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人教版九年级物理全一册同步考点专题训练18.2电功率(原卷版+解析)
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这是一份人教版九年级物理全一册同步考点专题训练18.2电功率(原卷版+解析)，共44页。试卷主要包含了电功率的概念，方法点拨，断开S1等内容，欢迎下载使用。
典例分析＋变式训练
考点1 电功率的概念及额定电压和功率
1、电功率的概念
（1）定义：电流单位时间内所做的功。
（2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
（3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。
2、方法点拨
（1）要分清用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。
电功电功率的比较如下表所示。
（2）熟悉电功率的单位及物理意义，了解电功率的概念。
【典例1】（2021秋•河西区期末）一位电视台记者在讲到某工厂上半年节电5000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”这位记者弄混了两个重要的电学概念，这两个概念是（ ）
A．电能和电流 B．电流和电压 C．电压和电阻 D．电能和电功率
【典例2】（2021秋•阜新县校级期末）如图是一个能吹冷、热风的简化电路，图中A是吹风机（电动机），B是电热丝。若只闭合开关S2则 工作；若 闭合，吹出的是热风。
【变式训练1】（2022•临邑县模拟）下列对生活中一些物理量的估计，最接近实际值的是（ ）
A．人体感觉舒适的温度是37℃ B．人正常步行的速度约18km/h
C．家用空调的电功率约为1000WD．一瓶500mL矿泉水的重力约500N
【变式训练2】（2022•江阴市校级模拟）一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”试问这位记者出现的错误是
。正确的说法是：“这个厂节省的电力可以
”或者“这个厂节省的电力可以 ”。
考点2 电功率的概念及额定电压和功率
1、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
（1）定义：
①用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；
②用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。
2、方法点拨
（1）灯泡铭牌的意义：例如“PZ220-40”，其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路，220表示该灯泡的额定电压是220V，40表示该灯泡的额定功率是40W；
（2）灯泡的亮度取决于实际功率，如果实际功率相等，则亮度相同；
（3）额定功率是唯一的、确定的，不随实际工作电压而改变；实际功率是不确定的，随实际电压而改变；
（4）用电器只有在额定电压下才能正常工作。
【典例3】（2022•安徽模拟）如图所示，为甲、乙两只灯泡的I﹣U图像，它们的额定电压均为6V，则下列说法中错误的是（ ）
A．甲、乙的电流与电压不成正比，是因为它们的电阻随温度的变化而变化
B．甲、乙的额定功率之比为2：1
C．将甲、乙串联在8V电压下，甲可以正常工作
D．将甲、乙并联在2V电压下，干路的总电流为0.5A
【典例4】（2022•花都区一模）已知发光二极管L1与小灯泡L2的额定电压均为2.5V。把它们分别接在图甲、乙所示的电路中，闭合开关调节滑动变阻器使电压表的示数均为2.5V，发现L1比L2亮。用数显电流表测得通过L1的电流远小于通过L2的电流，下列说法正确的是（ ）
A．L1 的实际功率比 L2 大
B．若把 L1 调到亮度和 L2 相当，两灯的实际功率相同
C．L1 的额定功率比 L2 大
D．若把 L1 调到亮度和 L2 相当，L2 的实际功率比 L1 大
【典例5】（2022•鼓楼区校级模拟）如图是某电动玩具车的工作原理示意图。已知电源电压恒为6V，R2的阻值为5Ω，电动机的额定功率为4W，额定电压为5V。开关S1和S2只能同时接“a”或同时接“b”，车前进时能调节电动机的转速，后退时则不能，则当开关S1和S2同时接a时，小车会 （选填“前进“或“后退”）；当车后退时，电流表示数为0.4A，此时电动机的实际功率为 W；当电动机以额定功率工作时，车在水平路面上匀速前进的速度为2m/s，若此时电动机消耗的电能有75%转化为车前进的机械能，此时车受到的阻力是 。
【变式训练1】（2022•青羊模拟）如图是一个手机充电器的铭牌标识，由此我们可以知道（ ）
A．此充电器可在220V电路中使用 B．此充电器最大输出电流为10V
C．此充电器将化学能转化为了电能 D．因4A＞1.2A所以能量不守恒
【变式训练2】（2022•沛县校级模拟）如图所示，电源电压不变，定值电阻R＝18Ω，另有四只额定功率为2W，额定电压分别为4V、6V、8V、10V的灯泡，当把它们分别接在电路中的A、B两端时，实际功率最大的是（ ）（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
A．4V的灯B．6V 的灯C．8V的灯D．10V的灯
【变式训练3】（2022•南开区一模）小明在家中找到了两个LED灯泡，仔细观察发现甲灯泡标有“220V 40W”的字样，乙灯泡标有“220V 11W”的字样，将它们并联接入电路中，两灯均正常工作，此时 （选填“甲”或“乙”）灯更亮，其中甲灯泡的电阻为 Ω。
考点3 电功率与电能、时间的关系
（1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。
（2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）；②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。
【典例6】（2021秋•杭州期末）节能灯已成为家庭照明的主要选择，如图一个11W的节能灯照明亮度和一个40W的白炽灯是相等的，两个灯泡均正常工作时，以下说法不正确的是（ ）
A．节能灯每秒消耗11 J电能 B．节能灯每秒产生的内能大于白炽灯
C．两个灯泡正常工作所需电压是相同的 D．用节能灯替代白炽灯有助于节省电能
【典例7】（2021秋•朝阳县期末）为实现环保目标，我市已建成多个风力发电站。若某小型风力发电机每小时可发电4kW•h，合 J，这些电能可使电功率为50W的照明灯连续正常工作 h，这些电能相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量（已知焦炭的热值为3.0×107J/kg）。
【变式训练1】（2022•薛城区模拟）智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快。当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来适当延长使用时间，这其实是（ ）
A．减小了手机功率 B．增加了电池电量C．增大了电池电压 D．降低了散热能力
【变式训练2】（2021秋•蓬江区期末）两个工作原理相同的电暖器甲和乙，甲的额定功率为1000W，乙的额定功率为1200W，它们在正常工作的情况下，下列说法错误的是（ ）
A．电暖器甲工作一小时，消耗一度电能
B．电流通过电暖器甲做的功比通过电暖气乙做的功少
C．电暖器甲消耗电能比电暖器乙消耗电能慢
D．电暖器甲将电能转化成内能一定比乙慢
【变式训练3】（2021秋•怀安县期末）在家庭电路中 表用来测量用户消耗的电能。标有“220V 1200W”字样的电热水壶正常工作10分钟，消耗电能 千瓦时。
考点4 电功率与电压、电流的关系
（1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大；
（2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比；
（3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。
【典例8】（2022•前进区一模）将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在电源上，假设灯丝的电阻不随温度变化，在保证灯泡安全情况下，则（ ）
A．接在12V的电源上，灯泡L1正常发光 B．接在12V的电源上，灯泡L2可能会烧坏
C．接在15V的电源上，灯泡L1正常发光 D．接在18V的电源上，两个灯都正常发光
【典例9】（2022•乐清市一模）如图甲所示是一种紫外线杀菌筷子盒，内置“220V 4W”的紫外线灯管，装入干燥筷子只需3～5分钟即可完成杀菌消毒，取筷子的原理结构示意如图乙所示，按压A端一次能取出一根筷子，既环保又卫生。
（1）取用筷子时，图乙中的装置是一种 杠杆。
（2）紫外线灯正常工作时通过的电流为 A（保留2位小数），正常工作5min，需消耗电能 J。
【变式训练1】（2022•温江区模拟）下列说法不正确的是（ ）
A．接入电路并使用的用电器越多，总功率就越大
B．电路中的总电流超过电路的容许负载就容易引起火灾
C．只要每个用电器的功率不算很大就可以多用电器同时使用
D．家庭电路中的电压一定，总功率越大，电路中的总电流就越大
【变式训练2】（2022•兴化市一模）LED灯具有节能、环保等特点，被称为第四代照明光源。额定电压为220V、额定功率9W的LED灯，它在相同照明效果下比传统白炽灯光源节能85%。该LED灯泡的额定电流是 A，这个LED灯与功率 的白炽灯亮度相当。
【变式训练3】（2022•泰兴市校级模拟）“220V 22W”的节能灯正常工作时电流为 A，这种节能灯与100W的白炽灯的亮度相当，则与白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，这种节能灯可以节约电能 %，已知白炽灯的发光效率为11%，则这种节能灯的发光效率为 %。
考点5 电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
（1）分析比较用电器的电功率：
首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑：
①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便；
串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）
②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）
（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【典例10】（2022•高要区一模）交警部门严格规定酒后禁驾，人体酒精含量≥0.2mg/mL属于酒驾。如图甲是检测酒精浓度的测试仪原理图，图乙是酒精浓度与电阻R1的关系图象，电源电压恒定为8V，R2为定值电阻。当酒精浓度为0时，电压表示数为2V。下列说法正确的是（ ）
A．随着酒精浓度的增大，电流表的示数变大，电压表的示数变小
B．若把电流表和电压表的位置互换，闭合开关，两表的读数均为零
C．当酒精浓度为0时，电路10s消耗的电能约为2.7J
D．当电阻R2消耗的电功率为0.8W时，驾驶员酒精气体浓度为0.3mg/mL，属于酒后驾驶
【典例11】（2022•平顶山一模）有一定值电阻R与一小灯泡L，通过它们的电流I与它们两端的电压U的U﹣I图像如图所示，将R和L并联接在电压为4V的电源两端，此时干路中的电流是 A，定值电阻R为 Ω。将R和L串联接在电压为4V的电源两端，此时小灯泡消耗的电功率为 W。
【典例12】（2022春•盐城期中）如图所示，图甲为某烧水壶的简化电路图，R1和R2为发热丝，S1为总开关，S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，乙图为某次加热、保温过程的总功率与时间的关系图像，求：
（1）加热过程中，电路中的电流。
（2）本次工作过程共消耗的电能。
（3）R1的阻值。
【变式训练1】（2022•邹城市模拟）某品牌养生锅具有加热和保温两挡，额定电压为220V，图甲是其电路原理图，S为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。此养生锅在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示，下列说法错误的是（ ）
A．开关S接触点2时，养生锅处于加热状态
B．养生锅处于加热状态时的功率是800W
C．P﹣t图像与坐标轴围成的面积表示电功
D．R2的阻值为181.5Ω
【变式训练2】（2022•双流区模拟）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“4V 2W”字样的灯泡L（忽略灯丝电阻变化），闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，滑片P再向上移动一段距离，R的阻值变化了6Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为6W。R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有4Ω、6Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是（ ）
A．I＝0.4A B．U＝10V C．U2可能是2.5V D．P1可能是1.5W
【变式训练3】（2022•兴平市模拟）如图甲所示，铅笔芯与滑动变阻器串联在电压恒为6V的电路中，闭合开关，滑动变阻器的滑片从A端向B端移动，电流表的示数
（选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不变”）；电流表和电压表示数如图乙所示，当电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω；当滑动变阻器两端电压为1V时，铅笔芯的功率为 W。
【变式训练4】（2022•新都区模拟）如图所示，电源电压恒为12V，小灯泡L上标有“4V 1.6W”字样且灯丝电阻保持不变，电流表A的量程为0～3A，电流表A的量程为0～3A，电流表A1的量程为0～0.6A，滑动变阻器R2可以是“10Ω 1A”和“100Ω 0.5A”两种规格的其中之一。当只闭合开关S、S1时，小灯泡正常发光，求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）开关全部闭合时，在保证电路安全情况下，应选哪种规格的滑动变阻器，此时电路的最大电功率是多少。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•西湖区校级模拟）下列家用电器中，正常工作一小时耗电最接近1kW•h的是（ ）
A．手提电脑B．洗衣机C．冰箱D．空调机
2．（2022•本溪模拟）人类大脑十分神奇，大脑可以处理复杂的信息而功率只有40W。这个功率相当于下列哪个用电器正常工作时的电功率（ ）
A．暖手宝B．白炽灯泡
C．台式电脑D．智能手表
3．（2022•青海一模）L1、L2是两只分别标有“220V 60W”和“220V 40W”的灯泡，若将它们串联后接入220V的家庭电路，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L1，比灯泡L2亮B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两只灯泡一样亮D．无法判断
4．（2022•道里区模拟）标有“6V 6W”、“3V 3W”的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），若将它们串联接在某电源上，两灯都发光，下列说法不正确的是（ ）
A．灯L1比灯L2亮 B．灯L1、L2的实际功率之比为2：1
C．灯L1和灯L2两端电压之比为1：2D．电源电压为9V时，灯L1、L2都正常发光
5．（2022•禅城区一模）如图，小灯泡甲标有“12V，6W”的字样，乙灯泡标有“12V，8W”的字样，电源电压为12V，则下列说法中正确的是（ ）
A．S1、S3闭合，S2断开时，甲灯比乙灯亮
B．S2闭合，S、S3断开时，乙灯比甲灯亮
C．S1、S2、S3都闭合时，仅乙灯亮，甲灯不亮
D．仅S1闭合时甲灯的亮度超过仅S2闭合时两灯的总亮度
6．（2021秋•姑苏区校级期末）智能手机耗电达到一定值时，会自动提示用户采用或转入“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（ ）
A．减小了电池的输出电流B．增大了电池的输出电压
C．减小了电池的供电效率D．增大了电池的输出功率
7．（2022•南川区模拟）如图所示电路，滑动变阻器R1的规格为“60Ω 0.5A”，定值电阻R2阻值为20Ω，小灯泡L标有“3V 1.2W”字样，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～3A。只闭合开关S、S2和S3，R2消耗的电功率为1.8W。（假设电源电压保持不变，忽略温度对灯泡电阻的影响）关于此电路的说法不正确的是（ ）
A．只闭合开关S，电路连接方式为R1和L串联
B．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的最大功率为1.2W
C．只闭合开关S、S2和S3，电路的最小总功率为2.4W
D．只闭合开关S，电路的最大总功率为1.2W
8．（2022•雁塔区校级模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列说法错误的是（ ）
A．滑动变阻器的最大阻值是20Ω B．R0的阻值是10Ω
C．电源电压为8V D．电路消耗的最大电功率为14.4W
二、填空题。
