所用电能；
（2）利用水的放热公式，求出水放出的热量；
（3）根据P=分别求出加热电阻和保温总电阻，结合串联电阻特点求出R1．
七、与电功率有关的和中考难度一致的精品训练试题（含答案）
1．如图所示，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大
C．灯泡L变暗 D．电路中的总功率变大
答案：D．
2．如图所示，电源电压U不变．只闭合开关S1，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，电阻RA的电功率为PA，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表的示数为U2=2V，同时闭合S1、S2，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表的示数为U3，电流表的示数为I3，电阻RB的电功率PB=0.675W，电路的总功率为P3．已知：RA=15Ω，RB=30Ω，PA：PB=8：9，U1：U3=2：1．则下列计算结果正确的是（ ）
A．I1：I3=4：3 B．R1：R2=2：1 C．U=12V D．P3=0.9W
答案：AD．
3．如图电路中，电源电压保持不变．闭合开关S，当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为8伏，10秒内定值电阻R1做功为20焦；当滑片P移到滑动变阻器的中点时，电压表的示数为6伏．下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为14伏
B．滑动变阻器R的最大阻值为8欧
C．滑片在b端，电流表示数为0.75安
D．电路先后两次消耗的总电功率之比为2：3
答案：D．
4．小明家电能表本月初的示数为，本月底的示数如图所示，小明家本月消耗的电能为 kw•h，如果按0.5元/（kw•h）的电价计费．本月应付电费 元，该电能表的参数表明，小明家能同时使用的用电器总功率不得超过 W．
答案：130；65；2200．
5．某款迷你电饭煲有加热和保温两档．其电路如图所示，已知R1=88Ω，R2=2112Ω．开关S置于 （选填“1”或“2”）时是保温挡，保温10min产生的热量是 J．
答案：2；13200．
6.如图所示电路，电源电压为6V，R1=10Ω，R2=20Ω，当S1、S2、S3闭合时，电路消耗的总功率为 W；当闭合S1，断开S2、S3时，电压表示数为3V，则10s内R3产生的热量为 J，此时R1的功率与S1、S2、S3闭合时R1的功率的比值为 ．
答案：5.4；9；1：4．
7．一只电烙铁的铭牌上标着“220V 100W”的字样，它正常工作时，电压是 V，电阻是 Ω．
答案：220；484．
8.在如图的电路中，电源电压恒为12V，定值电阻R0为50Ω，滑动变阻器的最大值为50Ω，小灯泡上标有“6V”字样，不考虑灯丝电阻变化．若开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，电流表示数为 A．若开关S闭合，S1、S2都断开，当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，电流表的示数为0.4A，则小灯泡的额定电功率是 W．
答案：0.48；3.6．
9．如图是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图象．现将它们并联后接在电压为2V的电源两端，则干路中的电流是 A，小灯泡L的实际电功率是 W．
答案：0.8；1.2．
10.如图所示，电源电压为3V，小灯泡L标有“2.5V 1W”字样．闭合开关后，小灯泡L正常发光．求：（1）通过小灯泡L的电流；（2）通电60s，电阻R消耗的电能．
答案：（1）通过小灯泡L的电流为0.25A；（2）通电60s，电阻R消耗的电能为12J．
11．在如图所示的路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20欧，闭合电键S，两电流表的示数分别为0.8安和0.3安．
①求电源电压U．
②求通过电阻R2的电流I2．
③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电源的电功率变化了0.6瓦，求电阻R0的阻值．
答案：①电源电压U为6V；
②通过电阻R2的电流I2为0.5A；
③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电源的电功率变化了0.6瓦，电阻R0的阻值为10Ω或15Ω．
12.用四个相同的灯泡L1、L2、L3、L4和定值电阻R1、R2，组成如图所示两个电路．图中U甲=12V，U乙=6V．闭合开关，四个灯泡均正常发光．求：
（1）通过L1和L2的电流之比为 ；（此项只需填写结果即可）
（2）甲、乙两电路的总功率之比；
（3）定值电阻R1、R2的阻值之比．
答案：（1）通过L1和L2的电流之比为 1：1；
（2）甲、乙两电路的总功率之比为1：1．
（3）定值电阻R1、R2的阻值之比为4：1．
