2024年中考物理二輪復(fù)習(xí)題型歸納與訓(xùn)練：電功和電功率（解析版）

專題13電功和電功率

-----用容概西—

01題型突破................................................1

題型突破一：怎樣解電能表的使用問題.....................................................1

題型突破二：怎樣解電功率的動態(tài)變化問題.................................................3

題型突破三：怎樣解燈泡的亮度比較問題...................................................4

題型突破四：怎樣解測量小燈泡的電功率的實驗問題.........................................7

題型突破五：怎樣解電功率的電路安全和極值問題..........................................14

題型突破六：怎樣解焦耳定律的應(yīng)用問題..................................................18

題型突破七：怎樣解探究影響電熱因素的實驗問題..........................................20

題型突破八：怎樣解電熱器的檔位問題....................................................23

題型突破九：怎樣解家庭電路的組成及連接問題............................................27

題型突破十：怎樣解家庭電路故障的分析問題.............................................29

題型突破十一：怎樣解安全用電問題......................................................32

02素養(yǎng)提升...............................................33

03中考練場...............................................47

g題型突破-人

題型突破一：怎樣解電能表的使用問題

有關(guān)電能表的使用，在解題時有如下兩種:

(1)利用電能表測消耗的電能。把電能表接在電路中，它的計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差，即為這段時間內(nèi)的

用電量。要注意電能表的計數(shù)器上最后一位數(shù)字代表的是小數(shù)點后的那位數(shù)。

(2)利用電能表測電功率。根據(jù)電能表表盤上所標(biāo)的轉(zhuǎn)數(shù)可求出消耗的電能，用停表測出用電時間，由公式

P=一可都可求出用電器的電功率。

t

【特別提示】利用電能表計算電功

利用電能表計算電功先根據(jù)用電器消耗IkW?h電能時電能表表盤的轉(zhuǎn)數(shù)(N),求出表盤轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所消耗

的電能，再看表盤在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)(n),則用電器在這段時間內(nèi)消耗的電能

W=—KW-/z=—X3.6X106J?

NN

【典例1](2023?青海西寧?中考真題)小寧家的電飯煲額定電壓為220V,有加熱和保溫兩種工作狀

態(tài)，額定加熱功率為2000W。[c,Q4.2xl03j/(kg?℃)]求：

(1)在正常加熱狀態(tài)下，將2.5kg的水從20℃加熱到沸騰，水吸收的熱量是多少？(氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣

壓)

(2)若此電飯煲的加熱效率為84%,則上述過程需要加熱多長時間？

(3)小寧想利用家里的電能表測量電飯煲的實際加熱功率，于是小寧斷開家中其他用電器，讓電飯煲單

獨處于加熱狀態(tài)，觀察到電能表轉(zhuǎn)盤在lOmin內(nèi)轉(zhuǎn)了180轉(zhuǎn)(電能表如圖所示)，則此電飯煲的實際加熱

功率為多少？

單相電度表

|0|0|3|1|6|

X?

220V10(20)A50Hz

600r/kWh

【答案】(1)8.4X105J；(2)500s；(3)1800W

【詳解】解：(1)己知1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓水的沸點為100℃,則水吸收的熱量。折。皿小

fo)=4.2xl03J/(kg-℃)x2.5kgx(100℃-2O℃)=8.4xlO5J

(2)根據(jù)〃=^xlOO%得，電飯煲消耗的電能卬=4=叱'=106]

根據(jù)尸==得,此電飯煲至少需要加熱的時間/=—=^-=500s

(3)“600r/(kW-h)”表示電路中用電器每消耗IkWh電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000圈，

電飯煲在單獨處于加熱狀態(tài)下工作，轉(zhuǎn)盤在lOmin內(nèi)轉(zhuǎn)了180轉(zhuǎn)，消耗的電能

電飯煲在“蒸煮”狀態(tài)下的實際功率JL=^=1-08X1°6J=1800W

實t600s

答：(1)在正常加熱狀態(tài)下，將2.5kg的水從20℃加熱到沸騰，水吸收的熱量是&4X105J；

(2)若此電飯煲的加熱效率為84%,則上述過程需要加熱500s；

(3)電飯煲的實際加熱功率為1800W。

【變式1-1】(2024?河北秦皇島?一模)如圖，小明家電能表的表盤讀數(shù)為kW-h,他將電水壺單

獨接在電路中燒水，壺內(nèi)水的質(zhì)量為1.2kg,初溫為28℃,加熱5min水溫升高了50℃,電能表的指示燈

閃爍60次，在這段時間內(nèi)水吸熱J,電水壺的實際功率是W?！尽Ｋ?4.2xl()3j/(kg「C)】

kWh

HI

單相電子式電能表

220V10(20)A50Hz

600imp/kWh

【答案】2023.42.52x10s1200

【詳解】[1]電能表的最后一位是小數(shù)，小明家電能表的表盤讀數(shù)為2023.4kW-h。

⑵水吸收的熱量%=。水位V=4.2xlO3J/(kg.℃)x1.2kgX50℃=2.52X105J

[3]600imp/(kW-h)表示電路中每消耗IkW-h的電能，電能表的指示燈閃爍600次，則電能表的指示燈閃

爍60次消耗的電能W=f^kW-h=0.1kW-h=3.6xl05j

600

.-t,士如_W3.6x10“3.6X105J,“八、”

