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(共45张PPT)
　电功、电功率、焦耳定律的理解与应用
目
录
1
回归教材 梳理必备知识
2
命题研究 突破核心考点
3
真题自测 评价当堂效果
01
回归教材 梳理必备知识
电功
1. 实质：电流做功的实质是将 能转化为 能的
过程。
2. 计算公式：W＝ ＝ 。
3. 单位： 。其他常用单位： ，俗
称 。
4. 换算关系：1度＝1 ＝ J。
电　
其他形式　
UIt　
Pt　
焦耳(J)　
千瓦时(kW·h)　
度　
kW·h　
3.6×106　
5. 测量
(1)测量工具：电能表，它的单位是kW·h。
(2)测量方法：
①较大的电能可以利用表盘示数测量，消耗的电能为表盘前后两次
示数之 ；
②较小的电能利用转盘转过的圈数(指示灯闪烁的次数)来计算，电
能表参数为 N r/kW·h(imp/kW·h)，在时间t内表盘转动n转(指示灯闪烁n
次)，消耗的电能 W＝ kW·h＝×3.6×106 J。
差　
电功率
1. 定义：电流所做的功与完成这些功所用的时间之 叫作电
功率。
2. 意义：表示电流 的量。
3. 公式：P＝ ＝ (适用于所有电路)。推导公式：P＝
I2R＝(仅适用于纯电阻电路)。
比　
做功快慢　
　
UI　
4. 单位： 。其他常用单位：兆瓦(MW)、千瓦(kW)、
毫瓦(mW)。
换算关系：1 MW＝ W，1 kW＝ W，1 mW＝ W。
瓦特(W)　
106　
103　
10－3
5. 常考电功率估测：家用空调的电功率约为1 000 W；电吹风机的
电功率约为500 W；液晶电视机的电功率约为100 W；日光灯的电功率
约为40 W。
1. 电功和电功率的区别：电功是表示电流做功多少的量；而
电功率是电流在单位时间内所做的功，是表示电流做功快慢的
量。电功率的大小是由功和时间共同决定的，电流通过用电器做的功
多，其电功率不一定大，电功率大的用电器做功不一定多。
2. 对用电器实际功率的理解：用电器的实际功率随用电器两端电
压的变化而变化。对于同一用电器，它两端的实际电压越大，其实际
功率越大，只有当用电器两端的实际电压等于其额定电压时，用电器
的实际功率才等于其额定功率。
焦耳定律
1. 电流的热效应：电流通过导体时电能转化为 能，这种现
象叫作电流的热效应。
2. 探究电流的热效应
内　
探究电流通过导体时产生热量的多少跟电阻的关系 探究电流通过导体时产生热量的多少跟电流的关系
实验
装置
探究电流通过导体时产
生热量的多少跟电阻的
关系 探究电流通过导体时产生热量的多少
跟电流的关系
探究
方法 法、 法 实验
设计 通过U形管中 的变化判断容器内电阻产生热量的
多少 转换　
控制变量　
液面高度　
探究电流通过导体时产生热量的多少跟电阻的关系 探究电流通过导体时产生热量的多少跟电流的关系
实验
设计 电阻串联的目的是控制 和 相同 将两个等大电阻串联，然后再将第三个电阻与其中一个电阻并联，目的是改变 大小
实验
结论 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越 ，产生的热量越多 在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越 ，产生的热量越多
电流　
通电时间
电流　
大　
大　
　　3.焦耳定律的内容：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。
4. 焦耳定律公式： 。
正　
正　
正　
Q＝I2Rt　
纯电阻电路：Q＝W电＝Pt＝UIt＝t＝I2Rt；非纯电阻电路：
Q＜W电。
5. 电热的利用和防止：电饭煲、电烙铁、电烤箱等利用电热；安
装散热风扇、散热片、散热窗等防止电热产生的危害。
多挡位控制(R1、R2为发热电阻)
电路图 开关状态 电路状态 挡位状态 计算公式
S1、S2闭合 只有R1 高温(加热)挡 P高＝
S1闭合、 S2断开 R1、R2串联 低温(保温)挡
P低＝
　
电路图 开关状态 电路状态 挡位状态 计算公式
S1、S2闭合 R1、R2并联 高温(加热)挡 P高＝
电路图 开关状态 电路状态 挡位状态 计算公式
S1闭合、S2断开 只有R2 低温(保温)挡 P低＝
闭合S1，S2接触
点2 R1、R2并联 高温(加热)挡
P高＝
　
电路图 开关状态 电路状态 挡位状态 计算公式
闭合S1，S2接触点1 只有R1 中温挡 P中＝
断开S1，S2接触点1 R1、R2串联 低温(保温)挡
P低＝
　
热电综合计算
1. 电热器是根据电流的 效应来工作的，工作时将电能主要
转化为 能。
2. 电热器加热时消耗的电能：W加＝P加t；保温时消耗的电能：W保
＝P保t。
