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第四部分　电与磁
第22讲　电能、电功和电功率
分析考试要求，呈现近三年中考物理考查趋势
课标要求 1.结合实例理解电功和电功率，知道用电器的额定功率和实际功率。 2.理解电功和电功率的计算原理
近三年广东省中考 考查情况分析 年份 题型 考点 分值
2021年 选择题、实验题 电能，电功率 4分
2022年 综合题 电能，电功率综合应用 6分
2023年 综合题 电功，电功率综合应用 6分
近三年广东真题汇总
1.(2021·广东)如图中，灯泡L1、L2分别标有“6 V　3 W”“6 V　6 W”字样，电源电压不变，开关S闭合。①只闭合S1，灯泡L1、L发光；②只闭合S2，灯泡L2、L发光。灯泡L在②中比在①中( )(设灯丝电阻不变)
A.电功率较大，亮度较亮
B.电功率较小，亮度较暗
C.电功率相同，亮度相同
D.电功率较大，亮度较暗
A
2.(2021·广东)小明家的电能表月初示数如图所示，月底示数为 941.4 kW·h，若用电价格为0.7元/度，则小明家该月电费为　 　元。
140　
3.(2022·广东)阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池(以下简称电池)。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示(为方便计算，图像已作近似处理)。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
(1)通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更　 　。　
(2)在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是
　 　。当D为70%时，充电电流为　 　A。
(3)若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为
　 　元。
(4)设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1∶t2＝2∶3，则测试全过程的充电总时长为　 　min。
109　
50.4　
100　
先变大，后不变　
充电电压(V) 充电电流(A) 充电时长(min) 充电度数(kW·h) 充电费用(元)
400 45 24.0 28.80
大　
4.(2023·广东)阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5 m/s≤v≤10 m/s的范围内，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。(为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。)
(1)完成图戊风力发电的主要能量转化流程图：
①　 　；②　 　。
(2)当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会
　 　(选填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(3)当风速为12 m/s时，风力发电机组工作1 h输出的电能相当于　 kg的煤完全燃烧放出的热量。(q煤＝3.0×107 J/kg)
(4)当风速为13 m/s时，发电机转子1 min转400圈。若发电机输出电能1kW·h，叶片需要转动　 　圈。
(5)若14∶00—15∶00和15∶00—16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，则14∶00—20∶00 的时间段内风力发电机组的输出电能为　 　kW·h。
1 084.3　
4　
36
顺时针　
电能　
机械能　
一、电能和电功
1.电能的转化：用电器工作的过程就是把　 　转化为
　 　的过程。
2.电能的单位：国际单位是　 　，常用单位是 　，1 kW·h＝　 　J。
计算公式：W＝UIt＝Pt，推导公式：W＝I2Rt，W＝t(只适用于纯电阻电路)。
3.6×106　
千瓦时(kW·h)　
焦耳(J)　
其他形式的能　
梳理课本必备知识，明确考什么
电能　
3.电能表(也叫电度表)
(1)作用：计量用电器一段时间内消耗的　 　。
(2)读数方法：电能表表盘上前后两次示数之　 　就是这段时间内的用电量(单位：千瓦时或度)。
(3)电能表上各参数的意义：
“220 V”表示这个电能表应该在　 　的电路中使用；
“10(20) A”表示这个电能表的标定电流为　 　A，额定最大电流为
　 　A；
“50 Hz”表示这个电能表应该在　 　的交流电路中使用；
“600 r/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗　 　kW·h的电能，电能表的转盘转过　 　转。
600　
1　
50 Hz　
20　
10　
220 V　
差　
电能　
4.电功
(1)电能与电功的关系：电流做功的过程其实就是电能转化为
　 　的过程，电流做了多少功就有多少　 　转化为其他形式的能。
(2)电功(电能)的计算：电流做功的多少跟　 　、　 　、
　 　有关。
(3)计算公式：W＝Pt＝　 　，推导公式：W＝I2Rt，W＝t(只适用于纯电阻电路)。
UIt　
通电时间　
电流　
电压　
电能　
其他形式的能　
二、电功率
1.电功率：表示　 　的物理量。
电功率用　 　表示，单位是　 　，简称　 　，符号是　 。常用单位有　 　。1 kW＝　 　W。
2.电功率的定义：电功率等于　 　与　 　之比。
3.电功率的定义式：　 　，在使用时，单位要统一：
(1)电功率用瓦(W)，电能用焦(J)，时间用秒(s)。
(2)电功率用千瓦(kW)，电能用千瓦时(kW·h)，时间用小时(h)。
P＝
时间　
电功　
1000　
千瓦(kW)　
W
瓦 　
瓦特 　
P　
电流做功快慢　
4.电功率变形公式：　 　、　 　、　 　。
单位：电功率用瓦(W)，电流用安(A )，电压用伏(V)，电阻用欧(Ω)。
5.额定电压与额定功率
(1)额定电压：用电器　 　工作时的电压。
