1、1专题 17 额定功率和实际功率【1】 （2018扬州卷）如图所示，电源电压为 6V，当 S1、S 2闭合、S 3断开时，电流表示数为 0.5A，则 R1的电阻值为_；当 S1、S 3断开，S 2闭合时，电压表示数为 3V，则通过 R1的电流_A，电路的总电功率是_W，通电 5min 电路中 R2产生的热量是_J。【答案】 12 0.25 1.5 22512，电路的总电功率：PUI6V0.25A1.5W；通电 5min 电路中 R2产生的热量：QI 2R2t（0.25A） 212560s225J。点睛：（1）当 S1、S 2闭合，S 3断开时，电路为 R1的简单电路，电流表测通过 R1的电流，
2、根据欧姆定律求出 R1的阻值；（2）当 S1、S 3断开，S 2闭合时，R 1与 R2串联，电压表测 R2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出 R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出 R1的电流，根据 PUI可求电功率；（3）根据 QI 2Rt 可求 5min 电路中 R2产生的热量。【2】 （ 2018枣庄卷）如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压 220V，R 1、R 2 的阻值分别为11、22，通过旋转扇形开关 S，接触不同触点，实现高、中、低三个档位的转换，电热器在低温工作时的电功率是_W，在高温档工作 1min 产生的热量是_J 。2【答案】 6600
3、3.9610 5【解析】解：根据 P ，当电阻最大时，电功率最小，开关 S 接触 c 时只有 R2连入电路时为低温档， P小 2200W 当两电阻并联时，开关 S 接触 c、d 时两电阻并联此时电路的总电阻最小，R 并 在高温档工作 1min 产生的热量是：Q 高 t 60s3.9610 5J。【3】 （ 2018德州卷）如图是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为 8V，R 1为定值电阻，酒精气体传感器 R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为 0 时，R 2=60，此时电压表示数为2V。以下说法错误的是A. 若酒精气体浓度越大，电压表和电流表示数都越大B. 定值电阻 R1
4、的阻值为 20C. 酒精浓度为 0 时，电路消耗的总功率为 0.6WD. 若电流表示数达到 0.2A 时，表示酒驾，此时 R2消耗的电功率为 0.8W【答案】C3此时，串联电路的总电阻 R=R1+R2=20+60=80，电路消耗的总功率为 ，故 C 错误。D若电流表示数达到 0.2A 时，酒精气体传感器的电阻 ，此时 R2消耗的电功率为 ，故 D 正确。答案为 C。【4】 （ 2018河北卷）如图所示，电源电压不变，a、b、c 为电流表或电压表。只闭合 S1时，a 表无示数，b 表有示数。S 1、S 2都闭合时，滑片 P 向右滑动，c 表的示数不变。下列判断正确的是A. a 表是电压表B. 先
5、闭合开关 S1，再闭合 S2，电路中的总电流变大C. 只闭合 S1，P 向右移动， R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积大于其电功率的变化量D. 开关均闭合，电路的总功率为 P1；若将 c 表换成另一种电表，再闭合 S1、S 2，电路的总功率为 P2，则P2 P1【答案】BD【解析】分析：根据开关的断开和闭合情况判断电路的连接方式，再根据电表有无示数判断是什么电表，再根据欧姆定律和电功率公式判断电流和电功率的变化； 解答：A、只闭合 S1时，a、b 两表串联，由 a 表无示数，b 表有示数，可以判断 a 是电流表 b 是电压表，S1、S 2都闭合时，R 2和滑动变阻器 R3被电流表 a 短路
6、，滑片 P 向右滑动，c 表的示数不变，所以 c 是电压4表，故 A 错误； B、先闭合开关 S1，R 1、R 2和滑动变阻器 R3串联，总电阻为三者之和，再闭合 S2时，R 2和滑动变阻器 R3被电流表 a 短路，根据 可知，电路中的总电流变大，故 B 正确；C、只闭合 S1时，R 1、R 2和滑动变阻器 R3串联，滑片 P 向右移动时，接入电路中的电阻变小，由串联电路的分压原理知，R 3两端电压变小，R 2两端电压变大，再根据串联电路的电流特点，就可知道 R2两端的电压变化量与电流变化量比值不变，再根据电功率公式可知， R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积等于其电功率的变化量，故 C 错
