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第十八章 电功率（解析版）
课时18.5 第十八章 电功率复习总结
2022年课程标准 物理素养
物理观念：理解电流做功的概念；知道电功率的概念、定义式和单位；知道千瓦时
的由来和意义；加深对电功率的理解，会测算小灯泡的额定功率和实际功率，进一
步练习使用电流表、电压表和滑动变阻器；会利用焦耳定律解释一些生活中简单现
3.4.5 结 合 实
象；
例，了解电功和 科学思维：了解电能的转化过程；会利用电能表进行相关计算；会用公式P=UI进行
电功率。 简单的计算；知道测量小灯泡功率的原理，会测小灯泡的额定功率和实际功率；理
解焦耳定律；
3.4.6 通 过 实
科学探究：认识电能与生活的关系，建立节电意识；知道额定电压和额定功率；通
验，了解焦耳定
过实验，体验小灯泡的电功率随它两端电压的变化而变化的规律；通过实验探究，
律。能用焦耳定
总结出焦耳定律，并会用焦耳定律进行计算；
律说明生产生活
科学态度与责任：认识电能及电能的单位；知道电能表的作用与读数；了解我们身
中的有关现象。
边常见电器的电功率值；通过实验认识用电器正常工作与不正常工作对用电器的影
响，培养学生科学使用用电器的意识；通过生活实例，认识电流的热效应；举例说
出生活中利用电热的实例，了解电热的危害和防止方法。
思维导图问题一：电能表的相关计算
※专题概述
电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表。根据电能表上的有关参数，进行电功和电功率的计算是
中考中常见的题目，题型有填空题、选择题，常考的类型有：
（1）由电能表转盘的转数 n 和每消耗 1kW·h 电能的转数 N，计算消耗的电能 W，即
；
（2）根据消耗的电能W和时间t，计算用电器的功率P，即 ；
（3）根据电能表的工作电压U和允许通过的最大电流I，计算这个电能表允许接入的用电器的最大
功率P=UI。
【典例1】（23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习）如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表
的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）。
A．小英家上个月消耗的电功率为B．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作 ，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的实际功率为600W
C．小英家家庭电路中允许接入的用电器最大功率不得超过2200W
D．电能表上指示灯闪烁越快，表示电能表所在电路消耗的电能越多
【答案】B。
【解析】A．由图可知，小英上月初电能表的示数为5546.7kW.h，5月底电能表的示数为
5647.8kW.h，小英家上个月消耗的电能
不是电功率，故A错误；
B． 表示用电器每消耗1kW.h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，由此可知电能表
的指示灯闪烁32次时，电饭锅消耗的电能
此时电饭锅的实际功率为 ，故B正确；
C．由图可知，电能表允许通过的最大电流为40A，则小英家家庭电路中允许接入的用电器最大功率
故C错误；
D．电能表上指示灯闪烁越快，表示电能表所在电路消耗的电能越快，故D错误。
故选B。
【典例2】（2024·云南昆明·一模）如图，甲是一个食品自动加热台的简化电路图，此加热台单独
与图乙所示的电能表相连接。闭合图甲中的开关S，加热台开始正常工作，当台内食品温度降到30℃
时，温度控制开关S 自动转接，使电路处于加热状态；当台内食品温度升高到60℃时，S 自动转接到保
0 0
温状态。已知定值电阻R=24.2Ω，保温功率为484W。下列说法中正确的是（ ）。
1
A．图甲中的S 自动转接到“2”时，电路处于加热状态
0
B．图甲中定值电阻R的阻值为75.8Ω
2
C．加热台的加热功率为2000W
D．加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电能表转盘转过150转
【答案】BC。
【解析】A．图甲中的S 自动转接到“2”时，两个电阻串联，根据 可知，此时电路中的电阻
0
最大，电功率最小，电路处于保温状态，故A错误；B．加热台保温时，两个电阻串联，总电阻为
根据串联电路电阻的特点可知，图甲中定值电阻R的阻值为R=R-R=100Ω-24.2Ω=75.8Ω
2 2 1
故B正确；
CD．当开关转到“1”时，只有电阻R接入电路，据 可知，此时电路中的电阻最小，电功率
1
最大，电路处于加热状态，此时加热功率为
工作5min消耗的电能为
图乙中的电能表转过的转数为
故C正确，D错误。故选BC。
【典例3】（2024·河南新乡·三模）某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如
图甲所示，电热丝R=48.4Ω，R=435.6Ω。小亮同学为了测量电热壶的实际功率，他把家中的其它用电
1 2
器都与电源断开，仅让电热壶工作，1min内电能表（如图乙）的转盘转动了16转。开关S接“1”时，
电热壶为 挡位，测量时电热壶的实际加热功率为 W，电热壶在额定电压下，保温10min
消耗的电能为 J。
【答案】加热；800；6×104。
【解析】[1]由图甲可知，当开关S接2时，R、R串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路
1 2
中的总电阻最大，由 可知，电路中的总功率最小，电热壶处于保温挡；当开关S接1时，只有R
1
工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热壶处于加热挡。
[2]图乙中1200r/（kW•h）表示电路用电器用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1200转，
则电能表的转盘转过16转，电热壶消耗的电能
电热壶的实际加热功率
[3]根据串联电路的电阻特点和 可知，电热壶的额定保温功率保温10min消耗的电能 。
【典例4】（23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习）小丽家中的电能表如图所示，从表盘信息可知
她家同时工作的用电器的总功率不能超过 W。当家里只有电饭煲工作时，电能表在3min内转过60
转，则电饭煲工作时的功率为 W。
【答案】4400；600。
【解析】[1]由电能表参数可知，电能表的工作电压为220 V，允许通过的最大电流为20 A。小丽家
接入用电器的最大总功率
[2]2000 表示每消耗 的电能，电能表转盘转过2000转。转盘转60转时电饭煲消耗的电
能
电饭煲的功率 。
问题二：动态电路中电功率的计算
※专题概述
动态电路分析是电学考查的重要内容之一。它主要是由于开关的闭合（或断开）、滑动变阻器滑片
移动而引起的电路中各物理量的变化。中考中，常以选择题、填空题的形式出现，常考的类型有：电路
中电流表、电压表示数的变化、电阻电功率的变化、小灯泡亮度的变化。试题难度一般较大。
