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第一篇　物质科学（一）
第13讲　电功率
1. 电功的实质：电流做功的过程就是 转化为其他形式能的过程。电流
做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
2. 电能计算公式： 。（适用于所有电路）
电能　
W＝UIt＝Pt　
一、电功
对于纯电阻电路可推导出：
W＝I2Rt＝
（1）串联电路中常用公式：
W＝I2Rt　W1∶W2＝
（2）并联电路中常用公式：
W＝　W1∶W2＝
（3）无论用电器串联或并联，计算在一段时间内所做的总功都可用公式：W
＝W1＋W2。
R1∶R2　
R2∶R1　
3. 单位：焦耳（J），常用单位：千瓦时（kW·h），俗称“度”。换算：1度
＝1千瓦时（kW·h）＝3.6×106焦（J）。
4. 电能表是测量电功或电能的仪表。
电能表上“220V”“10（20）A”“3000r/kW·h”分别表示：该电能表应该接
在220V的电路上使用；额定电流为10A，在短时间内使用时电流可允许大一
些，但不能超过20A；用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过3000r。
1. 定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率，是用来表示
的物理量。
2. 公式：P＝＝UI＝I2R＝。
（1）串联电路中常用公式：
P＝I2R　P1∶P2＝
（2）并联电路中常用公式：
P＝　P1∶P2＝
（3）无论用电器串联或并联，计算总功率都可用公式：P＝P1＋P2。
电流做功快慢　
R1∶R2　
R2∶R1　
二、电功率
3. 单位：瓦特（W），千瓦（kW）。
4. 额定功率：用电器在 下工作时所消耗的电功率。用电器只有在
额定电压下工作时，实际功率才等于额定功率。灯泡的亮度取决于灯的
电功率。
常用公式：P额＝U额I额＝　R＝
额定电压　
实
际　
1. 原理：P＝UI
2. 电路原理图如图所示。
三、测定小灯泡的电功率
3. 多次测量观察小灯泡在不同功率时的亮度变化。计算额定功率时要选取额定
电压那一组数据进行计算。伏安法测功率不能计算多次实验的平均功率。
1. 电流热效应：电流通过导体时， 能转化为 能，这种现象叫做电
流的热效应。
2. 实验原理：根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝产生热量
的多少。实验采用煤油的原因是煤油比热容小且绝缘。
电　
内　
四、电流的热效应
（1）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）在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻
产生的热量越多。
3. 用控制变量法进行研究
4. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟 的平方、导体的
和通电时间成正比。
表达式：Q＝ 。
注：（1）纯电阻电路指的是工作时将电能全部转化为内能的电路。
（2）电动机属于典型的非纯电阻电路，电动机工作时主要将电能转化为机械
能，少量转化为内能。
（3）电动机的耗电功率即为总功率：P总＝UI。发热功率指电动机在工作时将
电能转化为内能的功率：P热＝I2R（此处的R指电动机的纯电阻）。电动机的机
械功率不能直接求得，只能通过前两者相减：P机＝P总－P热＝UI－I2R。
电流强度　
电
阻　
I2Rt　
例1　（2025·丽水）如图甲所示是智能健身蹦床，原理图如图乙所示。电源电
压不变，R1为定值电阻，压力传感器R的阻值随压力增加而减小。运动者从与
蹦床接触至下落到最低点过程中，下列说法中正确的是（　B　）
B
高频点1　电功率计算
A. 电流表的示数逐渐变小，电压表的示数逐渐变大
B. R1消耗的电功率逐渐变大；整个电路消耗的电功率逐渐变大
C. 电压表与电流表示数的比值逐渐变小
D. 电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值逐渐变大
例2　（2025·宁波）如图甲所示电路，电源电压不变。闭合开关S，电压表示
数为6V；将滑动变阻器的滑片从右端向左移动至某点的过程中，记录两个电流
表的示数，并绘制如图乙所示图像。则（　C　）
C
A. 定值电阻R1的阻值为12Ω
B. 滑动变阻器R2的最大值为20Ω
C. A点纵坐标表示通过R1的电流大小
D. C点时电路消耗的总功率为3W
例3　（2025·杭州）潜水员潜水时会佩戴水压表，如图甲所示。小科自制了一
