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专题16电功率图像的六种类型（解析版）

考点直击

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解题方法与技巧

U-I、P-R、U-R等图象能够提供电路中电压、电流、电阻和功率等物理量之间的关系，解答相关试题应注意:

（1）明确图象的描述对象。

（2）弄清图象中的一些特殊点对应的电路状态。

（3）善于根据题干的提示从图象中获取相关信息。

典例分析＋变式训练

典例分析＋变式训练

考点1??I-U和I-R图像

【典例1-1】（2022?金坛区一模）如图甲所示，电源电压不变，R1＝15Ω，滑动变阻器R2标有“5Ω1A”字样。当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时，电流表的示数为0.3A；当R2的滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时，灯泡正常发光，如图乙是灯泡的电流﹣电压图像。下列说法正确的是（）

A．电源电压为3V

B．灯泡正常发光时，灯丝电阻为5Ω

C．只闭合开关S、S2时，滑片P从b移到a，电流表的示数变化范围：0.48A﹣0.8A

D．只闭合开关S、S2，当电压表示数为3V时，灯泡的功率为0.48W

【答案】C。

【解答】解：A、当只闭合开关S、S1时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测电源两端的电压，

当R2的滑片P在b端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流I＝0.3A，

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（R1+R2）＝0.3A×（15Ω+5Ω）＝6V，故A错误；

B、当R2的滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时，R1与灯泡L并联，

因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，

所以，灯泡的额定电压UL＝U＝6V，

由图乙可知，对应的电流IL＝0.8A，

则灯泡正常发光时，灯丝的电阻：

RL＝＝＝7.5Ω，故B错误；

C、只闭合开关S、S2时，滑片P在b端，灯泡与R2的最大阻值串联，电流表测量电路中的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律可知电流表的最小示数为：

I最小＝＝＝＝0.48A；

滑片P在a端只有灯泡连入电路，因灯泡两端的实际电压为6V，则灯泡正常工作，所以电流表的最大示数为I＝IL＝0.8A，

则滑片P从b移到a，电流表的示数变化范围：0.48A﹣0.8A；故C正确；

D、当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S2时，灯泡L与R2的最大阻值串联，电压表测R2两端的电压，

由题知，此时电压表示数为3V，即U2＝3V；

根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得此时灯泡的电压：

UL＝U﹣U2＝6V﹣3V＝3V，

所以，由图乙可知，通过灯泡的电流为0.6A，

此时灯泡的实际功率：

PL′＝UL′IL′＝3V×0.6A＝1.8W，故D错误。

故选：C。

【典例1-2】图甲中R0为定值电阻，电源电压保持不变。滑动变阻器R1标有“20Ω1A”字样，电流表量程0～0.6A，灯泡L的额定电流是0.5A。当开关S1、S2都断开或都闭合两种情况中，移动滑片P（所有元件都安全）得到了两次电流表示数与R1阻值变化关系的图象（如图乙所示），灯泡在工作时正常发光。则电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L的额定功率为3W，开关都断开与都闭合时，电路最大功率之比为6：11。

【答案】10；3；6：11。

【解答】解：

由甲图可知，当开关S1、S2都闭合时，滑动变阻器R1与灯泡L并联，此时由于R1的阻值不能为零，由此可判断出图乙中的上边的曲线为S1、S2都闭合时电流表示数与R1阻值变化关系的图象，则下边的曲线为S1、S2都断开时电流表示数与R1阻值变化关系；如下图：

开关S1、S2都闭合时，滑动变阻器R1与灯泡L并联，由图象中上边的曲线可知，当R1＝20Ω时，I1＝0.3A，

由I＝可得电源电压：U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；

由于灯泡发光时恰好正常工作（其额定电压等于电源电压6V），且灯泡L正常工作的电流是0.5A，则灯泡L的额定功率：P额＝PL＝UIL＝6V×0.5A＝3W；

开关S1、S2都断开时，R1与R0串联，当R1＝0Ω时，电路中只有R0连入，由图象中下边的曲线可知：I＝0.6A，

由I＝可得R0的阻值：R0＝＝＝10Ω；

开关都闭合时，变阻器R1与灯泡L并联，干路最大电流I闭合＝I1最大+IL＝0.6A+0.5A＝1.1A；

开关都断开时，R1与R0串联，由图象中下边的曲线可知最大电流I断开＝0.6A，

则开关都闭合与都断开时，电路最大功率之比为：

P断开：P闭合＝UI断开：UI闭合＝I断开：I闭合＝0.6A：1.1A＝6：11。

故答案为：10；3；6：11。

【变式1-1】（2022?烟台一模）如图甲中R0为定值电阻，电源电压保持不变。滑动变阻器R1标有“20Ω1A”字样，电流表量程0～0.6A，灯泡L的额定电流是0.5A。