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初中物理苏科版九年级全册第十五章 电功和电热电功率第2课时巩固练习
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这是一份初中物理苏科版九年级全册第十五章 电功和电热电功率第2课时巩固练习，文件包含152电功率第2课时考点解读原卷版docx、152电功率第2课时考点解读解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共41页， 欢迎下载使用。
4、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。
5、电功率的测量
（1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法：
①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。
②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。
③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。
（2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
（3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。
6、探究小灯泡的电功率实验
（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率；
（2）实验原理：；
（3）实验方法：伏安法。
（4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；
（5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；
步骤 = 5 \* GB3 ⑤整理实验器材。
（6）实验分析和结论：
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
（7）实验补充：
实验中滑动变阻器的作用：
①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）
②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
实验中电路故障分析
【考点4 电功率的计算】
【典例4-1】（2023秋•石家庄月考）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A的电阻值为6.25Ω
B．A和B串联在电压为4.5V的电源两端，A、B的电功率之比为4：5
C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为4：5
D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V
【答案】B
【分析】（1）从电路元件A的I﹣U图像中读出一组电流和电压值，根据欧姆定律求出其电阻；
（2）A和B串联，电路中电流为0.4A时通过它们的电流相等，根据图像读出两元件两端的电压，根据P＝UI求出A、B的电功率之比；
（3）A和B并联在电压为2.5V的电源两端时它们两端的电压相等，根据图像读出通过两元件的电流，利用P＝UI求出A、B的电功率之比；
（4）当A和B串联，两者电阻相同时，它们两端的电压和通过的电流相等，根据图像读出两元件两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压。
【解答】解：
A、由图像可知，当通过A的电流IA＝0.4A时，A两端的电压UA＝2.0V，
由I＝可得，A的电阻值：RA＝＝＝5Ω，故A错误；
B、当A和B串联，由于串联电路处处电流相等，且串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以由图像可知，电路中的电流为I＝IA＝IB＝0.4A，两元件两端的电压分别为UA＝2.0V，UB＝2.5V，
总电压：U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V符合要求，
A、B的电功率之比：＝＝＝＝，故B正确；
C、A和B并联在电压为2.5V的电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两元件两端的电压UA′＝UB′＝2.5V，
由图像可知，通过两元件的电流IA′＝0.45A，IB＝0.4A，
则A、B的电功率之比：＝＝＝，故C错误；
D、当A和B串联，两者电阻相同时，它们两端的电压和通过的电流相等，
由图像可知，电路中的电流为0.6A，两元件两端的电压均为3V时符合要求，
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＝UA″+UB″＝3V+3V＝6V，故D错误。
故选：B。
【典例4-2】（2023•丹东一模）（多选）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电压V1表对应的是图线①
B．电压满足Uc＝Ua+Ua'
C．R2的最大阻值小于R1的阻值
D．电路的最大总功率为2UbIc
【答案】ABD
【分析】由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，电压表V2测量的是滑动变阻器两端的电压；
（1）滑片在最右端时，R2接入电路的阻值为零，因此此时电压表V2示数为零，据此分析；
（2）在串联电路中，电源电压等于各部分电压之和；
（3）根据欧姆定律知，当滑动变阻器连入电路中的电阻最大时，电路中电流最小，由图判断两电阻的电压关系，根据分压原理确定两电阻的关系；
（4）根据公式P＝UI可知，当电路中电流最大时，总功率最大。
【解答】解：由图可知，闭合开关S，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，电压表V2测量的是滑动变阻器两端的电压；
A、滑片在最右端时，R2接入电路的阻值为零，因此此时电压表V2示数为零，由图像可得，图线②反映的是电压表V2示数随电流的变化，图线①反映电压表V1示数随电流的变化，故A正确；
B、从图乙可以看出，电路中电流为Ia时，电压表V1示数为Ua，电压表V2示数为Ua'，根据串联电路的电压规律可知，电源电压U＝Ua+Ua'；
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电压表V1测量的是电源电压，此时的示数为Uc，所以Uc＝Ua+Ua'，故B正确；
C、从图乙可以看出，电路中电流最小时为Ia，此时滑动变阻器两端的电压要大于R1两端的电压，根据分压原理，滑动变阻器的最大阻值要大于R1的阻值，故C错误；
D、由图可知，当电路中电流为Ic时，电源电压U＝2Ub；
当电路中电流为Ic时，电流是最大的，则最大功率为：P＝UIc＝UcIc＝2UbIc，故D正确。
故选：ABD。
【典例4-3】（2023•开原市开学）小林家住农村，他家的厕所离房子有一段距离，为了方便和节能，他用“220V，40W”的灯泡，阻值为1210Ω的电阻和开关S1、S2设计了一个电路，电路图如图所示。天黑后，当无人上厕所时，要求灯光较暗，但能起到指示作用，此时开关 Sl闭合、S2断开 （填开关S1和S2的通断情况），此时灯泡消耗的电功率为 10 W；当有人上厕所时，闭合开关S2，灯泡正常发光，起到照明作用，此时灯泡消耗的电功率为 40 W。
【答案】Sl闭合、S2断开；10；40。
【分析】根据无人上厕所时，灯光较暗可知，灯泡两端小于额定电压，由此判断出开关S1、S2的通断情况；开关Sl闭合、S2断开时，灯泡与电阻串联，已知灯泡的额定功率和额定电压，根据公式R＝求出灯泡的电阻，再利用公式I＝求出串联电路的电流，最后利用公式P＝I2R求出此时灯泡消耗的电功率。
闭合开关S2，灯泡正常发光，灯泡消耗的电功率等于额定功率。
【解答】解：当无人上厕所时，要求灯光较暗，但能起到指示作用，此时开关Sl闭合、S2断开时，灯泡与电阻串联，
灯泡的电阻RL＝＝＝1210Ω，此时电路电流I＝＝＝A，此时灯泡消耗的电功率为P＝I2RL＝×1210Ω＝10W，
灯泡正常发光时消耗的电功率等于额定功率为40W。
故答案为：Sl闭合、S2断开；10；40。
【典例4-4】（2023•襄阳）L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图甲所示。图乙中R是“30Ω 1A”的滑动变阻器。
（1）L1正常发光时的电阻值；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率；
（3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1：P2＝8：9。求变阻器阻值变化范围。
【答案】（1）L1正常发光时的电阻值6Ω；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率10.8W；
（3）变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。
【分析】（1）根据知L1正常发光时的电压、电流，根据欧姆定律计算电阻；
（2）根据并联电路的特点和图像计算干路电流，根据P＝UI计算总功率；
（3）根据串联电路特点和灯泡正常工作确定电路中的电流，根据串联电路的电压特点和电功率表示列出滑动变阻器的电功率比值，得出电源电压，根据欧姆定律计算滑动变阻器的电阻范围。
【解答】解：（1）L1正常发光时的电压U1＝6V，I1＝1.0A；由I＝可得，此时L1正常发光时的阻值：R1＝＝＝6Ω；
（2）当把L1、L2并联在6V电源下，两个灯的电压都是6V，电流分别为：I1＝1.0A；I2＝0.8A；
干路中电流为I＝I1+I2＝1.0A+0.8A＝1.8A‘’
电路中消耗的总电功率P＝UI＝6V×1.8A＝10.8W。
（3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，由电路图知三个用电器串联，电压表测量L1、L2两端的电压，
在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，
根据串联电路中的电流处处相等，最大电流为0.8A，则两个灯泡的电压分别为3V和6V，此时电压表的示数为U'＝3V+6V＝9V；
滑动变阻器的电压为U源﹣9V，此时滑动变阻器消耗的功率为P1＝（U源﹣9V）×0.8A；
当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，因为保证电路安全，只能是电压表示数减小了4V，是5V，此时两个灯泡电流相同，电压之和为5V，根据图像知，此时I＝0.6A；此时滑动变阻器消耗的功率为P2＝（U源﹣5V）×0.6A；
根据P1：P2＝8：9，有[（U源﹣9V）×0.8A]：[（U源﹣5V）×0.6A]＝8：9；
解得U源＝17V；
则第一次变阻器阻值R小＝＝＝10Ω；
则第二次变阻器阻值R大＝＝＝20Ω；
则变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。
答：（1）L1正常发光时的电阻值6Ω；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率10.8W；
（3）变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。
【变式4-1】（2022秋•丰润区期末）如图所示的电路中，移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数从8V变为6V，电流表的示数变化了0.4A。则该定值电阻的阻值及消耗功率的变化量为（ ）
A．5Ω 0.8WB．20Ω 5WC．5Ω 5.6WD．15Ω 7.2W
【答案】C
【分析】由电路图可知，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；根据欧姆定律分别表示出电压表的示数从8V变为6V时电路中的电流，利用电流表示数的变化求出R的阻值和两种电路中的电流；根据P＝UI求出该定值电阻所消耗功率，进一步求出其变化量。
【解答】解：由电路图可知，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；
当电压表的示数U1＝8V时，
电路中的电流I1＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当电压表的示数U2＝6V时，
电路中的电流I2＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由题意可知：I1﹣I2＝0.4A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得：R＝5Ω，故BD错误；
则：I1＝＝＝1.6A，I2＝＝＝1.2A，
根据P＝UI可得，该定值电阻所消耗功率的变化量：
ΔP＝P1﹣P2＝U1I1﹣U2I2＝8V×1.6A﹣6V×1.2A＝5.6W，故A错误，C正确。
