备考2024年中考物理重难点精讲精练：30-热点16 与电功、电功率有关的计算（精讲）

中考物理热点复习精讲精练

热点16 与电功、电功率有关的计算（精讲）

知识梳理

典例讲解

例1．将“6V 3W”和“3V 3W”的两只灯泡串联接入电路中，要使其中一盏灯正常发光，则加在电路两端的电压是（　　）

A．3V B．6V C．7.5V D．9V

【分析】已知两灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出两灯的额定电流，再根据欧姆定律求出两灯泡的电阻；灯泡正常发光时的电流和额定电流相等，两灯串联后，正常发光的是电流较小的一个，再根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端的电压。

【解答】解：根据P＝UI可得，两灯泡的额定电流：

I1＝＝＝0.5A，I2＝＝＝1A，

根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为：

R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝3Ω；

串联电路中各处的电流相等，

如果其中一灯泡正常发光，则电路中的电流I＝I1＝0.5A，

串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

电路两端的电压：

U＝I（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+3Ω）＝7.5V。

故选：C。

例2．毛毛家有个小太阳取暖器，如图甲，其铭牌上的电路如图乙，电阻R3＝80Ω，挡位信息如图丙（部分数字已磨损掉），他家电能表如图丁所示，以下分析正确的是（　　）

A．电阻R1的阻值为484Ω 

B．电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，电能表转盘转5圈 

C．图丙中磨损掉的数字是342 

D．接通3、4触点让烤火器工作5s，它消耗的电能为800J

【分析】由电路图可知，当接2、3时，R1和R2串联，电路中总电阻最大；当接3、4时，R2单独工作；当接4、5时，R2和R3并联，电路中总电阻最小，电源电压一定，由P＝可知，当接2、3时为低温挡；当接3、4时为中温挡，当接4、5时为高温挡。

（1）当接3、4时，R2单独工作，根据P＝可求出电阻R2的阻值；当接2、3时，R1和R2串联，根据串联电路电阻规律和P＝可求出电阻R1的阻值；

（2）根据W＝t求出在电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s消耗的电能，再根据电能表铭牌参数的含义求出电能表转盘转过的圈数；

（3）当接4、5时，R2和R3并联，为高温挡，根据P＝和并联电路的特点可求出高温挡的功率；

（4）接通3、4触点，此时为中温挡，让烤火器工作5s，根据W＝Pt可求出此时消耗的电能。

【解答】解：由电路图可知，当接2、3时，R1和R2串联，电路中总电阻最大；当接3、4时，R2单独工作；当接4、5时，R2和R3并联，电路中总电阻最小，电源电压一定，由P＝可知，当接2、3时为低温挡；当接3、4时为中温挡，当接4、5时为高温挡。

A、当接3、4时，R2单独工作，根据P＝可得电阻R2的阻值为：

R2＝＝＝200Ω，

当接2、3时，R1和R2串联，根据P＝可得总电阻为：

R总＝＝＝484Ω，

根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得，电阻R1的阻值为：

R1＝R总﹣R2＝484Ω﹣200Ω＝284Ω，故A错误；

B、电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，消耗的电能为：W＝t＝×36s＝7200J＝0.002kW•h，

电能表转盘转过的圈数为：n＝0.002kW•h×2500r/（kW•h）＝5r，故B正确；

C、当接4、5时，R2和R3并联，为高温挡，高温挡的功率为：P高＝P2+P3＝P2+＝242W+＝847W，故C错误；

D．接通3、4触点，此时为中温挡，让烤火器工作5s消耗的电能为：W′＝P中t＝242W×5s＝1210J，故D错误。

故选：B。

例3．标有“6V 1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的灯泡接在4V的电源两端，此时小灯泡的电阻及实际功率为（　　）

A．20Ω　1.5W B．20Ω　0.8W C．24Ω　0.8W D．24Ω　1.5W

【分析】已知灯泡两端的电压；根据图象找出灯泡两端实际电压对应的电流，根据欧姆定律和公式P＝UI算出灯泡的电阻和灯泡的实际功率。

【解答】解：已知灯泡两端的电压都为U＝4V；

由图象可知，当U＝4V时，I＝0.2A，

则小灯泡的电阻：R＝＝＝20Ω，

小灯泡的实际电功率：P＝UI＝4V×0.2A＝0.8W。故B正确，ACD错误。

故选：B。

例4．如图甲电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。当开关S闭合，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，两电表示数变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．电源电压为14V 

