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(共64张PPT)
第15 讲 电功 电功率 焦耳
第三部分 电学
知识梳理
1
重点突破
2
实验过关
3
跨学科实践
4
课堂检测
5
知识梳理
1
电能
知识点1 电能表
快慢
知识点2 电功与电功率
物理量 电功(W) 电功率(P)
含义 电流做的功，即电能转化为其他形式能的多少 电流在单位时间内所做的功，表示电流做功的①______
物理量 电功(W) 电功率(P)
单位及单位换算 国际单位：②________ 常用单位：③_________ (kW·h)，俗称“度” 1 度=1 kW·h= ④________J 国际单位：⑤
_______常用单位：⑥_______ (kW)
1 kW=
⑦_______ W
焦耳(J)
千瓦时
3.6×106
瓦特(W)
千瓦
1 000
U 表示电压，单位为V
I 表示电流，单位为A
t 表示做功时间，单位为s
W 表示电功，单位为J
物理量 电功(W) 电功率(P)
定义式 W=⑧_______
UIt
物理量 电功(W) 电功率(P)
推导式
知识点3 额定电压与额定功率
正常
=
<
>
亮
知识点4 电流的热效应
1. 电流的热效应：电流通过导体时_______能转化成_______能的现象。
2. 焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成_______比，跟导体的电阻成_______比，跟通电时间成 _______比。表达式： _______ 。国际单位：焦耳(J)。
电
内
正
正
正
Q = I2Rt
(2)注意事项：电流通过导体时，如果电能全部转化为内
能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即Q=W= UIt。
3. 电热的利用：加热(电热水器、电饭锅、电熨斗、养鸡场的鸡苗孵化器等)。电热的防止：散热(电子器件有效散热)等。
重点1 文字表述类(2025.23)
1. [2025 阜新模拟] 如图是一款目前最小、最精准的自动测量并上报体温的可穿戴式智能测温设备，测温精度可达0.05 ℃，大小如创可贴一般。
重点突破
2
该创可贴体温计充满电的时间是3 h，充电电压和电流分别是5 V、1 A，它充满电后大约储存了_______J 的电能；若充满电后创可贴体温计持续工作的时间为
100 h，那么它持续工作的功率是_______ W。
5.4×104
0.15
2. [2025 沈阳一模] 两只分别标有“12 V 4 W”的小灯泡L1 和“9 V 3 W”的小灯泡L 2，如果串联起来，小灯泡________较亮；两灯实际功率之比是________。
L1
4∶3
3. [2025 辽宁] 某同学家中的电热水壶标有“220 V 880 W”。求：
(1)电热水壶的额定电流I。
解：根据P=UI 得，电热水壶的额定电流
I === 4 A。
(2)电热水壶的电阻R。
(3)电热水壶正常工作t=5 min 消耗的电能W。
解：电热水壶的电阻R = = =55 Ω。
解：电热水壶正常工作t =5 min = 300 s 消耗的电能
W = Pt = 880 W×300 s = 2.64×105 J。
(4)1 kg 的水从t1=2 0 ℃升高到t2 =70 ℃吸收的热量Q 吸。
c 水= 4.2×103J/(kg ·℃)
解：水吸收的热量Q 吸=c 水m(t2-t1)= 4.2×103 J(/ kg·℃)×
1 kg×(70 ℃ - 20 ℃)= 2.1×105 J。
重点2 电能表类
4. [2024 辽宁样卷] 图甲是家用电热毛巾架，将其单独接入家庭电路中正常工作3 0 m i n，工作前后电能表示数如图乙、丙所示，则电热毛巾架的额定功率约为________W。电热毛
巾架发热利用的是电
流的________效应。
200
热
重点3 坐标图像类
5. [2024 辽阳模拟] A、B 两只灯泡的额定电压均为6 V，它们两端的电压与通过它们的电流的关系如图所示，
下列说法正确的是 (　　)
A . 将两灯泡并联接在3 V 的电源两端，A 灯泡的实际功率为2 .1 W
B . 将两灯泡串联接在3 V 的电源两端，B 灯泡比A 灯泡暗
C . A 灯泡的额定功率比B 灯泡的额定功率小
