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模块三 电学
第16讲 电功率【讲义】（4-7分）（原卷版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图、知识导航 3
考点精研、易错明晰 4
清单01 基本概念 4
清单02 知识点 6
清单03 实验清单 7
清单04 应用清单 10
清单05 典例清单 12
题型归纳、技巧点拨 19
01 电能表及其计算 19
02 电功及其计算 20
03 电功率与电功 20
04 额定功率与实际功率 22
05 小灯泡亮度问题 22
06 动态电路中电功率问题 24
07 实验器材的选择与电路故障 25
08 测量小灯泡的电功率 26
09 探究影响电流热效应的因素 27
10 电功与电热的简单计算 28
11 多挡电器电热的计算 29
12 生活中的电流热效应（电热的利用与防止） 31
课标要求 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。
考查内容 一、电能 电功； 二、电功率； 三、测量小灯泡的电功率； 四、焦耳定律
考点分布 考查频率 命题趋势
01 电能表及其相关计算 ☆☆☆ 电功率在初中物理中占据举足轻重的地位，无论考卷分值、试题数量和考点分配怎样，对本单元的考查都应作为备考的重点和热点。 本单元考点集中体现在电能与电功的计算、电功率的简单计算、电功率和电热的综合计算；伏安法测小灯泡功率、电流的热效应与什么因素等。所见考题与欧姆定律等电学知识相结合是这类考题的一大特点。 从考题题型看，对此内容的考查题型涵盖了选择题、填空题、实验题、压轴题（综合计算题）和综合应用题等。 从命题方向和命题点看，主要有：电功率的简单计算、电路分析与计算、动态电路分析、I-U图像的应用、应用电功率进行综合计算、电功率在生活中的应用、电路安全与极值、测量小灯泡额定功率、影响电流热效应的因素等
02 电功及其计算 ☆☆☆
03 电功率与电功 ☆☆☆
04 额定功率与实际功率 ☆☆☆
05 小灯泡亮度问题 ☆☆☆
06 动态电路中的电功率问题 ☆☆☆☆
07 实验器材的选择与电路故障 ☆☆
08 小灯泡电功率的测量 ☆☆☆
09 探究影响电流热效应的因素 ☆☆
10 电功与电热的简单计算 ☆☆☆
11 多挡电器的电热计算 ☆☆☆
12 生活中的电流热效应（电热的利用与防止） ☆☆☆
清单01 基本概念
一、【电能 电功】
1.电功： 所做的功叫电功。电功的符号是 。
2.单位： （焦，符号 ）。
3.电功的常用单位是 ，即 （kW·h）。1kW·h＝ J。
4.电流 过程，实际上就是 转化为 的过程。
5电功公式：①W= ；导出式：，，。
②W= （纯电阻）；导出式：，，。
③ （纯电阻）；，，，。
公式中的物理量：W—电能—焦耳（J）；U—电压—伏特（V）；I—电流—安培（A）；t—时间—秒（s）；R—电阻—欧姆（Ω）。
二、【电功率】
1.电功率定义：电流在1秒内所做的 叫电功率。
2.电功率意义：表示消耗电能的 。
3.电功率符号： 。
4.电功率单位： （瓦，符号 ），常用单位为 （kW），1kW＝103W
5.电功率公式：，W=Pt，。
第一种单位：P—电功率——瓦特（W）；W—电功——焦耳（J）；t—通电时间——秒（s）。
第二种单位：P—电功率—千瓦（kW）；W—电功—千瓦时（kW·h）；t—通电时间—小时（h）。
6.用电器的额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器 时的电压叫额定电压。
（2）额定功率：用电器在 下的功率叫额定功率。
（3）额定电流：用电器在 时的电流叫额定电流。
（4）用电器实际工作时的三种情况：
①U实②U实>U额，P实 P额—用电器 正常工作，有可能 （如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）。
③U实=U额，P实 P额——用电器 工作。
④电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是 ，额定功率是 。
⑤灯泡的亮度是由其所消耗的 决定的，与 和 无关。
⑥额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝 ，功率 。
⑦将两个灯泡串联，额定功率 的，实际功率 ；将这两个灯泡并联，额定功率 的，实际功率 。
三、【焦耳定律】
1.电流通过导体时 转化成 ，这个现象叫做 。
2.焦耳定律：电流通过导体产生的 跟电流的 成 ，跟导体的电阻成 ，跟通电时间成 （英国物理学家焦耳）。
3.数学式
①Q= ；，，。
②Q= ；，，。
③ ；，，。
④Q= ；，。
Q—热量—焦耳（J）；I—电流—安培（A）；R—电阻—欧姆（Ω）
t—通电时间—秒（s）；P—电功率—瓦特（W）；U—电压—伏特（V）。
4.有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能 转化为 （Q＝ ），公式Q=UIt、、Q=Pt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为 ，还要转化为 的能量。求Q时只能用Q＝ 。
5.利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
防止电热的例子：电视机外壳的 ；计算机内的散热 、电动机外壳的 等。
清单02 知识点
一、【电能 电功】
1.电能表：测量 的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。
2.表盘上的数字表示已经 的电能，单位是 ，计数器的最后一位是 ，即1234.5 kW·h。用电能表 的读数减去 的读数，就表示这个月所消耗的 。
3.电能表的表盘
“220 V”表示这个电能表的额定电压是 ，应该在220V的电路中使用。
“10（20 A）”表示这个电能表的标定电流为 ，额定最大电流为 。
“50 Hz”表示这个电能表 的交流电中使用；
“600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗 的电能，电能表上的表盘转过 。
4.根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时，可以列比例式：。
5.串、并联电路电功特点：
（1）在串联电路和并联电路中，电流所做的 等于各用电器电功 ；
（2）串联电路中，各用电器的电功与其电阻成 ，即；
（3）并联电路中，各用电器的电功与其电阻成 比，即。
二、【电功率】
1.串、并联电路电功率特点：
（1）在串联电路和并联电路中， 等于 电功率 ；
（2）串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成 ，即；
（3）并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成 ，即。
2.串并联电路P实与R大小的关系
项目 串联电路 并联电路
P实与R的关系 串联电路中电阻越大的用电器消耗电功率越大 并联电路中电阻越小的用电器消耗电功率越大
灯泡发光 亮度 实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮 通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮
电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮 电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮
串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗 并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变
三、【焦耳定律】
串、并联电路电功特点：
（1）在串联电路和并联电路中，电流产生的 等于部分电热 ；
（2）串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成 ，即;
（3）并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成 ，即（各支路通电时间都相同）。
清单03 实验清单
一、【伏安法测小灯泡电功率】
1.实验原理: 。
2.实验器材: 开关和导线等。
3.实验电路图:如图。
4.实验方案:
(1)在实验的过程中，通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压等于 ，观察 ，记下电压值和 ，算出它的 ，这个功率就是它的 。
(2)通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于 ，观察 ，记下电压值和电流值，算出它的 　功率。
(3) 通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压高于 (约为额定电压的1.2倍)，观察小灯泡的亮度，记下电压值和电流值，算出它的实际功率。
5.实验表格
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯的发光情况
1
2
3
6.实验步骤
(1)按照电路图连接实验器材，闭合开关前，滑动变阻器的滑片滑到 。
(2)闭合开关，按实验方案完成实验，将实验数据记录在表格中。
7.评估与交流:有同学在设计的表格中，有电功率的平均值这一项，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率，这种设计是否合理 为什么
答案: 。
8.注意事项
（1）电源电压应高于灯泡的额定电压；滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多，这样会使滑动变阻器的 。
（2）连接电路时，电压表的量程要参照小灯泡的 来选择，电流表的量程应根据灯泡的 来选择，如果灯泡的额定电压未知，则要采用试触的方法判断。
（3）连接电路时，开关要 ，防止由于 。
（4）闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片置于 的位置，以防止电路中电流 ，其保护电路作用。
（5）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间 ，否则容易 小灯泡。
【考向点拨】
1.补充电路：以某一电器为起点，观察一周，先连主电器，后连测量电器，注意连线不能交叉；
2.测量前变阻器的位置、目的：处于最大位置、为了保护电路；
3.变阻器连接：一上一下；
4.开关状态：断开状态；
5.电路故障：电流表无示数，某处断路；电压表无示数，被测电器短路或电压表连线未接好；
6.电流表、电压表反偏：正负极反接；
7.影响小灯泡亮度的因素：由小灯泡实际功率决定，功率越大，亮度越高；
8.确定划片移动方向和接入电阻大小：根据电阻与长度成正比接线；
9.实际功率大小：根据公式：进行计算；
10.分析图像求额定功率：根据额定电压确定电流，计算即得额定功率；
11.分析图象不同电压下灯丝电阻值不同：原因是灯丝电阻随温度的变化而变化。
二、【探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关】
【实验目的】研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？
【实验方法】 ， 。
【实验原理】根据密闭容器内液柱上升的 来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。
【实验器材】密闭容器两个、U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。
【实验步骤】
（1）电流产生的热量与电阻的关系
如图所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的 反映密闭空气 的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。
两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么
【实验结论】在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 ，这个电阻产生的热量 。
（2）电流产生的热量与电流大小的关系
如图所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么
【实验结论】在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流 ，这个电阻产生的热量 。
【考向点拨】
1.实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体 。
2.被加热材料选用煤油或空气的原因：利用煤油比热容小升温明显；空气热胀冷缩明显。
3.选用加热材料的要求：质量、初温、材料相同。
4.探究电热与电流的关系是需控制电热丝的电阻和通电时间相同。探究电热与电阻的关系是需控制电流和通电时间相同；探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变通电时间的长短。
5.两个烧瓶串联的目的：使通过电流相同。
6.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
7.该实验成败的关键是：确保密闭容器的密封性良好。
8.如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为温度计，也可以完成实验。
清单04 应用清单
一、特殊方法测量小灯泡的电功率（用单一电表测小灯泡额定功率的典型电路）
方法 电路原理图 直接测量的物理量 小灯泡的电功率表达式
安阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表A1、A2的示数分别为I1、I额 （U额=I1R0）
只闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器，使电流表示数为I额；保持滑片位置不变，断开开关S3，闭合S1、S2，电流表示数为I1 U额=（I1-I额）R0
伏阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表V1、V2示数分别为U1、U额 ，
闭合开关S1，开关S2与1端闭合，调节滑动变阻器，使电压表示数为U额；保持滑片位置不变，把开关S2与2闭合，记录此时电压表示数为U1 ，
保持电源电压U不变，闭合开关S，调节电阻箱至恰当的数值，使电压表示数为U额，记录此时电阻箱的阻值R0 ，
二、利用电能表测量用电器的电功率
