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第 16 讲—电功率
2023 年中考物理一轮复习讲练测
一、思维导图二、考点精讲
考点1 电能
1. 电功：
（1）定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是W
（2）单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。1kW·h＝3.6×106J
电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
（3）公式：
①W=UIt U= I= t =
②W=I2Rt I2= I = R= t =
③W=t U2= U = R = t =
④W=UQ U= Q =
⑤ W=Pt P= t=
（4）公式中的物理量：
W—电能—焦耳（J） U—电压—伏特（V） I—电流—安培（A）
t—时间—秒（s） R—电阻—欧姆（Ω） Q—电荷量—库伦（C）
P—功率—瓦特（W）
2. 电能表：
测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。
表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即 1234.5
kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。
“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。
“10（20 A）”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20 A。
“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用；
“600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表
盘转过600转。
拓展：用电能表测量电路消耗电能的方法
a．消耗电能较多时，电能表的计数器在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内所
消耗电能的总量．（最后一位表示小数点后第一位）b．消耗电能较少时，可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消
耗的电能．如参数为Nr/（kW·h）的电能表，转盘转n转消耗的电能为W＝ kW·h或W＝
×3.6×106 J.
3. 串并联电路电功特点：
（1）在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功之和；
（2）串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即=;
（3）并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即=（各支路通电时间相同）。
【拓展】1.应用电功的计算公式W＝UIt时的注意事项
（1）W、U、I、t四个物理量应该是同一个用电器或同一段电路在同一段时间内对应的值．
（2）W、U、I、t四个物理量的国际单位分别是焦（J）、伏（V）、安（A）、秒（s）．
2．串、并联电路中电功的分配关系
串联
电流通过各电阻所做的功与其电阻值成正比 ＝＝
电路
并联
电流通过各电阻所做的功与其电阻值成反比 ＝＝
电路
考点2 电功率
1. 电功率：
（1）定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。
（2）物理意义：表示消耗电能的快慢。
（3）符号：P
（4）单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W
（5）电功率的定义式：P= W=Pt t=
第一种单位：P—电功率—瓦特（W）；W—电功—焦耳（J）； t—通电时间—秒（s）。
第二种单位：P—电功率—千瓦（kW）；W—电功—千瓦时（kW·h）；t—通电时间—小时
（h）。
2. 串并联电路电功率特点：
（1）在串联电路和并联电路中，总功率等于各用电器电功率之和；
（2）串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成正比，即=;
（3）并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成反比，即=。
3. 用电器的额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。（2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
（3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
（4）用电器实际工作时的三种情况：
①U <U P <P —用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发
实 额 实 额
红）；
②U >U P >P —用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光
实 额 实 额
极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）；
③U =U P =P —用电器正常工作。
实 额 实 额
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。
灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。
将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际
功率大。
拓展：额定功率P额与实际功率P实的区别和联系
功率 额定功率P 实际功率P
额 实
是唯一的，不随实际电压的改变 不是唯一的，不同的电压值，对应的实际