D. 通过B 灯泡的电流与其灯丝电阻成正比
A
6. [2024 辽宁民间大联考一模] 如图所示为灯泡L和电阻R 的I— U 图像，若将灯泡L 和电阻R 串联接入电源电压为6 V 的电路中，灯泡L 的功率是________W，1 min 电阻R 产生的热量是________ J。
0.8
96
重点4 电路图类
7. 如图所示，小灯泡标有“3 V 3 W”字样，与阻值为15 Ω 的电阻串联，此时小灯泡正常发光。则通过小灯泡的电流为_______A，电阻消耗的功
率为_______W。
1
15
8. [2025 黑龙江] 如图，电源电压保持不变，电阻R1=10 Ω， 只闭合开关S1 时，电流表的示数为0.3 A， 则电源电压为________ V； 若再闭合开关S2 时，发现电流表的示数变化了0.2 A，则电路的总功率为________W。
3
1.5
9. [2025 大连模拟] 图甲是同学们设计的调光小台灯模型，图乙是该台灯模型的电路原理图。电源电压为9 V，R 是调节亮度的变阻器，其最大阻值为18 Ω。灯L 标有
“6 V 3 W”的字样。
忽略温度对灯丝电
阻的影响。
(1)灯L 正常发光时的电流和电阻各多大？
解：根据P=UI 可得，灯L 正常发光时的电流 IL= == 0.5 A，灯L正常发光时的电阻 RL == =12 Ω。
(2)灯L 正常发光时，变阻器R 连入电路的阻值是多大？
解：由图乙可知，灯L 与变阻器R 串联，灯L 正常发光时通过变阻器的电流等于通过灯L 的电流，即IR = IL = 0.5 A，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，变阻器两端的电压UR = U- U 额=9 V - 6 V =
3 V，根据I = 可得，变阻器接入电路的电阻R =
==6 Ω。
(3)当变阻器的滑片P 转到最左端时，灯L 的实际功率是多大？
解：当变阻器的滑片P 转到最左端时，变阻器的阻值全部连入电路，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可
得，通过灯L 的电流I小= = ==
0.3 A，灯L 的实际功率PL = I 小2RL=(0.3 A)2×12 Ω=
1.08 W。
重点5 电路图结合坐标图像类
10. 如图甲所示的是小灯泡L 两端电压随通过电流的关系图像，将小灯泡L 和阻值为10 Ω 的电阻R 按图乙所示方式连接，已知小灯泡两
端的电压为2 V，此时电
源电压为 ________V，
通电1 mi n，电阻R 产生
的热量为________ J。
4.5
37.5
11. [2024 辽宁省实验中学模拟] 图甲是灯L 和电阻R 的I- U 图像，将它们并联接在如图乙所示电路中，若电源电压恒为2 V，闭合开关S，则电流表的示数为_____ A，灯L 的实际功率
为_______W。
0.35
0.5
12. [2025 贵州] 如图甲所示电路中，电压表V1测量_______两端的电压。电源两端电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P 由最右端移至最左端，此过程中，其中一个电压表示数与电流表
示数的关系如图乙所示。当
滑动变阻器接入电路的阻值为
其最大阻值的一半时，它消耗的电功率为_______ W。
灯泡L
0.9
点拨：由图甲可知，灯泡L 与滑动变阻器串联，电压表V1 测量灯泡L 两端的电压，电压表V2 测量滑动变阻器两端的电压，将滑动变阻器滑片P 由最右端移至最左端，电路中总电阻减小，电流增大，电压表V1 示数增大，V2 示数减小，由图乙可知，这是电压表V1 示数与电流表示数的关系图像。滑动变阻器滑片P 在最左端时，电路为灯泡L 的简单电路，此时灯泡L 两端的电压等于电源电压，即UL = U = 5 V。当滑动变阻器滑片P 在最右端时，灯泡L 与滑动变阻器串联，
电路中的最小电流I 小= 0.2 A，灯泡L 两端的电压U′L = 1 V，根据串联电路电压的特点可知，滑动变阻器两端的电压U 滑= U - U′L =5 V-1 V= 4 V，滑动变阻器电阻R滑= ==
20 Ω，结合图乙分析，点(0.3 A，2 V)处，滑动变阻器两端电压U′滑 = 5 V- 2 V = 3 V，则此时滑动变阻器接入电路的电阻