7、误；D、 开关均闭合，R 2和滑动变阻器 R3被电流表 a 短路，电路的总功率为 ，由 A 可知，c 原来是是电压表，现换成电流表，再闭合 S1、S 2，电路变成了 R1、R 2和滑动变阻器 R3并联，总电阻小于 R1，再根据公式 可知 P2 P1，故 D 正确；根据以上分析故选 BD【点睛】本题考查了串联和并联电路特点、欧姆定律和电功率公式的应用，解题的关键是正确分析开关在不同状态下电路的连接方式和电表作用的判断。【难点中心】误以为用电器的实际功率就是额定功率，其实用电器的实际功率会随它两端的电压的改变而改变，处理这类问题时，一定要根据实际电压进行分析计算。【考点难点突破】【知识链节】电灯泡
8、上的“PZ220 25”表示额定电压是 220V，额定功率是 25W。（1）额定电压 U 额 是用电器正常工作时的电压，也就是用电器上标着的电压值。额定功率 P 额 是用电器在额定电压下的功率，也就是用电器上标着的功率值。用电器上标出的电流是当用电器两端加上额定电压时通过它的电流。P 额 =U 额 I 额 。额定功率是用电器的重要性能指标，在设计用电器时必须确定它的性能和工作条件。（2）实际功率是用电器在非额定电压下实际消耗的功率，灯炮的亮度就由实际功率决定。由公式 P=UI 可知实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化。5（3）实际功率和额定功率的关系： U 实 =U 额 ，则 P 实 =
9、P 额 ，用电器正常工作； U 实 U 额 ，则 P 实 P 额 ，可能损坏用电器。【技能方法】1（1）对某个用电器而言，其额定电压、额定功率的值只有一个，实际功率随电压变化而变化，实际电压、实际电功率的值有无数个。（2）若用电器电阻 R 不变，根据 RUP2，如果 U 减小为原来的 n1，则 P 变为原来的 21n。（3）灯 L1“220V 100W”，灯 L2“220V 25W”，由 P2可知，L 1灯丝电阻小，L 1灯丝粗短，L 2灯丝细长。判 断 灯 丝 电 阻 口 诀 ： “大 （ 功 率 ） 粗 短 ， 小 细 长 ”（ U 额 相 同 ） 。 两灯串联时，由 RIP2实 ，可知灯
10、 L2亮，两灯并联时，由 RUP2可知灯 L1亮。项目 串联电路 并联电路P 实 与 R 的关系nII21实 串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大nURP21实并联电路中电阻越小的用电器消耗的 电功率越大nIIUP21实实实际电压大的 P 实越大，因此实际电压大的灯泡较亮 nI21实实 通过电流大的 P实 越大，因此通过电流大的灯泡较亮nIIR21实电阻大的 P 实 越大，因此电阻大的灯泡较亮nUR21实电阻小的 P 实 越大，因此电阻小的灯泡较亮灯泡发光亮度串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分
11、互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变6【1】如图所示电路，电源电压不变，闭合开关 S，当滑片 P 置于变阻器的 B 端时，电压表的示数为 6V，在 10s 内定值电阻 R1产生的热量为 36J；当滑片 P 置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了 2V下列结果正确的是（ ）A. R1先后两次消耗的电功率之比为 3：4B. 滑动变阻器 R2的最大阻值为 10C. 电源电压为 10VD. R1的阻值为 20【答案】B【解析】由电路图可知，R 1与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；当滑片在 B 端时，由欧姆定律可知，电流中的电流：I 1 ，则滑动变阻器两端的电压
12、（电压表的示数）：U 2I 1R26V，由题意知，当滑片滑到中点处时，滑动变阻器接入电阻变小，变阻器分得电压变小，即电压表示数应减小，所以，滑片滑到中点时，滑动变阻器两端电压为 U26V2V4V；同理可得，滑动变阻器两端的电压（电压表的示数）：U 2 4V，：可得：，解得 R1R 2，将代入： 6V，可得电源电压：U12V，故 C 错误；当滑片滑到 B 端时，R 1两端电压为：U 1UU 212V6V6V；由 Q t36J 可得：R 110s10，故 D 错误；因 R2R 1，所以变阻器 R2的最大阻值为 10，故 B 正确；滑片在中点时，R1两端的电压为 U1UU 212V4V8V，则 R1
