人教版九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练专题06《电功与电功率》压轴培优题型训练【七大题型】(原卷版+解析)

专题06《电功与电功率》压轴培优题型训练【七大题型】TOC\o"1-3"\h\u【题型1电功与电能的计算】 1【题型2电功计算公式的应用】 7【题型3电能表】 9【题型4电功率与电能、时间的关系】 11【题型5电功率与电压、电流的关系】 12【题型6电功率的计算】 15【题型7额定功率与实际功率】 20【题型1电功与电能的计算】 1．（2023春•渝中区校级期中）如图所示是电阻RA和RB的I﹣U图像，由图像可知（）A．RA＞RB B．若将A、B串联接入电路，闭合开关后，它们两端的电压UA：UB＝1：2 C．若将A、B并联接入电路，闭合开关后，干路电流为0.9A时，电源电压是6V D．若将A、B串联接入电路，闭合开关后，相同时间它们消耗的电能WA：WB＝2：12．（2023•获嘉县二模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，闭合开关，电流表指针几乎不偏转，电压表指针大幅度偏转，则电路的故障可能是滑动变阻器处。排除故障后，把滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，两电表的示数变化如图乙所示，综合以上信息可知此电路电源的电压为V；若该电路以最大电功率工作10s，将消耗电能J。3．（2023•获嘉县校级模拟）如图所示为定值电阻R和小灯泡L的U﹣I图像，当将它们并联接入电源电压为2V的电路中时，小灯泡正常发光，则小灯泡正常发光时的电阻为Ω，位于干路上的电流表的示数为A。当将定值电阻和小灯泡串联时，通过定值电阻的电流为0.1A，通电30s，电路消耗的电能为J。4．（2022秋•天心区期末）如图所示，已知电源电压为60V且保持不变，电阻R1标有“35V245W”的字样，R2是一个最大阻值为70Ω的滑动变阻器，电阻R3的额定电流为7A（不计温度对电阻的影响）。则：（1）R1正常工作100s消耗的电能为J；（2）闭合S，当R2的阻值为Rm时，V1的示数为U1，V2的示数为U2；当R2的阻值为R0时，V1的示数为U1'，V2的示数为U2'；已知U1'＝，U2'＝，U1＝，求R3的阻值为Ω。5．（2021秋•淮北期末）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表的示数随电流表的示数变化的图像如图乙所示。当滑动变阻器的电阻丝接入电路的长度为总长度的时，通电10s，该电路消耗的电能为J。6．（2023•工业园区校级模拟）如图所示，电源两端电压U＝3V保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在AB中点时，电压表示数为U1，电流表示数为I1；当滑动变阻器滑片P移至B端时，电压表示数为U2，电流表示数为I2；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片P移至A端时，电流表示数为I3；已知R2＝1Ω，U1：U2＝3：4，I2：I3＝1：6，则R1的电阻值为Ω。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在中点时，通电1min，电路消耗的电能是J。7．（2023•白云区二模）创建生态文明城市需要我们共同关注环境，我市某兴趣小组为了检测空气质量的指数，设计了如图甲所示的检测电路。R为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示，已知电源电压为6V保持不变，R0＝10Ω，当电压表示数为3V时，求：（1）通过R0的电流；（2）2min内R0消耗的电能；（3）此时空气质量指数。8．（2023春•金溪县校级月考）如图所示电路，电源电压恒为10V，灯泡L标有“4V1.6W”，滑动变阻器R标有“1A”，电流表A1和A2的量程均为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，不计温度对灯泡电阻的影响。只闭合开关S2时，电压表的示数为2V；闭合所有开关，将滑动变阻器滑片滑到最左端，此时电流表A2示数为0.5A。求：（1）R0的阻值；（2）滑动变阻器R的最大阻值；（3）改变开关状态，在电路安全的情况下，通电1分钟整个电路消耗的最大电能是多少J？9．（2023•成都校级开学）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，R1＝6Ω，灯L标有“3V3W”字样，电流表量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2标有“12Ω1A”字样；只闭合S1时，小灯泡正常发光。求：（1）只闭合S2，移动变阻器的滑片，当电压表示数为6V时，求变阻器连入电路中的阻值；（2）保证电路安全情况下通电50s，请计算出电路消耗的最大电能和最小电能的差值。10．（2023春•根河市校级月考）一实验小组设计了如图甲的电路图，研究灯泡的电流与电压的关系，电源电压为9V保持不变，灯泡L标有“6V1A”字样，滑动变阻器R的最大阻值为30Ω，根据实验数据，画出灯泡的电流跟其两端电压关系如图乙所示，求：（1）灯泡L正常发光时电阻是多少？（2）当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入的阻值是多少？（3）请根据图乙分析，当滑动变阻器接入阻值是7.5Ω时，电流表示数为多少？10s电路消耗的电能为多少？11．（2021秋•景县期末）小萱有一款带USB接口的小电扇，如图甲所示，该风扇部分参数见表1．她还有一只移动电源，如图乙，其主要参数见表2．求：表1产品类别××型USB电风扇额定电压5V额定功率3W高度29cm网罩直径20cm表2产品类别××移动电源产品类型聚合物锂电池输入电压5V输出电压5V电池容量5000mAh（1）该电扇正常工作1h所消耗的电能；（2）用乙图中的移动电源为该电扇供电，最多能支持电扇正常工作多长时间？12．（2022•汕头模拟）当前“雾霾”成为全社会关注的热点，雾霾笼罩已经严重污染了空气质量。为了缓解空气污染，我国多地市启动了“光伏工程”示范项目，在屋顶安装太阳能光伏板，利用太阳能电池在太阳光照射下发电。如图所示是某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。请回答：（1）雾是空气中的水蒸气形成的；（2）光伏发电系统发电时，能转化为能；（3）按一天的有效光照时间8h计算，某中学光伏发电系统一天共发电kW•h，这些发电量如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧kg煤；（煤的热值q煤＝3.0×107J/kg）（4）你一定很关注“雾霾天气”的报道，请结合所了解的知识，谈谈家庭光伏发电的优点：（谈一点即可）。【题型2电功计算公式的应用】 13．（2021秋•望城区期末）（多选）充电宝内部主要部件是锂电池，充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量，民航局规定充电宝额定容量不超过100W•h，无需航空公司批准。严禁携带额定容量超过160W•h的充电宝乘机，则电压为3.7V、容量为下列数值的充电宝，无需航空公司批准就可以带上飞机的是（）A．10000mA•h B．40000mA•h C．50A•h D．20A•h14．（2022•上海模拟）通过某导体的电流为0.4安，10秒内电流对导体所做的功为24焦，则通过导体横截面的电荷量为库，导体两端的电压为伏；若导体两端的电压升高为原来的两倍，导体此时的电阻为欧。15．（2023•工业园区校级模拟）随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，回答下列有关问题。项目指标参数工作电压15V功率30W电池容量2000mAh（1）扫地机器人具有主动躲避障碍物的功能，它在运动时电能转化为能，当扫地机器人在匀速清扫过程中，此种能量（变大/不变/变小）。（2）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1h。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作h。