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專題26電功率
一、電功率
1．定義：電功率等于電功和時(shí)間之比。
2．意義：表示消耗電能的快慢。
3．符號：P
4．單位：瓦特（瓦，W），常用單位為千瓦（kW），1 kW＝103 W
（1）第一種單位：P——電功率——瓦特（W）；W——電功——焦耳（J）；t——通電時(shí)間——秒（s）。（2）第二種單位：P——電功率——千瓦（kW）；W——電功——千瓦時(shí)（kW·h）；t——通電時(shí)間——小時(shí)（h）。
5．電功率的定義式： 推導(dǎo)式：W=Pt
電功率計(jì)算公式：=UI（適用于所有電路）
對于純電阻電路可推導(dǎo)出：P=I2R=
串聯(lián)電路中電流處處相等，比較用電器消耗功率的多少一般采用P=I2R，并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，比較用電器消耗功率的多少一般采用P=。
二、額定功率和實(shí)際功率
電燈泡上的“PZ220 25”表示額定電壓是220 V，額定功率是25 W。
1．額定電壓U額是用電器正常工作時(shí)的電壓，也就是用電器上標(biāo)著的電壓值。
額定功率P額是用電器在額定電壓下的功率，也就是用電器上標(biāo)著的功率值。
用電器上標(biāo)出的電流是當(dāng)用電器兩端加上額定電壓時(shí)通過它的電流。P額=U額I額。
額定功率是用電器的重要性能指標(biāo)，在設(shè)計(jì)用電器時(shí)必須確定它的性能和工作條件。
2．實(shí)際功率是用電器在非額定電壓下實(shí)際消耗的功率，燈炮的亮度就由實(shí)際功率決定。由公式P=UI可知實(shí)際功率的大小隨用電器兩端電壓的變化而變化。
3．實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系：
（1）U實(shí)=U額，則P實(shí)=P額，用電器正常工作；
（2）U實(shí)（3）U實(shí)>U額，則P實(shí)>P額，可能損壞用電器。
4．（1）對某個(gè)用電器而言，其額定電壓、額定功率的值只有一個(gè)，實(shí)際功率隨電壓變化而變化。實(shí)際電壓、實(shí)際電功率的值有無數(shù)個(gè)。
（2）若用電器電阻R不變，根據(jù)，如果U減小為原來的，則P變?yōu)樵瓉淼摹?br/>（3）燈L1“220 V 100 W”，燈L2“220 V 25 W”，由可知，L1燈絲電阻小，L1燈絲粗短，L2燈絲細(xì)長。判斷燈絲電阻口訣：“大（功率）粗短，小細(xì)長”（U額 相同）。兩燈串聯(lián)時(shí)，由，可知燈L2亮，兩燈并聯(lián)時(shí)，由可知燈L1亮。
串、并聯(lián)電路的電功率比值問題 ①首先明確串、并聯(lián)純電阻電路中的相關(guān)電功率、電熱、電功的分配規(guī)律，在串聯(lián)電路中，在并聯(lián)電路中，。②根據(jù)已知條件，利用控制變量靈活選擇電功、電功率、電熱公式，然后以“”的比值為突破口進(jìn)行求解。 注意：①對于含表類型和電路連接方式都不明確的電路要利用假設(shè)法先判斷電表類型，然后再根據(jù)以上步驟求解。②求“電阻”之比是破解此類問題的關(guān)鍵。③若題中出現(xiàn)“用電器的銘牌”可直接根據(jù)R=U額2/P額求電阻之比。
考點(diǎn)1 電功率的計(jì)算
【例1】（2023 青島）有一塊手機(jī)用的電池，上面標(biāo)明電壓為，容量為，它充滿電后大約儲存的電能為　　
A． B． C． D．
【答案】
【分析】知道電池的容量，根據(jù)求出電池儲存的電荷量，根據(jù)求出電流做的功即為儲存的電能。
【解答】解：手機(jī)用的電池充滿電后，儲存的電荷量：，
充滿電后儲存的電能：，故正確，錯(cuò)誤。
故選：。
1．（2022秋 龍亭區(qū)校級期末）如圖所示，電源電壓不變，只閉合開關(guān)，電流表示數(shù)為，再閉合，電流表示數(shù)變化了。則同時(shí)閉合、后，相同時(shí)間內(nèi)、消耗的電能之比是　　
A． B． C． D．
【答案】
【分析】當(dāng)只閉合時(shí)，單獨(dú)接入電路；再閉合時(shí)，、并聯(lián)；
已知電流表前后兩次示數(shù)關(guān)系，可以得到通過兩只電阻的電流，利用公式比較消耗的電能。
【解答】解：
由圖知，只閉合時(shí)，單獨(dú)接入電路，電流表測的電流，則；
再閉合時(shí)，、并聯(lián)，電流表測干路中的電流，
兩只開關(guān)都閉合時(shí)，由于并聯(lián)電路中各電阻互不影響，所以通過的電流仍然為，
電流表示數(shù)變化了，則說明通過的電流為，
由于并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，則，所以，在相同時(shí)間內(nèi)、消耗的電能之比為：。
故選：。
2．（2023 射洪市校級模擬）如圖甲所示，電路的電源電壓不變，燈泡標(biāo)有“”字樣。閉合開關(guān)，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)，描繪出的圖如圖乙所示　　
A．滑動(dòng)變阻器的阻值減小，電流表與電壓表的示數(shù)均減小
B．由乙可知，燈泡的阻值在減小
C．當(dāng)電流為時(shí)，內(nèi)電路消耗的電能為
D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為
【答案】
【分析】由電路圖可知，燈泡、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流：