9．（2022•三元区模拟）如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定不变。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲、乙两电路中流过L1的电流I1：I1'＝ ，L2消耗的实际功率P2 P2'（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
10．（2022•铜仁市一模）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，若开关S1、S2断开，S闭合，电流表示数为0.2A，则电源电压是 6 V，若S、S1、S2都闭合时，电流表示数为0.9A，则电阻R3消耗的功率是 1.8 W。
三、计算题。
11．（2022•思明区校级模拟）如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。只闭合S1时为低温挡，电路的总功率为110W，高温挡的功率为990W。求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
12．（2022•南昌模拟）如图甲所示，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”，当闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片在某个位置时，灯泡L正常发光，此时电流表和电压表的示数如图乙、丙所示。
（1）求电源电压；
（2）求灯泡L的额定功率；
（3）不改变电路连接，当闭合开关S1、S2、S3，滑动变阻器接入电路中的阻值为30Ω时，电流表的指针刚好满偏，求电阻R3的阻值。
13．（2022春•亭湖区校级期中）生活中的许多电热器都有高、中、低多个挡位，如图为电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻组成的模拟电路。已知R1＝20Ω，R2＝30Ω，请计算：
（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电1min电路消耗的电能；
（3）该电路模拟高温挡时的功率大小。
物理量
物理意义
定义
公式
单位
测量
电功（W）
表示用电器消耗电能的多少
电流做功的多少
W=Pt
W=UIt
焦耳
千瓦时（度）
电能表
电功率（P）
表示电流做功的快慢
单位时间内电流所做的功
P=UI
瓦特
千瓦
用电压表、电流测量
型号
SDS﹣15X05
容量
1L
额定电压
220V
额定频率
50Hz
加热功率
1210W
保温功率
40W
18.2 电功率（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电功率的概念及额定电压和功率
1、电功率的概念
（1）定义：电流单位时间内所做的功。
（2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
（3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。
2、方法点拨
（1）要分清用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。
电功电功率的比较如下表所示。
（2）熟悉电功率的单位及物理意义，了解电功率的概念。
【典例1】（2021秋•河西区期末）一位电视台记者在讲到某工厂上半年节电5000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”这位记者弄混了两个重要的电学概念，这两个概念是（ ）
A．电能和电流 B．电流和电压 C．电压和电阻 D．电能和电功率
【答案】D。
【解答】解：某工厂上半年共节电5000kW•h，即节省的电能是5000kW•h；这只电吹风是500W的，500W是指电吹风的电功率，10000个这样的吹风机总功率为5000kW，二者不能直接划等号，根据t＝可知，正确说法是这个厂节省的电能可以使10000个这样的吹风机工作1小时。
故选：D。
【典例2】（2021秋•阜新县校级期末）如图是一个能吹冷、热风的简化电路，图中A是吹风机（电动机），B是电热丝。若只闭合开关S2则 都不 工作；若 Sl、S2 闭合，吹出的是热风。
【答案】都不；Sl、S2。
【解答】解：（1）若只闭合开关S2，电路中无电流，吹风机和电热丝都不工作；
（2）若将开关Sl、S2都闭合，电动机与电热丝并联后连接在电源上，电流分两路分别经过电动机和电热丝，它们都工作，则电吹风吹出的是热风。
故答案为：都不；Sl、S2。
【变式训练1】（2022•临邑县模拟）下列对生活中一些物理量的估计，最接近实际值的是（ ）
A．人体感觉舒适的温度是37℃ B．人正常步行的速度约18km/h
C．家用空调的电功率约为1000WD．一瓶500mL矿泉水的重力约500N
【答案】C。
【解答】解：A、人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在23℃左右，故A不符合实际；
B、人正常步行的速度约为1.1m/s＝1.1×3.6km/h≈4km/h，故B不符合实际；
C、家用空调属于大功率用电器，其电功率约为1000W，故C符合实际；
D、一瓶500mL矿泉水的质量约为500g＝0.5kg，重力约G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N，故D不符合实际。
故选：C。
【变式训练2】（2022•江阴市校级模拟）一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”试问这位记者出现的错误是 电能和电功率混淆了 。正确的说法是：“这个厂节省的电力可以 使这只0.5千瓦的电吹风工作10000小时 ”或者“这个厂节省的电力可以 使10000个这样的吹风机工作1小时 ”。
【答案】电能和电功率混淆了；使这只0.5千瓦的电吹风工作10000小时；使10000个这样的吹风机工作1小时。
【解答】解：某工厂上半年共节电5000kW•h，即节省的电能是5000kW•h；这只电吹风是500瓦，也就是0.5kW，0.5kW是指电吹风的电功率，所以这个记者把电能和电功率混淆了；正确的说法是：这个厂节省的电能可以使这只0.5千瓦的电吹风工作＝10000小时；或者说这个厂节省的电能可以使10000个这样的吹风机工作1小时。
故答案为：电能和电功率混淆了；使这只0.5千瓦的电吹风工作10000小时；使10000个这样的吹风机工作1小时。
考点2 电功率的概念及额定电压和功率
1、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
（1）定义：
①用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；
②用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。
2、方法点拨
（1）灯泡铭牌的意义：例如“PZ220-40”，其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路，220表示该灯泡的额定电压是220V，40表示该灯泡的额定功率是40W；
（2）灯泡的亮度取决于实际功率，如果实际功率相等，则亮度相同；
（3）额定功率是唯一的、确定的，不随实际工作电压而改变；实际功率是不确定的，随实际电压而改变；
（4）用电器只有在额定电压下才能正常工作。
【典例3】（2022•安徽模拟）如图所示，为甲、乙两只灯泡的I﹣U图像，它们的额定电压均为6V，则下列说法中错误的是（ ）
A．甲、乙的电流与电压不成正比，是因为它们的电阻随温度的变化而变化
B．甲、乙的额定功率之比为2：1
C．将甲、乙串联在8V电压下，甲可以正常工作
D．将甲、乙并联在2V电压下，干路的总电流为0.5A
【答案】C。
【解答】解：
A、图中U﹣I图象不是一条直线而是一条曲线，即甲、乙的电流与电压不成正比，是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化，即灯丝的电阻R灯不是一个定值，故A正确；
B、两灯的额定电压均为6V，从图像上可知甲、乙两灯均正常发光时，I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，所以，P甲额：P乙额＝（UI甲额）：（UI乙额）＝I甲额：I乙额＝0.6A：0.3A＝2：1，故B正确；
C、两灯串联时，当电路中的电流为0.3A，甲两端电压为2V，乙两端电压为6V，总电压U′＝2V+6V＝8V，此时乙正常工作，甲不能正常工作，故C错误；
D、两灯并联接在2V的电路中，由图可知I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，干路电流I＝I甲+I乙＝0.3A+0.2A＝0.5A，故A正确。
故选：C。
【典例4】（2022•花都区一模）已知发光二极管L1与小灯泡L2的额定电压均为2.5V。把它们分别接在图甲、乙所示的电路中，闭合开关调节滑动变阻器使电压表的示数均为2.5V，发现L1比L2亮。用数显电流表测得通过L1的电流远小于通过L2的电流，下列说法正确的是（ ）
A．L1 的实际功率比 L2 大
B．若把 L1 调到亮度和 L2 相当，两灯的实际功率相同
C．L1 的额定功率比 L2 大
D．若把 L1 调到亮度和 L2 相当，L2 的实际功率比 L1 大
【答案】D。
【解答】解：（1）甲图中发光二极管L1与滑动变阻器串联接入电路，乙图中小灯泡L2与滑动变阻器串联接入电路，闭合开关调节滑动变阻器使电压表的示数均为2.5V，发光二极管L1与小灯泡L2的额定电压均为2.5V，此时发光二极管L1与小灯泡L2的实际功率等于额定功率，用数显电流表测得通过L1的电流远小于通过L2的电流，根据P＝UI可知发光二极管L1实际功率小于小灯泡L2的实际功率，即发光二极管L1额定功率小于小灯泡L2的额定功率，故AC错误；
（2）发光二极管L1实际功率小于小灯泡L2的实际功率，但L1比L2亮，说明发光二极管L1的光电转化率较大，若把 L1调到亮度和 L2相当，则需调小发光二极管L1的实际功率，则L2的实际功率比 L1大，故B错误，D正确。
故选：D。
【典例5】（2022•鼓楼区校级模拟）如图是某电动玩具车的工作原理示意图。已知电源电压恒为6V，R2的阻值为5Ω，电动机的额定功率为4W，额定电压为5V。开关S1和S2只能同时接“a”或同时接“b”，车前进时能调节电动机的转速，后退时则不能，则当开关S1和S2同时接a时，小车会 前进 （选填“前进“或“后退”）；当车后退时，电流表示数为0.4A，此时电动机的实际功率为 1.6 W；当电动机以额定功率工作时，车在水平路面上匀速前进的速度为2m/s，若此时电动机消耗的电能有75%转化为车前进的机械能，此时车受到的阻力是 1.5N 。
【答案】前进；1.6；1.5N。
【解答】解：（1）由题可知，车前进时能调速；
由电路图可知，开关S1和S2都接a时，滑动变阻器与电动机串联，则调节滑片可改变电路中的电流，从而改变电动机的转速，所以此时小车会前进。
（2）当电动玩具车后退时，开关S1、S2同时接b时，R2与电动机串联，
由欧姆定律可得电阻R2两端的电压为：U2＝IR2＝0.4A×5Ω＝2V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，由串联电路的电压规律可知电动机两端的电压为：UM＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V，
则电动机的实际功率为：P实＝UMI＝4V×0.4A＝1.6W；
（3）由题意可知，、电动机的机械功率：P机＝P额η＝4W×75%＝3W，
由P＝＝＝Fv可得，电动玩具车受到的牵引力：F牵＝＝＝1.5N，
因为匀速运动，所以阻力f＝F牵＝1.5N。
故答案为：前进；1.6；1.5N。
【变式训练1】（2022•青羊区模拟）如图是一个手机充电器的铭牌标识，由此我们可以知道（ ）
A．此充电器可在220V电路中使用 B．此充电器最大输出电流为10V
C．此充电器将化学能转化为了电能 D．因4A＞1.2A所以能量不守恒
【答案】A。
【解答】解：
A、由图可知，铭牌上充电器的输入电压为100V﹣240V，充电器可在220V电路中使用，故A正确；
B、由图可知，铭牌上充电器的输出电压为5V，故B错误；
C、充电器工作时，消耗了电能，将电能转化为化学能，故C错误；
D、在能量的转化和转移的过程中，能量的转化和转移是守恒的，4A＞1.2A是因为在能量的转化和转移的过程中，有能量的损失，但总能量守恒，故D错误。
故选A。
【变式训练2】（2022•沛县校级模拟）如图所示，电源电压不变，定值电阻R＝18Ω，另有四只额定功率为2W，额定电压分别为4V、6V、8V、10V的灯泡，当把它们分别接在电路中的A、B两端时，实际功率最大的是（ ）（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
A．4V的灯B．6V 的灯C．8V的灯D．10V的灯
【答案】B。
【解答】解：由P＝可得，四只灯泡的电阻分别为：
R1＝＝＝8Ω，R2＝＝＝18Ω，R3＝＝＝32Ω；R4＝＝＝50Ω；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流分别为：
I1＝＝，I2＝＝，I3＝＝，I4＝＝；
四只灯泡的实际功率分别为：
P1＝I12R1＝（）2×8Ω≈0.012U2，
P2＝I22R2＝（）2×18Ω≈0.014U2，
P3＝I32R3＝（）2×32Ω≈0.013U2，
P4＝I42R4＝（）2×50Ω≈0.011U2，
所以实际功率最大的是6V的灯泡。
故选：B。
【变式训练3】（2022•南开区一模）小明在家中找到了两个LED灯泡，仔细观察发现甲灯泡标有“220V 40W”的字样，乙灯泡标有“220V 11W”的字样，将它们并联接入电路中，两灯均正常工作，此时 甲 （选填“甲”或“乙”）灯更亮，其中甲灯泡的电阻为 1210 Ω。
【答案】甲；1210。
【解答】解：两灯的额定电压均为220V，两灯的额定功率分别为40W和11W，甲的额定功率大于乙的额定功率，
两灯泡并联接在家庭电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且家庭电路的电压为220V，所以，两灯泡的实际功率和额定功率相等，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，且乙灯的实际功率小于甲灯的实际功率，所以甲灯更亮；
甲灯泡的电阻：R＝＝＝1210Ω。
故答案为：甲；1210。
考点3 电功率与电能、时间的关系
（1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。
（2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）；②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。
【典例6】（2021秋•杭州期末）节能灯已成为家庭照明的主要选择，如图一个11W的节能灯照明亮度和一个40W的白炽灯是相等的，两个灯泡均正常工作时，以下说法不正确的是（ ）
A．节能灯每秒消耗11 J电能 B．节能灯每秒产生的内能大于白炽灯
C．两个灯泡正常工作所需电压是相同的 D．用节能灯替代白炽灯有助于节省电能
【答案】B。
【解答】解：A、节能灯每秒消耗的电能：W＝Pt＝11W×1s＝11J，故A正确；
B、节能灯的光电转化效率高于白炽灯，所以节能灯每秒产生的内能小于白炽灯，故B错误；
C、根据灯泡的铭牌可知两个灯泡正常工作所需电压是相同的，故C正确；
D、根据W＝Pt可知相同时间内，灯泡的功率越小，消耗的电能越少，所以用节能灯替代白炽灯有助于节省电能，故D正确。
故选：B。
【典例7】（2021秋•朝阳县期末）为实现环保目标，我市已建成多个风力发电站。若某小型风力发电机每小时可发电4kW•h，合 1.44×107 J，这些电能可使电功率为50W的照明灯连续正常工作 80 h，这些电能相当于完全燃烧 0.48 kg焦炭放出的热量（已知焦炭的热值为3.0×107J/kg）。
【答案】1.44×107；80；0.48。
【解答】解：W＝4kW•h＝4×3.6×106J＝1.44×107J；
这些电能可使电功率为100W的照明灯连续正常工作的时间：t＝＝＝2.88×105s＝80h；
由题意知，焦炭完全燃烧放出的热量Q＝W＝1.44×107J，
由Q＝mq得，需要完全燃烧焦炭的质量：m＝＝＝0.48kg。
故答案为：1.44×107；80；0.48。
【变式训练1】（2022•薛城区模拟）智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快。当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来适当延长使用时间，这其实是（ ）
A．减小了手机功率 B．增加了电池电量C．增大了电池电压 D．降低了散热能力
【答案】A。
【解答】解：当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由P＝可得，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选：A。
【变式训练2】（2021秋•蓬江区期末）两个工作原理相同的电暖器甲和乙，甲的额定功率为1000W，乙的额定功率为1200W，它们在正常工作的情况下，下列说法错误的是（ ）
A．电暖器甲工作一小时，消耗一度电能
B．电流通过电暖器甲做的功比通过电暖气乙做的功少
C．电暖器甲消耗电能比电暖器乙消耗电能慢
D．电暖器甲将电能转化成内能一定比乙慢
【答案】B。
【解答】解：A、在正常工作的情况下，电暖器甲工作一小时，消耗电能为：W＝Pt＝1kW×1h＝1kW•h＝1度，故A正确；
B、电流通过电暖器做的功的多少，与电功率和工作时间有关，但未说明工作时间，故电流通过电暖器甲做的功不一定比通过电暖气乙做的功少，故B错误；