【典例1】（2024·黑龙江齐齐哈尔·二模）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻
器滑片P由图示位置向右滑动时，下列说法正确的是（ ）。
A．小灯泡L与滑动变阻器R串联 B．电流表 和 示数之差不变
C．电压表V示数变大 D．小灯泡L亮度变暗
【答案】B。【解析】由图可知，滑动变阻器和小灯泡并联，电流表 测通过滑动变阻器的电流，电流表 测干
路总电流，电压表测各支路两端和电源两端电压。
A．由图可知，有两条电流路径，所以滑动变阻器和小灯泡并联，故A错误；
B．根据并联电流规律，电流表 和 示数之差即为灯泡的电流，由并联电路，各个用电器之间相
互不影响可知，通过小灯泡的电流不变，则电流表 和 示数之差不变，故B正确；
C．电压表测各支路两端和电源两端电压，电源电压不变，则电压表示数不变，故C错误；
D．由于并联电路，各个用电器之间相互不影响，所以通过小灯泡的电流不变，电压也不变，根据
可知灯泡的功率不变，则小灯泡的亮度不变，故D错误。
故选B。
【典例2】（2024·山东枣庄·一模）如图甲所示，电源电压保持不变。电流表A的量程为0-0.6A，
电压表 、 的量程均0-3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω、2A”，小灯泡的额定电压为2.5V。滑动变
阻器的滑片P在某点时，小灯泡正常发光，此时电压表 的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大
范围内调节滑片P，其中一只电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）。
A．小灯泡的功率范围为0.1W-1.25W B．滑动变阻器的取值范围是3Ω-5Ω
C．电压表 的示数变化范围为1.5V-3V D．电源电压为3V
【答案】A。
【解析】AC．由串联电路的分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时，其分得的电压
变大，即电压表V 的示数变大，此时电路中的总电阻变大，由 可知，电路中的电流变小，由串联电
2
路的电压特点可知，灯泡L两端的电压变小，即电压表V 的示数变小，由图乙可知，当电压表的示数增
1
大时，电流表的示数减小，则图像为滑动变阻器的I﹣U图像；由图乙知当变阻器两端电压最大，即U
P大
＝3V时，灯泡两端电压最小，即U ＝U﹣U ＝4V﹣3V＝1V
L小 P大
为保证灯泡长期工作，灯泡两端电压最大为其额定电压，所以电压表V 的示数变化范围为1~2.5V。
1
当电路中的电流I =0.1A，灯泡两端的电压为U'＝U﹣U ＝4V﹣3V＝1V
小 L P大
灯泡的最小功率为P ＝U'×I ＝1V×0.1A＝0.1W
L小 L 小
当电路中的电流I =0.5A，灯泡两端的电压U=2.5V，灯泡的最大功率为
大 L
P ＝U×I ＝2.5V×0.5A＝1.25W
L大 L 大
所以小灯泡的功率范围为0.1~1.25W，故A正确，C错误；
B．由图乙知变阻器电阻最大时，其两端电压U ＝3V时，电路中的电流I ＝0.1A，则滑动变阻器接
P大 小入电路中的最大阻值为
当变阻器接入电路的阻值最小时，其两端电压U ＝1.5V，电路中的电流I ＝0.5A，则滑动变阻器
P小 大
接入电路中的最小阻值为
所以滑动变阻器的取值范围是3Ω～30Ω，故B错误；
D．由题意可知，滑动变阻器的滑片P在某点时，小灯泡正常发光，此时电压表V 的示数U＝1.5V，
2 P
灯泡两端的电压为U＝U ＝2.5V
L L额
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压为U＝U+U＝2.5V+1.5V＝4V
L P
故D错误。故选A。
【典例3】（2024·江苏泰州·二模）如图甲所示，电源电压恒定，R是定值电阻，R是最大值为
1 2
20Ω的滑动变阻器，灯泡L的额定电压为2.5V，其I-U图像如图乙闭合开关，当R的滑片P在最右端
2
时，电压表V 的示数是1V，电压表V（图中未画出）的示数是2V，向左移动滑片直至灯泡正常发光时，
1 2
电压表V 的示数是2V，电压表V 的示数是4.5V。则：
1 2
①电阻R的阻值是5Ω；
1
②电源电压是6V；
③灯泡的额定功率是1W；
④灯泡正常发光时，变阻器的功率是0.6W。上述结论中正确的有（ ）。
A．4个 B．3个 C．2个 D．1个
【答案】A。
【解析】由电路图可知，闭合开关S后，定值电阻R与灯泡L、变阻器R串联，电压表V 测R两端
1 2 1 1
的电压，电流表测电路中的电流，电压表V 未画出。
2
①②将R的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡正常发光的过程中，变阻器R接入电路中的电阻变
2 2
小，由串联电路的电压特点可知，R两端分得的电压变小，由串联电路的电压特点可知，灯泡L和R两
2 1
端的电压均变大，由题意可知，电压表V 的示数变大时，电压表V 的示数变大，且两电压表的示数不相
1 2
等，所以，电压表V 并联在灯泡L和R两端测两者电压之和，当R的滑片P在最右端时，变阻器连入电
2 1 2
路的电阻最大，电压表V 的示数是1V，电压表V 的示数是2V，由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电
1 2
压
U=2V-1V=1V
L1
由图乙可知通过灯泡的电流是0.2A，由串联电路电流的规律可知通过电路的电流是0.2A，电阻R的
1
阻值
此时变阻器两端的电压U=IR =0.2A×20Ω=4V
2 2大电源电压U=U+U=2V+4V=6V，故①②正确；
V2 2
③④向左移动滑片直至灯泡正常发光时，电压表V 的示数是2V，电压表V 的示数是4.5V，灯泡正常
1 2
发光时灯泡两端的电压U=4.5V-2V=2.5V
L
此时电路中的电流
灯泡的额定功率P=UI′=2.5V×0.4A=1W
L L
变阻器两端的电压U′=6V-4.5V=1.5V
2
变阻器的功率P= U′I′=1.5V×0.4A=0.6W
2 2
故③④正确。故选A。
【典例4】（2024·天津南开·二模）如图甲所示是某压力测力计的电路原理示意图，图中电源电压
恒为15V，电压表量程为“0～15V”，电流表量程为“0～0.6A”；定值电阻R的规格是“20Ω0.5A”，
0
起保护电路的作用；测力显示器是由电流表改装成的（电阻忽略不计），R是一种新型电子元件，其阻值
R随压力F大小变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）。
A．R允许消耗的最大功率是5W
0
B．电压表示数的变化范围是7.5V～10V
C．该测力计所能测量的最大压力是300N
D．适当增大R的阻值可以增大该测力计的量程
0
【答案】ABD。
【解析】A．由图可知，R与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端电压；当压力变大
0 0
时，R电阻变小，电流变大，电流表量程为“0～0.6A”，R的规格是“20Ω 0.5A”，所以电路中的最
0
大电流为0.5A，当电流为0.5A时，R消耗的最大功率为 .
