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第二十单元 电功率【过关测试】（解析版）
一、选择题
1.如图所示的四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）。
A. 迷你风扇；B. 笔记本电脑；
C. 清洁机器人；D. 电暖气
【答案】D。
【解析】A．电风扇工作时电能主要转化为机械能，利用了通电导体在磁场中受到力的作用而
工作的，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；
B．笔记本电脑主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；
C．清洁机器人工作时电能主要转化为机械能，利用了通电导体在磁场中受到力的作用而工作
的，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；
D．电暖气工作时电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，符合题意。
2.将标有“220V 100W”字样的电视机、电风扇、电热水袋都接入家庭电路中，正常工作相同
时间，则（ ）。
A．电视机产生的热量最多； B．电风扇产生的热量最多；
C．电热水袋产生的热量最多；D．三者产生的热量一样多
【答案】C。
【解析】家中的电视机、电风扇和电热水袋三种电器，它们上都标有“220V 100W”的字样，
它们都接入家庭电路中，正常工作相同时间，根据W＝Pt可知，三种电器消耗的电能相同，但
电视机主要是把电能转化为声能和光能；电风扇主要是把电能转化为机械能；电热水袋把电能全转
化为内能，所以电热水袋产生的热量最多。故选C。
3.如图甲是通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的关系图象。现将小灯泡 L与电阻R接入图
乙所示的电路中，只闭合S，小灯泡的实际功率为1.8W，再闭合S，电流表的示数为0.9A。下列结
1
果错误的是（ ）。
1
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学科网（北京）股份有限公司A．电源电压为6V；
B．通过电阻R的电流为0.6A；
C．电路的总功率为5.4W；
D．电阻R的阻值为20Ω
【答案】D。
【解析】（1）只闭合开关S时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，由图象可知，
只有当U ＝6V，I ＝0.3A时，灯泡的实际功率：P ＝UI ＝6V×0.3A＝1.8W；因此电源电压：U＝U
L L L L L L
＝6V，故A正确；
（2）再闭合开关S 后，R与L并联，电流表测干路电流；因并联电路中各支路独立工作、互不
1
影响，所以通过灯泡的电流不变，则通过R的电流：I ＝0.9A﹣0.3A＝0.6A，故B正确；电路消耗
R
的总功率：P＝UI＝6V×0.9A＝5.4W；故C正确；
（3）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由 I＝ 可得，R的阻值：R＝ ＝
＝10Ω，故D错误。选D。
4.小明按图甲连接电路，闭合开关，灯泡 L 的功率为P ．他将一个阻值大于L 的灯泡L 串联
1 1 1 2
接入电路（如图乙），闭合开关后，L 、L 的功率分别为P'、P'（不计温度对灯泡电阻的影响，
1 2 1 2
电源电压恒定），下列关系式正确的是（ ）。
A．P'＞P'＞P B．P'＞P＞P' C．P＞P'＞P' D．P＞P'＞P'
2 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2
2
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学科网（北京）股份有限公司【答案】C。
【解析】（1）甲电路灯泡两端电压为电源电压U，电阻为R，灯泡的功率为P＝ ；
1 1 1
（2）乙中L、L 的电压U′、U′的和为电源电压U，P′＝ ，因为U′＜U，故
1 2 1 2 1 1 1 1
P′＜P；
1 1
因为是串联电路，所以电流相等，R 的电阻大于R 的电阻，
2 1
根据P＝I2R知，P'＞P'
2 1
（3）因为P＝ 、P′＝ 、U′＜U、R＞R，
1 2 2 1 2 1
所以P＞P'。
1 2
综合分析：P＞P'＞P'。故选C。
1 2 1
5.在如图所示电路中，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为
0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好
正常发光，且消耗的功率为2W．下列说法正确的是（ ）。
A．小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；
B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω；
C．电源电压为8V；
D．滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.2 W
【答案】B。
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中
的电流。（1）当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P
移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W，由小灯泡消