13．如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为10Ω．闭合开关S，电流表A1的示数为2A，电流表A2的示数为0.8A．求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1消耗的电功率．
答案：（1）电源电压为8V；
（2）电阻R1消耗的电功率为9.6W．
14．如表所示为某电烤箱的铭牌，高温档额定功率模糊不清．如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图．R1和R2均为电热丝，R2=72.6Ω．电烤箱开关接1时是低温档，接2时是高温档．求：
（1）电烤箱在低温档正常工作10min电流做的功；
（2）R1的阻值；
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温档工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压．
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温档
×××W
低温档
400W
答案：（1）电烤箱在低温档正常工作10min电流做的功为2.4×105J；
（2）R1的阻值为48.4Ω；
（3）此时家庭电路两端的实际电压为198V．
15．如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”的字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时．电流表示数为1.2A．这时灯L正常发光（忽略温度对灯丝电阻的影响），求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）若将开关S1、S2都断开．此时灯L实际消耗的功率是多少？
答案：（1）电源电压为12V；
（2）电阻R1的阻值为60Ω；
（3）若将开关S1、S2都断开．此时灯L实际消耗的功率是3W．
16．如图所示，定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，灯泡L上标有“3V 0.6W”的字样．只闭合开关S、S1，并把R的滑片移到最右端，电流表的示数为0.1A．
（1）电源电压为多少？
（2）若三个开关都闭合，R的滑片移到最左端，此时电路的总功率为多少？
答案：（1）电源电压为3V；
（2）若三个开关都闭合，R的滑片移到最左端，此时电路的总功率为1.5W．
专题九 中考电功率计算题解析策略
全国各地中考试卷里涉及电功率计算的题型有选择题、填空题、综合应用题，有时在实验探究题里也涉及。各地中考每年都要出现15分左右的电功率计算题，电功率计算是中考难点，也是重点，更是必考点。加大这方面复习训练的力度，掌握考题类型，应用不同的规律各个突破。希望同学们认真学习本文。
一、以电能表为素材，求解电功率的相关问题
【例题1】学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶的电功率和热效率．他把质量为1kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中，然后把家中的用电器都与电源断开，仅让电水壶工作，在5分钟内将这壶水烧开（在标准器压下），他观察到电能表转盘转了70转．试求：
（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？
（2）电水壶的电功率为多少？
（3）电水壶的热效率为多少？
答案：（1）3.36×105J；（2）1400W；（3）80%．
解析：知道水的质量、初温、末温（在标准器压下水的沸点为100℃）以及比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；600Revs/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转600r，据此求出转盘转70r消耗的电能，根据P=W/t求出电水壶的电功率；水吸收的热量和消耗电能的比值即为电水壶的热效率．
（1）在标准器压下水的沸点为100℃，则水吸收热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J；
（2）电能表转盘转了70转消耗电能：W=70600kW•h=70600×3.6×106J=4.2×105J，
电水壶的电功率：P=W/t=1400W；
（3）电水壶的热效率：η=Q吸/W×100%=×100%=80%．
点拨：本题考查了吸热公式和电功率公式、效率公式的应用，明白电能表参数的含义是关键．
【例题2】为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路，观察电能表，发现在1min内电能表转盘转动15圈．电能表的部分技术参数如表，该电热杯的电功率是 （ ）
A．300W B． 30W C．150W D．200W
答案：A．