0
故A正确；
B．当电流为0.5A时，电压表最大示数为U=I R=0.5A×20Ω=10V
0 大 0
由图乙可知，R的最大电阻为20Ω，当R电阻最大时，电压表示数最小，电流表示数为
电压表最小示数为Uʹ=I R=0.375A×20Ω=7.5V
0 小 0
所以电压表示数的变化范围是7.5～10V，故B正确；
C．当压力变大时，R电阻变小，电流变大，当电流为0.5A时，压力最大，R电阻最小，为由图乙可知，此时压力是250N，则该测力计所能测量的最大压力是250N，故C错误；
D．适当增大R的阻值，在电流一定时，R的阻值减小，由图乙可知，R电阻越小，压力越大，所以
0
可以增大该测力计的量程，故D正确。
故选ABD。
问题三：额定功率和实际功率
※专题概述
（1）实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率，额定功率是指用电器在额定电压下消耗的电功
率。
（2）实际功率不一定等于额定功率，只有当用电器在额定电压下工作时，其实际功率才会等于额定
功率。
（3）额定电压是唯一的，所以额定功率也是唯一的，但实际功率不是唯一的。
（4）当U >U 时，P >P ；
实 额 实 额
当U >U 时，P <P ；
实 额 实 额
当U =U 时，P =P 。
实 额 实 额
（4）进行额定功率和实际功率计算时，一般可认为用电器的电阻不随温度的变化而变化。此类题目
常常结合用电器的铭牌或说明书，给出了额定电压、额定功率等条件，要注意运用 和 来
计算额定电流和用电器的电阻；若给出了实际，则实际功率为 。
【典例1】（21-22九年级上·山东枣庄·阶段练习）小王家中的电能表如图所示，从表盘信息可
知，他家接入的用电器总功率不能超过 W，当家里只有电磁炉工作时，电能表在1min内转了15
转，则电磁炉在1min内消耗的电能为 ，电磁炉的功率为 W。
【答案】2200；0.015kW•h；900。
【解析】[1]220V表示电能表的工作电压为220V，10A表示电能表允许通过的最大电流为10A，则他
家接入的用电器的最大总功率为P =UI =220V×10A=2200W
最大 最大
[2]1000r/（kW•h）表示电路中用电器消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1000转，则电能表装了
75转，电磁炉消耗的电能为[3]电磁炉的功率为 。
【典例2】（2024·海南海口·模拟预测）如图所示是定值电阻R和小灯泡L的I—U图像，已知小
灯泡的额定电压是2V，小灯泡的额定电功率是 W；若将图中的R和L串联接在5V的电源上
工作10s，则整个电路中的消耗的电能是 J。
【答案】1.2；20。
【解析】[1]由于小灯泡的电阻是不固定的，所以图甲是小灯泡的I—U图像，已知小灯泡的额定电
压是2V，由图甲可知，小灯泡的额定电流为0.6A，小灯泡的额定电功率P=UI=2V×0.6A=1.2W
L L L
[2]将定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上，根据串联电路的电流特点和电压特点可知，通过
定值电阻R和小灯泡L的电流相等，由图像可知，当电流为0.4A时，小灯泡两端的电压为1V，工作
10s，则整个电路中的消耗的电能W=U I t=5V×0.4A×10s=20J。
总 总
【典例3】（2022秋·河南南阳·九年级统考期末）待在家里2.5h后，吴丽家中电能表的示数从图
中的示数变成为 ，若每度电0.56元，则此段时间内消耗电费 元，电能表的
转盘转动了 圈，家庭电路实际消耗的功率为 W。
【答案】1.12；6000；800。
【解析】[1]由于电能表的最后一位是小数位，单位为kW·h，2.5h前，电能表的示数是
2020.7kW·h，已知2.5h后，电能表的示数为2022.7kW·h，则这段时间内消耗的电能为
W=2022.7kW·h-2020.7kW·h= 2kW·h
则此段时间内消耗电费为
[2]“ 3000r/(kW·h)”表示电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000圈，则此段时间内
电能表的转盘转动圈数为
[3]家庭电路实际消耗的功率为 。【典例4】（2022·湖南娄底·九年级期末）标有“220V24W”的甲灯和标有“220V40W”的乙灯铭牌
如图所示，下列说法中正确的是（ ）。
A．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B．串联后接在220V的电路中，因为通过它们的电流相等，所以一样亮
C．串联后接在220V的电路中，因为甲灯实际功率较大，所以甲灯较亮
D．串联后接在220V的电路中，因为乙灯额定功率较大，所以乙灯较亮
【答案】C。
【解析】A．根据灯泡的铭牌知道，两灯泡正常发光时电压相等，甲灯的额定功率小于乙灯的额定功
率，由 知道，甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故A错误；
BCD．两灯串联在220V的电路中，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的
大小，所以，由P=I2R知道，甲灯泡的电阻较大，实际功率较大，所以甲灯较亮，故BD错误，C正确。
故选C。
问题四：测量小灯泡电功率
※专题概述
在测量小灯泡电功率实验中主要考查的内容有：实验原理（P=UI）、实验器材、实验电路图和实物
电路图的连接、各仪器的用法、电路故障的分析与排除、数据处理等。
实验过程中应注意的问题有：要按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将它们正确地接入
电路；在利用滑动变阻器改变小灯泡两端电压时，要看着电压表的示数，调节滑动变阻器滑片，以免烧
坏小灯泡。
特别注意的是：在测量小灯泡电功率的实验中，多次测量的目的是测量在不同电压下小灯泡的实际
功率，而不是取平均值来减小误差。
【典例1】（23-24九年级上·吉林长春·阶段练习）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压
恒为3V，灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20 ，1A”。
(1)按照图甲所示电路，闭合开关后， 表有示数，灯泡 。检查发现有根导线连接错误，请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路补充完整 ；
(2)正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是
___________；
A．灯泡短路
B．灯泡断路
C．滑动变阻器短路
D．滑动变阻器断路
(3)解决上述故障问题之后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，则此时
灯泡两端的电压为 V；
(4)图丙是小灯泡的电流随电压变化的图像，小灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1)电压；不亮；如图；(2)B；(3)1.8；(4)0.625。
【解析】（1）[1][2]图甲中电路为并联电路，电压表接在干路上，因电压表阻值很大，所以电路中
电流很小，电流表没有示数，灯不能发光，电压表相当于测量电源电压，所以有示数。
[3]错误的导线是连接开关和灯的那根导线，将错误导线去除后，再用导线将电源负极与灯的左侧接
线柱相连，此时电路为串联电路，电压表测量灯两端电压，如图所示
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中存在断路，电压表有示数，则可能的故
障是电压表的测量对象即小灯泡断路，电压表串联进电路，相当于测量电源电压。若滑动变阻器断路，
整个电路都处于断路状态，电压表也没有示数。
故选B。
（3）由图可知，电压表连接的是小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V。
（4）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，流过灯泡的电流为0.25A，则小灯泡额定功率为
【典例2】（23-24九年级上·河北秦皇岛·阶段练习）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡
的额定电压为2.5V，电源电压为6V。
(1)如图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整 ；（要求图中滑动变
阻器的状态连入电路的阻值最大）
(2)闭合开关，发现电流表的示数如图乙所示，出现这个现象的原因是 ；(3)排除故障后，移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑片向
（选填“左”或“右”）移动；
(4)改变滑动变阻器的阻值，多次测量，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像如
图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
(5)由图丙可知小灯泡的电阻是变化的，原因是灯丝电阻受 的影响；
【拓展】小丽同学组的电流表出现故障，她向老师要了一个已知阻值为R的定值电阻和一个单刀双
0
掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，请你帮
她完成下列实验步骤：
①连接好实验电路检查无误后，闭合开关S，将开关S 拨到触点 （选填“1”或“2”），
1 2
调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V；
②滑片不动，再将开关S 拨到触点 （选填“1”或“2”），读出电压表示数为U；
2 0
③小灯泡的额定功率：P = 。（用U 、U、R表示）
额 额 0 0
【答案】(1)如图；(2)电流表的正负接线柱接反了；(3)右；(4)0.75；(5)温度；2；2.5；1；