故选：C。
【变式4-2】（2023•雁峰区校级自主招生）（多选）如图甲所示，电源电压恒为12W，闭合开关S，当滑片P在a端时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；图乙、丙分别是变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中两组物理量的关系图像，则（ ）
A．图乙反映的是电压表与电流表示数的关系
B．滑片P在b端时，电路消耗的总功率为6W
C．图丙反映的是R2与R1的电功率比值k与R2的关系
D．滑片P在a端时，R1的阻值为20Ω，消耗的电功率为0.2W
【答案】CD
【分析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据串联电路电流的规律及P＝UI＝I2R求出滑片P在a端时R2接入电路的电阻为R2的阻值，根据P＝UI求出R2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端电压，根据欧姆定律求出R1的阻值，根据P＝求出R1消耗的电功率；
（2）由图甲可知，P在a端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由串联电路的分压原理可知，此时R2两端的电压最大，即电压表示数最大；P滑到b端时，变阻器连入电路中的电阻为0，R2的电压为0，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大；根据欧姆定律和串联电路的特点表示出变阻器R2两端的电压。结合数学知识确定电压表示数与电流表示数变化的图像；
（3）滑片P在b端时，R2的接入电阻为零，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P＝UI求出电路消耗的总功；
（4）根据R2与R1的电功率比值为k结合串联电路的电流规律和P＝UI＝I2R表示出k与R2的关系，进而确定k与R2的关系图像。
【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2的电压，电流表测电路中的电流。
D、当滑片P在a端时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W，
由串联电路电流的规律及P＝UI＝I2R可知，滑片P在a端时R2接入电路的电阻为R2的阻值：R2a＝＝＝100Ω，
R2两端的电压：U2a＝＝＝10V，
R1两端电压：U1a＝U﹣U2a＝12V﹣10V＝2V，
由欧姆定律可知，R1的阻值：R1＝＝＝20Ω，
R1消耗的电功率为：P1＝＝＝0.2W，故D正确；
A、由图甲可知，P在a端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由串联电路的分压原理可知，此时R2两端的电压最大，即电压表示数最大；
P滑到b端时，变阻器连入电路中的电阻为0，R2的电压为0，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大；
由欧姆定律和串联电路的特点可知，变阻器R2两端的电压：U2＝U﹣IR1，由数学知识可知，电压表示数与电流表示数变化图像是一条直线，不是曲线；故A错误；
B、滑片P在b端时，R2的接入电阻为零，电路中的电流为Ib＝＝＝0.6A，电路消耗的总功率为：P＝UI＝12V×0.6A＝7.2W，故B错误；
C、由串联电路电流的规律及P＝UI＝I2R，R2与R1的电功率比值：k＝＝，
将R1＝20Ω代入解得：k＝，
即k与R2成正比，为过原点的直线，当R2＝100Ω时，k＝5，因此图丙反映的是R2与R1的电功率比值k与R2的关系，故C正确。
故选：CD。
【变式4-3】（2023春•宁远县期中）小泳同学用图甲所示的电路来测量未知电阻R的阻值，电源电压恒定，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，记录每次实验中电压表和电流表的示数，如图乙所示的U﹣I图象，则电阻R的阻值为 10 Ω；当电压表示数为2.5V时，R消耗的电功率为 0.625 W。
【答案】10；0.625。
【分析】（1）由图乙可知，通过R的电流与其两端的电压成正比，则R为定值电阻，读出任意一组数据，根据欧姆定律求出R的阻值；
（2）当电压表示数为2.5V时，根据P＝UI＝求出R消耗的电功率。
【解答】解：
（1）由图乙可知，通过R的电流与其两端的电压成正比，则R为定值电阻，
当UR＝1V时，通过的电流IR＝0.1A，
由I＝可得，R的阻值：
R＝＝＝10Ω；
（2）当电压表示数为2.5V时，R消耗的电功率：
PR＝＝＝0.625W；
故答案为：10；0.625。
【变式4-4】（2023春•澧县期中）学校科技节时，某同学设计了一种小鸟孵化器的电路模型，如图所示。在一般情况下，只需灯光照明，气温较低时，就需要发热电阻丝加热。电源电压为60V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“60Ω，3A”的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡L标有“12V、3.6W”的字样。求：
（1）灯泡正常发光时的电流为多大？
（2）若只闭合开关S，灯泡恰好能正常发光，则电阻R1的阻值为多大？
（3）开关S、S1、S2均闭合时，保证电路安全的情况下，滑动变阻器R2允许消耗的最大电功率是多少？
【答案】（1）灯泡正常工作时的电流是0.3A；
（2）R1的阻值为160Ω。
（3）开关S、S1、S2均闭合时，保证电路安全的情况下，滑动变阻器R2允许消耗最大电功率157.5W。
【分析】（1）由P＝UI计算灯泡正常工作时的电流；
（2）闭合S，断开S1、S2，R1与L串联，灯泡正常工作，由串联电路特点和欧姆定律计算R1的阻值。
（3）S、S1、S2均闭合时，R1与R2并联，根据电流表和R2规格可知通过其最大电流，由P＝UI计算R2上消耗电功率的最大值。
【解答】解：
（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，由P＝UI可得灯泡正常工作电流：
I＝＝＝0.3A；
（2）由图知，当闭合S，断开S1、S2，R1与L串联，灯泡正常工作，
由串联电路电流特点知通过R1的电流：
I1＝I＝0.3A，
由串联电路电压特点知R1两端电压：
U1＝U﹣UL＝60V﹣12V＝48V，
由欧姆定律可得R1的阻值：
R1＝＝＝160Ω；
（3）由图知，S、S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电流表A2测干路电流，
由并联电路特点知，U＝U1′＝U2＝60V，
由欧姆定律可得通过R1的电流：
I1′＝＝＝0.375A，
因为电流表A2的量程为0～3A，所以通过R2的最大电流：
I2＝IA2﹣I1′＝3A﹣0.375A＝2.625A，
所以R2上消耗电功率的最大值：
P2最大＝UI2＝60V×2.625A＝157.5W。
答：（1）灯泡正常工作时的电流是0.3A；
（2）R1的阻值为160Ω。
（3）开关S、S1、S2均闭合时，保证电路安全的情况下，滑动变阻器R2允许消耗最大电功率157.5W。
【考点5 电功率的测量】
【典例5-1】（2023•江阴市模拟）下列各组仪器中，可以用来测量电功率的是（ ）
①电能表和电压表
②电能表和电流表
③电能表和秒表
④电压表和电流表
A．①②B．③④C．①④D．②③④
【答案】B
【分析】（1）用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过用电器的电流，由电功率公式P＝UI可以求出用电器的电功率；
（2）用电能表测出用电器消耗的电能，用秒表测出用电器工作时间，由公式P＝求出用电器的功率。
【解答】解：（1）用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过用电器的电流，由电功率公式P＝UI可以求出用电器的电功率，因此用④可以测出电功率；
（2）用电能表测出用电器消耗的电能，用秒表测出用电器工作时间，由公式P＝求出用电器的功率，因此用③可以测出电功率；
（3）用电能表和电压表不能测出电功率，用电能表和电流表不能测出电功率，因此用①②不可以测出电功率。
故选：B。
【典例5-2】（2022秋•曲阜市期末）受疫情影响，我市今年线上教学的时间较长，给实验教学带来诸多不便，某位老师利用“NB虚拟实验室”进行实验教学，其界面如图，菜单中可选实验器材有“标准灯泡”L1和“随温度变化灯泡”L2两种规格，如果要做“伏安法测灯丝电阻”这一实验，应选 L2 ；如果要探究“用电器功率与其两端电压电压关系”的实验，应选 L1 。（两空均选填“L1”或“L2”）
【答案】L2；L1。
【分析】根据“标准灯泡”和“随温度变化灯泡”的含义，由实验目的和控制变量法分析回答。
【解答】解：“标准灯泡”L1，即灯的电阻不随温度的变化而变化；如果要做“伏安法测灯丝电阻”这一实验，应选用灯丝的电阻随温度变化的灯泡L2；如果要探究“用电器功率与其两端电压电压关系”的实验，要控制其它条件应相同，只改变灯的电压大小，故应选用L1。
故答案为：L2；L1。
【变式5-1】（2023•高新区一模）如图所示为某电能表的表盘，小明利用该电能表检测一只标识为“220V，10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了四种测量方案，你认为最可行的是（ ）
A．测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用时间t
B．测量出电能表显示消耗1W电能所用时间t
C．测量出1min 时间内电能表表盘转过的圈数n
D．测量出电能表转盘转过1圈所用时间t
【答案】D
【分析】（1）已知节能灯的额定功率，根据P＝求出消耗1kW•h电能所用时间进行判断；
（2）电能表是测电能的仪器，据此分析；
（3）2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，据此求电能表1min转盘转n转消耗的电能，再利用P＝求该节能灯的实际电功率；
（4）2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，据此求电能表转盘转过1圈消耗的电能，再利用P＝求该节能灯工作时间进行判断。
【解答】解：A、节能灯的额定功率为10W，消耗1kW•h电能所用时间为：
t＝＝＝100h，因消耗1kW•h电能所用的时间t较长，不易操作，故A不符合题意；
B、电能表是测电能的仪器，不能显示消耗的电功率，故B不符合题意；
C、2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，
则节能灯1min消耗的电能：W＝kW•h，
节能灯的实际电功率：
P＝＝＝0.03nkW＝30nW，
因节能灯功率较小，节能灯工作1min电能表转动不到一圈，无法测量，故C不符合题意；
D、节能灯的功率：P＝10W＝0.01kW，
电能表转盘转一圈消耗的电能为：
W＝kW•h，
节能灯需要工作的时间：
t＝＝＝0.05h＝180s，比较容易测量，故D符合题意。
故选：D。
【变式5-2】（2021秋•乾安县期末）在测量小灯泡电功率的实验中，因缺少电压表，小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0，同样测出了小灯泡的电功率，原理如图所示。小军读出电流表A1的示数为0.5A，而电流表A2的示数为0.2A，则小灯泡L两端的电压为 3 V，小灯泡的实际功率为 0.6 W。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由电路图知，定值电阻与灯泡并联接在电源两端，电流表A1测干路电流，电流表A2测流过灯泡的电流；
（2）由并联电路特点可以求出通过定值电阻的电流，然后由U＝IR可求出定值电阻两端，即并联电路两端电压；然后根据P＝UI求出小灯泡的实际功率。
【解答】解：电流表A1测干路电流，故干路电流为0.5A；
电流表A2测流过灯泡的电流，故通过灯泡的电流为0.2A；
∵并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，
∴通过定值电阻的电流：I＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，
∵I＝，并且并联电路两端电压相等，
∴小灯泡L两端的电压：UL＝UR0＝IR0＝0.3A×10Ω＝3V；
小灯泡的实际功率：P＝UIL＝3V×0.2A＝0.6W。
故答案为：3；0.6。
【考点6 探究小灯泡的电功率实验】
【典例6-1】（2023•道里区一模）如图是“测量额电压为2.5V小灯泡的额定功率”的实验电路图。在这个实验的具
体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是（ ）
A．手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
B．手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
C．手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