（1）从电能表表盘上记下用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转数N（或指示灯闪烁次数N）；
（2）断开家里其他用电器的开关，只让待测用电器在正常负荷下稳定工作；
（3）用停表测量待测用电器工作时电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）所用时间；
（4）断开待测用电器开关，计算其电功率。电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）时所消耗的电能为，用电器的实际电功率。
三、电热的利用与防止
1.电热的利用：电热器是利用电流的热效应来工作的设备。电热器的主要工作部分是发热体，发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制作的。如图所示的电热器，都是将电能转化为内能来工作的。
电热毯 电饭锅 电烙铁 电熨斗
2.电热的防止：在很多情况下，我们并不希望用电器的温度过高。像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时，将电能转化其他形式能的过程中，总有一部分电能转化为内能，过多的电热如果不能及时散发，会产生安全隐患。因此，许多用电器采用散热孔、散热片或在发热体安装风扇等方式进行散热，如图所示。
散热风扇 散热孔 散热片
清单05 典例清单--举一反三
【典例1】电能 电功
【典例1】（2025·达州）小芳家有一只标有“220V 1000W”字样的电热水壶。使用前，家中电能表示数如图所示；关闭其它用电器，只让电热水壶正常工作30分钟。下列说法正确的是（　　）。
A. 电热水壶的电阻为484Ω B. 电热水壶消耗的电能
C. 此过程电能表指示灯闪烁了3000次 D. 30分钟后电能表表盘示数为
【变式1-1】（2025·烟台）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
【变式1-2】（2025·达州） 小芳家有一只标有“220V 1000W”字样的电热水壶。使用前，家中电能表示数如图所示；关闭其它用电器，只让电热水壶正常工作30分钟。下列说法正确的是（　　）。
A．电热水壶的电阻为484Ω
B．电热水壶消耗的电能
C．此过程电能表指示灯闪烁了3000次
D．30分钟后电能表表盘示数为
【变式1-3】（2025·陕西省A）如图-1是小明家的电能表，此时电能表的示数为______，小明家破壁机的参数如图-2所示，仅接通家中破壁机的破壁挡，观察到通电1min电能表的指示灯闪烁60次，则家中的实际电压______（选填“大于”“小于”或“等于”）220V；当破壁机的破壁和加热功能同时使用时，通过电线的电流约为9A，电线的电阻约为0.05，通电5min电线上产生的热量为______J。
【典例2】电功率
【典例2】（2025·山东省）某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”，其铭牌如图所示。顾客咨询：“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗？”客服回复：“没问题，这是3kW·h的，3kW的用电器都可以正常使用。”该客服（　　）。
XX移动电源 电源规格：3kW·h 输出电压：220V 最大输出电流：10A
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
【变式2-1】（2025·自贡）如图为某用电器的I-U图像，其额定电压为12V，则额定功率是（　　）。
A. 0.6W B. 1.8W C. 3.2W D. 4.8W
【变式2-2】（2025·重庆）科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果，灯泡L标有“2.5V”字样，电源电压恒为，电压表量程为“”，电流表量程为“”。闭合开关S，在确保电路安全的情况下，最大范围移动变阻器的滑片P，观察灯泡的L亮暗，绘出灯泡L的图像如图乙所示。下列分析正确的是（　　）。
A. 灯泡正常发光时电阻值为
B. 灯泡随滑片P向端移动而变亮
C. 变阻器接入的阻值范围为
D. 电路消耗的最大电功率为0.625W
【变式2-3】 （2025·达州）如图所示为定值电阻R和灯泡L的图像，灯泡L额定电压为2.5V．将两用电器串联在电源两端，灯泡L正常发光。下列说法正确的是（　　）。
A. 电源电压为2.5V B. 灯泡L额定功率为0.75W
C. R与灯泡L功率之比为 D. 灯泡L的图像为图线B
【典例3】伏安法测小灯泡电功率
【典例3】18. （2025·云南省）同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
（1）实验前，电流表指针位置如图甲所示，应对电流表进行______；
（2）同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现A、E两点间的导线连接错误，应改接到______两点之间；更正错误后，将滑动变阻器的滑片置于最______（选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表______（选填“有”或“无”）示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表，表中a处的数据为______；
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度
1 a 0.30 正常发光
2 2.0 0.26 较暗
3 3.0 0.32 较亮
（4）分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为______W，小灯泡的实际功率越______，小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是______（选填“正确”或“错误”）的。
【变式3-1】（2025·新疆）小红在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，实验装置如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到____（选填“A”或“B”）端。实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____W；
（3）小红完成实验后，小明使用相同的实验器材和相同的电源电压重新连接电路，也完成了该实验。小红测得的实验数据如表1所示，小明测得的实验数据如表2所示。分析表1和表2可得:实验时，电源电压为____V；小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时，小灯泡的电阻变化了____Ω（结果保留1位小数）。
表1
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 1.5 0.24
2 2.0 0.26
3 2.5
表2
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 3.0 0.20
2 2.5 024
3 1.8 0.27
【变式3-2】（2025·湖南省）小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变。小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求导线不得交叉；
（2）正确连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最______端；
（3）闭合开关后，移动滑片P，观察到电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（4）进行相同实验的另一同学，检查电路发现导线连接正确且开关闭合，但灯座上忘记安装小灯泡，此时观察到______表的指针有明显偏转。
【变式3-3】（2025·齐齐哈尔）实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡，额定功率约为）、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整；（导线不允许交叉）
（2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：______；
②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“被短接”）；
（3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为______W；
（4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______；
②保持滑片不动，再将开关接，读出电压表示数为；
③小灯泡L的额定功率______（用、、表示）；
（5）小明找来了阻值为的定值电阻，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率？请说明你的判断依据：______。
【典例4】焦耳定律
【典例4】（2025·云南省）为保障行车安全，同学设计了后视镜除雾、除霜装置，简化电路如图所示。电源电压为12V，加热电阻。的阻值均为6Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜。将旋转开关调至“1”时启动除______模式，加热1min，后视镜温度升高6℃，后视镜玻璃质量为0.15kg，加热效率为______。
【变式4-1】 （2025·重庆）某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为400W，正常加热产生的热量是___________，加热电阻的阻值是___________Ω。
【变式4-2】（2025·齐齐哈尔）物理学家焦耳于1840年最先精确的确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。探究电流产生的热量多少与电阻大小关系的实验装置如图所示，将其接到电源两端，通电后，装置元件始终完好，则相同时间内定值电阻产生的热量之比___________。远距离输电过程中，电流的热效应会引起电能的损耗。若某段时间内，从某发电厂采用的高压向目的地输电时，输电线路损耗的电能为；在输电线路可承受范围内，保持发电厂输送功率和输电线路不变，不计温度对导线电阻的影响，将输送电压提高到后，相同时间内输电线路损耗的电能为，则___________。
【变式4-3】（2025·重庆）小渝家有一台旧式两挡位电炖锅，高温挡额定功率为550W，低温挡额定功率模糊不清，图甲是该电炖锅简化电路图，和是加热电阻丝，开关S2只能接触或，不计温度对电阻的影响。
（1）高温挡正常工作时的电流是多少安？
（2）小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为，电炖锅高温挡正常工作0.8h、低温挡正常工作，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，则的阻值是多少欧？
（3）为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关S3，利用原电路元件，导线足够，请你在答图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。
01 电能表及其计算
1.（2025·泸州）现代家庭电路的智能电能表分时段计费，引导用户错峰用电。智能电能表的芯片主要用到了______材料（选填“绝缘体”“半导体”或“超导体”），它的表盘如图所示，若在一段时间内指示灯闪烁了120次，则表明用电器消耗了______J的电能。在使用带有金属外壳的用电器时，应将金属外壳______，以有效地防止漏电带来的安全隐患。
2. （2025·遂宁）小聪在家长的陪同下了解家庭电路，打开配电箱进行观察。配电箱的情况以及电能表的表盘如图所示，请根据安全用电常识以及图中信息选出正确的一项（　　）。
A. 可用湿抹布擦拭配电箱
B. 发现空气开关跳闸后应立即重新将其合上
C. 他家同时工作的用电器总功率不能超过
D. 他只让一个电热水壶工作，10s内电能表指示灯闪烁了3次，则该电热水壶的电功率为900W
02 电功及其计算
3．（2024·江苏扬州）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求：
（1）灯泡电阻R；
（2）电路工作1min消耗的电能W；
4. （2025·深圳）某简易植物工厂，为了给植物提供光和热，君君、辉辉、阳阳共同设计了如图所示的电路图。小灯泡L的规格是“12V，6W”。电源电压为12V，R为加热电阻，阻值大小为6Ω，求：
（1）请帮助君君同学算出只闭合S2通过R的电流；
（2）请帮助辉辉同学算出只闭合S1灯泡L的电阻；
（3）阳阳同学闭合S1、S2后，通电10min，求R产生的热量和电路消耗的总电能。
03 电功率与电功
【点拨】 （1）电功率与电功是两个不同的概念：电功是表示电流做功多少的物理量，其单位是kW·h或J；电功率是电功与通电时间的比值，表示电流做功的快慢，其单位是kW或W。 （2）纯电阻电路中电功率计算公式的选用技巧 1）两个电阻串联接入电路，因串联电路中电流相同，比较两个电阻的电功率时优先考虑用公式； 2）两个电阻并联接入电路，因并联电路两电阻两端电压相同，比较电阻电功率时优先考虑公式； 3）若已知电阻两端电压和通过电阻的电流，优先考虑公式P=UI。
5. （2025·绥化）如图所示，电源电压为9U且保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P滑动到某端点时，电压表的示数为6U，电阻R1消耗的电功率为P；当滑片P滑动到某一点a时（未标出），电阻R1消耗的电功率为4P。下列说法中正确的是（　　）。
A. 电阻R1的阻值为 B. 滑动变阻器的最大阻值为
C. 电路消耗的最大功率为9P D. 当滑片P滑动到a点时，电路中的电流为
6. （2025·绥化）如图甲所示的电路中，电源电压可调，灯泡L的额定功率未知（不考虑灯丝电阻变化），电压表的量程是0~15V，电流表的量程是0~3A。在保证电路各元件安全的前提下：先将电源电压调为U，只闭合开关S，把滑动变阻器R的滑片P从最右端滑动到最左端的过程中，电流表与电压表的示数关系图象如图乙。求：
（1）滑动变阻器R的最大阻值；
（2）电源电压U和的电阻值；
（3）保持（2）中电源电压U不变，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通电1min电阻产生的热量；