。
【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，要求图中滑动变阻器的状
态连入电路的阻值最大，因此滑动变阻器B端接入电路，如图所示：
（2）闭合开关，发现电流表指针如图乙所示，此时电流表指针左偏，说明电流表的正负接线柱接反
了。
（3）由题意知，灯泡的额定电压为2.5V，此时电压表的示数为2.2V，根据串联分压可知，应增大
灯泡两端电压，减小滑动变阻器两端电压，因此应减小滑动变阻器的电阻，将滑片向右移动。
（4）根据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像知，灯在额定电压下的电流为
0.3A，则小灯泡的额定功率为P =U I =2.5V×0.3A=0.75W
额 额 额
（5）[1]由欧姆定律，电压表与电流表的示数之比即灯丝的电阻，由图丙可知，在多次测量中，当
电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大，导致这一结果的原因是灯丝的电阻随温度的升
高而变大。
[2][3][4][5]实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S，将开关S 拨到触点2，此时电压表测量灯泡两端电压，由于灯泡的
1 2
额定电压为2.5V，因此移动滑片，使电压表的示数为2.5V。②保持滑片的位置不动，再将开关S 拨到触
2
点1，此时电压表测灯泡与定值电阻的总电压，读出电压表的示数为U。因此时各电阻的大小和电压不
0
变，灯仍正常工作，根据串联电电路电压的特点可知，定值电阻两端的电压为U=U-U
R 0 额
根据串联电路电流的特点和欧姆定律可知，此时通过灯泡的电流为则小灯泡的额定功率为 。
【典例3】（2022秋·河南三门峡·九年级统考期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，闭合开
关后，灯泡正常发光，如果小灯泡的灯丝断了，会出现下列哪一种现象（ ）。
A．电流表的指针满偏 B．电压表的示数接近电源电压
C．电压表的指针不偏转 D．滑动变阻器可以改变电压表的示数
【答案】B。
【解析】A．在“测量小灯泡的电功率”实验中，电流表串联接在电路中，电压表与灯泡并联；如果
小灯泡的灯丝断了，电路中无电流，电流表指针不偏转，故A不符合题意；
BCD．电压表的正负接线柱与电源之间是接通的，电压表测量的是电源的电压，移动滑动变阻器，电
源能电压不变，电压表示数不变，故B符合题意，CD不符合题意。
故选B。
【典例4】（2022秋·河南郑州·九年级期末）在测额定电压为“3.8V”的小灯泡额定电功率实验
中，R阻值已知，电源电压未知，能测出小灯泡额定功率电路的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】BD。
【解析】A．实验中没有电压表，无法判断灯泡两端是否为额定电压，需利用已知电阻计算电压，但
图中无法测量出灯泡正常工作的经过R的电流，所以不能测量灯泡的额定功率。故A不符合题意；
B．如图所示，闭合开关S、S，R与L并联，两端电压相同，调节滑动变阻器，使R所在支路上的电
1
流表示数为 时，根据欧姆定律，R与L两端电压均为3.8V，L正常发光，再读出干路上的电流
表示数为I，则灯泡的额定电流为
所以L额定功率为 ，故B符合题意；
C．电压表在分别测量L与R的电压时，正负接线柱接反，无法完成实验，故C不符合题意；
D．如图，闭合S，单刀双掷开关置于2，调节滑动变阻器，使电压表示数为3.8V，保持滑动变阻器
1
接入阻值不变，再将单刀双掷开关置于1，测出R与L的总电压为U，则R两端的电压为
则此时电路中的电流即灯泡的额定电流为
所以L额定功率为
故D符合题意。故选BD。问题五：实验探究电流热效应
※专题概述
在做“探究电流产生的热量跟哪些因素有关”的实验时，应注意：（1）在探究电流产生的热量跟电
阻大小关系时，必须控制电路中的电流相等和通电时间相等；（2）该实验的探究方法使控制变量法和转
换法。
【典例1】（23-24九年级上·山东菏泽·阶段练习）小李同学在探究“电流通导体产生热量的多少
与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置，请仔细观察甲、乙两图。
(1)实验中通过观察两个U形管中液面 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多
少；
(2)甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系；
(3)由乙图所示的实验现象可以得到的结论是： ；
(4)根据焦耳定律： 可知，若通电时间相同，则 （选填“a”或“b”）容器中电
流产生的热量较多。
【答案】(1)液面高度差；(2)电阻；(3)在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越
大，电阻产生的热量越多；(4)b。
【解析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差
的变化来反映，所以通过液面高度差的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换
法。
（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法可
知，探究电流产生热量跟电阻的关系。
（3）图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，
右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即
两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知
所以
烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热
量跟电流的关系，得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生
的热量越多。
（4）根据串联电路的电流特点可知，电流和通电时间相等，根据 可知，通电一段时间后，
装置b容器内电阻大，产生的热量多。
【典例2】（23-24九年级下·河北石家庄·开学考试）如图甲所示是“探究电流通过导体时产生的
热量与哪些因素有关”的实验装置，两个相同的透明容器中密封着等质量的空气。(1)图甲装置中U形管 （选填“是”或“不是”）连通器。实验中，要比较电阻丝产生的热量
的多少，只需比较与之相连的U形管中 。
(2)图甲装置通电一段时间后右侧U形管中液面升高得多，说明 。
(3)实验中发现。图乙装置中 （选填“左”或“右”）侧容器中导体产生的热量较多，由此可
知，在电阻和通电时间相同时，电流越 （选填“大”或“小”），导体产生的热量越多。该装置
（选填“能”或“不能”）解释“电炉丝热得发红。而连接它的导线几乎不发热”。
【答案】(1)不是；液面高度差；(2)在电流和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多；
(3)左；大；不能。
【解析】（1）[1] 两个相同的透明容器中密封着等质量的空气，连通器是上端开口的，故图甲装置
中U形管不是连通器。
[2]电阻丝产生的热量无法直接观察到，但可以通过比较U形管中液面的高度差来反映电阻丝产生的
热量的多少，这是采用了转换法的研究方法。
（2）由Q=I2Rt可知，通电一段时间后，右侧容器中U形管中液面高度差较大，原因是在电流和通电
时间相同时，右侧容器中的电阻较大，因此右侧容器中的电阻产生的热量较多。
（3）[1] [2]乙装置中，右侧容器中的电阻与外面的电阻并联后，再与左侧容器中的电阻串联，两
容器中的电阻和通电时间相同，而通过两容器中电阻的电流不同，由Q=I2Rt可知，左侧容器中导体产生
的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
[3]“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”，根据Q=I2Rt分析，通电一段时间后，在电流
和通电时间相同时，电炉丝电阻大，产生的热量多，导线电阻小，产生的热量少，所以与甲原理相同，
与乙原理不同。
【典例3】（2022秋·河南许昌·九年级统考期末）小明利用如图所示的实验装置探究导体产生的
热量与电阻大小的关系。甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合
金丝的小。
（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，主要是由于
；（2）实验中， 瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是 ；
（3）若乙瓶中的温度计示数变化了10℃，其中镍铬合金丝消耗了3.5×10-3kWh的电能，烧瓶中煤油
的质量是 kg。［已知 ，不计热损失］
【答案】煤油的比热容小于水的比热容；乙瓶；在电流和通电时间相同时，导体电阻越大导体产生
的热量越多；0.6kg。
【解析】（1）[1]小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容小，吸热升温较快，而水的
比热容大，吸热升温较慢，所以使用煤油能在较短的时间内达到明显的实验效果。
（2）[2][3]图中两根电阻丝串联，串联电路中，电流处处相等，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合
金丝的小，乙瓶中的温度计示数升高得快，相等的时间里，乙瓶中镍铬合金丝产生的热量多，所以得出
的实验结论是：在电流及通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多乙瓶中的温度计示数升高
得快。
（3）[4]不计热量损失，煤油吸收的热量
解得 。