13、先后两次的电压之比为： ，由 P 可得7R1先后两次消耗的电功率之比： ，故 A 错误。故选：B。点睛：由电路分析可知，R 1与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；由滑片的移动和电压表示数变化可知滑片滑到 B 点时电压表的示数，则由欧姆定律可表示出滑片在不同位置时滑动变阻器两端的电压与电源电压电阻间的关系，联立可解得 R1与 R2最大值之间的关系及电源的电压； 由功率公式可求得 R1的阻值，则可求得 R2的最大阻值；最后由功率公式分别求得 R1先后两次消耗的电功率，即可求得比值。【2】如图所示的电路，电源电压为 3V，R 1=15，R 2=5，当开关 S 闭合时，下列分析正确的是A
14、. R1、R 2两端电压之比为 3：1B. 通过 R1、R 2电流之比为 3：1C. R1、R 2消耗的电功率之比为 1：3D. R1的电功率为 1.8W【答案】C【解析】由电路图知道， R1、 R2两电阻并联，由于并联电路各支路两端的电压相等，所以 R1、 R2 两端电压之比是 1：1，故 A 错误；由 I=U/R 知道，通过 R1、 R2 电流之比是： I1 ： I2 =U/R1： U/R2=R2： R1=5：/15=1：3，故 B 错误；由 P=U2/R 知道， R1、 R2 消耗的电功率之比是： P1： P2 =U2/R1： U2/R2=R2： R1=1：3，故 C 正确；由于两电阻并
15、联，所以 U1 =U=3V， R1 的电功率是： P1 =U2/R1=(3V)2/15=0.6W，故 D 错误，故选 C。【3】灯泡 L 与定值电阻 R 组成的电路如图甲所示，L 和 R 的 I-U 图线分别为图乙中的 A、B，闭合开关S，L 正常发光，电路的总功率为 4.8W，此时灯泡 L 的A. 电压为 7V B. 电流为 0.3A C. 电阻为 20 D. 功率为 3W【答案】D8【解析】解：图甲中灯泡 L 与定值电阻 R 并联，已知 L 和 R 的 I-U 图线分别为图乙中的 A、B，闭合开关S，L 正常发光，电路的总功率为 4.8W；根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻： ，故 C 错误
16、。此时灯泡的功率为：P L=UIL=6V0.5A=3W，故 D 正确。答案为 D。【4】如图所示，电源电压恒为 15V，定值电阻 R 的阻值为 20，闭合开关后，使变阻器的阻值减小 5，电流表示数变化了 0.1A，则下列说法正确的是（ ）A. 电流表示数减小了 0.1AB. 电压表示数减小了 0.5VC. 定值电阻的电功率增大了 0.2WD. 电路总功率增大了 1.5W【答案】D【解析】由图可知，变阻器 R 变 与 R 串联在电路中，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中电流；A、使变阻器的阻值减小 5，根据串联电路的电阻特点可知总电阻变小，由于电源电压不变，根据 I可知电路中电流变大，所
17、以电流表示数变化了 0.1A，应是增大 0.1A，故 A 错误；B、设原来变阻器接入电路的阻值为 R 变 ，变阻器的阻值减小 5 后，此时变阻器接入电路的阻值为 R 变 -5，由题意可知：II 2-I10.1A，即： 0.1A，所以： 0.1A，解得：R变 10，R 变 -45（舍去） ，所以，I1 0.5A ，I 2 0.6A，则电压表示数变化量：U 变I 2（R 变 -5）-I 1R 变 0.6A（10-5）-0.5A10-2V，所以电压表示数减小了 2V；故 B 错误；C、定值电阻电功率的增大量：P 1I 22R-I12R（0.6A） 220-（0.5A） 2202.2W，故 C 错误；
18、D、总功率的增大量：PUI 2-UI115V0.6A-15V0.5A1.5W，故 D 正确。故选：D。9点睛：（1）由图 R 与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测的电路中电流，根据欧姆定律判断电流表示数变化情况；（2）根据串联电路的特点和欧姆定律先求出变阻器连入电路的阻值，然后分别根据电功率公式求出功率。【5】如图甲所示，R 1为定值电阻，滑动变阻器 R2的滑片从 a 端滑到 b 端的过程中，R 2消耗的电功率 P 与其两端电压 U 的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）A. R1的阻值为 20B. R2的最大阻值为 50C. 电源电压为 6VD. 该电路消耗的最大电功率为 0.9W【答案】BC【解析】如图两电阻串联，电压表测量滑动变阻器 R2的电压，电流表测量电路中的电流；由乙图知，R 2的电压 2V 时，功率为 0.8W，根据 得：此时电流为： ，当 R2的电压 5V 时，功率为 0.5W，电流又为： ；根据电源电压不变得： ，解得： ，故 A 错误；电源电压为： ，故 C 正确；R2的最大阻值为， ，故 B 正确；当滑动变阻器滑片位于最左端时，只有 R1 接入电路工作，此时功率最大，所以该电路消耗的最大电功率为：，故 D 错误；故选 BC。