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值減小時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓變小，所以電壓表示數(shù)變小。同時(shí)，電路中的總電阻變小，由于電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律，可知電路電流增大，據(jù)此判斷即可；
（2）根據(jù)求出燈泡的額定電流，然后與從圖象中讀出的最大電流相比較確定燈泡能正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為零，燈泡兩端的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)燈泡的電阻；
（3）滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí)，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，根據(jù)圖乙可知電路中的最小電壓和電壓表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，再根據(jù)歐姆定律求出兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)求出燈泡的實(shí)際功率，利用歐姆定律求出此時(shí)燈泡的電阻，然后得出燈絲電阻是否變化。
【解答】解：．如圖甲所示，該電路為串聯(lián)電路，其中電流表測量電路電流，電壓表測量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值減小時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓變小，所以電壓表示數(shù)變小。同時(shí)，電路中的總電阻變小，由于電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律，可知電路電流增大，所以電流表示數(shù)增大。故不符合題意；
．由題意可知，燈泡的額定電壓為，額定電功率為，可得出燈泡的額定電流為，
正常工作時(shí)燈泡的電阻為，
由圖乙知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片置于最左端時(shí)，電壓表示數(shù)為0，電路中只有小燈泡連接，電源電壓即為燈泡兩端的電壓。此時(shí)，電流表的示數(shù)為，說明燈泡正常工作，燈泡兩端電壓為，故電源電壓為，此時(shí)燈泡的電阻為。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片置于最右端時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為。燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電源電壓不變，所以此時(shí)燈泡兩端的電壓為，通過燈泡的電流為，
故此時(shí)燈泡的電阻為，
所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從最右端逐漸滑至最左端時(shí)，燈泡的阻值增大。故不符合題意；
．由選項(xiàng)分析可知，電源電壓為，當(dāng)電流為時(shí)，內(nèi)電路消耗的電能為，故不符合題意；
．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為。燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電源電壓不變，所以此時(shí)燈泡兩端的電壓為，通過燈泡的電流為，故燈泡的實(shí)際功率為，故符合題意。
故選：。
3．（2023 龍崗區(qū)二模）甲圖是反應(yīng)身體柔韌水平的“坐位體前屈測量儀”，乙圖是其內(nèi)部電路圖（電源電壓恒定），兩個(gè)身形接近但柔韌性差異較大的同學(xué)先后推動(dòng)擋板進(jìn)行測量，“顯示器”示數(shù)的大小能夠反映柔韌性的好差。下列與測量儀有關(guān)的說法正確的是　　
A．“顯示器”是電壓表
B．柔韌性好的同學(xué)測量時(shí)，電阻絲接入電路中的電阻更大
C．柔韌性差的同學(xué)測量時(shí)，電路中的電流較小
D．通過電阻的電流做功會消耗電能，為了節(jié)約電能，可以將去掉
【答案】
【分析】（1）根據(jù)顯示器串聯(lián)在電路中結(jié)合電壓表和電流表的使用方法分析電表的類型；
（2）根據(jù)圖乙結(jié)合柔韌性好的同學(xué)測量時(shí)滑片的位置分析電阻絲接入電路的長度變化，進(jìn)而分析出電阻絲接入電路中電阻的變化；
（3）根據(jù)圖乙結(jié)合柔韌性差的同學(xué)測量時(shí)滑片的位置分析電阻絲接入電路中電阻的變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知電路中的總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律求出電路中電流的變化；
（4）根據(jù)圖乙可知滑片移到最左端時(shí)電阻絲接入電路的電阻為零分析電路中串聯(lián)的必要性。
【解答】解：、由圖乙可知，顯示器串聯(lián)在電路中，因此顯示器應(yīng)為電流表，故錯(cuò)誤；
、由圖乙可知，柔韌性好的同學(xué)測量時(shí)，滑片更加靠近電阻絲的左端，電阻絲接入電路的長度更短，因此電阻絲接入電路中的電阻更小，故錯(cuò)誤；
