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专题 18 电功和电功率
【2022年】
一、多选题
1．（2022·天津）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V，6W”和“6V，3W”字样，电源电压恒为6V。
不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合S 时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
1
B．只闭合S 、S 时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
2 3
C．只闭合S 、S 时，电路的总功率为6W
1 2
D．只闭合S 、S 时，电路的总功率为3W
1 2
2．（2022·河北）图所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L上标有“12V 12W”字样，滑动变阻器R 的
0
最大阻值为20Ω，a、b为电流表、电压表其中之一，且不相同。只闭合开关S ，滑片P置于左端，电流表
1
示数为1A；再闭合开关S 、S ，移动滑片P，电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下
2 3
列说法正确的是（ ）
A．a为电压表
B．电源电压为12V
C．只闭台开关S ，若电流表示数为0.5A，则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
1
D．将a与R 互换，开关均闭台，移动滑片P，滑动变阻器功率的最小值为7.2W
0
3．（2022·河南）如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪
些因素有关时，下列说法正确的是（ ）A．用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少
B．通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C．通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D．通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
二、单选题
4．（2022·重庆）如图的电路中，电源电压保持不变，L为阻值不变的灯泡。开关S闭合后，滑动变阻器R
的滑片P向左滑动时，下列判断正确的是（ ）
A．灯泡L变暗 B．电压表示数变大
C．电路的总功率变大 D．电压表示数与电流表示数的比值变大
5．（2022·重庆）小林受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示）的启发，设计了一个如图乙所示的体温计
电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻 的阻值随温度的升高而增大，定值电阻 起保护电路
的作用。下列分析正确的是（ ）
A．该电路中的电表是电流表 B．温度变化时 两端电压不变
C．温度升高时电路中电流变大 D．温度降低时电路的总功率变大
6．（2022·四川）在泸州市第37届科技创新大赛上，某学生设计了一款可同时测量身高和体重的仪器，当
被测者站在绝缘台面上时，能自动显示其身高及体重，其原理图如图所示。已知电源电压恒定，R 为压敏
1
电阻，其阻值随压力增大而减小，R 为粗细均匀的电阻丝，且阻值与其长度成正比。测量时电压表、电流
2
表均未超过所选量程，滑片P始终与电阻丝接触良好。下列说法中正确的是（ ）
A．被测者身高越高，电压表的示数越小B．被测者体重越重，电流表的示数越小
C．被测者身高越高，R 消耗的电功率越大
2
D．被测者体重越重，R 消耗的电功率越大
1
三、综合题
7．（2022·天津）小明利用图甲所示电路研究“电流与电压关系”时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从右
端移动到左端的整个过程中，定值电阻的U-I关系图像如图所示。其中U、U 、I 均为已知量，电源电压
0 m 0
不变。请解答如下问题：
（1）写出电源电压值；
（2）在图乙所示的坐标系中，画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的U-I关系图像，并标出端点的坐标；
（3）滑片移动过程中，当电压表V 示数由U 变为U 时，电流表示数增加了ΔI，请你推导出定值电阻的电
1 1 2
功率变化量ΔP的数学表达式（用U、U 和ΔI表示）。
1 2
四、填空题
8．（2022·重庆）如图甲所示电路，电源电压恒定，电流表量程为0~0.6A，小灯泡L的额定电压为2.5V，
其I—U图像如图乙所示，则灯泡正常发光时的功率为___________W。当所有开关都闭合，滑片P位于变
阻器R 的最右端时，定值电阻R 两端的电压为U，电路的总功率为P；只闭合开关S 时，电流表示数为
2 1 1 1 1
0.2A，R 两端的电压为U′；只闭合开关S ，在保证电路元件都安全的情况下，移动滑片P，当电路中电流
1 1 2
达到最大时，变阻器R 的功率为P ，已知U∶U′=5∶4，P∶P=4∶1，则R 的最大阻值是___________Ω。
2 2. 1 1 1 2 2
9．（2022·重庆）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，电流表量程