（3）机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为m。（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）16．（2022•日照模拟）（1）科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，德国物理学家最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即数学表达式。（2）某市建立的垃圾焚烧电厂，年处理垃圾可达2.0×105t。生活垃圾的平均热值约为6.3×106J/kg，每完全燃烧1t生活垃圾可放出的热量是J，实际燃烧1t生活垃圾可获得7.56×108J的电能，那么生活垃圾燃烧发电的效率是。（3）如图1所示，丝绸摩擦过的玻璃棒带电，它能吸起一块橡皮大小且不带电的“碳海绵”，是因为“碳海绵”的密度很小，带电体具有的性质。（4）如图所2示电路，导线a的一端固定连接在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡亮暗会发生变化。这个实验说明导体的电阻与有关，受此启发，人们制造了一种可以改变电阻的元件，叫做。（5）如图3所示，在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线和指针偏转可知：电池的电压为V，在盐水中，正电荷不断地在铜片聚集，负电荷不断地在锌片聚集，盐水中电流的方向是。（6）如图所示，电源电压保持不变，a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b处相接时，电压表示数为6.0V；使a与b处断开，然后与c处相接，闭合开关S后，电压表示数为4.5V，这时灯泡L1两端的电压为V，灯泡L2两端的电压为V。（7）一手机电池上面标明电压为3.7V，容量为2000mA•h，充满电后储存的电能为J。当电池电量低于20%时必须充电，否则对电池造成极大危害，小明用它玩游戏时，电流为200mA，可用手机玩游戏的最长时间为h。17．（2023•渭滨区二模）如图是正在充电的某款智能电动汽车，衡量电池性能的一个重要参数是能量密度，电池能量密度指的是电池平均单位质量所释放出的电能。电池储能效率是指电池储存起来的电能与输入能量的比。电池输出的电能有80%用于维持车辆行驶，并在剩余10%时启动系统低电量保护而无法行驶。该款电动汽车的部分参数如表1；若某次楚杭驾驶该车在高速公路行驶，时刻仪表盘显示：输出P＝10kW，速度v＝100km/h，剩余电量60%。（1）该款智能电动汽车配备的电池质量是多少？（2）该款智能电动汽车在该路段行驶时的阻力为多少？（3）若此地距目的地还有250km，前方距此50km左右有1个可以充电的服务区，楚杭是否需要在前方服务区充电？（4）表2为服务区充电桩及铭牌上的部分参数，充电桩把交流电转换为直流电给智能电动汽车充电。从剩余10%电池容量到充电至90%电池容量，在额定状态下需要多长时间？表1整车质量1500kg电池储能效率60%电池容量60kW•h电池能量密度0.15kW•h/kg表2×××落地式充电桩额定输入电压：220V交流额定输出电压：500V直流额定输入电流：100A交流额定输出电流：40A直流防护等级：IPS4使用环境：室外【题型3电能表】 18．（2022秋•桥西区校级期末）电能表的表盘如图所示，关于电能表下列说法正确的是（）A．电能表是直接测量电功率的仪表 B．“10（20）A”是说这个电能表的额定最大电流是10A C．表上数据显示该电能表累计消耗电能1215.0度 D．“600r/（kW•h）”表示接在此表上的用电器每消耗1kW•h的电能，表上的转盘转过600转19．（2023•黑龙江模拟）如图所示，电能表正常工作，通过的最大电流值是A；电能表记录电路消耗的电能是kW•h；电能表每转过1圈，电路中消耗的电能是J。20．（2023•肇东市校级一模）一个家用电能表的表盘面上有“3000revs/（kW•h）”字样。当某个电热水器单独使用时，电能表转盘在1min内转了60转，则该热水器消耗的电能是J，这个热水器在这段时间放出的热量可以使质量为kg的水温度升高10℃．[该热水器的加热效率84%，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]21．（2022秋•商河县期末）小明家电热吹风机的铭牌如表格所示，其工作原理如图甲所示。由于使用了多年，吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，电动机性能仍保持不变。为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风，发现电能表的转盘6min内转过132圈，电能表规格如图乙所示。问：电热吹风机额定电压/V220电热丝功率/W480电动机功率/W40（1）这段时间内电吹风消耗了多少电能？（2）氧化电热丝正常工作时的实际电阻值是多少？（3）此吹风机冷风状态下正常工作6min电流做功多少？【题型4电功率与电能、时间的关系】 22．（2023春•宝应县月考）你认为以下数据合理的是（）（1）1枚1元硬币质量约为6g（2）1度电可以使家用电风扇工作1h（3）超音速战斗机的最大速度可达540km/h（4）扬州地区夏季的最高温度约30℃（5）一只鸡蛋重约0.5N（6）刘翔110m跨栏的平均速度约为20m/s（7）水的密度为1.0kg/m3（8）学校课桌高约80dmA．（1）（5） B．（2）（4） C．（7）（8） D．（3）（6）23．（2023•梁溪区二模）洗发后，小丽站在镜子前用电吹风吹头发。（1）小丽发现镜面起雾，雾的形成是现象，过程中要热量。擦干镜子后，小丽看到镜子中自己正立、等大的像。（2）电吹风简化电路图如图所示，旋转扇形开关可实现断开、冷风、热风的转换，已知吹冷风时功率为100W，R＝48.4Ω，若家中只有电吹风工作，她用冷风、热风交替使用共5min，标有“1200imp/（kW•h）”的电能表指示灯闪烁90次，则消耗J电能，使用热风挡的时间为s。24．（2023•伊宁市校级二模）第24届冬奥会于2022年2月4日在北京召开彰显中国自信，奥运精神温暖人心；（1）如图是2022年北京冬奥会的会徽，名字叫“冬梦”，以汉字“冬”为灵感，运用书法艺术形态，传递出实现“三亿人参与冰雪运动”的目标。其中短道速滑是我国的一个优势项目，运动员在起跑时，冰刀用力向后蹬冰面，运动员向前跑出，这是因为力的作用是的；在滑行的过程中，以冰面为参照物运动员是的（选填“运动”或“静止”）；由于摩擦，冰刀的温度升高，这是通过的方式增加了冰刀的内能。（2）冬奥会投入使用的冬奥场馆“冰立方”，场馆依靠直径为13米的采光井及19根导光管将自然光引入室内，每月可节约用电2100kW•h，这些电能可供照明功率为10kW的场馆正常照明h；若这些能量由热值为3×107J/kg的焦炭燃烧获得，则至少需完全燃烧kg的焦炭。（3）冰壶被运动员掷出后，在冰面上减速滑行到停下的过程中，冰壶的平均速度与其被掷出时的速度成正比，冰壶的滑行时间也与其被掷出时的速度成正比。若冰壶以1.5m/s的速度被掷出时，在冰面上可滑行6m，则冰壶在冰面上滑行的距离为24m时，其掷出速度为m/s。25．（2023•惠民县二模）2021年4月21日，搭载华为智能无人驾驶解决方案的“赛力斯华为智选SF5”汽车上市。两驱版的“SF5”整车装备质量为2230kg，发动机最大功率为82kW，电动机最大功率为255kW，锂电池能量35kW•h，在纯电模式下可续航180km，油电混合模式下能实现续航超过1000km，还可通过车辆控制家中的智能家电。（1）若用功率为10kW的直流充电桩给“SF5”锂电池充满电，需要多少时间？（2）在纯电模式下，若车以108km/h的速度在水平路面匀速行驶，电动机能产生的最大牵引力是多少？（3）在发动机模式下，若试乘人员质量为70kg，汽车匀速行驶40km消耗了4kg汽油，受到的阻力是汽车总重的0.08倍，则发动机的效率是多少？（q汽油＝4.6×107J/kg）【题型5电功率与电压、电流的关系】 26．（2023•锡山区校级三模）LED灯具有节能环保等特点，额定电压为220V、额定功率为11W的LED灯泡，额定电流是A，与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约81.7%的电能，那么，这个LED灯与W的白炽灯亮度相当（结果保留整数）。