【答案】A
【分析】在测量小灯泡的额定功率的实验中，手移动滑动变阻器的滑片，眼睛注意观察电压表，让加在灯泡两端的电压达到额定电压。
【解答】解：闭合开关前，滑动变阻器是移动到阻值最大值处，所以在测量小灯泡的额定功率的实验中，手移动滑动变阻器的滑片，使它从阻值最大处逐渐减小，眼睛注意观察电压表，让加在灯泡两端的电压达到额定电压。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
【典例6-2】（2022•成都模拟）小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 2.3 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 右 移动。
【答案】2.3；右。
【分析】灯在额定电压下正常发光，根据电压表选用小量程确定分度值读出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】解：灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
故答案为：2.3；右。
【典例6-3】（2023春•蔡甸区月考）小华要测定标有“2.5V”小灯泡正常发光时的电功率，连接了如图甲所示的电路。电源电压为4.5V，所用滑动变阻器的规格为“25Ω 0.5A”。
（1）同组的小明发现小华的电路连接有错误，如果此时闭合开关，观察到的现象是 C ；
A．小灯泡不发光，电流表有示数
B．电流表有示数，电压表无示数
C．小灯泡不发光，电压表示数超过量程
D．小灯泡发光，电压表有示数
（2）若图甲中允许只改动一根导线，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接；
（3）小华将电路改接正确后，将滑动变阻器的滑片P置于一端，再闭合开关，调节滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的功率是 0.7 W；
（4）同组的小明同学还想探究“当电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻，其余连接均不改变；为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制定值电阻两端的电压范围为 2V～2.5V 。
【答案】（1）C；（2）如解答图；（3）0.7；（4）2V～2.5V。
【分析】（1）原电路中，滑动变阻器与电流表串联后与灯并联，电压表串联在电路中测电源电压（4.5V），据此分析；
（2）电流表与串联，电压表与灯并联；
（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出小灯泡正常发光时的功率；
（4）电流表量程为0﹣0.6A，变阻器允许通过的最大电流为0.6A，确定电路的最大电流，由欧姆定律求出电压表最大示数；
由串联电路电压的规律及分压原理得出电压表最小示数。
【解答】解：（1）原电路中，滑动变阻器与电流表串联后与灯并联，电压表串联在电路中测电源电压（4.5V），使用的量程是0～3V，则此时闭合开关，观察到的现象：小灯泡不发光，电压表示数超过量程，选C；
（2）电流表与串联，电压表与灯并联，如下所示：
（3）由图乙可知：所示此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A，则小灯泡正常发光时的功率是：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（4）电流表量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为0.5A，电路的最大电流为0.5A，此时电路的总电阻最小，
由欧姆定律，电压表最大示数为：U大＝I大R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；
由串联电路电压的规律及分压原理有：
＝，即：＝，UV＝2V，
为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制定值电阻两端的电压在2V～2.5V范围内。
故答案为：（1）C；（2）如解答图；（3）0.7；（4）2V～2.5V。
【变式6-1】（2023•江岸区校级模拟）小华按如图所示的电路图测量小灯泡的电功率，其中具体有：额定电压为2.5V的小灯泡，“35Ω 1A”的滑动变阻器等元件，检查无误后，闭合开关就直接记录了第一组数据，以下说法不正确的是（ ）
A．表格中第2组数据明显是错误的
B．小华所用电源电压是4V
C．其它器材不变，若用一个定值电阻替换灯泡，就可以用来探究电流与电压和电阻的关系
D．无论灯变亮还是变暗，小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值
【答案】C
【分析】（1）灯丝电阻随温度的升高而增大；
（2）检查无误后，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律结合欧姆定律和第1组数据求出电源电压；
（3）在探究电流与电阻的关系实验中，需更换不同阻值的定值电阻；
（4）根据电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡两端电压；根据串联电路的特点分析回答。
【解答】解：A、由第2组数据可知，灯泡的电阻为：
R2＝＝≈11.3Ω，
第3组灯泡的电阻为：
R3＝＝≈8.1Ω＜R2，
因灯丝电阻随温度的升高而增大，第3组灯泡的电阻应该大于第2组灯泡的电阻，而R3＜R2，所以表格中第2组数据是错误的，故A正确；
B、检查无误后，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律结合欧姆定律和第1组数据可知，电源电压为：
U＝U1+I1R滑＝0.5V+0.1A×35Ω＝4V，故B正确；
C、在探究电流与电阻的关系实验中，需更换不同阻值的定值电阻，而本实验中只用一个定值电阻替换灯泡，所以只能探究电流与电压的关系，不能探究电流与电阻的关系，故C错误；
D、因为串联电路处处电流相等，因此小灯泡的电流变化量一定等于变阻器的电流变化量；因为电源电压不变，灯泡两端电压和滑动变阻器两端电压之和等于电源电压，故小灯泡的电压变化量一定等于变阻器的电压变化量，所以无论灯变亮还是变暗，小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值，故D正确。
故选：C。
【变式6-2】（2022•白云区一模）如图1所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中（小灯泡的额定电压为2.5V）：
（1）连接电路时，开关应 断开 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）连完电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 左 端（选填“左”或“右”），闭合开关后，发现小灯泡不亮、电流表和电压表指针偏转小，小明认为此时小灯泡灯丝烧断，他判断是否正确？ 不正确 ，依据是 若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数 。
（3）故障排除后，某次测量中电压表示数为2V，为测量小灯泡额定功率，应向 右 移动变阻器的滑片P（选填“左”或“右”），使电压表的示数为 2.5 V，此时电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是 0.6 W。
（4）根据测出的数据，画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图像，所图3所示，发现图线是弯曲的，其主要原因是 灯丝的电阻随温度的升高而变大 。
（5）若把小灯泡换成一个定值电阻，能进行哪项实验： BC （选填序号，答案不唯一）。
A.探究电流与电阻关系
B.测量定值电阻阻值
C.探究电流与电压关系
【答案】（1）断开；（2）左；不正确；若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；（3）右；2.5；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大；（5）BC。
【分析】（1）连接电路时，开关应断开；
（2）连接好电路后，为保护电路，应先把滑动变阻器的滑片置于阻值大处；根据电流表和电压表的示数判定故障原因；
（3）灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；由电流表选用小量程确定分度值得出小灯泡的额定电流，根据P＝UI求出额定功率；
（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，据此分析；
（5）根据实验电路与实验器材分析实验目的。
【解答】解：（1）连接电路时，开关应断开；
（2）连接好电路后，为保护电路，应先把滑动变阻器的滑片置于阻值大处的最左端；
小明的判断不正确，因为小灯泡和电流表串联，若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；
（3）灯在额定电压下正常发光，电压表示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；
小灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡的额定电流为0.24A，额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）由图丁知，灯的电流随电压的变大而增大，根据P＝UI灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，故电流与电压不成正比，发现图线是弯曲的；
（5）A、要探究电流与电阻的关系，需要控制电压不变，改变定值电阻的阻值，而一个定值电阻不能完成任务，故A不符合题意；
BC、在该实验后把小灯泡换成一个定值电阻，电阻的阻值不变，移动滑片可以改变电阻两端电压，用电流表测出不同电压下的电流，所以该实验可以探究电流与电压的关系，还可以测量定值电阻阻值，故BC符合题意；
故选BC。
故答案为：（1）断开；（2）左；不正确；若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；（3）右；2.5；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大；（5）BC。
【变式6-3】（2023•寿光市校级模拟）小明做“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关、标有“10Ω，1A”的滑动变阻器R1、标有“50Ω，2A”的滑动变阻器R2、导线若干。
（1）小明设计了图甲所示的电路，甲实验应选用滑动变阻器 R2 （选填“R1”或“R2”）；
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.65 W；
（3）如果小明在连接电路时，不慎将电压表和电流表的位置颠倒，闭合开关后各元件均未损坏，电压表 有 （选填“有”或“没有”）示数；
（4）小华又设计了如图丙所示的电路测量额定电压为U额的小灯泡正常工作时的电阻，已知定值电阻的阻值为R，电源电压恒为U。
①闭合开关S、S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 （用已知物理量表示）；
②闭合开关 S和 S1 ，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③小灯泡正常发光时电阻表达式为：R额＝ （用已知物理量表示）。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由灯的额定电压，根据串联电路电压的规律，求出灯正常发光时变阻器分得的电压，根据分压原理，求出变阻器连入电路中的电阻确定选用的滑动变阻器的规格；
（2）由图乙读出灯的电压为2.5V时电流大小，根据P＝UI求灯的额定功率；
（3）根据电压表的特点分析解答；
（4）要小灯泡正常发光时电阻，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用，故先将R与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为I1＝时，由并联电路电压的规律，灯的电压为U额，灯正常发光；
保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据R＝灯泡正常发光时电阻的表达式。
【解答】解：（1）灯的额定电压为2.5V，根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，滑动变阻器分得的电压：U滑＝6V﹣2.5V＝3.5V，
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.4倍，根据分压原理，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.4×10Ω＝14Ω，