个水压表，由电压表改造而来，其工作原理简化电路图如图乙所示，电源电压
U＝4V且恒定不变，定值电阻R0＝30Ω，电压表量程为0～3V，Rp的阻值随水的
深度的变化而变化，其变化关系图像如图丙所示，Rp允许通过的最大电流为
0.12A。求：
（1）随着潜水深度的增加，电压表的示数逐渐 （填“变大”“变
小”或“不变”）。
（2）当潜水员下降到深度为10m时，图乙中电压表的示数是 V。
（3）该自制水压表的刻度是 （填“均匀”或“不均匀”）的。
（4）在不损坏电路元件、保证电路安全的情况下，整个电路消耗的最大功率
是多少？
【答】0.4W
变大　
2　
不均匀　
例4　（2025·丽水）王老师以电池和口香糖锡纸为材料制作取火工具：取口
香糖锡纸，中间剪掉一些（如图甲所示）。将锡纸条两端分别接在电池的正负
极，很快发现锡纸条ab段先冒烟着火（如图乙所示）。已知ab和bc长度相等，
则通电时，与bc段相比，ab段的（　B　）
A. 电流较大 B. 电压较大
C. 产热较少 D. 电功率较小
B
高频点2　焦耳定律
【解析】将锡纸条两端分别接在电池的正负极，很快发现锡纸条ab段先冒烟着
火（如图乙所示）。已知ab和bc长度相等，通电时串联在电路中，电流和通电
时间相同，与bc段相比，ab段的横截面积小，故电阻大，根据焦耳定律知，产
生的热量多，故先着火，根据欧姆定律U＝IR知，ab段电压大，根据P＝UI
知，ab段的电功率大。故B符合题意，ACD不符合题意。
例5　电流做的功跟电阻、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验
验证电功跟电阻的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初
始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（R1＞R2）。
（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制 和
相等。
（2）通电一段时间后，通过观察 来比较电流做功多少。
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝 （填“R1”或
“R2”）做的功多。
（4）若R1两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过R1做的功
为 J。
电流　
通电时间　
温度计的示数　
R1　
12　
例6　（2024·宜宾）中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和
文火两种工作状态，由开关S2控制，在下图的简化电路中不能实现要求的是
（　B　）
A. B.
B
高频点3　多挡位电热器
C. D.
【解析】A. 只闭合S1时，R1、R2串联，电路中电阻较大，由P＝可知，电功
率较小，为文火状态，当S1、S2都闭合时，只有R1接入电路，电路中电阻较
小，由P＝可知，电功率较大，为急火状态，可以实现要求，故A不符合题
意；B. 当只闭合S1时，R1、R2串联，当S1、S2都闭合时，仍旧是R1、R2串联，
当S1闭合时，无论是否闭合S2，电路中电功率都相同，不能实现要求，故B符
合题意；C. 当S1闭合，S2接1时，电路中只有R1，电阻较小，由P＝可知，电
功率较大，为急火状态；当S2接2时，R1、R2串联，电路中电阻较大，由P＝
可知，电功率较小，为文火状态，可以实现要求，故C不符合题意；
D. 当S1闭合，S2两端都接1时，R1、R2串联，电路中电阻较大，由P＝可知，电
功率较小，为文火状态，S2两端都接2时，只有R1接入电路，电路中电阻较小，
由P＝可知，电功率较大，为急火状态，可以实现要求，故D不符合题意。
例7　（2025·舟山）某电热敷眼罩如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡
位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为
10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。
（1）该电热敷眼罩可以缓解眼部疲劳，它通过发热元件对眼部加热，有助于
扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动
提供更多的 。
（2）旋转开关转至 （填“ab”“bc”“cd”或“de”）时，电热敷眼罩
处于高温挡工作，理由是
。
氧气和营养物质　
de　
此时电路中R2和R3并联，电路中总电阻最小，由公