3. 被加热物体吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)。
4. 电加热器的加热效率：η＝。
热　
内　
02
命题研究 突破核心考点
电功、电功率的理解及简单计算
　　 例1 现有分别标有“6 V　3 W”和“12 V　6 W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是(　C　)
A. 通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B. 通电时间相同时，电流通过乙灯泡做功一定比甲灯泡快
C. 两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D. 两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1 A
C
　　变式1　一个电阻器的电阻为R，当它两端的电压为U，通电时间为t，则消耗的电能为W，若要使它消耗的电能变为原来的四分之一，下面采用的方法正确的是(　C　)
A. 电阻R不变，电压U减半，通电时间t减半
B. 电阻R不变，电压U不变，通电时间t减半
C. 电阻R不变，电压U减半，通电时间t不变
D. 电阻R减半，电压U增大为原来的2倍，通电时间t不变
C
　　变式2　(2025·苏州)如图所示电路中，灯泡L的规格为“6 V　3 W”。闭合开关S，灯泡正常发光，电流表示数为1.5 A。求：
(1)通过灯泡L的电流；
解：(1)根据P＝UI可知，通过灯泡L的电流：I＝＝0.5 A；
(2)电阻R的电功率；
解：(2)闭合开关S，灯泡与电阻并联，电流表测干路电流I总＝1.5 A，灯泡正常发光，则电源电压U＝UL＝6 V，通过灯泡的电流为0.5 A，由并联电路的电流规律可知，通过R的电流：IR＝I总－IL＝1.5 A－0.5 A＝1 A，电阻R的电功率：P＝UIR＝6 V×1 A＝6 W；
(3)通电2 min，电路消耗的电能。
解：(3)通电2 min，电路消耗的电能：W＝UIt＝6 V×1.5 A×2×60 s＝1 080 J。
焦耳定律
　　 例2 小状同学使用电热水壶烧开水，电热水壶是利用电流的 . 效应工作的；他使用的额定功率为2 kW的电热水壶，正常工作了10 min，消耗了 J的电能。
热　
1.2×106　
　　变式3　某电热壶铭牌上标有“220 V　1 000 W”字样，当其正常
工作时，把质量为2 kg、温度为30 ℃的水加热到80 ℃，用时10 min。加
热过程中，水吸收的热量是 J，电热壶烧水的效率是 。
[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
4.2×105　
70％
电热综合
　　 例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：(1)根据P＝UI得电热水壶的额定电流：I额＝＝4 A；
(2)电热水壶的电阻R；
解：(2)根据I＝得电热水壶的电阻：R＝＝55 Ω；
(3)电热水壶正常工作t＝5 min消耗的电能W；
解：(3)电热水壶正常工作t＝5 min消耗的电能：W＝P额t＝880 W×5×60 s＝2.64×105 J；
(4)1 kg的水从t1＝20 ℃升高到t2＝70 ℃吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：(4)水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg
×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×105 J。
　　变式4　(2025·凉山)电热暖手宝是生活中常见的取暖设备。某款电
热暖手宝的主要参数如图所示，其正常工作4 min，恰好将袋内液体从
10 ℃加热至32 ℃[袋内液体的比热容取4.2×103 J/(kg·℃)]，求：
(1)电热暖手宝正常工作时的电流；
解：(1)电热暖手宝正常工作时的电流：I＝＝2.5 A；
(2)袋内液体从10 ℃加热至32 ℃吸收的热量；
解：(2)袋内液体从10 ℃加热至32 ℃吸收的热量：Q＝cmΔt＝
4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(32 ℃－10 ℃)＝92 400 J；
(3)该过程中，电热暖手宝的加热效率。
解：(3)暖手宝消耗的电能：W＝P额t＝550 W×4×60 s＝132 000 J，该过程中，电热暖手宝的加热效率：η＝＝70％。
多挡位控制电路相关问题
