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精讲册
第2单元 电能及其应用
一级主题 二级主题 目标要求
能量 电磁能 3.4.1　从能量转化的角度认识电源和用
电器的作用
3.4.5　结合实例，了解电功和电功率。
知道用电器的额定功率和实际功率
3.4.6　通过实验，了解焦耳定律。能用
焦耳定律说明生产生活中的有关现象
3.4.7　了解家庭电路的组成。有安全用
电和节约用电的意识
　　情境：小明的书桌区域有多个用电器：LED台灯
（12 W）、手机充电器（18 W）、笔记本电脑（65
W）和冬季常用的电暖手宝（300 W）。入冬后，他常
同时使用这些设备，但某次闻到插座有焦糊味，还跳闸
了。请你作为家庭“安全用电顾问”，帮他解决隐患并优
化用电方案。
1. 书桌上的一个老式多功能插座（如图所示），
包含开关、三孔插座和USB接口（工作时各接口互不影
响）。为了确保安全，控制排插电源的开关应串联
在 线上，三孔插座的E孔应与 线连接。若
其中一个USB因接触不良无法充电，其他插座
（选填“仍能”或“不能”）正常使用。
火　
地　
仍能　
1.家庭电路
（1）家庭电路的组成：进户线、 、空气开
关、用电器与开关、 。
（2）进户线：火线和零线之间的电压是 V，零
线在进户前已经和 相连。
（3）测电笔：用来判别 、 的。使用
时，手指要与测电笔的 接触。
（4）灯的安装：开关要接在 线上，螺口灯的螺
旋金属一定要接在 线上。
电能表　
插座　
220　
大地　
火线　
零线　
笔尾金属体　
火　
零　
2.请说出LED台灯、电暖手宝在工作过程中主要
涉及的能量转化。当充电器为标有“9 V　2 A”的手机电
池正常充电10 min，消耗的电能是多少？
　　答：LED台灯工作过程中主要将电能转化为光能；
电暖手宝工作过程中主要将电能转化为内能。标有“9 V　
2 A”的充电器，正常工作10 min，消耗的电能W＝UIt＝
9 V×2 A×10×60 s＝1.08×104 J。
2.电功
（1）影响因素：电流所做的功与 、
和 成正比。
（2）公式：W＝ 。推导公式是W＝
＝ 。（推导公式只适用于纯电阻电路）
（3）单位及其换算：焦耳（J），1 kW·h＝ J。
电压　
电流　
通电时间　
UIt　
t　
I2Rt　
3.6×106　
（4）实质：用电器工作时，利用电流做功将
转化为 的能量，电流做了多少功，就要消
耗多少电能。
电能　
其他形式　
3.书桌使用的一个老式多功能插座，标有“最大使
用电压 250 V ， 最大使用电流10 A”。则该插座能接入
用电器同时正常工作的最大功率是多少？书桌上的用电
器能否同时接到插座上使用？
　　解：我国家庭电路实际供电电压为220 V，该插座
能接入用电器同时工作的最大功率Pmax＝UImax＝220 V
×10 A＝2 200 W，书桌上用电器的总功率P总＝P灯＋P充
＋P电脑＋P暖＝12 W＋18 W＋65 W＋300 W＝395 W
＜2 200 W，因此可以同时接到插座上使用。
3.电功率
（1）定义：电流所做的功与所用时间之比，是表示电
流 快慢的物理量，用符号 表示。
（2）单位及单位换算：国际单位是瓦特（W），常用
单位是千瓦（kW），1 kW＝ W。
做功　
P　
1 000　
（3）公式及其适用范围：P＝ （定义式），适用
于力学和电学。变形公式有W＝ ；t＝ 。P
＝ （计算式），适用于所有电路；推导公式P
＝ ＝ ，只适用于纯电阻电路。
（4）额定功率：用电器 的电压值叫额定
电压，与额定电压对应的功率叫做 。
（5）实际功率：用电器实际工作的电压值叫
，与额定电压对应的功率叫做 。
　
Pt　
　
UI　
I2R　
　
正常工作　
额定功率　
实际电
压　
实际功率　
4.小明同时使用这些设备的总功率明显小于插座
的最大功率，却能闻到插座有焦糊味，工作电流明显小
于空气开关的额度电流，却还跳闸了。请写出一种可能
的原因。
　　答：老插座发热部位接触不良，导致电阻增大，根
据焦耳定律，接触位置发热增大而烧焦等。
4.焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟 的二
次方成正比，跟导体的 成正比，跟
成正比。
（2）公式：Q＝ 。其他公式有Q＝W＝
＝ ＝ （只适用于纯电阻电路）。
（3）热量的单位：焦耳，简称焦，符号为J。
电流　
电阻　
通电时
间　
I2Rt　
Pt　
UIt　
t　
5.为了测定暖手宝的实际功率，小明只让暖
手宝接入家庭电路。正常工作时，小明在标有
“2 000 imp/（kW·h） ”字样的智能电能表前进行测试。
10 min后观察到脉冲灯闪200次，求暖手宝的实际功率。
解：暖手宝工作10 min，电流做功W＝kW·h＝
0.1 kW·h＝3.6×105 J；暖手宝的实际功率P＝＝
＝600 W。
5.电能表
（1）电能表：又称电度表，是测量 的仪表。
（2）参数：“220 V　10（20） A　50 Hz”表示该表在
220 V、50 Hz的交流电路中工作，标定电流（该电流条
件下，电表计量最准确）为 A，通过的电流不能
超过额定最大电流 A。智能电能表上的
“2 000 imp/（kW·h）”表示每消耗1 kW·h电能，脉
冲灯闪烁 次。
电功　
10　
20　
2 000　
6.为了排除隐患，请给小明提一些改进建议。
　　答：①更换独立墙插（避免多功能插座过载）；②
选购新国标插座（含过载保护开关）等。（合理即可）