27．（2023•南岗区校级一模）同学们进行电学实验探究：（1）第一小组同学在探究“电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20Ω2A”、“50Ω1A”），导线若干。①如图1所示连接电路，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片调到最端（选填“左”或“右”）。小泽同学实验时，在a、b间先接入5Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值；接下来，他将5Ω电阻改接为10Ω的电阻，并移动变阻器滑片，直到为止。②小泽为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器规格是。③小聪想将定值电阻R换成小灯泡，继续探究“电流与电压的关系”，小泽同学认为不妥，请你说说小泽同学反对的理由是什么？。（2）第二小组同学们想探究“电功率跟电流、电压的关系”。①实验中小灯泡电功率的大小可通过观察来判断②小明同学用干电池做电源，把L1“2.5V0.3A”和L2“3.8V0.3A”两只灯泡连成如图2所示的电路。闭合开关进行实验，记录数据如表：小灯泡发光情况电压U/VL₁暗1.8L₂亮2.7通过以上证据，你能得出的结论是：。28．（2023•淮阴区一模）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。完成下列问题：（1）保温状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？29．（2023•市南区二模）小明同学设计了一个灯光闪烁的电路，如图甲所示。电源电压为6V且保持不变，R0为定值电阻，电磁铁线圈、触点处和衔铁的电阻忽略不计，灯泡标有“6V6W”字样，灯泡的I﹣U图像如图乙所示。当开关闭合后，灯泡会亮暗交替发光，灯泡两端电压随时间变化规律如图丙所示。灯泡微弱发光时，它的功率与R0的功率之比是1：5。求：（1）灯泡正常发光时的电流；（2）定值电阻R0的阻值；（3）电路1min内消耗的电能。30．（2023春•芙蓉区校级月考）如图所示电路，电源两端电压保持不变。小灯泡标有“6V3W”字样，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A。只闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，从B端向左滑至某一位置时，小灯泡正常发光，两次电压表V1示数变化了8V，电压表V2指针指在同一位置，电流表示数变化了0.4A。（电表表盘如图所示，调节过程中电压表量程可能更换，灯丝电阻不随温度改变）求：（1）小灯泡正常发光时的电流；（2）电阻R1的阻值；（3）闭合开关S、S1，断开S2，各电表量程均可以更换，移动滑动变阻器滑片，在各电表及元件安全条件下，滑动变阻器的最大取值范围为多少？31．（2021•天津模拟）饮水机是一种常见的家用电器，其工作原理可简化为如图所示的电路，其中S是一个温控开关，R1为发热板，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，开关S自动切换到另一挡，饮水机便处于保温状态。（1）当开关S接a时，饮水机处于什么工作状态？请根据公式说明理由（2）若饮水机加热时发热板的功率为550W，而保温时发热板的功率为88W，求电阻R1和R2的阻值（不考虑温度对阻值的影响）【题型6电功率的计算】 32．（2023•江岸区模拟）如图所示电源电压U保持不变，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”。当闭合S1、断开S2、S3时，将滑片置于最上端，电流表的示数为I1，定值电阻R1的电功率为P1，滑动变阻器的电功率为P；当闭合S1、S2、S3时，将滑片置于最下端，此时电流表的示数为I2，R1的电功率为P1′，R3的电功率为P2；当闭合S3、断开S1、S2时，将滑片置于最下端，此时电路中的电流为0.1A，R3的电功率为P2′。已知I1：I2＝1：4，P1：P1′＝1：9，P＝0.8W。下列结果不正确的是（）A．U＝6VB．I1＝0.2AC．R3＝30ΩD．P2：P2′＝2：133．（2023•苏州一模）如图甲所示的电路，电源电压恒定且不超过20V，滑动变阻器R上标有“30Ω1A”字样，滑片移动到某一位置时，电流表和电压表指针位置如图乙、丙所示，再将滑片移动到另一位置时，其中一个电表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处，另一个电表指针在所选量程最大刻度值的处，各元件安全且前后两次定值电阻R0的功率变化不小于1W。则（）A．R0阻值为2.5Ω B．R0阻值为10Ω C．R0阻值为12.5Ω D．R0阻值为50Ω34．（2023•新吴区校级模拟）如图的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V1.6W字样，忽略温度对灯泡电阻的影响，滑动变阻器R1标有“50Ω0.5A”，电阻R2阻值为20Ω．电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～3A．将变阻器的滑片P移至最左端，只闭合开关S、S2和S3，R2消耗的电功率为1.8W．改变开关的通断和滑片P的位置，电路状态以及电路中的诸多物理量会发生变化。在保证各元件安全的情况下移动滑片，下列选项对应的图象趋势及数据完全正确的是（）A．闭合S、S1，横轴表示R1接入的阻值，纵轴表示电流表示数 B．闭合S、S1，横轴表示R1接入的阻值，纵轴表示R1的电功率 C．闭合开关S、S2和S3，横轴表示R1接入的阻值，纵轴表示电路总功率 D．闭合开关S、S2和S3，横轴表示电路总电阻的倒数，纵轴表示电流表示数35．（2022•九龙坡区校级开学）在如图的电路中，电源两端的电压U保持不变，只闭合开关S1，当滑动变阻器R3的滑片P滑至最左端，滑动变阻器R2的滑片P′滑至最下端时，电阻R2消耗的电功率P0＝8W，再将滑动变阻器R3的滑片P滑至最右端，滑动变阻器R2的滑片P′滑至最上端，电压表V1的示数为U1，V2的示数为U2，U1：U2＝1：4。只闭合开关S1和S3，R2置于最大阻值处，电路消耗的总功率为P1；只闭合开关S1和S2，电路消耗的总功率为P2，P1：P2＝2：1，则下列判断正确的是（）A．电阻R1与滑动变阻器R2的最大阻值之比为1：2 B．只闭合S1，P置于R3的最左端，P′置于R2的最下端时，电路的总功率为16W C．若R2断路的情况下闭合所有开关，则电路的总功率最小值是45W D．只闭合S1，P置于R3的最左端，当P′分别置于R2的最下端和中点时，电压表V1的示数之比2：336．（2023•九龙坡区校级一模）如图所示，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为R3。当只闭合S，将滑片移至a点时，滑动变阻器阻值为Ra，电流表的示数为0.2A，电压表示数为U1，R3的功率为Pa；再将滑片移至b点时，滑动变阻器阻值为Rb，电流表的示数为0.3A，电压表示数变为U2，R3的功率为Pb，滑片从a点移至b点，电压表的示数变化了2V。U1：U2＝4：3，Pa：Pb＝4：3，则R1：Rb＝。只闭合S1、S2，并将滑片移至中点，记录电流表示数，若再断开S1，电流表的示数变化了0.4A。若只闭合S，电路的最小总功率为W。37．（2023•明水县二模）如图甲所示电路，电源电压保持不变，灯L上标有“6V3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．滑动变阻器R的最大阻值为60Ω．闭合开关S和S1且断开S2时，移动滑动变阻器的滑片P，电路中的电流I与其接入电路的电阻R的关系如图乙所示，当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到5R1时，定值电阻R0的功率变化了1.8W．求：（小灯泡的电阻保持不变）（1）灯泡的电阻；（2）闭合S和S2且断开S1，当变阻器的接入的阻值为4Ω时，灯泡正常发光，求电源电压；（3）电阻R0的阻值；（4）闭合开关S和S1且断开S2时，在保证电路安全的情况下，当R0的功率最小时，求滑动变阻器消耗的电功率。38．