CD、电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲的额定功率为1000W，乙的额定功率为1200W，甲的额定电功率小于乙的额定功率，在正常工作的情况下，电暖器甲消耗电能比乙慢，甲将电能转化成内能比乙慢，故CD正确。
故选：B。
【变式训练3】（2021秋•怀安县期末）在家庭电路中 电能 表用来测量用户消耗的电能。标有“220V 1200W”字样的电热水壶正常工作10分钟，消耗电能 0.2 千瓦时。
【答案】电能；0.2。
【解答】解：在家庭电路中，电能表用来测量用户消耗的电能；
由铭牌可知，电热水壶的额定功率P＝1200W＝1.2kW，
正常工作t＝10min＝h消耗的电能W＝Pt＝1.2kW×h＝0.2kW•h；
故答案为：电能；0.2。
考点4 电功率与电压、电流的关系
（1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大；
（2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比；
（3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。
【典例8】（2022•前进区一模）将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在电源上，假设灯丝的电阻不随温度变化，在保证灯泡安全情况下，则（ ）
A．接在12V的电源上，灯泡L1正常发光 B．接在12V的电源上，灯泡L2可能会烧坏
C．接在15V的电源上，灯泡L1正常发光 D．接在18V的电源上，两个灯都正常发光
【答案】C。
【解答】解：
（1）由P＝可得，两灯泡的电阻分别为：R1＝＝＝24Ω，R2＝＝＝6Ω，
两灯泡的额定电流分别为：I1＝＝＝0.5A，I2＝＝＝1A，
因串联电路各处的电流相等，且I1＜I2，所以电路中的最大电流I最大＝I1＝0.5A，灯泡L1正常发光，
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，
则由欧姆定律可得此时的电源电压：U＝I最大（R1+R2）＝0.5A×（24Ω+6Ω）＝15V，故C正确；
（2）当电源电压小于15V时，由欧姆定律可知通过电路的电流会小于0.5A，两灯泡都不能正常发光；当电源电压大于15V时，由欧姆定律可知通过电路的电流会大于0.5A，则灯泡L1会被烧坏，故ABD错误。
故选：C。
【典例9】（2022•乐清市一模）如图甲所示是一种紫外线杀菌筷子盒，内置“220V 4W”的紫外线灯管，装入干燥筷子只需3～5分钟即可完成杀菌消毒，取筷子的原理结构示意如图乙所示，按压A端一次能取出一根筷子，既环保又卫生。
（1）取用筷子时，图乙中的装置是一种 省力 杠杆。
（2）紫外线灯正常工作时通过的电流为 0.02 A（保留2位小数），正常工作5min，需消耗电能 1200 J。
【答案】（1）省力；（2）0.02；1200。
【解答】解：
（1）取用筷子时，A施加向下的力是动力；弹簧对杠杆向上的弹力是阻力，由图可知动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆；
（2）紫外线灯正常工作时通过的电流：I＝＝＝0.02A；
紫外线灯正常工作5min，消耗电能W＝Pt＝4W×300s＝1200J。
故答案为：（1）省力；（2）0.02；1200。
【变式训练1】（2022•温江区模拟）下列说法不正确的是（ ）
A．接入电路并使用的用电器越多，总功率就越大
B．电路中的总电流超过电路的容许负载就容易引起火灾
C．只要每个用电器的功率不算很大就可以多用电器同时使用
D．家庭电路中的电压一定，总功率越大，电路中的总电流就越大
【答案】A。
【解答】解：
A、将多个用电器接入电路中使用，但不知道它们的连接方式，如果多个用电器串联，则用电器越多，总电阻越大，由P＝可知，在电源电压一定时，总功率会越小，故A错误；
B、电路中的总电流超过电路的容许负载，即总电流过大，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，相同时间内导线上产生的热量过多，容易引起火灾，故B正确；
C、电路的总功率等于各用电器消耗功率之和；虽然家庭电路中多个大功率用电器不能同时使用，但如果每个用电器的功率不算很大，则多用电器同时使用时总功率也不是很大，干路中总电流不是过大，所以此时多个用电器也可以同时使用，故C正确；
D、家庭电路中的电压一定，总功率越大，由P＝UI可知，电路中的总电流就越大，故D正确。
故选：A。
【变式训练2】（2022•兴化市一模）LED灯具有节能、环保等特点，被称为第四代照明光源。额定电压为220V、额定功率9W的LED灯，它在相同照明效果下比传统白炽灯光源节能85%。该LED灯泡的额定电流是 0.04 A，这个LED灯与功率 60W 的白炽灯亮度相当。
【答案】0.04；60。
【解答】解：根据P＝UI可知该LED灯泡的额定电流：I＝＝≈0.04A；
设两种灯泡正常发光的时间为t，此时白炽灯的功率为P2，
LED消耗的电能为W1＝P1t＝9W×t，白炽灯消耗的电能为W2＝P2t，
在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约85%的电能，则＝85%，
解得：P2＝60W。
故答案为：0.04；60。
【变式训练3】（2022•泰兴市校级模拟）“220V 22W”的节能灯正常工作时电流为 0.1 A，这种节能灯与100W的白炽灯的亮度相当，则与白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，这种节能灯可以节约电能 78 %，已知白炽灯的发光效率为11%，则这种节能灯的发光效率为 50 %。
【答案】0.1；78；50。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，节能灯正常工作时电流：
I＝＝＝0.1A，
（2）在达到相同亮度的条件下，这种节能灯可以节约电能的效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝78%，
（3）因这种节能能与100W的白炽灯的亮度相当，
所以，P白炽灯η白炽灯＝P节能灯η节能灯，即100W×11%＝22W×η节能灯，
解得：η节能灯＝50%。
故答案为：0.1；78；50。
考点5 电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
（1）分析比较用电器的电功率：
首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑：
①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便；
串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）
②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）
（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【典例10】（2022•高要区一模）交警部门严格规定酒后禁驾，人体酒精含量≥0.2mg/mL属于酒驾。如图甲是检测酒精浓度的测试仪原理图，图乙是酒精浓度与电阻R1的关系图象，电源电压恒定为8V，R2为定值电阻。当酒精浓度为0时，电压表示数为2V。下列说法正确的是（ ）
A．随着酒精浓度的增大，电流表的示数变大，电压表的示数变小
B．若把电流表和电压表的位置互换，闭合开关，两表的读数均为零
C．当酒精浓度为0时，电路10s消耗的电能约为2.7J
D．当电阻R2消耗的电功率为0.8W时，驾驶员酒精气体浓度为0.3mg/mL，属于酒后驾驶
【答案】D。
【解答】解：
A、闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
从图乙可知，随着酒精浓度的增大，R1的阻值变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据I＝可知电路中的电流变大，即电流表的示数变大；R2的阻值不变，根据U＝IR可知R2两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A错误；
B、若把电流表和电压表的位置互换，闭合开关，因电压表的内阻很大，则电路相当于断路，电流表的示数为0，电压表与电源接通，电压表的示数等于电源电压，其示数不为0，故B错误；
CD、当酒精浓度为0时，电压表示数为2V，由图像可知此时R1＝60Ω，
根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压U1＝U﹣U2＝8V﹣2V＝6V，
根据欧姆定律可知电路电流I＝＝＝0.1A，
则电路10s消耗的电能：W＝UIt＝8V×0.1A×10s＝8J，故C错误；
根据欧姆定律可知R2的阻值：R2＝＝＝20Ω；
当电阻R2消耗的电功率为0.8W时，根据P＝I2R可知此时电路中的电流：I′＝＝＝0.2A，
根据欧姆定律可知电路的总电阻：R＝＝＝40Ω，
根据电阻串联的特点可知此时R1的阻值：R1′＝R﹣R2＝40Ω﹣20Ω＝20Ω，
从图乙可知此时驾驶员酒精气体浓度为0.3mg/mL，属于酒后驾驶，故D正确。
故选D。
【典例11】（2022•平顶山一模）有一定值电阻R与一小灯泡L，通过它们的电流I与它们两端的电压U的U﹣I图像如图所示，将R和L并联接在电压为4V的电源两端，此时干路中的电流是 1.1 A，定值电阻R为 10 Ω。将R和L串联接在电压为4V的电源两端，此时小灯泡消耗的电功率为 0.3 W。
【答案】1.1；10；0.3。
【解答】解：将R和L并联接在电压为4V的电源两端，根据并联电路的电压特点可知R和L两端的电压均为4V，从图中可知通过R和L的电流分别为0.4A、0.7A，根据并联电路的电流特点可知此时干路中的电流I＝IR+IL＝0.4A+0.7A＝1.1A，
根据欧姆定律可知定值电阻R＝＝＝10Ω；
将R和L串联接在电压为4V的电源两端，串联电路的电流处处相等，结合串联电路的电压特点可知此时电路电流为0.3A，定值电阻和灯泡两端的电压分别为3V、1V，
根据P＝UI可知此时小灯泡消耗的电功率为P灯＝U灯I′＝1V×0.3A＝0.3W。
故答案为：1.1；10；0.3。
【典例12】（2022春•盐城期中）如图所示，图甲为某烧水壶的简化电路图，R1和R2为发热丝，S1为总开关，S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，乙图为某次加热、保温过程的总功率与时间的关系图像，求：
（1）加热过程中，电路中的电流。
（2）本次工作过程共消耗的电能。
（3）R1的阻值。
【解答】解：（1）从表格可知，加热功率P加热＝1210W，根据P＝UI可知加热过程中，电路中的电流I＝＝＝5.5A；
（2）本次工作过程共消耗的电能W＝P加热t1+P保温t2＝1210W×5×60s+40W×（15﹣5）×60s＝3.87×105J；
（3）闭合S1，S2接1触点时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，烧水壶处于加热状态，
根据P＝可知R2＝＝＝40Ω；
闭合S1，S2接2触点时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，烧水壶处于保温状态，
根据P＝可知此时总电阻R串＝＝＝1210Ω，
根据电阻串联的特点可知R1的阻值R1＝R串﹣R2＝1210Ω﹣40Ω＝1170Ω。
答：（1）加热过程中，电路中的电流为5.5A；
（2）本次工作过程共消耗的电能为3.87×105J；
（3）R1的阻值为1170Ω。
【变式训练1】（2022•邹城市模拟）某品牌养生锅具有加热和保温两挡，额定电压为220V，图甲是其电路原理图，S为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。此养生锅在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示，下列说法错误的是（ ）
A．开关S接触点2时，养生锅处于加热状态
B．养生锅处于加热状态时的功率是800W
C．P﹣t图像与坐标轴围成的面积表示电功
D．R2的阻值为181.5Ω
【答案】A。
【解答】解：A、开关S接触点2时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，养生锅处于保温状态；开关S接触点1时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，养生锅处于加热状态。故A错误；
B、养生锅的加热功率大于保温功率，从图中可知养生锅处于加热状态时的功率是800W，故B正确；
C、根据W＝Pt可知P﹣t图像与坐标轴围成的面积表示电功，故C正确；
D、养生锅处于加热状态时，根据P＝可知R1＝＝＝60.5Ω；
养生锅处于保温状态时，根据P＝可知R总＝＝＝242Ω；
根据电阻串联的特点可知R2＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω，故D正确。
故答案为：A。
【变式训练2】（2022•双流区模拟）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“4V 2W”字样的灯泡L（忽略灯丝电阻变化），闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，滑片P再向上移动一段距离，R的阻值变化了6Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为6W。R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有4Ω、6Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是（ ）
A．I＝0.4A B．U＝10V C．U2可能是2.5V D．P1可能是1.5W
【答案】A。
【解答】解：
AB、闭合S、S1、S2，断开S3时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R的电压，
设滑片P移到某一位置时接入电路中电阻为R，此时电流表示数为I，
再向上移动一段距离，R的阻值变化了6Ω，电流表示数变化了0.1A，
则接入电路中的电阻为R﹣6Ω，电路中的电流为I+0.1A，
因此时L恰好正常发光，所以由P＝UI可得，I+0.1A＝＝＝0.5A，
解得：I＝0.4A，故A正确；
由P＝UI＝可得，灯泡的电阻RL＝＝＝8Ω，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变，
所以，电源的电压U＝I（R+RL）＝（I+0.1A）[（R﹣6Ω）+RL]，即0.4A×（R+8Ω）＝（0.4A+0.1A）[（R﹣6Ω）+8Ω]，
解得：R＝22Ω，
电源的电压：U＝I（R+RL）＝0.4A×（22Ω+8Ω）＝12V，故B错误；
CD、当A、B间换接为R3，闭合S、S3、断开S1、S2时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，且P1≠P2，
所以，由P＝UI＝I2R可知，R1≠R2，且电路中的电流I′＝＝＝0.5A，
此时电路的总电阻：R＝＝＝24Ω，
因R1、R2、R3的阻值只有4Ω、6Ω、7Ω、9Ω这四种可能，
所以，R1、R2、R3的电阻依次可能为4Ω、9Ω、9Ω，也可能为9Ω、4Ω、9Ω，
电阻R2两端的电压：U2＝I′R2＝0.5A×9Ω＝4.5V或U2＝I′R2＝0.5A×4Ω＝2V，故C错误；
电阻R1的功率：P1＝（I′）2R1＝（0.5A）2×2Ω＝0.5W或P1＝（I′）2R1＝（0.5A）2×9Ω＝2.25W，故D错误。
故选：A。
【变式训练3】（2022•兴平市模拟）如图甲所示，铅笔芯与滑动变阻器串联在电压恒为6V的电路中，闭合开关，滑动变阻器的滑片从A端向B端移动，电流表的示数 逐渐增大 （选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不变”）；电流表和电压表示数如图乙所示，当电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值为 12 Ω；当滑动变阻器两端电压为1V时，铅笔芯的功率为 2.5 W。
【答案】逐渐增大；12；2.5。
【解答】解：
由图甲知，变阻器与铅笔芯串联，电流表测电路中电流，电压表测变阻器两端电压。
由图甲知，滑片从A端向B端移动时，变阻器连入电阻的阻值变小，电路的总电阻变小，电源电压一定，由欧姆定律可知电路中电流变大，即电流表示数变大；
由图象可知，电压表示数为3V时，电流表的示数为0.25A，
由欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的阻值为：
R＝＝＝12Ω；
由图象可知，电压表示数为1V时，电流表的示数为0.5A，
由串联电路特点和电功率公式计算铅笔芯的功率：
P铅笔芯＝U铅笔芯I′＝（U﹣UR′）I′＝（6V﹣1V）×0.5A＝2.5W。
故答案为：逐渐增大；12；2.5。
【变式训练4】（2022•新都区模拟）如图所示，电源电压恒为12V，小灯泡L上标有“4V 1.6W”字样且灯丝电阻保持不变，电流表A的量程为0～3A，电流表A的量程为0～3A，电流表A1的量程为0～0.6A，滑动变阻器R2可以是“10Ω 1A”和“100Ω 0.5A”两种规格的其中之一。当只闭合开关S、S1时，小灯泡正常发光，求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）开关全部闭合时，在保证电路安全情况下，应选哪种规格的滑动变阻器，此时电路的最大电功率是多少。
【解答】解：（1）当只闭合开关S、S1时，小灯泡正常发光，灯L与R1串联，
则电路中的电流为：I＝IL＝＝＝0.4A，