解析：电能表表盘上数据3000revs/（kW•h）的物理意义是每千瓦时的转数，换一句话就是指电能表表盘转3000revs，电路消耗的电能为1kW•h.这样
转盘转动15转消耗电能：W=(15×1)/3000kW•h=0.005kW•h=1.8×104J，
需要的时间为t=1min=60s，
用电器的功率：P=W/t= 1.8×104J /60s =300W．
点评：本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，关键是要将公式掌握好．转盘转动15转消耗电能的求解是难点，要分析表格数据给出的有用信息。
二、与滑动变阻器相关的电功率计算
【例题3】如图所示电路，电源电压为4.5V，定值电阻R的阻值为10Ω，电压表接入0～3V量程，电流表接入0～0.6A量程，滑动变阻器标有“20Ω 1A”，闭合开关，在保证各元件安全的情况下，下列说法正确的是 （ ）
A．电流表示数变化范围0.3A～0.6A
B．电压表示数变化范围1.5V～3V
C．滑动变阻器阻值变化范围5Ω～20Ω
D．电路总功率最大值2.7W
答案：BC．
解析：由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当电压表的示数UR=3V时，电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流I大=0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大，
此时电路中的总电阻：R总=U/I大=4.5V/0.3A=15Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑=R总-R=15Ω-10Ω=5Ω
则滑动变阻器阻值变化范围5Ω～20Ω，故C正确；
电路消耗的最大功率：P大=UI大=4.5V×0.3A=1.35W，故D错误；
（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，电压表的示数最小，
则电路中的最小电流：I小=U/(R+R滑大)==0.15A
所以，电流表示数变化范围0.15A～0.3A，故A错误；
电压表的最小示数：UR′=I小R=0.15A×10Ω=1.5V，
所以，电压表示数变化范围1.5V～3V，故B正确．
点拨：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电路中最大电流的确定，对于选择题只要有一处错误即可判断本选项错误．
三、与串并联电路特点及欧姆定律应用相关的电功率计算
【例题4】L1灯规格为“6V 3W”，L2灯规格为“3V 3W”，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是 （ ）
A． L1与L2灯丝电阻之比为2：1
B． 两灯串联，当电路中电流为0.5A时，L2灯两端电压为3V
C． 两灯并联，当一个灯正常发光时，通过另一个灯的电流为1A
D． 两灯并联在3V电压下，L1灯与L2灯消耗的实际功率之比为1：4
答案：D．
解析：A．根据P=得：
R1===12Ω，R2===3Ω，
所以R1：R2=12Ω：3Ω=4：1，故A错误；
B．两灯串联，当电路中电流为0.5A时，
I=I1=I2=0.5A，
由I=，U2=I2R2=0.5A×3Ω=1.5V，故B错误；
C．两灯并联时，U=U1=U2，为使一个灯正常发光，另一灯又不能烧坏，
所以电源U=U1′=U2′=3V，即L2可以正常发光，
此时通过L1的电流，I1===0.25A，故C错误；
D．两灯并联在3V电压下，U1′=U2′
P1实：P1实=：=R2：R1=1：4．故D正确．
点拨：本题考查了串联和并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，灵活运用公式是解题的关键．
【例题5】如图所示，电源电压为12V，且保持不变。已知滑动变阻器的最大阻值为24Ω。定值电阻R0为20Ω，小灯泡上标有“8V 4W”字样，求：
（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？
（2）当S闭合，S1、S2都断开时，使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为多大？
（3）当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小?这个最小功率是多少？
答案：（1）RL＝16Ω IL＝0.5A（2）8Ω
（3）滑片在最左端时，整个电路消耗的总功率最小为13.2W
解析：（1）RL＝＝＝16Ω IL＝＝＝0.5A
（2）当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡L串联，要使灯泡正常发光，则
I＝IL＝0.5A R串＝＝＝24Ω
R＝R串－RL＝24Ω－16Ω＝8Ω
（3）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L被短路，滑动变阻器与R0并联，在滑动变阻器接入电路的阻值最大时，及滑片在最左端时，整个电路消耗的总功率最小。