（4）断开开关，再将电源电压调为U，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P在a点时，灯泡L正常发光，电压表的示数为6V，灯泡L消耗的电功率为P；当滑片P滑动到某位置时，电路消耗的电功率最小，电流表的示数为0.25A，灯泡L消耗的实际功率，求：灯泡L的额定功率。
04 额定功率与实际功率
【点拨】 额定功率和实际功率的桥梁—电阻：当用电器的电阻大小不变时，可先由额定参数求出用电器的电阻，然后再结合实际工作时的电压、电流，利用公式或计算出实际功率。
7．（2025·达州）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻，灯泡L标有“6V 3W”字样（不考虑灯丝电阻变化）。只闭合，灯泡L正常发光；再闭合，电流表示数变化了0.25A。请计算：
（1）灯泡L正常发光时的电流；
（2）电阻的阻值；
（3）通过控制开关通断，整个电路消耗的最小功率。
8. （2025·广安）如图所示，电源电压为4.5V，灯泡L标有“3V，1.8W”字样（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω，0.5A”，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。保证电路安全，在移动滑动变阻器滑片过程中，下列说法正确的是（　　）。
A. 电压表的示数变化范围为1.5V~3V
B. 电流表的示数变化范围为0.3A~0.6A
C. 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4Ω~20Ω
D. 灯泡L消耗电功率的范围为0.45W~1.25W
05 小灯泡亮度问题
【点拨】 （1）“正常发光”即小灯泡正常工作，在额定电压下以额定的功率工作。 （2）判断灯泡亮度的方法：比较灯泡的亮度实际上就是比较灯泡的实际功率的大小。 1）在串联电路中，由可知，电流相等，电阻大的灯泡实际功率大，亮度高； 2）在并联电路中，由可知，电压相等，电阻小的灯泡亮度高。 （3）两个灯泡的安全：为保护灯泡不会损害，当两个灯泡串联时，电路中最大的电流取小的额定电流，而且电阻大的灯泡亮；当两个灯泡并联时，电路中电源电压取小的额定电压，而且电阻小的灯泡亮。
9．（2024·江苏无锡）用如图所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是：______。闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在下表中。则小灯泡L的额定功率为______W，小灯泡的亮度由______决定。
实验序号 电压U/V 电流I/A 小灯泡的亮度
① 3.0 0.28 较亮
② 3.8 0.30 正常发光
③ 4.2 0.32 过亮
10. （2024·天津）在“练习使用滑动变阻器”的实验中，连接了如图所示电路。闭合开关，当滑片P向________移动时小灯泡变亮；已知电源电压为9V，小灯泡标有“6V 3W”的字样，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为________Ω。
06 动态电路中电功率问题
【点拨】 （1）开关类动态电路中电功率的计算 1）根据开关的通、断确定电路的连接方式；2）明确电流表、电压表测量的对象；3）画出等效电路，在图中标出相应的物理量；4）根据欧姆定律、串并联电路的特点及电功率计算公式进行求解。 （2）电功率的极值 1）对整体电路：应电源电压不变，由公式可知，电路中总电阻最大时，电路总功率最小；电路中总电阻最小时，电路总功率最大； 2）对电路中某一用电器（电阻不变）：由P=I2R可知，当通过它的电流最大时，其电功率最大；当通过它的电流最小时，其电功率最小。
11.（2025·达州）如图所示，电源电压恒为U。只闭合开关S，滑片P移至a端，此时电压表示数为，电流表示数为，消耗的电功率为；滑片P移至b端，电压表示数为，电流表示数为，消耗的电功率为；开关S、和全部闭合，滑片P仍位于b端，消耗的电功率为，电流表示数为。已知，，，。电源电压______V。滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8A，通过控制开关和移动滑片P，电路消耗的最大功率和最小功率之比为______。
12. （2025·山东省）水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置，其中监测电路如图所示，电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关，当溶氧量降低时（　　）。
A. 电流表的示数变小 B. 电压表的示数变大
C. 电路的总功率变小 D. 滑动变阻器的功率变大
07 实验器材的选择与电路故障
【点拨】 （1）实验器材的选择原则：1）电压表、电流表的选择原则：在满足量程要求的前提下尽可能选择小量程，以使测量结果的精确度更高。2）滑动变阻器的选择：①看允许通过的最大电流是否符合要求；②看最大阻值是否符合电路调节要求。 （2）实验电故障分析：1）首先要根据题干给出的条件确定是断路还是短路：电流表有（无）示数，说明电流表所在电路时通路（断路）；电压表有（无）示数，说明电压表两接线柱到电源两极的电路时通路（断路）；（2）然后再分析、判断是哪一部分发生断路或短路。
13．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10Ω）。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整（滑片向左移动时电压表示数变大）；( )
（2）闭合开关前，应将滑片移到______端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超量程，出现这种故障的原因是______；
A．开关短路 B．灯泡短路 C．电压表断路 D．灯泡开路
（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为______V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（5）现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器，为了实验的顺利进行，小明应在其中选择______ （选填“甲”“乙”或“丙”）滑动变阻器接入电路；
（6）小明利用图甲装置______（选填“能”或“不能”）做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。
14.在“测定小灯炮的电功率”实验中，连接了如图所示的电路。当闭合开关S后，若发现：
（1）灯泡发光，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则故障原因是 ；
（2）灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因是 ；
（3）灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变，故障原因是 。
08 测量小灯泡的电功率
【点拨】 测量小灯泡额定功率基本方法是伏安法，其他方法都是在伏安法基础上衍生出来的。 （1）只有电流表时：利用并联电路电压相等的规律，用电流表和已知阻值的定值电阻串联，然后与小灯泡并联，间接测出小灯泡两端的电压； （2）只有电压表时：利用串联电路电流相等的规律，将已知电阻和小灯泡串联，用电压表测出已知电阻两端的电压，便可以间接测出通过小灯泡的电流。
15. （2025·上海）物理兴趣小组小徐同学在做“测定小灯泡的电功率”实验，现有2个电源（电源电压未知），滑动变阻器2个分别标有A“10Ω 2A” B“20Ω 2A”字样，待测小灯（标有“6.0V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐正确串联连接电路，将滑动变阻器A的滑片移至最大阻值处，闭合开关S后，此时电压表示数、电流表示数如图所示。
（1）补全实验电路图；
（2）电压表所示示数为___________伏；
（3）小徐仅更换电源与滑动变阻器，重新实验，记录数据如下表，其中有一组数据，小灯泡正常发光。请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。（需写出主要推理和计算过程）
实验序号 电流表示数（安） 电压表示数（伏）
1 0.38 65
2 0.46 5.5
3 0.52 4.5
4 0.54 4.0
16．（2024·黑龙江绥化）在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，额定电流约为0.3A，电源电压恒为6V，实验电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整 ；（导线不允许交叉）
（2）现有规格为A“”、B“”和C“”的三个滑动变阻器可供选择，应选择 （选填字母）滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是 和调节小灯泡两端的电压及通过的电流；
（3）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着 （选填“电流表”或“电压表”）移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）实验中改变小灯泡两端的电压，多次测量的目的是 ；
（5）测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的功率大于其额定功率的四分之一，请对其加以分析： 。
09 探究影响电流热效应的因素
【点拨】 对于该实验，需要重点掌握两种物理实验方法的应用： （1）控制变量法：①探究电流产生的热量跟电流的关系时，控制电阻和通电时间相同；②探究电流产生的热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流相同。 （2）转化法：电阻丝放出热量的多少，转化为容器内气体温度的变化，转化为U型管中液面的高度的变化。
17. （2025·龙东）如图是探究电流通过导体时产生的热量跟电阻大小的关系的实验装置，实验中通过观察 ______________ 来比较电阻产生的热量。若通过电阻的电流是0.2A，则阻值为5Ω的电阻在1min内产生的热量为 _______ J。
18. （2025·广东省）如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻、的电流________（选填“相等”或“不相等”）；观察U形管内液面高度差可知________（选填“”或“”）产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向________滑动。
10 电功与电热的简单计算
19.（2025·威海）某汽车加热坐椅的工作原理如图所示，R1、R2均为发热电阻，通过控制开关通断，实现高、中、低三挡加热功能，其中高、中挡位的电功率分别为60W、30W，电源电压为12V。处于低挡位时开关的通断情况为___________，此时电路消耗的总功率为___________W。
20. （2025·成都）小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器，电路如图所示。电源电压为24V，S2为单刀多掷开关，R1是阻值为12Ω的电热丝，R2为某种材料制成粗细均匀的电热丝，最大阻值为24Ω，触点2为R2的中点位置。当S1闭合，S2拨到触点3时，加热器处于______挡；加热器在“中温”挡下工作1min，电路消耗的总电能是______J。
11 多挡电器电热的计算
【点拨】 解答多挡电路类试题时，要注意以下几点： （1）多挡电路问题的实质，就是求解多挡电路的实际功率； （2）电压一定时，根据可知，当总电阻最小时，实际功率最大，发热最快，是高温挡；当总电阻最大时，实际功率最小，发热最慢，是低温挡。
21. （2025·齐齐哈尔）中医药是中华优秀传统文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅，图乙是其工作电路简化的等效电路图，通过开关和的不同状态组合，可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻，其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知：。求：
额定电压/V 220
额定功率/W 高温挡880
中温挡440
低温挡220
（1）当闭合开关，将开关接时，电中药锅使用的是______（选填“低温”“中温”或“高温”）挡；
（2）将药液从加热到的过程中，药液吸收的热量是多少？
（3）使用该电中药锅的中温挡正常工作，加热，消耗的电能是多少？
（4）的阻值是多少？
22. （2025·长沙）冬天，为了给鱼缸内的水加热，小星购买了标有“220V 440W”的电热丝和标有“220V 275W”的电热丝各一根，电热丝的电阻不随温度变化。
（1）求电热丝正常工作时的电流；
（2）将和串联接入电路中，求与两端的电压之比；
（3）为了给鱼缸提供适宜的水温，小星想设计的加热电路需要满足以下要求：
（a）当水温低于20℃时，启动高挡快速加热，功率为440W；
（b）当水温在20℃至30℃之间时，启动低挡保温；
（c）当水温高于30℃时，断开整个电路。
为此，他找到了4个温控开关（功能见下表），从中选择两个开关设计了如图所示的电路。
元件类型 符号 功能
温控开关 温度低于20℃时闭合，高于20℃时断开
温度低于20℃时断开，高于20℃时闭合
温度低于30℃时闭合，高于30℃时断开
温度低于30℃时断开，高于30℃时闭合
①请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号；
②按设计连好电路后，为调整功率，小星取下某一根电热丝，剪掉一截后接回原电路。再启动低挡，测得其中一根电热丝两端的电压为99V，请计算此时电路的总功率。
12 生活中的电流热效应（电热的利用与防止）
【点拨】 （1）电热的利用：判断常见用电器是不是利用电流热效应工作的，主要看用电器工作时能量转化的情况。如果验电器工作时电能主要转化成内能之外的其他形式的能量，即消耗的电能只有一少部分转化为内能，则这些用电器都不是利用电流热效应工作的。 （2）电热的防止：1）一般来说，如果对电气设备采取的措施是用来散热的，则该措施就是用于防止电热造成的危害；2）平时多收集并记忆常见的防止电热带来危害的事例，也有助于解题。 （3）利用焦耳定律解释生活中的现象：利用焦耳定律解释生活中的现象时，注意从焦耳定律公式Q=I2Rt出发，从影响电热的三个因素（电流、电阻、通电时间）入手逐一进行分析。
23. （2025·北京）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
