第14讲 欧姆定律、电功率 第2节 电功率、焦耳定律的理解与简单计算-【学海风暴·PK中考】2026中考物理备考（江西专用）

第2节电功率、焦耳定律的理解与简单计算 过考点 考点口 电功(10年7考) 定义 电流所做的功 实质 电流做功的过程，就是电能转化为① 能的过程 W=② 基本公式 注；电路的总电功等于各部分电功之和，即W=W1十W2十…十W。 公式 推导公式 W=I严R1=尺1（只适用于先电阻电路）】 基本单位 焦耳，简称焦，符号是J 单位 常用单位 千瓦时，符号是kW·b~俗称“度”，1度=1kW·h, 单位换算 1kW·h=g 计量工具 电能表，详见本节“用仪器” 考点日 电功率(10年10考) 1.电功率的认识 定义 电功与时间之比 物理意义 表示电流④ 的物理量 基本公式 P=W 强：电路的总功率等于各部分功率之和，即P=P,十P2十…十P t 公式 P=6 (普遍适用) 推导公式 P=I'R=U （只适用于纯电阻电路) 基本单位 瓦特，简称瓦，符号是W 单位 常用单位 千瓦(kW)、毫瓦(mW) 单位换算 1kW=103W,1mW=6 2.额定功率和实际功率 额定功率 实际功率 用电器正常工作时的电压、用电器上标明的电压是额 用电器实际工作时的电压叫作实际电压，用电器 定义 定电压，用电器在额定电压下正常工作时的电功 区别 在实际电压下工作时的电功率叫作实际功率 率、用电器上标明的电功率是额定功率 特点 确定、唯一 不确定 当U=U时，P多=P,用电器⑦ 联系 当U<U每时，P<P,用电器不能正常工作 当U>U时，P>P,用电器易损坏 132 20已6江西物理 机律总结 比较灯泡亮暗的方法：(1)若不同规格的灯泡均能正常发光，则额定功率大的灯泡较亮； (2)若灯泡串联且不能正常发光，则根据P=R可知，电阻大的灯泡较亮；(3)若灯泡并联且不 能正常发光，则根据P= 尺可知，电阻小的灯泡较亮。 考点目 焦耳定律(10年5考) 电流的热效应 电流通过导体时电能转化为内能的现象 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟⑧ 成正比，跟⑨ 内容 成正比 焦耳 表达式 定律 Q=IRt(普遍适用) 注：电路的总热量等于各部分热量之和， 公式 推导式 Q=W=PI=UIt= Rt(只适用于四 电路) 利用 示例：电饭锅、电熨斗、电热水壶、电热水器等 电热 防止 示例：散热窗、散热孔、散热片等 用仪器 用电能表测量电能(10年未考) 作用 计量用电器一段时间内消耗的电能 安装 安装在家庭电路的① 上，位于总开关的前面 (1)“220V”表示该电能表应接在220V的电路中使用 (2)“10(20)A”表示该电能表的标定电流为10A,颜定最大电流为20A,即该电能表工 铭牌 kW.h 作时的最大电流为20A 参数 02316 及其 (3)“50Hz”表示该电能表在频率为50Hz的交流电路中使用 220V1020A50H (4)“3000r/(kW·h)”表示接在该电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表 意义 3000/(kWh) 上的转盘转过3000圈 (5)“02316”表示该电能表此时的读数为② kW·h (1)较大的电能可通过示数窗来读数，消耗的电能为前后两次示数之差（最后一位数为小数），即W= 读数 3 方法 (2)较小的电能可利用转盘转过的图数（或指示灯闪烁的次数）来计算。若某段时间内转盘转过的圈数（或 指示灯闪烁的次数)为n,表盘上的参数为N,则消耗的电能为④ kW·h 种类 除了上述的机械式电能表，还有IC卡电能表（其示数由液晶板显示） <课外应用⊙ 1.为了测量家中路由器的电功率，小慧五一假期外出前，关闭家里的其他用电器，用电能表测一台 路由器所消耗的电能，数据见表，计算可得路由器的电功率为 W。若小慧所在小区有 1000户家庭，每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机，按每度电0.6元计算，则小区用户 每月(30天)为路由器支付的总电费为 元。 中考考点整合 133 C∞ 2025年5月1日2025年5月6日 SHRO 时间 上午7，点 上午7点 水：：： 电能表示数 2 (kW·h) 3o4回 30 单相110V30(200)A60z 600 /(kW-h) 第1题表 第2题图 2.如图所示的是瑞瑞同学在某地区旅游时偶然拍到的一个电能表。