根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压U1＝U﹣UL＝12V﹣4V＝8V，
根据欧姆定律可知R1＝＝＝20Ω；
（2）当开关全部闭合时，R1与R2并联，电流表A1测通过R1的电流，电流表A测干路电流，
此时通过R1的电流为：I1＝＝＝0.6A，则电流表A1安全，
由P＝UI可知，要使电路总功率达到最大，则应使通过R2的电流达到最大，
若滑动变阻器R2选“10Ω 1A”，当通过变阻器全部连入电路时，电流最小，最小电流为：I滑1＝＝＝1.2A＞1A，超过变阻器的允许通过的最大电流，则不能选“10Ω 1A”，
若滑动变阻器R2选“100Ω 0.5A”，当变阻器通过的最大电流为I滑2＝0.5A，变阻器连入电路的最小电阻为：R2＝＝＝24Ω＜100Ω，故“100Ω 0.5A”符合要求。
此时电路中的最大电流为：I＝I1+I滑2＝0.6A+0.5A＝1.1A，
此时电路中的最大功率：P2＝UI＝12V×1.1A＝13.2W。
答：（1）定值电阻R1的阻值为20Ω；
（2）开关全部闭合时，在保证电路安全情况下，应选“100Ω 0.5A”规格的滑动变阻器，此时电路的最大电功率是13.2W。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•西湖区校级模拟）下列家用电器中，正常工作一小时耗电最接近1kW•h的是（ ）
A．手提电脑B．洗衣机C．冰箱D．空调机
【答案】D。
【解答】解：A、手提电脑的功率约为30W到50W之间，故A不符合题意；
B、洗衣机的功率约为500W，故B不符合题意；
C、冰箱的功率约为100W，故C不符合题意；
D、空调机的功率约为1000W，故D符合题意；
故选：D。
2．（2022•本溪模拟）人类大脑十分神奇，大脑可以处理复杂的信息而功率只有40W。这个功率相当于下列哪个用电器正常工作时的电功率（ ）
A．暖手宝B．白炽灯泡
C．台式电脑D．智能手表
【答案】B。
【解答】解：A、暖手宝的功率在400W左右，故A不符合题意；
B、普通照明灯泡的功率在40W左右，故B符合题意；
C、台式电脑的功率都在200W左右，故C不符合题意；
D、智能手表的功率大不到1W，故D不符合题意。
故选：B。
3．（2022•青海一模）L1、L2是两只分别标有“220V 60W”和“220V 40W”的灯泡，若将它们串联后接入220V的家庭电路，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L1，比灯泡L2亮B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两只灯泡一样亮D．无法判断
【答案】B。
【解答】解：已知L1、L2是两只分别标有“220V 60W”和“220V 40W”的灯泡，由R＝可得，灯泡L2的电阻大，
将两灯串联接入220V电路两端，因串联电路电流都相等，根据P＝I2R可知，灯泡L2的实际功率大，因灯的亮度取决于灯的实际功率，L2比L1亮，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．（2022•道里区模拟）标有“6V 6W”、“3V 3W”的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），若将它们串联接在某电源上，两灯都发光，下列说法不正确的是（ ）
A．灯L1比灯L2亮 B．灯L1、L2的实际功率之比为2：1
C．灯L1和灯L2两端电压之比为1：2D．电源电压为9V时，灯L1、L2都正常发光
【答案】C。
【解答】解：
由P＝UI可知，两灯正常发光时的电流为：I1＝＝＝1A，I2＝＝＝1A；
由欧姆定律可知，灯L1的电阻：R1＝＝＝6Ω；灯L2的电阻：R2＝＝＝3Ω；
AB、两灯泡串联时通过灯泡的的电流是相同的，根据P＝I2R可知，灯L1、L2的实际功率之比为P1：P2＝R1：R2＝2：1，灯L1消耗的功率大，则灯L1比灯L2亮，故AB正确；
C、通过两灯的电流相同，根据U＝IR可知，灯L1和灯L2两端电压之比为U'1：U'2＝R1：R2＝2：1，故C错误；
D、因两灯泡的额定电流相等，所以，两灯泡串联时可以同时正常发光，因灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，且串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两灯泡串联且正常发光时电源的电压：U＝U1+U2＝6V+3V＝9V，故D正确。
故选C。
5．（2022•禅城区一模）如图，小灯泡甲标有“12V，6W”的字样，乙灯泡标有“12V，8W”的字样，电源电压为12V，则下列说法中正确的是（ ）
A．S1、S3闭合，S2断开时，甲灯比乙灯亮
B．S2闭合，S、S3断开时，乙灯比甲灯亮
C．S1、S2、S3都闭合时，仅乙灯亮，甲灯不亮
D．仅S1闭合时甲灯的亮度超过仅S2闭合时两灯的总亮度
【答案】D。
【解答】解：
A、S1、S3闭合，S2断开时，甲、乙两灯泡并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，甲、乙两灯泡两端的电压均为12V，两灯泡均正常发光，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，乙灯泡的实际功率较大，灯泡较亮，故A错误；
B、由P＝可知，额定电压相同，甲的额定功率小于乙的额定功率，则甲灯泡的电阻大于乙灯泡的电阻，当断开S1、S3，闭合S2时，甲、乙两灯泡串联，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝I2R可知，甲灯的电阻较大，实际功率较大，灯泡较亮，故B错误；
C、S1、S2、S3都闭合时，电路短路，两灯泡均不发光，会烧坏电源，故C错误；
D、仅S1闭合时，电路为甲灯泡的简单电路；因甲灯泡两端的电压和额定电压相等，断开S1、S3，闭合S2时，甲、乙两灯泡串联；串联电路的电阻要大于其中的任何一个电阻，所以仅S2闭合时的电路的总电阻要大于仅S1闭合时电路的总电阻，根据欧姆定律可知，仅S2闭合时的电路的电流要大于仅S1闭合时电路的电流，电源电压不变，根据P＝UI可知，仅S2闭合时的电路的总功率要小于仅S1闭合时电路的总功率，所以仅S1闭合时甲灯的亮度超过仅S2闭合时两灯的总亮度，故D正确。
故选：D。
6．（2021秋•姑苏区校级期末）智能手机耗电达到一定值时，会自动提示用户采用或转入“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（ ）
A．减小了电池的输出电流B．增大了电池的输出电压
C．减小了电池的供电效率D．增大了电池的输出功率
【答案】A。
【解答】解：智能手机耗电达到一定量时，剩余的电能也是定量，
由W＝Pt可知，要延长手机的工作时间，需要减小电池的输出功率，而手机工作的电压是不变的，
由P＝UI可知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，故A正确。
故选：A。
7．（2022•南川区模拟）如图所示电路，滑动变阻器R1的规格为“60Ω 0.5A”，定值电阻R2阻值为20Ω，小灯泡L标有“3V 1.2W”字样，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～3A。只闭合开关S、S2和S3，R2消耗的电功率为1.8W。（假设电源电压保持不变，忽略温度对灯泡电阻的影响）关于此电路的说法不正确的是（ ）
A．只闭合开关S，电路连接方式为R1和L串联
B．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的最大功率为1.2W
C．只闭合开关S、S2和S3，电路的最小总功率为2.4W
D．只闭合开关S，电路的最大总功率为1.2W
【答案】D。
【解答】解：A、由电路图可知，只闭合开关S，R2断路，电路连接方式为R1和L串联，故A正确；
D、由P＝UI可知，灯泡的额定电流：IL＝＝＝0.4A，
只闭合开关S，R2断路，电路连接方式为R1和L串联，
灯泡正常发光时，电路电流最大，电路电功率最大，此时电路中的最大电流：I最大＝IL＝0.4A，
电路的最大总功率为：P＝UI＝6V×0.4A＝2.4W，故D错误。
B、只闭合开关S、S1，R2断路，电路连接方式为R1和L串联，电压表测R1两端电压，
由P＝UI＝可知，小灯泡的电阻：R＝＝＝7.5Ω，
滑动变阻器消耗的电功率：
P1＝I2R1＝（）2R1＝＝＝，
所以，当R1＝RL＝7.5Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大；
滑动变阻器消耗电功率的最大值：P1最大＝＝＝1.2W，故B正确；
C、只闭合开关S、S2和S3，R1和R2并联，灯泡被短路，
由P＝UI＝可知，电源电压：U＝＝＝6V，
滑动变阻器的电阻全部接入时，电路的电功率最小，
此时R1电功率：P1＝＝＝0.6W，
电路的最小总功率为：
P＝P2+P1＝1.8W+0.6W＝2.4W，故C正确。
故选：D。
8．（2022•雁塔区校级模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列说法错误的是（ ）
A．滑动变阻器的最大阻值是20Ω B．R0的阻值是10Ω
C．电源电压为8V D．电路消耗的最大电功率为14.4W
【答案】C。
【解答】解：
A、当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，R的最大阻值和R0串联，电流表测电路中的电流，
由图乙可知，电路中的最小电流I最小＝0.4A，滑动变阻器的功率P1＝3.2W，
由P＝I2R可得，滑动变阻器的最大阻值：R最大＝＝＝20Ω，故A正确；
BC、因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝可得，电源的电压：U＝I最小（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+R0），
由图乙可知，当电路中的电流I′＝0.6A时，滑动变阻器的功率最大，最大为P1′＝3.6W，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：R′＝＝＝10Ω；
同理可得电源电压：U＝I′（R′+R0）＝0.6A×（10Ω+R0），
因电源的电压不变，所以，0.4A×（20Ω+R0）＝0.6A×（10Ω+R0），
解得：R0＝10Ω，故B正确；
则电源电压：U＝I最小（R+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V，故C错误；
D、当滑动变阻器接入电路的电阻最小为0时，只有R0工作，此时电路中的电流最大，总功率最大，
则最大总功率：P最大＝＝＝14.4W，故D正确。
故选：C。
二、填空题。
9．（2022•三元区模拟）如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定不变。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲、乙两电路中流过L1的电流I1：I1'＝ 2：5 ，L2消耗的实际功率P2 ＜ P2'（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【答案】2：5；＜。
【解答】解：根据P＝可知，灯泡L1的电阻为：R1＝＝＝12Ω；灯泡L2的电阻为：R2＝＝＝18Ω；
甲图中两个灯泡串联，则此时的总电阻为：R＝R1+R2＝12Ω+18Ω＝30Ω；
甲电路中的电流即通过灯泡L1的电流为：I1＝I＝＝＝0.2A；
乙图中的电源电压为6V，两个灯泡并联，则灯泡L1正常发光，通过灯泡L1的电流为：I'1＝＝＝0.5A；
则甲、乙两电路中流过L1的电流I1：I1′＝0.2A：0.5A＝2：5；
根据串联电路的电压关系可知，甲中L2两端电压小于电源电压，乙中L2两端电压等于电源电压，由于L2两端电压变大，电阻不变，根据P＝可知，L2消耗的实际功率变大，即P2＜P2′。
故答案为：2：5；＜。
10．（2022•铜仁市一模）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，若开关S1、S2断开，S闭合，电流表示数为0.2A，则电源电压是 6 V，若S、S1、S2都闭合时，电流表示数为0.9A，则电阻R3消耗的功率是 1.8 W。
【答案】6；1.8。
【解答】解：（1）开关S1、S2都断开、S闭合时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝可得，电源的电压：
U＝I（R1+R2）＝0.2A×（10Ω+20Ω）＝6V；
（2）开关S、S1、S2都闭合时，R1与R3并联，电流表测干路电流，根据欧姆定律可知通过R1的电流：
I1＝＝＝0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R3的电流：
I3＝I′﹣I1＝0.9A﹣0.6A＝0.3A，
电阻R3消耗的功率P＝UI3＝6V×0.3A＝1.8W。
故答案为：6；1.8。
三、计算题。
11．（2022•思明区校级模拟）如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。只闭合S1时为低温挡，电路的总功率为110W，高温挡的功率为990W。求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
【解答】（1）当S1闭合，S2断开时，电热器处于低温挡，简化电路如图所示：
低温挡功率P1＝110W，低温挡时通过电路的电流为：I1＝＝＝0.5A；
（2）当S1，S2都闭合时，电热器处于高温挡，简化电路如图所示：
电阻R2的功率为：P2＝P总﹣P1＝990W﹣110W＝880W；
R2的阻值为：R2＝＝＝55Ω。
答：（1）低温挡时通过电路的电流为0.5A；
（2）电热丝R2的阻值为55Ω。
12．（2022•南昌模拟）如图甲所示，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”，当闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片在某个位置时，灯泡L正常发光，此时电流表和电压表的示数如图乙、丙所示。
（1）求电源电压；
（2）求灯泡L的额定功率；
（3）不改变电路连接，当闭合开关S1、S2、S3，滑动变阻器接入电路中的阻值为30Ω时，电流表的指针刚好满偏，求电阻R3的阻值。
【解答】解：（1）由电路图可知，当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，灯泡与R2串联，
由灯泡正常发光可知灯泡两端的电压为UL＝6V，
图丙中电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为6V，即滑动变阻器两端的电压为U2＝6V，
由串联电路的电压特点可知，电源电压：
U＝UL+U2＝6V+6V＝12V；
（2）由题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由图乙可知，若电流表选择大量程，分度值为0.1A，电流表的示数为2.5A＞1A，因此电流表只能选择小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.5A，
因此灯泡L的额定功率：
P额＝ULI＝6V×0.5A＝3W；
（3）当闭合开关S1、S2、S3时，灯泡L被短路，电阻R3与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，
由于不改变电路连接，电流表的指针刚好满偏，此时干路中的电流：
I并＝0.6A，
此时通过滑动变阻器的电流：
I2＝＝＝0.4A，
由并联电路的电流特点可知，通过R3的电流：
I3＝I并﹣I2＝0.6A﹣0.4A＝0.2A，
由欧姆定律可知，电阻R3的阻值：
R3＝＝＝60Ω。
答：（1）电源电压为12V；
（2）灯泡L的额定功率为3W；
（3）电阻R3的阻值为60Ω。
13．（2022春•亭湖区校级期中）生活中的许多电热器都有高、中、低多个挡位，如图为电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻组成的模拟电路。已知R1＝20Ω，R2＝30Ω，请计算：
（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电1min电路消耗的电能；
（3）该电路模拟高温挡时的功率大小。
【解答】解：
（1）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，则总电阻：
R串＝R1+R2＝20Ω+30Ω＝50Ω；
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.2A；
（2）当S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路，
则通电5min电路消耗的电能：W2＝t＝×5×60s＝1000J；
（3）当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，根据P＝UI＝可知此时总功率最大，为模拟高温挡，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以此时的总电阻：
R并＝＝＝12Ω，
该电路模拟高温挡时的功率：
P高温＝＝≈8.3W。
答：（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流为0.2A；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电1min电路消耗的电能为1000J；
（3）该电路模拟高温挡时的功率为8.3W。物理量
物理意义
定义
公式
单位
测量
电功（W）
表示用电器消耗电能的多少
电流做功的多少
W=Pt
W=UIt
焦耳
千瓦时（度）
电能表
电功率（P）
表示电流做功的快慢