R′滑= ==10 Ω，是滑动变阻器最大阻值的一半，它消耗的电功率P = ==0.9 W。
实验 探究电热的影响因素
实验例题
例 物理课上的“探究电热的影响因素”分组实验中，同学们的实验装置(已通
电)如图所示。
实验过关
3
基础设问全练会
(1)实验中，两个透明容器中应密封着________(填“等量”或“不等量”)的空气，空气作为被加热的物质，其_________现象明显，易于观察实验对象。
(2)U 形管中液面_________的变化反映密闭空气温度的变化，进而反映电流通过导体产生热量的多少，此处用到的物理研究方法为________。
等量
热胀冷缩
高度
转换法
(3)两组实验装置分别如图甲、乙所示，其中图甲实验探究的是电热与________的关系，图乙实验探究的是电热与________的关系。
(4)图甲装置中，通过两段电阻丝的电流________(填“相同”或“不同”)；通电一段时间后，两个U 形管中右侧液面高度变化较大，说明电阻丝________产生的热量多，初步得出结论：电流产生的热量与________大小有关。
电阻
电流
相同
R2
电阻
(5)图乙中，电阻R5 的作用主要是_____________________
______。分析图乙装置两个U 形管中液面高度的变化，可初步得出结论：在电阻、通电时间相同的情况下， _______________________________________ 。
(6) 图甲、乙实验探究过程中还用到了_________法。
使通过R3 和R4 的电流
不相等
通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多
控制变量
中考能力点提升
(7)若在使用图乙装置做实验时，发现左右两侧U 形管液面上升高度相同，经检查气密性良好。请你分析实验现象不同的原因可能是___________ 。
电阻R5 断路
(8)实验改进为了使实验中两侧U 形管液面高度差更明显，可将图乙透明容器外部的电阻R5 换为阻值更_______的电阻。
(9)由实验结论可推知“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”是因为_____________ 。
小
导线的电阻小
1. [2025 湖北改编] 为了解家中用电情况并提出安全用电、节约用电的建议，某同学对家用电器用电情况调查如下，家庭电路电压为220 V。
跨学科实践
4
家用电器用电情况调查表
班级：九(3)班 姓名： 时段：18 : 0 0 ~ 19：0 0
房间 家用电器 功率/ W 数量 使用时长/min
客厅 空调 2750 1 60
客厅 电水壶 1000 1 6
客厅 吊灯 80 1 60
客厅 筒灯 5 10 0
厨房 电饭煲 1000 1 30
厨房 灯 40 1 60
厨房 抽油烟机 100 1 18
(1)客厅空调正常工作时的电流为_______A。
(2)电水壶正常工作时的电阻为_______ Ω。
(3)表中的厨房电器在调查时段内总共消耗的电能为_______ kW · h。
(4)请你帮助该同学提出两点节约用电的建议： _______ 、 ________________________ 。
12.5
48.4
0.57
人走断电
选择节能用电器(合理即可)
1. [2025 北京，2 分] 下列用电器中，利用电流热效应工作的是 (　　)
A. 电热水壶 B. 吸尘器 C. 电冰箱 D. 电视机
A
课堂检测
5
2. [2025 烟台，2 分] 电能是现代社会生活的重要资源，每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1 小时所消耗的电能最接近1 度电的是 (　　)
A . 台灯 B . 智能手机
C . 家用空调 D. 笔记本电脑
C
3. [2025 抚顺模拟，2 分] 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法正确的是 (　　)
A . 两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
B . 两灯串联在220 V 的电路中，甲灯比乙灯亮
C . 两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