B．R2的最大阻值是20Ω 

C．滑片P在b端时，R1的电功率为5W 

D．滑片P在a时，1min内R2消耗的电能是48J

【分析】（1）当滑片在b端时滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω，电路为R1的简单电路，电路中的电阻最小，电流最大，根据图像得出电源的电压和电路中的电流，根据欧姆定律求出R1的阻值；根据P＝UI得出R1的电功率；

（2）当滑片位于a端时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表V的示数最小，电路中的电流最小，根据图像读出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，进一步求出R2的最大阻值；

（3）由W＝UIt计算P在a端时1min内R2消耗的电能。

【解答】解：

AC、由图甲知，当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω，电路为R1的简单电路，电路中的电阻最小，电流最大，

由图乙知，电源的电压：U＝U1＝10V，故A错误；

此时电路中的电流：I＝0.5A，

根据欧姆定律可得，R1的阻值：R1＝＝＝20Ω；

R1的电功率P1＝UI＝10V×0.5A＝5W，故C正确；

B、当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表V的示数最小，电路中的电流最小，

由图乙知，此时U1'＝4V，电路中电流I'＝0.2A，

由串联电路特点和欧姆定律可得，R2的最大阻值：R2＝＝＝＝30Ω，故B错误；

D、P在a端时，电路中电流I'＝0.2A，则1min内R2消耗的电能：W2＝U2I't＝6V×0.2A×60s＝72J，故D错误。

故选：C。

例5．如图所示电路，电源电压不变，小灯泡上标有“6V 3W”的字样，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好正常发光，求：

（1）小灯泡正常工作时的电流；

（2）电源电压；

（3）移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，电流表的示数为0.4A，小灯泡的实际功率。

【分析】（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，利用P＝UI求出小灯泡L正常发光时的电流；

（2）根据欧姆定律求R1两端的电压，再由串联电路的电压特点得到电源电压；

（3）当移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，电流表的示数为0.4A，根据欧姆定律求出灯两端的电压，利用P＝UI求出此时电灯L消耗的实际功率。

【解答】解：（1）当小灯泡正常发光时，通过的电流；

（2）如图：L与R串联接入电路，当滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好正常发光，此时L两端的电压UL＝6V，R接入电路的阻值R1＝10Ω，所以，此时R1两端的电压U1＝IR1＝0.5A×10Ω＝5V，

所以电源电压U＝UL+U1＝6V+5V＝11V；

（3）当滑动变阻器接入电路的阻值R2＝15Ω时，R2与L串联，此时电流表的示数I2＝0.4A，

滑动变阻器两端的电压U2＝I2R2＝0.4A×15Ω＝6V，

此时灯两端的电压U实＝U﹣U2＝11V﹣6V＝5V，

所以此时小灯泡的实际功率P实＝U实I2＝5V×0.4A＝2W。

答：（1）小灯泡正常工作时的电流是0.5A；

（2）电源电压为11V；

（3）小灯泡的实际功率是2W。

例6．某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如图所示，电源两端的电压U为220V，R1和R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25℃时，S1闭合，S2断开，此时电流表的示数为1A，电阻丝R1的电功率为20W（忽略温度对电阻丝的影响）。求：

（1）R1的阻值是多少欧姆？

（2）气温低于25℃时，电阻丝R2消耗的电功率是多大？

（3）气温低于25℃时，供暖器的电功率是多大？

【分析】（1）知道R1的电功率和通过R1的电流，利用P＝I2R求出R1的阻值；

（2）（3）当气温低于25℃时，S1、S2都闭合，由图可知，电路中只有R1工作，R2被短路，利用P＝求出供暖器的电功率。

【解答】解：（1）当气温等于或高于25℃时，S1闭合，S2断开，由图可知，此时R1、R2串联，

根据串联电路的电流特点可知，通过R1的电流I1＝I＝1A，

由P＝I2R可知，R1的阻值：R1＝＝＝20Ω；

（2）当气温低于25℃时，S1、S2都闭合，由图可知，电路中只有R1工作，R2被短路，

由于R2没有电流通过，所以电阻丝R2消耗的电功率为0W；

（3）气温低于25℃时，电路中只有R1工作，所以R1两端的电压U1＝U＝220V，

此时供暖器的电功率：P′＝＝＝2420W。

答：（1）R1的阻值是20Ω；

（2）气温低于25℃时，电阻丝R2消耗的电功率是0W；

（3）气温低于25℃时，供暖器的电功率是2420W。