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值R2的滑动变阻器；
（2）由图知电流表选用0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.26A，灯的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；
（3）将电流表与电压表的位置接反了，电压表串联接入电路，电压表内阻很大，电路电流很小，几乎为零，电流表与电压表不会烧坏，电流表示数几乎为零，电压表示数约为电源电压；
（5）①闭合开关S和 S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1＝时；
②闭合开关S和 S1，保持滑动变阻器滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③在①中，R与电流表串联后再与灯并联，当电流表示数为I1＝时，由欧姆定律和并联电路电压的规律，灯的电压为U额，灯正常发光；
在②中，电路的连接没有改变，只是电流表测R与灯并联的总电流，
因各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律灯的额定电流：I额＝I﹣I1＝I﹣，
故小灯泡正常发光时电阻：R额＝＝＝。
故答案为：（1）R2；（2）0.65； （3）有；（3）①；②S和 S1；③。
1．（2023•浑源县一模）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响．闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，小灯泡正常发光，电压表示数为3V，当滑片P移到最大阻值时，灯L与滑动变阻器此时的电功率之比为（ ）
A．2：1B．1：1C．1：2D．2：3
【答案】B
【分析】由图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测变阻器R两端的电压。
当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯泡正常发光，则灯泡两端的电压和额定电压相等，且电压表示数为3V，根据串联电路中分得的电压与电阻成正比求出灯泡电阻与滑动变阻器最大阻值之间的关系；
当滑片P移到最大阻值时，根据串联电路的电流特点和P＝I2R求出灯L与滑动变阻器此时的电功率之比。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测变阻器R两端的电压。
当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，滑动变阻器连入电路的电阻R滑＝R滑大，此时小灯泡正常发光，则UL＝6V，且电压表示数为3V，
根据串联电路的分压规律可得＝，即＝，所以RL：R滑大＝1：1；
当滑片P移到最大阻值时，因串联电路各处的电流相等，
则由P＝I2R可得灯L与滑动变阻器的电功率之比为PL：P滑＝RL：R滑大＝1：1。
故选：B。
2．（2023秋•石家庄月考）两个定值电阻，甲标有“10Ω 1A”，乙标有“15Ω 0.6A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
【答案】D
【分析】（1）根据欧姆定律求出两电阻两端允许加的最大电压，根据并联电路的电压特点可知，两电阻并联时，并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个，然后由欧姆定律求出通过两电阻的电流，再根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流，利用P＝UI求出允许乙的最大功率；
（2）两电阻串联时，根据串联电路的电流特点可知，两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值，然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压，利用P＝UI＝I2R求出允许甲的最大功率。
【解答】解：AB、由I＝可得，两电阻两端允许加的最大电压分别为：
U甲＝I甲R甲＝1A×10Ω＝10V，U乙＝I乙R乙＝0.6A×15Ω＝9V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，甲、乙并联时，电源的最大电压U＝U乙＝9V，
此时通过甲电阻的电流I甲′＝0.9A，通过乙电阻的电流I乙′＝＝＝0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路中允许通过的最大电流：
I大＝I甲′+I乙′＝0.9A+0.6A＝1.5A，故A错误；
允许乙的最大功率：
P乙′＝UI乙′＝9V×0.6A＝5.4W，故B错误；
CD、因串联电路中各处的电流相等，且甲、乙允许的最大电流分别为1A、0.6A，
所以，甲、乙串联时电路的最大电流I大′＝I乙＝0.6A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，允许电源最大电压：
U大′＝I大′（R甲+R乙）＝0.6A×（10Ω+15Ω）＝15V，故C错误；
允许甲的最大功率：
P甲′＝（I大′）2R甲＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W，故D正确。
故选：D。
3．（2022•淮南模拟）如图甲所示的电路中，R为光敏电阻，其电阻值随光照强度的变化如图乙所示。当开关S闭合，光照强度逐渐增强时，下列判断中正确的是（ ）
A．电流表和电压表示数都变大，灯L的功率变大
B．电流表和电压表示数都变小，灯L的功率变小
C．电压表示数变小，电流表示数变大，灯L的功率变大
D．电压表示数变大，电流表示数变小，灯L的功率变小
【答案】C
【分析】由图知，光敏电阻R和灯泡串联，电流表测电路中电流，电压表测R两端电压；
根据图乙可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，光照强度逐渐增强时，分析R接入电路电阻的变化，根据串联电路的分压规律判定电压表示数变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化和灯泡功率的变化。
【解答】解：
由电路图知，光敏电阻R和灯泡串联，电流表测电路中电流，电压表测R两端电压，
根据图乙可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，光照强度逐渐增强时，光敏电阻的阻值逐渐减小，根据串联电路的分压规律可知，R分担的电压变小，电压表示数变小；此时电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大；
R分担的电压变小，由串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变大，且通过灯泡的电流变大，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变大；
故C正确，ABD错误。
故选：C。
4．（2021秋•金川区校级期末）在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值，原因可能是下述的哪种（ ）
A．变阻器总阻值太大B．电压表量程太大
C．灯泡灯丝断开D．电源电压太低
【答案】D
【分析】电路连接正确，不是连接故障问题，而是器材的规格问题，从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。
【解答】解：A、如果其它元件规格符合要求的情况下，滑动变阻器总阻值太大，当滑动变阻器阻值变小时，电压表示数能达到灯泡的额定电压值，不符合题意。
B、电压表量程太大，只是指针偏转角度小，能使电压表达到灯泡的额定电压，不符合题意。
C、灯泡灯丝断开，电路断路灯泡不发光，不符合题意。
D、如果电源电压低于灯泡的额定电压，即使滑动变阻器连入电路的阻值为0时，电压表示数也不会达到灯泡额定电压，符合题意。
故选：D。
5．（2023秋•海门市校级期中）（多选）把一个1.5欧的电阻与一个用电器串联后接到电压是7伏的电源上，要想使用电器消耗的功率是8瓦，则这个电源供给用电器的电流可能是（ ）
A．2安B．3.5安C．2.67安D．2.31安
【答案】AC
【分析】由题意可知，电阻与用电器串联，根据串联电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，根据P＝I2R表示出用电器的电功率，解方程即可求出用电器电阻可能的值，代入电路中电流的表达式即可求出通过用电器电流的可能值。
【解答】解：由题意可知，电阻R与用电器R用电器串联，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴由I＝可得，电路中的电流：
I＝＝，
用电器消耗的功率：
P用电器＝I2R用电器＝（）2R用电器＝8W，
整理可得：
8R用电器2﹣25R用电器+18＝0，
解得：R用电器＝2Ω或R用电器＝1.125Ω，
则I＝＝＝2A，或I＝＝≈2.67A。
故选：AC。
6．（2023秋•东莞市校级月考）某水电壶工作5min，使图示电能表的转盘转过300r，该电能表允许接入的最大电功率为 8800 W，电水壶消耗的电能为 0.1 kW•h，电功率为 1200 W。
【答案】8800；0.1；1200。
【分析】（1）10（40A）中，10A是指电能表的标定电流，40A是指电能表平时工作允许通过的最大电流，利用P＝UI求该电能表允许接入的最大电功率。
（2）“3000r/kW•h”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转过3000r；据此求电能表转盘转300r消耗的电能，再利用P＝求出电水壶的功率。
【解答】解：
（1）10（40A）中，表示电能表平时工作允许通过的最大电流为40A，该电能表允许接入的最大电功率：P最大＝UI最大＝220V×40A＝8800W；
（2）因为“3000r/kW•h”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转过3000r，
所以电能表转盘转300r时，电水壶消耗的电能：
W＝kW•h＝0.1kW•h，
电水壶的功率：
P＝＝＝1.2kW＝1200W。
故答案为：8800；0.1；1200。
7．（2023秋•山丹县校级月考）某电能表表盘上标有“3000r/kW•h”，用该电能表和手表来测算某电灯的电功率，发现转盘转15转用了3min，则这只电灯消耗电能 0.005 度，电灯的电功率是 100 W。若电路中只有2个25W的电灯在工作，则工作 10 h电能表转盘转过1500转。
【答案】0.005；100；10。
【分析】（1）“3000r/kW•h”，表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转动3000r，据此可求转盘转15r时，电灯消耗的电能，再利用P＝求这只电灯的电功率；
（2）先计算电能表转盘转过1500转时，两个灯消耗的电能，再利用公式t＝求出工作时间。
【解答】解：（1）3000r/kW•h”，表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转动3000r。
转盘转15r时，电灯消耗的电能：
W＝kW•h＝0.005kW•h＝0.005度，
这只电灯的电功率：
P＝＝＝0.1kW＝100W；
（2）电能表转盘转过1500时，两个电灯消耗电能：
W′＝kW•h＝0.5kW•h，
2个25W电灯的总功率P′＝2×25W＝50W＝0.05kW，
由P＝可得工作时间：
t′＝＝＝10h。
故答案为：0.005；100；10。
8．（2023•薛城区模拟）在如图甲所示电路中，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图像如图乙所示。则定值电阻R的阻值为 10 Ω；滑动变阻器的最大功率为 3.6 W。
【答案】10；3.6
【分析】（1）由电路图可知，Rx与R串联，电压表测Rx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最大时，电路中的电流最小，根据图像得出最小电流，
根据I＝表示出电源电压，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，根据图像得出最大电流，
同理表示出电源电压，联立等式计算出R的阻值和电源电压；
（2）根据P＝I2R表示出滑动变阻器的电功率，通过列式可知当滑动变阻器的阻值等于电阻R的阻值时，其电功率最大，最后根据P＝计算出滑动变阻器的最大电功率。
【解答】解：由电路图可知，Rx与R串联，电压表测Rx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最大时，电路中的电流最小，
由图像可知，电路中的电流I小＝0.4A，
由I＝可得，电源的电压：U＝I小（Rx+R）＝0.4A×（20Ω+R）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数
灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.7
2.1
2.5
2.8
I/A
0.1
0.15
0.26
0.28
0.3
4、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。
5、电功率的测量
（1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法：
①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。
②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。
③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。
（2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
（3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。
6、探究小灯泡的电功率实验
（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率；
（2）实验原理：；
（3）实验方法：伏安法。
（4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；
（5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；
步骤 = 5 \* GB3 ⑤整理实验器材。
（6）实验分析和结论：
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
（7）实验补充：
实验中滑动变阻器的作用：
①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）
②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
实验中电路故障分析
【考点4 电功率的计算】
【典例4-1】（2023秋•石家庄月考）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A的电阻值为6.25Ω
B．A和B串联在电压为4.5V的电源两端，A、B的电功率之比为4：5
C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为4：5
D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V
【答案】B
【分析】（1）从电路元件A的I﹣U图像中读出一组电流和电压值，根据欧姆定律求出其电阻；
（2）A和B串联，电路中电流为0.4A时通过它们的电流相等，根据图像读出两元件两端的电压，根据P＝UI求出A、B的电功率之比；
（3）A和B并联在电压为2.5V的电源两端时它们两端的电压相等，根据图像读出通过两元件的电流，利用P＝UI求出A、B的电功率之比；
（4）当A和B串联，两者电阻相同时，它们两端的电压和通过的电流相等，根据图像读出两元件两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压。
【解答】解：
A、由图像可知，当通过A的电流IA＝0.4A时，A两端的电压UA＝2.0V，
由I＝可得，A的电阻值：RA＝＝＝5Ω，故A错误；
B、当A和B串联，由于串联电路处处电流相等，且串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以由图像可知，电路中的电流为I＝IA＝IB＝0.4A，两元件两端的电压分别为UA＝2.0V，UB＝2.5V，
总电压：U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V符合要求，
A、B的电功率之比：＝＝＝＝，故B正确；
C、A和B并联在电压为2.5V的电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两元件两端的电压UA′＝UB′＝2.5V，
由图像可知，通过两元件的电流IA′＝0.45A，IB＝0.4A，
则A、B的电功率之比：＝＝＝，故C错误；
D、当A和B串联，两者电阻相同时，它们两端的电压和通过的电流相等，
由图像可知，电路中的电流为0.6A，两元件两端的电压均为3V时符合要求，
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＝UA″+UB″＝3V+3V＝6V，故D错误。
故选：B。
【典例4-2】（2023•丹东一模）（多选）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电压V1表对应的是图线①
B．电压满足Uc＝Ua+Ua'
C．R2的最大阻值小于R1的阻值
D．电路的最大总功率为2UbIc
【答案】ABD
【分析】由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，电压表V2测量的是滑动变阻器两端的电压；
（1）滑片在最右端时，R2接入电路的阻值为零，因此此时电压表V2示数为零，据此分析；
（2）在串联电路中，电源电压等于各部分电压之和；
（3）根据欧姆定律知，当滑动变阻器连入电路中的电阻最大时，电路中电流最小，由图判断两电阻的电压关系，根据分压原理确定两电阻的关系；
（4）根据公式P＝UI可知，当电路中电流最大时，总功率最大。
【解答】解：由图可知，闭合开关S，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，电压表V2测量的是滑动变阻器两端的电压；
A、滑片在最右端时，R2接入电路的阻值为零，因此此时电压表V2示数为零，由图像可得，图线②反映的是电压表V2示数随电流的变化，图线①反映电压表V1示数随电流的变化，故A正确；
B、从图乙可以看出，电路中电流为Ia时，电压表V1示数为Ua，电压表V2示数为Ua'，根据串联电路的电压规律可知，电源电压U＝Ua+Ua'；
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电压表V1测量的是电源电压，此时的示数为Uc，所以Uc＝Ua+Ua'，故B正确；
C、从图乙可以看出，电路中电流最小时为Ia，此时滑动变阻器两端的电压要大于R1两端的电压，根据分压原理，滑动变阻器的最大阻值要大于R1的阻值，故C错误；
D、由图可知，当电路中电流为Ic时，电源电压U＝2Ub；
当电路中电流为Ic时，电流是最大的，则最大功率为：P＝UIc＝UcIc＝2UbIc，故D正确。
故选：ABD。
【典例4-3】（2023•开原市开学）小林家住农村，他家的厕所离房子有一段距离，为了方便和节能，他用“220V，40W”的灯泡，阻值为1210Ω的电阻和开关S1、S2设计了一个电路，电路图如图所示。天黑后，当无人上厕所时，要求灯光较暗，但能起到指示作用，此时开关 Sl闭合、S2断开 （填开关S1和S2的通断情况），此时灯泡消耗的电功率为 10 W；当有人上厕所时，闭合开关S2，灯泡正常发光，起到照明作用，此时灯泡消耗的电功率为 40 W。
【答案】Sl闭合、S2断开；10；40。
【分析】根据无人上厕所时，灯光较暗可知，灯泡两端小于额定电压，由此判断出开关S1、S2的通断情况；开关Sl闭合、S2断开时，灯泡与电阻串联，已知灯泡的额定功率和额定电压，根据公式R＝求出灯泡的电阻，再利用公式I＝求出串联电路的电流，最后利用公式P＝I2R求出此时灯泡消耗的电功率。
闭合开关S2，灯泡正常发光，灯泡消耗的电功率等于额定功率。
【解答】解：当无人上厕所时，要求灯光较暗，但能起到指示作用，此时开关Sl闭合、S2断开时，灯泡与电阻串联，
灯泡的电阻RL＝＝＝1210Ω，此时电路电流I＝＝＝A，此时灯泡消耗的电功率为P＝I2RL＝×1210Ω＝10W，
灯泡正常发光时消耗的电功率等于额定功率为40W。
故答案为：Sl闭合、S2断开；10；40。
【典例4-4】（2023•襄阳）L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图甲所示。图乙中R是“30Ω 1A”的滑动变阻器。
（1）L1正常发光时的电阻值；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率；
（3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1：P2＝8：9。求变阻器阻值变化范围。
【答案】（1）L1正常发光时的电阻值6Ω；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率10.8W；
（3）变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。
【分析】（1）根据知L1正常发光时的电压、电流，根据欧姆定律计算电阻；
（2）根据并联电路的特点和图像计算干路电流，根据P＝UI计算总功率；
（3）根据串联电路特点和灯泡正常工作确定电路中的电流，根据串联电路的电压特点和电功率表示列出滑动变阻器的电功率比值，得出电源电压，根据欧姆定律计算滑动变阻器的电阻范围。
【解答】解：（1）L1正常发光时的电压U1＝6V，I1＝1.0A；由I＝可得，此时L1正常发光时的阻值：R1＝＝＝6Ω；
（2）当把L1、L2并联在6V电源下，两个灯的电压都是6V，电流分别为：I1＝1.0A；I2＝0.8A；
干路中电流为I＝I1+I2＝1.0A+0.8A＝1.8A‘’
电路中消耗的总电功率P＝UI＝6V×1.8A＝10.8W。
（3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，由电路图知三个用电器串联，电压表测量L1、L2两端的电压，
在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，
根据串联电路中的电流处处相等，最大电流为0.8A，则两个灯泡的电压分别为3V和6V，此时电压表的示数为U'＝3V+6V＝9V；
滑动变阻器的电压为U源﹣9V，此时滑动变阻器消耗的功率为P1＝（U源﹣9V）×0.8A；
当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，因为保证电路安全，只能是电压表示数减小了4V，是5V，此时两个灯泡电流相同，电压之和为5V，根据图像知，此时I＝0.6A；此时滑动变阻器消耗的功率为P2＝（U源﹣5V）×0.6A；
根据P1：P2＝8：9，有[（U源﹣9V）×0.8A]：[（U源﹣5V）×0.6A]＝8：9；
解得U源＝17V；
则第一次变阻器阻值R小＝＝＝10Ω；
则第二次变阻器阻值R大＝＝＝20Ω；
则变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。
答：（1）L1正常发光时的电阻值6Ω；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率10.8W；
（3）变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。
【变式4-1】（2022秋•丰润区期末）如图所示的电路中，移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数从8V变为6V，电流表的示数变化了0.4A。则该定值电阻的阻值及消耗功率的变化量为（ ）
A．5Ω 0.8WB．20Ω 5WC．5Ω 5.6WD．15Ω 7.2W
【答案】C
【分析】由电路图可知，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；根据欧姆定律分别表示出电压表的示数从8V变为6V时电路中的电流，利用电流表示数的变化求出R的阻值和两种电路中的电流；根据P＝UI求出该定值电阻所消耗功率，进一步求出其变化量。
【解答】解：由电路图可知，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；
当电压表的示数U1＝8V时，
电路中的电流I1＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当电压表的示数U2＝6V时，
电路中的电流I2＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由题意可知：I1﹣I2＝0.4A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得：R＝5Ω，故BD错误；
则：I1＝＝＝1.6A，I2＝＝＝1.2A，
根据P＝UI可得，该定值电阻所消耗功率的变化量：
ΔP＝P1﹣P2＝U1I1﹣U2I2＝8V×1.6A﹣6V×1.2A＝5.6W，故A错误，C正确。
故选：C。
【变式4-2】（2023•雁峰区校级自主招生）（多选）如图甲所示，电源电压恒为12W，闭合开关S，当滑片P在a端时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；图乙、丙分别是变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中两组物理量的关系图像，则（ ）