单位时间内电流所做的功
P=UI
瓦特
千瓦
用电压表、电流测量
型号
SDS﹣15X05
容量
1L
额定电压
220V
额定频率
50Hz
加热功率
1210W
保温功率
40W
典例分析＋变式训练
考点1 电功率的概念及额定电压和功率
1、电功率的概念
（1）定义：电流单位时间内所做的功。
（2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
（3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。
2、方法点拨
（1）要分清用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。
电功电功率的比较如下表所示。
（2）熟悉电功率的单位及物理意义，了解电功率的概念。
【典例1】（2021秋•河西区期末）一位电视台记者在讲到某工厂上半年节电5000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”这位记者弄混了两个重要的电学概念，这两个概念是（ ）
A．电能和电流 B．电流和电压 C．电压和电阻 D．电能和电功率
【典例2】（2021秋•阜新县校级期末）如图是一个能吹冷、热风的简化电路，图中A是吹风机（电动机），B是电热丝。若只闭合开关S2则 工作；若 闭合，吹出的是热风。
【变式训练1】（2022•临邑县模拟）下列对生活中一些物理量的估计，最接近实际值的是（ ）
A．人体感觉舒适的温度是37℃ B．人正常步行的速度约18km/h
C．家用空调的电功率约为1000WD．一瓶500mL矿泉水的重力约500N
【变式训练2】（2022•江阴市校级模拟）一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”试问这位记者出现的错误是
。正确的说法是：“这个厂节省的电力可以
”或者“这个厂节省的电力可以 ”。
考点2 电功率的概念及额定电压和功率
1、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
（1）定义：
①用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；
②用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。
2、方法点拨
（1）灯泡铭牌的意义：例如“PZ220-40”，其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路，220表示该灯泡的额定电压是220V，40表示该灯泡的额定功率是40W；
（2）灯泡的亮度取决于实际功率，如果实际功率相等，则亮度相同；
（3）额定功率是唯一的、确定的，不随实际工作电压而改变；实际功率是不确定的，随实际电压而改变；
（4）用电器只有在额定电压下才能正常工作。
【典例3】（2022•安徽模拟）如图所示，为甲、乙两只灯泡的I﹣U图像，它们的额定电压均为6V，则下列说法中错误的是（ ）
A．甲、乙的电流与电压不成正比，是因为它们的电阻随温度的变化而变化
B．甲、乙的额定功率之比为2：1
C．将甲、乙串联在8V电压下，甲可以正常工作
D．将甲、乙并联在2V电压下，干路的总电流为0.5A
【典例4】（2022•花都区一模）已知发光二极管L1与小灯泡L2的额定电压均为2.5V。把它们分别接在图甲、乙所示的电路中，闭合开关调节滑动变阻器使电压表的示数均为2.5V，发现L1比L2亮。用数显电流表测得通过L1的电流远小于通过L2的电流，下列说法正确的是（ ）
A．L1 的实际功率比 L2 大
B．若把 L1 调到亮度和 L2 相当，两灯的实际功率相同
C．L1 的额定功率比 L2 大
D．若把 L1 调到亮度和 L2 相当，L2 的实际功率比 L1 大
【典例5】（2022•鼓楼区校级模拟）如图是某电动玩具车的工作原理示意图。已知电源电压恒为6V，R2的阻值为5Ω，电动机的额定功率为4W，额定电压为5V。开关S1和S2只能同时接“a”或同时接“b”，车前进时能调节电动机的转速，后退时则不能，则当开关S1和S2同时接a时，小车会 （选填“前进“或“后退”）；当车后退时，电流表示数为0.4A，此时电动机的实际功率为 W；当电动机以额定功率工作时，车在水平路面上匀速前进的速度为2m/s，若此时电动机消耗的电能有75%转化为车前进的机械能，此时车受到的阻力是 。
【变式训练1】（2022•青羊模拟）如图是一个手机充电器的铭牌标识，由此我们可以知道（ ）
A．此充电器可在220V电路中使用 B．此充电器最大输出电流为10V
C．此充电器将化学能转化为了电能 D．因4A＞1.2A所以能量不守恒
【变式训练2】（2022•沛县校级模拟）如图所示，电源电压不变，定值电阻R＝18Ω，另有四只额定功率为2W，额定电压分别为4V、6V、8V、10V的灯泡，当把它们分别接在电路中的A、B两端时，实际功率最大的是（ ）（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
A．4V的灯B．6V 的灯C．8V的灯D．10V的灯
【变式训练3】（2022•南开区一模）小明在家中找到了两个LED灯泡，仔细观察发现甲灯泡标有“220V 40W”的字样，乙灯泡标有“220V 11W”的字样，将它们并联接入电路中，两灯均正常工作，此时 （选填“甲”或“乙”）灯更亮，其中甲灯泡的电阻为 Ω。
考点3 电功率与电能、时间的关系
（1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。
（2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）；②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。
【典例6】（2021秋•杭州期末）节能灯已成为家庭照明的主要选择，如图一个11W的节能灯照明亮度和一个40W的白炽灯是相等的，两个灯泡均正常工作时，以下说法不正确的是（ ）
A．节能灯每秒消耗11 J电能 B．节能灯每秒产生的内能大于白炽灯
C．两个灯泡正常工作所需电压是相同的 D．用节能灯替代白炽灯有助于节省电能
【典例7】（2021秋•朝阳县期末）为实现环保目标，我市已建成多个风力发电站。若某小型风力发电机每小时可发电4kW•h，合 J，这些电能可使电功率为50W的照明灯连续正常工作 h，这些电能相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量（已知焦炭的热值为3.0×107J/kg）。
【变式训练1】（2022•薛城区模拟）智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快。当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来适当延长使用时间，这其实是（ ）
A．减小了手机功率 B．增加了电池电量C．增大了电池电压 D．降低了散热能力
【变式训练2】（2021秋•蓬江区期末）两个工作原理相同的电暖器甲和乙，甲的额定功率为1000W，乙的额定功率为1200W，它们在正常工作的情况下，下列说法错误的是（ ）
A．电暖器甲工作一小时，消耗一度电能
B．电流通过电暖器甲做的功比通过电暖气乙做的功少
C．电暖器甲消耗电能比电暖器乙消耗电能慢
D．电暖器甲将电能转化成内能一定比乙慢
【变式训练3】（2021秋•怀安县期末）在家庭电路中 表用来测量用户消耗的电能。标有“220V 1200W”字样的电热水壶正常工作10分钟，消耗电能 千瓦时。
考点4 电功率与电压、电流的关系
（1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大；
（2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比；
（3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。
【典例8】（2022•前进区一模）将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在电源上，假设灯丝的电阻不随温度变化，在保证灯泡安全情况下，则（ ）
A．接在12V的电源上，灯泡L1正常发光 B．接在12V的电源上，灯泡L2可能会烧坏
C．接在15V的电源上，灯泡L1正常发光 D．接在18V的电源上，两个灯都正常发光
【典例9】（2022•乐清市一模）如图甲所示是一种紫外线杀菌筷子盒，内置“220V 4W”的紫外线灯管，装入干燥筷子只需3～5分钟即可完成杀菌消毒，取筷子的原理结构示意如图乙所示，按压A端一次能取出一根筷子，既环保又卫生。
（1）取用筷子时，图乙中的装置是一种 杠杆。
（2）紫外线灯正常工作时通过的电流为 A（保留2位小数），正常工作5min，需消耗电能 J。
【变式训练1】（2022•温江区模拟）下列说法不正确的是（ ）
A．接入电路并使用的用电器越多，总功率就越大
B．电路中的总电流超过电路的容许负载就容易引起火灾
C．只要每个用电器的功率不算很大就可以多用电器同时使用
D．家庭电路中的电压一定，总功率越大，电路中的总电流就越大
【变式训练2】（2022•兴化市一模）LED灯具有节能、环保等特点，被称为第四代照明光源。额定电压为220V、额定功率9W的LED灯，它在相同照明效果下比传统白炽灯光源节能85%。该LED灯泡的额定电流是 A，这个LED灯与功率 的白炽灯亮度相当。
【变式训练3】（2022•泰兴市校级模拟）“220V 22W”的节能灯正常工作时电流为 A，这种节能灯与100W的白炽灯的亮度相当，则与白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，这种节能灯可以节约电能 %，已知白炽灯的发光效率为11%，则这种节能灯的发光效率为 %。
考点5 电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
（1）分析比较用电器的电功率：
首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑：
①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便；
串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）
②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）
（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【典例10】（2022•高要区一模）交警部门严格规定酒后禁驾，人体酒精含量≥0.2mg/mL属于酒驾。如图甲是检测酒精浓度的测试仪原理图，图乙是酒精浓度与电阻R1的关系图象，电源电压恒定为8V，R2为定值电阻。当酒精浓度为0时，电压表示数为2V。下列说法正确的是（ ）
A．随着酒精浓度的增大，电流表的示数变大，电压表的示数变小
B．若把电流表和电压表的位置互换，闭合开关，两表的读数均为零
C．当酒精浓度为0时，电路10s消耗的电能约为2.7J
D．当电阻R2消耗的电功率为0.8W时，驾驶员酒精气体浓度为0.3mg/mL，属于酒后驾驶
【典例11】（2022•平顶山一模）有一定值电阻R与一小灯泡L，通过它们的电流I与它们两端的电压U的U﹣I图像如图所示，将R和L并联接在电压为4V的电源两端，此时干路中的电流是 A，定值电阻R为 Ω。将R和L串联接在电压为4V的电源两端，此时小灯泡消耗的电功率为 W。
【典例12】（2022春•盐城期中）如图所示，图甲为某烧水壶的简化电路图，R1和R2为发热丝，S1为总开关，S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，乙图为某次加热、保温过程的总功率与时间的关系图像，求：
（1）加热过程中，电路中的电流。
（2）本次工作过程共消耗的电能。
（3）R1的阻值。
【变式训练1】（2022•邹城市模拟）某品牌养生锅具有加热和保温两挡，额定电压为220V，图甲是其电路原理图，S为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。此养生锅在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示，下列说法错误的是（ ）
A．开关S接触点2时，养生锅处于加热状态
B．养生锅处于加热状态时的功率是800W
C．P﹣t图像与坐标轴围成的面积表示电功
D．R2的阻值为181.5Ω
【变式训练2】（2022•双流区模拟）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“4V 2W”字样的灯泡L（忽略灯丝电阻变化），闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，滑片P再向上移动一段距离，R的阻值变化了6Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为6W。R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有4Ω、6Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是（ ）
A．I＝0.4A B．U＝10V C．U2可能是2.5V D．P1可能是1.5W
【变式训练3】（2022•兴平市模拟）如图甲所示，铅笔芯与滑动变阻器串联在电压恒为6V的电路中，闭合开关，滑动变阻器的滑片从A端向B端移动，电流表的示数
（选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不变”）；电流表和电压表示数如图乙所示，当电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω；当滑动变阻器两端电压为1V时，铅笔芯的功率为 W。
【变式训练4】（2022•新都区模拟）如图所示，电源电压恒为12V，小灯泡L上标有“4V 1.6W”字样且灯丝电阻保持不变，电流表A的量程为0～3A，电流表A的量程为0～3A，电流表A1的量程为0～0.6A，滑动变阻器R2可以是“10Ω 1A”和“100Ω 0.5A”两种规格的其中之一。当只闭合开关S、S1时，小灯泡正常发光，求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）开关全部闭合时，在保证电路安全情况下，应选哪种规格的滑动变阻器，此时电路的最大电功率是多少。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•西湖区校级模拟）下列家用电器中，正常工作一小时耗电最接近1kW•h的是（ ）
A．手提电脑B．洗衣机C．冰箱D．空调机
2．（2022•本溪模拟）人类大脑十分神奇，大脑可以处理复杂的信息而功率只有40W。这个功率相当于下列哪个用电器正常工作时的电功率（ ）
A．暖手宝B．白炽灯泡
C．台式电脑D．智能手表
3．（2022•青海一模）L1、L2是两只分别标有“220V 60W”和“220V 40W”的灯泡，若将它们串联后接入220V的家庭电路，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L1，比灯泡L2亮B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两只灯泡一样亮D．无法判断
4．（2022•道里区模拟）标有“6V 6W”、“3V 3W”的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），若将它们串联接在某电源上，两灯都发光，下列说法不正确的是（ ）
A．灯L1比灯L2亮 B．灯L1、L2的实际功率之比为2：1
C．灯L1和灯L2两端电压之比为1：2D．电源电压为9V时，灯L1、L2都正常发光
5．（2022•禅城区一模）如图，小灯泡甲标有“12V，6W”的字样，乙灯泡标有“12V，8W”的字样，电源电压为12V，则下列说法中正确的是（ ）
A．S1、S3闭合，S2断开时，甲灯比乙灯亮
B．S2闭合，S、S3断开时，乙灯比甲灯亮
C．S1、S2、S3都闭合时，仅乙灯亮，甲灯不亮
D．仅S1闭合时甲灯的亮度超过仅S2闭合时两灯的总亮度
6．（2021秋•姑苏区校级期末）智能手机耗电达到一定值时，会自动提示用户采用或转入“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（ ）
A．减小了电池的输出电流B．增大了电池的输出电压
C．减小了电池的供电效率D．增大了电池的输出功率
7．（2022•南川区模拟）如图所示电路，滑动变阻器R1的规格为“60Ω 0.5A”，定值电阻R2阻值为20Ω，小灯泡L标有“3V 1.2W”字样，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～3A。只闭合开关S、S2和S3，R2消耗的电功率为1.8W。（假设电源电压保持不变，忽略温度对灯泡电阻的影响）关于此电路的说法不正确的是（ ）
A．只闭合开关S，电路连接方式为R1和L串联
B．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的最大功率为1.2W
C．只闭合开关S、S2和S3，电路的最小总功率为2.4W
D．只闭合开关S，电路的最大总功率为1.2W
8．（2022•雁塔区校级模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列说法错误的是（ ）
A．滑动变阻器的最大阻值是20Ω B．R0的阻值是10Ω
C．电源电压为8V D．电路消耗的最大电功率为14.4W
二、填空题。
9．（2022•三元区模拟）如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定不变。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲、乙两电路中流过L1的电流I1：I1'＝ ，L2消耗的实际功率P2 P2'（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