耗的功率变大可知，电路中的电流I＝0.3A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，由P＝UI可得，
此时灯泡两端的电压：U ＝ ＝ ＝3V，当滑片P移到中点时，变阻器接入电路中的电阻变小，
L
3
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学科网（北京）股份有限公司电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，由电压表示数变化了 2V可知，此时灯泡两端的电压
U′＝U+2V＝3V+2V＝5V，因此时灯泡正常发光，且灯泡的功率P′＝2W，所以，由P＝UI＝ 可
L L L
得，灯泡正常发光时的电阻：R＝ ＝ ＝12.5Ω，故A错误；
L
（2）当滑片P在最右端时，灯泡的电功率两端的电压U＝3V，电路中的电流I＝0.3A，因串联
L
电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I＝ 可得，电源的电压：U＝U+IR＝3V+0.3A×R ﹣﹣
L 滑
①，当滑片P移到中点时，灯泡两端的电压U′＝5V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路
L
中的电流：I′＝ ＝ ＝0.4A，电源的电压：U＝U′+I′× ＝5V+0.4A× ﹣﹣
L
②，因电源的电压不变，所以，3V+0.3A×R ＝5V+0.4A× ，解得：R ＝20Ω，故B正确；电
滑 滑
源的电压U＝U+IR＝3V+0.3A×20Ω＝9V，故C错误；
L
（3）滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率：P ＝I2R ＝（0.3A）2×20Ω＝1.8W，故D
R 滑
错误。选B。
6.如图（a）所示的电路中，电源电压不变，两灯的额定电压均为 6V，两灯的I﹣U图象如图
（b）所示。闭合开关 S，调节滑动变阻器直至其中一只灯正常发光，另一只灯不损坏，此时
（ ）。
A．两灯的总功率为2.4W B．电压表示数为12V
C．L 正常发光 D．电路中的电流为0.6A
1
【答案】A。
【解析】由电路图可知，灯泡L 与L、变阻器R串联，电压表测两灯泡两端的电压之和；
1 2
4
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学科网（北京）股份有限公司由题意可知，两灯的额定电压均为6V，从图象可知，两灯泡的额定电流分别为I ＝0.6A、I ＝
1 2
0.3A，
因串联电路中各处的电流相等，且其中一只灯正常发光，另一只灯不损坏，
所以，电路中的电流I＝I＝0.3A，灯泡L 能正常发光，故CD错误；
2 2
由图象可知，此时L 两端的电压U＝2V，L 两端的电压U＝U ＝6V，
1 1 2 2 2额
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表示数U＝U+U＝2V+6V＝8V，故B错误；
V 1 2
两灯的总功率P＝UI＝8V×0.3A＝2.4W，故A正确。故选A。
V
7.如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高
度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝 R 、R 串联在电路中，且R ＜R 。下列说法
1 2 1 2
正确的是（ ）。
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”；
B．闭合开关后，通过R 的电流大于R 的电流 ；
1 2
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢；
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】C。
【解析】A、图中两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生
的热量与电阻的关系，AB错误；
C、根据Q＝I2Rt，因R ＜R ．故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升
1 2
比乙慢，C正确；
D、闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P
向右移动，D错误。故选C。
二、填空题
8.如图所示的电路中，R 为定值电阻，R 为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片
1 2
P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图象，则R 与R 的最大阻值之比
1 2
为________，电路中的最大总功率为________W。
5
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学科网（北京）股份有限公司【答案】1：2；1.8。
【解析】由电路图可知，R 与R 串联，电流表测电路中的电流，电压表测R 两端的电压。
1 2 2
（1）当滑片位于最左端a时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，由图象可
知，电路中的最大电流I ＝0.6A，由I＝ 可得，电源的电压：U＝I R＝0.6A×R﹣﹣①；
大 大 1 1
当滑片位于最右端b时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，由