I滑＝＝＝0.5A I0＝＝＝0.6A
I最小＝I滑+I0＝0.5A＋0.6A＝1.1A
P最小＝UI最小＝12V×l.1A＝13.2W
点评：本题考查电键的作用和串并联电路特点，结合欧姆定律、电功率计算。是一道电学综合题，属于各地市中考重点复习训练范围的内容。
四、考查与I-U图像相关的电功率计算
【例题6】如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是 （ ）
A．电源电压为12V
B．滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C．该电路总功率变化范围为12W～24W
D．小灯泡的额定功率为12W
答案：ABC．
解析：（1）由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，
由图象可知，电源的电压U=UL=12V，电路中的电流I=2A，故A正确；
则灯泡的额定功率：
PL=ULI=12V×2A=24W，故D错误；
（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，
由图象可知，灯泡两端的电压UL′=3V，电路中的电流I′=1A，
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﹣UL′=12V﹣3V=9V，
由I=可得，滑动变阻器的最大阻值：
R===9Ω，故B正确，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路的功率最大，最大功率P大=PL=24W，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的功率最小，最小功率P小=UI′=12V×1A=12W，
则该电路总功率变化范围为12W～24W，故C正确．
点拨：由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡两端的电压和额定电压相等也是电源的电压，根据P=UI求出灯泡的电功率即为额定功率；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，由图可知电表的示数，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路的总功率最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路的总功率最小，根据P=UI求出电路消耗的最小总功率，然后得出答案．
【例题7】电路图如图甲所示，R为定值电阻，电源电压恒定，改变滑动变阻器滑片P的位置，电路的总功率和电阻R的功率随电流的变化关系如图乙所示，图线1为电路的总功率与电流的关系图线，图线2为电阻R的功率与电流的关系图线．
（1）求电源电压U恒为多少？
（2）当电路电流I=0.5A时，此时滑动变阻器的滑片P处于哪端？（选填“a端”或“b端”），求定值电阻R的阻值为多少？
（3）当滑动变阻器功率为1/3W时，求滑动变阻器接入电路的阻值为多少？
答案：（1）求电源电压为3V；
（2）电路电流I=0.5A时，此时滑动变阻器的滑片P处于a端，定值电阻R的阻值为6Ω；
（3）当滑动变阻器功率为1/3W时，滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω或3Ω．
解析：（1）根据图象和电功率计算公式P=UI即可求出电源电压；
（2）根据P=UI可知，当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，据此判断滑片的位置；并根据欧姆定律的变形公式求出定值电阻R的阻值；
（3）根据欧姆定律I=U/R和P=UI表示出滑动变阻器的功率，然后可求出滑动变阻器接入电路的阻值．
点评：本题本题的突破口从图象中判断电路中的最大电流以及最大功率。结合欧姆定律及功率公式的应用是关键．
开关情况
滑片P的位置
电流表A的示数
S闭合，S1、S2断开
位于中点
0.3A
S、S1、S2均闭合
位于最右端
0.8A
五、与焦耳定律有关的电功、电功率计算题
【例题8】如图所示的电路中，电源电压恒为12V，R2的最大阻值为40Ω，根据表中的操作及记录，求：（1）R1的阻值。（2）在“S闭合，S1、S2断开”情况下，电阻R110min产生的热量。（3）若S、S1、S2均闭合时灯L恰好正常发光，求小灯泡的额定功率。
答案：（1）20Ω；（2）1080J；（3）6W。
解析：（1）S闭合，S1、S2断开时，R1与R2串联，滑片P位于中点，R2接入电路的阻值为20Ω。可求出总电阻R总=40Ω，所以R1=R总－R2=40Ω－20Ω=20Ω。（2）根据焦耳定律得到Q=I2R1t=（0.3A）2×20Ω×600s=1080J。（3）当S、S1、S2均闭合时，灯L与R2并联，滑片P位于最右端，R2接入电路的阻值为40Ω。根据欧姆定律流经R2电流为I2=0.3A，IL=I－I2=0.8A－0.3A=0.5A。所以，灯泡的额定功率为：PL=ULIL=12V×0.5A=6W。