10．（2022•铜仁市一模）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，若开关S1、S2断开，S闭合，电流表示数为0.2A，则电源电压是 6 V，若S、S1、S2都闭合时，电流表示数为0.9A，则电阻R3消耗的功率是 1.8 W。
三、计算题。
11．（2022•思明区校级模拟）如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。只闭合S1时为低温挡，电路的总功率为110W，高温挡的功率为990W。求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
12．（2022•南昌模拟）如图甲所示，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”，当闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片在某个位置时，灯泡L正常发光，此时电流表和电压表的示数如图乙、丙所示。
（1）求电源电压；
（2）求灯泡L的额定功率；
（3）不改变电路连接，当闭合开关S1、S2、S3，滑动变阻器接入电路中的阻值为30Ω时，电流表的指针刚好满偏，求电阻R3的阻值。
13．（2022春•亭湖区校级期中）生活中的许多电热器都有高、中、低多个挡位，如图为电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻组成的模拟电路。已知R1＝20Ω，R2＝30Ω，请计算：
（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电1min电路消耗的电能；
（3）该电路模拟高温挡时的功率大小。
物理量
物理意义
定义
公式
单位
测量
电功（W）
表示用电器消耗电能的多少
电流做功的多少
W=Pt
W=UIt
焦耳
千瓦时（度）
电能表
电功率（P）
表示电流做功的快慢
单位时间内电流所做的功
P=UI
瓦特
千瓦
用电压表、电流测量
型号
SDS﹣15X05
容量
1L
额定电压
220V
额定频率
50Hz
加热功率
1210W
保温功率
40W
18.2 电功率（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电功率的概念及额定电压和功率
1、电功率的概念
（1）定义：电流单位时间内所做的功。
（2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
（3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。
2、方法点拨
（1）要分清用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。
电功电功率的比较如下表所示。
（2）熟悉电功率的单位及物理意义，了解电功率的概念。
【典例1】（2021秋•河西区期末）一位电视台记者在讲到某工厂上半年节电5000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”这位记者弄混了两个重要的电学概念，这两个概念是（ ）
A．电能和电流 B．电流和电压 C．电压和电阻 D．电能和电功率
【答案】D。
【解答】解：某工厂上半年共节电5000kW•h，即节省的电能是5000kW•h；这只电吹风是500W的，500W是指电吹风的电功率，10000个这样的吹风机总功率为5000kW，二者不能直接划等号，根据t＝可知，正确说法是这个厂节省的电能可以使10000个这样的吹风机工作1小时。
故选：D。
【典例2】（2021秋•阜新县校级期末）如图是一个能吹冷、热风的简化电路，图中A是吹风机（电动机），B是电热丝。若只闭合开关S2则 都不 工作；若 Sl、S2 闭合，吹出的是热风。
【答案】都不；Sl、S2。
【解答】解：（1）若只闭合开关S2，电路中无电流，吹风机和电热丝都不工作；
（2）若将开关Sl、S2都闭合，电动机与电热丝并联后连接在电源上，电流分两路分别经过电动机和电热丝，它们都工作，则电吹风吹出的是热风。
故答案为：都不；Sl、S2。
【变式训练1】（2022•临邑县模拟）下列对生活中一些物理量的估计，最接近实际值的是（ ）
A．人体感觉舒适的温度是37℃ B．人正常步行的速度约18km/h
C．家用空调的电功率约为1000WD．一瓶500mL矿泉水的重力约500N
【答案】C。
【解答】解：A、人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在23℃左右，故A不符合实际；
B、人正常步行的速度约为1.1m/s＝1.1×3.6km/h≈4km/h，故B不符合实际；
C、家用空调属于大功率用电器，其电功率约为1000W，故C符合实际；
D、一瓶500mL矿泉水的质量约为500g＝0.5kg，重力约G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N，故D不符合实际。
故选：C。
【变式训练2】（2022•江阴市校级模拟）一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”试问这位记者出现的错误是 电能和电功率混淆了 。正确的说法是：“这个厂节省的电力可以 使这只0.5千瓦的电吹风工作10000小时 ”或者“这个厂节省的电力可以 使10000个这样的吹风机工作1小时 ”。
【答案】电能和电功率混淆了；使这只0.5千瓦的电吹风工作10000小时；使10000个这样的吹风机工作1小时。
【解答】解：某工厂上半年共节电5000kW•h，即节省的电能是5000kW•h；这只电吹风是500瓦，也就是0.5kW，0.5kW是指电吹风的电功率，所以这个记者把电能和电功率混淆了；正确的说法是：这个厂节省的电能可以使这只0.5千瓦的电吹风工作＝10000小时；或者说这个厂节省的电能可以使10000个这样的吹风机工作1小时。
故答案为：电能和电功率混淆了；使这只0.5千瓦的电吹风工作10000小时；使10000个这样的吹风机工作1小时。
考点2 电功率的概念及额定电压和功率
1、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
（1）定义：
①用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；
②用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。
2、方法点拨
（1）灯泡铭牌的意义：例如“PZ220-40”，其中PZ表示该灯泡适用于普通照明电路，220表示该灯泡的额定电压是220V，40表示该灯泡的额定功率是40W；
（2）灯泡的亮度取决于实际功率，如果实际功率相等，则亮度相同；
（3）额定功率是唯一的、确定的，不随实际工作电压而改变；实际功率是不确定的，随实际电压而改变；
（4）用电器只有在额定电压下才能正常工作。
【典例3】（2022•安徽模拟）如图所示，为甲、乙两只灯泡的I﹣U图像，它们的额定电压均为6V，则下列说法中错误的是（ ）
A．甲、乙的电流与电压不成正比，是因为它们的电阻随温度的变化而变化
B．甲、乙的额定功率之比为2：1
C．将甲、乙串联在8V电压下，甲可以正常工作
D．将甲、乙并联在2V电压下，干路的总电流为0.5A
【答案】C。
【解答】解：
A、图中U﹣I图象不是一条直线而是一条曲线，即甲、乙的电流与电压不成正比，是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化，即灯丝的电阻R灯不是一个定值，故A正确；
B、两灯的额定电压均为6V，从图像上可知甲、乙两灯均正常发光时，I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，所以，P甲额：P乙额＝（UI甲额）：（UI乙额）＝I甲额：I乙额＝0.6A：0.3A＝2：1，故B正确；
C、两灯串联时，当电路中的电流为0.3A，甲两端电压为2V，乙两端电压为6V，总电压U′＝2V+6V＝8V，此时乙正常工作，甲不能正常工作，故C错误；
D、两灯并联接在2V的电路中，由图可知I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，干路电流I＝I甲+I乙＝0.3A+0.2A＝0.5A，故A正确。
故选：C。
【典例4】（2022•花都区一模）已知发光二极管L1与小灯泡L2的额定电压均为2.5V。把它们分别接在图甲、乙所示的电路中，闭合开关调节滑动变阻器使电压表的示数均为2.5V，发现L1比L2亮。用数显电流表测得通过L1的电流远小于通过L2的电流，下列说法正确的是（ ）
A．L1 的实际功率比 L2 大
B．若把 L1 调到亮度和 L2 相当，两灯的实际功率相同
C．L1 的额定功率比 L2 大
D．若把 L1 调到亮度和 L2 相当，L2 的实际功率比 L1 大
【答案】D。
【解答】解：（1）甲图中发光二极管L1与滑动变阻器串联接入电路，乙图中小灯泡L2与滑动变阻器串联接入电路，闭合开关调节滑动变阻器使电压表的示数均为2.5V，发光二极管L1与小灯泡L2的额定电压均为2.5V，此时发光二极管L1与小灯泡L2的实际功率等于额定功率，用数显电流表测得通过L1的电流远小于通过L2的电流，根据P＝UI可知发光二极管L1实际功率小于小灯泡L2的实际功率，即发光二极管L1额定功率小于小灯泡L2的额定功率，故AC错误；
（2）发光二极管L1实际功率小于小灯泡L2的实际功率，但L1比L2亮，说明发光二极管L1的光电转化率较大，若把 L1调到亮度和 L2相当，则需调小发光二极管L1的实际功率，则L2的实际功率比 L1大，故B错误，D正确。
故选：D。
【典例5】（2022•鼓楼区校级模拟）如图是某电动玩具车的工作原理示意图。已知电源电压恒为6V，R2的阻值为5Ω，电动机的额定功率为4W，额定电压为5V。开关S1和S2只能同时接“a”或同时接“b”，车前进时能调节电动机的转速，后退时则不能，则当开关S1和S2同时接a时，小车会 前进 （选填“前进“或“后退”）；当车后退时，电流表示数为0.4A，此时电动机的实际功率为 1.6 W；当电动机以额定功率工作时，车在水平路面上匀速前进的速度为2m/s，若此时电动机消耗的电能有75%转化为车前进的机械能，此时车受到的阻力是 1.5N 。
【答案】前进；1.6；1.5N。
【解答】解：（1）由题可知，车前进时能调速；
由电路图可知，开关S1和S2都接a时，滑动变阻器与电动机串联，则调节滑片可改变电路中的电流，从而改变电动机的转速，所以此时小车会前进。
（2）当电动玩具车后退时，开关S1、S2同时接b时，R2与电动机串联，
由欧姆定律可得电阻R2两端的电压为：U2＝IR2＝0.4A×5Ω＝2V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，由串联电路的电压规律可知电动机两端的电压为：UM＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V，
则电动机的实际功率为：P实＝UMI＝4V×0.4A＝1.6W；
（3）由题意可知，、电动机的机械功率：P机＝P额η＝4W×75%＝3W，
由P＝＝＝Fv可得，电动玩具车受到的牵引力：F牵＝＝＝1.5N，
因为匀速运动，所以阻力f＝F牵＝1.5N。
故答案为：前进；1.6；1.5N。
【变式训练1】（2022•青羊区模拟）如图是一个手机充电器的铭牌标识，由此我们可以知道（ ）
A．此充电器可在220V电路中使用 B．此充电器最大输出电流为10V
C．此充电器将化学能转化为了电能 D．因4A＞1.2A所以能量不守恒
【答案】A。
【解答】解：
A、由图可知，铭牌上充电器的输入电压为100V﹣240V，充电器可在220V电路中使用，故A正确；
B、由图可知，铭牌上充电器的输出电压为5V，故B错误；
C、充电器工作时，消耗了电能，将电能转化为化学能，故C错误；
D、在能量的转化和转移的过程中，能量的转化和转移是守恒的，4A＞1.2A是因为在能量的转化和转移的过程中，有能量的损失，但总能量守恒，故D错误。
故选A。
【变式训练2】（2022•沛县校级模拟）如图所示，电源电压不变，定值电阻R＝18Ω，另有四只额定功率为2W，额定电压分别为4V、6V、8V、10V的灯泡，当把它们分别接在电路中的A、B两端时，实际功率最大的是（ ）（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
A．4V的灯B．6V 的灯C．8V的灯D．10V的灯
【答案】B。
【解答】解：由P＝可得，四只灯泡的电阻分别为：
R1＝＝＝8Ω，R2＝＝＝18Ω，R3＝＝＝32Ω；R4＝＝＝50Ω；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流分别为：
I1＝＝，I2＝＝，I3＝＝，I4＝＝；
四只灯泡的实际功率分别为：
P1＝I12R1＝（）2×8Ω≈0.012U2，
P2＝I22R2＝（）2×18Ω≈0.014U2，
P3＝I32R3＝（）2×32Ω≈0.013U2，
P4＝I42R4＝（）2×50Ω≈0.011U2，
所以实际功率最大的是6V的灯泡。
故选：B。
【变式训练3】（2022•南开区一模）小明在家中找到了两个LED灯泡，仔细观察发现甲灯泡标有“220V 40W”的字样，乙灯泡标有“220V 11W”的字样，将它们并联接入电路中，两灯均正常工作，此时 甲 （选填“甲”或“乙”）灯更亮，其中甲灯泡的电阻为 1210 Ω。
【答案】甲；1210。
【解答】解：两灯的额定电压均为220V，两灯的额定功率分别为40W和11W，甲的额定功率大于乙的额定功率，
两灯泡并联接在家庭电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且家庭电路的电压为220V，所以，两灯泡的实际功率和额定功率相等，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，且乙灯的实际功率小于甲灯的实际功率，所以甲灯更亮；
甲灯泡的电阻：R＝＝＝1210Ω。
故答案为：甲；1210。
考点3 电功率与电能、时间的关系
（1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。
（2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）；②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。
【典例6】（2021秋•杭州期末）节能灯已成为家庭照明的主要选择，如图一个11W的节能灯照明亮度和一个40W的白炽灯是相等的，两个灯泡均正常工作时，以下说法不正确的是（ ）
A．节能灯每秒消耗11 J电能 B．节能灯每秒产生的内能大于白炽灯
C．两个灯泡正常工作所需电压是相同的 D．用节能灯替代白炽灯有助于节省电能
【答案】B。
【解答】解：A、节能灯每秒消耗的电能：W＝Pt＝11W×1s＝11J，故A正确；
B、节能灯的光电转化效率高于白炽灯，所以节能灯每秒产生的内能小于白炽灯，故B错误；
C、根据灯泡的铭牌可知两个灯泡正常工作所需电压是相同的，故C正确；
D、根据W＝Pt可知相同时间内，灯泡的功率越小，消耗的电能越少，所以用节能灯替代白炽灯有助于节省电能，故D正确。
故选：B。
【典例7】（2021秋•朝阳县期末）为实现环保目标，我市已建成多个风力发电站。若某小型风力发电机每小时可发电4kW•h，合 1.44×107 J，这些电能可使电功率为50W的照明灯连续正常工作 80 h，这些电能相当于完全燃烧 0.48 kg焦炭放出的热量（已知焦炭的热值为3.0×107J/kg）。
【答案】1.44×107；80；0.48。
【解答】解：W＝4kW•h＝4×3.6×106J＝1.44×107J；
这些电能可使电功率为100W的照明灯连续正常工作的时间：t＝＝＝2.88×105s＝80h；
由题意知，焦炭完全燃烧放出的热量Q＝W＝1.44×107J，
由Q＝mq得，需要完全燃烧焦炭的质量：m＝＝＝0.48kg。
故答案为：1.44×107；80；0.48。
【变式训练1】（2022•薛城区模拟）智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快。当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来适当延长使用时间，这其实是（ ）
A．减小了手机功率 B．增加了电池电量C．增大了电池电压 D．降低了散热能力
【答案】A。
【解答】解：当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由P＝可得，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选：A。
【变式训练2】（2021秋•蓬江区期末）两个工作原理相同的电暖器甲和乙，甲的额定功率为1000W，乙的额定功率为1200W，它们在正常工作的情况下，下列说法错误的是（ ）
A．电暖器甲工作一小时，消耗一度电能
B．电流通过电暖器甲做的功比通过电暖气乙做的功少
C．电暖器甲消耗电能比电暖器乙消耗电能慢
D．电暖器甲将电能转化成内能一定比乙慢
【答案】B。
【解答】解：A、在正常工作的情况下，电暖器甲工作一小时，消耗电能为：W＝Pt＝1kW×1h＝1kW•h＝1度，故A正确；
B、电流通过电暖器做的功的多少，与电功率和工作时间有关，但未说明工作时间，故电流通过电暖器甲做的功不一定比通过电暖气乙做的功少，故B错误；
CD、电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲的额定功率为1000W，乙的额定功率为1200W，甲的额定电功率小于乙的额定功率，在正常工作的情况下，电暖器甲消耗电能比乙慢，甲将电能转化成内能比乙慢，故CD正确。
故选：B。