它 (选填“能” 或“不能”)接在我们的家庭电路中，理由是 攻 重难 重难点二 实际功率和额定功率 重难点二 电能、电功率和焦耳定律的综 例①某灯泡标有“6V 3W”的字样，该 合计算 灯泡正常工作时的电流是 A,灯丝 例2(2025南昌一模)下图所示的电路 的电阻是 n 中，电源电压不变，电阻R,的阻值为52。当开 【点拨】已知额定电压和额定功率→根据I 关S闭合时，电压表的示数为3V,电流表的示 数为0.2A。求： =行求出颜定电流→正常工作时的电流→根据 (1)电阻R2的阻值。 U R一7求出灯丝的电阻。 (2)电阻R1的电功率。 (3)电源电压。 y变式①电能的计算 (4)通电3min,电阻R1产生的热量。 某灯泡标有“6V3W”的字样，正常工作 【点拨】解电学计算题的一般步骤如下：首先 1min消耗的电能为 J。这些电能可 认真审题，分析电路图，确定电路的连接方式；然 供标有“6V6W”字样的灯泡正常工作 后列出已知条件，根据已知条件选择相应的公式 min。 或物理规律；最后将已知条件、公式或物理规律 变式实际功率的计算 联系起来，进行分析与计算。 某灯泡标有“6V3W”的字样，若将该灯 我的解答 泡接到电压为3V的电源上，则它的实际功率为 W;若将该灯泡接到电压为18V 的电源上，则它的实际功率为 W。(假 设灯丝电阻不随温度的变化而变化) ￥变式3灯泡亮度问题 灯泡L1标有“6V3W”的字样，灯泡L2 标有“6V6W”的字样。若两灯串联，则灯泡 更亮；若两灯并联，则灯泡 更亮。（两个灯泡均没有被烧坏，忽略灯丝电 阻的变化》 134 2口已6江西物理 ￥变式结合图像计算 某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲 所示，电饭锅有加热挡和保温挡。图乙是电饭 锅工作时电流I随时间t变化的图像，求： (1)电阻R1的阻值。 (2)加热功率和保温功率。 (3)30min内电饭锅消耗的电能。 ↑IA 220V 0 10 30 t/min 我的解答 刷真题 命题点二 电能、电功率的理解与计算 1.(2023江西T7)将分别标有“3.8V0.3A”和 -⑧-± “2.5V0.3A”字样的小灯泡同时接入同 甲 电路中，两个小灯泡均正常发光。此时两个 3.旧题新编（2009江西T10改编)我们知道减 小灯泡是 联的，这是因为两个小 小能耗就是节约能源，根据W=Pt可知，“地 灯泡的 球一小时”活动就是通过关灯的方式减少通电 2.(2019江西T10)如下图所示，将规格相同的 来减少电能消耗的。假如我校 小灯泡接入电压均为U且保持不变的甲、乙 的用灯总功率为10kW,则关灯一小时，可节 两个电路中，分别调节滑动变阻器R,和R2 约电能 度。 使所有小灯泡均正常发光。则甲、乙两个电 4.(2025江西T16)图甲所示的是某同学测量小 路中的总电流之比I甲：Iz= 灯泡的电功率的实物电路。已知电源电压恒 两个电路的总功率之比P甲：P乙= 为3V,小灯泡标有“2.5V”字样，假设小灯泡 的电阻不随温度的变化而变化。闭合开关，移 中考考点整合 135 动滑动变阻器滑片至某一位置时，电压表和 (3)在220V的家庭电路中，若将该电热水壶 电流表示数分别如图乙、丙所示。 接在额定电流为5A的接线板（插座）上使用， 请通过计算判断是否安全。 10 0v/ 3 TA0.6 235 丙 (1)请写出电压表、电流表的示数。 (2)求此时小灯泡的实际功率。 (3)求小灯泡的额定功率。 6.(2023江西T15)如右图所示，电 源电压恒定不变，灯L1标有 “3V3W”字样，灯L2标有 “3V6W”字样，闭合开关S,两灯均正常发 光。求： (1)灯L1的电阻。 (2)电流表的示数。 (3)电路消耗的总功率。 5.(2024江西T16)下表所示的是某电热水壶铭 牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3L 额定电压 220V 额定功率 1500W (1)该电热水壶正常工作时的电功率是多少？ (2)该电热水壶正常工作5min,求电流所做 的功。 136 己口已6江西物理 7.(2022江西T16)如右图所示， 命题点三焦耳定律的理解与计算 已知电源电压恒为8V,小灯 ④ 9.(2020江西T1)1840年，英国物理学家 泡上标有“6V3W”的字样。 P 最先精确地确定了电流通过导体产生 (1)求小灯泡正常发光时的电 的热量与电流、电阻和通电时间的关系，其表 流和电阻。 达式为Q= (2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发 10.