区别
而改变 功率不相同
对于特定的用电器，
当U实＝U额时，I实＝I额，则P实＝P额，用电器正常工作；
联系
当U实>U额时，I实>I额，则P实>P额，用电器易损坏；
当U实<U额时，I实<I额，则P实<P额，用电器不能正常工作
（5）串并联电路P 与R大小的关系
实
项目 串联电路 并联电路
P =I2R } P = U2 }
实 ⇒ 实 R ⇒
P 实 与R的 I=I 1 =I 2 =…I n U=U =U =…U
1 2 n
关系 串联电路中电阻越大的用电器消耗的
并联电路中电阻越小的用电器消耗的
电功率越大
电功率越大
P =U I } P =U I }
实 实 ⇒ 实 实 ⇒
灯泡发光 I=I =I =…I U=U =U =…U
1 2 n 1 2 n
亮度 实际电压大的 P 越大，因此实际电 通过电流大的P 越大，因此通过电流
实 实
压大的灯泡较亮 大的灯泡较亮P =I2R } P = U2 }
实 ⇒ 实 R ⇒
I=I =I =…I
1 2 n U=U =U =…U
1 2 n
电阻大的P
实
越大，因此电阻大的灯
电阻小的P 越大，因此电阻小的灯泡
实
泡较亮
较亮
并接上滑动变阻器的电灯，由于并联
串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器
电路中各部分互不干扰，所以通过小
阻值增大时分压也大，小灯泡实际电
灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发
压减小，小灯泡发光较暗
光情况不变
考点3 测量小灯泡的电功率
1. 伏安法测小灯泡的功率
（1）实验原理：P=UI
（2）实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。
（3）实验电路图
（4）实验步骤：
①按电路图连接实物。
②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并
记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。
③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并
记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压
表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
（5）实验表格：
电 压 电 流 电 功 率
次数 发光情况
U/V I/A P/W
1
2
3
（6）注意事项：
①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大；
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程；③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路；
④不需要计算电功率的平均值。
考点4 焦耳定律及其应用
1. 电流通过导体时电能转化成热（电能转化为内能），这个现象叫做电流的热效应。
2. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通
电时间成正比。（英国物理学家焦耳）
3. 定义式：Q=I2Rt I2= R= t =
4. 导出式：①Q=UIt U= I= t =
② Q=t U2= U = R = t =
③Q=Pt P= t=
Q—热量—焦耳（J）； I—电流—安培（A）； R—电阻—欧姆（Ω）；
t—通电时间—秒（s）； P—电功率—瓦特（W）； U—电压—伏特（V）。
5. 有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝
W），这时以下公式均成立Q=Uit Q=t Q=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，
还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。
6. 利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
7. 防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
8. 串并联电路电功特点：
（1）在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；
（2）串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即=;
（3）并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即=（各支路通电时间都相同）。
9 电热的利用和防止
（1）利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器．
（2）防止：散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇．
三、例题精析
1．如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，R 与R 并
2 3
联。通电前，A、B两个U形管中的液面相平，通电一段时间后，通过R 、R 的电流分别为
1 2
I 、I ，则（ ）
1 2A．I >I ，A管中的液面高度差较大
1 2
B．I >I ，A管中的液面高度差较小
1 2
C．I =I ，A管中的液面高度差较大
1 2
D．I =I ，两管中的液面高度差相同
1 2
【答案】A
【详解】由图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，并联电路中干路电流等于各支
路电流之和，所以I >I ；由Q=I Rt可知，通电时间相同时，I >I ，R =R =5Ω，所以左侧甲电
1 2 2 1 2 1 2
