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第23讲 电能 电功 电功率
要点梳理
易错集锦
关于电功、电功率，下列说法正确的是( )
D
A.通过用电器的电流做功越多，用电器的电功率就越大
B.用电器消耗的电功率越小，电流做的功就越少
C.千瓦和千瓦时都是电功率的单位
D.用电器消耗的电功率越大，则电流做功越快
第23讲 电能 电功 电功率
典题精析
考点1 电能 电功
抢分攻略
1.一般用电能表测量电能，某段时间内家庭电路消耗的电能等于电
能表结束和起始时的示数之差。表盘数字栏中最后一位是小数位。
2.利用电能表还可以测功率，必须明确“每千瓦时转数”，如电能表
上标有“ ”字样，测出某用电器单独使用时， 秒内电能
表的转盘转动了 转，则该用电器的电功率为 。
3.电能或电功的计算： 。
4.手机电池中电压与容量的含义，如“ ， ”表示其
额定电压为 ，在放电电流为 的情况下，能持续 完全
放电，两者结合，利用 可求得手机电池储存的电能（计算时，
要把 和 分别换算为A和 ）。
例1 （2021·广西贵港）如图23-1所示的电能表的读数是______ ;若
该电能表的表盘转了360转，则此时的用电器消耗了____ 的电能。
图23-1
方法点拨已知电能表所标的参数“ ”，若一段时间内电能表的转盘转过 圈，则这段时间内电路消耗的电能为 。
【解析】电能表的最后一位是小数，单位是 ，故该电能表的示数
为 。 表示的是电路中每消耗 的电能，
电能表的转盘转 ，据此求出表盘转360转消耗的电能
。
【答案】201.8; 0.6
图23-1
考点专练
1.（2023·湖南湘潭）某电能表的表盘如图23-2所示，下列说法正确的是
( )
D
图23-2
A.电能表是用来测电功率的仪器
B.此时电能表的读数为
C.这个电能表通过的电流一定为
D.这个电能表应该在 的电路中使用
2.（2023·湖北宜昌）某品牌电动汽车的电池容量为 ，额定电压
为 ，充电时它将电能转化为______能存储起来，充满电后它存储
了____ 的能量。
化学
52
考点2 电功率及其应用
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1.应用 时应注意：①各物理量必须统一用国际单位；②明确
、 、 是针对同一元件、同一时刻的值，不能张冠李戴；③先明确
电路结构，再结合欧姆定律和串、并联电路的特点等知识进行分析。
2.由 变换得 ，可以求电功或消耗的电能。
图23-3
例2 （2022·广西柳州）在如图23-3所示的电路中，
电阻 、 、 的阻值分别为 、 、 ，
为二极管（二极管具有单向导电性，只允许
电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通
过，如同自动开关）。闭合开关 ，接入电路的
总电阻为____。现将电源的正负极对调再接回原位置，则前后两种情况
消耗的功率之比为_______。
方法点拨 本题考查电路分析和电功率公式的应用，关键是根据二极管的单向导电性分析出电路的连接方式。计算用电器的电功率时，首先考虑公式 ；再考虑：①串联电路用 分析较为方便；②并联电路各支路两端电压相等，用 分析较为方便。
图23-3
【解析】由题图和二极管的单向导电性可知，闭
合开关 时，电阻 与 串联，此时接入电路的
总电阻 。将电源的
正负极对调再接回原位置时，电阻 与 串联，
此时接入电路的总电阻
【答案】 ;
。由 可知，前后两种情况
消耗的功率之比 。
考点专练
3.（2023·江苏常州）2023年2月，土耳其发生强烈地震，中国救援队携
带照明无人机前往救援。夜晚，无人机先接通照明系统，再接通动力系
统升空，照明系统和动力系统____联。无人机悬停并提供照明时，电池
可释放电能 ,动力和照明系统的电功率分别为 和 ，
此状态下无人机至多持续工作___ 后需要更换电池。
【解析】无人机先接通照明系统，再接通动力系统升空，说明二者工作
互不影响，则二者是并联的。无人机工作时的总功率
，由 得
。
【答案】并; 2
图23-4
4.（2023·四川达州）如图23-4甲所示，
电源电压恒为 ，闭合开关，当滑动
变阻器滑片位于最右端时，电流表A的
读数为 。当滑片位于中点时，电
流表A的读数为 。则定值电阻
的阻值为____ ，滑动变阻器 的最大阻值为____ 。如果用某小灯
泡替换滑动变阻器接入该电路，已知该小灯泡的 图像如图23-4乙