、由圖乙可知，柔韌性差的同學(xué)測量時(shí)，滑片更加靠近電阻絲的右端，電阻絲接入電路的電阻較大，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，此時(shí)電路中的總電阻較大，由歐姆定律可知，電路中的電流較小，故正確；
、由圖乙可知，若去掉，當(dāng)滑片移到最左端時(shí)，電阻絲接入電路的電阻為零，會引起電源短路，因此，為了保護(hù)電路，不能將去掉，故錯(cuò)誤。
故選：。
考點(diǎn)2 額定功率和實(shí)際功率
【例2】（2023 廣饒縣模擬）甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示，下列說法中正確的是　　
A．兩燈均正常發(fā)光時(shí)，乙燈消耗的電能較多
B．兩燈均正常發(fā)光時(shí)，甲燈的電阻小于乙燈的電阻
C．將乙燈接入的電路中，它的實(shí)際功率為
D．兩燈串聯(lián)在的電路中，甲燈比乙燈亮
【答案】
【分析】由燈的銘牌知道燈的額定電壓和額定功率，可以求出①燈絲的電阻，②正常發(fā)光一段時(shí)間消耗的電能，③在實(shí)際電壓下的實(shí)際功率。
【解答】解：、兩燈均正常發(fā)光時(shí)，乙的電功率大，因?yàn)椴恢腊l(fā)光時(shí)間是否相同，所以不能比較兩燈消耗的電能的多少，故錯(cuò)；
、兩燈均正常發(fā)光時(shí)，額定電壓相同都等于，
燈絲電阻，甲燈額定功率小于乙燈的額定功率，
甲燈的電阻大于乙燈的電阻，故錯(cuò)；
、將乙燈接在的電路中，
；
，故錯(cuò)。
、由知道甲燈的電阻大于乙燈的電阻，當(dāng)兩燈串聯(lián)時(shí)，通過的電流相等，
，
甲燈的實(shí)際功率比乙燈的大，
當(dāng)兩燈串聯(lián)接在電路中，甲燈比乙燈亮，故正確。
故選：。
1．（2022秋 許昌期末）將標(biāo)有“”和“”的甲、乙兩只小燈泡串聯(lián)起來，接在電壓為的電源兩端，接通電路后，以下說法正確的是　　
A．兩只小燈泡都不能正常發(fā)光
B．兩只小燈泡兩端電壓相等
C．通過乙燈的電流較大，所以乙燈較亮
D．通過甲燈的電流較大，所以甲燈較亮
【答案】
【分析】（1）已知兩燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)求出兩燈泡的額定電流，利用歐姆定律求出兩燈泡的電阻；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)比較通過兩燈泡的電流關(guān)系，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，然后與兩燈泡的額定電流相比較判斷兩燈泡是否正常工作，根據(jù)比較兩燈泡的實(shí)際功率關(guān)系判斷亮暗關(guān)系。
【解答】解：（1）由可得，兩燈泡的額定電流：
，，
由可得，兩燈泡的電阻：
，；
甲、乙兩只小燈泡串聯(lián)起來，接在電壓為的電源兩端時(shí)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，通過兩燈泡的電流相等，故、不正確；
（2）因串聯(lián)電路中各處的電流相，但兩燈泡電阻不相等，所以電壓不等，故錯(cuò)誤；
（3）因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
，
因，
所以，兩燈泡均不能正常發(fā)光，
由可知，乙燈泡的電阻較大，實(shí)際功率較大，燈泡較亮，故正確；
故選：。
2．（2022秋 三河市期末）甲、乙兩只電熱杯及其銘牌如圖所示，若它們的電阻不隨溫度的變化而改變，則下列說法中正確的是　　
A．甲的電阻小于乙的電阻
B．兩電熱杯均正常工作時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能一樣多
C．若將乙接在電壓為的電路中，它的實(shí)際功率為
D．若將兩電熱杯串聯(lián)后接在電壓為的電路中，相同時(shí)間內(nèi)甲產(chǎn)生的熱量較多
【答案】
【分析】（1）用電器正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)可知，用電器消耗的電能與用電器的功率和通電時(shí)間有關(guān)；
（2）兩電熱杯的額定電壓相同、甲的額定功率較大，根據(jù)比較兩電熱杯的阻值關(guān)系；
（3）根據(jù)求出乙電熱杯的電阻，再根據(jù)求出乙接入的電路中時(shí)的實(shí)際功率；
（4）兩電加熱器串聯(lián)時(shí)通過它們的電流相等，根據(jù)比較兩電加熱器的實(shí)際功率關(guān)系。
【解答】解：、兩電熱杯的額定電壓相同、甲的額定功率較大，根據(jù)的變形式可知，乙的電阻較小，故錯(cuò)誤；
、根據(jù)可知，用電器消耗電能的多少與時(shí)間和功率有關(guān)，只知道功率不知道時(shí)間，所以無法比較消耗電能的多少，故錯(cuò)誤；
、根據(jù)可得，乙的電阻，
將乙接入的電路中，它的實(shí)際功率，故錯(cuò)誤；
、若將兩電熱杯串聯(lián)后接在電壓為的電路中，通過它們的電流相等，甲的電阻大，根據(jù)可知，相同時(shí)間內(nèi)甲產(chǎn)生的熱量較多，故正確。
故選：。
3．（2022秋 綏寧縣期末）兩盞電燈分別標(biāo)有“”和“”的字樣，當(dāng)它們都正常發(fā)光時(shí)，比較它們的亮度，可知　　
A．“”燈較亮 B．“”燈較亮
C．兩盞燈一樣亮 D．條件不足無法比較
【答案】
【分析】燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡的實(shí)際功率等于其額定功率；燈泡的亮度由實(shí)際功率決定。