D. 将乙灯接入110 V 电路中，它的实际功率为50 W
B
4. [2025 鞍山模拟，多选，2 分] 如图，甲、乙两个透明容器内均装有质量为100 g、初温为25 ℃的某种绝缘液
体，甲、乙中都有一段电阻丝，R1=5 Ω，R2=R3=10 Ω，电源电压为18 V。当只闭合开关S1，
通电120 s 后，甲中液体的温度为
29 ℃。已知R1、R2 在实验过程中
的加热效率都是75%。
以下判断正确的是 (　　)
A . 电流通过R1 产生的热量是8640 J
B . 液体的比热容为1. 62×103 J/(kg ·℃)
C . 当闭合开关S1 和S2 时，R1 两端的电压等于R3 两端的电压
D. 当闭合开关S1 和S2 时，R1 和R2 产生热量的电热功率之比为4∶1
BC
点拨：由图知，当只闭合开关S1 时，R1、R2 串联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流I = ==1.2 A，电流通过R1 产生的热量
Q1= I2R1t =( 1.2 A)2×5 Ω×120 s = 864 J，故A错误；由η =
可知，甲中液体吸收的热量Q吸=ηQ1 = 75%×864 J =
648 J，液体的比热容c = ==
1.62×103 J(/ kg·℃)，故B 正确；
当闭合开关S1 和S2 时，R2、R3 并联后再与R1 串联，根据串、并联电路的特点可知，电路中的总电阻R 总=+ R1 =+5 Ω =10 Ω，电路中的电流I′= ==1.8 A，则R1 两端的电压U1 = I′R1 = 1.8 A×5 Ω = 9 V，根据串、并联电路的特点可知，R3 两端的电压U3= U2 = U-U1 = 18 V- 9 V= 9 V，即当闭合开关S1 和S2 时，R1 两端电压等于R3 两端电压，故C正
确；当闭合开关S1 和S2 时，I1=I2+I3=2I2，R1 和R2 产生热量的电热功率之比P1∶P2= I 21R1 ∶ I22 R2 =(2I2)2R1 ∶ I 22R2 =4R1∶R2= 4×5 Ω∶10 Ω = 2∶1，故D 错误。故选BC。
5. [2025 大连模拟，多选，2 分] 如图所示的是课外学习小组设计的电子寒暑表工作电路图，已知电源电压为6 V 恒定不变，R 为热敏电阻，其阻值
随温度变化关系如下表所示。
温度t/℃ -20 -10 0 10 20 30
电阻R/Ω 55 25 15 10 7 5
R0 是阻值为5 Ω 的定值电阻，闭合开关后，下列说法正确的是 (　　)
A . 电压表示数与电流表示数的比值保持不变
B . 温度为0 ℃时，热敏电阻消耗的电功率为0 . 45 W
C . 若将电流表表盘的电流刻度改成温度刻度，应在0 .1 A 刻度处标-2 0 ℃
D. 若将电压表表盘的电压刻度改成温度刻度，应在3 V 刻度处标3 0 ℃
ACD
点拨：由图可知，R0 和热敏电阻串联，电压表测量定值电阻R0 两端的电压，电流表测电路中的电流，电压表与电流表的比值即为定值电阻R0 的阻值，所以电压表示数与电流表示数的比值保持不变，故A 正确；由表中数据可知，温度为0℃ 时，热敏电阻的阻值为15 Ω，此时电路中的电流I = ==
0.3 A，热敏电阻消耗的电功率PR=I2R=(0.3 A)2×15 Ω=1.35 W，故B 错误；当电流表示数为0.1 A 时，电路中的总电阻R总===60 Ω，
则此时热敏电阻的阻值R' = R 总-R0=60 Ω- 5 Ω = 55 Ω，由表中数据可知，当热敏电阻的阻值为55 Ω 时，温度为-20 ℃，所以将电流表表盘的电流刻度改成温度刻度时，应在0.1 A 刻度处标-20 ℃，故C 正确；当电压表的示数为3 V时，电路中的电流I′′= = ==0.6 A，热敏电阻两端的电压UR=U-U0=6 V-3 V=3 V，则热敏电阻的阻值R′′===5Ω ，由表中数据可知，当热敏电阻的阻值为5 Ω 时，温度为30 ℃，所以将电压表表盘的电压刻度改成温度刻度时，应在3 V 刻度处标30 ℃，故D 正确。
6. [2025 天津，2 分] 国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于75 cm。这是通过缩短电源线长度来减小_______，从而_______ (填“ 增加”或“减少”)电源线通电时产生的热量。
电阻