所示，再次闭合开关后，此时电路消耗的功率为____ 。
图23-4
【解析】由题图甲可知， 与 串
联，电流表测电路中的电流。闭合开关，
当滑动变阻器滑片位于最右端时，滑动
变阻器接入电路的电阻最大，由欧姆定
律可知，此时电路中的总电阻最大，即
，且 ①；
当滑片位于中点时，滑动变阻器接入的电阻为 ，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻 ，即 ②，由①②解得 ， 。用小灯泡替换滑动变阻器接入该电路后，由题图乙可知，当电路中的电流 时，灯泡两端的电压为 ，
图23-4
由欧姆定律可知，此时 两端的电压
，此时电源电压
，符合题意，此时电路消耗的功率
。
【答案】15; 45; 1.2
图23-4
考点3 额定功率与实际功率
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1.用电器只有在额定电压下才能正常工作，此时消耗的功率为额定
功率。
2.灯泡的亮度由其消耗的实际功率决定，实际功率越大灯泡就越亮。
3.应用 时，首先要判断用电器是否为纯电阻用电器，
如电饭煲、电热器为纯电阻用电器，可以用该公式；电动机因消耗的电
能大部分转化为机械能，不能用该公式。
4.计算实际功率有时需要利用“用电器电阻不变”这一隐含条件，即
由用电器的额定功率和额定电压求出电阻值，再根据 求得用电
器消耗的实际功率。
例3 （2023·四川德阳）甲、乙两个小灯泡的铭牌上分别标有“ ”
和“ ”字样，使用过程中每个小灯泡的电阻均不变。若两灯都正常
发光，则____灯会更亮一些；若把两灯串联在 的电压下，则____灯
会被烧坏。（均选填“甲”或“乙”）
方法点拨 在本例中，灯泡的电阻不变，可将其看成定值电阻，可由
求出灯泡的电阻。要注意灯泡两端的电压和额定电压相等时灯
泡正常发光，此时实际功率等于额定功率。
【解析】两灯都正常发光，即乙灯的实际功率为 ，甲灯的实际功率
为 ，由“灯泡的亮度取决于实际功率”可知乙灯会更亮一些。由
可知， ， ，若
把两灯串联在 的电压下，则由欧姆定律可知，甲灯两端的电压
，乙灯两端的电压
，故甲灯会被烧坏。
【答案】乙; 甲
考点专练
5.（2023·广西）小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因可能是白炽
灯的( )
B
A.额定电压变大 B.实际电压变大 C.额定功率变小 D.实际电压变小
【解析】一个用电器的额定电压和额定功率是固定的值，故A、C错误。
白炽灯突然变亮，说明白炽灯的实际功率变大，由 可得
，则白炽灯的实际电压可能偏大，故B正确，D错误。
6.（2022·广西桂林）灯泡 、 分别标有“ ”“ ”
的字样，将它们接入 的电路中，则( )
A
A. 、 并联时， 比 亮 B. 、 并联时，亮度相同
C. 、 串联时， 比 亮 D. 、 串联时，亮度相同
【解答】由题意知，并联时两灯正常发光， ，灯 较亮，选
项A正确，选项B错误；由 和 得 ，可知 ，故
串联时 ，由 知 ，故 较亮，选项C、D错误。
考点4 电功率极值问题
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1.由 可知，当总电阻最小（或电流 最大）时，
电路消耗的功率最大。
2.关于电功率的极值问题，一方面是自然状态下电路中的电流或电
压所能达到的极值，另一方面是受元件规格或电表量程限制的安全极值。
通常要先分析自然状态下电路中的电流或电压所能达到的极值，再对照
相应的元件规格或量程，得出保证电路安全的极值。
图23-5
例4 （2022·广西贵港）在如图23-5所示的电路
中，电源电压保持不变，闭合开关 、 ，断开
开关 ，在滑动变阻器的滑片 从 端移动到
端的过程中，电压表示数变化范围是 ，
电流表示数变化范围是 ，则电源电压
是____ ；闭合开关 、 ，断开开关 ，当滑
动变阻器的滑片从 端移动到中点时，小灯泡 恰好正常发光，此过程
中电路最大功率和最小功率之比为 ，则小灯泡 的额定功率是____
。（不计温度对灯丝电阻的影响）
方法点拨关于电路的电功率极值问题，不但要分情况分析电路消耗最大功率和最小功率时对应的电路工作状态，有时还要分析在不同状态下电路是否处于安全状态。本题中灯泡灯丝的电阻不变（相当于定值电阻），因此 是重要的关联量，求出 的值是本题的关键。
图23-5
【解析】由电路图可知，闭合开关 、 ，
断开开关 时，滑动变阻器 和定值电