（2023春•海州区校级月考）在实际生活中电池本身是有电阻的，因此，实际的电池可以等效为一个没有电阻的理想电池和一个阻值一定的电阻串联而成。在如图甲所示电路中，电源由几个相同的铅蓄电池组成（每节电压为2V）。合上开关S，变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化，如图乙、丙、丁所示；图乙表示电压表示数与电流表示数的关系；图丙表示滑动变阻器的功率跟电压表示数的关系；图丁表示铅蓄电池输出电能的效率η（注意η＝）与变阻器接入电路电阻大小的关系，b点时η最大。不计电表、导线对电路的影响，求：（1）电路中的最大电流；（2）当变阻器消耗功率最大时，此时变阻器接入电路的阻值；（3）铅蓄电池的节数；（4）每节铅蓄电池的阻值；（5）变阻器的最大阻值。39．（2022秋•平泉市期末）如图所示，电源电压和小灯泡电阻均保持不变。小灯泡L标有“4V，1.6W”字样，R1＝20Ω，滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。（1）小灯泡L正常发光时的电流为多大？（2）只闭合开关S1时，电压表的示数为2V，则R1消耗的电功率是多少？（3）在不损坏各电路元件前提下，闭合所有开关，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1；求只闭合开关S2时，小灯泡L消耗的电功率变化范围是多少？40．（2022秋•东营期末）某款电热水器，说明书上有工作原理示意图（如图甲），有“加热”和“保温”两挡，正常工作时电路的总功率分别为1100W和11W。试求：（1）当处于“加热”挡工作时，双掷开关S应置于（选填“1”、“2”或“中间”），并说明理由。（2）若忽略A、B指示灯的电阻，R1、R2阻值各为多大？（3）小米看到自家电能表如图乙所示（1200imp/kW•h是脉冲系数，表示消耗1kW•h电能，脉冲信号灯闪变1200次）。小米关闭家中其他电器，单独让电热水器工作，发现2min电能表信号灯闪变42次。求热水器实际功率。41．（2022秋•南岸区期末）如图所示，灯泡L标有“6V，3W”字样，R1的电阻为10Ω，变阻器R2标有“48Ω，0.5A”的字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V。当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L恰好正常发光（设灯泡电阻不随温度而改变），求：（1）灯泡L的电阻；（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，电路1min消耗的电能；（3）若闭合开关S1，断开开关S2、S3，在保证电路中各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R2消耗的电功率范围。【题型7额定功率与实际功率】 42．（2022•南京模拟）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，小灯泡的电阻RL＝8Ω，R2＜RL，闭合开关S，当滑片P置于b端时，小灯泡的实际功率为2W，忽略温度对小灯泡电阻的影响，则滑片P置于a端时小灯泡的实际功率可能是（）A．18W B．28W C．38W D．48W43．（2023春•雨花区校级月考）如图甲所示，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为23Ω。只闭合开关S1，将滑动变阻器R2的滑片从最右端向左移动，直至小灯泡正常发光。图乙是电流表示数与滑动变阻器R2接入阻值关系的图象。小灯泡正常发光时，R2两端的电压为V。保持滑片位置不动，断开S1、闭合S2，再将滑片向右移动。图丙是电压表与电流表示数关系的图象。则电源电压为V，小灯泡的额定功率为W。44．（2022•碑林区校级四模）阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，需在车门旁开启警示灯。如图甲所示是某同学为动车设计的模拟电路。（1）选择图乙中的（选择“R1”或“R2”）为湿敏电阻，将它串联在图甲电路中的（选择“A”或“B”）位置，闭合开关，警示灯能随湿度变化而自动调整亮度，且不断闪烁。（2）已知模拟电路电源电压为12V，警示灯的规格是“12V12W”，当空气湿度为80%时，闪烁的过程中，灯较暗时的实际功率为W。（电磁铁电阻忽略不计，灯泡电阻不随温度变化）。45．（2022•鼓楼区校级模拟）如图是某电动玩具车的工作原理示意图。已知电源电压恒为6V，R2的阻值为5Ω，电动机的额定功率为4W，额定电压为5V。开关S1和S2只能同时接“a”或同时接“b”，车前进时能调节电动机的转速，后退时则不能，则当开关S1和S2同时接a时，小车会（选填“前进”或“后退”）；当车后退时，电流表示数为0.4A，此时电动机的实际功率为W；当电动机以额定功率工作时，车在水平路面上匀速前进的速度为2m/s，若此时电动机消耗的电能有75%转化为车前进的机械能，此时车受到的阻力是。

专题06《电功与电功率》压轴培优题型训练【七大题型】TOC\o"1-3"\h\u【题型1电功与电能的计算】 1【题型2电功计算公式的应用】 18【题型3电能表】 24【题型4电功率与电能、时间的关系】 28【题型5电功率与电压、电流的关系】 33【题型6电功率的计算】 41【题型7额定功率与实际功率】 63【题型1电功与电能的计算】 1．（2023春•渝中区校级期中）如图所示是电阻RA和RB的I﹣U图像，由图像可知（）A．RA＞RB B．若将A、B串联接入电路，闭合开关后，它们两端的电压UA：UB＝1：2 C．若将A、B并联接入电路，闭合开关后，干路电流为0.9A时，电源电压是6V D．若将A、B串联接入电路，闭合开关后，相同时间它们消耗的电能WA：WB＝2：1【答案】B【分析】（1）由图象可知，电阻RA和RB的I﹣U图象是正比例函数，则两电阻是定值电阻，根据图象读出任意一组电流和电压值，根据欧姆定律求出两电阻的阻值，然后比较两电阻的阻值关系；（2）将A、B串联接入电路时，通过它们的电流相等，根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比，利用W＝UIt分析电功之比；（3）将A、B并联接入电路时，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，根据欧姆定律求出干路电流为0.9A时电源电压。【解答】解：（1）由图象可知，电阻RA和RB的I﹣U图象是正比例函数，则两电阻是定值电阻，当UA＝UB＝3V时，IA＝0.6A，IB＝0.3A，由I＝可得，两电阻的阻值分别为：RA＝＝＝5Ω，RB＝＝＝10Ω，则RA＜RB，故A错误；（2）因串联电路中各处的电流相等，将A、B串联接入电路时，通过它们的电流关系为IA：IB＝1：1，两电阻两端的电压之比为：UA：UB＝IRA：IRB＝RA：RB＝5Ω：10Ω＝1：2，故B正确；闭合开关后，由W＝UIt得，相同时间它们消耗的电能之比WA：WB＝UAIt：UBIt＝UA：UB＝1：2，故D错误；（3）因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，将A、B并联接入电路时，电路中的总电阻：R＝＝＝Ω，当干路电流为0.9A时，电源电压：U＝I′R＝0.9A×Ω＝3V，故C错误。故选：B。2．（2023•获嘉县二模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，闭合开关，电流表指针几乎不偏转，电压表指针大幅度偏转，则电路的故障可能是滑动变阻器处开路。排除故障后，把滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，两电表的示数变化如图乙所示，综合以上信息可知此电路电源的电压为6V；若该电路以最大电功率工作10s，将消耗电能36J。【答案】开路；6；36。