電熱水5E的1實V際功率P=一=-------=---------=1200W

t5min300s

【變式1-2】(2024?河南駐馬店?一模)如圖所示的電能表能接入用電器的最大總功率為W；

小明發(fā)現(xiàn)家中多個用電器正常工作時，表盤在Imin內(nèi)轉(zhuǎn)動30圈，這段時間內(nèi)電路消耗的電能為

kW-h；電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得越快，說明電路總功率越=

【答案】44000.03大

【詳解】[1]⑵圖示電能表能接入用電器的最大總功率P=〃=220Vx20A=4400W

30r003kW11

這段時間內(nèi)電路消耗的電能h

W=1"00017(kW-h、)=..

[3]電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得越快，說明電路在相同時間內(nèi)消耗的電能越多，總功率越大。

題型突破二：怎樣解電功率的動態(tài)變化問題

電功率的動態(tài)變化題分為兩類：一類是由開關(guān)閉合、斷開引起的；另一類是移動滑動變阻器滑片引起

的。解答由開關(guān)閉合或斷開引起的動態(tài)電路變化題：首先要根據(jù)開關(guān)的閉合或斷開，確定電路的連接情況,

并明確電流表、電壓表測量的對象；然后靈活運用串、并聯(lián)電路的特點，歐姆定律、電功率的公式及其推導(dǎo)

式進行計算求解。

解答由滑動變阻器的滑片移動引起的動態(tài)電路變化題：首先明確電路的連接情況以及電壓表、電流表測

量的對象；其次弄清滑片移動時，滑動變阻器連入電路中電阻的變化；然后根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的

電流、電壓特點，分析電路中電流的變化；最后運用串、并聯(lián)電路中的電流、電壓、電功率的關(guān)系，進一步

分析、求解。

【特別提示】在動態(tài)電路中，要明確電路變化前后用電器的連接方式是否變化，接入電路中的用電器是否變

化，電路中的電阻值是否變化，特別要注意用電器的短路或斷路情況的出現(xiàn)。

【典例2】(2023?山東德州?中考真題)如圖甲所示，電源電壓U保持不變，當(dāng)只閉合開關(guān)Si,滑動變

阻器的滑片從最右端滑向中點過程中得到電壓表與電流表示數(shù)的變化圖像如圖乙所示。閉合開關(guān)S1、S3,

斷開S2,滑動變阻器的滑片在最左端時，電路的總功率為15W。已知&=24,求：

(1)定值電阻R的阻值；

(2)&的最大阻值和電源電壓U；

(3)定值電阻m的阻值及整個電路的最大功率。

【答案】(1)10Q；(2)10V；(3)20W

【詳解】解：(1)只閉合Si時，&與R/串聯(lián)，電壓表V測R/兩端的電壓，電流表A測串聯(lián)電路中的電

cU.2.5V…

流，由乙圖可知，E的阻值?=寸=不==1°。

(2)只閉合開關(guān)S|,滑片位于最右端時，電源電壓。=。|+4凡=2.5丫+。.25人義.……①

滑片位于幾中點時，電源電壓17=[72+/2、；&=4丫+0.4人><!用……②

聯(lián)立①②兩式解得％=30C,t/=10V

即用的最大阻值為30Q,電源電壓為10V?

(3)由題意可知電-2R]=2x10。=20。

U2U2

閉合開關(guān)S1和S3,斷開開關(guān)S2,滑動變阻器滑片滑到最左端時，E和火3并聯(lián)，則電+h

&%

(iov)2

———=20Q

所以叢的阻值(iov)2r

七一415W-^——

10Q

當(dāng)滑片位于最左端，開關(guān)Si、S2、S3都閉合時，Ri、R2、&并聯(lián)，此時電路總電阻最小，電路總功率最

大,整個電路的最大功率“需+嚅+嚅*

答：（1）定值電阻R/的阻值為10。；

（2）&的最大阻值和電源電壓為10V；

（3）定值電阻后的阻值及整個電路的最大功率為20W。

【變式2-1】（2024?湖南岳陽?模擬預(yù)測）如圖所示的電路，電源電壓保持不變，電阻R/、Rz的阻值分

別為10。和20Q,只閉合開關(guān)Si,將滑片P移到中點，電壓表示數(shù)為6V,電阻R/的功率為P,閉合開

電阻及的功率為尸2,若B：22=2：9,則下列說法正確的是（）

A.電路的最大功率為12.15WB.滑動變阻器的最大電阻為20。

C.電源電壓為18VD.電路的最小功率為2.7W

【答案】A

【詳解】AC.由圖可知，只閉合開關(guān)Si,將滑片P移到中點時，R/與R串聯(lián)，電壓表測量R兩端的電

壓，4的功率為尸/為耳=字=更「等

K1U12

U2U2

閉合開關(guān)S1、S2,將滑片移到最左端,R/與&并聯(lián)，電壓相等且等于電源電壓，電阻&的功率為P=—“c

2420￡2

因為的

(U-6V)2

2

則10Q

U29

20Q

解得電源電壓為U=9V

閉合開關(guān)SiS2,將滑片移到最左端時，電路中電阻最小，R/與&并聯(lián)工作，電流最大，電功率最大，則電

路的最大功率為七大="+?=緇1+2■=12.15W

%ix^1UL2

故A正確，C錯誤;