A．图乙反映的是电压表与电流表示数的关系
B．滑片P在b端时，电路消耗的总功率为6W
C．图丙反映的是R2与R1的电功率比值k与R2的关系
D．滑片P在a端时，R1的阻值为20Ω，消耗的电功率为0.2W
【答案】CD
【分析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据串联电路电流的规律及P＝UI＝I2R求出滑片P在a端时R2接入电路的电阻为R2的阻值，根据P＝UI求出R2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端电压，根据欧姆定律求出R1的阻值，根据P＝求出R1消耗的电功率；
（2）由图甲可知，P在a端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由串联电路的分压原理可知，此时R2两端的电压最大，即电压表示数最大；P滑到b端时，变阻器连入电路中的电阻为0，R2的电压为0，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大；根据欧姆定律和串联电路的特点表示出变阻器R2两端的电压。结合数学知识确定电压表示数与电流表示数变化的图像；
（3）滑片P在b端时，R2的接入电阻为零，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P＝UI求出电路消耗的总功；
（4）根据R2与R1的电功率比值为k结合串联电路的电流规律和P＝UI＝I2R表示出k与R2的关系，进而确定k与R2的关系图像。
【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2的电压，电流表测电路中的电流。
D、当滑片P在a端时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W，
由串联电路电流的规律及P＝UI＝I2R可知，滑片P在a端时R2接入电路的电阻为R2的阻值：R2a＝＝＝100Ω，
R2两端的电压：U2a＝＝＝10V，
R1两端电压：U1a＝U﹣U2a＝12V﹣10V＝2V，
由欧姆定律可知，R1的阻值：R1＝＝＝20Ω，
R1消耗的电功率为：P1＝＝＝0.2W，故D正确；
A、由图甲可知，P在a端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由串联电路的分压原理可知，此时R2两端的电压最大，即电压表示数最大；
P滑到b端时，变阻器连入电路中的电阻为0，R2的电压为0，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大；
由欧姆定律和串联电路的特点可知，变阻器R2两端的电压：U2＝U﹣IR1，由数学知识可知，电压表示数与电流表示数变化图像是一条直线，不是曲线；故A错误；
B、滑片P在b端时，R2的接入电阻为零，电路中的电流为Ib＝＝＝0.6A，电路消耗的总功率为：P＝UI＝12V×0.6A＝7.2W，故B错误；
C、由串联电路电流的规律及P＝UI＝I2R，R2与R1的电功率比值：k＝＝，
将R1＝20Ω代入解得：k＝，
即k与R2成正比，为过原点的直线，当R2＝100Ω时，k＝5，因此图丙反映的是R2与R1的电功率比值k与R2的关系，故C正确。
故选：CD。
【变式4-3】（2023春•宁远县期中）小泳同学用图甲所示的电路来测量未知电阻R的阻值，电源电压恒定，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，记录每次实验中电压表和电流表的示数，如图乙所示的U﹣I图象，则电阻R的阻值为 10 Ω；当电压表示数为2.5V时，R消耗的电功率为 0.625 W。
【答案】10；0.625。
【分析】（1）由图乙可知，通过R的电流与其两端的电压成正比，则R为定值电阻，读出任意一组数据，根据欧姆定律求出R的阻值；
（2）当电压表示数为2.5V时，根据P＝UI＝求出R消耗的电功率。
【解答】解：
（1）由图乙可知，通过R的电流与其两端的电压成正比，则R为定值电阻，
当UR＝1V时，通过的电流IR＝0.1A，
由I＝可得，R的阻值：
R＝＝＝10Ω；
（2）当电压表示数为2.5V时，R消耗的电功率：
PR＝＝＝0.625W；
故答案为：10；0.625。
【变式4-4】（2023春•澧县期中）学校科技节时，某同学设计了一种小鸟孵化器的电路模型，如图所示。在一般情况下，只需灯光照明，气温较低时，就需要发热电阻丝加热。电源电压为60V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“60Ω，3A”的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡L标有“12V、3.6W”的字样。求：
（1）灯泡正常发光时的电流为多大？
（2）若只闭合开关S，灯泡恰好能正常发光，则电阻R1的阻值为多大？
（3）开关S、S1、S2均闭合时，保证电路安全的情况下，滑动变阻器R2允许消耗的最大电功率是多少？
【答案】（1）灯泡正常工作时的电流是0.3A；
（2）R1的阻值为160Ω。
（3）开关S、S1、S2均闭合时，保证电路安全的情况下，滑动变阻器R2允许消耗最大电功率157.5W。
【分析】（1）由P＝UI计算灯泡正常工作时的电流；
（2）闭合S，断开S1、S2，R1与L串联，灯泡正常工作，由串联电路特点和欧姆定律计算R1的阻值。
（3）S、S1、S2均闭合时，R1与R2并联，根据电流表和R2规格可知通过其最大电流，由P＝UI计算R2上消耗电功率的最大值。
【解答】解：
（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，由P＝UI可得灯泡正常工作电流：
I＝＝＝0.3A；
（2）由图知，当闭合S，断开S1、S2，R1与L串联，灯泡正常工作，
由串联电路电流特点知通过R1的电流：
I1＝I＝0.3A，
由串联电路电压特点知R1两端电压：
U1＝U﹣UL＝60V﹣12V＝48V，
由欧姆定律可得R1的阻值：
R1＝＝＝160Ω；
（3）由图知，S、S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电流表A2测干路电流，
由并联电路特点知，U＝U1′＝U2＝60V，
由欧姆定律可得通过R1的电流：
I1′＝＝＝0.375A，
因为电流表A2的量程为0～3A，所以通过R2的最大电流：
I2＝IA2﹣I1′＝3A﹣0.375A＝2.625A，
所以R2上消耗电功率的最大值：
P2最大＝UI2＝60V×2.625A＝157.5W。
答：（1）灯泡正常工作时的电流是0.3A；
（2）R1的阻值为160Ω。
（3）开关S、S1、S2均闭合时，保证电路安全的情况下，滑动变阻器R2允许消耗最大电功率157.5W。
【考点5 电功率的测量】
【典例5-1】（2023•江阴市模拟）下列各组仪器中，可以用来测量电功率的是（ ）
①电能表和电压表
②电能表和电流表
③电能表和秒表
④电压表和电流表
A．①②B．③④C．①④D．②③④
【答案】B
【分析】（1）用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过用电器的电流，由电功率公式P＝UI可以求出用电器的电功率；
（2）用电能表测出用电器消耗的电能，用秒表测出用电器工作时间，由公式P＝求出用电器的功率。
【解答】解：（1）用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过用电器的电流，由电功率公式P＝UI可以求出用电器的电功率，因此用④可以测出电功率；
（2）用电能表测出用电器消耗的电能，用秒表测出用电器工作时间，由公式P＝求出用电器的功率，因此用③可以测出电功率；
（3）用电能表和电压表不能测出电功率，用电能表和电流表不能测出电功率，因此用①②不可以测出电功率。
故选：B。
【典例5-2】（2022秋•曲阜市期末）受疫情影响，我市今年线上教学的时间较长，给实验教学带来诸多不便，某位老师利用“NB虚拟实验室”进行实验教学，其界面如图，菜单中可选实验器材有“标准灯泡”L1和“随温度变化灯泡”L2两种规格，如果要做“伏安法测灯丝电阻”这一实验，应选 L2 ；如果要探究“用电器功率与其两端电压电压关系”的实验，应选 L1 。（两空均选填“L1”或“L2”）
【答案】L2；L1。
【分析】根据“标准灯泡”和“随温度变化灯泡”的含义，由实验目的和控制变量法分析回答。
【解答】解：“标准灯泡”L1，即灯的电阻不随温度的变化而变化；如果要做“伏安法测灯丝电阻”这一实验，应选用灯丝的电阻随温度变化的灯泡L2；如果要探究“用电器功率与其两端电压电压关系”的实验，要控制其它条件应相同，只改变灯的电压大小，故应选用L1。
故答案为：L2；L1。
【变式5-1】（2023•高新区一模）如图所示为某电能表的表盘，小明利用该电能表检测一只标识为“220V，10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了四种测量方案，你认为最可行的是（ ）
A．测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用时间t
B．测量出电能表显示消耗1W电能所用时间t
C．测量出1min 时间内电能表表盘转过的圈数n
D．测量出电能表转盘转过1圈所用时间t
【答案】D
【分析】（1）已知节能灯的额定功率，根据P＝求出消耗1kW•h电能所用时间进行判断；
（2）电能表是测电能的仪器，据此分析；
（3）2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，据此求电能表1min转盘转n转消耗的电能，再利用P＝求该节能灯的实际电功率；
（4）2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，据此求电能表转盘转过1圈消耗的电能，再利用P＝求该节能灯工作时间进行判断。
【解答】解：A、节能灯的额定功率为10W，消耗1kW•h电能所用时间为：
t＝＝＝100h，因消耗1kW•h电能所用的时间t较长，不易操作，故A不符合题意；
B、电能表是测电能的仪器，不能显示消耗的电功率，故B不符合题意；
C、2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，
则节能灯1min消耗的电能：W＝kW•h，
节能灯的实际电功率：
P＝＝＝0.03nkW＝30nW，
因节能灯功率较小，节能灯工作1min电能表转动不到一圈，无法测量，故C不符合题意；
D、节能灯的功率：P＝10W＝0.01kW，
电能表转盘转一圈消耗的电能为：
W＝kW•h，
节能灯需要工作的时间：
t＝＝＝0.05h＝180s，比较容易测量，故D符合题意。
故选：D。
【变式5-2】（2021秋•乾安县期末）在测量小灯泡电功率的实验中，因缺少电压表，小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0，同样测出了小灯泡的电功率，原理如图所示。小军读出电流表A1的示数为0.5A，而电流表A2的示数为0.2A，则小灯泡L两端的电压为 3 V，小灯泡的实际功率为 0.6 W。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由电路图知，定值电阻与灯泡并联接在电源两端，电流表A1测干路电流，电流表A2测流过灯泡的电流；
（2）由并联电路特点可以求出通过定值电阻的电流，然后由U＝IR可求出定值电阻两端，即并联电路两端电压；然后根据P＝UI求出小灯泡的实际功率。
【解答】解：电流表A1测干路电流，故干路电流为0.5A；
电流表A2测流过灯泡的电流，故通过灯泡的电流为0.2A；
∵并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，
∴通过定值电阻的电流：I＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，
∵I＝，并且并联电路两端电压相等，
∴小灯泡L两端的电压：UL＝UR0＝IR0＝0.3A×10Ω＝3V；
小灯泡的实际功率：P＝UIL＝3V×0.2A＝0.6W。
故答案为：3；0.6。
【考点6 探究小灯泡的电功率实验】
【典例6-1】（2023•道里区一模）如图是“测量额电压为2.5V小灯泡的额定功率”的实验电路图。在这个实验的具
体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是（ ）
A．手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
B．手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
C．手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
【答案】A
【分析】在测量小灯泡的额定功率的实验中，手移动滑动变阻器的滑片，眼睛注意观察电压表，让加在灯泡两端的电压达到额定电压。
【解答】解：闭合开关前，滑动变阻器是移动到阻值最大值处，所以在测量小灯泡的额定功率的实验中，手移动滑动变阻器的滑片，使它从阻值最大处逐渐减小，眼睛注意观察电压表，让加在灯泡两端的电压达到额定电压。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