【变式训练3】（2021秋•怀安县期末）在家庭电路中 电能 表用来测量用户消耗的电能。标有“220V 1200W”字样的电热水壶正常工作10分钟，消耗电能 0.2 千瓦时。
【答案】电能；0.2。
【解答】解：在家庭电路中，电能表用来测量用户消耗的电能；
由铭牌可知，电热水壶的额定功率P＝1200W＝1.2kW，
正常工作t＝10min＝h消耗的电能W＝Pt＝1.2kW×h＝0.2kW•h；
故答案为：电能；0.2。
考点4 电功率与电压、电流的关系
（1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大；
（2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比；
（3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。
【典例8】（2022•前进区一模）将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在电源上，假设灯丝的电阻不随温度变化，在保证灯泡安全情况下，则（ ）
A．接在12V的电源上，灯泡L1正常发光 B．接在12V的电源上，灯泡L2可能会烧坏
C．接在15V的电源上，灯泡L1正常发光 D．接在18V的电源上，两个灯都正常发光
【答案】C。
【解答】解：
（1）由P＝可得，两灯泡的电阻分别为：R1＝＝＝24Ω，R2＝＝＝6Ω，
两灯泡的额定电流分别为：I1＝＝＝0.5A，I2＝＝＝1A，
因串联电路各处的电流相等，且I1＜I2，所以电路中的最大电流I最大＝I1＝0.5A，灯泡L1正常发光，
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，
则由欧姆定律可得此时的电源电压：U＝I最大（R1+R2）＝0.5A×（24Ω+6Ω）＝15V，故C正确；
（2）当电源电压小于15V时，由欧姆定律可知通过电路的电流会小于0.5A，两灯泡都不能正常发光；当电源电压大于15V时，由欧姆定律可知通过电路的电流会大于0.5A，则灯泡L1会被烧坏，故ABD错误。
故选：C。
【典例9】（2022•乐清市一模）如图甲所示是一种紫外线杀菌筷子盒，内置“220V 4W”的紫外线灯管，装入干燥筷子只需3～5分钟即可完成杀菌消毒，取筷子的原理结构示意如图乙所示，按压A端一次能取出一根筷子，既环保又卫生。
（1）取用筷子时，图乙中的装置是一种 省力 杠杆。
（2）紫外线灯正常工作时通过的电流为 0.02 A（保留2位小数），正常工作5min，需消耗电能 1200 J。
【答案】（1）省力；（2）0.02；1200。
【解答】解：
（1）取用筷子时，A施加向下的力是动力；弹簧对杠杆向上的弹力是阻力，由图可知动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆；
（2）紫外线灯正常工作时通过的电流：I＝＝＝0.02A；
紫外线灯正常工作5min，消耗电能W＝Pt＝4W×300s＝1200J。
故答案为：（1）省力；（2）0.02；1200。
【变式训练1】（2022•温江区模拟）下列说法不正确的是（ ）
A．接入电路并使用的用电器越多，总功率就越大
B．电路中的总电流超过电路的容许负载就容易引起火灾
C．只要每个用电器的功率不算很大就可以多用电器同时使用
D．家庭电路中的电压一定，总功率越大，电路中的总电流就越大
【答案】A。
【解答】解：
A、将多个用电器接入电路中使用，但不知道它们的连接方式，如果多个用电器串联，则用电器越多，总电阻越大，由P＝可知，在电源电压一定时，总功率会越小，故A错误；
B、电路中的总电流超过电路的容许负载，即总电流过大，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，相同时间内导线上产生的热量过多，容易引起火灾，故B正确；
C、电路的总功率等于各用电器消耗功率之和；虽然家庭电路中多个大功率用电器不能同时使用，但如果每个用电器的功率不算很大，则多用电器同时使用时总功率也不是很大，干路中总电流不是过大，所以此时多个用电器也可以同时使用，故C正确；
D、家庭电路中的电压一定，总功率越大，由P＝UI可知，电路中的总电流就越大，故D正确。
故选：A。
【变式训练2】（2022•兴化市一模）LED灯具有节能、环保等特点，被称为第四代照明光源。额定电压为220V、额定功率9W的LED灯，它在相同照明效果下比传统白炽灯光源节能85%。该LED灯泡的额定电流是 0.04 A，这个LED灯与功率 60W 的白炽灯亮度相当。
【答案】0.04；60。
【解答】解：根据P＝UI可知该LED灯泡的额定电流：I＝＝≈0.04A；
设两种灯泡正常发光的时间为t，此时白炽灯的功率为P2，
LED消耗的电能为W1＝P1t＝9W×t，白炽灯消耗的电能为W2＝P2t，
在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约85%的电能，则＝85%，
解得：P2＝60W。
故答案为：0.04；60。
【变式训练3】（2022•泰兴市校级模拟）“220V 22W”的节能灯正常工作时电流为 0.1 A，这种节能灯与100W的白炽灯的亮度相当，则与白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，这种节能灯可以节约电能 78 %，已知白炽灯的发光效率为11%，则这种节能灯的发光效率为 50 %。
【答案】0.1；78；50。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，节能灯正常工作时电流：
I＝＝＝0.1A，
（2）在达到相同亮度的条件下，这种节能灯可以节约电能的效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝78%，
（3）因这种节能能与100W的白炽灯的亮度相当，
所以，P白炽灯η白炽灯＝P节能灯η节能灯，即100W×11%＝22W×η节能灯，
解得：η节能灯＝50%。
故答案为：0.1；78；50。
考点5 电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
（1）分析比较用电器的电功率：
首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑：
①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便；
串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）
②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）
（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【典例10】（2022•高要区一模）交警部门严格规定酒后禁驾，人体酒精含量≥0.2mg/mL属于酒驾。如图甲是检测酒精浓度的测试仪原理图，图乙是酒精浓度与电阻R1的关系图象，电源电压恒定为8V，R2为定值电阻。当酒精浓度为0时，电压表示数为2V。下列说法正确的是（ ）
A．随着酒精浓度的增大，电流表的示数变大，电压表的示数变小
B．若把电流表和电压表的位置互换，闭合开关，两表的读数均为零
C．当酒精浓度为0时，电路10s消耗的电能约为2.7J
D．当电阻R2消耗的电功率为0.8W时，驾驶员酒精气体浓度为0.3mg/mL，属于酒后驾驶
【答案】D。
【解答】解：
A、闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
从图乙可知，随着酒精浓度的增大，R1的阻值变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据I＝可知电路中的电流变大，即电流表的示数变大；R2的阻值不变，根据U＝IR可知R2两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A错误；
B、若把电流表和电压表的位置互换，闭合开关，因电压表的内阻很大，则电路相当于断路，电流表的示数为0，电压表与电源接通，电压表的示数等于电源电压，其示数不为0，故B错误；
CD、当酒精浓度为0时，电压表示数为2V，由图像可知此时R1＝60Ω，
根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压U1＝U﹣U2＝8V﹣2V＝6V，
根据欧姆定律可知电路电流I＝＝＝0.1A，
则电路10s消耗的电能：W＝UIt＝8V×0.1A×10s＝8J，故C错误；
根据欧姆定律可知R2的阻值：R2＝＝＝20Ω；
当电阻R2消耗的电功率为0.8W时，根据P＝I2R可知此时电路中的电流：I′＝＝＝0.2A，
根据欧姆定律可知电路的总电阻：R＝＝＝40Ω，
根据电阻串联的特点可知此时R1的阻值：R1′＝R﹣R2＝40Ω﹣20Ω＝20Ω，
从图乙可知此时驾驶员酒精气体浓度为0.3mg/mL，属于酒后驾驶，故D正确。
故选D。
【典例11】（2022•平顶山一模）有一定值电阻R与一小灯泡L，通过它们的电流I与它们两端的电压U的U﹣I图像如图所示，将R和L并联接在电压为4V的电源两端，此时干路中的电流是 1.1 A，定值电阻R为 10 Ω。将R和L串联接在电压为4V的电源两端，此时小灯泡消耗的电功率为 0.3 W。
【答案】1.1；10；0.3。
【解答】解：将R和L并联接在电压为4V的电源两端，根据并联电路的电压特点可知R和L两端的电压均为4V，从图中可知通过R和L的电流分别为0.4A、0.7A，根据并联电路的电流特点可知此时干路中的电流I＝IR+IL＝0.4A+0.7A＝1.1A，
根据欧姆定律可知定值电阻R＝＝＝10Ω；
将R和L串联接在电压为4V的电源两端，串联电路的电流处处相等，结合串联电路的电压特点可知此时电路电流为0.3A，定值电阻和灯泡两端的电压分别为3V、1V，
根据P＝UI可知此时小灯泡消耗的电功率为P灯＝U灯I′＝1V×0.3A＝0.3W。
故答案为：1.1；10；0.3。
【典例12】（2022春•盐城期中）如图所示，图甲为某烧水壶的简化电路图，R1和R2为发热丝，S1为总开关，S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，乙图为某次加热、保温过程的总功率与时间的关系图像，求：
（1）加热过程中，电路中的电流。
（2）本次工作过程共消耗的电能。
（3）R1的阻值。
【解答】解：（1）从表格可知，加热功率P加热＝1210W，根据P＝UI可知加热过程中，电路中的电流I＝＝＝5.5A；
（2）本次工作过程共消耗的电能W＝P加热t1+P保温t2＝1210W×5×60s+40W×（15﹣5）×60s＝3.87×105J；
（3）闭合S1，S2接1触点时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，烧水壶处于加热状态，
根据P＝可知R2＝＝＝40Ω；
闭合S1，S2接2触点时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，烧水壶处于保温状态，
根据P＝可知此时总电阻R串＝＝＝1210Ω，
根据电阻串联的特点可知R1的阻值R1＝R串﹣R2＝1210Ω﹣40Ω＝1170Ω。
答：（1）加热过程中，电路中的电流为5.5A；
（2）本次工作过程共消耗的电能为3.87×105J；
（3）R1的阻值为1170Ω。
【变式训练1】（2022•邹城市模拟）某品牌养生锅具有加热和保温两挡，额定电压为220V，图甲是其电路原理图，S为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。此养生锅在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示，下列说法错误的是（ ）
A．开关S接触点2时，养生锅处于加热状态
B．养生锅处于加热状态时的功率是800W
C．P﹣t图像与坐标轴围成的面积表示电功
D．R2的阻值为181.5Ω
【答案】A。
【解答】解：A、开关S接触点2时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，养生锅处于保温状态；开关S接触点1时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，养生锅处于加热状态。故A错误；
B、养生锅的加热功率大于保温功率，从图中可知养生锅处于加热状态时的功率是800W，故B正确；
C、根据W＝Pt可知P﹣t图像与坐标轴围成的面积表示电功，故C正确；
D、养生锅处于加热状态时，根据P＝可知R1＝＝＝60.5Ω；
养生锅处于保温状态时，根据P＝可知R总＝＝＝242Ω；
根据电阻串联的特点可知R2＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω，故D正确。
故答案为：A。
【变式训练2】（2022•双流区模拟）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“4V 2W”字样的灯泡L（忽略灯丝电阻变化），闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，滑片P再向上移动一段距离，R的阻值变化了6Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为6W。R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有4Ω、6Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是（ ）
A．I＝0.4A B．U＝10V C．U2可能是2.5V D．P1可能是1.5W
【答案】A。
【解答】解：
AB、闭合S、S1、S2，断开S3时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R的电压，
设滑片P移到某一位置时接入电路中电阻为R，此时电流表示数为I，
再向上移动一段距离，R的阻值变化了6Ω，电流表示数变化了0.1A，
则接入电路中的电阻为R﹣6Ω，电路中的电流为I+0.1A，
因此时L恰好正常发光，所以由P＝UI可得，I+0.1A＝＝＝0.5A，
解得：I＝0.4A，故A正确；
由P＝UI＝可得，灯泡的电阻RL＝＝＝8Ω，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变，
所以，电源的电压U＝I（R+RL）＝（I+0.1A）[（R﹣6Ω）+RL]，即0.4A×（R+8Ω）＝（0.4A+0.1A）[（R﹣6Ω）+8Ω]，
解得：R＝22Ω，
电源的电压：U＝I（R+RL）＝0.4A×（22Ω+8Ω）＝12V，故B错误；
CD、当A、B间换接为R3，闭合S、S3、断开S1、S2时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，且P1≠P2，
所以，由P＝UI＝I2R可知，R1≠R2，且电路中的电流I′＝＝＝0.5A，
此时电路的总电阻：R＝＝＝24Ω，
因R1、R2、R3的阻值只有4Ω、6Ω、7Ω、9Ω这四种可能，
所以，R1、R2、R3的电阻依次可能为4Ω、9Ω、9Ω，也可能为9Ω、4Ω、9Ω，
电阻R2两端的电压：U2＝I′R2＝0.5A×9Ω＝4.5V或U2＝I′R2＝0.5A×4Ω＝2V，故C错误；
电阻R1的功率：P1＝（I′）2R1＝（0.5A）2×2Ω＝0.5W或P1＝（I′）2R1＝（0.5A）2×9Ω＝2.25W，故D错误。
故选：A。
【变式训练3】（2022•兴平市模拟）如图甲所示，铅笔芯与滑动变阻器串联在电压恒为6V的电路中，闭合开关，滑动变阻器的滑片从A端向B端移动，电流表的示数 逐渐增大 （选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不变”）；电流表和电压表示数如图乙所示，当电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值为 12 Ω；当滑动变阻器两端电压为1V时，铅笔芯的功率为 2.5 W。
【答案】逐渐增大；12；2.5。
【解答】解：
由图甲知，变阻器与铅笔芯串联，电流表测电路中电流，电压表测变阻器两端电压。
由图甲知，滑片从A端向B端移动时，变阻器连入电阻的阻值变小，电路的总电阻变小，电源电压一定，由欧姆定律可知电路中电流变大，即电流表示数变大；
由图象可知，电压表示数为3V时，电流表的示数为0.25A，
由欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的阻值为：
R＝＝＝12Ω；
由图象可知，电压表示数为1V时，电流表的示数为0.5A，
由串联电路特点和电功率公式计算铅笔芯的功率：
P铅笔芯＝U铅笔芯I′＝（U﹣UR′）I′＝（6V﹣1V）×0.5A＝2.5W。
故答案为：逐渐增大；12；2.5。
【变式训练4】（2022•新都区模拟）如图所示，电源电压恒为12V，小灯泡L上标有“4V 1.6W”字样且灯丝电阻保持不变，电流表A的量程为0～3A，电流表A的量程为0～3A，电流表A1的量程为0～0.6A，滑动变阻器R2可以是“10Ω 1A”和“100Ω 0.5A”两种规格的其中之一。当只闭合开关S、S1时，小灯泡正常发光，求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）开关全部闭合时，在保证电路安全情况下，应选哪种规格的滑动变阻器，此时电路的最大电功率是多少。
【解答】解：（1）当只闭合开关S、S1时，小灯泡正常发光，灯L与R1串联，
则电路中的电流为：I＝IL＝＝＝0.4A，
根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压U1＝U﹣UL＝12V﹣4V＝8V，
根据欧姆定律可知R1＝＝＝20Ω；
（2）当开关全部闭合时，R1与R2并联，电流表A1测通过R1的电流，电流表A测干路电流，
此时通过R1的电流为：I1＝＝＝0.6A，则电流表A1安全，
由P＝UI可知，要使电路总功率达到最大，则应使通过R2的电流达到最大，