B.只閉合開關(guān)Si,將滑片P移到中點，R/與R串聯(lián)，電壓表測量R兩端的電壓，R/兩端電壓為

=U-UR=9V-6V=3V

U3V

電路中的電流為/=U=77K=O.3A

Kx1UL2

此時滑動變阻器接入電阻為。=牛=黑=20Q

滑動變阻器的最大阻值為%=24=2x20。=40。

故B錯誤;

D.閉合開關(guān)Si、斷開S2,將滑片移到最右端時，電路中電阻最大，R/與R串聯(lián)，電流最小，電功率最小,

(9V)2

則電路的最小功率為「最小=而百=1.62W

400+100

故D錯誤。

故選Ao

【變式2-2】(2024?江蘇徐州?一模)如圖，電源電壓恒定U=9V,Ri、比是定值電阻，R/=10Q,滑

動變阻器治標(biāo)有“20。，0.5A”字樣，閉合開關(guān)Si、S2、S3,電流表的示數(shù)為L5A。求：

(1)只閉合開關(guān)Si,電流表的示數(shù)；

(2)開關(guān)Si、S2、S3都閉合時，上在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量；

(3)只閉合開關(guān)S3,移動變阻器滑片時，M的電功率變化范圍。

【答案】(1)0.9A；(2)54J；(3)0.9-2.5W

U9V

【詳解】解：(1)只閉合開關(guān)Si,電路中只有以工作，所以電流表示數(shù)/=看=而G=0-9A

(2)開關(guān)Si、S2、S3都閉合時，Ri、&并聯(lián)，滑動變阻器以被短路，電流表測干路電流。因并聯(lián)電路各

支路互不影響，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知，通過上的電流大小為12=/總-4=1.5A-0.9A=0.6A

上在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2=%=U/2t=9Vx0.6Axl0s=54J

(3)只閉合開關(guān)S3,滑動變阻器以與電阻R/串聯(lián)，滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A,故電路中

2

最大電流為/max=0.5A,Rl最大電功率為Amax=RxN=(0.5A)X10Q=2.5W

U9V

當(dāng)滑片移動到最左端時，電阻最大，電路中電流最小為心=萬一=[ccnc=03A

/\j+K31UL2+ZUL2

Ri最小電功率為6mM=*耳=(0.3A)2X1OQ=0.9W

所以總的電功率變化范圍為0.9~2.5W。

答：(1)只閉合開關(guān)Si,電流表的示數(shù)為0.9A；

(2)開關(guān)Si、S2、S3都閉合時，及在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為54J；

(3)只閉合開關(guān)S3,移動變阻器滑片時，R/的電功率變化范圍為0.9~2.5W。

題型突破三：怎樣解燈泡的亮度比較問題

解此類問題要明確以下方面:

(1)決定因素：燈泡的亮暗是由燈泡的實際功率決定的，燈泡消耗的實際功率越大，燈泡就越亮；

(2)分析步驟：①先根據(jù)其規(guī)格(銘牌)利用R=\計算，比較電阻的大?。虎诟鶕?jù)串、并聯(lián)電路中電流或電

壓相等的特點，選擇公式P=/2R或P=一比較實際功率的大小，進而比較燈泡的亮度。

R

【特別提示】兩燈串聯(lián)時，由公式U=/R可知，燈泡電阻大的，其兩端分得電壓大，由公式P=U/,燈泡實際

U2

功率大，亮度大；兩燈并聯(lián)時，由公式尸=——，燈泡電阻小的，實際功率大，亮度大。

R

【典例3](2023?廣西?中考真題)小明發(fā)現(xiàn)家里的白熾燈突然變亮，主要原因可能是白熾燈的()

A.額定電壓變大B.實際電壓變大C.額定功率變小D.實際電壓變小

【答案】B

【詳解】燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，實際功率越大，燈泡越亮。小明發(fā)現(xiàn)家里的白熾燈突然變

亮，說明白熾燈的實際功率變大，根據(jù)公式P==可知，在燈泡電阻不變時，是因為白熾燈的實際電壓

R

變大了，白熾燈額定電壓和額定功率保持不變，故B符合題意，ACD不符合題意。

故選B。

【變式3-1](2023?江蘇常州?二模)標(biāo)有“10V6W”和“12V9W”的甲、乙兩燈(假設(shè)燈絲的電阻不隨溫

度的變化而變化）若串聯(lián)接入電路，則（）

A.甲燈和乙燈一樣亮B.乙燈更亮

C.加在其兩端的最大電壓為22VD.加在其兩端的最大電壓為19.6V

【答案】D

【詳解】AB.由尸=藝可知，甲燈的電阻品=等=鳥

R辱6W3

UlQ2V）2

乙燈的電阻般=言=叫廠=160

將兩燈串聯(lián)接入電路中，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，通過甲燈、乙燈的電流相等，根據(jù)尸=/2尺可

