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2021年中考物理总复习 专题18 电功率
电能电功、电功率、额定功率、焦耳定律
（知识点+例题）
一、电功（电能）：
1.定义：电流通过某段电路所做的功叫电功；用 W 表示。
2.实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；
电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。
3.电流做功的形式：
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
（1）电池充电把 电能 转化为 化学能 ，放电时把 化学能 转化为 电能 ；
（2）电动机把 电能 转化为 机械能 ；
（3）灯泡把 电能 转化为 光能 和 内能 。
4.规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
5.计算公式：W=UIt（适用于所有电路）；。
单位：U（电压：伏特V），I（电流：安倍A），t（时间：秒s）
①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功：W=W1+W2+…+Wn
6.单位：国际单位：焦耳（J）；常用单位：千瓦时（kW·h）（常叫作：度）
1千瓦时=1度=1kW·h= 3.6×106J
【例题1】有两个电阻，R1=10Ω，R2=20Ω。把R1和R2串联后接在36V的电源上，经过1分钟，电流通过R1做的功为 J，电流通过R2做的功为 J，电流通过R1和R2做的总功为 J。如果把R1和R2并联后接在这个电源上，1分钟后电流R1做的功为 J，电流通过R2做的功为 J，电流通过R1和R2做的总功为 J。
【变式练习1】标有“2400Ω 40W”和“2400Ω 20W”的两个定值电阻，串联起来接在220V的电路上，则它们在相同的时间内产生的热量之比为(????)
A.1:2???? ? ?B.2:1???? ??C.1:1??? ???D.1:4
7.测量电功：
（1）电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功的仪器。
（测量某一段时间内用电器消耗电能的多少）
（2）电能表上“220V”“5（10）A”“3000R/kwh”等字样：
①表示电能接在220V的电压下使用；
②电能表的额定电流是5A；
③瞬间允许通过的最大电流为10A；
④每消耗一度电电能表转盘转3000转。
（3）读数：A、测量较大电功时用刻度盘读数。
? ①标有红色标记的数字表示小数点后一位。
? ②前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
?　 如：电能表月初读数： 月底读数：
这个月用电 度，合 J。
B、较小电功时，用表盘转数读数。
如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 J。
【例题2】(2020·淮安)如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是( )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.小英家上个月消耗的电能为1011kW·h
C.电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D.电能表上指示灯闪烁次数越多，说明电路中消耗的电能越多
【变式练习2】电能表是测量 的仪表。如图所示为小明家电能表及月初、月末的两次读数。由图可知，他家本月用电 kW?h；若他家已接入用电器的总功率为2000W，则还可接“220V 60W”的白炽灯 盏；若只接一只“220V 1000W”的电炉子，工作20min，电能表的转盘转 转。
三、电功率：
1.定义：电流在单位时间（1s）内所做的功或电流在1s 内所消耗的电能。
2.物理意义：表示 电流做功快慢 的物理量或表示用电器 消耗电能快慢 的物理量。
灯泡的亮度取决于灯泡的 实际功率 大小。
3.电功率计算公式：（适用于所有电路）?