24. （2025·陕西省A）用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时的工作原理相同的是（　　）。
A. 电蒸锅 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电冰箱
21世纪教育网(www.21cnjy.com)模块三 电学
第16讲 电功率【讲义】（4-7分）（解析版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图、知识导航 3
考点精研、易错明晰 4
清单01 基本概念 4
清单02 知识点 6
清单03 实验清单 7
清单04 应用清单 10
清单05 典例清单 12
题型归纳、技巧点拨 26
01 电能表及其计算 26
02 电功及其计算 27
03 电功率与电功 28
04 额定功率与实际功率 31
05 小灯泡亮度问题 33
06 动态电路中电功率问题 35
07 实验器材的选择与电路故障 37
08 测量小灯泡的电功率 43
09 探究影响电流热效应的因素 44
10 电功与电热的简单计算 44
11 多挡电器电热的计算 45
12 生活中的电流热效应（电热的利用与防止） 49
课标要求 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。
考查内容 一、电能 电功； 二、电功率； 三、测量小灯泡的电功率； 四、焦耳定律
考点分布 考查频率 命题趋势
01 电能表及其相关计算 ☆☆☆ 电功率在初中物理中占据举足轻重的地位，无论考卷分值、试题数量和考点分配怎样，对本单元的考查都应作为备考的重点和热点。 本单元考点集中体现在电能与电功的计算、电功率的简单计算、电功率和电热的综合计算；伏安法测小灯泡功率、电流的热效应与什么因素等。所见考题与欧姆定律等电学知识相结合是这类考题的一大特点。 从考题题型看，对此内容的考查题型涵盖了选择题、填空题、实验题、压轴题（综合计算题）和综合应用题等。 从命题方向和命题点看，主要有：电功率的简单计算、电路分析与计算、动态电路分析、I-U图像的应用、应用电功率进行综合计算、电功率在生活中的应用、电路安全与极值、测量小灯泡额定功率、影响电流热效应的因素等
02 电功及其计算 ☆☆☆
03 电功率与电功 ☆☆☆
04 额定功率与实际功率 ☆☆☆
05 小灯泡亮度问题 ☆☆☆
06 动态电路中的电功率问题 ☆☆☆☆
07 实验器材的选择与电路故障 ☆☆
08 小灯泡电功率的测量 ☆☆☆
09 探究影响电流热效应的因素 ☆☆
10 电功与电热的简单计算 ☆☆☆
11 多挡电器的电热计算 ☆☆☆
12 生活中的电流热效应（电热的利用与防止） ☆☆☆
清单01 基本概念
一、【电能 电功】
1.电功：电流所做的功叫电功。电功的符号是W。
2.单位：焦耳（焦，符号J）。
3.电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。1kW·h＝3.6×106J。
4.电流做功过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
5电功公式：①W=UIt；导出式：，，。
②W=I2Rt（纯电阻）；导出式：，，。
③（纯电阻）；，，，。
公式中的物理量：W—电能—焦耳（J）；U—电压—伏特（V）；I—电流—安培（A）；t—时间—秒（s）；R—电阻—欧姆（Ω）。
二、【电功率】
1.电功率定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。
2.电功率意义：表示消耗电能的快慢。
3.电功率符号：P。
4.电功率单位：瓦特（瓦，符号W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W
5.电功率公式：，W=Pt，。
第一种单位：P—电功率——瓦特（W）；W—电功——焦耳（J）；t—通电时间——秒（s）。
第二种单位：P—电功率—千瓦（kW）；W—电功—千瓦时（kW·h）；t—通电时间—小时（h）。
6.用电器的额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。
（2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
（3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
（4）用电器实际工作时的三种情况：
①U实②U实>U额，P实>P额—用电器不能正常工作，有可能烧坏（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）。
③U实=U额，P实=P额——用电器正常工作。
④电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。
⑤灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。
⑥额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。
⑦将两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。
三、【焦耳定律】
1.电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。
2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比（英国物理学家焦耳）。
3.数学式
①Q=I2Rt；，，。
②Q=UIt；，，。
③；，，。
④Q=Pt；，。
Q—热量—焦耳（J）；I—电流—安培（A）；R—电阻—欧姆（Ω）
t—通电时间—秒（s）；P—电功率—瓦特（W）；U—电压—伏特（V）。
4.有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），公式Q=UIt、、Q=Pt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。
5.利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
清单02 知识点
一、【电能 电功】
1.电能表：测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。
2.表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即1234.5 kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。
3.电能表的表盘
“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。
“10（20 A）”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20 A。
“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用；
“600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。
4.根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时，可以列比例式：。
5.串、并联电路电功特点：
（1）在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功之和；
（2）串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即；
（3）并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即。
二、【电功率】
1.串、并联电路电功率特点：
（1）在串联电路和并联电路中，总功率等于各用电器电功率之和；
（2）串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成正比，即；
（3）并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成反比，即。
2.串并联电路P实与R大小的关系
项目 串联电路 并联电路
P实与R的关系 串联电路中电阻越大的用电器消耗电功率越大 并联电路中电阻越小的用电器消耗电功率越大
灯泡发光 亮度 实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮 通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮
电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮 电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮
串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗 并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变
三、【焦耳定律】
串、并联电路电功特点：
（1）在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；
（2）串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即;
（3）并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即（各支路通电时间都相同）。
清单03 实验清单
一、【伏安法测小灯泡电功率】
1.实验原理:P=UI。
2.实验器材:电源、额定电压已知的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等。
3.实验电路图:如图。
4.实验方案:
(1)在实验的过程中，通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压等于额定电压，观察小灯泡的亮度，记下电压值和电流值，算出它的功率，这个功率就是它的额定功率。
(2)通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的亮度，记下电压值和电流值，算出它的 实际　功率。
(3) 通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压高于额定电压(约为额定电压的1.2倍)，观察小灯泡的亮度，记下电压值和电流值，算出它的实际功率。
5.实验表格
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯的发光情况
1
2
3
6.实验步骤
(1)按照电路图连接实验器材，闭合开关前，滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处。
(2)闭合开关，按实验方案完成实验，将实验数据记录在表格中。
7.评估与交流:有同学在设计的表格中，有电功率的平均值这一项，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率，这种设计是否合理 为什么
答案:这种设计不合理。因为额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值。
8.注意事项
（1）电源电压应高于灯泡的额定电压；滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多，这样会使滑动变阻器的调压效果明显。
（2）连接电路时，电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择，电流表的量程应根据灯泡的额定电流来选择，如果灯泡的额定电压未知，则要采用试触的方法判断。
（3）连接电路时，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表。
（4）闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止电路中电流过大，其保护电路作用。
（5）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。
【考向点拨】
1.补充电路：以某一电器为起点，观察一周，先连主电器，后连测量电器，注意连线不能交叉；
2.测量前变阻器的位置、目的：处于最大位置、为了保护电路；
3.变阻器连接：一上一下；
4.开关状态：断开状态；
5.电路故障：电流表无示数，某处断路；电压表无示数，被测电器短路或电压表连线未接好；
6.电流表、电压表反偏：正负极反接；
7.影响小灯泡亮度的因素：由小灯泡实际功率决定，功率越大，亮度越高；
8.确定划片移动方向和接入电阻大小：根据电阻与长度成正比接线；
9.实际功率大小：根据公式：进行计算；
10.分析图像求额定功率：根据额定电压确定电流，计算即得额定功率；
11.分析图象不同电压下灯丝电阻值不同：原因是灯丝电阻随温度的变化而变化。
二、【探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关】
【实验目的】研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？
【实验方法】控制变量法，转换法。
【实验原理】根据密闭容器内液柱上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。
【实验器材】密闭容器两个、U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。
【实验步骤】
（1）电流产生的热量与电阻的关系
如图所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。
两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么
【实验结论】在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
（2）电流产生的热量与电流大小的关系
如图所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么
【实验结论】在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
【考向点拨】
1.实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体 。
2.被加热材料选用煤油或空气的原因：利用煤油比热容小升温明显；空气热胀冷缩明显。
3.选用加热材料的要求：质量、初温、材料相同。