【解答】解：當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡的實(shí)際功率等于其額定功率；
因兩燈的額定功率分別為和，則當(dāng)它們都正常發(fā)光時(shí)，它們的實(shí)際功率分別為和，由于燈泡的亮度由實(shí)際功率決定，所以“”燈泡較亮，故正確。
故選：。
考點(diǎn)3 實(shí)驗(yàn)：測量小燈泡的電功率
【例3】（2023 陜西）如圖，是“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓為且保持不變，小燈泡的額定電壓為。
（1）連接如圖所示電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最 　 　（選填“左”或“右” 端。
（2）閉合開關(guān)，觀察到小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，兩表的示數(shù)均無變化，則故障原因可能是 　　。
（3）排除故障后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，多次實(shí)驗(yàn)并將數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄在如表中。分析表中信息，回答下列問題。
實(shí)驗(yàn)序號 電壓 電流 燈泡的亮度 電功率
1 0.5 0.20 不亮 0.10
2 1.0 0.24 暗 0.24
3 2.0 0.32 較暗 0.64
4 2.5 正常亮
5 3.0 0.38 很亮 1.14
①小燈泡在額定電壓下工作時(shí)，電流表的指針位置如圖所示，則電流表示數(shù)為 　　，小燈泡的額定功率為 　　。
②第1次實(shí)驗(yàn)中，小燈泡不亮的原因可能是 　　。
③分析數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)，通過小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因可能是 　　。
（4）本次實(shí)驗(yàn)所選用的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是 　　。
【答案】（1）右；（2）小燈泡斷路；（3）①0.36；0.9；②小燈泡實(shí)際功率太小；③燈絲電阻隨溫度的升高而增大；（4）。
【分析】（1）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處；
（2）閉合開關(guān)，觀察到小燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，說明電路可能斷路，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了；
（3）①根據(jù)圖電流表選用的量程確定分度值讀數(shù)，利用求出小燈泡的額定功率；
②燈泡的亮度由實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，燈泡亮度越亮；
③燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
（4）根據(jù)表中第1組數(shù)據(jù)利用串聯(lián)電路電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，據(jù)此確定滑動(dòng)變阻器的規(guī)格。
【解答】解：（1）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處，即最右端；
（2）閉合開關(guān)，觀察到小燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，說明電路可能斷路，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了，即故障原因可能是小燈泡斷路；
（3）①小燈泡在額定電壓下工作時(shí)，電流表的指針位置如圖所示，電流表選用小量程，分度值，其示數(shù)為，則小燈泡的額定功率為：
；
②由表中數(shù)據(jù)可知，在第1次實(shí)驗(yàn)中，兩表均勻示數(shù)，說明電路是通路，小燈泡不亮，說明小燈泡實(shí)際功率太小；
③由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡兩端電壓增大，通過燈泡的電流也增大，根據(jù)可知，燈泡功率變大，溫度升高，燈絲電阻隨溫度的升高而增大，故通過小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為時(shí)，通過燈泡的電流為，由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為，
則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為：
，故選：。
故答案為：（1）右；（2）小燈泡斷路；（3）①0.36；0.9；②小燈泡實(shí)際功率太小；③燈絲電阻隨溫度的升高而增大；（4）。
1．（2022秋 深圳期末）在“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，圖甲是某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的電路，電源電壓保持不變。
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖甲中完成電路連接，要求滑片向右端滑動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大；