　　 例4 重庆的冬天，天气寒冷，许多家庭的老人都需要用电热毯过冬。如图所示为某品牌双人电热毯的电路原理图，R是发热电阻丝，电压控制器只起到将220 V的家庭电路电压降为一半的作用。当只闭合S1时为高温挡，只闭合S2时为低温挡。其参数如表所示。
　　(1)求电阻丝R的阻值；
解：(1)当只闭合S1时为高温挡，R的阻值：R＝＝440 Ω；
(2)求低温挡的电功率；
解：(2)只闭合S2时为低温挡，R两端电压被降为原来的一半，即U2＝U1＝×220 V＝110 V，则低温挡的电功率：P低温＝＝27.5 W；
(3)奶奶经常将电热毯开至低温挡加热1 h后再睡觉，求低温挡工作1
h产生的热量。
解：(3)电热毯开至低温挡工作1 h产生的热量：Q＝W＝P低温t＝
27.5 W×3 600 s＝9.9×104 J。
　　变式5　小明家有一款两挡位加热坐垫，如图甲所示，加热坐垫内
有两根加热电阻丝R1、R2，简化电路如图乙所示，电源电压恒为24 V，
R1的阻值为32 Ω，加热坐垫的高温挡功率为36 W。
甲 乙 丙
(1)求加热坐垫高温挡工作100 s产生的热量；
解：(1)高温挡工作100 s产生的热量：Q＝W＝P高t＝36 W×100 s
＝3 600 J；
(2)求加热坐垫低温挡的功率；
解：(2)当开关S1、S2都闭合时，只有R2接入电路，
此时为高温挡，则R2的阻值：R2＝＝16 Ω，
当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，此时为低温挡，则低温挡的功率：P低＝＝12 W；
乙
(3)小明想只利用如图乙所示的元件将加热坐垫改装为三个挡位，请
你帮他在图丙的虚线框内设计出电路图并计算改装后的加热坐垫高温挡
的电功率。
丙
解：(3)改装后的电路，如图丙所示，
当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，此时为高温挡，
电路的总电流：I＝I1＋I2＝＝2.25 A
，改装后的高温挡电功率：P改＝UI＝24 V×2.25 A＝54 W。
03
真题自测 评价当堂效果
1. (2024·重庆B卷T7)小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。
闭合开关S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2 V，电流表示数
为0.4 A。下列说法正确的是(　B　)
A. 图中的甲是电压表、乙是电流表
B. 将滑片P向左移时R的功率增大
C. 一次实验就能精确测出R的阻值
D. 电流为0.4 A时，R一分钟发热0.8 J
B
2. (2025·重庆T12)某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为
400 W，正常加热1 min产生的热量是 J，加热电阻的阻值
是 Ω。
24 000　
121　
3. (2021·重庆A卷T12)将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2
h，屏幕显示如图所示，已知电费单价为0.5元/kW·h，电热水器的功率
为 W；若该时间内消耗的电能全部给40 kg的水加热(水未沸腾)，则水温升高 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
700　
30　
4. (2024·重庆A卷T19)如图甲所示是同学们自制的调光小台灯，图
乙是台灯的电路原理图。电源电压为3 V，R是调节亮度的变阻器，
最大阻值为10 Ω。灯L标有“2.5 V　0.5 W”字样。忽略温度对电
阻的影响。求：
甲 乙
(1)灯L正常发光时的电阻；
解：(1)灯正常发光时的电流：I额＝＝0.2 A，
灯正常发光时的电阻：RL＝＝12.5 Ω；
乙
(2)灯L正常发光时，变阻器R工作10 min产生的热量；
解：(2)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的电流，
即IR＝I额＝0.2 A，
变阻器两端电压：UR＝U－U额＝3 V－2.5 V＝0.5 V，
变阻器R工作10 min产生的热量：
QR＝WR＝URIRt＝0.5 V×0.2 A×10×60 s＝60 J；
乙
(3)电源电压降为2.7 V后，灯L的最小实际电功率。
解：(3)电源电压降为2.7 V后，当变阻器接入电路的
阻值最大时，电路中的电流最小，此时灯的实际功率最小，
电路中的最小电流：I小＝＝0.12 A，
灯L的最小实际电功率：PL小＝RL＝(0.12 A)2×12.5 Ω＝0.18 W。
乙

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