(2)额定功率：用电器在　 　电压下工作时的电功率。
(3)实际电压与额定电压、实际功率与额定功率的关系：
①当U实　 　U额时，P实　 　P额，用电器正常工作；
②当U实　 　U额时，P实　 　P额，可能烧毁用电器；
③当U实　 　U额时，P实　 　P额，用电器不能正常工作(效能较低)。
P＝
＜　
＜　
＞　
＞　
＝　
＝　
额定　
正常　
P＝I2R　
P＝UI　
考点一　电能和电能表
●典型例题
【例 1】一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是( )
A.该电能表应该在220 V的电路中使用
B.该电能表的额定最大电流为20 A
C.电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D.该电能表此时的读数是31.6 J
考点精讲、对应训练
D
技巧点拨　利用电能表计算用电器消耗电能的两种方法：
①W=（）kW·h；②W=现在电能表的示数-之前电能表的示数。
第1题图
●举一反三
1.如图是小明家电能表的表盘，其读数是　 　kW·h。小明将家中其他用电器关闭，只让干衣机单独工作，观察到6 min内电能表指示灯闪烁了160次，干衣机在这6 min内消耗的电能为　 　kW·h，它的实际功率是　 　 kW。
1　
0.1　
619.5　
第2题图
2.(2019·广东)如图所示，电能表的示数为　 　kW·h；在某段时间内，转盘转过1 800圈，则此段时间内用了　 　度电。
0.5　
201.9　
考点二　结合I－U图象和串、并联电路的电功率计算
●典型例题
【例 2】(2022·陕西)如图甲所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5 V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表 V1的示数变化关系如图乙所示。当电流表示数为0.2 A时，两电压表的示数相等，则电源电压为　 　V。
小灯泡正常工作时的电流为　 　A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为　 　Ω，电路的总功率为　 　W。
0.75　
2　
0.25　
3　
技巧点拨
1.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和；串联电路各处电流相等。
2.从I-U图象可以通过小灯泡的电流得到灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压和电源两端的电压。根据灯泡额定电压直接从图象中读取额定电流，并根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻，根据P=UI求出电路的总功率。
(1)灯泡L正常发光时的电功率为　 　W，灯泡L
正常工作 1 min 消耗的电能为　 　J。
(2)若将灯泡L和电阻R并联接在某电源两端时，灯泡L正常发光，则干路电流为　 　A，电路的总功率为　 　W。
(3)若将灯泡L和电阻R串联接在某电源两端时，灯泡L正常发光，则电源电压为　 　V，电路工作1 min消耗的总电能为　 　J。
105　
7　
0.7　
0.35　
30　
●举一反三
3.如图是灯泡L和电阻R的I－U图象，灯泡L的额定电压为2 V，则：
0.5　
4.如图甲所示电路，电源电压为4.5 V，小灯泡的额定电压为2.5 V。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中，两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为0.625 W
B.电路的最大总功率为1.2 W
C.小灯泡的灯丝阻值越来越小
D.R的阻值变化范围为20~8 Ω
A
考点三　串、并联电路的比例问题
●典型例题
【例 3】如图所示电路中，电源电压恒定，R1∶R2＝2∶1。开关S闭合后，若R1、R2中的电流分别为I1、I2；两端的电压分别为U1、U2；消耗的电功率分别为P1、P2；电流做的功分别为W1、W2。则下列说法正确的是
( )
A.I1∶I2＝2∶1　 B.U1∶U2＝2∶1
C.P1∶P2＝2∶1　　 D.W1∶W2＝1∶2
D
技巧点拨　在串联电路中电流处处相等，故电流之比为1∶1，其他物理量均与电阻成正比；并联电路中各支路两端电压相等，故电压之比是1∶1，其他物理量均与电阻成反比。
●举一反三
5.(2018·广东改编)如图所示，要使R1与R2组成并联电路，应闭合开关
　，若此时电流表A1和A2的示数之比为2∶5，则R1与R2的电阻之比为　 　，R1与R2消耗的电功率之比为　 。要使R1与R2组成串联电路，应闭合开关　 　，此时R1与R2两端电压之比为　 　。
3∶2　
S2　
2∶3
3∶2　
S1、S3　
考点四　用电器的额定功率与实际功率
●典型例题
【例 4】如图所示的电路中，L1标有“6 V　3 W”字样，L2标有“3 V　3 W”字样，闭合开关后，两灯均发光，此时两电压表示数之比U1∶U2＝　 　；若两灯并联后接入3 V电路中，则L1、L2两灯的实际电功率之比P1∶P2＝　 　(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
1∶4　
5∶1　
技巧点拨　用电器只有在正常工作时，其实际电压（功率）才等于额定电压（功率），否则只考虑实际电压与实际功率。灯泡的亮度与实际功率有关，与额定功率无关。
●举一反三
6.一个标有“220 V　1100 W”的电热器，当通过它的电流为4 A时，它的实际功率为( )
A.176 W　　　 B.704 W　　　　 C.880 W　 D.1 100 W
B
7.(2017·广东)有“3 V　0.75 W”的L1灯泡和“3 V　1.5 W”的L2灯泡，如图甲所示，闭合开关，L1灯泡和L2灯泡正常发光，则电路总电阻R＝
　 　Ω。如图乙所示，闭合开关，L1灯泡正常发光，则电源2的电压U＝　 　V；此时L2灯泡消耗的实际功率P＝　 　W。(假设灯丝电阻不变)
0.375　
4.5　
4　
考点五　电流、电压和电功率等动态分析与计算
●典型例题