（2）檢查無誤后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近。移動(dòng)滑片，兩電表示數(shù)均無變化，則電路故障可能是 　 　；
（3）排除故障后，實(shí)驗(yàn)中測得五組數(shù)據(jù)，并繪制出定值電阻的圖像如圖乙所示。由圖像可得，實(shí)驗(yàn)中所用定值電阻的阻值為 　　；
（4）結(jié)合乙圖分析，本實(shí)驗(yàn)所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)不小于 　　；
（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明繼續(xù)利用該定值電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，測量標(biāo)有“”字樣的小燈泡的額定功率。實(shí)驗(yàn)步驟如下（請將下列填空補(bǔ)充完整）
①閉合開關(guān)，將開關(guān)置于位置2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為；
②　　，讀出電壓表的示數(shù)為；
③求得小燈泡額定功率為 　　。
【答案】（1）見解析；（2）定值電阻斷路；（3）5；（4）閉合開關(guān)，將開關(guān)置于位置1，保持滑片的位置不動(dòng)；0.15。
【分析】（1）滑片向右端滑動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，說明變阻器連入電路的阻值變小，據(jù)此連接電路；
（2）閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù)，說明電路可能斷路，電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，與電壓表并聯(lián)的電路斷路了；
（3）根據(jù)圖乙圖像，選擇一組兩端電壓和通過的電流值，根據(jù)歐姆定律計(jì)算的阻值；
（4）由歐姆定律可知，當(dāng)兩端電壓最小時(shí)，變阻器兩端電壓最大，由圖像讀出此時(shí)變阻器的電流，根據(jù)歐姆定律計(jì)算即可；
（5）若該電路中沒有電流表，電壓表和定值電阻應(yīng)起到測量電流的作用，故將燈與定值電阻串聯(lián)后再與變阻器串聯(lián)；要測燈的額定功率，首先使燈正常發(fā)光，先將電壓表與燈并聯(lián)，通過移動(dòng)滑片的位置，使燈的電壓為額定電壓；保持滑片位置不動(dòng)，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電壓表測燈與定值電阻的電壓，因此時(shí)各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，可求出此時(shí)定值電阻的電壓，由歐姆定律可求出燈的額定電流，根據(jù)可求出燈的額定功率。
【解答】解：（1）探究電流與電壓關(guān)系，定值電阻與變阻器串聯(lián)，電壓表測量定值電阻電壓，電流表測量定值電阻電流，要求滑片向右端滑動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，則變阻器滑片向右移動(dòng)，接入電路中電阻變小，則變阻器下端應(yīng)接接線柱，如圖所示：
；
（2）檢查無誤后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù)，說明電路某處斷路；電壓表示數(shù)接近，說明電壓表能與電源連通，則電路故障可能是與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路。
（3）由圖像與歐姆定律得，實(shí)驗(yàn)中所用定值電阻的阻值為；
（4）由圖像知，第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路中電流為，定值電阻的電壓為時(shí)，變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)變阻器的電壓為，
由歐姆定律得，此時(shí)變阻器接入電路中的阻值為，
則本實(shí)驗(yàn)所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)不小于。
（5）由圖丙得，①閉合開關(guān)，將開關(guān)置于位置2，燈泡與定值電阻串聯(lián)，電壓表測量燈泡電壓，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；
②閉合開關(guān)，將開關(guān)置于位置1，保持滑片的位置不動(dòng)。
此時(shí)電路連接不變，燈泡仍然正常發(fā)光，電壓表測量燈泡與定值電阻的總電壓，讀出電壓表的示數(shù)為；
③小燈泡的額定電流為，
小燈泡額定功率為。
故答案為：（1）見解析；（2）定值電阻斷路；（3）5；（4）閉合開關(guān)，將開關(guān)置于位置1，保持滑片的位置不動(dòng)；0.15。
2．（2023 海拉爾區(qū)模擬）在“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6Ⅴ，小燈泡額定電壓為2.5Ⅴ（燈絲電阻約為。
（1）能順利完成該實(shí)驗(yàn)探究，下列兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 　　；
“”的滑動(dòng)變阻器
“”的滑動(dòng)變阻器