式P＝可知电路总功率最大（合理即可）　
即可）　
（3）若旋转开关转至de时，电路中总电流为0.9A，则R3的大小是多少？
【答】（3）I2＝＝＝0.5A　I3＝I总－I2＝0.9A－0.5A＝0.4A　R3＝＝
＝12.5Ω
（4）旋转开关转至cd时，求电热敷眼罩的功率。
（4）开关在cd时，电路中仅接入R2　P＝＝＝2.5W
第一篇　物质科学（一）
第13讲　电功率
实验 　测量小灯泡的电功率
1. 实验目的：用伏安法测量小灯泡的电功率，进一步理解额定功率和实际功率
的联系和区别。
2. 实验器材：电源、导线、开关、小灯泡（额定电压2.5V）、电流表、电压
表、滑动变阻器。
3. 实验原理：P＝UI
测量小灯泡的电功率
4. 实验步骤
（1）将电压表和电流表指针调零，断开开关，按照电路图连接电路，将滑动
变阻器滑片移到阻值最大处。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数依次为2.5V、2V和3V，
依次记下电压表示数U和对应的电流表示数I，分别将U、I记录在表格中。
（3）观察并比较三次小灯泡的发光情况，将现象记录在表格中。
次数 电压U/V 电流I/A 发光情况 电功率P/W
1 2.5 0.3 正常 0.75
2 2 0.28 较暗 0.56
3 3 0.34 很亮 1.02
5. 分析和结论
（1） 。
（2） 。
（3） 。
当U实＝U额时，P实＝P额，小灯泡正常发光　
当U实＜U额时，P实＜P额，小灯泡发光较暗　
当U实＞U额时，P实＞P额，小灯泡发光很亮　
1. 滑动变阻器的作用：保护电路、改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，从
而改变灯泡的电功率。
2. 连接电路前，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑动到阻值
最大处。
3. 使小灯泡正常发光的操作：移动滑片，观察电压表示数，当电压表示数等于
小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光。
4. 小灯泡的U－I图像不是直线（或不同电压下小灯泡电阻不同）的原因：灯
丝电阻随温度的升高而增大。
5. 灯泡亮暗程度与实际功率关系：小灯泡的亮暗由小灯泡实际功率决定，实际
功率越大，小灯泡越亮。
6. 多次测量的目的
（1）在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是研究小灯泡的亮度（或
电功率）与小灯泡两端电压的关系。
（2）在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的是研究小灯泡的电阻是否
与温度有关。
（3）在测量定值电阻阻值的实验中，多次测量的目的是求平均值，以减小实
验误差。
7. 不能用多次测量求电功率平均值作为小灯泡的额定功率的原因：忽略了温度
对小灯泡电阻的影响，即小灯泡两端电压改变，实际功率也改变。
1. “探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示，实验中选择“2.5V”规
格的小灯泡，实验中得到的U－I图像如图乙。下列说法不正确的是（　C　）
A. 调节滑片过程发现灯泡亮度变化，这是由灯泡的实际功率变化引起的
B. 小灯泡的额定功率为0.75W，正常发光时电阻为8.3Ω
C. 实验中发现小灯泡无法调到额定电压，一定是因为电源电压过小
D. 用图甲的电路，通过更换灯泡L的方法，能完成探究“电功率与电流的关
系”
第1题图
C
2. （2025·绍兴）小敏在“测小灯泡电功率”的实验中，用到的实验器材有：
电源电压（3V）、电流表、电压表、“2.5V”字样的小灯泡L1、滑动变阻器
（10Ω　1A）、开关、导线若干。
第2题图
序号 1 2 3 4
电压U/V 1.50 2.00 2.50 2.80
电流I/A 0.20 0.24 0.32
（1）如图甲是连接的实验电路，在闭合开关前应先将滑动变阻器滑片P移
至 （填“A”或“B”）端。
A　
（2）如图乙是测量第3组数据时电路中电流表示数，则小灯泡的额定功率P1
为 W。
（3）分析表格中的数据，其中第 （填写表格中序号的数字）组数据有明
显错误。
（4）小敏想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小
关系，当L1正常发光时，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替
换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。依据上述现象，可推断出