?①串联电路中常用公式：
②并联电路中常用公式：
③无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式：P=P1+P2+…Pn
4.单位：国际单位 瓦特 （W）
常用单位：千瓦（kW）
【例题3】如图所示，电源电压保持不变，电阻R1=R2=R3=10Ω。当S1、S2都断开时，电流表示数为1A，则：（　　）
A.电源电压为30V
B.当S1、S2都闭合时，电流表示数为2A
C.当闭合S1、断开S2时，R1的功率为10W
D.当S1、S2都闭合时，整个电路消耗的功率最大
【变式练习3】如图所示，电源电压保持不变，电阻R1=20Ω，R2=30Ω；闭合开关S，电压表的示数为9V。求：
（1）电源电压U；
（2）电阻R1的功率P1；
（3）电路的总功率P。
四、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。（此时的电流叫额定电流）
2.额定功率：用电器在 额定电压 下的功率：
某灯泡上标有“PZ22O-25”字样分别表示：
PZ：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，
则额定电流： = 0.11 A ，灯丝阻值： = 1936 Ω。
3.实际功率：用电器在实际电压下的功率：
当用电器的电阻不变时：；可得：
4.用电器在实际电压与额定电压时的工作情况对比：
①当，用电器正常工作（灯正常发光）；
?②当，用电器不能正常工作（灯光暗淡）；
③当，用电器不能正常工作（灯光较亮），有时会损坏用电器；
5.灯L1“220V 100W”，灯L2“220V 25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。
?判断灯丝电阻口诀：“大功率：粗短，小功率：细长”（U额相同）
?两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮；
?判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大” （U额 相同）
5.“1千瓦时”的规定：1kW的用电器工作1h消耗的电能。
【例题4】标有“12V 12W”、“12V 6W”的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，两灯都发光，下列说法正确的是（　　）
A.通过灯L1和L2的电流之比为2：1 B.灯L1和L2的电阻之比为2：1
　C.灯L2比灯L1亮 D.灯L1和L2的实际功率之比为2：1
【变式练习4】如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当在a、b间接“6V?6W”的灯泡L1时，闭合开关，灯L恰能正常发光。断开开关，在a、b间换接入一个“6V?8W”的灯泡L2后，再闭合开关，L的亮度变 （选填“亮”或“暗”），L2消耗的实际功率 8W（选填“大于”，“小于”或“等于”）。
五、功率的测量：
1.伏安法测灯泡的额定功率：
（1）原理： P=UI ；
（2）电路图：如右图
（3）选择和连接实物时须注意：
?　　 ①电源：其电压高于灯泡的额定电压；
?　 　②滑动变阻器：接入电路时要变阻器调到 阻值最大 ；
根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
?　　 ③电压表：并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出；
根据额定电压选择电压表量程。
?　　 ④电流表：串联在电路里““+”接线柱流入，“-”接线柱流出；
根据 或选择量程。?
2.测量家用电器的电功率：器材：电能表、秒表 ；
原理：
【例题5】小红用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率。
（1）小红连接的部分实验电路如图甲所示，请你添加一条导线将实验电路补充完整。
（2）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移至　 　端（选填“A”或“B”）。
（3）小东排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，电压表示数为2.2V，此时他应将滑片P向　 　端移动（选填“A”或“B”），才能使小灯泡正常发光。
（4）当调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则可知通过小灯泡L的电流为　 　A，小灯泡L的额定功率为　 　W。
【变式练习5】小明家里某用电器单独工作时，电能表（3000r/kw·h）在10min内转了500转，则10min内该电器消耗的电能是 J；该用电器工作时的功率是 W。
六、焦耳定律：
1.实验：研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关；
2.方法：根据煤油在玻璃管里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。
3.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟 电流平方 成正比，跟导体的 电阻 成正比，跟 通电时间 成正比。
5.计算公式：Q=I2Rt（适用于所有纯电阻电路）；对于纯电阻电路可推导出：
?　　①串联电路中常用公式：Q=I2Rt；
并联电路中常用公式：
?　　②无论用电器串联或并联；计算在一定时间所产生的总热量常用公式：
Q= Q1+Q2+…Qn
?　　③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：
6.应用：电热器；是利用 电流热效应 而制成的发热设备。
主要有烤箱、电炉、电热毯、电熨斗等。
7.电动机：
（1）消耗的总电能时，用公式：W=UIt；
（2）计算电动机产生的热：Q=I2Rt。