(2025江西T17)如下图所示，电源电压恒为 光，求此时滑动变阻器连入电路的电阻和电 9V,R1为定值电阻，R2为电阻箱（能够表示 路消耗的总功率。 出阻值的变阻器)。 (1)闭合S1、断开S2,电流表的示数为0.9A, 求R1的阻值和R,工作100s产生的热量。 (2)把电阻箱R2的阻值调为182，闭合S 和S2,电流表的示数为1.4A。求R2两端的 电压和通过R2的电流。 8.(2020江西T21)如下图所示，电源电压恒定 不变，已知定值电阻的阻值为R。,不考虑温度 对灯丝电阻的影响。 (1)当S,和S2都闭合时，电流表的示数分别 为I1、I2,且I1>I2,小灯泡L1恰好正常发 光。求电源电压及小灯泡L1的电阻。 (2)当开关S,和S2都断开时，某一电表示数 为I3(I3≠0)。求电路的总功率。 温馨提示⊙复习完本节内容后，请完成集训本中相应的“模块分层练习”。 中考考点整合 137电压，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻 并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通 器连入电路的电阻变大，根据串联分压规律可知R, 两端的电压变大，R,两端的电压变小，结合图b可 过两个电阻的电流之比，一 1=1A-14=5-3_2 3 39 知，甲是R,的I-U图像，乙是R2的I-U图像；滑 U 动变阻器接入电路的阻值最大时，滑动变阻器两端的 电压最大，电路中的电流最小，由图b可知此时U2= 由I= 京可得，两个电阻的阻值之比式： 11 4V,I=0.2A,根据欧姆定律可得，滑动变阻器的最 12 大限值是R=号--》n, 3 2° 变式2解：(1)增大 4.=< (2)桶内未装液体时，弹簧所受拉力为零，由图乙可 知，此时金属棒R接入电路的阻值为502，总电阻为 5解，①道过电阻R的电流1-只-吕-1,2N U 12V (2)通过电阻R1的电流I1=I。一I=1.6A-1.2A= Ra=7=0.2A=600 0.4A 则电路中定值电阻R。的阻值为R。=R。一R=602 U_24y=600 -502=102 电阻R,的阻值R,=一O.4A (3)当桶内装满某种液体时，电流表的示数为0.3A, 6解：①灯泡正常工作时的电流I光-A 此时总电阻为R。-片-头-400 U籁_2V 则此时金属棒R接入电路的阻值为R'=Rg'一R。= 小灯泡的电阻R=7-A=20 (2)定值电阻R。与小灯泡串联。 402-10Ω=302 由图乙可知，此时弹簧所受拉力为0.4N,则液体重力 (3)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电流最 为G=0.4N,液体的密度为 大，为1A,则 G 0.4N Ro-I1A =62 10 N/kgx40X10-m G =1 R。=Ra-R,=62-2n=42 ×103kg/m (4)当电流最小为0.2A时，滑动变阻器接入电路 (4)偏小 的电阻最大，则 ○刷真题 k,名-80n 1.1:12:1【解析】当开关S断开、开关S2掷到 R大=Re'-R,-R1=302-42-2Q=242 1时，电阻R,和R,串联，电流表A1与电流表A: 第2节电功率、焦耳定律的理解与简单计算 都测电路中的电流：根据串联电路的电流规律可 知，电流表A与电流表A2的示数之比为1：1。 ⊙过考点 当开关S,闭合、开关S2掷到2时，电阻R,和R ①其他形式的②U1t③3.6×105④做功快慢 并联，电流表A1测干路中的电流，电流表A2测R, ⑤U1⑥10-3⑦正常工作⑧导体的电阻⑨通 所在支路的电流；根据欧姆定律可知，通过R,和 电时间⑩纯电阻（⑧、⑨两空可互换） R,的电流相等；根据并联电路的电流规律可知，电 ○用仪器 流表A1与电流表A2的示数之比为2：1。 ①干路 ②231.6⑤w*-w④尺 2.41:1【解析】由图可知，R,与R,串联，电压表 【课外应用】 测滑片右侧电阻丝两端的电压，电流表测电路中的 电流。当滑片P在a端时，电压表测Rz两端电压， 1.104320【解析】路由器的电功率为P=”= 其示数U2=2V;因为串联电路中各处电流相等，且 2305.4kW·h-2304.2kW·h R2的最大阻值与R相等，所以R:与R2两端的电 =0.01kW=10W。 5×24h 压相等，即U1=U,=2V,则电源电压U=U1十U2 小区用户每月(30天)消耗的电能为W'=P'1'= =2V+2V=4V。