点拨：根据电键情况判断电路连接，结合串并联特点、焦耳定律、欧姆定律和电功率计算式求解电学问题，这是一道应用电学规律最全的物理问题。
六、以热力电综合为素材的电功率计算
【例题9】饮水机是一种常见的家用电器，具有加热、保温、制冷三项功能，加热和保温的工作电路，可简化为如图所示，其中S是一个温控开关，R为发热板，当开关S接a时，饮水机处于加热状态，当水达到一定温度时，开关S自动切换到b，饮水机处于保温状态，其主要功能技术参数见表格，求：
额定电压
220W
总功率
620W
额定频率
50Hz
保险柜容积
16L
加热功率
550W
环境温度
10℃～38℃
制冷功率
70W
环境温度
≤90%
制热水能力
≥90℃6L/h
耗电量
1.2kW•h/24h
制冷水能力
≤15℃0.7L/h
防触电类
1类
（1）该饮水机正常工作1个月（以30天计算）用电多少度？
（2）若水的比热容c=4.2×103J/kg•℃，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，若该饮水机将0.7L的水从35℃降至15℃，则水释放多少焦耳的热量？
（3）若保温时功率为加热时功率的0.2倍，电阻R1的阻值是多少？
答案：（1）36度；（2）58800J；（3）352Ω．
解析：（1）由P=得该饮水机正常工作一个月所用电能为：
W=Pt=1.2kW•h×30=36kW•h=36度；
（2）由ρ=可得水的质量为：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.7×10﹣3 m3=0.7kg
水放出的热量为：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.7kg×（35℃﹣15℃）=58800J；
（3）由电路图可知，当开关S接a时，电路中电阻最小，处于加热状态，则由P=可得：
电阻R===88Ω，
当开关接b时，两电阻串联，电路中电阻最大，处于保温状态，
则保温时的总电阻：
R总===440Ω，
因此R1=R总﹣R=440Ω﹣88Ω=352Ω．
点拨：此题考查学生对于电功、密度、热量和电功率的理解和掌握，很综合，有一定难度
（1）因为正常工作，利用W=Pt即可求出所用电能；
（2）利用水的放热公式，求出水放出的热量；
（3）根据P=分别求出加热电阻和保温总电阻，结合串联电阻特点求出R1．
七、与电功率有关的和中考难度一致的精品训练试题（含答案）
1．如图所示，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大
C．灯泡L变暗 D．电路中的总功率变大
答案：D．
2．如图所示，电源电压U不变．只闭合开关S1，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，电阻RA的电功率为PA，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表的示数为U2=2V，同时闭合S1、S2，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表的示数为U3，电流表的示数为I3，电阻RB的电功率PB=0.675W，电路的总功率为P3．已知：RA=15Ω，RB=30Ω，PA：PB=8：9，U1：U3=2：1．则下列计算结果正确的是（ ）
A．I1：I3=4：3 B．R1：R2=2：1 C．U=12V D．P3=0.9W
答案：AD．
3．如图电路中，电源电压保持不变．闭合开关S，当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为8伏，10秒内定值电阻R1做功为20焦；当滑片P移到滑动变阻器的中点时，电压表的示数为6伏．下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为14伏
B．滑动变阻器R的最大阻值为8欧
C．滑片在b端，电流表示数为0.75安
D．电路先后两次消耗的总电功率之比为2：3
答案：D．
4．小明家电能表本月初的示数为，本月底的示数如图所示，小明家本月消耗的电能为 kw•h，如果按0.5元/（kw•h）的电价计费．本月应付电费 元，该电能表的参数表明，小明家能同时使用的用电器总功率不得超过 W．
答案：130；65；2200．
5．某款迷你电饭煲有加热和保温两档．其电路如图所示，已知R1=88Ω，R2=2112Ω．开关S置于 （选填“1”或“2”）时是保温挡，保温10min产生的热量是 J．
答案：2；13200．
6.如图所示电路，电源电压为6V，R1=10Ω，R2=20Ω，当S1、S2、S3闭合时，电路消耗的总功率为 W；当闭合S1，断开S2、S3时，电压表示数为3V，则10s内R3产生的热量为 J，此时R1的功率与S1、S2、S3闭合时R1的功率的比值为 ．
答案：5.4；9；1：4．
7．一只电烙铁的铭牌上标着“220V 100W”的字样，它正常工作时，电压是 V，电阻是 Ω．