阻产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与
大气压的差值较大，A玻璃管液面高度差较大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．如图所示，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0﹣3V，
定值电阻R 的规格为“10Ω 0.5A“，滑动变阻器R 的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保
1 2
证电路安全，在变阻器滑片P移动过程中，下列说法中（ ）
①变阻器R 接入电路的阻值允许变化范围为10～20Ω
2
②电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.5A
③电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W～1.8W
④电压表示数变化范围为1V～3V
A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有③④正确
【答案】A【详解】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。
1 2 1
（1）已知电压表的量程为0﹣3V，当电压表的示数U ＝3V时，电路中的电流，
1
因串联电路中各处的电流相等，且R 允许通过的最大电流为0.5A，电流表的量程为0～
1
0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，
所以，电路中的最大电流
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路的总功率最大，
根据 可得，此时电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值
电路的最大总功率
（2）由于滑动变阻器R 的规格为“20Ω 1A”，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大为20Ω
2
时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，电路消耗的总功率最小，
则滑动变阻器R 允许接入电路阻值的变化范围为10Ω～20Ω，故①正确；
2
所以，电路中的最小电流
则电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.3A，故②错误；
电压表的最小示数
则电压表示数允许的变化范围为2V～3V，故④错误；
电路消耗的最小功率则电路消耗总电功率允许的变化范围为1.2W～1.8W，故③正确；综上可知，只有①和③正
确，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．以下有关物理量的估算，符合实际的是（ ）
A．人正常心跳一次的时间约5s
B．挂壁式空调的额定功率约1.2kW
C．一本初中物理书的质量约为3kg
D．人的拇指宽度约为10cm
【答案】B
【详解】A．正常情况下，人的脉搏1min跳动75次，跳动1次的时间大约1s，故A不符合
题意；
B．壁挂式空调的额定功率较大，在
左右，故B符合题意；
C．物理课本的质量约为
左右，故C不符合题意；
D．中学生的拳头宽度约10cm，拇指宽度在1cm左右，故D不符合题意。
故选B。
4．实验小组用参数是2000imp/（kW•h）的电子式电能表来测量电水壶的功率。他们将其余
所有用电器关闭，只让电水壶工作，数出电能表指示灯在3min内闪烁了120次。则该水壶
在3min内消耗的电能是________kW•h，该水壶的实际功率是_______W。细心的小明发现
不同用电器工作时电能表的指示灯闪烁的快慢是变化的，电能表指示灯闪烁的越快，说明电
流通过用电器所做的电功________（选填“越多”、“越少”、“越快”或“越慢”）。
【答案】 0.06 1200 越快
【详解】[1]由题意可知，电能表指示灯在3min内闪烁了120次，故该水壶在3min内消耗的
电能为
[2]由题意可知，工作时间为故该水壶的实际功率为
[3]电能表指示灯闪烁得越快，则说明单位时间内用电器消耗的电能越多，即电流通过用电
器做的功越快。
5．亲爱的同学，请你根据自己掌握的实验操作技能和所学习的物理知识，回答下列问题：
（1）如图1所示是一个测量______大小的仪表，它的分度值是______。
（2）如图2所示该表的示数为______kW·h，如果表盘转动50圈，表示用电器消耗电能
______J。
【答案】 电流 0.4mA 1862.4 7.2×104
【详解】（1）[1] 图1中表盘上有“mA”字样，表明该仪器是测量电流的仪表。
[2]由图1可知，0~2mA之间分成了5小格，每一小格代表0.4mA，所以该仪表的分度值为
0.4mA。
（2）[3]图2是电能表，电能表的读数数字方框中最后一位是小数，单位是kW·h，由图2可
知，电能表的示数为1862.4kW·h。
[4] 2500r/ kW·h表示电路中用电器每消耗1 kW·h电能，电能表的表盘转过2500圈，则表盘
转动50圈用电器消耗的电能
W
6．如图所示是小李家的电能表，她家所使用的用电器总功率不能超过___________W。将一
台额定功率为880W的电暖气单独接入电路中，正常工作30min，通过电暖气的电流是
___________A。【答案】 4400 4
【详解】[1]从电能表上可知允许通过的最大电流是20A，所以电能表允许接的用电器的最大
总电功率
P =UI =220V×20A=4400W
最大 最大
[2]由P=UI可得，通过电暖气的电流
7．小明利用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率。
（1）图甲中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正；( )
（2）改正电路后，闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表示数为2V，为测额定功率，