知，由于甲燈的電阻大于乙燈的電阻，所以甲燈的實際功率大于乙燈的實際功率，由于燈泡的亮度由燈泡

的實際功率決定，實際功率越大，燈泡越亮，所以甲燈更亮，故AB不符合題意；

舄6W

CD.由P=S求出甲燈的額定電流/甲=]>=訴;=0.6A

U甲IUV

p9W

乙燈的額定電流/乙==許y=0.75A

U乙1NV

根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，將兩燈串聯(lián)接入電路中，電路中的最大電流為0.6A,由/=烏可知，加在

其兩端的最大電壓為U=IR=0.6Ax（yQ+16Q）=19.6V

故C不符合題意，D符合題意。

故選D。

【變式3-2]（2023?安徽六安?三模）將燈泡Li“220V40W”和220V100W”并聯(lián)接在220V家庭電路

中，則下列說法正確的是（）

A.Li的電阻大于L2的電阻B.Li兩端電壓大于L2兩端電壓

C.通過Li的電流大于通過L2的電流D.Li比L2亮

【答案】A

【詳解】A.燈泡L1的阻值4=4虹=（22W）=1210Q

燈泡L2的阻值&=會露

=484。

所以燈泡Li的阻值大于燈泡L2的阻值，故A正確。

BC.根據(jù)并聯(lián)的電路的特點知，兩個燈泡的實際電壓相等，都等于額定電壓，則實際功率都等于額定功

率，根據(jù)P=U/知，燈泡L2的電流大，故BC錯誤；

D.由于兩個燈泡都正常發(fā)光，實際功率都等于額定功率，L2的實際功率較大，故L2較亮，故D錯誤。

故選Ao

題型突破四：怎樣解測量小燈泡的電功率的實驗問題

解題時應(yīng)掌握該實驗的下列知識:

⑴實驗原理：P=UIo

(2)移動滑片時，眼睛觀察電壓表。

(3)電壓調(diào)節(jié)：小燈泡兩端電壓不要高于額定電壓的1.2倍。

(4)數(shù)據(jù)處理：多次測量的目的是尋找燈泡亮度與實際功率的關(guān)系。只有實際電壓等于額定電壓時，實際功

率才等于額定功率，故求額定功率時，不能求平均值。

【特別提示】常見故障機原因分析

燈泡電流表電壓表故障分析

不亮無示數(shù)無示數(shù)斷路或電源損壞

不亮有示數(shù)無示數(shù)燈泡斷路

不亮無示數(shù)有示數(shù)燈泡斷路

不亮有示數(shù)有示數(shù)電源電壓太小或電路中電阻過大

【典例4】(2023?遼寧朝陽?中考真題)小紅想測量標(biāo)有“2.5V”字樣小燈泡的電功率，從實驗室找來了

電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干，進行了如下實驗：

(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲電路連接完整

(2)檢查無誤后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，小燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，造成這一故

障的原因可能是小燈泡

(3)排除電路故障后，閉合開關(guān)，移動滑片，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡

的額定功率為W；接下來她又測量了幾組對應(yīng)的電壓值和電流值，并繪制了小燈泡的/-U圖象,

如圖丙所示;

(4)小紅認(rèn)為，利用圖甲的裝置也可以探究電流與電壓的關(guān)系。小明認(rèn)為小紅的觀點不合理，理由

是;

(5)小紅還想測出另一個額定電壓為U血小燈泡正常發(fā)光時的電阻，在保證電路安全的前提下，設(shè)計了

如圖丁所示的電路(電源電壓恒定大于U款且未知，滑動變阻器R最大阻值未知，定值電阻阻值為&),

請將實驗步驟補充完整：

①閉合S、S2,斷開Si,移動滑片P使電壓表示數(shù)為；

②閉合S、Si,斷開S2,保持滑片P位置不變，讀出電壓表的示數(shù)為歷；

③閉合S、S1,斷開S2,，讀出電壓表的示數(shù)為U2；

④小燈泡正常發(fā)光時的電阻&=(用5、歷、U額、&表示)。

。額滑片滑動到最左端正：u而

【詳解】(1)口］測量標(biāo)有“2.5V”字樣小燈泡的電功率時，由P知，需測量小燈泡兩端電壓和流過小燈

泡的電流，計算得出小燈泡的電功率，電壓表與小燈泡并聯(lián)接入電路中，如下所示：

(2)⑵電流表無示數(shù)，燈泡不亮，說明電路是斷路，電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明與電壓表并聯(lián)部分

以外的電路是通路，與電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦?，故造成這一現(xiàn)象的原因可能是小燈泡斷路。