4.探究电热与电流的关系是需控制电热丝的电阻和通电时间相同。探究电热与电阻的关系是需控制电流和通电时间相同；探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变通电时间的长短。
5.两个烧瓶串联的目的：使通过电流相同。
6.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
7.该实验成败的关键是：确保密闭容器的密封性良好。
8.如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为温度计，也可以完成实验。
清单04 应用清单
一、特殊方法测量小灯泡的电功率（用单一电表测小灯泡额定功率的典型电路）
方法 电路原理图 直接测量的物理量 小灯泡的电功率表达式
安阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表A1、A2的示数分别为I1、I额 （U额=I1R0）
只闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器，使电流表示数为I额；保持滑片位置不变，断开开关S3，闭合S1、S2，电流表示数为I1 U额=（I1-I额）R0
伏阻法 闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表V1、V2示数分别为U1、U额 ，
闭合开关S1，开关S2与1端闭合，调节滑动变阻器，使电压表示数为U额；保持滑片位置不变，把开关S2与2闭合，记录此时电压表示数为U1 ，
保持电源电压U不变，闭合开关S，调节电阻箱至恰当的数值，使电压表示数为U额，记录此时电阻箱的阻值R0 ，
二、利用电能表测量用电器的电功率
（1）从电能表表盘上记下用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转数N（或指示灯闪烁次数N）；
（2）断开家里其他用电器的开关，只让待测用电器在正常负荷下稳定工作；
（3）用停表测量待测用电器工作时电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）所用时间；
（4）断开待测用电器开关，计算其电功率。电能表转盘转数n（或指示灯闪烁次数n）时所消耗的电能为，用电器的实际电功率。
三、电热的利用与防止
1.电热的利用：电热器是利用电流的热效应来工作的设备。电热器的主要工作部分是发热体，发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制作的。如图所示的电热器，都是将电能转化为内能来工作的。
电热毯 电饭锅 电烙铁 电熨斗
2.电热的防止：在很多情况下，我们并不希望用电器的温度过高。像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时，将电能转化其他形式能的过程中，总有一部分电能转化为内能，过多的电热如果不能及时散发，会产生安全隐患。因此，许多用电器采用散热孔、散热片或在发热体安装风扇等方式进行散热，如图所示。
散热风扇 散热孔 散热片
清单05 典例清单--举一反三
【典例1】电能 电功
【典例1】（2025·达州）小芳家有一只标有“220V 1000W”字样的电热水壶。使用前，家中电能表示数如图所示；关闭其它用电器，只让电热水壶正常工作30分钟。下列说法正确的是（　　）。
A. 电热水壶的电阻为484Ω B. 电热水壶消耗的电能
C. 此过程电能表指示灯闪烁了3000次 D. 30分钟后电能表表盘示数为
【答案】D。
【解析】A．由电热水壶的铭牌“220V 1000W”可知，其额定电压为220V，额定功率为1000W。根据电功率公式，可计算电热水壶的电阻，故A错误；
B．电热水壶正常工作30分钟（1800秒），消耗的电能W=Pt=1000W×1800s=1.8×106J=1.8×106J
故B错误；
C．电路中每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，电热水壶消耗的电能为1.8×106J，即，因此指示灯闪烁次数为，故C错误；
D．电能表读数时，最后一位数是小数，则初始电能表示数为1234.5度，电热水壶消耗0.5度电后，表盘示数应增加至01235.0度，故D正确。故选D。
【变式1-1】（2025·烟台）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
【答案】C。
【解析】正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的用电器电功率约为
A．台灯电功率约为30W，故A不符合题意；
B．智能手机电功率约为5W，故B不符合题意；
C．家用空调电功率约为1000W，故C符合题意；
D．笔记本电脑电功率约为80W，故D不符合题意。故选C。
【变式1-2】（2025·达州） 小芳家有一只标有“220V 1000W”字样的电热水壶。使用前，家中电能表示数如图所示；关闭其它用电器，只让电热水壶正常工作30分钟。下列说法正确的是（　　）。
A．电热水壶的电阻为484Ω
B．电热水壶消耗的电能
C．此过程电能表指示灯闪烁了3000次
D．30分钟后电能表表盘示数为
【答案】D。
【解析】A、根据电功率公式，可计算电热水壶的电阻，故A错误；
BD、电热水壶消耗的电能W＝Pt＝1kW×0.5h＝0.5kW h＝1.8×105J，
30分钟后电能表表盘示数1234.5kW h+0.5kW h＝1235.0kW h，故B错误，D正确；
C、3000imp/kW h表示的是电路中每消耗1kW h的电能，所以消耗0.5kW h，电能表指示灯闪烁了1500次，故C错误。故答案为：D。
【变式1-3】（2025·陕西省A）如图-1是小明家的电能表，此时电能表的示数为______，小明家破壁机的参数如图-2所示，仅接通家中破壁机的破壁挡，观察到通电1min电能表的指示灯闪烁60次，则家中的实际电压______（选填“大于”“小于”或“等于”）220V；当破壁机的破壁和加热功能同时使用时，通过电线的电流约为9A，电线的电阻约为0.05，通电5min电线上产生的热量为______J。
【答案】①. 3023.6；②. 小于；③. 1215。
【解析】[1]电能表的单位是，最后一位是小数位，此时电能表的示数为。
[2]破壁机消耗的电能为
实际功率为
所以家中的实际电压小于额定电压（220V）。
[3]通电5min电线上产生的热量为。
【典例2】电功率
【典例2】（2025·山东省）某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”，其铭牌如图所示。顾客咨询：“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗？”客服回复：“没问题，这是3kW·h的，3kW的用电器都可以正常使用。”该客服（　　）。
XX移动电源 电源规格：3kW·h 输出电压：220V 最大输出电流：10A
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
【答案】B。
【解析】客服回复中提到的“3kW·h”是电能（即电量）的单位，而“3kW的用电器”中的“kW”是电功率的单位。客服错误地将电能与电功率混淆，认为3kW·h的移动电源可以直接支持3kW的用电器，忽略了电功率的实际限制。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
【变式2-1】（2025·自贡）如图为某用电器的I-U图像，其额定电压为12V，则额定功率是（　　）。
A. 0.6W B. 1.8W C. 3.2W D. 4.8W
【答案】D。
【解析】由图可知，某用电器额定电压为12V，对应的额定电流是0.4A，额定功率P=UI=12V×0.4A=4.8W
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【变式2-2】（2025·重庆）科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果，灯泡L标有“2.5V”字样，电源电压恒为，电压表量程为“”，电流表量程为“”。闭合开关S，在确保电路安全的情况下，最大范围移动变阻器的滑片P，观察灯泡的L亮暗，绘出灯泡L的图像如图乙所示。下列分析正确的是（　　）。
A. 灯泡正常发光时电阻值为
B. 灯泡随滑片P向端移动而变亮
C. 变阻器接入的阻值范围为
D. 电路消耗的最大电功率为0.625W
【答案】C。
【解析】A．由图乙可知，灯泡电压为2.5V时，电流为0.25A，则灯泡正常发光时电阻值为，故A错误；
B．分析电路可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡电压，电流表测电路电流。滑片P向端移动时，变阻器阻值变大，则总电阻变大，根据，电路中电流变小，由图乙可知，灯泡电压变小，根据，灯泡实际功率变小，灯泡变暗，故B错误；
C．由图乙可知，灯泡电压为2.5V时，电流最大为0.25A，此时变阻器阻值最小为
灯泡电压为0.5V时，电流最小为0.1A，此时变阻器阻值最大为
所以变阻器接入的阻值范围为，故C正确；
D．电流最大为0.25A，则电路消耗的最大电功率为
故D错误。故选C。
【变式2-3】 （2025·达州）如图所示为定值电阻R和灯泡L的图像，灯泡L额定电压为2.5V．将两用电器串联在电源两端，灯泡L正常发光。下列说法正确的是（　　）。
A. 电源电压为2.5V B. 灯泡L额定功率为0.75W
C. R与灯泡L功率之比为 D. 灯泡L的图像为图线B
【答案】B。
【解析】AD．由题意可知，两用电器串联时灯泡正常发光，此时灯泡两端电压为额定电压2.5V。定值电阻的阻值不变，故图线为直线段，故B图线为定值电阻的图线。灯泡的电阻受温度的影响而不断变化，图线为曲线，故A图线为灯泡的图线。故根据定值电阻的U-I图像经过（1.5V，0.3A）点，可计算其阻值
串联电路中电流相等，当电流为0.3A时，定值电阻两端电压为1.5V，因此电源电压应为U总=2.5V+1.5V=4V
故AD错误；
B．灯泡在额定电压2.5V、电流0.3A时的功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，故B正确；
C．定值电阻的功率P定=I R=(0.3A) ×5Ω=0.45W
灯泡功率为0.75W，两者功率之比为
故C错误；故选B。
【典例3】伏安法测小灯泡电功率
【典例3】18. （2025·云南省）同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
（1）实验前，电流表指针位置如图甲所示，应对电流表进行______；
（2）同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现A、E两点间的导线连接错误，应改接到______两点之间；更正错误后，将滑动变阻器的滑片置于最______（选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表______（选填“有”或“无”）示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表，表中a处的数据为______；
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度
1 a 0.30 正常发光
2 2.0 0.26 较暗
3 3.0 0.32 较亮
（4）分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为______W，小灯泡的实际功率越______，小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是______（选填“正确”或“错误”）的。
【答案】（1）调零；（2）①. B、E；②. 右；（3）①. 有；②. 2.5；（4）①. 0.75；②. 大；③. 错误。
【解析】【小问1详解】由图甲可知，实验前电流表的指针未指在零刻度线处，故应对电流表进行调零。
【小问2详解】[1]由图乙可知，A、E两点间的导线将小灯泡短路，故应将导线改接到B、E两点间。
[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即应将滑片移至最右端。
【小问3详解】[1]若小灯泡灯丝断了，则电压表直接并联在电源两端，测量电源电压，故电压表有示数。
[2]小灯泡正常发光时的电压为其额定电压，故表中a处的数据应为其额定电压2.5V。
【小问4详解】[1]在额定电压下的消耗的功率为额定功率，由表格中数据可知，小灯泡的额定功率为
[2]由表格中数据可知，灯泡两端电压越大，电流越大，小灯泡的实际功率越大，小灯泡就越亮。
[3]用电器在不同电压下对应的实际功率不同，故通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是错误的。
【变式3-1】（2025·新疆）小红在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，实验装置如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到____（选填“A”或“B”）端。实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____W；
（3）小红完成实验后，小明使用相同的实验器材和相同的电源电压重新连接电路，也完成了该实验。小红测得的实验数据如表1所示，小明测得的实验数据如表2所示。分析表1和表2可得:实验时，电源电压为____V；小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时，小灯泡的电阻变化了____Ω（结果保留1位小数）。
表1
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 1.5 0.24
2 2.0 0.26
3 2.5
表2
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 3.0 0.20
2 2.5 024
3 1.8 0.27
【答案】（1）如图；（2）①. A；②. 0.7；（3）①. 4；②. 4.9。
【解析】【小问1详解】测量小灯泡的电功率的实验，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器“一上一下”接入电路，如图所示：
【小问2详解】[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处，由图可知，移动到A处。
[2]由图乙可知，额定电压为2.5V时，电流为0.28A，则小灯泡额定功率
【小问3详解】[1] 分析表1和表2可得，实验时，小明将电压表并联在滑动变阻器两端，当电流为I=0.24A时，UL=1.5V，UR=2.5V故电源电压为
[2]由表2可得，，时，，小灯泡的电阻
由（2）可知，小灯泡额定电压为2.5V时，电流为0.28A，小灯泡的电阻