【例题6】如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，密闭容器中有一定量的空气，容器上盖有一管口用塑胶软管与U形压强计相连通，下列分析正确的是（ 　）
A.图甲、乙两次实验都无法研究电流产生的热量与时间的关系
B.图甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C.图乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D.图乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小
【变式练习6】一台电动机的额定电压是220V，其电阻是1Ω，正常工作时，通过的电流为5A。求：
（1）每分钟电动机产生的热量；
（2）每分钟电动机所做的机械功。
2021年中考物理总复习 专题18 电功率
电能电功、电功率、额定功率、焦耳定律
（知识点+例题）
一、电功（电能）：
1.定义：电流通过某段电路所做的功叫电功；用 W 表示。
2.实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；
电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。
3.电流做功的形式：
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
（1）电池充电把 电能 转化为 化学能 ，放电时把 化学能 转化为 电能 ；
（2）电动机把 电能 转化为 机械能 ；
（3）灯泡把 电能 转化为 光能 和 内能 。
4.规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
5.计算公式：W=UIt（适用于所有电路）；。
单位：U（电压：伏特V），I（电流：安倍A），t（时间：秒s）
①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功：W=W1+W2+…+Wn
6.单位：国际单位：焦耳（J）；常用单位：千瓦时（kW·h）（常叫作：度）
1千瓦时=1度=1kW·h= 3.6×106J
【例题1】有两个电阻，R1=10Ω，R2=20Ω。把R1和R2串联后接在36V的电源上，经过1分钟，电流通过R1做的功为 J，电流通过R2做的功为 J，电流通过R1和R2做的总功为 J。如果把R1和R2并联后接在这个电源上，1分钟后电流R1做的功为 J，电流通过R2做的功为 J，电流通过R1和R2做的总功为 J。
【答案】864；1728；2592；7776；3888；11664；
【解析】（1）串联时：；t=1min=60s；
∴W1=I12R1t=（1.2A）?×10Ω×60s=864J；W2=I22R2t=（1.2A）?×20Ω×60s=1728J；
∴W总=W1+W2=864J+1728J=2592J。
（2）并联时：
；；
W总=W1+W2=7776J+3888J=11664J。
【变式练习1】标有“2400Ω 40W”和“2400Ω 20W”的两个定值电阻，串联起来接在220V的电路上，则它们在相同的时间内产生的热量之比为(????)
A.1:2???? ? ?B.2:1???? ??C.1:1??? ???D.1:4
【答案】C
【解析】串联电路中有；故选C。
7.测量电功：
（1）电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功的仪器。
（测量某一段时间内用电器消耗电能的多少）
（2）电能表上“220V”“5（10）A”“3000R/kwh”等字样：
①表示电能接在220V的电压下使用；
②电能表的额定电流是5A；
③瞬间允许通过的最大电流为10A；
④每消耗一度电电能表转盘转3000转。
（3）读数：A、测量较大电功时用刻度盘读数。
? ①标有红色标记的数字表示小数点后一位。
? ②前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
?　 如：电能表月初读数： 月底读数：
这个月用电 19.6 度，合 7.056×107 J。
B、较小电功时，用表盘转数读数。
如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是 4.32×104 J。
【解析】。
【例题2】(2020·淮安)如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是( )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.小英家上个月消耗的电能为1011kW·h
C.电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D.电能表上指示灯闪烁次数越多，说明电路中消耗的电能越多
【答案】D
【变式练习2】电能表是测量 的仪表。如图所示为小明家电能表及月初、月末的两次读数。由图可知，他家本月用电 kW?h；若他家已接入用电器的总功率为2000W，则还可接“220V 60W”的白炽灯 盏；若只接一只“220V 1000W”的电炉子，工作20min，电能表的转盘转 转。
【答案】用电器消耗电能多少（或电功）；90；3；1000；
【解析】（1）电能表是测量用电器消耗电能多少（或电功）的仪表；
（2）他家本月用电W=1377.6kW?h-1287.6kW?h=90kW?h；
（3）由电能表的参数可知，工作电压U=220V，允许工作的最大电流I=10A，
电能表允许用电器工作的最大功率：Pmax=UImax=220V×10A=2200W；
还可以接入用电器的总功率：P1=Pmax-P2=2200W-2000W=200W；
则可接白炽灯的盏数：，即还可以接3盏。
（4）电炉子工作20min消耗的电能：；
∴电能表的转盘的转数：。
三、电功率：
1.定义：电流在单位时间（1s）内所做的功或电流在1s 内所消耗的电能。
2.物理意义：表示 电流做功快慢 的物理量或表示用电器 消耗电能快慢 的物理量。
灯泡的亮度取决于灯泡的 实际功率 大小。
3.电功率计算公式：（适用于所有电路）?