(3)［3］圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,則小燈泡的額定功率是

P=UI=2.5VxO.3A=0.75W

(4)［4］探究電流與電壓的關(guān)系時，需要控制與電壓表并聯(lián)的電阻的阻值不變，根據(jù)圖丙可知，小燈泡燈

絲的電阻是變化的，所以不能完成實驗探究。

（5）[5][6][7]①閉合S、S2,斷開Si,移動滑片P使電壓表示數(shù)為"額，此時燈泡正常發(fā)光；②閉合S、

Si,斷開S2,保持滑片P位置不變，讀出電壓表的示數(shù)為S,根據(jù)歐姆定律可知，此時電路中的電流

衛(wèi)

I氏

③閉合S、S1,斷開S2,滑片P移動到最左端，此時電壓表測量的是電源電壓，讀出電壓表的示數(shù)為

則電源電壓為

①②中滑動變阻器兩端的電壓為u淆=3-5

則滑動變阻器接入電路中的阻值為“滑舄

R。

①中滑動變阻器兩端的電壓為s滑=4-u額

此時電路中的電流為/'=號U'.=*

R滑（"2—01）為

U額，額。2-1）與

則小燈泡正常發(fā)光時的電阻RL=

I'"（%-u額）a

【變式4-1】（2024?陜西西安?一模）做“測量小燈泡額定功率”的實驗（燈泡的額定電壓。額=2.5V,

（1）連接電路后，閉合開關(guān)，若小燈泡較暗，電流表有示數(shù)，電壓表有示數(shù)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，

兩表的示數(shù)都不變，原因是滑動變阻器接了兩個接線柱；

（2）排除故障后如圖甲，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V時為止，此時電流

表的示數(shù)如圖乙，則小燈泡的額定電功率為W；

（3）同組的小月同學(xué)設(shè)計了一個電路，如圖丙，也測出了該小燈泡正常發(fā)光時的功率，其中定值電阻的

阻值R=25O,正確操作步驟如下：

①只閉合開關(guān)s和s2,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電流表示數(shù)為乙=A；

②閉合開關(guān)S和,斷開開關(guān),保持滑動變阻器滑片位置不動，讀出電流表示數(shù)為

【2；

③小燈泡的額定電功率表達式為/=。

【答案】下面0.750.1SiS22.5VX(/2-0.1A)

【詳解】(1)[1]由圖甲可知，連接好電路，閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，則電路為通路；若小燈泡較暗，說

明電路的電流較小，電路的電阻較大，且無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)都不

變，說明變阻器沒有了“變阻”的作用，造成這一現(xiàn)象的原因可能是：滑動變阻器接了下面的兩個接線柱。

(2)[2]由圖甲知，閉合開關(guān)，小燈泡、滑動變阻器和電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，測量小燈

泡兩端的電壓，由題意知，此時電壓表示數(shù)為2.5V,則此時小燈泡正常發(fā)光；此時電流表的示數(shù)由圖乙所

示，電流表選用小量程，分度值0.02A,其示數(shù)為0.3A,即燈泡的額定電流為0.3A,則小燈泡額定功率為

[=ULIL=2.5Vx0.3A=0.75W

(3)①[引由圖丙知，只閉合開關(guān)S和S2,此時燈泡L和定值電阻R并聯(lián)，電流表測定值電阻的電流；要

使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使燈泡兩端的電壓為額定電壓，根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點可

知，定值電阻R兩端的電壓也等于燈泡L的額定電壓2.5V,故此時電流表示數(shù)為/|=4=m=0.1A

R2512

即通過電阻R的電流為0.1A。

②[4][5]當(dāng)閉合開關(guān)S和Si,斷開開關(guān)S2,此時小燈泡和電阻R仍并聯(lián)，電流表測干路電流，保持滑動變

阻器滑片位置不動，讀出電流表示數(shù)為“，由于電路連接關(guān)系沒有改變，各電阻的電壓和電阻大小不變，

故通過燈的電流不變，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，燈的額定電流為/后及-O.lA

③⑺小燈泡的額定電功率表達式為七=。額/額=2.5VX(/「(MA)

【變式4-2](2024?陜西商洛?一模)在“測量小燈泡頹定功率”的實驗中，小燈泡的額定電壓U單=

2.5Vo

(1)圖甲是小明測量小燈泡額定功率的實物電路圖，圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請在這根導(dǎo)線上打“X”，

并將電路圖補充完整______;

(2)閉合開關(guān)前，在甲圖中滑片P應(yīng)位于(選填"A”或“8”)端；

(3)閉合開關(guān)，移動滑片P直到電壓表示數(shù)為2.5V,此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率

為W；

(4)小華設(shè)計了如圖丙所示的電路也完成了該實驗。請完成下列填空(電源電壓不變，R/和&為滑動變

阻器，總的最大阻值為&)。

①只閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)R2使電壓表的示數(shù)為2.5V；

②只閉合開關(guān)S、S2,調(diào)節(jié),使電壓表的示數(shù)仍為2.5V；

③接著將?的滑片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)為S再將史的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表的示