若滑动变阻器R2选“10Ω 1A”，当通过变阻器全部连入电路时，电流最小，最小电流为：I滑1＝＝＝1.2A＞1A，超过变阻器的允许通过的最大电流，则不能选“10Ω 1A”，
若滑动变阻器R2选“100Ω 0.5A”，当变阻器通过的最大电流为I滑2＝0.5A，变阻器连入电路的最小电阻为：R2＝＝＝24Ω＜100Ω，故“100Ω 0.5A”符合要求。
此时电路中的最大电流为：I＝I1+I滑2＝0.6A+0.5A＝1.1A，
此时电路中的最大功率：P2＝UI＝12V×1.1A＝13.2W。
答：（1）定值电阻R1的阻值为20Ω；
（2）开关全部闭合时，在保证电路安全情况下，应选“100Ω 0.5A”规格的滑动变阻器，此时电路的最大电功率是13.2W。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•西湖区校级模拟）下列家用电器中，正常工作一小时耗电最接近1kW•h的是（ ）
A．手提电脑B．洗衣机C．冰箱D．空调机
【答案】D。
【解答】解：A、手提电脑的功率约为30W到50W之间，故A不符合题意；
B、洗衣机的功率约为500W，故B不符合题意；
C、冰箱的功率约为100W，故C不符合题意；
D、空调机的功率约为1000W，故D符合题意；
故选：D。
2．（2022•本溪模拟）人类大脑十分神奇，大脑可以处理复杂的信息而功率只有40W。这个功率相当于下列哪个用电器正常工作时的电功率（ ）
A．暖手宝B．白炽灯泡
C．台式电脑D．智能手表
【答案】B。
【解答】解：A、暖手宝的功率在400W左右，故A不符合题意；
B、普通照明灯泡的功率在40W左右，故B符合题意；
C、台式电脑的功率都在200W左右，故C不符合题意；
D、智能手表的功率大不到1W，故D不符合题意。
故选：B。
3．（2022•青海一模）L1、L2是两只分别标有“220V 60W”和“220V 40W”的灯泡，若将它们串联后接入220V的家庭电路，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L1，比灯泡L2亮B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两只灯泡一样亮D．无法判断
【答案】B。
【解答】解：已知L1、L2是两只分别标有“220V 60W”和“220V 40W”的灯泡，由R＝可得，灯泡L2的电阻大，
将两灯串联接入220V电路两端，因串联电路电流都相等，根据P＝I2R可知，灯泡L2的实际功率大，因灯的亮度取决于灯的实际功率，L2比L1亮，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．（2022•道里区模拟）标有“6V 6W”、“3V 3W”的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），若将它们串联接在某电源上，两灯都发光，下列说法不正确的是（ ）
A．灯L1比灯L2亮 B．灯L1、L2的实际功率之比为2：1
C．灯L1和灯L2两端电压之比为1：2D．电源电压为9V时，灯L1、L2都正常发光
【答案】C。
【解答】解：
由P＝UI可知，两灯正常发光时的电流为：I1＝＝＝1A，I2＝＝＝1A；
由欧姆定律可知，灯L1的电阻：R1＝＝＝6Ω；灯L2的电阻：R2＝＝＝3Ω；
AB、两灯泡串联时通过灯泡的的电流是相同的，根据P＝I2R可知，灯L1、L2的实际功率之比为P1：P2＝R1：R2＝2：1，灯L1消耗的功率大，则灯L1比灯L2亮，故AB正确；
C、通过两灯的电流相同，根据U＝IR可知，灯L1和灯L2两端电压之比为U'1：U'2＝R1：R2＝2：1，故C错误；
D、因两灯泡的额定电流相等，所以，两灯泡串联时可以同时正常发光，因灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，且串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两灯泡串联且正常发光时电源的电压：U＝U1+U2＝6V+3V＝9V，故D正确。
故选C。
5．（2022•禅城区一模）如图，小灯泡甲标有“12V，6W”的字样，乙灯泡标有“12V，8W”的字样，电源电压为12V，则下列说法中正确的是（ ）
A．S1、S3闭合，S2断开时，甲灯比乙灯亮
B．S2闭合，S、S3断开时，乙灯比甲灯亮
C．S1、S2、S3都闭合时，仅乙灯亮，甲灯不亮
D．仅S1闭合时甲灯的亮度超过仅S2闭合时两灯的总亮度
【答案】D。
【解答】解：
A、S1、S3闭合，S2断开时，甲、乙两灯泡并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，甲、乙两灯泡两端的电压均为12V，两灯泡均正常发光，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，乙灯泡的实际功率较大，灯泡较亮，故A错误；
B、由P＝可知，额定电压相同，甲的额定功率小于乙的额定功率，则甲灯泡的电阻大于乙灯泡的电阻，当断开S1、S3，闭合S2时，甲、乙两灯泡串联，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝I2R可知，甲灯的电阻较大，实际功率较大，灯泡较亮，故B错误；
C、S1、S2、S3都闭合时，电路短路，两灯泡均不发光，会烧坏电源，故C错误；
D、仅S1闭合时，电路为甲灯泡的简单电路；因甲灯泡两端的电压和额定电压相等，断开S1、S3，闭合S2时，甲、乙两灯泡串联；串联电路的电阻要大于其中的任何一个电阻，所以仅S2闭合时的电路的总电阻要大于仅S1闭合时电路的总电阻，根据欧姆定律可知，仅S2闭合时的电路的电流要大于仅S1闭合时电路的电流，电源电压不变，根据P＝UI可知，仅S2闭合时的电路的总功率要小于仅S1闭合时电路的总功率，所以仅S1闭合时甲灯的亮度超过仅S2闭合时两灯的总亮度，故D正确。
故选：D。
6．（2021秋•姑苏区校级期末）智能手机耗电达到一定值时，会自动提示用户采用或转入“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（ ）
A．减小了电池的输出电流B．增大了电池的输出电压
C．减小了电池的供电效率D．增大了电池的输出功率
【答案】A。
【解答】解：智能手机耗电达到一定量时，剩余的电能也是定量，
由W＝Pt可知，要延长手机的工作时间，需要减小电池的输出功率，而手机工作的电压是不变的，
由P＝UI可知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，故A正确。
故选：A。
7．（2022•南川区模拟）如图所示电路，滑动变阻器R1的规格为“60Ω 0.5A”，定值电阻R2阻值为20Ω，小灯泡L标有“3V 1.2W”字样，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～3A。只闭合开关S、S2和S3，R2消耗的电功率为1.8W。（假设电源电压保持不变，忽略温度对灯泡电阻的影响）关于此电路的说法不正确的是（ ）
A．只闭合开关S，电路连接方式为R1和L串联
B．只闭合开关S、S1，滑动变阻器的最大功率为1.2W
C．只闭合开关S、S2和S3，电路的最小总功率为2.4W
D．只闭合开关S，电路的最大总功率为1.2W
【答案】D。
【解答】解：A、由电路图可知，只闭合开关S，R2断路，电路连接方式为R1和L串联，故A正确；
D、由P＝UI可知，灯泡的额定电流：IL＝＝＝0.4A，
只闭合开关S，R2断路，电路连接方式为R1和L串联，
灯泡正常发光时，电路电流最大，电路电功率最大，此时电路中的最大电流：I最大＝IL＝0.4A，
电路的最大总功率为：P＝UI＝6V×0.4A＝2.4W，故D错误。
B、只闭合开关S、S1，R2断路，电路连接方式为R1和L串联，电压表测R1两端电压，
由P＝UI＝可知，小灯泡的电阻：R＝＝＝7.5Ω，
滑动变阻器消耗的电功率：
P1＝I2R1＝（）2R1＝＝＝，
所以，当R1＝RL＝7.5Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大；
滑动变阻器消耗电功率的最大值：P1最大＝＝＝1.2W，故B正确；
C、只闭合开关S、S2和S3，R1和R2并联，灯泡被短路，
由P＝UI＝可知，电源电压：U＝＝＝6V，
滑动变阻器的电阻全部接入时，电路的电功率最小，
此时R1电功率：P1＝＝＝0.6W，
电路的最小总功率为：
P＝P2+P1＝1.8W+0.6W＝2.4W，故C正确。
故选：D。
8．（2022•雁塔区校级模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列说法错误的是（ ）
A．滑动变阻器的最大阻值是20Ω B．R0的阻值是10Ω
C．电源电压为8V D．电路消耗的最大电功率为14.4W
【答案】C。
【解答】解：
A、当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，R的最大阻值和R0串联，电流表测电路中的电流，
由图乙可知，电路中的最小电流I最小＝0.4A，滑动变阻器的功率P1＝3.2W，
由P＝I2R可得，滑动变阻器的最大阻值：R最大＝＝＝20Ω，故A正确；
BC、因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝可得，电源的电压：U＝I最小（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+R0），
由图乙可知，当电路中的电流I′＝0.6A时，滑动变阻器的功率最大，最大为P1′＝3.6W，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：R′＝＝＝10Ω；
同理可得电源电压：U＝I′（R′+R0）＝0.6A×（10Ω+R0），
因电源的电压不变，所以，0.4A×（20Ω+R0）＝0.6A×（10Ω+R0），
解得：R0＝10Ω，故B正确；
则电源电压：U＝I最小（R+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V，故C错误；
D、当滑动变阻器接入电路的电阻最小为0时，只有R0工作，此时电路中的电流最大，总功率最大，
则最大总功率：P最大＝＝＝14.4W，故D正确。
故选：C。
二、填空题。
9．（2022•三元区模拟）如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定不变。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲、乙两电路中流过L1的电流I1：I1'＝ 2：5 ，L2消耗的实际功率P2 ＜ P2'（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【答案】2：5；＜。
【解答】解：根据P＝可知，灯泡L1的电阻为：R1＝＝＝12Ω；灯泡L2的电阻为：R2＝＝＝18Ω；
甲图中两个灯泡串联，则此时的总电阻为：R＝R1+R2＝12Ω+18Ω＝30Ω；
甲电路中的电流即通过灯泡L1的电流为：I1＝I＝＝＝0.2A；
乙图中的电源电压为6V，两个灯泡并联，则灯泡L1正常发光，通过灯泡L1的电流为：I'1＝＝＝0.5A；
则甲、乙两电路中流过L1的电流I1：I1′＝0.2A：0.5A＝2：5；
根据串联电路的电压关系可知，甲中L2两端电压小于电源电压，乙中L2两端电压等于电源电压，由于L2两端电压变大，电阻不变，根据P＝可知，L2消耗的实际功率变大，即P2＜P2′。
故答案为：2：5；＜。
10．（2022•铜仁市一模）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，若开关S1、S2断开，S闭合，电流表示数为0.2A，则电源电压是 6 V，若S、S1、S2都闭合时，电流表示数为0.9A，则电阻R3消耗的功率是 1.8 W。
【答案】6；1.8。
【解答】解：（1）开关S1、S2都断开、S闭合时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝可得，电源的电压：
U＝I（R1+R2）＝0.2A×（10Ω+20Ω）＝6V；
（2）开关S、S1、S2都闭合时，R1与R3并联，电流表测干路电流，根据欧姆定律可知通过R1的电流：
I1＝＝＝0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R3的电流：
I3＝I′﹣I1＝0.9A﹣0.6A＝0.3A，
电阻R3消耗的功率P＝UI3＝6V×0.3A＝1.8W。
故答案为：6；1.8。
三、计算题。
11．（2022•思明区校级模拟）如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。只闭合S1时为低温挡，电路的总功率为110W，高温挡的功率为990W。求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
【解答】（1）当S1闭合，S2断开时，电热器处于低温挡，简化电路如图所示：
低温挡功率P1＝110W，低温挡时通过电路的电流为：I1＝＝＝0.5A；
（2）当S1，S2都闭合时，电热器处于高温挡，简化电路如图所示：
电阻R2的功率为：P2＝P总﹣P1＝990W﹣110W＝880W；
R2的阻值为：R2＝＝＝55Ω。
答：（1）低温挡时通过电路的电流为0.5A；
（2）电热丝R2的阻值为55Ω。
12．（2022•南昌模拟）如图甲所示，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V”字样，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”，当闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片在某个位置时，灯泡L正常发光，此时电流表和电压表的示数如图乙、丙所示。
（1）求电源电压；
（2）求灯泡L的额定功率；
（3）不改变电路连接，当闭合开关S1、S2、S3，滑动变阻器接入电路中的阻值为30Ω时，电流表的指针刚好满偏，求电阻R3的阻值。
【解答】解：（1）由电路图可知，当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，灯泡与R2串联，
由灯泡正常发光可知灯泡两端的电压为UL＝6V，
图丙中电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为6V，即滑动变阻器两端的电压为U2＝6V，
由串联电路的电压特点可知，电源电压：
U＝UL+U2＝6V+6V＝12V；
（2）由题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由图乙可知，若电流表选择大量程，分度值为0.1A，电流表的示数为2.5A＞1A，因此电流表只能选择小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.5A，
因此灯泡L的额定功率：
P额＝ULI＝6V×0.5A＝3W；
（3）当闭合开关S1、S2、S3时，灯泡L被短路，电阻R3与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，
由于不改变电路连接，电流表的指针刚好满偏，此时干路中的电流：
I并＝0.6A，
此时通过滑动变阻器的电流：
I2＝＝＝0.4A，
由并联电路的电流特点可知，通过R3的电流：
I3＝I并﹣I2＝0.6A﹣0.4A＝0.2A，
由欧姆定律可知，电阻R3的阻值：
R3＝＝＝60Ω。
答：（1）电源电压为12V；
（2）灯泡L的额定功率为3W；
（3）电阻R3的阻值为60Ω。
13．（2022春•亭湖区校级期中）生活中的许多电热器都有高、中、低多个挡位，如图为电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻组成的模拟电路。已知R1＝20Ω，R2＝30Ω，请计算：
（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电1min电路消耗的电能；
（3）该电路模拟高温挡时的功率大小。
【解答】解：
（1）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，则总电阻：
R串＝R1+R2＝20Ω+30Ω＝50Ω；
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.2A；
（2）当S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路，
则通电5min电路消耗的电能：W2＝t＝×5×60s＝1000J；
（3）当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，根据P＝UI＝可知此时总功率最大，为模拟高温挡，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以此时的总电阻：
R并＝＝＝12Ω，
该电路模拟高温挡时的功率：
P高温＝＝≈8.3W。
答：（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流为0.2A；
（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电1min电路消耗的电能为1000J；
（3）该电路模拟高温挡时的功率为8.3W。物理量
物理意义
定义
公式
单位
测量
电功（W）
表示用电器消耗电能的多少
电流做功的多少
W=Pt
W=UIt
焦耳
千瓦时（度）
电能表
电功率（P）
表示电流做功的快慢
单位时间内电流所做的功
P=UI
瓦特
千瓦
用电压表、电流测量
型号
SDS﹣15X05
容量
1L
额定电压
220V
额定频率
50Hz
加热功率
1210W
保温功率
40W
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