【典例6-2】（2022•成都模拟）小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 2.3 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 右 移动。
【答案】2.3；右。
【分析】灯在额定电压下正常发光，根据电压表选用小量程确定分度值读出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】解：灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
故答案为：2.3；右。
【典例6-3】（2023春•蔡甸区月考）小华要测定标有“2.5V”小灯泡正常发光时的电功率，连接了如图甲所示的电路。电源电压为4.5V，所用滑动变阻器的规格为“25Ω 0.5A”。
（1）同组的小明发现小华的电路连接有错误，如果此时闭合开关，观察到的现象是 C ；
A．小灯泡不发光，电流表有示数
B．电流表有示数，电压表无示数
C．小灯泡不发光，电压表示数超过量程
D．小灯泡发光，电压表有示数
（2）若图甲中允许只改动一根导线，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接；
（3）小华将电路改接正确后，将滑动变阻器的滑片P置于一端，再闭合开关，调节滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的功率是 0.7 W；
（4）同组的小明同学还想探究“当电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻，其余连接均不改变；为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制定值电阻两端的电压范围为 2V～2.5V 。
【答案】（1）C；（2）如解答图；（3）0.7；（4）2V～2.5V。
【分析】（1）原电路中，滑动变阻器与电流表串联后与灯并联，电压表串联在电路中测电源电压（4.5V），据此分析；
（2）电流表与串联，电压表与灯并联；
（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出小灯泡正常发光时的功率；
（4）电流表量程为0﹣0.6A，变阻器允许通过的最大电流为0.6A，确定电路的最大电流，由欧姆定律求出电压表最大示数；
由串联电路电压的规律及分压原理得出电压表最小示数。
【解答】解：（1）原电路中，滑动变阻器与电流表串联后与灯并联，电压表串联在电路中测电源电压（4.5V），使用的量程是0～3V，则此时闭合开关，观察到的现象：小灯泡不发光，电压表示数超过量程，选C；
（2）电流表与串联，电压表与灯并联，如下所示：
（3）由图乙可知：所示此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A，则小灯泡正常发光时的功率是：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（4）电流表量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为0.5A，电路的最大电流为0.5A，此时电路的总电阻最小，
由欧姆定律，电压表最大示数为：U大＝I大R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；
由串联电路电压的规律及分压原理有：
＝，即：＝，UV＝2V，
为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制定值电阻两端的电压在2V～2.5V范围内。
故答案为：（1）C；（2）如解答图；（3）0.7；（4）2V～2.5V。
【变式6-1】（2023•江岸区校级模拟）小华按如图所示的电路图测量小灯泡的电功率，其中具体有：额定电压为2.5V的小灯泡，“35Ω 1A”的滑动变阻器等元件，检查无误后，闭合开关就直接记录了第一组数据，以下说法不正确的是（ ）
A．表格中第2组数据明显是错误的
B．小华所用电源电压是4V
C．其它器材不变，若用一个定值电阻替换灯泡，就可以用来探究电流与电压和电阻的关系
D．无论灯变亮还是变暗，小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值
【答案】C
【分析】（1）灯丝电阻随温度的升高而增大；
（2）检查无误后，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律结合欧姆定律和第1组数据求出电源电压；
（3）在探究电流与电阻的关系实验中，需更换不同阻值的定值电阻；
（4）根据电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡两端电压；根据串联电路的特点分析回答。
【解答】解：A、由第2组数据可知，灯泡的电阻为：
R2＝＝≈11.3Ω，
第3组灯泡的电阻为：
R3＝＝≈8.1Ω＜R2，
因灯丝电阻随温度的升高而增大，第3组灯泡的电阻应该大于第2组灯泡的电阻，而R3＜R2，所以表格中第2组数据是错误的，故A正确；
B、检查无误后，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律结合欧姆定律和第1组数据可知，电源电压为：
U＝U1+I1R滑＝0.5V+0.1A×35Ω＝4V，故B正确；
C、在探究电流与电阻的关系实验中，需更换不同阻值的定值电阻，而本实验中只用一个定值电阻替换灯泡，所以只能探究电流与电压的关系，不能探究电流与电阻的关系，故C错误；
D、因为串联电路处处电流相等，因此小灯泡的电流变化量一定等于变阻器的电流变化量；因为电源电压不变，灯泡两端电压和滑动变阻器两端电压之和等于电源电压，故小灯泡的电压变化量一定等于变阻器的电压变化量，所以无论灯变亮还是变暗，小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值，故D正确。
故选：C。
【变式6-2】（2022•白云区一模）如图1所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中（小灯泡的额定电压为2.5V）：
（1）连接电路时，开关应 断开 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）连完电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 左 端（选填“左”或“右”），闭合开关后，发现小灯泡不亮、电流表和电压表指针偏转小，小明认为此时小灯泡灯丝烧断，他判断是否正确？ 不正确 ，依据是 若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数 。
（3）故障排除后，某次测量中电压表示数为2V，为测量小灯泡额定功率，应向 右 移动变阻器的滑片P（选填“左”或“右”），使电压表的示数为 2.5 V，此时电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是 0.6 W。
（4）根据测出的数据，画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图像，所图3所示，发现图线是弯曲的，其主要原因是 灯丝的电阻随温度的升高而变大 。
（5）若把小灯泡换成一个定值电阻，能进行哪项实验： BC （选填序号，答案不唯一）。
A.探究电流与电阻关系
B.测量定值电阻阻值
C.探究电流与电压关系
【答案】（1）断开；（2）左；不正确；若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；（3）右；2.5；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大；（5）BC。
【分析】（1）连接电路时，开关应断开；
（2）连接好电路后，为保护电路，应先把滑动变阻器的滑片置于阻值大处；根据电流表和电压表的示数判定故障原因；
（3）灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；由电流表选用小量程确定分度值得出小灯泡的额定电流，根据P＝UI求出额定功率；
（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，据此分析；
（5）根据实验电路与实验器材分析实验目的。
【解答】解：（1）连接电路时，开关应断开；
（2）连接好电路后，为保护电路，应先把滑动变阻器的滑片置于阻值大处的最左端；
小明的判断不正确，因为小灯泡和电流表串联，若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；
（3）灯在额定电压下正常发光，电压表示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；
小灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡的额定电流为0.24A，额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）由图丁知，灯的电流随电压的变大而增大，根据P＝UI灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，故电流与电压不成正比，发现图线是弯曲的；
（5）A、要探究电流与电阻的关系，需要控制电压不变，改变定值电阻的阻值，而一个定值电阻不能完成任务，故A不符合题意；
BC、在该实验后把小灯泡换成一个定值电阻，电阻的阻值不变，移动滑片可以改变电阻两端电压，用电流表测出不同电压下的电流，所以该实验可以探究电流与电压的关系，还可以测量定值电阻阻值，故BC符合题意；
故选BC。
故答案为：（1）断开；（2）左；不正确；若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；（3）右；2.5；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大；（5）BC。
【变式6-3】（2023•寿光市校级模拟）小明做“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关、标有“10Ω，1A”的滑动变阻器R1、标有“50Ω，2A”的滑动变阻器R2、导线若干。
（1）小明设计了图甲所示的电路，甲实验应选用滑动变阻器 R2 （选填“R1”或“R2”）；
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.65 W；
（3）如果小明在连接电路时，不慎将电压表和电流表的位置颠倒，闭合开关后各元件均未损坏，电压表 有 （选填“有”或“没有”）示数；
（4）小华又设计了如图丙所示的电路测量额定电压为U额的小灯泡正常工作时的电阻，已知定值电阻的阻值为R，电源电压恒为U。
①闭合开关S、S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 （用已知物理量表示）；
②闭合开关 S和 S1 ，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③小灯泡正常发光时电阻表达式为：R额＝ （用已知物理量表示）。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由灯的额定电压，根据串联电路电压的规律，求出灯正常发光时变阻器分得的电压，根据分压原理，求出变阻器连入电路中的电阻确定选用的滑动变阻器的规格；
（2）由图乙读出灯的电压为2.5V时电流大小，根据P＝UI求灯的额定功率；
（3）根据电压表的特点分析解答；
（4）要小灯泡正常发光时电阻，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用，故先将R与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为I1＝时，由并联电路电压的规律，灯的电压为U额，灯正常发光；
保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据R＝灯泡正常发光时电阻的表达式。
【解答】解：（1）灯的额定电压为2.5V，根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，滑动变阻器分得的电压：U滑＝6V﹣2.5V＝3.5V，
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.4倍，根据分压原理，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.4×10Ω＝14Ω，
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值R2的滑动变阻器；
（2）由图知电流表选用0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.26A，灯的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；