數(shù)為

則小燈泡額定功率的表達式「頻==(用U額、Ro、5、%表示)

B0.65S、Si滑動變阻器及

U虱u「uj

UR

【詳解】

(1)[1]原電路中，電流表與變阻器串聯(lián)后再與小燈泡并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路是錯誤的，電流表應(yīng)與小燈

泡和變阻器串聯(lián)，電壓表與小燈泡并聯(lián)，改正后如下所示

(2)[2]閉合開關(guān)前，為了保護電路，滑動變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)到阻值最大處，即3端。

(3)[3]閉合開關(guān)，移動滑片P直到電壓表示數(shù)為2.5V,此時電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量

程，分度值為0.02A,電流為0.26A,則小燈泡的額定功率為「="=2.5丫*0.26A=0.65W

(4)①[4]只閉合小燈泡所在支路，即閉合S、Si,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器及使燈泡兩端電壓為額定電壓，

即使電壓表的示數(shù)為2.5V；

②⑸利用等效替代的方法，只閉合以所在支路，即閉合S、S2,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器&使4兩端電壓為

小燈泡的額定電壓，即U在此時?=%

③⑹將4的滑片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)為必；再將上的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表的示

數(shù)為。2,在③中，將必的滑片P調(diào)至最左端，。2連入電路中的電阻為0,電壓表的示數(shù)為S,即為電源

電壓；再將凡的滑片P調(diào)至最右端，此時兩變阻器串聯(lián)，電壓表的示數(shù)為S,即為氏的電壓，根據(jù)串聯(lián)

八

電路電壓的規(guī)律和歐姆定律有‘U.-U,寸U,，解得&=7U7R.

%u1u2

小燈泡的額定功率表達式為七="=萼

&

聯(lián)立可得場二uq，:6)

題型突破五：怎樣解電功率的電路安全和極值問題

解題時，首先按題目所給的條件，根據(jù)電流流過的路徑，確定各用電器串、并聯(lián)關(guān)系，然后畫出相應(yīng)的

等效電路圖。解答電路安全問題，應(yīng)依據(jù)“照顧弱者”的原則進行取值，即串聯(lián)取最小電流并聯(lián)取最小電壓。

具體方法為：在串聯(lián)電路中，計算各個元件允許通過的最大電流，取其中的最小值為電路中的最大電流；在

并聯(lián)電路中，計算各個元件兩端允許所加電壓的最大值，取其中的最小值為各支路兩端的最大電壓。解答電

路消耗電功率的極值問題時電源電壓不變，根據(jù)P=UI可知，當(dāng)電路中電流最大時，消耗的功率最大；當(dāng)電

路中的電流最小時，消耗的功率最小。

【典例5】（2023?江蘇泰州?中考真題）如圖所示為模擬調(diào)光燈電路，電源電壓恒為9V,滑動變阻器R

標(biāo)有“20。1A”的字樣，電流表選用“0?0.6A”的量程，當(dāng)滑片P移至中點時，小燈泡恰好正常發(fā)光，已知小

燈泡上標(biāo)有“3V0.9W”字樣（忽略溫度對燈絲電阻的影響）。為保證電路安全，下列選項正確的是（）

||—

A.滑動變阻器阻值的變化范圍為5?20。

B.定值電阻的阻值為20。

C.電流表示數(shù)變化的范圍為0.225?0.3A

D.小燈泡的最小功率為0.675W

【答案】C

【詳解】由圖可知，小燈泡、定值電阻、滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流。已知小燈泡上標(biāo)有“3V

Po9W

0.9W”字樣（忽略溫度對燈絲電阻的影響），由尸=0可得小燈泡正常發(fā)光的電流4=渣=-T7-=0.3A

。額3V

TTU?3V

由/==可得小燈泡的電阻&=薩=不哀=10Q

RITU.3A

A.電流表選用“0?0.6A”的量程，滑動變阻器允許通過最大電流為1A,燈泡正常發(fā)光的電流為0.3A,為保

證電路安全，所以電路最大電流（ax=4=03A

此時滑動變阻器接入阻值最小，且題干說“當(dāng)滑片P移至中點時，小燈泡恰好正常發(fā)光”，結(jié)合滑動變阻器規(guī)

格，可知滑動變阻器接入最小阻值為最大值的一半，即10。，所以滑動變阻器阻值的變化范圍為10?20。，

故A錯誤；

B.滑片P移至中點時，小燈泡恰好正常發(fā)光，由A已知此時電流為0.3A,滑動變阻器接入阻值為100,

由/==可得此時總電阻式總=廠=7777=30Q

R7maxU.JA

則定值電阻的阻值&=凡in=3。。-10Q-10Q=10Q

故B錯誤；

C.由A已知最大電流為0.3A,當(dāng)滑動變阻器接入阻值最大時，電路電流最小，為

j_U_9V_0225A

min舄+&+凡?10Q+10Q+20Q

即電流表示數(shù)變化的范圍為0.225?0.3A,故C正確；

D.由C已知最小電流為0.225A,小燈泡燈絲阻值為10Q不變，則小燈泡的最小功率

Pmn==(O225A)2xlOQ=0.50625W

故D錯誤。

故選C。

【變式5-1］（多選）（2024?黑龍江哈爾濱?模擬預(yù)測）如圖所示電路，電源電壓為4.5V且恒定。電流

表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為。~3V,燈泡規(guī)格為“2.5V1.25W”（燈絲阻值不變），滑動變阻器規(guī)