阻 串联，电压表测定值电阻 两端的电
压，电流表测电路中的电流；由欧姆定律可知，
滑动变阻器接入电路的电阻为零时，电路中的电
流最大，此时电路为 的简单电路，电压表
测电源电压，电压表的示数最大，因此电源电压为 ，可得
；
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，此时电路中的总电阻 ，则滑动变阻器的最大阻值 。闭合开关 、 ，
图23-5
断开开关 时，滑动变阻器 和灯泡 串联，电压表测 两端
的电压，电流表测电路中的电流，由 和串联电路的电阻
特点可知，电路最大功率和最小功率之比为
，解得 ；由题意
可知，滑动变阻器的滑片在中点时，
图23-5
小灯泡 恰好正常发光，此时电路中的电流
，则小灯泡 的额定功率
。
【答案】12; 3.2
图23-5
考点专练
图23-6
7.（2023·海南）在如图23-6甲所示电路中，电源
电压不变，灯泡 标有“ ”字样，滑动变
阻器 标有“ ”字样，电路工作时不考虑
灯丝电阻变化，并保证电路安全。只闭合开关
时电路的最小总功率为 ，开关 、 、 均闭合时的最小总功率为
，两种情况下，移动滑片，得到电流表示数 随滑动变阻器阻值 变
化的关系如图23-6乙所示。则电源电压 ___ ， _____。
图23-6
【解析】只闭合开关 时，灯泡与滑动变
阻器串联，由于灯泡的额定电流为 ，
则电路中的电流最大为 ，因此题图
乙中的下方曲线为此时电流表示数 随滑
动变阻器阻值 变化的关系图像。开关
、 、 均闭合时，灯泡被短接，定值电阻与滑动变阻器并联，
此时电路中的总电阻小于滑动变阻器的阻值，电路中的电流比只闭合 时的电流大，因而所对应的图像是题图乙中的上方曲线。
只闭合开关 时，当滑片移到最右端时电流最大为 ，恰好等于灯泡的额定电流，说明灯泡正常发光，电源电压等于灯泡的额定电压 ，由欧姆定律可得灯泡电阻 ，
图23-6
电路中的最小电流 ，电路的最小总功率 ；开关 、 、 均闭合时，当滑片移到最左端时，电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，
图23-6
由题图乙可知此时最小电流 ，电路的最小总功率
，则 。
【答案】6;
图23-6
第23讲 电能 电功 电功率
备考练习 第23讲 电能 电功 电功率
达标练
1.（2022·广西柳州）下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最
小的是( )
C
A.电饭煲 B.电暖器 C.小台灯 D.电热水器
2.（2023·江苏宿迁）关于小明家中如图B23-1所示的电能表，下列说法
正确的是( )
B
图B23-1
A.电能表的示数为
B.电能表能正常工作的最大电流是
C.电能表是测量电功率的仪表
D.脉冲指示灯闪得越快，电路消耗的电能越多
3.（2023·北京）图B23-2是两个定值电阻 、 的内部结构图， 、
所用电阻丝（涂有绝缘漆）的粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同
的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈， 的电阻丝比 的电阻
丝细。将 、 并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是 ( )
图B23-2
A.通过 的电流等于通过 的电流
B. 两端的电压大于 两端的电压
C. 的电功率大于 的电功率
D. 消耗的电能小于 消耗的电能
图B23-2
【解析】 、 所用电阻丝的材料相同，
比 长且细，则 的电阻比 的电阻大；
、 并联，则它们两端的电压相等，由欧
姆定律可知通过 的电流小于通过 的电流，
又由 可知 的电功率小于 的电功率，
【答案】D
由 可知 消耗的电能小于 消耗的电能，故A、B、C错误，D
正确。
图B23-3
4.（2020·广西梧州）如图B23-3所示的电路中，
、 是电表（电压表或电流表），闭合开关 ，
标有“ ”的灯泡 正常发光，标有
“ ”的灯泡 发光较暗。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是( )
A.电表 为电压表，且示数为
B.电表 为电流表，且示数为
C.电路的总功率为
D.在 内电路消耗的电能为
图B23-3
【解析】若电表 为电压表，则灯 不能工作，所以电