图象可知，此时U ＝2V，电路中的最小电流 I ＝0.2A，则滑动变阻器的最大阻值：R ＝ ＝
2 小 2
＝10Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：U＝I （R+R）＝0.2A×（R+10Ω）﹣﹣②；
小 1 2 1
由①②可解得：R＝5Ω，U＝3V，则R 与R 的最大阻值之比：R：R＝5Ω：10Ω＝1：2；
1 1 2 1 2
（2）电路中的最大总功率：P ＝UI ＝3V×0.6A＝1.8W。
大 大
答案是：1：2；1.8。
9.如图所示，电源电压不变，R ＝30Ω，R ＝10Ω．只闭合S ，电流表A 示数为0.2A，电压表
2 3 1 1
Ⓥ示数为4.0V，则定值电阻R 为________Ω，电源电压为________V．闭合S 、S 、S ，电流表
1 1 2 3
A、A 示数之比为________，通电1min电阻R 产生的热量为________J。
1 2 2
【答案】20；6；5：2；72。
6
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学科网（北京）股份有限公司【解析】（1）只闭合S ，电阻R 、R 串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量
1 1 3
的是电阻R 两端的电压。由欧姆定律可得R 的阻值：R＝ ＝ ＝20Ω；根据串联电路的特点
1 1 1
和欧姆定律可得，电源电压：U＝I（R+R）＝0.2A×（20Ω+10Ω）＝6V；
1 3
（2）闭合S、S、S，电阻R、R 并联，电流表A 测量的是干路中的总电流，A 测量R 的电流，
1 2 3 1 2 1 2 2
电压表测量的是电源电压；则通过R 的电流：I＝ ＝ ＝0.3A，A 的示数（通过R 的电流）：
1 1 2 2
I ＝ ＝ ＝0.2A，所以干路中电流表A 的示数：I＝I+I ＝0.3A+0.2A＝0.5A，电流表A 、A
2 1 2 1 2
示数之比为 ＝ ＝ ；通电1minR 产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.2A）2×30Ω×60s＝72J。
2 2 2 2
10.从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω。则小风扇
正常工作1min消耗的电能为 J；电动机线圈1min产生的热量为 J。
【答案】180；1.5。
【解析】消耗的电能为W＝Pt＝3W×60s＝180J；
电路中线圈的电流为 ；
电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q＝I2Rt＝（0.5A）2×0.1Ω×60s＝1.5J。
故答案为：180；1.5。
11.小明有些质疑电热水壶的铭牌中数字是否准确，于是小明拿了一个电能表，他拿的电能表
测量用电器的总功率不能超过 W。然后家里电路修好之后，他将电热水壶单独接入该电路中，
用电能表测量，1min后，电能表的转盘转了75转，则电热水壶在这段时间内消耗的电能为
kW•h，计算出电热水壶的实际电功率是 W。
【答案】4400； 0.025；1500。
【解析】①由电能表铭牌可知，电能表正常工作时的电压是 220V，允许通过的最大电流是
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学科网（北京）股份有限公司20A，
则小明家接入用电器的最大总功率：P ＝UI ＝220V×20A＝4400W；
最大 最大
②1min内电能表转盘转了75转，则电热水壶消耗的电能：W kW•h＝0.025kW•h，
电热水壶的实际电功率：P 1.5kW＝1500W。
故答案为：4400； 0.025；1500。
12.如图所示，电源电压为6V，电阻R＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，
0
滑动变阻器上标有“20Ω 0.5A”字样。则当电路中电流最小时，2min内电流通过电阻R 产生的热
0
量是 J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为 Ω；电路消耗总
功率允许的变化范围为 W。
【答案】48；10；1.2～1.8。。
【解析】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。
0 0
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，因串联电路中总电阻等于各分电
阻之和，所以电路总电阻：
R ＝R +R＝20Ω+10Ω＝30Ω，
总 最大 0
电路中的最小电流：I ＝ ＝ ＝0.2A，
最小
通电时间t＝2min＝120s，则电流通过电阻R 产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.2A）2×10Ω×120s
0
＝48J；
当电压表的示数U ＝3V时，电路中的电流最大，因串联电路中各处的电流相等，
0大
所以，电路中的电流：I ＝ ＝ ＝0.3A，
最大
8
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学科网（北京）股份有限公司电路中的总电阻：R ′＝ ＝ ＝20Ω，
总
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以滑动变阻器R接入电路的最小阻值：R ＝R ′﹣R＝20Ω﹣10Ω＝10Ω；
最小 总 0
电路中电流最小时功率最小：P ＝UI ＝6V×0.2A＝1.2W；
最小 最小