（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物電路連接完整（要求：滑片右移燈泡變亮）；
（3）閉合開關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器的滑片移至阻值最大端；閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，小燈泡不亮的原因是 　　；
（4）排除故障后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向 　　端移動(dòng)（選填“”或“” ；
（5）通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示。分析圖象可知：該小燈泡正常發(fā)光時(shí)額定功率為 　　。
【答案】（1）；（2）見解析；（3）燈泡短路；（4）；（5）0.5。
【分析】（1）根據(jù)歐姆定律計(jì)算燈泡的額定電流，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律計(jì)算滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（2）滑片右移燈泡變亮，所以滑動(dòng)變阻器選擇右下接線柱接入電路，根據(jù)燈泡額定電流確定電流表量程，把電流表串聯(lián)在電路中；
（3）燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，說明電壓表與導(dǎo)線并聯(lián)接入電路；
（4）根據(jù)電壓表量程，讀出電壓表示數(shù)，要測量燈泡額定功率，電壓表示數(shù)要變大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律、串聯(lián)分壓原理可知滑動(dòng)變阻器兩端電壓變小，滑動(dòng)變阻器電阻變小；
（5）根據(jù)圖丙，讀出額定電壓下的額定電流，由計(jì)算燈泡額定功率。
【解答】解：（1）根據(jù)燈泡額定電壓、電阻約、電源電壓，則燈泡的額定電流，
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，則燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，
串聯(lián)電路各處的相等，由歐姆定律可得此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，所以滑動(dòng)變阻器電阻最大阻值應(yīng)該大于，則應(yīng)該選擇“”，故選；
（2）滑片右移燈泡變亮，所以滑動(dòng)變阻器選擇右下接線柱接入電路，燈泡額定電流大約，電流表選擇量程，串聯(lián)在電路中，如圖所示：
（3）燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，說明電壓表與導(dǎo)線并聯(lián)接入電路，則可能與電壓表并聯(lián)的燈泡短路；
（4）根據(jù)電壓表量程，分度值，則電壓表示數(shù)為，要測量燈泡額定功率，電壓表示數(shù)應(yīng)變大到，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知需減小滑動(dòng)變阻器兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)電阻變小，所以滑片應(yīng)向端移動(dòng)；
（5）根據(jù)圖丙，當(dāng)電壓為額定電壓時(shí)，電流，燈泡的額定功率。
故答案為：（1）；（2）見解析；（3）燈泡短路；（4）；（5）0.5。
3．（2023 寬甸縣模擬）實(shí)驗(yàn)室購買了一批小燈泡，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)其中有一只小燈泡上標(biāo)有“”字樣，小明想知道其額定功率。老師告訴他燈泡的電阻約，并給他準(zhǔn)備了如下器材：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器 “”、滑動(dòng)變阻器 “”、電源（電壓恒為、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
（1）按如圖甲的電路圖連接實(shí)物，為了防止小燈泡被燒壞，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器 　　（選填“”或“” 連入電路，電壓表的量程選擇 　　（選填“”或“” 。
（2）將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最 　　（選填“左”或“右” 端，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使燈泡兩端電壓逐漸增大到，并讀出對應(yīng)的電流值，繪制出了如圖乙所示的曲線。由圖乙可知小燈泡的額定功率為 　　，通過小燈泡的電流與它兩端的電壓并不成正比，其原因是 　　。
（3）小強(qiáng)也想測燈泡的額定功率，老師給他一個(gè)額定電流為的小燈泡和一個(gè)阻值為的定值電阻，電源電壓未知。小強(qiáng)設(shè)計(jì)的電路圖如圖丙所示，請將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。
①閉合開關(guān)、，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為 　　；
②保持滑片的位置不變，斷開開關(guān)，閉合開關(guān)，電流表示數(shù)為；將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為，則電源電壓為 　　；