小灯泡电阻变化了。
【变式3-2】（2025·湖南省）小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变。小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求导线不得交叉；
（2）正确连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最______端；
（3）闭合开关后，移动滑片P，观察到电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（4）进行相同实验的另一同学，检查电路发现导线连接正确且开关闭合，但灯座上忘记安装小灯泡，此时观察到______表的指针有明显偏转。
【答案】（1）如图；（2）左；（3）0.75；（4）电压。
【解析】【小问1详解】测量小灯泡的额定功率实验中，小灯泡、电流表、滑动变阻器、开关串联在电路中，电压表与灯泡并联，图中把电流表负接线柱与电源负极连接起来即可，如图所示：
【小问2详解】正确连接好电路，闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器阻值调至最大，即滑片P移到最左端。
【小问3详解】由图乙可知，电流表选择的量程为0～0.6A，示数为0.3A，灯泡额定功率为
【小问4详解】灯座上没有安装灯泡，因此电路处于断路状态，电流表指针不会偏转，电压表此时相当于直接接在电源两端，因此电压表指针会有明显偏转。
【变式3-3】（2025·齐齐哈尔）实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡，额定功率约为）、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整；（导线不允许交叉）
（2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：______；
②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“被短接”）；
（3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为______W；
（4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______；
②保持滑片不动，再将开关接，读出电压表示数为；
③小灯泡L的额定功率______（用、、表示）；
（5）小明找来了阻值为的定值电阻，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率？请说明你的判断依据：______。
【答案】（1）如图；（2）①. 先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关；②. 断路；（3）0.75；（4）①. 0.5；②. ；（5）见解析。
【解析】【小问1详解】小灯泡正常发光时电流约为
所以电流表选择小量程串联到电路中，作图如下：
【小问2详解】[1]为保护电路，应在闭合开关前，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[2]如图乙，电压表无示数，只有变阻器出问题，则故障可能是滑动变阻器断路，使得电压表的两端无法与电源相通。
【小问3详解】当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，由（1）可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则示数为0.3A，则小灯泡L的额定功率为
【小问4详解】[1][2]①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，灯泡、和变阻器串联，电压表测和变阻器总电压，调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光（2.5V），根据串联电压规律，电压表示数为
②保持滑片不动，再将开关接，连接方式不变，电压表改测电压，读出电压表示数为，则电路中电流为；
③小灯泡L的额定功率
【小问5详解】由前面实验可知，若小灯泡正常发光时，额定电流为0.3A。若定值电阻阻值为，则灯泡正常发光时，两端的电压
两端的电压大于电源电压。电源实际电压为，不能满足实验要求。所以不可行。
【典例4】焦耳定律
【典例4】（2025·云南省）为保障行车安全，同学设计了后视镜除雾、除霜装置，简化电路如图所示。电源电压为12V，加热电阻。的阻值均为6Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜。将旋转开关调至“1”时启动除______模式，加热1min，后视镜温度升高6℃，后视镜玻璃质量为0.15kg，加热效率为______。
【答案】① 霜；②. 50%。
【解析】[1]将旋转开关调至“1”时，只有R1的简单电路，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，为除霜模式。
[2]后视镜玻璃吸收的热量Q=c玻璃mΔt=0.8×103J/(kg·℃)×0.15kg×6℃=720J
加热1min消耗的电能
加热效率为。
【变式4-1】 （2025·重庆）某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为400W，正常加热产生的热量是___________，加热电阻的阻值是___________Ω。
【答案】①. 24000；②. 121。
【解析】[1]正常加热产生的热量Q=W=Pt=400W×60s=24000J
[2]家庭电路的电压U=220V，加热电阻的阻值。
【变式4-2】（2025·齐齐哈尔）物理学家焦耳于1840年最先精确的确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。探究电流产生的热量多少与电阻大小关系的实验装置如图所示，将其接到电源两端，通电后，装置元件始终完好，则相同时间内定值电阻产生的热量之比___________。远距离输电过程中，电流的热效应会引起电能的损耗。若某段时间内，从某发电厂采用的高压向目的地输电时，输电线路损耗的电能为；在输电线路可承受范围内，保持发电厂输送功率和输电线路不变，不计温度对导线电阻的影响，将输送电压提高到后，相同时间内输电线路损耗的电能为，则___________。
【答案】①. ；②. 4∶1。
【解析】[1]相同时间内定值电阻产生的热量之比
[2]某发电厂输出的总功率相同，相同时间内输电线路损耗的电能之比为
。
【变式4-3】（2025·重庆）小渝家有一台旧式两挡位电炖锅，高温挡额定功率为550W，低温挡额定功率模糊不清，图甲是该电炖锅简化电路图，和是加热电阻丝，开关S2只能接触或，不计温度对电阻的影响。
（1）高温挡正常工作时的电流是多少安？
（2）小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为，电炖锅高温挡正常工作0.8h、低温挡正常工作，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，则的阻值是多少欧？
（3）为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关S3，利用原电路元件，导线足够，请你在答图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。
【答案】（1）2.5A；（2）154Ω；（3）见解析。
【解析】【小问1详解】由图甲可知，当开关S1闭合，S2接触a时，两电阻串联，电路的总电阻最大，根据可知，电功率最小，此时电炖锅处于低温挡；当开关S1闭合，S2接触b时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，根据可知，电功率最大，此时电炖锅处于高温挡。根据P=UI可得，高温挡正常工作时的电流是
【小问2详解】由可得，的阻值是
电炖锅高温挡正常工作0.8h，消耗的电能为
小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，此时电能表读数为，则整个过程消耗的电能为
所以，电炖锅低温挡正常工作消耗的电能为
根据可得
所以，的阻值是
【小问3详解】根据题意可知，电炖锅的低温挡功率为
此时两电阻串联；为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关S3，S3需接在干路上；当R2单独接入电路中时，根据串并联电路的电阻规律和可知，此时电炖锅可处于中温挡；电路图可设计如下：
当S2接a、S1和S3闭合时，此时只有R2接入电路中，电炖锅处于高温挡；当S2接a、S1断开、S3闭合时，两电阻串联，电炖锅处于低温挡；当S2接b、S1断开、S3闭合时，此时只有R1接入电路中，电炖锅处于中温挡；满足三个挡位的要求；且三个挡位工作时，温控开关S3都起到防干烧的功能，故以上设计的电路图符合题意。
01 电能表及其计算
1.（2025·泸州）现代家庭电路的智能电能表分时段计费，引导用户错峰用电。智能电能表的芯片主要用到了______材料（选填“绝缘体”“半导体”或“超导体”），它的表盘如图所示，若在一段时间内指示灯闪烁了120次，则表明用电器消耗了______J的电能。在使用带有金属外壳的用电器时，应将金属外壳______，以有效地防止漏电带来的安全隐患。
【答案】①. 半导体；②. ；③. 接地。
【解析】[1]半导体材料具有独特的电学性能，可用于制造各种电子元件，智能电能表的芯片主要用到了半导体材料。
[2]由电能表参数 “1200imp/kW h” 可知，每闪烁1200次消耗1kW h的电能。指示灯闪烁了120次，消耗的电能
[3]在使用带有金属外壳的用电器时，应将金属外壳接地。当用电器的金属外壳漏电时，电流会通过地线导入大地，从而有效地防止漏电带来的安全隐患。
2. （2025·遂宁）小聪在家长的陪同下了解家庭电路，打开配电箱进行观察。配电箱的情况以及电能表的表盘如图所示，请根据安全用电常识以及图中信息选出正确的一项（　　）。
A. 可用湿抹布擦拭配电箱
B. 发现空气开关跳闸后应立即重新将其合上
C. 他家同时工作的用电器总功率不能超过
D. 他只让一个电热水壶工作，10s内电能表指示灯闪烁了3次，则该电热水壶的电功率为900W
【答案】D。
【解析】A．湿抹布是导体，用湿抹布擦拭配电箱容易发生触电事故，故A错误；
B．空气开关跳闸后，应先排查故障，再合上开关，否则可能再次跳闸或引发危险，故B错误；
C．电能表参数 “220V 40A”，根据P=UI，最大总功率
不是8800kW·h（是电能单位 ），故C错误；
D．电能表 “1200imp/(kW·h)” 表示每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁1200次闪烁3次，消耗电能
根据，该电热水壶的电功率为，故D正确。故选D。
02 电功及其计算
3．（2024·江苏扬州）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求：
（1）灯泡电阻R；
（2）电路工作1min消耗的电能W；
【答案】（1）；（2）。
【解析】解：（1）灯泡电阻为
（2）电路工作1min消耗的电能为
答：（1）灯泡电阻R为；（2）电路工作1min消耗的电能为。
4. （2025·深圳）某简易植物工厂，为了给植物提供光和热，君君、辉辉、阳阳共同设计了如图所示的电路图。小灯泡L的规格是“12V，6W”。电源电压为12V，R为加热电阻，阻值大小为6Ω，求：
（1）请帮助君君同学算出只闭合S2通过R的电流；
（2）请帮助辉辉同学算出只闭合S1灯泡L的电阻；
（3）阳阳同学闭合S1、S2后，通电10min，求R产生的热量和电路消耗的总电能。
【答案】（1）2A；（2）24Ω；（3）1.44×104J；1.8×104J。
【解析】【小问1详解】只闭合S2，通过R的电流
【小问2详解】只闭合S1，灯泡L的电阻
【小问3详解】阳阳同学闭合S1、S2后，通电10min，R产生的热量
灯泡支路的电流
干路中的电流I＝IL+IR＝0.5A+2A＝2.5A
电路消耗的总电能W＝UIt＝12V×2.5A×10×60s＝1.8×104J。
03 电功率与电功
【点拨】 （1）电功率与电功是两个不同的概念：电功是表示电流做功多少的物理量，其单位是kW·h或J；电功率是电功与通电时间的比值，表示电流做功的快慢，其单位是kW或W。 （2）纯电阻电路中电功率计算公式的选用技巧 1）两个电阻串联接入电路，因串联电路中电流相同，比较两个电阻的电功率时优先考虑用公式； 2）两个电阻并联接入电路，因并联电路两电阻两端电压相同，比较电阻电功率时优先考虑公式； 3）若已知电阻两端电压和通过电阻的电流，优先考虑公式P=UI。
5. （2025·绥化）如图所示，电源电压为9U且保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P滑动到某端点时，电压表的示数为6U，电阻R1消耗的电功率为P；当滑片P滑动到某一点a时（未标出），电阻R1消耗的电功率为4P。下列说法中正确的是（　　）。
A. 电阻R1的阻值为 B. 滑动变阻器的最大阻值为
C. 电路消耗的最大功率为9P D. 当滑片P滑动到a点时，电路中的电流为
【答案】ACD。
【解析】A．电源电压为9U且保持不变，电压表的示数为 6U，则R1两端电压为
由可知，电阻R1的阻值，故A正确；
B．由题意可知，滑片P滑动到某一端点时，电压表示数为 6U，电压表测滑动变阻器电压，故此时滑片处于最大值，此时电流为
此时滑动变阻器最大电阻为，故B错误；
C．由知，当滑片位于最左端时，电流最大，因电源电压不变，故此时电功率最大，则，故C正确；
D．当滑片滑到a点时，电阻 R1消耗的功率为 4P，则由知，电路中的电流为
故D正确。故选ACD。
6. （2025·绥化）如图甲所示的电路中，电源电压可调，灯泡L的额定功率未知（不考虑灯丝电阻变化），电压表的量程是0~15V，电流表的量程是0~3A。在保证电路各元件安全的前提下：先将电源电压调为U，只闭合开关S，把滑动变阻器R的滑片P从最右端滑动到最左端的过程中，电流表与电压表的示数关系图象如图乙。求：
（1）滑动变阻器R的最大阻值；
（2）电源电压U和的电阻值；
（3）保持（2）中电源电压U不变，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通电1min电阻产生的热量；
（4）断开开关，再将电源电压调为U，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P在a点时，灯泡L正常发光，电压表的示数为6V，灯泡L消耗的电功率为P；当滑片P滑动到某位置时，电路消耗的电功率最小，电流表的示数为0.25A，灯泡L消耗的实际功率，求：灯泡L的额定功率。
【答案】（1）；（2），；（3）6J；（4）9W。