电路中电流最大时功率最大：P ＝UI ＝6V×0.3A＝1.8W；
最大 最大
故答案为：48；10；1.2～1.8。
13.某型号电饭锅有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关 S接触点1时，
该电饭煲处于__________(填“保温”或“加热”)状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的
关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量大小为___________kW·h。
【答案】加热；0.13。
【解析】（1）由甲图可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻
串联;
电源电压一定，由 可知，开关接触点1时，电路的电阻较小，功率较大，电饭煲处于
加热状态；
（2）由乙图象知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积
S=Pt=W，
即 阴 影 部 分 表 示 的 是 电 功 ， 大 小 为 ：
。
故答案为：加热；0.13。
14.在如图甲的电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω 1A”，闭合开
9
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学科网（北京）股份有限公司关S，当滑片P从一端滑到另一端的过程中测到R的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，
则电源电压为 V，定值电阻R 的阻值为 Ω，图乙中的P＝ W。
0 1
【答案】12；10；3.2。
【解析】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。
0
当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的最小电流I ＝0.4A，
小
则有：P＝I 2R＝（0.4A）2×20Ω＝3.2W，
1 小
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝ 可得，电源的电压：
U＝I （R+R）＝0.4A×（R+20Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
小 0 0
当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，
由图象可知，电路中的最大电流I ＝1.2A，
大
则电源的电压：
U＝I R＝1.2A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
大 0 0
由①②可解得：R＝10Ω，U＝12V。
0
故答案为：12；10；3.2。
三、实验题
15.小华做“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、开关各一个、规格分别为
R“10Ω1A”和R“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
1 2
10
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学科网（北京）股份有限公司（1）小华设计了图甲所示的电路，她应选用规格为________的滑动变阻器（选填“R”或
1
“R”）。
2
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U﹣I图象如图乙所示，小灯泡的
额定功率为________W。
（3）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________。
（4）小华在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R，小灯泡电阻变化了△R，则
1 2
△R ________△R（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
1 2
（5）同组的小敏在测该小灯泡的额定功率时，选用了如图丙所示的器材，其中电源电压恒为
U，R的电阻值已知。
①闭合开关S和________，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为________；
②闭合开关S和________，________，记录电流表的示数为I；
③小灯泡额定功率表达式为：P ＝________。（用已知量符号表示）
额
【答案】（1）R ；（2）0.625； （3）灯丝电阻随温度升高而增大（灯丝温度变化）；（4）
2
大；（5）①S； ；②S；保持滑动变阻器滑片位置不变；③P ＝2.5V×（I﹣ ）。
2 1 额
【解析】（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，变阻器分得
的电压：U ＝6V﹣2.5V＝3.5V，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
变阻器连入电路中的电阻为：R ＝1.4×10Ω＝14Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值R
滑 2
的滑动变阻器；
（2）由图知，灯的电压为 2.5V 时，电流大小为 0.25A，灯的额定功率为：P＝UI′＝
2.5V×0.25A＝0.625W；