?①串联电路中常用公式：
②并联电路中常用公式：
③无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式：P=P1+P2+…Pn
4.单位：国际单位 瓦特 （W）
常用单位：千瓦（kW）
【例题3】如图所示，电源电压保持不变，电阻R1=R2=R3=10Ω。当S1、S2都断开时，电流表示数为1A，则：（　　）
A.电源电压为30V
B.当S1、S2都闭合时，电流表示数为2A
C.当闭合S1、断开S2时，R1的功率为10W
D.当S1、S2都闭合时，整个电路消耗的功率最大
【答案】D
【解析】A.电源电压：U=I（R1+R2）=1A×（10Ω+10Ω）=20V；故A错误。
B.当S1、S2都闭合时，R2、R3并联，电流表的示数：；故B错误。
C.当闭合S1、断开S2时，R1被短路，R1两端电压和通过的电流为零，因此R1的功率为0；故C错误。
D.当S1、S2都闭合时，R2、R3并联，电路中的总电阻最小，由欧姆定律可知，电流表的示数最大，根据P=UI可知，此时整个电路消耗的功率最大；故D正确。故选D。
【变式练习3】如图所示，电源电压保持不变，电阻R1=20Ω，R2=30Ω；闭合开关S，电压表的示数为9V。求：
（1）电源电压U；
（2）电阻R1的功率P1；
（3）电路的总功率P。
【答案】（1）15V；（2）1.8W；（3）4.5W。
【解析】（1）由图可知，该电路是一个串联电路，且电压表测量电阻R2的电压：
∴；所以U=I(R1+R2)=0.3A×(20Ω+30Ω)=15V。
（2）P1=I2R1=(0.3A)2×20Ω=1.8W。
（3）P=UI=15V×0.3A=4.5W。
四、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。（此时的电流叫额定电流）
2.额定功率：用电器在 额定电压 下的功率：
某灯泡上标有“PZ22O-25”字样分别表示：
PZ：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，
则额定电流： = 0.11 A ，灯丝阻值： = 1936 Ω。
3.实际功率：用电器在实际电压下的功率：
当用电器的电阻不变时：；可得：
4.用电器在实际电压与额定电压时的工作情况对比：
①当，用电器正常工作（灯正常发光）；
?②当，用电器不能正常工作（灯光暗淡）；
③当，用电器不能正常工作（灯光较亮），有时会损坏用电器；
5.灯L1“220V 100W”，灯L2“220V 25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。
?判断灯丝电阻口诀：“大功率：粗短，小功率：细长”（U额相同）
?两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮；
?判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大” （U额 相同）
5.“1千瓦时”的规定：1kW的用电器工作1h消耗的电能。
【例题4】标有“12V 12W”、“12V 6W”的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，两灯都发光，下列说法正确的是（　　）
A.通过灯L1和L2的电流之比为2：1 B.灯L1和L2的电阻之比为2：1
　C.灯L2比灯L1亮 D.灯L1和L2的实际功率之比为2：1
【答案】C
【解析】（1）串联电路，电流相等，所以电流之比为1:1；故A错误。
（2）；；
所以电阻之比应为1：2；故B错误。
（3）串联电路中：由P=I2R可知，灯泡L2的电阻大，实际功率就大，灯泡较亮；故C正确。
（4）串联电路中：；故D错误。
【变式练习4】如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当在a、b间接“6V?6W”的灯泡L1时，闭合开关，灯L恰能正常发光。断开开关，在a、b间换接入一个“6V?8W”的灯泡L2后，再闭合开关，L的亮度变 （选填“亮”或“暗”），L2消耗的实际功率 8W（选填“大于”，“小于”或“等于”）。
【答案】亮；小于。
【解析】根据公式可知，
当电压相同时，电功率越大，电阻越小，所以灯泡L2的电阻小于灯泡L1的电阻；
改接后，电路电阻变小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，根据公式P=I2R可知，灯泡L的实际功率变大，亮度变亮；灯泡L两端的电压变大，灯泡L2两端的电压将小于6V，所以实际功率小于8W。
五、功率的测量：
1.伏安法测灯泡的额定功率：
（1）原理： P=UI ；
（2）电路图：如右图
（3）选择和连接实物时须注意：
?　　 ①电源：其电压高于灯泡的额定电压；
?　 　②滑动变阻器：接入电路时要变阻器调到 阻值最大 ；
根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
?　　 ③电压表：并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出；
根据额定电压选择电压表量程。
?　　 ④电流表：串联在电路里““+”接线柱流入，“-”接线柱流出；
根据 或选择量程。?