【解析】【小问1详解】由题意可知，滑动变阻器电阻最大，电流最小，滑动变阻器两端电压为14V，滑动变阻器R的最大阻值
【小问2详解】闭合开关，断开开关，与滑动变阻器R串联；由题意可知，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电压表的示数为0V，电流表的示数为1.5A，则电源电压①
滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数为14V，电流表的示数为0.1A，则电源电压②
由①②解得，
【小问3详解】由焦耳定律可得，R产生的热量
【小问4详解】断开开关，闭合开关S2，灯泡L与滑动变阻器R串联；由题意可知，若滑动变阻器完全接入电路中时，滑动变阻器电压
所以，当电压表的示数为15V时，电路消耗的电功率最小，灯泡L的额定功率③
灯泡L消耗的实际功率④
电流表的示数为0.25A，灯泡L消耗的实际功率，则由③④可得
则灯泡L的电阻
则灯泡L的额定功率。
04 额定功率与实际功率
【点拨】 额定功率和实际功率的桥梁—电阻：当用电器的电阻大小不变时，可先由额定参数求出用电器的电阻，然后再结合实际工作时的电压、电流，利用公式或计算出实际功率。
7．（2025·达州）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻，灯泡L标有“6V 3W”字样（不考虑灯丝电阻变化）。只闭合，灯泡L正常发光；再闭合，电流表示数变化了0.25A。请计算：
（1）灯泡L正常发光时的电流；
（2）电阻的阻值；
（3）通过控制开关通断，整个电路消耗的最小功率。
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】【小问1详解】灯泡L正常发光时的电流
【小问2详解】只闭合，灯泡单独工作，电流表测电路电流，此时灯泡L正常发光，则电源电压为
再闭合，灯泡和并联，电流表测干路电流。电流表示数变化了0.25A，根据并联电流规律可知，电流为0.25A，则电阻的阻值
【小问3详解】灯泡电阻为
只闭合时，灯泡和串联，此时总电阻最大，根据，整个电路消耗的功率最小为。
8. （2025·广安）如图所示，电源电压为4.5V，灯泡L标有“3V，1.8W”字样（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω，0.5A”，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。保证电路安全，在移动滑动变阻器滑片过程中，下列说法正确的是（　　）。
A. 电压表的示数变化范围为1.5V~3V
B. 电流表的示数变化范围为0.3A~0.6A
C. 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4Ω~20Ω
D. 灯泡L消耗电功率的范围为0.45W~1.25W
【答案】D。
【解析】ABC．由图可知该电路为串联电路，电压表的量程为0~3V，则电压表最大示数为3V，小灯泡电阻为
电路中最小电流为
此时滑动变阻器接入电阻最大，最大阻值为
小灯泡的额定电流为
滑动变阻器R的规格为“20Ω，0.5A”，电流表的量程为0~0.6A，则电路中最大电流为0.5A，电路中最小的总电阻为
则滑动变阻器接入最小电阻为
电压表示数最小为
综上可得，电压表的示数变化范围为2V~3V；电流表的示数变化范围为0.3A~0.5A；滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4Ω~10Ω，故ABC错误；
D．灯泡L消耗的最大电功率
灯泡L消耗的最小电功率
即灯泡L消耗电功率的范围为0.45W~1.25W，故D正确。故选D。
05 小灯泡亮度问题
【点拨】 （1）“正常发光”即小灯泡正常工作，在额定电压下以额定的功率工作。 （2）判断灯泡亮度的方法：比较灯泡的亮度实际上就是比较灯泡的实际功率的大小。 1）在串联电路中，由可知，电流相等，电阻大的灯泡实际功率大，亮度高； 2）在并联电路中，由可知，电压相等，电阻小的灯泡亮度高。 （3）两个灯泡的安全：为保护灯泡不会损害，当两个灯泡串联时，电路中最大的电流取小的额定电流，而且电阻大的灯泡亮；当两个灯泡并联时，电路中电源电压取小的额定电压，而且电阻小的灯泡亮。
9．（2024·江苏无锡）用如图所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是：______。闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在下表中。则小灯泡L的额定功率为______W，小灯泡的亮度由______决定。
实验序号 电压U/V 电流I/A 小灯泡的亮度
① 3.0 0.28 较亮
② 3.8 0.30 正常发光
③ 4.2 0.32 过亮
【答案】①. ；②. 1.14；③. 实际功率。
【解析】[1]如图所示，用电流表测量通过小灯泡的电流，通过电压表测量小灯泡两端的电压，则根据可以测量出小灯泡的实际功率。
[2]根据第②数据可知，小灯泡正常发光，小灯泡L的额定功率为
[3]实际功率比较大时，相同的时间内，更多的电能转化为光能，小灯泡更亮，故小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定的。
10. （2024·天津）在“练习使用滑动变阻器”的实验中，连接了如图所示电路。闭合开关，当滑片P向________移动时小灯泡变亮；已知电源电压为9V，小灯泡标有“6V 3W”的字样，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为________Ω。
【答案】①. 左；②. 6。
【解析】[1]由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，要让小灯泡变亮，电路中的电流就要变大，即滑动变阻器接入电路中的电阻要变小，所以滑片P应向左移动。
[2]当小灯泡正常发光时,电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器连入电路的电阻为。
06 动态电路中电功率问题
【点拨】 （1）开关类动态电路中电功率的计算 1）根据开关的通、断确定电路的连接方式；2）明确电流表、电压表测量的对象；3）画出等效电路，在图中标出相应的物理量；4）根据欧姆定律、串并联电路的特点及电功率计算公式进行求解。 （2）电功率的极值 1）对整体电路：应电源电压不变，由公式可知，电路中总电阻最大时，电路总功率最小；电路中总电阻最小时，电路总功率最大； 2）对电路中某一用电器（电阻不变）：由P=I2R可知，当通过它的电流最大时，其电功率最大；当通过它的电流最小时，其电功率最小。
11.（2025·达州）如图所示，电源电压恒为U。只闭合开关S，滑片P移至a端，此时电压表示数为，电流表示数为，消耗的电功率为；滑片P移至b端，电压表示数为，电流表示数为，消耗的电功率为；开关S、和全部闭合，滑片P仍位于b端，消耗的电功率为，电流表示数为。已知，，，。电源电压______V。滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8A，通过控制开关和移动滑片P，电路消耗的最大功率和最小功率之比为______。
【答案】①. 6；②. 50∶3。
【解析】[1]只闭合开关S，滑片P移至a端，R1和R3串联，电压表测量R3两端的电压，电流表测量电路中的电流，消耗的电功率为
此时电压表示数为，所以U1=I1R3
滑片P移至b端，R1、R2和R3串联，消耗的电功率为
电压表示数，所以U2=I2(R3+R2)
因为，所以
得到①
因为，所以②
由①和②得到R2=3R3③
由欧姆定律可知④
由③和④得到R1=R3⑤
开关S、和全部闭合，滑片P仍位于b端，R1、R2和R3并联，电流表测量干路中的电流，干路中的电流⑥
由③⑤⑥得到⑦
消耗的电功率为，所以⑧
由⑦和⑧得到电源电压U=6V，R1=10Ω，所以R3=R1=10Ω
R2的阻值R2=3R3=3×10Ω=30Ω
[2]开关S、和全部闭合，R1、R2和R3并联，滑动变阻器通过的最大电流为0.8A，此时电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，最大功率
闭合开关S，滑片P移至b端，R1、R2和R3串联，此时电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，最小功率
电路消耗的最大功率和最小功率之比为P大∶P小=12W∶0.72W=50∶3。
12. （2025·山东省）水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置，其中监测电路如图所示，电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关，当溶氧量降低时（　　）。
A. 电流表的示数变小 B. 电压表的示数变大
C. 电路的总功率变小 D. 滑动变阻器的功率变大
【答案】D。
【解析】A．由图可知，溶解氧传感器与滑动变阻器串联，电压表测量溶解氧传感器的电压，电流表测电路中的电流。当水中溶氧量降低时，传感器电阻减小，总电阻减小。根据欧姆定律，电源电压不变，总电阻减小，电路中的电流增大，即电流表的示数变大，故A不符合题意；
B．根据串联分压规律，传感器电阻减小，传感器分得电压减小，即电压表的示数变小，故B不符合题意；
C．电源电压保持不变，电路中的电流增大，根据，电路的总功率变大，故C不符合题意；
D．电路中的电流增大，滑动变阻器阻值不变，根据可知，滑动变阻器的功率变大，故D符合题意。故选D。
07 实验器材的选择与电路故障
【点拨】 （1）实验器材的选择原则：1）电压表、电流表的选择原则：在满足量程要求的前提下尽可能选择小量程，以使测量结果的精确度更高。2）滑动变阻器的选择：①看允许通过的最大电流是否符合要求；②看最大阻值是否符合电路调节要求。 （2）实验电故障分析：1）首先要根据题干给出的条件确定是断路还是短路：电流表有（无）示数，说明电流表所在电路时通路（断路）；电压表有（无）示数，说明电压表两接线柱到电源两极的电路时通路（断路）；（2）然后再分析、判断是哪一部分发生断路或短路。
13．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10Ω）。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整（滑片向左移动时电压表示数变大）；( )
（2）闭合开关前，应将滑片移到______端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超量程，出现这种故障的原因是______；
A．开关短路 B．灯泡短路 C．电压表断路 D．灯泡开路
（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为______V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（5）现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器，为了实验的顺利进行，小明应在其中选择______ （选填“甲”“乙”或“丙”）滑动变阻器接入电路；
（6）小明利用图甲装置______（选填“能”或“不能”）做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。
【答案】如图；B；D；2.5；0.75；乙；不能。
【解析】（1）[1]滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式，电压表并联在小灯泡两端，要求滑片向左移动时，电压表的示数变大，即灯泡两端的电压变大，滑动变阻器两端的电压变小，滑动变阻器的阻值变小，滑动变阻器接左下接线柱，如图所示：
（2）[2]为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即B端。
（3）[3]闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表没有示数，则电路中没有电流通过，电路故障的类型为断路，电压表有示数，说明电压表的两个接线柱分别能接到电源两极上，故灯泡断路，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
（4）[4][5]小灯泡的额定电压是2.5V，当小灯泡正常发光时，电压表的示数为2.5V，由图乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为
P=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
（5）[6]实验中，要测出额定功率，要保持小灯泡两端的电压为额定电压（小灯泡的电阻约为10Ω），电路中的电流为
则滑动变阻器的电阻
应该选择“20Ω 1A”的滑动变阻器。
（6）[7]要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，而灯丝随温度的升高而增大，不是定值，不能探究电流与电压的关系。
14.在“测定小灯炮的电功率”实验中，连接了如图所示的电路。当闭合开关S后，若发现：
（1）灯泡发光，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则故障原因是 ；
（2）灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因是 ；
（3）灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变，故障原因是 。
【答案】（1）电流表短路；（2）灯泡发生短路；（3）滑动变阻器连接方法错误（四个接线柱中接了两上或两下）。
【解析】（1）灯泡发光，说明电路是通路，电流表无示数，说明电流表短路；
（2）电压表无示数，说明电路断路或灯泡短路，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡不发光，说明灯泡发生了短路；
（3）无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变；
移动滑动变阻器滑片，电表示数都不变，说明变阻器下面两接线柱接入电路。
故答案为：（1）电流表短路；（2）灯泡发生短路；（3）滑动变阻器连接方法错误（四个接线柱中接了两上或两下）。
08 测量小灯泡的电功率
【点拨】 测量小灯泡额定功率基本方法是伏安法，其他方法都是在伏安法基础上衍生出来的。 （1）只有电流表时：利用并联电路电压相等的规律，用电流表和已知阻值的定值电阻串联，然后与小灯泡并联，间接测出小灯泡两端的电压； （2）只有电压表时：利用串联电路电流相等的规律，将已知电阻和小灯泡串联，用电压表测出已知电阻两端的电压，便可以间接测出通过小灯泡的电流。