格為“20。1A"。保證電路中各元件都不損壞，下列說法正確的是（）

A.電流表示數(shù)變化范圍0.3A~0.6AB.電壓表示數(shù)變化范圍2V~3V

C.滑動變阻器阻值變化范圍4Q?20。D.小燈泡實際功率變化范圍0.45W~1.25W

【答案】BD

【詳解】ABC.由圖可知，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，由燈泡規(guī)格可知燈泡的額定電流

電流表的量程為0~0.6A,為保證電路安全，電路中的電流不能超過0.5A,此時滑動變阻器處于阻值最小

處，由串聯(lián)電路的分壓原理可知，電壓表處于電壓最小值，此時滑動變阻器兩端的電壓U“=U-〃=4.5V-

2.5V=2V

U,1、2V

此時滑動變阻器的最小阻值為、=7A=T^T=4Q

當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時，滑動變阻器的阻值增大，電壓表的示數(shù)增大，由于電壓表的量程為

0-3V,所以定值電阻兩端最大的電壓為3V,所以電壓表的示數(shù)范圍為2V~3V,此時燈泡兩端的電壓

U'L=U-UX=4.5V-3V=1.5V

燈泡的電阻RL=—=生"=50

LP1.25W

,U：1.5V…

電路中的最小電流/小=fWb=03A

U卡3V

此時滑動變阻器的最大阻值%二7*=。=10。

,小U.3A

故B正確，AC錯誤;

:史二（1.5V/=0.45w

D.小燈泡的最小功率與、=

R50

2

最大功率X"普—=1.25W

故D正確。

故選BDo

【變式5-2】（2024?湖北黃岡?一模）如圖所示，測量小燈泡電功率的電路圖，電源電壓恒為6V,電流

表量程0~0.6A,電壓表量程0~3V,滑動變阻器規(guī)格"50。1A”，小燈泡規(guī)格“2.5V0.625W”，若不考慮小燈

泡阻值隨溫度的變化，小燈泡兩端電壓不允許超過額定值，閉合開關(guān)，下列說法正確的是（）

A.滑片向右滑動，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大B.電路的最大電功率是1.8W

C.滑動變阻器的阻值允許調(diào)節(jié)的范圍是14?50。D.電流表的示數(shù)變化范圍是01~0.3A

【答案】C

【詳解】

A.由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。當(dāng)滑動變

阻器滑片向右滑動，接入電路中的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變小，即電流表示數(shù)變?。桓?/p>

據(jù)U=/R可知，燈泡兩端的電壓變小，即電壓表示數(shù)變小，故A錯誤；

B.燈泡允許通過的最大電流為/max=今=#|薩=025A

則電路的最大電流為0.25A,電路的最大電功率七x=U/max=6VxO.25A=1.5W

故B錯誤；

C.當(dāng)電路中電流為0.25A時，燈泡兩端的電壓為燈泡的額定電壓，即2.5V,此時滑動變阻器連入電路的阻

/古曰/、4R_%min_6V-2.5V

值取小，為人滑min-7———Q25A—T4C

滑動變阻器連入電路的阻值變大，電壓表和電流表的示數(shù)都會減小，所以滑動變阻器允許接入電路的最大

值為50。，所以滑動變阻器連入電路的阻值范圍是14。至50Q,故C正確；

U25V

D.當(dāng)滑動變阻器連入電路的阻值為50。時，電路中電流最小，燈泡的電阻為&=7工=不==1。。

7max

此時電路中的電流為4in=-^―==0-1A

燈泡允許通過的最大電流為0.25A,則電流表的示數(shù)范圍是0.1A至0.25A,故D錯誤。

故選C。

題型突破六：怎樣解焦耳定律的應(yīng)用問題

電流通過導(dǎo)體時會發(fā)熱，產(chǎn)生的熱量利用焦耳定律公式Q=/2Rf求解，當(dāng)電路為純電阻電路時，串聯(lián)