6.安全用电
（1）安全用电：家庭电路的安装应当符合
的要求，要注意不要 用电器；保护好用电器的
，不裸露电线。对于有金属外壳的家用电器，
其外壳要 。在户外，不要 高压带电体。
（2）触电：人体直接或间接接触 线引起的。
安全用电
弄湿　
绝缘体　
接地　
靠近　
火　
（3）触电施救：应当赶快 电源，或者用
的木棍、竹竿将电线挑开使触电的人迅速脱离电
源。绝不能在 的情况下泼水救火。
切断　
干
燥　
未断电　
家庭电路
1. （2025 威海）家庭电路的部分电路如图所示，进户
线 （选填“甲”或“乙”）是火线；只闭合开关S1，
L1正常发光，再闭合开关S2，L1马上熄灭，如果故障出
在L2上，则可能是L2 。
甲　
短路　
安全用电
2. （2025 福建）关于新能源电动汽车充电桩的安装和
使用，下列措施中，符合安全用电要求的是（　B　）
A. 用湿抹布擦拭充电插口
B. 充电桩需要安装接地线
C. 充电桩起火立即泼水救火
D. 充电桩无需安装保险装置
B
电功和电功率
3. （2025 枣庄）某商家销售的移动电源相当于大型“充
电宝”，其参数如右表所示。顾客咨询：“该移动电源可
以供2.5 kW的用电器正常工作吗？”客服回复：“没问
题，这是3 kW h的，3 kW的用电器都可以正常使用。”
该客服（　B　）
B
电源规格 3 kW h
输出电压 220 V
最大输出电流 10 A
A. 说法正确
B. 混淆了电功率和电能
C. 混淆了电功率和电流
D. 混淆了电功率和电压
4. （2025 上海）小王家的一个电器上标有“220 V　
440 W”的字样，则此用电器正常工作时，电压为
V，电流为 A，使用时将 转化
为内能。
220　
2　
电　
电流的热效应
5. （2025 天津）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
（选填“增加”或“减少”）电源线通电时产生的热量。
电阻　
减少　
探究电流产生的热量与哪些因素有关
1. 实验装置
　　为了探究电流产生热量与什么因素有关，小红所用
的实验装置如图甲所示，两个透明容器内密封着
相等的空气，U形管中液面开始时要 ；实
验中是通过观察U形管中液面的 来显示容器
内空气温度的变化；实验中选用空气而不用水做实验，
是因为相对于水，空气受热更容
易 ，可使U形管中液柱
上升更快，实验现象更明显。
质
量　
相平　
高度差　
膨胀　
2. 设计与进行实验
（1）连接好电路，闭合开关，通电一段时间后，可以
观察到与容器 （选填“A”或“B”）相连的U形管液
面高度差较大，此实验现象说明，在 和通电时
间相同的情况下， 越大，产生的热量越 。
B　
电流　
电阻　
多　
（2）控制两个密闭容器中的电阻R1、R2
阻值相同，在容器B的外部，将一个阻值
相同的电阻R3和R2并联，如图乙所示。此
装置是为了探究电流通过导体产生热量的
多少与 的关系，图中R3的作用是 。
通电后，通过R1的电流I1与通过R2的电流I2的比值是
，通电一定时间可以观察到与容器 （选
填“A”或“B”）相连的U形管液面高度差较大，由此可得
出结论：
。
电流大小　
分流
2∶1　
A　
在电阻和通电时间相同的情况下，电流
越大（或小），产生的热量越多（或少）　
（3）小明连接了如图丙所示的电路，其中R4＝R5，R6
＜R7，该电路可探究当 一定时，电
流产生的热量跟 的关系。闭合开关，通电一段
时间后，温度升高较多的是容器 （选填“A”或“B”）。
电阻和通电时间　
电流　
A　
3. 交流与讨论
（1）小刚在用图甲所示的电路探究时，通电一段时间
后，发现其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生
此现象的原因可能是 。
容器密闭性不好　
（2）小亮用图乙装置接入电路探究时，通电一段时间
后，发现左、右两侧U形管液面上升高度相同，该现象
与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好。产
生该现象的原因是 。
电阻R3开路　
（3）如果小红在做此实验时，在图乙的容器B外可并联
的电阻有1 Ω、5 Ω和10 Ω，为使实验效果更加明显，应
选择阻值为 Ω的电阻。
1　
4. 实验拓展
（1）如图丁所示，串联的两根电阻丝（R1＜R2），
封闭在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相
同的气球相连，闭合开关，一段时间后，密闭烧瓶内
的空气被加热，观察到气球 （选填“A”或“B”）
先鼓起来。
B　
（2）用如图戊所示的装置探究电流通过导体时产生的
热量与导体电阻的关系，a、b、c三个烧瓶内盛有质量
和温度都相同的食用油，温度计显示食用油的温度，每
瓶食用油中都浸泡着一段电阻丝，其中R1＜R2＜R3。此
实验的自变量是 ，控制变量是
；通过实验可知，c瓶中的温度计示数变化
量最大，则电流通过三段电阻丝
产生热量最多的是 。
电阻的阻值　
电流和
通电时间　
R3　
若探究电流通过导体时产生的热量与导体中电流的关系，
将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路，此方案
（选填“可行”或“不可行”），理由是
。
不可
行　
没有控制电
阻相同　

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