15. （2025·上海）物理兴趣小组小徐同学在做“测定小灯泡的电功率”实验，现有2个电源（电源电压未知），滑动变阻器2个分别标有A“10Ω 2A” B“20Ω 2A”字样，待测小灯（标有“6.0V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐正确串联连接电路，将滑动变阻器A的滑片移至最大阻值处，闭合开关S后，此时电压表示数、电流表示数如图所示。
（1）补全实验电路图；
（2）电压表所示示数为___________伏；
（3）小徐仅更换电源与滑动变阻器，重新实验，记录数据如下表，其中有一组数据，小灯泡正常发光。请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。（需写出主要推理和计算过程）
实验序号 电流表示数（安） 电压表示数（伏）
1 0.38 65
2 0.46 5.5
3 0.52 4.5
4 0.54 4.0
【答案】（1）如图；（2）6.5；（3）见详解。
【解析】【小问1详解】“测定小灯泡的电功率”实验中，将电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联，由图可知，电压表选择0~15V量程，分度值为0.5V，电压表示数为6.5V；由图可知，电流表选择0~0.6A量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.54A；滑动变阻器A的滑片移至最大阻值处，最大阻值为10Ω，则滑动变阻器两端电压
则电压表示数为6.5V测量的是灯泡两端电压，如下图所示：
【小问2详解】由图可知，电压表选择0~15V量程，分度值为0.5V，电压表示数为6.5V。
【小问3详解】电压表示数为6.5V，电流表示数为0.54A时，灯泡电压超过小灯泡的额定电压；由表中数据可知，电流表示数为0.54A时，电压表示数为4V，由于通过灯泡的电流为0.54A时，灯泡两端电压为6.5V，则电压表测量滑动变阻器两端电压，则电源电压
由表中数据可知，电压表示数为4.5V时，灯泡两端电压为6V，电流表示数为0.52A，小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率。
16．（2024·黑龙江绥化）在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，额定电流约为0.3A，电源电压恒为6V，实验电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整 ；（导线不允许交叉）
（2）现有规格为A“”、B“”和C“”的三个滑动变阻器可供选择，应选择 （选填字母）滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是 和调节小灯泡两端的电压及通过的电流；
（3）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着 （选填“电流表”或“电压表”）移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）实验中改变小灯泡两端的电压，多次测量的目的是 ；
（5）测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的功率大于其额定功率的四分之一，请对其加以分析： 。
【答案】如图；B；保护电路；电压表；0.65；寻找普遍规律；见解析。
【解析】（1）[1]要测量小灯泡的电功率，小灯泡与滑动变阻器应串联连接，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，电压表应并联在小灯泡的两端，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程，作图如下：
>或
（2）[2]小灯泡的额定电流约为0.3A>0.2A，C变阻器不符合题意；小灯泡正常发光时的电阻约为
此时变阻器两端的电压U变=U总-U=6V-2.5V=3.5V
据串联电路的分压特点有
解得，变阻器应接入电路的阻值，R大大于10欧，而小于20欧，所以应选择B变阻器。
[3]实验中，为了保护电路，在闭合开关前，滑片应置于变阻器阻值最大位置处。
（3）[4]小灯泡发光较暗时，说明未正常发光，移动滑片时，应观察电压表，直到其示数为2.5V。
[5]由图书知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.26A。小灯泡的额定功率
（4）[6]为得到更具普遍性的结论，应进行多次实验，得到多组实验数据。
（5）[7]根据可知，若灯丝电阻不变，实际电压为额定电压一半时，实际功率恰好等于额定功率的四分之一；当实际电压低于额定电压时，灯丝温度降低。电阻减小，所以此时实际功率大于额定功率的四分之一。
09 探究影响电流热效应的因素
【点拨】 对于该实验，需要重点掌握两种物理实验方法的应用： （1）控制变量法：①探究电流产生的热量跟电流的关系时，控制电阻和通电时间相同；②探究电流产生的热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流相同。 （2）转化法：电阻丝放出热量的多少，转化为容器内气体温度的变化，转化为U型管中液面的高度的变化。
17. （2025·龙东）如图是探究电流通过导体时产生的热量跟电阻大小的关系的实验装置，实验中通过观察 ______________ 来比较电阻产生的热量。若通过电阻的电流是0.2A，则阻值为5Ω的电阻在1min内产生的热量为 _______ J。
【答案】①. U形管中液面高度差；②. 12。
【解析】[1]实验中通过观察U形管中液面高度差来比较电阻产生的热量，这是转换法的应用。
[2]，，，则产生的热量。
18. （2025·广东省）如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻、的电流________（选填“相等”或“不相等”）；观察U形管内液面高度差可知________（选填“”或“”）产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向________滑动。
【答案】①. 相等；②. R2；③. 右。
【解析】[1]由图可知，两个电阻串联，由串联电路电流的规律可知通过两个电阻的电流相等。
[2]由图可知，右侧U形管内液面高度差较大，说明R2产生的热量较多。
[3]要使液面高度差变化更快，可以增大两个电阻丝中的电流，应将滑动变阻器滑片P向右移动，减小变阻器连入电路的电阻。
10 电功与电热的简单计算
19.（2025·威海）某汽车加热坐椅的工作原理如图所示，R1、R2均为发热电阻，通过控制开关通断，实现高、中、低三挡加热功能，其中高、中挡位的电功率分别为60W、30W，电源电压为12V。处于低挡位时开关的通断情况为___________，此时电路消耗的总功率为___________W。
【答案】①. S1断开，S2接2；②. 15。
【解析】[1]由图可知开关S1闭合，S2接1，两个电阻并联，电路中电阻最小，根据可知为功率最大，为高温挡；开关S1闭合，S2接2，电路中只有电阻R1，电路中电阻较小，根据可知为功率较大，为中温挡；开关S1断开，S2接2，两个电阻串联接入电路，电路中电阻最大，根据可知为功率最小，为低温挡。
[2]中挡位的电功率为30W，则R1的阻值为
高挡位的电功率为60W，则R2消耗的功率为
R2的阻值为
则低温挡功率为。
20. （2025·成都）小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器，电路如图所示。电源电压为24V，S2为单刀多掷开关，R1是阻值为12Ω的电热丝，R2为某种材料制成粗细均匀的电热丝，最大阻值为24Ω，触点2为R2的中点位置。当S1闭合，S2拨到触点3时，加热器处于______挡；加热器在“中温”挡下工作1min，电路消耗的总电能是______J。
【答案】①. 高温；②. 1440。
【解析】[1]当闭合，拨到触点3时，电路为的简单电路，电阻最小。根据（为电源电压，为电路总电阻），在电压不变时，电阻越小，功率越大，所以此时加热器处于高温挡。
[2]当闭合，拨到触点2时电路处于中温挡，与的一半串联，最大阻值，则串联的阻值
电路总电阻
根据，，
电路消耗的总电能。
11 多挡电器电热的计算
【点拨】 解答多挡电路类试题时，要注意以下几点： （1）多挡电路问题的实质，就是求解多挡电路的实际功率； （2）电压一定时，根据可知，当总电阻最小时，实际功率最大，发热最快，是高温挡；当总电阻最大时，实际功率最小，发热最慢，是低温挡。
21. （2025·齐齐哈尔）中医药是中华优秀传统文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅，图乙是其工作电路简化的等效电路图，通过开关和的不同状态组合，可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻，其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知：。求：
额定电压/V 220
额定功率/W 高温挡880
中温挡440
低温挡220
（1）当闭合开关，将开关接时，电中药锅使用的是______（选填“低温”“中温”或“高温”）挡；
（2）将药液从加热到的过程中，药液吸收的热量是多少？
（3）使用该电中药锅的中温挡正常工作，加热，消耗的电能是多少？
（4）的阻值是多少？
【答案】（1）高温；（2）；（3）；（4）。
【解析】【小问1详解】当闭合开关，将开关接时，定值电阻并联，此时总电阻最小，根据，总功率最大，为高温挡；当断开开关，将开关接时，串联，此时总电阻最大，根据，总功率最小，为低温挡；则当闭合开关，将开关接时，单独工作，为中温挡。
【小问2详解】药液吸收的热量
【小问3详解】加热，消耗的电能为
【小问4详解】低温挡时，总电阻为
则的阻值。
22. （2025·长沙）冬天，为了给鱼缸内的水加热，小星购买了标有“220V 440W”的电热丝和标有“220V 275W”的电热丝各一根，电热丝的电阻不随温度变化。
（1）求电热丝正常工作时的电流；
（2）将和串联接入电路中，求与两端的电压之比；
（3）为了给鱼缸提供适宜的水温，小星想设计的加热电路需要满足以下要求：
（a）当水温低于20℃时，启动高挡快速加热，功率为440W；
（b）当水温在20℃至30℃之间时，启动低挡保温；
（c）当水温高于30℃时，断开整个电路。
为此，他找到了4个温控开关（功能见下表），从中选择两个开关设计了如图所示的电路。
元件类型 符号 功能
温控开关 温度低于20℃时闭合，高于20℃时断开
温度低于20℃时断开，高于20℃时闭合
温度低于30℃时闭合，高于30℃时断开
温度低于30℃时断开，高于30℃时闭合
①请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号；
②按设计连好电路后，为调整功率，小星取下某一根电热丝，剪掉一截后接回原电路。再启动低挡，测得其中一根电热丝两端的电压为99V，请计算此时电路的总功率。
【答案】（1）2A；（2）5∶8；（3）①如图；②见解析。
【解析】【小问1详解】电热丝正常工作时的电流
【小问2详解】电阻丝的电阻
电阻丝的电阻
串联时，电阻丝两端的电压为，电阻丝两端的电压为，通过它们的电流相等，与两端的电压之比
【小问3详解】①由图可知，两个开关闭合，只有一个电阻接入电路，电路的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，处于高温挡，当水温低于20℃时，启动高挡快速加热，功率为440W，所以这个电阻是R2，当水温低于20℃时，两个开关都闭合，当水温在20℃至30℃之间时，启动低挡保温，与R2并联的开关断开，另一个开关闭合，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，处于低温挡，另一个电阻是R1，S1的功能是温度低于20℃时闭合，高于20℃时断开，与R2并联的开关是S1；当水温高于30℃时，断开整个电路，另一个开关断开，S3的功能是温度低于30℃时闭合，高于30℃时断开，所以另一个开关是S3，如图所示：
②未剪前，低挡和串联，两端的电压
两端的电压
情况一：若剪短的是，将减小，将增大，都不可能变为99V；
情况二：若剪短的是，将减小，将增大，都有可能变为99V；
（i）若接回原电路后，若两端的电压
低挡时电路的实际电流
低挡总功率
（ii）若接回原电路后，两端的电压为，低挡时电路的实际电流，低挡总功率。
12 生活中的电流热效应（电热的利用与防止）
【点拨】 （1）电热的利用：判断常见用电器是不是利用电流热效应工作的，主要看用电器工作时能量转化的情况。如果验电器工作时电能主要转化成内能之外的其他形式的能量，即消耗的电能只有一少部分转化为内能，则这些用电器都不是利用电流热效应工作的。 （2）电热的防止：1）一般来说，如果对电气设备采取的措施是用来散热的，则该措施就是用于防止电热造成的危害；2）平时多收集并记忆常见的防止电热带来危害的事例，也有助于解题。 （3）利用焦耳定律解释生活中的现象：利用焦耳定律解释生活中的现象时，注意从焦耳定律公式Q=I2Rt出发，从影响电热的三个因素（电流、电阻、通电时间）入手逐一进行分析。
23. （2025·北京）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
【答案】A。
【解析】A．电热水壶工作时将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
B．吸尘器工作时电动机转动，将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C．电冰箱是将电能转化为电动机的机械能，不是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意；
D．电视机工作时主要是把电能转化为声能与光能，不是利用电流的热效应来工作的，故D不符合题意。
故选A。
24. （2025·陕西省A）用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时的工作原理相同的是（　　）。
A. 电蒸锅 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电冰箱
【答案】A。
【解析】用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，属于电流的热效应。
A．电蒸锅主要利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
BC．洗衣机、电风扇工作的主要部件是电动机，利用的是通电导线在磁场中受力的原理，BC不符合题意；
D．电冰箱工作的主要部件是压缩机，利用的是通电导线在磁场中受力的原理，D不符合题意。
故选A 。
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