【典例4】（2022秋·河南郑州·九年级统考期末）如图所示，为某小组探究“电流通过导体产生
热量的多少与什么因素有关”的实验装置。
（1）小明发现接线板上接入的用电器越多，接线板的导线越容易发热，由此他猜想电流产生的热量
与 有关；小芳猜想电流产生的热量可能与电阻大小有关，请写出一个能支持她猜想的生活现
象： ；
（2）小明为了验证自己的猜想，他选用了三个5Ω的电阻丝将甲图装置接入电路进行实验，由现象
可以得出的结论是 ；
（3）小芳为了验证自己的猜想，选用了5Ω和100Ω的电阻丝将乙图装置接入电路进行实验，闭合
开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是 ，请你提出改进办法：
；
（4）实验中通过观察U形管的高度差的变化反映产生的热量多少，在研究许多物理问题时都会用到
这种方法，下列实例也采用此方法的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布C．研究光的传播时，引入“光线”
【答案】电流；电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热；在通电时间和电阻相等
时，电流越大，产生的热量越多 电流中的电流太小或者是电源电压太低；增大电源电压；B。
【解析】（1）[1]接线板上接入的用电器越多，电路的功率越大，根据P=UI可知，因家庭电路电压
不变，故电路的总电流越大，导线越容易发热，由此他猜想电流产生的热量与电流有关。
[2]小芳猜想电流产生的热量可能与电阻大小有关，能支持她猜想的生活现象：电熨斗工作时发热明
显，而与之相连的导线却不怎么热。
（2）[3]小明为了验证自己的猜想，即猜想电流产生的热量与电流有关；图甲中，右侧容器中两个
电阻并联后再与左侧容器中的电阻串联，两容器内的电阻相等，根据串联和并联电路电流的规律，通过
左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，而右侧U形管液面高度差
大，说明产生热量多，故得出：在通电时间和电阻相等时，电流越大，产生的热量越多。
（3）[4][5]小芳为了验证自己的猜想，选用了5Ω和100Ω的电阻丝将乙图装置接入电路进行实
验，闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，说明产生的热量较小，根据Q=I2Rt，在
电阻不变的条件下，原因是电流中的电流太小或者是电源电压太低，为增大电路的电流，由欧姆定律可
知，可以增大电源电压。
（4）[6]实验中通过观察U形管的高度差的变化反映产生的热量多少，采用了转换法：
A．探究电流与电压、电阻的关系，采用了控制变量法。
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用了转换法。
C．研究光的传播时，引入“光线”，采用了模型法。
故选B。
问题六：电功、电功率和电热的综合计算
※专题概述
电学综合计算题涉及的物理量、公式繁多，电路结构变化多样，所以解题时最关键的是依据电路特
点，从欧姆定律、电功、电功率计算式、焦耳定律等中选出合适的解题问题的公式。
同一公式中的单位要统一，书写时主要添加必要的文字说明。
纯电阻电路 非纯电阻电路
电功
电功率
电热
发热功率
【典例1】（23-24九年级上·广东清远·阶段练习）图甲是家用电吹风的工作原理图，电吹风工作
时可以吹出热风也可以吹出凉风。(1)要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于图甲中 位置，此时电风扇与电热丝的连
接方式是 ；
(2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则在该次吹
干头发过程中电吹风消耗的总电能是 J；
(3)电热丝在工作时的电功率是 W，它的电阻值是 Ω（保留一位小数）；
(4)使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变 ，它的实际功率将变 。
【答案】(1)1；并联；(2) ；(3)528；91.7；(4)大；小。
【解析】（1）[1][2]吹风机吹热风时，电热丝和电风扇同时工作，开关应接“1”位置，此时电热
丝和电风扇是并联。
（2）由乙图可知，吹风机在热风挡工作20s，凉风挡工作10s，电吹风共消耗电能为
（3）[1][2]电热丝吹热风时的功率为电热丝和电风扇的功率之和，吹冷风时的功率为电风扇的功
率，所以电热丝的电功率为
电热丝的电阻为
（4）[1][2]导体的电阻大小和电阻丝长度和粗细有关，长度越长电阻越大，电阻丝越细电阻越大，
因此使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变大，根据 可知，它的实际功率变小。
【典例2】（23-24九年级上·陕西西安·阶段练习）图甲中是小明家中电能表参数。家中仅有一个
养生壶（如图乙）在工作，它的主要参数如表所示，其中R、R是发热电阻。
1 2
低温挡功率/W中温挡功率/W 550
高温挡功率/W 1100
装满水后的质量/
1
kg
(1)该壶在低温挡正常工作时，开关S ，开关S 接 ，其低温挡功率为
1 2
W；
(2)若该壶在中温挡正常工作2min，电能表的指示灯闪烁 次；
(3)调节该壶至高温挡正常工作，将标准大气压下、初温12℃的一满壶水烧开，若此过程中加热效率
为80%，烧开一壶水需要 s。[水的比热容为c =4.2×103J/（kg•℃）]
水
【答案】(1)断开；A；275；(2)55；(3)420。
【解析】（1）[1][2]当S 闭合，S 接A时，电路为R的简单电路，养生壶为中温挡；当S 闭合，S
1 2 1 1 2
拨到B时，R、R并联，养生壶为高温挡；当S 断开，S 拨到A时，R、R串联，养生壶为低温挡；因为
1 2 1 2 1 2
并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，根据 可知，
R、R并联时，电路中的电阻最小，养生壶为高温挡；R、R串联时，电路中的电阻最大，养生壶为低温
1 2 1 2
挡，R的简单电路时，养生壶为中温挡。因此该壶在低温挡正常工作时，开关S 断开，开关S 接A。
1 1 2
[3]因为中温挡时电路为R的简单电路，根据 可得，R的阻值
1 1
由并联电路的特点可知，高温挡时R的电功率P=P -P =1100W-550W=550W
2 2 高 中
由 可知，R的阻值
2
由串联电路的电阻规律可知，低温挡时电路中的总电阻R =R+R=88Ω+88Ω=176Ω
低 1 2
则低温挡功率
（2）中温挡正常工作2min消耗的电能
3000imp/(kW∙h)表示电路中每消耗1kW∙h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次，则中温挡正常工作
2min，电能表的指示灯闪烁的次数为
（3）标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量是
Q =c mΔt=4.2×103J/(kg∙℃)×1kg×(100℃-12℃)=3.696×105J
吸 水
这个过程消耗的电能
高温挡加热所需时间 。
【典例3】（2024·江苏淮安·中考真题）某款恒温箱的简化电路如图甲所示，控制电路中电源电压为 且保持不变，电磁铁线圈电阻为 ，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系
如图乙所示；工作电路中的加热器（图中未画出）正常工作时的电阻为 。求：
(1)加热器应接在图甲中 （填“ab”或“cd”）之间，控制电路中电磁铁的上端为 极；
(2)加热器正常工作 产生的热量是多少？
(3)控制电路的电流减小到 ，衔铁会被释放。则当调节 时，恒温箱内设定的最低温度
为多少摄氏度？
(4)若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，可将 的滑片向 滑动一点。
【答案】(1)ab；N；(2) ；(3)50℃；(4)右。
【解析】（1）[1]控制电路中，热敏电阻R和变阻器、电磁铁线圈串联。当温度升高时，热敏电阻R
阻值变小，根据 可知电流变大，则电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，ab间用电器脱离电路。所以加
热器应接在图甲中ab之间。
[2]电流从电磁铁下端流入，根据安培定则可知控制电路中电磁铁的上端为N极。
（2）加热器正常工作 产生的热量为
（3）电流减小到 时，控制电路总电阻为
则当调节 时，热敏电阻阻值为
由乙图可知，此时温度为50℃，则恒温箱内设定的最低温度为50℃。
（4）衔铁被释放时的电流不变，根据 可知总电阻不变，若使恒温箱内设定的最低温度提高一
些，则对应的热敏电阻阻值变小，所以变阻器阻值应调大，可将 的滑片向右滑动一点。
【典例4】（2024·陕西西安·模拟预测）小明家的电烤箱铭牌如图甲所示的部分参数（其中高温挡
的额定功率模糊不清），其简化电路如图乙所示，R、R均为电热丝（电阻不随温度变化），求：
1 2
（1）电烤箱在低温挡正常工作时， 与 点接触， （填“断开”或“闭合”）；
（2）则电热丝的 的阻值为 ， 的阻值为( ) 。
（3）在傍晚用电高峰期，小明想测量电烤箱在工作时的实际电压，于是他断开了家中其它用电器，
仅让电烤箱在低温挡工作， 内如图丙所示的电能表转盘转了 ，则电路的实际电压是( )V。【答案】断开；44；56；200。
【解析】（1）[1]由 可知，当电烤箱电阻越大时，其功率越小，所以当电烤箱在低温挡正常
工作时，电阻最大，应是 和 串联， 与 点接触， 断开。
（2）[2][3]当电烤箱在中温挡正常工作时， 与 点接触， 闭合，此时只有 接入电路，由
可知， 的阻值为
由（1）中分析可知，低温挡时 和 串联，故
故 的阻值为
（3）[4]有图可知，电能表每转1r，电路中消耗 电能，电能表转盘转了 消耗的电能
为
电烤箱的实际功率为
根据 可得电路的实际电压为 。
【【过过关关检检测测】】
一、选择题
1．（24-25九年级上·广东揭阳·阶段练习）下列关于能量转化的说法中，错误的是（ ）.