因为电压表的内阻很大，在电 1000×10×10-3kW×24h×30=7200kW·h,需 路中相当于断路，所以滑片移动时，电路中的总电 要交的电费为7200kW·h×0.6元/(kW·h) 阻不变，电路中的电流不变，故I1：I2=1:1。 =4320元。 3.1:13:2【解析】由图可知，R:与R2并联，电 2.不能该电能表只能接在110V、60Hz的交流电 流表A,测干路电流，电流表A2测R,所在支路的 路中使用 电流。因为并联电路中各支路两端的电压相等，所 ○攻重难 以R1与R,两端的电压之比U1:U2=1:1。因为 例10.512 参考答案 1> 变式11800.5 小灯泡的电阻不随温度的变化而变化，小灯泡的额 变式20.750 定功率 变式3L1L2 U=2.5V) 例②解：(1)电阻R1与R2串联，电流表测电路中的 P颜=U版I领=R=100 =0.625W 电流，电压表测R,两端的电压。 5.解：(1)电热水壶正常工作时的电功率等于其额定 U_3V 功率，即P=P瓶=1500W 由欧姆定律可知，R:的阻值R。=元=0.，2A=150 (2)电流所做的功W=P1=1500W×5×60s=4.5 (2)根据串联电路中电流处处相等可知，R,两端的 ×105J 电压 U1=I1R,=0.2A×52=1V (3)解法一：电热水壶的额定电流I颜= P一 R,的电功率P,=I1U1=0.2A×1V=0.2W 1500W (3)根据串联电路的特点知，电源电压U=U1十U2= 220V ≈6.8A>5A,不安全。 1V+3V=4V 解法二：接线板允许的最大功率P饭=UI'= (4)通电3min,电阻R1产生的热量Q1=I,2R,t= 220V×5A=1100W<1500W,不安全。 (0.2A)2×5×3×60s=36J 变式解：(1)由图甲可知，开关S接2时，R1和R: 6.解：)通过L的电流=岩-3文=1A 串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路的总 =3 电阻最大，由P一发可知，总功率最小，电饭锅处于保 L1的电阻R1= =32 I1-1A P:_6W 温挡。开关S接1时，接入电路的电阻只有R,电路 (2)通过L:的电流1，=云=3V=2A 的总电阻最小，总电流最大，总功率最大，电饭锅处于 电流表的示数I=I1+I2=1A+2A=3A 加热挡。 (3)闭合开关S,L1、L2均正常发光。 由图乙可知，电饭锅在加热挡工作时电路中的电流是 电路消耗的总功率 4A,根据欧姆定律可知，R1的阻值 U_220V=550 P8=P:+P2=3W+6W=9W R--4A 7.解：(1)小灯泡正常发光时的电流 (2)电饭锅的加热功率P加热=U11=220V×4A P题=3W 1a-=6V=0.5A =880W 电饭锅的保温功率P保m=UI2=220V×1A=220W _U=6V 小灯泡正常发光时的电阻R-=05A=120 (3)由图乙可知，30min内电饭锅在加热挡工作的时 (2)小灯泡正常发光时，电路总电阻 间t1=l0min=600s,在保温挡工作的时间t2= 20min=1200s Us8V 则30min内电饭锅消耗的电能W=W1十W:=P知热 Re=-05A=160 滑动变阻器连入电路的电阻 t1+P保题t2=880W×600s+220W×1200s=7.92 ×105J R=R。-R灯=162-122=42 ⊙刷真题 电路消耗的总功率P。=U。I=8VX0.5A=4W 1.串额定电压不同 8.解：(1)当开关S、S2都闭合时，L2被短路，电阻R。 2.2:12:1【解析】甲、乙两个电路的总电压相 与L,并联，一个电流表测干路电流，一个电流表测 等，调节滑动变阻器使电路中所有相同规格的小灯 通过R。的电流。因为I1>I2,所以干路电流为 泡正常发光。甲电路中两个小灯泡并联，所以甲电 I1,通过R。的电流为I2,则电源电压U=I2R。 路中干路电流是该小灯泡额定电流的两倍：乙电路 通过L1的电流I1=I1一2 中两个小灯泡串联，电路中电流等于小灯泡的额定 U I2Ro 电流，所以1甲：12=2：1。甲、乙两个电路总电压 L1的电阻R==- 相等，I甲：Iz=2:1,根据电功率公式P=UI可 (2)当开关S、S2都断开时，L1和L2串联，电路中 知，P甲：P2=2:1。 的电流为I3,则电路的总功率P。=UI3=I,R。I3 3.时间10 =I2I;Ro 4.解：(1)电压表示数为2V,电流表示数为0.2A。 9.焦耳Q=IRt (2)小灯泡的实际功率Px=UxI=2V×0.2A 10.