2.测量家用电器的电功率：器材：电能表、秒表 ；
原理：
【例题5】小红用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率。
（1）小红连接的部分实验电路如图甲所示，请你添加一条导线将实验电路补充完整。
（2）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移至　 　端（选填“A”或“B”）。
（3）小东排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，电压表示数为2.2V，此时他应将滑片P向　 　端移动（选填“A”或“B”），才能使小灯泡正常发光。
（4）当调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则可知通过小灯泡L的电流为　 　A，小灯泡L的额定功率为　 　W。
【答案】（1）如下图：（2）A；（3）B；（4）0.38；0.95。
【变式练习5】小明家里某用电器单独工作时，电能表（3000r/kw·h）在10min内转了500转，则10min内该电器消耗的电能是 J；该用电器工作时的功率是 W。
【答案】6×105；1000。
【解析】消耗的电能：；。
六、焦耳定律：
1.实验：研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关；
2.方法：根据煤油在玻璃管里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。
3.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟 电流平方 成正比，跟导体的 电阻 成正比，跟 通电时间 成正比。
5.计算公式：Q=I2Rt（适用于所有纯电阻电路）；对于纯电阻电路可推导出：
?　　①串联电路中常用公式：Q=I2Rt；
并联电路中常用公式：
?　　②无论用电器串联或并联；计算在一定时间所产生的总热量常用公式：
Q= Q1+Q2+…Qn
?　　③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：
6.应用：电热器；是利用 电流热效应 而制成的发热设备。
主要有烤箱、电炉、电热毯、电熨斗等。
7.电动机：
（1）消耗的总电能时，用公式：W=UIt；
（2）计算电动机产生的热：Q=I2Rt。
【例题6】如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，密闭容器中有一定量的空气，容器上盖有一管口用塑胶软管与U形压强计相连通，下列分析正确的是（ 　）
A.图甲、乙两次实验都无法研究电流产生的热量与时间的关系
B.图甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C.图乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D.图乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小
【答案】D
【解析】A.甲、乙两次实验中都是在同一电路中，通电时间相等；故A错误。
B.甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多；故B错误。
C.乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系；故C错误。
D.乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，左侧电阻产生热量多；则左侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即左侧U形管中液面的高度差比右侧的大；故D正确。
【变式练习6】一台电动机的额定电压是220V，其电阻是1Ω，正常工作时，通过的电流为5A。求：
（1）每分钟电动机产生的热量；
（2）每分钟电动机所做的机械功。
【答案】（1）1500J；（2）64500J。
【解析】（1）电动机线圈中电流I=5A，通电时间t=1min=60s；
∴每分钟电动机产生的热量：Q=I2Rt=（5A）2×1Ω×60s=1500J。
（2）每分钟电流做功（消耗的总电能）：W=UIt=220V×5A×60s=66000J，
∴每分钟电动机所做的机械功：W机=W-Q=66000J-1500J=64500J。

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