A．充电宝对外放电时，化学能转化为电能
B．手摇发电机工作时，电能转化为机械能
C．电饭锅在煮饭时，电能转化为内能
D．植物光合作用，光能主要转化为化学能
【答案】B。
【解析】A．充电宝对外放电时，将存储的化学能转化为电能对外供电，故A正确，不符合题意；
B．手摇发电机工作时是将机械能转化为电能的装置，故B错误，符合题意；C．电饭锅消耗电能而产生内能，电能转化为内能，故C正确，不符合题意；
D．植物光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．（23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习）已知甲灯标有“6V，3W”字样，乙灯的额定电压是
3V，甲、乙两灯的 关系如图所示，确保电路安全的前提下，下列分析不正确的是（ ）。
A．乙灯的额定功率是1.8W
B．两灯串联使用，电路两端最大电压是9V
C．两灯并联使用，电路最大电流是0.9A
D．两灯串联使用，甲灯比乙灯更亮
【答案】B。
【解析】A．由图像可知，当乙灯的额定电压是3V时，流过乙灯的电流为0.6A，则乙灯的额定功率
故A正确，不符合题意；
B．由 可得，甲灯的额定电流
两灯串联使用，电路中的最大电流为0.5A，由图像可知，此时乙灯两端电压为2V，故电路两端的最
大电压
故B错误，符合题意；
C．两灯泡并联时，电路两端的最大电压为3V，由图像可知，此时流经甲的电流为0.3A，乙灯正常
发光，则电路最大电流
故C正确，不符合题意；
D．两灯串联使用，两灯泡的电流相同，由图知，甲灯泡两端的电压大于乙灯泡两端的电压，根据
知，甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际电功率，甲灯比乙灯更亮，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．（2024·河南新乡·三模）有一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图甲。电源电压为24V，灯
泡L的额定电压为24V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。下列说法正确的是
（ ）。A．当滑片右移时，电路的总功率将变小
B．当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为80Ω
C．调节滑动变阻器R，使灯泡的实际功率为1.2W时，滑动变阻器R连入电路的阻值是90Ω
D．小灯泡的额定功率为3.6W
【答案】AC。
【解析】A．由图甲可知：变阻器与L串联，当滑片右移时，变阻器接入电路中电阻变大，电路电阻
变大，电流变小，由 得，电路的总功率将变小，故A正确；
B．由图乙得，当灯泡正常发光时，电流为0.4A，由欧姆定律得，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为
故B错误；
C．由图乙得，当灯泡电压为6V，电流为0.2A，此时灯泡的电功率为
此时变阻器的电压为
由欧姆定律得，滑动变阻器R连入电路的阻值是
故C正确；
D．灯泡的额定功率为
故D错误。故选AC。
4．（2024·四川广元·二模）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的
滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则
下列说法正确的是（ ）。
A．电源电压为8V
B．灯泡的额定功率为3.5W
C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω
D．a曲线表示电压表V 示数与电流表示数变化的关系图像
1
【答案】B。【解析】A．由甲图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V 测量滑动变阻器两端的电压，电压表V
1 2
测量灯泡两端的电压，电流表测量电路电流。两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，
由图像可知，电源电压 ，故A错误；
BD．由图像可知，a曲线电压随电流而增大，b曲线随电流增大而减小，故可知a图像为测量灯泡的
电压表，即V，b曲线为滑动变阻器，即V，则根据题意，滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，灯
2 1
泡正常发光，此时电流I=0.5A
灯泡电压U=U-U=9V-2V=7V
2 1
灯泡额定功率P=UI=7V×0.5A=3.5W
2
故B正确，D错误；
C．灯泡正常发光时，滑动变阻器电阻
故C错误；故选B。
5．（23-24九年级上·山东临沂·阶段练习）如图甲，R为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开
1 P
关，R的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图像如图乙，下列说法正确的是( )。
P
A．电源电压为3V，R阻值为1.8Ω
1
B．电路消耗的最小功率为0.6W
C．当电流为0.4时，R 与R阻值之比为2∶1
P 1
D．当 R总阻值的 接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5∶6
P
【答案】B。
【解析】A．由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻两端电压；图甲中，滑动
变阻器滑片移动到最左端时，滑动变阻器阻值为零，仅定值电阻接入电路，此时电路电流最大，定值电
阻两端电压最大且等于电源电压，由图乙可知：电压表示数最大为3V，即电源电压为3V；当电压表示数
为3V时，电路电流为0.6A，由欧姆定律可知，定值电阻R的阻值为
1
故A错误；
B．由图乙可知：电路最小电流I =0.2A，因电源电压为3V不变，由
小
可知，电路消耗的最小功率为 ，故B正确；
C．由图乙可知：当电流为0.4A时，定值电阻两端电压U=2V，则滑动变阻器两端电压
2
滑动变阻器与定值电阻电压之比为1∶2，根据串联分压特点可知：R与R阻值之比为1∶2，故C错
P 1误；
D．由题意可知：当滑动变阻器滑片移到最右端时，滑动变阻器阻值最大，电路总电阻最大，电路电
流最小；由图乙可知，此时定值电阻两端电压为1V，电路电流为0.2A，由欧姆定律可知：此时滑动变阻
器的阻值
当R总阻值的 接入电路时，滑动变阻器阻值为
P
因滑动变阻器与定值电阻串联，通过两者的电流相等，由
可知，它与定值电阻消耗的功率之比为
故D错误。故选B。
6．（2024·江苏苏州·二模）如图所示，在“比较两个灯泡亮度”、探究“影响电流热效应的因
素”的活动中，下列说法正确的是（ ）
①甲图中灯越亮说明在相同时间内电流做功越多
②图甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点
③图乙中，若R<R，瓶中装有质量相等的煤油，装R的烧瓶中温度计示数上升较快
1 2 2
④图乙中，实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多
A．只有① B．只有②③ C．只有①③④ D．①②③④
【答案】D。
【解析】①甲图中，根据转换法可知，实验中通过灯泡的亮度来表示两灯相同时间内做功的多少；
灯越亮说明在相同时间内电流做功越多；故①正确；
②图甲中只能做一次实验，故甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点，故②正确；
③图乙中，两灯串联，通过的电流和通电时间相同，根据Q=I2Rt，若R<R，则R产生热量多，装R
1 2 2 2
的烧瓶中温度计示数上升较快，故③正确；
④图乙中，瓶中装有质量相等的煤油，根据转换法，实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝
产生热量的多，故④正确。
故ABC错误，D正确。故选D。
7．（23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习）在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”
的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法
正确的是（ ）。①图甲该装置只能探究电流产生的热量与电阻的关系；
②U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少；
③图乙实验中，右边容器外的电阻丝放入容器内，可以探究中电流产生的热量与电阻的关系；
④图乙实验中，通电一段时间后，左右两侧容器内电流产生的热量之比为2︰1
A．只有①② B．只有②③ C．只有②③④ D．只有①②④
【答案】B。
【解析】①图甲装置中，两个电阻丝串联，通过的电流相同，通电时间相同，电阻不同，所以探究