0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S ，滑片P位于最右端，小灯泡恰
1
好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为___________J，再移动滑片P，电流表示数与R 关系如图乙a所
2
示，当断开S 闭合S、S 、S 时，电流表示数与R 的关系如图乙b所示，则I=___________A（忽略小灯泡
1 2 3 2 1
电阻变化）。10．（2022·四川）电学兴趣小组的同学连接了如图所示的电路进行实验探究，电源电压恒定，滑动变阻器
上标有“20Ω 1A”字样，现有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻，实验时在a、b间每次只接入其中一个
定值电阻，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数保持2V不变，分别读出电流表的示数，此实验所采用的
主要科学探究方法是___________ ，当完成对15Ω定值电阻的探究后，为了继续对20Ω定值电阻进行探究，
应___________，换接20Ω定值电阻，正确操作后，当滑动变阻器滑片P移至最大阻值时，恰能达到探究
目的，若持续通电10s，则滑动变阻器产生的热量为___________J。
11．（2022·安徽）如图所示，电源电压保持 不变，电阻 、 。闭合开关 ，则通电
，电阻 产生的热量为______ 。
12．（2022·天津）小明同学依据教材中“想想议议”栏目的内容编写了一道习题：某工厂上半年共节电
5000kW·h，可供500W电吹风工作多少小时？其中“kW·h”是______的单位（填物理量名称），
“5000kW·h”在实际生活中又可记为5000______（填单位）。
13．（2022·河南）在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R 的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示
2
数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为___________V，电阻R 的阻值为___________Ω。通电1min，该电路
1
消耗的总电能为_____J。
五、计算题
14．（2022·重庆）商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅
（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻 和 为发热体，其中 。开关S 、S 、S 的通断可实现高、中、低三个档位的调节（S 、S 不
1 2 3 1 2
会同时闭合），只闭合S 时为中温档，额定功率为440W。求：
3
（1） 的电阻；
（2）高温档正常工作100s，电流通过 产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅
消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）。
15．（2022·重庆）如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。
R 为电热丝，白炽灯泡L标有“12V 18W”字样（R 和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为
1 1
40Ω。当只闭合开关S和S ，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，
2
电路中的总电流为2.1A。求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S和S ，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
2
（3）当只闭合开关S和S ，移动滑片P，电热丝R 工作1min产生的最大热量。
1 1
16．（2022·四川）随着科技创新教育在全市广泛开展，有些学校已配置了如图甲所示的3D打印笔。3D打
印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此打印笔有快慢两挡，
其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接人装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快
挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次，刚好将15g的塑胶从20℃加热到260℃。已知该3D打印笔慢挡打
印功率为22W，R、R 是用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为2×103J/（kg·℃）。求：
1 2
（1）3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能；
（2）3D打印笔快挡打印时的热效率；
（3）R 的阻值。
117．（2022·安徽）图甲为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图乙所示，R、R 为阻值一定的电热丝，且
1 2
。通过控制开关S 、S 的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同档位工作。