答案：220；484．
8.在如图的电路中，电源电压恒为12V，定值电阻R0为50Ω，滑动变阻器的最大值为50Ω，小灯泡上标有“6V”字样，不考虑灯丝电阻变化．若开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，电流表示数为 A．若开关S闭合，S1、S2都断开，当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，电流表的示数为0.4A，则小灯泡的额定电功率是 W．
答案：0.48；3.6．
9．如图是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图象．现将它们并联后接在电压为2V的电源两端，则干路中的电流是 A，小灯泡L的实际电功率是 W．
答案：0.8；1.2．
10.如图所示，电源电压为3V，小灯泡L标有“2.5V 1W”字样．闭合开关后，小灯泡L正常发光．求：（1）通过小灯泡L的电流；（2）通电60s，电阻R消耗的电能．
答案：（1）通过小灯泡L的电流为0.25A；（2）通电60s，电阻R消耗的电能为12J．
11．在如图所示的路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20欧，闭合电键S，两电流表的示数分别为0.8安和0.3安．
①求电源电压U．
②求通过电阻R2的电流I2．
③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电源的电功率变化了0.6瓦，求电阻R0的阻值．
答案：①电源电压U为6V；
②通过电阻R2的电流I2为0.5A；
③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电源的电功率变化了0.6瓦，电阻R0的阻值为10Ω或15Ω．
12.用四个相同的灯泡L1、L2、L3、L4和定值电阻R1、R2，组成如图所示两个电路．图中U甲=12V，U乙=6V．闭合开关，四个灯泡均正常发光．求：
（1）通过L1和L2的电流之比为 ；（此项只需填写结果即可）
（2）甲、乙两电路的总功率之比；
（3）定值电阻R1、R2的阻值之比．
答案：（1）通过L1和L2的电流之比为 1：1；
（2）甲、乙两电路的总功率之比为1：1．
（3）定值电阻R1、R2的阻值之比为4：1．
13．如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为10Ω．闭合开关S，电流表A1的示数为2A，电流表A2的示数为0.8A．求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1消耗的电功率．
答案：（1）电源电压为8V；
（2）电阻R1消耗的电功率为9.6W．
14．如表所示为某电烤箱的铭牌，高温档额定功率模糊不清．如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图．R1和R2均为电热丝，R2=72.6Ω．电烤箱开关接1时是低温档，接2时是高温档．求：
（1）电烤箱在低温档正常工作10min电流做的功；
（2）R1的阻值；
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温档工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压．
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温档
×××W
低温档
400W
答案：（1）电烤箱在低温档正常工作10min电流做的功为2.4×105J；
（2）R1的阻值为48.4Ω；
（3）此时家庭电路两端的实际电压为198V．
15．如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”的字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时．电流表示数为1.2A．这时灯L正常发光（忽略温度对灯丝电阻的影响），求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）若将开关S1、S2都断开．此时灯L实际消耗的功率是多少？
答案：（1）电源电压为12V；
（2）电阻R1的阻值为60Ω；
（3）若将开关S1、S2都断开．此时灯L实际消耗的功率是3W．
16．如图所示，定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，灯泡L上标有“3V 0.6W”的字样．只闭合开关S、S1，并把R的滑片移到最右端，电流表的示数为0.1A．
（1）电源电压为多少？
（2）若三个开关都闭合，R的滑片移到最左端，此时电路的总功率为多少？
答案：（1）电源电压为3V；
（2）若三个开关都闭合，R的滑片移到最左端，此时电路的总功率为1.5W．
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