的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系；实验中通过控制开关闭合的时间，可以探究电流产生的热
量与通电时间的关系，故①错误；
②据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会
发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故②正
确；
③把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加热；根据并联电路的
电阻规律可得，右瓶中两根5欧姆电阻丝并联的总电阻为2.5欧姆，小于5欧姆，即左瓶中的电阻大于右
瓶中的电阻；两瓶内电阻丝的总电阻不相等，通电时间相等，电流相等，故可以探究的是电流产生的热
量跟电阻的关系，故③正确；
④根据并联电路电压的规律及欧姆定律可知，通过乙中右侧两电阻的电流相等，根据并联、串联电
路电流的规律，通过乙中容器内两电阻的电流之比为2︰1；根据 可知，在电阻和通电时间相同
的条件下，产生的热量与电流的平方成正比，故图乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内电流通过导
体产生的热量之比为4︰1，故④错误。故选B。
8．（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）家庭电路中的两盏灯L 和L 分别标有“220V
1 2
40W”、“220V 100W”字样。当它们正常工作时，下列说法正确的是（ ）。
A．灯泡L 比L 亮
1 2
B．灯泡L 的电阻比L 大
1 2
C．通过灯泡L 的电流比L 小
1 2
D．相同时间内，灯泡L 消耗的电能比L 少
1 2
【答案】BCD。
【解析】A．正常工作时，灯的实际功率等于额定功率，而灯的亮度由实际功率决定，所以灯泡L 比
1
L 暗，故A错误；
2
B．由 得，额定电压相同时，电阻小的额定功率大，所以灯泡L 的电阻比L 大，故B正确；
1 2C．由 得，电压一定时，电阻大的通过的电流小，两灯正常工作，灯泡L 的电阻比L 大，所以
1 2
通过灯泡L 的电流比L 小，故C正确；
1 2
D．根据W＝Pt可知，相同时间内，功率大的消耗电能多，所以两灯正常工作，相同时间内，灯泡L
1
消耗的电能比L 少，故D正确。
2
故选BCD 。
二、填空题
9．（23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习）如图是一款消防应急照明灯，如表所示是它的铭牌。
当外部电路有电时应急灯不亮，停电时应急灯正常发光。
额定电压：AC220V50Hz
每个灯泡规格：6V 3W
电池：6V 2500mAh
充电时间：20小时
(1)应急灯的两个灯泡应该是 （填“串联”或“并联”）。
(2)应急灯的电池充满电后，可储存的电能为 ，理论上可以让两个灯泡持续正常发
光 h。
【答案】(1)并联；(2) 15；2.5。
【解析】（1）根据铭牌的数据可知，灯泡的额定电压为6V，电源电压为6V，当两个灯泡并联时，
每个灯泡两端的电压都为6V，两盏灯都能正常发光，所以应急灯的两个灯泡应该是并联的。
（2）[1]铭牌上电池的“2500mAh”表示电池充满电后，以2500mA=2.5A的电流向用电器供电可以持
续供电1小时，由 可知 ，应急灯的电池充满电后，储存的电能为
[2]两个灯泡正常发光时的总功率为
由 可知，这些电能可以让两个灯泡持续正常发光时间为 。
10．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）如图所示的电能表是用来测量 ，这
是小明家电能表的表盘示意图。小明关闭家中其他用电器，只让某个用电器单独正常工作30s，观察到电
能表的转盘转过30转，则该用电器的实际功率为 W。【答案】电功；1200。
【解析】[1]电能表又叫电度表，是用来测量电功的仪表。
[2]电能表转盘转动30转消耗的电能
该用电器的电功率 。
11．（24-25九年级上·全国·课后作业）在如图所示的电路中，已知电源电压4.5V且保持不变，
电压表的量程为 ，电流表的量程为 ，定值电阻 标有“2.5V，5Ω”字样，滑动变阻器
标有“10Ω，1A”字样。在保证电路安全的前提下，回答下列问题。
(1)[电路识别]定值电阻 与滑动变阻器 联，电压表测量 两端的电压，电流表测量通
过 的电流；
(2)[电流表示数的变化范围]
①电流表、定值电阻 、滑动变阻器 允许通过的最大电流分别为 A、 A、 A；串
联电路中电流的最大值为各元件允许通过的最大电流中的最小值，则该电路中电流表示数的最大值为
A；
②当 接入电路中的阻值最大时，电路中的总电阻最大，电路中的电流 ，
A；
(3)[电压表示数的变化范围]根据电压表的量程和定值电阻的额定电压可知电压表的最大示数为
V；当 接入电路中的阻值最大时，电压表的示数取最小值为 V；
(4)[滑动变阻器接入电路的取值范围]当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入电路中的阻值最小，
Ω，则滑动变阻器接入电路的取值范围为 Ω；
(5)[ 电功率的取值范围]根据 可知， 电功率的取值范围为 W；(6)[ 的最大电功率]滑动变阻器的电功率为： ，
当 时，滑动变阻器功率最大，最大功率为 W；
(7)[电路总功率的取值范围]根据 可知，电路总功率的取值范围为 W；
(8)[电压表示数的最值]其他条件不变，若将电压表并联在 两端，在保证电路安全的前提下：
①电压表的量程为 ，根据串联电路的分压规律可知，当 接入电路中的阻值最大时，电压表
的示数取最大值为 V，则电压表示数的最大值为 V；
②当 接入电路中的阻值最小时，电压表的示数取最小值为 V。
【答案】(1)串； ； （或 ）；(2)0.6；0.5；1；0.5；最小；0.3；(3)2.5；1.5；(4)4；
4∼10；(5)0.45∼1.25；(6)1.0125；(7)1.35∼2.25；(8)3；3；2。
【解析】（1）[1][2][3]根据电路图可知，闭合开关后，该电路为串联电路，电流表测量通过滑动
变阻器和电阻R的电流，电压表测量电阻R两端的电压。
1 1
（2）[1][2][3][4]电流表的量程是0~0.6A，通过电流表的最大电流是0.6A，定值电阻R标有
1
“2.5V，5Ω”字样，通过定值电阻R的电流
1
滑动变阻器 允许通过的最大电流是1A，串联电路中各处的电流相等，该电路中电流表示数的最大
值为0.5A。
[5][6]当 接入电路中的阻值最大时，电路中的总电阻最大，由欧姆定律可知电路中的电流最小，
最小电流
（3）[1][2]电压表的量程是0~3V，定值电阻的额定电压是2.5V，所以电压表的最大示数为2.5V，
当 接入电路中的阻值最大时，电路中的电流最小，由U=IR可知R两端的电压最小，电压表的示数取最
1
小值为
（4）[1][2]当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入电路中的阻值最小，变阻器的最小阻值
变阻器的最大阻值是10Ω，滑动变阻器接入电路的取值范围是4~10Ω。
（5）电流表的取值范围是0.3~0.5A， 的最小功率
P =I 2R=(0.3A)2×5Ω=0.45W 的最大功率
1小 最小 1
P =I 2R=(0.5A)2×5Ω=1.25W 电功率的取值范围为0.45~1.25W。
1大 最大 1
（6）滑动变阻器的电功率为当 时，滑动变阻器功率最大，最大功率为
（7）电流表的取值范围是0.3~0.5A，电路总功率最小值P =UI =4.5V×0.3A=13.5W
小 最小
电路总功率最大值P =UI =4.5V×0.5A=2.25W
大 最大
电路总功率的取值范围为1.35~2.25W。
（8）[1][2]根据串联电路的分压规律可知，当 接入电路中的阻值最大时，电压表的示数取最大值
为
则电压表示数的最大值是3V。
[3]当 接入电路中的阻值最小时，电压表的示数取最小值为
。
12．（23-24九年级上·福建三明·阶段练习）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R为滑动变阻
1
器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。滑片从最
右端向左滑动的过程中，电压表示数 （选填“变大”、“不变”或“变小”），整个电路
电功率变化了 W。
【答案】变大；2.4。
【解析】[1]由电路图可知，R与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片
1 1
P从最右端向左滑动过程中，接入电路中的电阻变大，由串联电路电压分配关系可得电压表的示数变大。
[2]由图乙可知，当R=10Ω时，P=0.9W，当R′=20Ω时，P′=0.8W，因串联电路中各处的电流相
1 1 1 1
等，所以，由 可得，电路中的电流分别为 ，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，所以，电源的电压
解得 ，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，则