【分析】由图甲可知，定值电阻R0和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压；（1）闭合开关，电流表指针几乎不偏转，说明电路发生了开路，电压表指针大幅度偏转，说明电压表两接线柱与电源两端之间没有发生开路，据此判断开路的位置；（2）当滑动变阻器的滑片在a端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0Ω，电路中的总电阻最小，根据欧姆定律可知电路中的电流最大，由图乙可知此时的电流；利用欧姆定律表示出电源电压；当滑动变阻器的滑片在b端时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，电路中的总电阻最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，由图乙可知此时电路中的电流和滑动变阻器两端的电压；根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压；两式联立解得电源电压；电源电压不变，当电路中的电流最大时，电路中的总功率最大，根据W＝UIt求出该电路以最大电功率工作10s，将消耗的电能。【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压；闭合开关，电流表指针几乎不偏转，说明电路发生了开路，电压表指针大幅度偏转，说明电压表两接线柱与电源两端之间没有发生开路，所以发生开路的位置在电压表的两接线柱之间，即滑动变阻器出发生开路；当滑动变阻器的滑片在a端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0Ω，电路中的总电阻最小，根据欧姆定律可知电路中的电流最大，由图乙可知，此时电路中的电流：I1＝0.6A，由I＝可知，电源电压：U＝I1R0＝0.6A×R0……①当滑动变阻器的滑片在b端时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，电路中的总电阻最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，由图乙可知，此时电路中的电流：I2＝0.2A，滑动变阻器两端的电压UP＝4V，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝UP+I2R0＝4V+0.2A×R0……②联立①②两式解得：电源电压U＝6V；电源电压不变，当电路中的电流最大时，电路中的总功率最大，该电路以最大电功率工作10s，将消耗的电能：W＝UI1t＝6V×0.6A×10s＝36J。故答案为：开路；6；36。3．（2023•获嘉县校级模拟）如图所示为定值电阻R和小灯泡L的U﹣I图像，当将它们并联接入电源电压为2V的电路中时，小灯泡正常发光，则小灯泡正常发光时的电阻为8Ω，位于干路上的电流表的示数为0.45A。当将定值电阻和小灯泡串联时，通过定值电阻的电流为0.1A，通电30s，电路消耗的电能为4.5J。【答案】8；0.45；4.5。【分析】将它们并联接入电源电压为2V的电路中时，小灯泡正常发光，根据并联电路电压特点结合图像确定通过定值电阻的电流和通过灯泡的电流，根据欧姆定律计算小灯泡正常发光时的电阻，根据并联电路电流规律计算位于干路上的电流表的示数；当将定值电阻和小灯泡串联时，根据串联电路电流特点结合图像确定通过定值电阻的电流为0.1A时定值电阻两端的电压和灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律和电功公式计算通电30s，电路消耗的电能。【解答】解：将它们并联接入电源电压为2V的电路中时，小灯泡正常发光，并联电路各支路两端电压相等，由图可知通过定值电阻的电流为0.2A，通过灯泡的电流为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻为RL＝＝＝8Ω，并联电路干路电流等于各支路电流之和，则位于干路上的电流表的示数为：I＝IR+IL＝0.2A+0.25A＝0.45A；当将定值电阻和小灯泡串联时，串联电路各处电流相等，通过定值电阻的电流为0.1A，由图可知此时定值电阻两端的电压为1V，灯泡两端的电压为0.5V，串联电路总电压等于各部分电压之和，通电30s，电路消耗的电能为W＝（UR+UL）I′t＝（1V+0.5V）×0.1A×30s＝4.5J。故答案为：8；0.45；4.5。4．（2022秋•天心区期末）如图所示，已知电源电压为60V且保持不变，电阻R1标有“35V245W”的字样，R2是一个最大阻值为70Ω的滑动变阻器，电阻R3的额定电流为7A（不计温度对电阻的影响）。则：（1）R1正常工作100s消耗的电能为2.45×104J；（2）闭合S，当R2的阻值为Rm时，V1的示数为U1，V2的示数为U2；当R2的阻值为R0时，V1的示数为U1'，V2的示数为U2'；已知U1'＝，U2'＝，U1＝，求R3的阻值为10Ω。【答案】2.45×104；10。【分析】（1）根据电阻R1标有“35V，245W”的字样的含义，由W＝Pt可计算R1正常工作100s消耗的电能；（2）由图知，三个电阻串联，电压表V1测R1和R2两端的电压，电压表V2测R3和R2两端的电压，根据串联电路中电流、电压特点和欧姆定律表示出R2连入不同阻值时通过R1和R3的电流，解方程可得U1、U2，从而计算出R3的阻值。【解答】解：（1）R1正常工作100s消耗的电能为，（2）由可得R1的阻值为，由图知，三个电阻串联，电压表V1测R1和R2的电压，电压表V2测R3和R2的电压，由串联电路中电流处处相等，故当R2的阻值为Rm时，，根据串联电路中电压特点、欧姆定律有①因为，所以②同理，当R2的阻值为R0时，，根据串联电路中电压特点、欧姆定律有，因为，，所以，即③由②÷③得，解得U2＝50V，所以，将U1、U2代入①可得R3＝2R1＝2×5Ω＝10Ω。故答案为：2.45×104；10。5．（2021秋•淮北期末）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表的示数随电流表的示数变化的图像如图乙所示。当滑动变阻器的电阻丝接入电路的长度为总长度的时，通电10s，该电路消耗的电能为36J。【答案】36。【分析】由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大；所以图乙中5V～3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，1V～3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，由乙图可以看出，滑片P在b点时通过电路的电流和两个电压表的示数，根据串联电路电压规律计算电源电压；根据欧姆定律计算滑动变阻器和定值电阻的阻值，进一步计算当滑动变阻器的电阻丝接入电路的长度为总长度的时，滑动变阻器接入电路的电阻，根据欧姆定律和串联电路电阻规律计算此时通过电路的电流，根据电功公式计算通电10s，该电路消耗的电能。【解答】解：由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片P从b点向左滑到某点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大；所以图乙中5V～3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，1V～3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，由图象可以看出，滑片P在b点时电流Ib＝0.5A，U1＝1V、U2＝5V，所以电源电压：U＝U1+U2＝1V+5V＝6V，由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值：R＝＝＝10Ω，电阻R0的阻值：R0＝＝＝2Ω，当滑动变阻器的电阻丝接入电路的长度为总长度的时，滑动变阻器接入电路的电阻：R′＝R＝＝8Ω，串联电路总电阻等于各分电阻之和，此时通过电路的电流：I＝＝＝0.6A，通电10s，电路消耗的电能：W＝UIt＝6V×0.6A×10s＝36J。故答案为：36。6．（2023•工业园区校级模拟）如图所示，电源两端电压U＝3V保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在AB中点时，电压表示数为U1，电流表示数为I1；当滑动变阻器滑片P移至B端时，电压表示数为U2，电流表示数为I2；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片P移至A端时，电流表示数为I3；已知R2＝1Ω，U1：U2＝3：4，I2：I3＝1：6，则R1的电阻值为1Ω。