（3）将电流表与电压表的位置接反了，电压表串联接入电路，电压表内阻很大，电路电流很小，几乎为零，电流表与电压表不会烧坏，电流表示数几乎为零，电压表示数约为电源电压；
（5）①闭合开关S和 S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1＝时；
②闭合开关S和 S1，保持滑动变阻器滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③在①中，R与电流表串联后再与灯并联，当电流表示数为I1＝时，由欧姆定律和并联电路电压的规律，灯的电压为U额，灯正常发光；
在②中，电路的连接没有改变，只是电流表测R与灯并联的总电流，
因各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律灯的额定电流：I额＝I﹣I1＝I﹣，
故小灯泡正常发光时电阻：R额＝＝＝。
故答案为：（1）R2；（2）0.65； （3）有；（3）①；②S和 S1；③。
1．（2023•浑源县一模）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响．闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，小灯泡正常发光，电压表示数为3V，当滑片P移到最大阻值时，灯L与滑动变阻器此时的电功率之比为（ ）
A．2：1B．1：1C．1：2D．2：3
【答案】B
【分析】由图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测变阻器R两端的电压。
当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯泡正常发光，则灯泡两端的电压和额定电压相等，且电压表示数为3V，根据串联电路中分得的电压与电阻成正比求出灯泡电阻与滑动变阻器最大阻值之间的关系；
当滑片P移到最大阻值时，根据串联电路的电流特点和P＝I2R求出灯L与滑动变阻器此时的电功率之比。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测变阻器R两端的电压。
当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，滑动变阻器连入电路的电阻R滑＝R滑大，此时小灯泡正常发光，则UL＝6V，且电压表示数为3V，
根据串联电路的分压规律可得＝，即＝，所以RL：R滑大＝1：1；
当滑片P移到最大阻值时，因串联电路各处的电流相等，
则由P＝I2R可得灯L与滑动变阻器的电功率之比为PL：P滑＝RL：R滑大＝1：1。
故选：B。
2．（2023秋•石家庄月考）两个定值电阻，甲标有“10Ω 1A”，乙标有“15Ω 0.6A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
【答案】D
【分析】（1）根据欧姆定律求出两电阻两端允许加的最大电压，根据并联电路的电压特点可知，两电阻并联时，并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个，然后由欧姆定律求出通过两电阻的电流，再根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流，利用P＝UI求出允许乙的最大功率；
（2）两电阻串联时，根据串联电路的电流特点可知，两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值，然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压，利用P＝UI＝I2R求出允许甲的最大功率。
【解答】解：AB、由I＝可得，两电阻两端允许加的最大电压分别为：
U甲＝I甲R甲＝1A×10Ω＝10V，U乙＝I乙R乙＝0.6A×15Ω＝9V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，甲、乙并联时，电源的最大电压U＝U乙＝9V，
此时通过甲电阻的电流I甲′＝0.9A，通过乙电阻的电流I乙′＝＝＝0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路中允许通过的最大电流：
I大＝I甲′+I乙′＝0.9A+0.6A＝1.5A，故A错误；
允许乙的最大功率：
P乙′＝UI乙′＝9V×0.6A＝5.4W，故B错误；
CD、因串联电路中各处的电流相等，且甲、乙允许的最大电流分别为1A、0.6A，
所以，甲、乙串联时电路的最大电流I大′＝I乙＝0.6A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，允许电源最大电压：
U大′＝I大′（R甲+R乙）＝0.6A×（10Ω+15Ω）＝15V，故C错误；
允许甲的最大功率：
P甲′＝（I大′）2R甲＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W，故D正确。
故选：D。
3．（2022•淮南模拟）如图甲所示的电路中，R为光敏电阻，其电阻值随光照强度的变化如图乙所示。当开关S闭合，光照强度逐渐增强时，下列判断中正确的是（ ）
A．电流表和电压表示数都变大，灯L的功率变大
B．电流表和电压表示数都变小，灯L的功率变小
C．电压表示数变小，电流表示数变大，灯L的功率变大
D．电压表示数变大，电流表示数变小，灯L的功率变小
【答案】C
【分析】由图知，光敏电阻R和灯泡串联，电流表测电路中电流，电压表测R两端电压；
根据图乙可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，光照强度逐渐增强时，分析R接入电路电阻的变化，根据串联电路的分压规律判定电压表示数变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化和灯泡功率的变化。
【解答】解：
由电路图知，光敏电阻R和灯泡串联，电流表测电路中电流，电压表测R两端电压，
根据图乙可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，光照强度逐渐增强时，光敏电阻的阻值逐渐减小，根据串联电路的分压规律可知，R分担的电压变小，电压表示数变小；此时电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大；
R分担的电压变小，由串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变大，且通过灯泡的电流变大，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变大；
故C正确，ABD错误。
故选：C。
4．（2021秋•金川区校级期末）在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值，原因可能是下述的哪种（ ）
A．变阻器总阻值太大B．电压表量程太大
C．灯泡灯丝断开D．电源电压太低
【答案】D
【分析】电路连接正确，不是连接故障问题，而是器材的规格问题，从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。
【解答】解：A、如果其它元件规格符合要求的情况下，滑动变阻器总阻值太大，当滑动变阻器阻值变小时，电压表示数能达到灯泡的额定电压值，不符合题意。
B、电压表量程太大，只是指针偏转角度小，能使电压表达到灯泡的额定电压，不符合题意。
C、灯泡灯丝断开，电路断路灯泡不发光，不符合题意。
D、如果电源电压低于灯泡的额定电压，即使滑动变阻器连入电路的阻值为0时，电压表示数也不会达到灯泡额定电压，符合题意。
故选：D。
5．（2023秋•海门市校级期中）（多选）把一个1.5欧的电阻与一个用电器串联后接到电压是7伏的电源上，要想使用电器消耗的功率是8瓦，则这个电源供给用电器的电流可能是（ ）
A．2安B．3.5安C．2.67安D．2.31安
【答案】AC
【分析】由题意可知，电阻与用电器串联，根据串联电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，根据P＝I2R表示出用电器的电功率，解方程即可求出用电器电阻可能的值，代入电路中电流的表达式即可求出通过用电器电流的可能值。
【解答】解：由题意可知，电阻R与用电器R用电器串联，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴由I＝可得，电路中的电流：
I＝＝，
用电器消耗的功率：
P用电器＝I2R用电器＝（）2R用电器＝8W，
整理可得：
8R用电器2﹣25R用电器+18＝0，
解得：R用电器＝2Ω或R用电器＝1.125Ω，
则I＝＝＝2A，或I＝＝≈2.67A。
故选：AC。
6．（2023秋•东莞市校级月考）某水电壶工作5min，使图示电能表的转盘转过300r，该电能表允许接入的最大电功率为 8800 W，电水壶消耗的电能为 0.1 kW•h，电功率为 1200 W。
【答案】8800；0.1；1200。
【分析】（1）10（40A）中，10A是指电能表的标定电流，40A是指电能表平时工作允许通过的最大电流，利用P＝UI求该电能表允许接入的最大电功率。
（2）“3000r/kW•h”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转过3000r；据此求电能表转盘转300r消耗的电能，再利用P＝求出电水壶的功率。
【解答】解：
（1）10（40A）中，表示电能表平时工作允许通过的最大电流为40A，该电能表允许接入的最大电功率：P最大＝UI最大＝220V×40A＝8800W；
（2）因为“3000r/kW•h”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转过3000r，
所以电能表转盘转300r时，电水壶消耗的电能：
W＝kW•h＝0.1kW•h，
电水壶的功率：
P＝＝＝1.2kW＝1200W。
故答案为：8800；0.1；1200。
7．（2023秋•山丹县校级月考）某电能表表盘上标有“3000r/kW•h”，用该电能表和手表来测算某电灯的电功率，发现转盘转15转用了3min，则这只电灯消耗电能 0.005 度，电灯的电功率是 100 W。若电路中只有2个25W的电灯在工作，则工作 10 h电能表转盘转过1500转。
【答案】0.005；100；10。
【分析】（1）“3000r/kW•h”，表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转动3000r，据此可求转盘转15r时，电灯消耗的电能，再利用P＝求这只电灯的电功率；
（2）先计算电能表转盘转过1500转时，两个灯消耗的电能，再利用公式t＝求出工作时间。
【解答】解：（1）3000r/kW•h”，表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转动3000r。
转盘转15r时，电灯消耗的电能：
W＝kW•h＝0.005kW•h＝0.005度，
这只电灯的电功率：
P＝＝＝0.1kW＝100W；
（2）电能表转盘转过1500时，两个电灯消耗电能：
W′＝kW•h＝0.5kW•h，
2个25W电灯的总功率P′＝2×25W＝50W＝0.05kW，
由P＝可得工作时间：
t′＝＝＝10h。
故答案为：0.005；100；10。
8．（2023•薛城区模拟）在如图甲所示电路中，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图像如图乙所示。则定值电阻R的阻值为 10 Ω；滑动变阻器的最大功率为 3.6 W。
【答案】10；3.6
【分析】（1）由电路图可知，Rx与R串联，电压表测Rx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最大时，电路中的电流最小，根据图像得出最小电流，
根据I＝表示出电源电压，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，根据图像得出最大电流，
同理表示出电源电压，联立等式计算出R的阻值和电源电压；
（2）根据P＝I2R表示出滑动变阻器的电功率，通过列式可知当滑动变阻器的阻值等于电阻R的阻值时，其电功率最大，最后根据P＝计算出滑动变阻器的最大电功率。
【解答】解：由电路图可知，Rx与R串联，电压表测Rx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最大时，电路中的电流最小，
由图像可知，电路中的电流I小＝0.4A，
由I＝可得，电源的电压：U＝I小（Rx+R）＝0.4A×（20Ω+R）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数
灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.7
2.1
2.5
2.8
I/A
0.1
0.15
0.26
0.28
0.3
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