表 为电流表；若电表 为电流表，则灯 被短接也不
能工作，所以电表 为电压表。灯 和 并联，灯 正
常工作，所以电源电压为灯 的额定电压 ，灯
【答案】D
的电阻 ，实际功率 ，
故C错误；在 内电路消耗的电能为
，故D正确。
图B23-4
5.（2023·四川南充）小林家的电能表如图B23-4所
示，此时电能表的读数为________ 。他关闭
了家中的其他用电器，现用一台标有“ ”
字样的电热水壶烧水，正常工作 ，则电能表
的转盘转了_____转。
500
图B23-5
6.（2023·广西）图B23-5是简易榨汁杯的电路原理图，
工作时有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关___时，
榨汁杯处于榨汁挡；只闭合开关 时，榨汁杯处于
______挡。
保温
图B23-6
7.（2023·云南）某型号电炖盅有“高温”和“低温”两个
挡位，其简化电路如图B23-6所示，部分参数如下表
所示。同时闭合开关 、 ，电炖盅处于______挡。
电能可供电炖盅在“高温”挡正常工作____ 。
高温
0.5
型电炖盅 额定电压
高温功率
低温功率
提分练
8.（2022·广西河池）在如图B23-7甲所示的电路中， 为定值电阻，闭
合开关，调节滑动变阻器 的阻值，记录电压表、电流表的示数，作出
关系图像（图B23-7乙 ），已知某小灯泡 的 图像为图
B23-7乙②。现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变。
则此时小灯泡的实际功率为( )
图B23-7
B.
C. D.
【解析】由题图甲知，定值电阻 与滑动变阻器 串联，电压表测量滑动变阻器 两端的电压，电流表测量电路中的电流；当滑动变阻器滑片移到最左端时，滑动变阻器被短路，电压表示数为0，由题图乙知此时电路中的电流 ，由欧姆定律可得，电源电压 ①；
图B23-7
由题图乙知，当电流表示数为 时，电压表示数为 ， 由欧姆定律和串联电路的电压特点可得，电源电压
②；联立①②两式解得 ， 。
图B23-7
将滑动变阻器换成小灯泡后，有 ,即
③,由图像知当 时， ,且该
组数值满足③式，故此时灯的实际功率为
,故选B。
图B23-7
【答案】B
9.（2023·黑龙江绥化）（多选）在如图B23-8甲所示的电路中，小灯泡
标有“ ”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）， 、 为滑动变
阻器的两个端点。滑片从 端滑动到某一位置的过程中，滑动变阻器消
耗的电功率 与其两端电压 的关系如图B23-8乙所示，则下列说法正
确的是( )
图B23-8
A.电源电压为
B.小灯泡的阻值为
C.滑动变阻器的最大阻值为
D.该电路消耗的最大功率为
【解析】由 可知，小灯泡的阻值 ，
故B正确。由题图甲可知，当滑片在 端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时滑动变阻器两端的电压最大；由题图乙可知此时滑动变阻器两端的电压为 ，滑动变阻器的电功率为 ；
图B23-8
由 可得此时电路中的电流 ，由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值 ，故C正确。由欧姆定律可知，电源电压
，故A错误。
图B23-8
由 可知，灯泡的额定电流 ，则电路
中的最大电流 ，该电路消耗的最大功率
，故D正确。
图B23-8
【答案】BCD
图B23-9
10.（2023·重庆）在如图B23-9所示的电路中，电源
电压恒为 ，白炽灯泡 标有“ ”，白炽灯泡 标有“ ”， 的阻值为 。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关 时，灯泡
___更亮；只闭合开关 时， 的功率为____ 。
图B23-9
【解析】由 可得 的电阻 ，
由 可得 的电阻 。只闭
合开关 时，两灯泡串联，电流处处相等，且 ，
【答案】 ; 0.4
由 可知 的实际功率较大，故灯泡 更亮。只闭合开关
时， 和 串联，则电路中的电流 ，故
的功率 。
图B23-10
11.（2022·广西北部湾经济区）善于观察的小
明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水
温偏低，夏季水温偏高，还发现水龙头标有