1 2
（1）电火锅在低温挡工作时，开关S 、S 分别处于什么状态？
1 2
（2）求 的值；
（3）若家庭电路的电压是 ，某插座的额定电流是 ，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加
热快这两个角度综合考虑，应选择哪个档位？说明理由。
××牌电火锅
额定电
220V
压
低温挡 500W
额定功
中温挡 1000W
率
高温挡 1500W
18．（2022·天津）额定功率为3000W的电热水器正常工作时，把质量为60kg的水从20oC加热到70oC。已
知c =4.2×103J/(kg·oC)，不计热量损失，求：
水
（1）水吸收的热量；
（2）加热所需要的时间。
19．（2022·河北）如图所示，电源电压为18V，R 为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为
0
“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。
（1）求R 的阻值；
0
（2）求滑动变阻器的最大阻值；
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功
1
率为P。求P∶P。
2 1 2
20．（2022·上海）在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R 的阻值为60欧，开关S打开时，电流
1
表A示数为0.2安；开关S闭合时，电流表A示数为0.6安。
（1）求电源电压U；
（2）求电阻R 的阻值；
2
（3）请你在阻值分别为20欧、90欧、120欧的三个电阻中，挑选一个作为电阻R，替换图电路中的一个
3
电阻（或将它接在图电路中），使得电路的总功率P′ 是原来的一半，要求：画出你所设计的电路图，并
总
计算出该功率的大小P′ 。
总
六、实验题
21．（2022·上海）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材齐全且完好。其中电源电压有4、6、
8、10和12伏五挡可选，待测小灯标有“6V”字样。他按如图串联电路，然后将电压表接入电路，将滑动
变阻器的滑片P置于一端。闭合开关S，将电压表和电流表示数记录在如表的序号1中，然后将滑片P先后
移到变阻器中间某处和另一端，并将相应的电压表和电流表示数分别记录在如表序号2、3中。
电压表 电流表 小灯功
物理量
示数 示数 率
序号
（伏） （安） （瓦）
1 1.0 0.30 /
2 2.5 0.50 /
3 4.0 0.56 /
（1）实验中小华将电压表接在___________（选填“小灯”或“滑动变阻器”）两端，所用滑动变阻器的最大阻值R =___________欧。
最大
（2）判断实验过程中小灯能否正常发光，并写出依据。___________。
（3）经过思考，小华断开开关S，调整电源电压，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大。继续实验，闭
合开关S，电压表示数为6.0伏。请根据相关信息，求小灯的额定电流I =___________（本小题需写出计
额
算过程）。
（4）小灯的额定功率P =___________瓦。
额
22．（2022·河南）在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。
（1）请用笔画线代替导线，将图的电路连接完整；( )
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________（选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为___________ V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可
测得额定功率；
（4）继续移动滑片，电压表示数如图所示，为___________ V，此时电流表示数为0.24 A，小灯泡的实际
功率为___________W；为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还
需要增加记录的内容是___________ ；
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/ W
1 2.5 0.26
2 0.24
3 2.8 0.28
（5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率___________ ；
（6）完成上述实验后，某小组设计了图所示的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。
方案如下：①把定值电阻R 接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；
0
②保持滑片位置不变，将电压表改接在R 两端，读出电压表示数；
0
③算出小灯泡的额定功率。
现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻
R 应选___________Ω的。
0
【2021年】
一、单选题
1．（2021·重庆）如图甲所示的电路中，R 是定值电阻，电流表量程为0~0.6A，图乙是电阻箱R 的电功率
1 2
与其电阻大小变化关系的部分图像，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．R 的阻值为20Ω