（3）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是：灯丝电阻随温度升高而增大
（灯丝温度变化）；
（4）滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯的功率变大，
灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变
小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即△R＞△R。
1 2
（5）①闭合开关S和 S ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I ＝ ；②闭合开关S
2 1
和 S ，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
1
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学科网（北京）股份有限公司灯并联，当电流表示数为I ＝ 时，由欧姆定律和并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯
1
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 ＝I﹣I ＝I﹣
额 1
，故灯的额定功率：P ＝U I ＝2.5V×（I﹣ ）
额 额 额
答案是：（1）R ；（2）0.625； （3）灯丝电阻随温度升高而增大（灯丝温度变化）；（4）
2
大；（5）①S； ；②S；保持滑动变阻器滑片位置不变；③P ＝2.5V×（I﹣ ）。
2 1 额
16.小华为了探究影响电流产生热量的因素，他用两个完全相同的烧瓶，内装质量相等的煤油，
两个带有橡胶塞的规格完全相同的温度计，两根阻值不同的电阻丝R和R（已知：R>R），以及
1 2 1 2
电源、开关、滑动变阻器、导线等，连接了如图所示的实验电路。
(1)此电路可探究当_______和通电时间一定时，电流产生热量跟电阻的关系。
(2)闭合开关，通电一段时间后，温度升高较少的是______温度计。（选填“甲”或“乙”）。
【答案】（1）电流；（2）乙。
【解析】(1)电流做功产生的热量 ，因为两根电阻丝R和R阻值不同，所以电路可探
1 2
究电流和通电时间一定时，电流产生热量跟电阻的关系；
(2)因为R>R，由 可知通电相同时间，R产生的热量大于R产生的热量，因为甲乙装
1 2 1 2
的是相同质量的煤油，由 可知甲升高的温度大于乙升高的温度。
答案是：（1）电流；（2）乙。
四、计算题
17.某家用电暖器有三档调温，其外观如图甲所示，其简化电路图如图乙所示。当闭合开关S、
12
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学科网（北京）股份有限公司S 时，电路的电功率P为880W，当闭合开关S、S 和S 时，干路中的电流为10A。求：
1 1 1 2
（1）只闭合开关S、S 时电路中的电流I；
1 1
（2）只闭合开关S、S 时，电路的电功率P；
2 2
（3）调至最高档发热功率工作，2小时消耗的电能。
【解析】设电源两端电压为U，因为是家庭电路，则U=220V；
(1)只闭合开关S、S 时电路中的电流：I= =4A；
1 1
(2)设通过R的电流为I，根据并联电路电流的规律得到通过R的电流：I=I-
2 2 2 2
I=10A-4A=6A，
1
电路 的电功率：P= IU=6A×220V=1320W；
2 2
(3)最高档就是开关S、S 和S 都闭合，两个电阻并联，高档位的功率：
1 2
P=UI=220V×10A=2200W=2.2kW，
2小时消耗的电能：W=Pt=2.2kW×2h=4.4kW·h。
答：(1)只闭合开关S、S 时电路中的电流是4A；(2)只闭合开关S、S 时，电路的电功率是
1 2
1320W；(3)调至最高档发热功率工作，2小时消耗的电能是4.4kW·h。
18.如图甲所示，灯泡L标有“20V 8W”的字样，把它与滑动变阻器R′串联接入电路，电源电
压恒为25V，灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。求：
（1）当灯泡L正常发光时，整个电路1min内消耗的电能；
（2）移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡L消耗的实际功率为3W，滑动变阻器连入电路的电阻
值为多少？滑动变阻器消耗的电功率为多少？
【解析】（1）已知灯泡的额定电压为20V，由图象知，当灯泡的电压为U ＝20V时，通过的
额
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学科网（北京）股份有限公司电流I ＝0.4A，
额
由于串联电路电流处处相等，所以电路中的电流为I＝I ＝0.4A，
额
此时整个电路1min内消耗的电能：W＝UIt＝25V×0.4A×1×60s＝600J；
（2）由图象知，当灯泡实际功率P ＝3W时，U ＝10V，I ＝0.3A，
实 实 实
滑动变阻器两端的电压：U′＝U﹣U ＝25V﹣10V＝15V，
实
通过的电流为I′＝I ＝0.3A，
实
由I＝ 可得，滑动变阻器连入电路的电阻值：R′＝ ＝ ＝50Ω；
滑动变阻器消耗的功率：P′＝U′I′＝15V×0.3A＝4.5W。
答：（1）当灯泡L正常发光时，整个电路1min内消耗的电能为600J；（2）移动滑动变阻器
的滑片P，使灯泡L消耗的实际功率为3W，滑动变阻器连入电路的电阻值为50Ω；变阻器消耗的电
功率为4.5W。
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