“ ”。于是他增加两个相同的发热电阻 、两个指示灯（电阻不计）设计了如图B23-10所示的电路进行改进，其中 为改进前水龙头的发热电阻。开关 可以只与
相连或同时与 、 相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为 。求：
图B23-10
（1）电阻 的阻值；
解：由 可得，电阻 的阻值为
图B23-10
（2）改进前，若水龙头的热效率为 ，正
常加热 提供的热量；
【答案】水龙头的热效率 ，由
和 可得，正常加热 提供的热量为
图B23-10
【答案】指示灯电阻不计，将开关 同时
与 、 相连时， 与 并联，电源
电压一定，由 可知，电路的总电阻
最小时，电路的总功率最大，水龙头处于高
温状态（用于冬季），则
①；
（3）改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率。
将开关 只与 相连时， 与 串联，电路的总电阻较大，同
理可知电路的总功率较小，水龙头处于低温状态（用于夏季），则
②。冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为 ，电源
电压不变，由 可得 ，代入①②解得
，则冬季使用高温挡时的电功率为
12.（2023·广西）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛
选装置如图B23-11甲所示，检测装置电路如图B23-11乙所示，电源电压
恒为 ，电阻 为 ， 为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如
图B23-11丙所示。当电路电流小于 时，不达标的芒果将被推离传
送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。
图B23-11
（1）若 与 的阻值相等，则求 消耗的电功率；
图B23-11
解：由题图乙可知，
与 串联，电流表测电路中的电流。由欧姆定律可得，此时电路中的电流为
则 消耗的电功率为
图B23-11
（2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果？
图B23-11
【答案】由欧姆定律可知，当 电路中的总电阻为
此时压敏电阻的阻值为
由题图丙可知，此时压敏电阻受到的压力为 ，即此装置能筛选出重
力至少为 的芒果。
图B23-11
（3）若想筛选出重力至少为 的芒果，有同学建议：仅适当增加
的阻值即可。你认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。
图B23-11
【答案】由题图丙可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小，当压力为 时，压敏电阻的阻值 。为了筛选出重力至少为 的芒果，由串联电路的电阻特点可知， 的阻值应调整为
，因此，将 的阻值由 增大到 ，可以将重力至少
为 的芒果继续传送到指定
位置，该建议可行。
图B23-11
冲刺练
13.（2020·广西北部湾经济区Ⅱ卷）如图B23-12甲所示电路，电源电压恒为 ，闭合开关 后，滑片 由右向左滑动，因变阻器某处发生断路，滑片 向左移动一段距离后电流表才有读数，当电流表开始有读数时，才闭合开关 ，此时电压表的示数为 。
电流表读数 与滑片 滑动距离 的关系如图B23-12乙所示。求：
图B23-12
（1）当电流表开始有读数时， 接入电路的阻值；
图B23-12
（2）当滑片 移到 处时，电阻 在 内产生的热量；
图B23-12
（3）当滑片 移到 处时， 消耗的电功率；
图B23-12
（4）电压表的量程为 ，电流表的量程为 。若 未断
路，为保护电路安全， 电功率的变化范围。
图B23-12
解：由题图乙可知，当 时，电流表开始有读数 ，由
可得 接入电路的阻值为
图B23-12
（2）由 可得 的阻值为
当 时，电阻 在 内产生的热量为
图B23-12
（3）由题图乙可知，当 时， ，此时 两端的电
压为
消耗的功率为
图B23-12
（4）由 可知，当电压表示数 最大时，
的电功率最小，即为
由 可知，当 时，电路中电流最大值为
，小于电流表的最大测量值 ，此时
的电功率最大，即为
图B23-12
故 电功率的变化范围为 。
图B23-12

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