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在中点时，通电1min，电路消耗的电能是270J。【答案】1；270。【分析】先画出三种情况下的等效电路图，根据欧姆定律表示出图甲和图乙中电压表的示数即可求出两电路图中的电流之比，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压结合电流关系即可求出R1、R3的阻值关系，根据电阻的串联和欧姆定律表示出图乙中的电流，根据并联电路的电压和电路特点以及欧姆定律表示出图丙中的电流，根据I2：I3＝1：6得出等式即可求出出R1、R3的阻值，根据W＝UIt＝t求出通电1min图甲中电路消耗的电能。【解答】解：当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在AB中点时，等效电路图如图甲所示；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P移至B端时，等效电路图如图乙所示；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片P移至A端时，等效电路图如图丙所示。因U1：U2＝3：4，所以，由I＝可得：＝＝＝2×＝，因电源的电压不变，所以电流与总电阻成反比，则＝＝，解得：R3＝2R1，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，图乙中的电流I2＝＝＝＝，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，图丙中的干路电流I3＝+＝+＝+3A，又因I2：I3＝1：6，所以，I3＝6I2，即+3A＝6×，解得：R1＝1Ω，则R3＝2R1＝2×1Ω＝2Ω，通电1min，图甲中电路消耗的电能：W＝UI1t＝t＝×60s＝270J。故答案为：1；270。7．（2023•白云区二模）创建生态文明城市需要我们共同关注环境，我市某兴趣小组为了检测空气质量的指数，设计了如图甲所示的检测电路。R为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示，已知电源电压为6V保持不变，R0＝10Ω，当电压表示数为3V时，求：（1）通过R0的电流；（2）2min内R0消耗的电能；（3）此时空气质量指数。【答案】（1）通过R的电流为0.3A：（2）2min内R0消耗的电能为108J；（3）此时空气质量指数为25。【分析】（1）根据串联电路的电流规律，由I＝计算通过R的电流；（2）根据W＝UIt计算2min内R0消耗的电能；（3）计算R的阻值得到的大小，由图象可得空气质量。【解答】解：（1）由图甲可知，R0和R串联，电压表测R0两端的电压，所以通过R0的电流：I＝＝＝0.3A；（2）2min内R0消耗的电能：W0＝U0I0t＝3V×0.3A×2×60s＝108J；（3）此时气敏电阻两端的电压：UR＝U﹣U0＝6V﹣3V＝3V，此时气敏电阻的阻值：R＝＝＝10Ω，所以＝＝0.1Ω﹣1，由图象乙可知，此时空气质量指数为25。答；（1）通过R的电流为0.3A：（2）2min内R0消耗的电能为108J；（3）此时空气质量指数为25。8．（2023春•金溪县校级月考）如图所示电路，电源电压恒为10V，灯泡L标有“4V1.6W”，滑动变阻器R标有“1A”，电流表A1和A2的量程均为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，不计温度对灯泡电阻的影响。只闭合开关S2时，电压表的示数为2V；闭合所有开关，将滑动变阻器滑片滑到最左端，此时电流表A2示数为0.5A。求：（1）R0的阻值；（2）滑动变阻器R的最大阻值；（3）改变开关状态，在电路安全的情况下，通电1分钟整个电路消耗的最大电能是多少J？【答案】（1）R0的阻值40Ω；（2）滑动变阻器R的最大阻值40Ω；（3）改变开关状态，在电路安全的情况下，通电1分钟整个电路消耗的最大电能是360J。【分析】（1）不计温度对灯泡电阻的影响，利用P＝计算灯泡L的电阻；只闭合开关S2时，电压表的示数为2V，电源电压恒为10V，电压表测量的是灯泡两端电压，故此时R0两端的电压为8V，根据分压原理可得R0电阻；（2）闭合所有开关后，由电路分析可知灯泡L和电压表被短路，闭合所有开关，将滑动变阻器滑片滑到最左端，此时电流表A2示数为0.5A，利用欧姆定律求得此时电路的总电阻，再利用并联电阻的规律求得滑动变阻器R的最大阻值；（3）电源电压不变，根据P＝UI可知电路中电流最大时，电路消耗的电功率最大，开关S2断开，S1、S3闭合，路欧姆定律求得此时滑动变阻器接入电路的阻值，利用W＝Pt＝UIt求得通电1分钟整个电路消耗的最大电能。【解答】解：（1）灯泡L标有“4V1.6W”，不计温度对灯泡电阻的影响，故灯泡L的电阻为，由只闭合开关S2时，电压表的示数为2V，电源电压恒为10V，电压表测量的是灯泡两端电压，故此时R0两端的电压为8V，故根据分压原理可得R0电阻，故R0＝40Ω；（2）闭合所有开关后，由电路分析可知灯泡L和电压表被短路，闭合所有开关，将滑动变阻器滑片滑到最左端，此时电流表A2示数为0.5A，结合欧姆定律及并联电路的电阻关系可知：，故Rmax＝40Ω；（3）由（1）（2）滑动变阻器的调节范围为0﹣40Ω，电源电压不变，根据P＝UI可知电路中电流最大时，电路消耗的电功率最大，开关S2断开，S1、S3闭合，此时滑动变阻器接入电路的阻值为，故Pmax＝UImax＝10V×0.6A＝6W，通电1分钟整个电路消耗的最大电能为W＝Pmaxt＝6W×60s＝360J。答：（1）R0的阻值40Ω；（2）滑动变阻器R的最大阻值40Ω；（3）改变开关状态，在电路安全的情况下，通电1分钟整个电路消耗的最大电能是360J。9．（2023•成都校级开学）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，R1＝6Ω，灯L标有“3V3W”字样，电流表量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2标有“12Ω1A”字样；只闭合S1时，小灯泡正常发光。求：（1）只闭合S2，移动变阻器的滑片，当电压表示数为6V时，求变阻器连入电路中的阻值；（2）保证电路安全情况下通电50s，请计算出电路消耗的最大电能和最小电能的差值。【答案】（1）只闭合S2时，移动变阻器的滑片，当电压表示数为6V时，变阻器连入电路中的阻值为6Ω；（2）保证电路安全情况下通电80s，电路消耗的最大电能和最小电能的差值为855J。【分析】（1）只闭合S1时，灯泡L与定值电阻R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，此时小灯泡正常发光，根据串联电路的电流特点和P＝UI求出电路中的电流，根据欧姆定律求出R1两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压；根据欧姆定律求出灯泡的电阻，只闭合S2时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出当电压表示数为3V时灯泡两端的电压，此时灯泡正常发光，根据欧姆定律求出变阻器连入电路中的阻值；（2）只闭合S2时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流；当开关都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，电压表测电源两端的电压，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1的电流，根据滑动变阻器的铭牌可知通过滑动变阻器的最大电流，利用并联电路的电流特点求出干路电流，此时电路安全，保证电路安全情况下通电50s，根据W＝UIt求出电路消耗的最大电能和最小电能的差值。