【例 5】如图所示，电源电压保持6 V不变，电流表量程为0~0.6 A，电压表量程为0~3 V，定值电阻R1的规格为“10 Ω　1 A”，滑动变阻器R2的规格为“50 Ω　1 A”。闭合开关，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数最大可达到0.6 A
B.滑动变阻器R2允许接入电路的最小阻值为10 Ω
C.电阻R1消耗的电功率最大可达到1.8 W
D.滑动变阻器滑片滑到最右端时电压表的示数为2 V
B
技巧点拨　先判断电路是串联还是并联，观察电路变化时电流、电压和电功率的变化情况，注意在电路变化时定值电阻保持不变，一般电源电压也保持不变。
●举一反三
8.如图所示，电路中电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P向左移动时，下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.小灯泡变得更亮 D.电路的总功率变大
D
(1)只闭合开关S，移动滑片，当电流表A2的示数为0.8 A时，电压表示数为8 V，则电源电压是　 　V，变阻器接入电路的电阻是　 　Ω。
(2)将滑片移到最右端，闭合所有开关，电流表A1、A2的示数之比是
　 　，1 min内R1产生的热量为　 　J，为保证电路安全，变阻器接入电路的阻值范围是　 　Ω。
8~20　
720　
5∶8　
10　
9.如图所示，电源电压恒定，R1＝12 Ω，R2＝5 Ω，滑动变阻器R3的规格是“20 Ω　1.5 A”，电流表A1、A2的量程都是0~3 A，电压表的量程是0~15 V。
12　
1.(2023·青岛)有一块手机用的电池，上面标明电压为3.7 V，容量为4 000 mA·h，它充满电后大约储存的电能为( )
A.5.3×104 J B.5.3×107 J C.14.8 J D.14.8 kW·h
以近年中考物理试题为例
A
2.(2023·湘潭)如图是电能表表盘示意图，下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测电功率的仪器
B.此时电能表的读数为61 985 kW·h
C.这个电能表通过的电流一定为10 A
D.这个电能表应该在220 V的电路中使用
D
3.(2023·常州)如图所示的电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，Rx为滑动变阻器(A、B为其两端点)。闭合开关S，把滑动变阻器的滑片P从B端移到A端，电压表示数的变化范围是0.6~3 V，电流表示数的变化范围是0.12~0.6 A。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为 6 V
B.R0的阻值为 25 Ω
C.Rx的最大阻值为20 Ω
D.移动滑片P，电路总功率的最小值为0.72 W
C
4.(2023·黑龙江)标有“6 V　3 W”和“6 V　6 W”的灯L1和L2(假设灯丝电阻不变)，若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是( )
A.通过灯L1和L2的电流之比为1∶2
B.灯L1和L2两端的电压之比为2∶1
C.灯L2和L1的发光亮度相同
D.能够正常发光的灯应是灯L2
B
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其实际功率为0.72 W
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端，电路的总功率为0.24 W
D.将灯泡L和18 Ω的定值电阻并联在3.6 V的电源两端，电路的总电阻为6 Ω
5.(2023·济宁)如图是灯泡L的I－U图象。结合图象分析，下列选项正确的是( )
D
6.(2023·遂宁)如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，滑动变阻器R2铭牌上标有“120 Ω　0.8 A”的字样，电流表量程0~0.6 A，电压表量程0~15 V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器滑片，经测量分析，得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是( )
A.电源电压为16 V
B.R1的阻值为25 Ω
C.电路总功率的最大变化量为10.8 W
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10~100 Ω
D
7.(2023·绥化)如图，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器(a、b为滑动变阻器两端点)，小灯泡标有“6 V　3 W”字样。当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.9 A，滑动变阻器最大阻值是　 　Ω；当开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，电流表示数为0.2 A，此时R1的功率为　 　W。
0.6　
15　
【例 1】每年进入汛期，多地会发生强降雨，导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置(最大阻值40 Ω)，浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
结合I－U图象和串、并联电路的电功率计算；电流、电压和电功率等动态分析与计算。
C
A.当水位升高时，电压表的示数减小
B.该电路工作时总功率最小值为0.3 W
C.水位变化过程中，滑动变阻器功率最大时水位为20 cm
D.当水位达到警戒水位时，电压表的示数为3 V
【例 2】如图所示，电源电压保持不变，R2＝30 Ω，R3＝10 Ω。当闭合开关S，断开开关S1、S2时，电压表的示数为4 V，电流表示数为0.2 A，则电源电压为　 　V；当开关S、S1、S2都闭合时，则电路消耗的总功率为　 　W。
3　
6　

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