1
C．R 能安全连入电路中的最小电阻值为10Ω
2
D．R 为20Ω时，整个电路通电10s耗电32J
2
2．（2021·福建）如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R 的阻值为
0
10Ω，小灯泡L标有“6 V 3.6 W”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0~3 A。 当S闭合，S 、S ，
1 2
断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小
值与最大值之比是（ ）
A．1：4 B．1：8 C．2：7 D．3：20【2020年】
一、多选题
1．（2020·天津）图所示电路中，灯泡L上标有“6V9W”字样，闭合开关S后，灯泡正常发光，电压表V
1
的示数为U ，电压表V 的示数为U ，若U ∶U =2∶3，则（ ）
1 2 2 1 2
A．电源电压是15V B．电阻R的阻值是6Ω
C．灯泡L中的电流是1.5A D．电阻R消耗的功率是6W
二、单选题
2．（2020·北京）如图所示电路中，将开关S闭合，完全相同的灯L 和灯L 均发光。下列说法正确的是（
1 2
）
A．灯L 比灯L 亮
1 2
B．通过A点的电流大于通过B点的电流
C．灯L 的实际电功率比灯L 的实际电功率小
1 2
D．电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
3．（2020·重庆）灯泡L标有“6V”字样，为探究其工作时的特点，小刚利用图甲所示的电路进行实验，其
中电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“30Ω、1A”。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a端向右
缓慢移动，直到电压表示数达到6V时为止。图乙是用获得的实验数据作出的U-1图像，下列判断正确的是
（ ）
A．闭合开关，在移动滑片P的过程中，灯L的最小电阻为10ΩB．变阻器的滑片P移到b端时，灯L正常发光的额定功率为3.6W
C．灯L与5Ω的定值电阻R ，并联接入电压为6V电路，电路的总功率为7.2W
1
D．灯L与10Ω的定值电阻R 串联接入电压为9V的电路，R 每秒消耗电能为2.5J
2 2
4．（2020·重庆）如图甲所示的电路，电源电压不变，L是标有“4Ｖ”字样的灯泡，定值电阻为60Ω，两
个电流表的量程均为0-0.6A，电压表的量程为0-15V，图乙是小灯泡L的电流随其电压变化的图像。当S闭
合，S 、S 断开，将滑片P移到变阻器R的中点时，小灯泡Ｌ恰好正常发光，电压表示数为5V。下列说法
1 2
正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．变阻器R的最大阻值为10Ω
C．移动滑片P当灯泡L的功率为1W时，变阻器R接入的阻值为6.25Ω
D．当S、S 、S 都闭合，为保证电路安全，变阻器R消耗的最大功率为4.05W
1 2
三、计算题
5．（2020·北京）如图所示的电路中，定值电阻R 为10Ω，电源两端电压为3V并保持不变。闭合开关S，
0
调节滑动变阻器R ，使电压表示数为2V。
P
(1)画出实物电路所对应的电路图；
(2)求R 接入电路的阻值；
P
(3)求R 的电功率。
0
6．（2020·重庆）如图的电路中，R 为10Ω，R 为30Ω。闭合开关S后，电流表的示数为1A，电源电压保
1 2
持不变。求：
（1）R 两端的电压U ；
1 1
（2）R 在10s内所消耗的电能W 。
2 27．（2020·重庆）如图所示，电源电压不变，定值电阻R 阻值为10Ω，定值电阻R 阻值为20Ω，当开关S
1 2
闭合后，电流表为0.2A。求：
(1)R 两端的电压；
1
(2)在10s内，电流通过R 做的电功。
2
8．（2020·重庆）小明家用电火锅烹饪烤肉，肉烤熟后立即将电火锅调至“低温档”，一段时间后锅内热
油仍向外飞溅，容易烫伤家人。小明断开电源，看到电火锅铭牌的主要参数如图甲所示；打开底盖，发现
其工作电路原理如图乙所示，R 、R 为阻值未知的电热丝。为了对烤熟的食物保温，同时避免锅内热油向
1 2
外飞溅，小明对电火锅的工作电路进行了改进，可以分别实现“高温档”“低温档”或“保温档”功能，
改进后的电路原理如图丙所示。求：
(1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流；
(2)在图丙中，当S闭合，S 断开，S 接b，电火锅处于“保温档”，该状态下电火锅正常工作时消耗的电功
1 2
率；
(3)用电高峰时电路的实际电压降为198V，向锅内装2kg温度为25℃的水，用“高温档”连续工作100s，
水温升高到35℃，这时电火锅的加热效率ƞ是多少？(已知水的比热容
，电热丝的电阻不随温度变化，水吸收的热量跟电火锅消耗的电
能的比值叫做加热效率。)
9．（2020·福建）如图甲电路中，电源电压保持不变，R 、R 均为定值电阻，R 为滑动变阻器。闭合开关
0 1 2
S，改变R 的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙，当滑片在b端时电流表示数为0.3A。
2(1)求R 的最大阻值；
2
(2)若滑片置于变阻器的中点位置，R 消耗的电功率为0.8W，求电源电压U和R 的阻值；
2 0
(3)若滑动变阻器滑片每移动1cm，阻值改变1Ω，设滑片从a端向b端滑动的距离为xcm，写出R 消耗的电
2
功率P随x变化的关系式，并由此关系式求出R 消耗电功率的最大值。
2