【解答】解：（1）只闭合S1时，灯泡L与定值电阻R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡正常发光，所以，由P＝UI可得，电路中的电流：I＝IL＝＝＝1A，由I＝可得，R1两端的电压：U1＝IR1＝1A×6Ω＝6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝U1+UL＝3V+6V＝9V；灯泡的电阻：RL＝＝3Ω，只闭合S2时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表示数为6V时，灯泡两端的电压：UL＝U﹣U2＝9V﹣6V＝3V，此时灯泡正常发光，电路中电流为1A，则变阻器连入电路中的阻值：R2＝＝6Ω；（2）只闭合S2时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总电阻最大，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，电路中的最小电流：I小＝＝0.6A，当开关都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，电压表测电源两端的电压，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过R1的电流：I1＝＝1.5A，由滑动变阻器的铭牌可知，通过滑动变阻器的最大电流为1A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电路的最大电流：I大＝I1+I2大＝1.5A+1A＝2.5A＜3A，电路安全，则保证电路安全情况下通电80s，电路消耗的最大电能和最小电能的差值：ΔW＝UI大t﹣UI小t＝U（I大﹣I小）t＝9V×（2.5A﹣0.6A）×50s＝855J。答：（1）只闭合S2时，移动变阻器的滑片，当电压表示数为6V时，变阻器连入电路中的阻值为6Ω；（2）保证电路安全情况下通电80s，电路消耗的最大电能和最小电能的差值为855J。10．（2023春•根河市校级月考）一实验小组设计了如图甲的电路图，研究灯泡的电流与电压的关系，电源电压为9V保持不变，灯泡L标有“6V1A”字样，滑动变阻器R的最大阻值为30Ω，根据实验数据，画出灯泡的电流跟其两端电压关系如图乙所示，求：（1）灯泡L正常发光时电阻是多少？（2）当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入的阻值是多少？（3）请根据图乙分析，当滑动变阻器接入阻值是7.5Ω时，电流表示数为多少？10s电路消耗的电能为多少？【答案】（1）灯泡L正常发光时电阻是6Ω；（2）当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入的阻值是3Ω；（3）当滑动变阻器接入阻值是7.5Ω时，电流表示数为0.8A，10s电路消耗的电能为72J。【分析】由电路图可知：灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测灯泡电压；（1）已知灯泡额定电压是6V，额定电流是1A，由I＝可以求出灯泡正常发光时的电阻；（2）当灯泡正常发光时，由串联电路特点求出滑动变阻器电压，然后由欧姆定律求出滑动变阻器阻值；（3）假设灯泡阻值不变，由串联电路特点和欧姆定律求出电路中电流，由于灯泡两端的实际电压低于额定电压，灯泡的电阻值变小，则此时电路中的电流略低，然后由图乙所示图象求出所对应的电压，根据串联电路电压特点和欧姆定律求出电源电压，即可判断电流表示数的大约值；再利用W＝UIt求得10s电路消耗的电能。【解答】解：（1）由I＝可得：灯泡正常发光时的灯泡的阻值RL＝＝＝6Ω；（2）当灯泡正常发光时，电路电流为1A，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：此时滑动变阻器两端电压U滑＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，由I＝可得：滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝＝＝3Ω；（3）当滑动变阻器接入阻值是7.5Ω时，假设灯泡阻值不变，则此时的总电阻为：R＝R滑′+RL＝7.5Ω+6Ω＝13.5Ω；则电流为I＝＝≈0.67A；由图乙可知：在灯泡两端的电压低于额定电压时灯泡的电阻值变小，所以当滑动变阻器接入阻值是7.5Ω时灯泡两端的实际电压低于额定电压，灯泡的电阻值变小，则此时电路中的电流略高于0.67A，即为0.7A或0.8A；则当电路中的电流为0.7A时灯泡两端的电压为2V，总电压U＝UL实+U滑′＝2V+0.7A×7.5Ω＝7.25V＜9V（舍去）；当电路中的电流为0.8A时灯泡两端的电压为3V，总电压U＝UL实+U滑′＝3V+0.8A×7.5Ω＝9V；与电源电压相等，故电路中的电流为0.8A；10s电路消耗的电能：W＝UIt＝9V×0.8A×10s＝72J。答：（1）灯泡L正常发光时电阻是6Ω；（2）当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入的阻值是3Ω；（3）当滑动变阻器接入阻值是7.5Ω时，电流表示数为0.8A，10s电路消耗的电能为72J。11．（2021秋•景县期末）小萱有一款带USB接口的小电扇，如图甲所示，该风扇部分参数见表1．她还有一只移动电源，如图乙，其主要参数见表2．求：表1产品类别××型USB电风扇额定电压5V额定功率3W高度29cm网罩直径20cm表2产品类别××移动电源产品类型聚合物锂电池输入电压5V输出电压5V电池容量5000mAh（1）该电扇正常工作1h所消耗的电能；（2）用乙图中的移动电源为该电扇供电，最多能支持电扇正常工作多长时间？【答案】见试题解答内容【分析】（1）已知功率与做功时间，由W＝Pt即可求出电扇所消耗的电能。（2）先利用W＝UIt求出电池的能量，再利用公式P＝的变形公式，可求出持续工作的时间。【解答】解：（1）电扇正常工作时的功率P＝3W，则消耗的电能W＝Pt＝3W×3600s＝10800J；（2）移动电源的容量为W′＝UIt′＝5V×5A×3600s＝90000J，根据P＝的得一次充满电最多持续正常工作时间：t″＝＝＝30000s≈8.3h；答：（1）该电扇正常工作1h所消耗的电能为10800J；（2）最多能支持电扇正常工作8.3h。12．（2022•汕头模拟）当前“雾霾”成为全社会关注的热点，雾霾笼罩已经严重污染了空气质量。为了缓解空气污染，我国多地市启动了“光伏工程”示范项目，在屋顶安装太阳能光伏板，利用太阳能电池在太阳光照射下发电。如图所示是某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。请回答：（1）雾是空气中的水蒸气液化形成的；（2）光伏发电系统发电时，光能转化为电能；（3）按一天的有效光照时间8h计算，某中学光伏发电系统一天共发电160kW•h，这些发电量如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧64kg煤；（煤的热值q煤＝3.0×107J/kg）（4）你一定很关注“雾霾天气”的报道，请结合所了解的知识，谈谈家庭光伏发电的优点：清洁无污染，有利于环境的改善；光能可再生，节约化石能源，有利于能源的可持续发展（谈一点即可）。【答案】见试题解答内容【分析】（1）物质由气态变为液态叫做液化；（2）光伏发电系统发电时，将太阳能转化为电能；（3）已知功率和时间，根据公式W＝Pt可求该光伏发电系统一天共发电的度数；根据公式Q＝qm可求燃烧的煤的质量；（4）从节约能源、减少污染的角度作出分析和解答。【解答】解：（1）空气中的水蒸气遇冷液化为小水滴，附着在尘埃上形成雾；（2）光伏发电系统发电时，将太阳能转化为电能；（3）发电的多少：W＝Pt＝20kW×8h＝160kW•h；光伏发电系统发电时太阳能转化为电能；W＝160kW•h＝160×3.6×106J＝5.76×108J；因为η＝，所以燃烧煤放出的热量：Q＝＝＝1.92×109J；因为Q＝qm，所以燃烧煤的质量m＝＝＝64kg；（4）国家对家庭光伏发电补贴的好处：减少污染、节约能源。答：（1）液化；（2）光；电；（3）160；64；（4）清洁无污染，有利于环境的改善；光能可再生，节约化石能源，有利于能源的可持续发展。【题型2电功计算公式的应用】 13．（2021秋•望城区期末）（多选）充电宝内部主要部件是锂电池，充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量，民航局规定充电宝额定容量不超过100W•h，无需航空公司批准。严禁携带额定容量超过160W•h的充电宝乘机，则电压为3.7V、容量为下列数值的充电宝，无需航空公司批准就可以带上飞机的是（）A．