解：(1)闭合S、断开S2,只有R1和电流表接入电 =0.4W 路中。 (3)小灯泡的电阻为R=)些=2V 1g0.2A=10n UU 9V R,的阻值R,=云-7，=0.9A=100 18 A。2·25江西物理 R,工作100s产生的热量Q=IR1t=(0.9A)2:0.5倍；根据串联分压规律可知，当接入25Ω的定值 ×10×100s=810J 电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻R箭=0.5× (2)闭合S1和S2,R,与R2并联，电流表测量干路 25Q=12.5.即所选择的滑动变阻器的最大阻值不 中的电流。 能小于12.52，而102十5=15>12.52，故他可 R,两端的电压U2=U=9V 以完成实验。【拓展】要探究电流与电压的关系，要保 由并联电路的特点可知通过R,的电流不变，由并 持电阻阻值不变，而定值电阻的阻值不变，因此借助 联电路电流的规律可得通过R,的电流 上述器材能完成该实验，故A正确。把电流表接在不 I2=I-11=1.4A-0.9A=0.5A 同位置，可以测出串联电路中不同位置的电流，应用 第3节探究电流与电压、电阻的关系 上述器材可以探究串联电路中电流的关系，故B正 确。利用上述器材，可以组成并联电路，因此能利用 ○探实验 电压表探究并联电路中电压的关系，故C正确。 【对比实验】 【通关再问2】 ①改变②不变③ Uw一Umn Us-Im R (1)变大左 (2)2.5(3)B(4)将定值电阻换为 电阻箱 ⑤增大⑥过小 【解析】(3)电压表示数不变，即I与R之积为一个定 例①【证据】(1)右(2)如下图所示(3)0.30【解 释】(1)正比(2)改变定值电阻两端的电压【交流】 值，说明I与R成反比，故A错误。换用不同的电阻 时，电压表示数不变，故B正确。电源电压为3V,定 未知定值电阻R,测定值电阻的阻值 值电阻两端的电压为2V,滑动变阻器两端的电压为 ✉ 1V,由串联电路的分压规律可知，滑动变阻器连入电 路的阻值与定值电阻的阻值之比为1：2，即滑动变阻 器连入电路的阻值Rp与R的阻值成正比，故C错 讽。定值电阻的功率P:=2”,说明电阻R的电 功率与电阻R的阻值之积为一个定值，即电阻R的电 【通关再问1】 功率PR与R的阻值成反比，故D错误。 (1)电流表未调零(2)B(3)①增减新干电池的节 ○刷真题 数②小灯泡灯丝的阻值随温度的变化而变化 1.【猜想与假设】增大【设计实验】④⊙【进行实 ③可以 验】0.06【分析与论证】如下图所示【结论】正比 例2【证据】(1)滑动变阻器接入电路的阻值太小 ↑A 0.5 (2)定值电阻断路(3)2电阻和电流没有单位 0.4 0.3 【解释】反【交流】可以【拓展】ABC 0.2 【解析【证据】(1)小誉同学连接好电路，将滑片移到 0.1 最右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，为了保 0051.01.52.025U八 护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻 2.表1： 值最大处，故此时不能闭合开关进行实验。(2)移动 实验次序 电压U/V 电流I/A 滑动变阻器的滑片，发现电流表指针几乎不偏转，说 2 2 明电路可能断路；电压表示数为3V,说明电压表与电 2 4 源连通，电压表串联在电路中，则故障可能是定值电 3 6 阻断路。(3)由表中数据可知，定值电阻两端的电压 为Uv=IR=0.4A×52=…=0.1A×202= 表2： 2V:他设计的表格存在的问题是电阻和电流没有单 实验次序 电阻R/2 电流I/A 位。【解释】由表中数据可知，电流与电阻的乘积为一 2 5 个定值，故可得出结论：导体两端的电压一定时，通过 2 10 导体的电流跟导体的电阻成反比。【交流】实验中使 3 15 用的定值电阻的阻值最大为25Q,定值电阻两端的电 3.【制订计划与设计实验】(1)如下图所示(2)右 压始终保持Uv=2V,根据串联电路电压的规律可 保护电路改变电源电压【进行实验与收集证 知，滑动变阻器分得的电压U满=U一Uv=3V一2V 据】(1)滑动变阻器接入电路中的阻值过小（或电压 表的测量范围过小)(2)C【实验结论】在电阻一 1V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的)Y 定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 参考答案 19