整个电路的最大功率为
当R=20Ω时，变阻器接入电路中的电阻最大即20Ω时，电流为0.2A；此时整个电路的总功率最小
1
整个电路功率变化了 。
三、实验题
13．（23-24九年级上·山东聊城·阶段练习）如图是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素
有关的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中
图乙中另取5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。
(1)在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察U形管液面 来比较的；
(2)装置中的U形管 （选填“是”或“不是”）连通器；
(3)图甲中电流通过电阻R与R产生的热量之比为 。图乙可探究电流产生的热量与
1 2
的关系；
(4)物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是 ，二是转换法。
【答案】(1)高度差；(2)不是；(3)1：2；电流；(4)控制变量法。
【解析】（1）在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U形管内左右两侧液面高度差大小
来体现的，这种方法叫转换法。
（2）图中的两个U形管上端不都是开口的，所以装置中的U形管不是连通器。
（3）[1]图甲两个电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过左侧电阻的电流等于通过右侧容
器中电阻的电流，根据公式Q=I2Rt可知，通电后，图中左、右电阻相同时间产生的热量之比
Q∶Q=R∶R=5Ω∶10Ω=1∶2
1 2 1 2
[2]图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻后，由串并联电路电流的规律可知通过两个容器中的电流不同，
两个容器中电阻相同，探究电流产生的热量与电流的关系。
（4）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，用到控制变量法。
14．（2022·广东河源·九年级期末）在测定“小灯泡电功率”的实验中，选用的小灯泡额定电压
为2.5V、电阻约为10Ω。小华的物理老师在上课之前，查阅了该规格小灯泡的I与U的关系数据，如下
表所示：
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 0.10 0.40 1.40 2.00 2.50 2.90
I/A 0.02 0.06 0.14 0.18 0.20 0.21（1）根据表中数据，求出该小灯泡的额定功率为______W；
（2）小华想亲自做一次，看能否测得同样的数据，于是她设计了电路，准备对该小灯泡进行再次测
量，电源用的是2节新干电池，滑动变阻器的铭牌标有“50Ω 1A”，闭合开关，移动滑片P到某一位
置时，电压表示数如图乙所示为______V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向______
（选填“C”或“D”）端缓慢移动，眼睛注意观察______ （填元件名称）；
（3）实验过程中，小华发现无论如何移动滑动变阻器滑片都无法得到上述表格中的一组数据，请根
据所学的知识进行推断应是第______次（填序号）的数据；为了得到表中完整的数据，经小组讨论，同
学们提出的解决方案是：更换最大阻值______ （选填“更大”或“更小”）的滑动变阻器；更换时由于
接线不慎，将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路中，闭合开关时发现灯泡______ （选填“很亮”或
“几乎不亮”），移动滑动触片P时，灯泡的亮度______ 。（选填“改变明显”或“不变”）
【答案】0.5；2.2；C；电压表；1；更大；几乎不亮；不变。
【解析】（1）[1]根据表中数据，灯在额定电压下的电流为0.2A，则该小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
（2）[2][3][4]图中电压表选用0~3V的量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯的额定电压
2.5V，要测量小灯泡的额定功率，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，故滑片应向C端缓慢移动，眼睛注意观察电压表，直到
电压表的示数为2.5V。
（3）[5][6]电源用的是2节新干电池，故电源电压为3V，由表中第1组数据，根据串联电路的规律
及欧姆定律可得，变阻器连入电路的电阻
变阻器的最大电阻为50Ω，所以无论如何移动滑动变阻器滑片都无法得到上述表格中的第1次数
据。为了得到表中完整的数据，更换最大阻值更大的滑动变阻器。
[7][8]将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路中，即变阻器的最大电阻连入电路，此时电路的电流
很小，灯的实际功率很小，而灯的亮度由灯的实际功率大小决定，故闭合开关时发现灯泡几乎不亮；因
变阻器没有了变阻的作用，故移动滑动触片P时，电路的电流不变，灯的实际功率不变，灯泡的亮度不
变。
四、计算题
15．（2024·河北石家庄·二模）在如图甲所示的电路中，电源电压18V且不变，定值电阻 的阻值为5Ω，滑动变阻器 的规格为“*Ω 2A”，小灯泡的额定电压为6V，其 图像如图乙所示。只
闭合开关S、 ，当滑片P置于中点时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率及滑动变阻器 的最大阻值；
（2）只闭合开关S、 时，在电路安全前提下，电路总功率的最小值和最大值；
（3）用定值电阻 替换 ，在电路中接入一个电压表，表盘如图丙所示。只闭合S、 ，调节滑片
过程中电压表能满偏，且在电路安全前提下，电压表示数的最大变化量为9V，求 的可能值。
【答案】（1）7.2W；20Ω；（2）12.96W；36W；（3）10Ω。
【解析】（1）由图像可知，小奵泡的电压为 时，电流为 ，额定功率
只闭合开关S、 ，灯泡与R串联，当 时
2
根据欧姆定律可得
即滑动变阻器 的最大阻值
（2）只闭合开关S、 时，R与R串联，电源电压不变，当 时，电路总功率最小
1 2
等于 时，电路总功率最大
（3）由题可知，电流表量程为 ，电压表量程为 。因为电源电压 ，所以电压表连
接方式有两种．即与 并联或与 并联。在电路安全前提下，电压表的最大值为 ，最小值为
①电压表与 并联， 阻值最大为 时，电压表示数最小为 ，此时
即 ，解得 。
当电压表示数为 时，电流 ，成立；
②电压表与 并联，电流最大为 时，电压表示数最小为 ，此时当电压表示数为 时
即
解得
不成立；即 的可能值为 。
答：（1）小灯泡的额定功率为7.2W；滑动变阻器 的最大阻值为20Ω；（2）电路总功率的最小值
为12.96W；最大值为36W；（3） 的可能值为10Ω。
16．（23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习）图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。已知电源
电压为220V， 、 为发热体。该电熨斗两挡功率分别为100W和500W，通过开关实现温度控制，达到
高温挡或低温挡。
(1)当S闭合时，电熨斗处于 挡，发热体 的阻值是 Ω。
(2)若在使用过程中，电熨斗 消耗的电能是 ，在这段时间内电熨斗在高温挡和低温挡
分别工作了多长时间？
(3)为了适应不同室温和更多衣料，小明对电路做了改进，将发热体 换成阻值可调的发热体 ，
如图丙所示。若电熨斗每秒钟散失的热量Q跟温度差 （电熨斗表面温度与环境温度的差值）的关系如
图丁所示，则在一个 的房间内，要保持电熨斗表面温度 不变，应将 的阻值调为多少Ω？
【答案】(1)高温；96.8；(2)180s，420s；(3)24.2Ω。
【解析】（1）[1]当开关S断开时，R、R串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电
1 2
阻最大，由 可知，电路中的总功率最小，电熨斗处于低温挡；当开关S闭合时，只有R工作，电
1
路中的总电阻最小，总功率最大，电熨斗处于高温挡。
[2]由 可知，R的阻值为
1
（2）假设电熨斗高温挡工作时间为t ，则低温挡工作时间为
高
由 可知，电熨斗10min消耗的电能为解得高温挡工作时间为
则低温挡工作时间为
（3）由图丙可知，R、R串联，由题干可知，室温为20℃，电熨斗表面为220℃，则温差为
1 3
由图像丁可知，在温差为200℃时，电熨斗每秒钟散失的热量为400J，则损失热量的功率为
要想保持电熨斗表面温度不变，则电熨斗的加热功率为
由 可知，此时电路中的总电阻为
根据串联电路的电阻特点可知，R的阻值为 。
3