应将滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，当小灯泡L正常发光时，电流表示数如图
乙所示，为______A，则小灯泡L的额定功率为______W。实际测量时，电压表有示数，电
流表无示数，灯泡L不亮，则可能的故障是______；
（3）小明从图甲中的器材、若干开关及导线中，选择合适器材，连成了图丙所示的电路，
利用小灯泡L的额定电压和额定电流，测出了定值电阻R 的阻值（约为10Ω）。请在虚线框
x
内补上三个元件的符号，使电路完整，实验操作方便。( )【答案】 A 0.3 0.75 灯泡L断路
【详解】（1）[1]图中滑动变阻器与定值电阻并联在了一起，且电压表串联在了电路中；实
验时，应将定值电阻与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端，
故修改如图所示：
（2）[2]改正电路后，闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表示数为2V，为测额定功率，
电压需增大到2.5V，故应减小滑动变阻器处的电阻，应将滑片P向A端移动。
[3]电流表的量程为0~0.6A，读数为0.3A。
[4]小灯泡L的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
[5]灯泡L不亮，电流表无示数，说明电路出现了断路，电压表有示数，说明电压表和电源
形成通路，则可能的故障是灯泡L断路。
（3）[6]由题知，要利用小灯泡L的额定电压和额定电流，测出定值电阻R 的阻值，可将待
x测电阻与小灯泡并联，小灯泡正常发光两端电压即为待测电阻两端电压，再设法测出通过它
的电流，即可测出其阻值，结合题中所给电路结构，设计电路如下：
闭合开关S、S ，断开S ，此时小灯泡和待测电阻并联，电流表测通过小灯泡的电流；移动
1 2
滑动变阻器，使电流表示数为小灯泡的额定电流 ，此时小灯泡正常发光，其两端电压即
为其额定电压 ，根据并联电路电压特点可知，待测电阻两端电压也为 ；保持滑动变阻
器滑片位置不变，断开S 、闭合S ，此时电流表测通过小灯泡和待测电阻的总电流，记下电
1 2
流表示数 ，则通过待测电阻的电流为
则R 的阻值为
x
8．在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中
R =5Ω，R =10Ω，a、b两瓶中煤油的质量和初温相同。
1 2（1）电路中电阻丝如图中的连接方式是为了控制___________相同，电阻丝放出热量的多少
是通过___________来进行判断；
（2）闭合开关，经过一定时间，发现b瓶中的煤油温度升高较高，该实验说明电流产生的
热量与___________有关；
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成原来电流的2倍，且通电时
间相同。实验发现：a、b瓶中煤油温度升高量都变大，该实验说明电流产生的热量与
___________有关。
【答案】 电流##电流大小 温度计的示数变化 电阻##电阻大小 电流##电
流大小
【详解】（1）[1]由图知，电路中电阻丝串联连接是为了控制电流相等。
[2]根据转换法，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的。
（2）[3]闭合开关，因电流和通电时间相同，电阻大小不同，煤油升高的温度不同，且电阻
越大，产生的热量越多，说明电流产生的热量多少与电阻的大小有关。
（3）[4]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成原来电流的2倍，且通电
时间相同，a、b瓶中电阻的大小不变，煤油温度升高量都变大，该实验说明电流产生的热
量多少与电流的大小有关。
9．如图所示，电阻R ＝12Ω．开关断开时，通过的电流为0.3A；开关闭合时，电流表示数
1
为0.5A，求：
（1）电源电压为多大？
（2）电阻R 的阻值为多大？
2
【答案】（1）6V；（2）8Ω
【详解】解：（1）当开关闭合时，电路为R 的简单电路，电流表测电路中的电流，由
1
可得，电源电压
U=IR =0.5A×12Ω=6V
1
（2）当开关断开时，两电阻串联，电路中的总电阻所以，电阻R 的阻值：
2
R ＝R﹣R ＝20Ω﹣12Ω＝8Ω
2 1
答：（1）电源电压为6V；
（2）电阻R 的阻值为6Ω。
2
10．如图所示电路中，电源电压保持不变，灯泡L标有“8V 4W”字样，当开关S闭合时，
灯泡L正常发光，电流表的示数为0.7A．求：
（1）此时通过灯泡L的电流；
（2）定值电阻R的阻值。
【答案】 0.5A 40Ω
【详解】解：（1）当开关S闭合时，灯泡L正常发光，此时通过灯泡L的电流
（2）灯泡L和电阻R并联，则通过电阻R的电流为
定值电阻R的阻值为
答：（1）通过灯泡L的电流0.5A；
（2）定值电阻R的阻值是40Ω。
11．如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“2.5V 0.75W”的字样，R 、R 为定值电
1 2
阻，其中R =25Ω，R =35Ω，当S 、S 都断开时，小灯泡正常发光。(忽略温度对电阻的影
1 2 1 2
响)求：
(1)电源电压?
(2)当S 闭合，S 断开时，求电流表示数的大小?（结果保留小数点后两位）
1 2
(3)当S 、S 都闭合时，求整个电路通电210s产生的热量。
1 2【答案】(1)13V；(2)0.37A；(3)2433.6J
【详解】解：(1)当S 、S 都断开时，R 与灯泡串联，由欧姆定律得
1 2 2
电源的电压等于小灯泡两端电压与R 两端电压之和
2
U=U ＋U =13V
L 2
(2)当S 闭合，S 断开时，灯泡短路，由欧姆定律得
1 2
(3)当S 、S 都闭合时，灯泡短路，两电阻并联，整个电路通电210s产生的热量
1 2
答：(1)电源电压为13V；
(2)当S 闭合，S 断开时，求电流表示数为0.37A；
1 2
(3)当S、S 都闭合时，整个电路通电210s产生的热量为2433.6J。
1 2