,U2

電路多選用Q=/2R/,并聯(lián)電路多選用Q=二1入

【典例6】（2023?青海西寧?中考真題）如圖所示，甲、乙兩個透明容器中密封著等量的空氣，U形管

中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。通電一定時間后（選填“甲”或“乙”）容器連接的U

形管液面高度差較大，由此可以得出結(jié)論：在電流和通電時間相同時，導(dǎo)體的越大，產(chǎn)生的熱量

越多；當(dāng)電流為0.3A,通電10s后，甲容器中的電阻產(chǎn)生的熱量是J=

【答案】甲電阻9

【詳解】[1]⑵由圖得，兩電阻串聯(lián)，電流與通電時間相同，甲容器中電阻較大，產(chǎn)生熱量較多，甲容器連

接的U形管液面高度差較大。

[3]當(dāng)電流為0.3A,通電10s后，甲容器中的電阻產(chǎn)生的熱量。=尸母=（0.3A）2X10QX10S=9J

【變式6-1】（2024?廣東?一模）如圖所示，甲、乙、丙、丁四個相同容器里裝有質(zhì)量和初溫相同的

水，每個容器放入同種材料繞成的導(dǎo)電線圈，其電阻R=R3,R2=R4,2R2=3RI,若同時通電，經(jīng)過一段時

間后這四個容器中的水溫從高到低的順序是（）（不考慮熱量散失）

A.乙、甲、丙、丁B.乙、甲、丁、丙C.丙、丁、乙、甲D.丙、丁、甲、乙

【答案】C

【詳解】左圖中，以與&串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點和焦耳定律。=尸放可知，在電流和通電時間相同的情

況下，電阻大的產(chǎn)生的熱量多。因為2&=34,所以Q>Q

右圖中，&與叢并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路特點和焦耳定律公式的變形式Q=《，可知，在電壓和通電時間相同

的情況下，電阻小的產(chǎn)生的熱量多。因為R尸我3,R2=R4,2R2=3RI,則七>以所以

左圖中，通過&的電流是12=方工天

%+K2

9U7

所以。2=，2Rj=（法二）RJ

K1+A,

右圖中，通過心的電流是乙=

,u,

所以Q=/J/=（丁廠津

因為尺2=尺4且通電時間相同，所以電流大的產(chǎn)生的熱量多。因為/4>/2所以。4>。2

這樣我們得出了這四個電阻產(chǎn)生的熱量關(guān)系是Q>Q4>Qi>Qi

不考慮熱量損失，最后根據(jù)?？芍?，水溫從高到底應(yīng)該是丙、丁、乙、甲。

故選C。

【變式6-2]（2024?河北?一模）如圖所示是用來探究通電時間相同時，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電

流大小關(guān)系的裝置。電阻通電后會發(fā)熱，是由于電流具有效應(yīng)。若R尸10Q、R3=5O,則&的阻值

應(yīng)為Qo若通過電阻&的電流為1A,通電2min后&產(chǎn)生熱量為。

Ri

【答案】熱101200

【詳解】口]電阻通電后會發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這是由于電流具有熱效應(yīng)。

⑵要探究通電時間相同時，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流大小關(guān)系，應(yīng)該控制導(dǎo)體的電阻和通電時間相

同，即R2=RI=10Q

[3]通電Imin后及產(chǎn)生熱量為Q2=/2R2U(1A)2X10QX2X60S=1200J

題型突破七：怎樣解探究影響電熱因素的實驗問題

解題時需掌握下列五個方面的知識：

(1)由于實驗中電流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量無法直接觀察，故采用轉(zhuǎn)換法，把放出熱量的多少轉(zhuǎn)換為能直接觀

察的溫度變化的多少。

(2)在探究過程中要注意控制變量法的運用，如兩個燒瓶內(nèi)煤油的質(zhì)量、通電時間等。

(3)在探究電流一定，電流產(chǎn)生的熱量與電阻之間的關(guān)系時，應(yīng)將兩電阻絲串聯(lián)接入電路中；在探究電壓一

定，電流產(chǎn)生的熱量與電阻之間的關(guān)系時.應(yīng)將兩電阻絲并聯(lián)接入電路中。

(4)注意結(jié)論成立的前提條件：電流產(chǎn)生的熱量跟電阻成正比的前提條件是“電流一定”；成反比的前提條件

是“電壓一定”。

(5)本實驗中，選用煤油的原因是它的比熱容較小，在加熱時，吸收相同的熱量，溫度變化較大。

【特別提示】探究影響電流熱效應(yīng)實驗中可采用的轉(zhuǎn)換方法：

①轉(zhuǎn)換為能直接觀察的溫度變化的多少。②轉(zhuǎn)換為燒瓶中煤油受熱后煤油柱升高的高度。③轉(zhuǎn)換為密閉

空氣受熱膨脹使U形管中有色液柱出現(xiàn)的高度差。

【典例7】(2023?云南?中考真題)實驗小組在老師的指導(dǎo)下探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)

系”。同學(xué)們在燒瓶內(nèi)安裝一根電阻絲，裝入適量的煤油，插入一支溫度計，設(shè)計了如圖甲所示的電路。

甲乙

(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的電路連接完整。要求滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數(shù)變

大，且導(dǎo)線不交叉；

(2)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表指針未偏轉(zhuǎn)，經(jīng)檢查僅電阻絲R有故障，則電阻絲R(選填“短

路”或“開路”)。排除故障后進行實驗，實驗中通過觀察來比較相同時間內(nèi)不同電流產(chǎn)生熱量的多

少；

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電流的大小，經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)：電阻絲阻值和通電時間一定時，電流/越大,

通電導(dǎo)體