10000mA•h B．40000mA•h C．50A•h D．20A•h【答案】AD【分析】根据W＝UIt计算充电宝存储的电能；根据允许携带的充电宝存储的电能确定答案。【解答】解：民航局规定充电宝额定容量不超过100W•h，无需航空公司批准，这时充电宝的容量为：W＝100W•h＝100W×3600s＝360000J，根据W＝UIt知电压为3.7V时、容量为：It＝＝＝97297.3A•s≈27A•h＝27000mA•h，A中的10000mA•h、D中的20A•h符合题意。故选：AD。14．（2022•上海模拟）通过某导体的电流为0.4安，10秒内电流对导体所做的功为24焦，则通过导体横截面的电荷量为4库，导体两端的电压为6伏；若导体两端的电压升高为原来的两倍，导体此时的电阻为15欧。【答案】4；6；15。【分析】已知通过导体的电流和通电时间，根据Q＝It可求出通过导体横截面的电荷量；已知通过导体的电流、通电时间和电流所做的功，根据W＝UIt可求出导体两端的电压；根据欧姆定律可求出导体的电阻，根据导体的电阻是导体本身的一种性质，其大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度，与导体两端的电压、通过导体的电流无关可得出结论。【解答】解：已知通过导体的电流I＝0.4A，通电时间t＝10s，通过导体横截面的电荷量Q＝It＝0.4A×10s＝4c；已知通过导体的电流I＝0.4A、通电时间t＝10s、电流对导体所做的功W＝24J，根据W＝UIt可得，导体两端的电压U＝＝＝6V；导体的电阻R＝＝＝15Ω，根据导体的电阻是导体本身的一种性质，其大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度，与导体两端的电压、通过导体的电流无关可知，当导体两端的电压升高为原来的两倍，导体的电阻仍为15Ω。故答案为：4；6；15。15．（2023•工业园区校级模拟）随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，回答下列有关问题。项目指标参数工作电压15V功率30W电池容量2000mAh（1）扫地机器人具有主动躲避障碍物的功能，它在运动时电能转化为机械能，当扫地机器人在匀速清扫过程中，此种能量变大（变大/不变/变小）。（2）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1h。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作1h。（3）机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为216m。（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）【答案】（1）机械；变大；（2）1；（3）216。【分析】（1）扫地机器人工作时，将电能转化为机械能；机械能包括动能与势能，根据各自的影响因素可做出判断；（2）利用公式I＝的变形公式，可求出持续工作的时间；（3）先计算电源用来克服阻力提供的能量，由克服阻力做的功，求出可以行驶的距离。【解答】解：（1）扫地机器在运动时，电能转化为机械能；当扫地机器人在匀速清扫过程中，其速度不变、质量变大，动能变大，机器人没有被举高，不考虑重力势能，则机器人的机械能变大。（2）根据P＝UI得：I＝＝＝2A＝2000mA；由I＝得：t＝＝＝1h；（3）克服摩擦力做的功为：W＝UIt＝15V×2A×3600s×10%×40%＝4320J；根据W＝Fs得：s＝＝＝216m；故答案为：（1）机械；变大；（2）1；（3）216。16．（2022•日照模拟）（1）科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即数学表达式I＝。（2）某市建立的垃圾焚烧电厂，年处理垃圾可达2.0×105t。生活垃圾的平均热值约为6.3×106J/kg，每完全燃烧1t生活垃圾可放出的热量是6.3×109J，实际燃烧1t生活垃圾可获得7.56×108J的电能，那么生活垃圾燃烧发电的效率是12%。（3）如图1所示，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，它能吸起一块橡皮大小且不带电的“碳海绵”，是因为“碳海绵”的密度很小，带电体具有吸引轻小物体的性质。（4）如图所2示电路，导线a的一端固定连接在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡亮暗会发生变化。这个实验说明导体的电阻与长度有关，受此启发，人们制造了一种可以改变电阻的元件，叫做滑动变阻器。（5）如图3所示，在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线和指针偏转可知：电池的电压为0.6V，在盐水中，正电荷不断地在铜片聚集，负电荷不断地在锌片聚集，盐水中电流的方向是从锌片流向铜片。（6）如图所示，电源电压保持不变，a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b处相接时，电压表示数为6.0V；使a与b处断开，然后与c处相接，闭合开关S后，电压表示数为4.5V，这时灯泡L1两端的电压为4.5V，灯泡L2两端的电压为1.5V。（7）一手机电池上面标明电压为3.7V，容量为2000mA•h，充满电后储存的电能为26640J。当电池电量低于20%时必须充电，否则对电池造成极大危害，小明用它玩游戏时，电流为200mA，可用手机玩游戏的最长时间为8h。【答案】（1）欧姆；I＝；（2）6.3×109；12%；（3）正；吸引轻小物体；（4）长度；滑动变阻器；（5）0.6；从锌片流向铜片；（6）4.5；1.5；（7）26640；8。【分析】（1）德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即：欧姆定律；（2）知道生活垃圾的平均热值，利用Q放＝mq计算每吨（t）垃圾燃烧放出的热量（总能量）；燃烧1t垃圾可获得7.56×108J的电能（有用能量），利用效率公式求生活垃圾燃烧发电的效率；（3）丝绸与玻璃棒摩擦，玻璃棒的一些电子转移到丝绸上，玻璃棒因失去电子而带正电，丝绸因得到等量的电子而带负电；带电体能够吸引轻小物体；（4）①容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体；②由灯泡亮度可判断电流大小，由电流大小可判断电阻大小；影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度；③滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的；（5）根据电压表的正确使用方法确定电源的正负极；根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数；电荷的定向移动形成电流，正负电荷定向移动方向相反，规定正电荷定向移动的方向为电流方向；所以负电荷定向移动的方向与电流方向是相反的；（6）从图可知，灯L1和L2串联，a接b时，电压表与灯L1和L2并联，测量的是灯L1和L2两端的电压，即为电源电压，a接c时，电压表测量的是灯L1两端的电压U1，则已知灯L1两端电压，可利用串联电路中电压的特点求出灯L2两端电压；（7）知道电池的容量，根据I＝求出电池储存的电荷量，根据W＝UIt＝UQ求出电流做的功即为储存的电能，利用公式I＝的变形公式，可求出持续工作的时间。【解答】解：（1）德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即：欧姆定律，写成数学表达式就是I＝；为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为电阻的单位；（2）1t＝1000kg垃圾燃烧放出的热量：Q＝mq＝1000kg×6.3×106J/kg＝6.3×109J，燃烧1t垃圾可获得的电能：W＝7.56×108J，生活垃圾燃烧发电的效率：η＝＝×100%＝12%。（3）玻璃棒和丝绸摩擦的过程中，玻璃棒带正电；橡皮大小的“碳海绵”，其质量很小，它能够被带电的玻璃棒吸起，说明带电体有吸引轻小物体的性质。（4）图2：当导线b的