减少
7. [ 2025 大连模拟，2 分] 如图所示，汽车用USB便携充电设备有A、B 两个充电接口，额定输出电压均为5 V，输出电流分别为2 .1 A和1. 0 A，要快速给标
配的手机充电，应选用________(填“A”或
“B”)接口，此接口的额定输出功率为
________W。
A
10.5
8. [2 分] 如图是某小组对小灯泡L 和定值电阻R 的阻值进行测量后，根据实验数据作出的U-I 图像。若将L 和R 串联在8 V 的电源两端，L 与R 的电阻之
比为_______；若将L 和R 并联在2 V 的
电源两端，在1 min内，L 与R 产生的热
量之比为_______ 。
1∶1
3∶2
9. [2025 盘锦一模，2 分] 如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座上的用电器的工作电压和所耗电费
等。小明将电水壶插在该插座上，这时插座屏幕上的显示如图乙所示，
当水烧开至100 ℃时，插座屏幕上的显示如图丙所示，则电水壶的实际功率为________kW；已知电能表参数为3200 i mp /(kW · h)，则这段时间内电能
表指示灯闪烁________次。电费单价：
0.5 元/(kW · h)； c 水=4.2×103 J(/ kg· ℃)
2
1 280
10. [2 分] 如图甲所示，将定值电阻R1 与规格为“40 Ω 2 A”的滑动变阻器R2 连入电源电压恒定不变的电路中。移动滑片，R2 的电功率P 与其连入电路的电阻R 之间的变化图像如图乙所示。则电源电压U=_______V，R1 的阻值为_______Ω，电路
的最大功率
为_______W。
24
20
28.8
11. [2024 辽宁，8 分] 如图所示，甲、乙两个透明容器内均装有质量为10 0 g、初温为2 5 ℃的某种绝缘液体，
甲、乙中都有一段电阻丝，R1=5 Ω，R2 =10 Ω。闭合开关，电流表的示数为1. 2 A。通电12 0 s 后，甲中温度计的示数为2 9 ℃，求：
(1) R2 两端的电压。
解：由图可知，闭合开关后，R1、R2 串联，电流表测量电路中的电流，根据串联电路的电流特点可知，I1=I2=I= 1.2 A，由I = 可得，R2 两端的电压U2=I2 R2=1.2 A×10 Ω=12 V。
(2)R2 的电功率。
解：R2 的电功率P2=U2 I2=12 V×1.2 A=14.4 W。
(3)电流通过R1 产生的热量。
解：电流通过R1 产生的热量Q=I12 R1t=
(1.2 A)2×5 Ω×120 s=864 J
(4)液体的比热容(不计热量损失)。
解：不计热量损失，甲容器中液体吸收的热量Q吸=Q= 864 J，由Q 吸= cm(t1-t0)可知，液体的比热容c =
==
2.16×103 J/(kg·℃)。
创新好题
12. 科学推理[2025 扬州，2 分] 如图，电源电压U可调，R1 是阻值为5 Ω 的定值电阻，R2 为敏感元件，其阻值随电流增大而减小，电源电压从零增大，电路中的电流逐渐增大。当电流为0.3 A 时，
R2 两端电压为1. 5 V，R1 的功
率为P1，R2 的功率为P2。
则(　　)
A .U=1. 5 V 时，P1 可能等于P2
B .U=2 . 5 V 时，P1 一定小于P2
C .U=3. 5 V 时，P1 一定等于P2
D. U= 4 . 5 V 时，P1 一定小于P2
B
点拨：R1 阻值为5 Ω，当电流为0.3 A 时，R2 两端电压为
1.5 V，P1=(0.3 A)2×5 Ω=0.45 W，P2=1.5 V×0.3 A=0.45 W，U=
5 Ω×0.3 A+1.5 V=3 V，R2 = =5 Ω，即电源电压为3 V 时，P1=P2，R1=R2。记电压变化后电流为I，则P1=I2R1，P2=I2R2，当电源电压从3 V 减小，电路电流也减小，R1阻值不变，R2 的电阻随电流减小而增大，则R1 < R2，此时I2R1 < I2R2，即P1 < P2，故A 错误，B 正确；当电源电压从3V 增大，电路电流也增大，R1 阻值不变，R2 的电阻随电流增大而减小，则R1 > R2，此时I2R1 > I2R2，即P1 > P2，故CD 错误。

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