③小燈泡的額定功率：　　。
【答案】（1）；；（2）右；0.625；燈泡的電阻是變化的；（3）①0.3；②6；③0.9。
【分析】（1）圖甲中燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電源電壓恒為，小燈泡的額定電壓為，燈絲電阻的最小值約為，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律結(jié)合串聯(lián)分壓原理可知，代入數(shù)據(jù)解方程可得燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器接入電路的阻值，據(jù)此選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；
電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路，根據(jù)燈泡的額定電壓選擇電壓表的量程；
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處；由圖乙可知燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)計(jì)算小燈泡的額定功率；
燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，燈泡的電阻是變化的；
（3）①閉合開關(guān)、，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電流表測通過電路的電流，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；
②保持滑片的位置不變，斷開開關(guān)，閉合開關(guān)，定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電流表示數(shù)為；
將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端，此時(shí)電路為定值電阻的簡單電路，電流表的示數(shù)為，根據(jù)計(jì)算電源電壓和滑片位置不變時(shí)定值電阻兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律計(jì)算此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
根據(jù)計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡兩端的電壓；
③根據(jù)計(jì)算小燈泡的額定功率。
【解答】解：（1）圖甲中燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電源電壓恒為，小燈泡的額定電壓為，燈絲電阻的最小值約為，
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，代入數(shù)據(jù)可得，解得，所以為了防止小燈泡被燒壞，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器連入電路；
燈泡的額定電壓為，電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路，所以電壓表的量程應(yīng)選擇；
（2）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處，由圖甲可知應(yīng)將滑片移到最右端；
由圖乙可知燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為，則小燈泡的額定功率為；
由圖乙可知通過小燈泡的電流與它兩端的電壓并不成正比，其原因是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，即燈泡的電阻是變化的；
（3）用圖丙所示電路測量額定電流為的小燈泡的額定功率，步驟如下：
①閉合開關(guān)、，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電流表測電路中的電流，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為，此時(shí)燈泡正常發(fā)光（如下面圖；
②保持滑片的位置不變，斷開開關(guān)，閉合開關(guān)，此時(shí)定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電流表示數(shù)為（如下面圖；
將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端，此時(shí)電路為定值電阻的簡單電路（如下面圖，電流表的示數(shù)為，則電源電壓為；
圖2中定值電阻兩端的電壓：，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：，
圖1和圖2中變阻器接入電路的阻值相同，則燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器兩端的電壓：，
則燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡兩端的電壓：，
③小燈泡的額定功率：。
故答案為：（1）；；（2）右；0.625；燈泡的電阻是變化的；（3）①0.3；②6；③0.9。

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