P1 （填“＞”“＝”或“＜”）P2，他继续完成了P2的测量后，验证了
推断。
0.75　
2　
＜　
第一篇　物质科学（一）
第13讲　电功率
实验 　探究影响电流热效应的因素
1. 实验器材选取及作用
（1）加热材料的选用：用煤油或空气（相比于水：①
；② ）。
（2）选择加热物质的要求：① ；②
。
煤油和空气是绝缘
体　
煤油和空气的比热容小，可以使实验现象更明显　
物质种类、质量和初温均相同　
绝缘
体　
探究影响电流热效应的因素
2. 实验步骤
（1）探究电流产生的热量与电阻的关系。
如图1所示，将两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的
电流相同，通电一段时间后，比较两个容器中U形管液面的高度变化情况，发
现与右边容器相通的U形管液面高度变化更大一些。
结论：
。
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越
多　
（2）探究电流产生的热量与电流的关系。
如图2所示，两个密闭容器中的电阻丝阻值都是5Ω，在右侧容器的外部，将一
个5Ω的电阻与这个电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于通过右侧
容器中电阻丝的电流。在通电时间相同时，观察两个U形管中液面高度的变
化。发现与左侧容器相通的U形管液面变化更大一些。
结论：
。
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的
热量越多　
（3）探究电流产生的热量与通电时间的关系。
如图3所示，将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察与左（或右）
边容器相通的U形管的液面高度变化情况，发现随着通电时间越长，U形管中
液面高度变化越大。
结论：
。
在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越
多　
3. 实验结论：导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关：①在电流和通电
时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多；②在电阻和通电时间相
同的情况下，通过电阻的电流越大，电流产生的热量越多；③在电阻和通过电
阻的电流相同的情况下，通电时间越长，电流产生的热量越多。
4. 实验方法
（1）转换法：通过U形管液面高度的变化反映产生电热的多少。
（2）控制变量法。
1. 容器内加热物质为空气的原因：气体的热胀冷缩明显，使现象更加明显。
2. 多次测量的目的：避免实验的偶然性，让实验结论更具有普遍性。
1. （2024·宜宾）如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密
封着等量的空气和电阻R1、R2，其中R1＝5Ω，R2＝R3＝10Ω。下列说法正确的
是（　A　）
A. 只闭合S1，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B. 只闭合S1，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻R1产生的
热量为16J
C. 闭合S1和S2，通过R1的电流是R2电流的0.5倍
D. 闭合S1和S2后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差
一样
　第1题图
A
2. 探究电流通过导体产生的热量的实验，用图甲或乙都可以。为了缩短实验时
间，图甲容器里用的是煤油而不是水，原因是煤油比水的 小，升温
快；图乙容器里用的是气体而不是液体，原因是气体比液体受热体积变化
。若图乙通电相同时间，R1＜R2，气球A、B、C、D体积由大到小的顺序
是 。
第2题图
比热容　
明
显　
CDBA　
3. 在探究“电流通过导体产生热量的影响因素”实验中，三个容器中密封着等
温度、等质量的空气，电阻的连接情况如图所示，则通过甲、乙、丙三个容器
内电阻的电流的大小关系是 （用I甲、I乙、I丙表示），通电一段
时间后，U形管中液面高度变化最大的是 （填“甲”“乙”或“丙”）
容器，若甲容器中的电阻产生的热量为2400J，则丙容器中的电阻产生的热量
为 J。
I甲＝I乙＞I丙　
乙　
600　
第3题图
Thank you!

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