一、电功（举一反三讲义）物理苏科版九年级下册

一、电功 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：电能表 2 知识点2：电功和电能的概念 5 知识点3：电功的计算 7 【方法技巧】 11 方法技巧1 利用电能表计算电功和电功率 11 【巩固训练】 12 【学习目标】 1．知道电功的定义：电流所做的功，实质是电能转化为其他形式能的过程。 2．掌握电功公式及单位：公式 W=UIt，国际单位焦耳（J），常用单位千瓦时（kWh）。​ 3．了解电功的测量：知道电能表是测电功的工具，能读懂电能表的读数。 重点： 1．理解电功的物理意义：明确“电流做功多少”等于“电能转化为其他形式能的多少”。 2．熟练运用电功公式计算：能结合 U、I、t 的已知量，代入公式 W=UIt 求解，注意单位统一。 3．电能表的读数与应用：能根据电能表前后两次读数差，计算某段时间的耗电量。 难点： 1．理解电功公式的适用条件：易忽略公式 W=UIt 适用于所有电路，而推导式（如 W=I²Rt）仅适用于纯电阻电路。 2．区分电功与电能：易混淆 “电能是物体具有的能量”和“电功是电能转化的过程量”。 3．结合实际电路计算电功：如多用电器串联/并联时，难以准确提取各用电器的U、I、t 数据，导致计算错 误。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：电能表 1、电能表的作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。 2、电能表的读数方法：电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。 3、电能表上所标参数的物理意义 （1）220V：表示该电能表应该在220V的电路中使用。 （2）10（20）A：表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A。 （3）kW·h：表示该电能表上示数的单位为千瓦时。 （4）1500r/（kW·h）：表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1500转。 4、用电能表测量电路消耗电能的方法 （1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。 （2）方法二：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“1600r/（kW·h）”的电能表，转盘转过80转消耗的电能为：。 电能的求法 （1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）。 （2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。 【典例1】小桂观察家中的电能表如图所示，示数为 。当关闭家中其他所有用电器，仅接通一台电热水器时，观察到电能表转盘1min内转90转，则该电热水器1min内消耗电能为 J。 【答案】 226.3 【详解】[1]电能表的单位是，最后一位是小数位，则图中电能表示数为。 [2]该电热水器1min内消耗电能为 【变式1】关于图中的电能表，说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．电能表的示数为2023.6J C．电能表允许通过的最大电流是40A D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多 【答案】C 【详解】A．电能表是测量电功的仪表，故A错误； B．电能表所用单位是kW·h，示数为2023.6kW·h，故B错误； C．电能表正常工作的最大电流为10A，短时间内允许通过的最大电流为40A，故C正确； D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越快，不一定越多，故D错误。 故选C。 【变式2】小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表示数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量消耗电功率的仪器 B．这段时间内他家消耗的电能为903kW•h C．这个电能表的测量值是以“J”为单位 D．电能表的转盘转过1800圈，这段时间他家的用电器共消耗电能1.8×106J 【答案】D 【详解】A．电能表是用来测量用户在一段时间内消耗电能的仪表。故A错误； B．电能表最后一位是小数，这段时间内他家消耗的电能为，故B错误； C．由电能表参数可知，此电能表测量值是以为单位的，故C错误； D．电能表的转盘转过1800圈，这段时间他家的用电器共消耗电能为。故D正确。 故选D。 【变式3】小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，若以当地电价0.5元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。将某用电器单独接在该表上工作一段时间后，电能表转盘转了600转，该用电器在上述时间内消耗的电能为 J。 【答案】 120 7.2×105 【详解】[1]由图可知，小明家3月末、4月末电能表的示数分别为：6022.3kW•h、6262.3kW•h 小明家4月消耗的电能 应缴纳电费：0.5元/度×240度＝120元 [2]这段时间内，该用电器消耗的电能 知识点2：电功和电能的概念 1、电能的概念 电能的来源 水力发电：机械能→电能；风力发电：机械能→电能；核能发电：核能→电能 电能的利用 用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能 电能的单位 （1）国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J。 （2）常用单位：在日常生活中，人们常用“千瓦时”来计量电能的多少。千瓦时的符号是kW·h，俗称“度”，我们常称用了多少“度”电，就是用了多少“千瓦时”的电能，换算关系1kW·h=1度=3.6×106J。 利用电能的过程就是消耗电能转化为其他形式能的过程，消耗了都少电能就得到了多少其他形式的能。 2、电功的概念 电功 当电能转化为其他形式能时，我们就说电流做了功，电功用“W”表示，单位跟电能一样。 电流做功过程就是将电能转化为其他形式能的过程。消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能，电流也就做了多少功。所以，用电器消耗了多少电能和通过用电器的电流做了多少功，这两种说法的含义是一样的 【典例2】电功与电能的单位相同，其国际单位都是 。某电器两端的电压为220V时，通过的电流是0.2A，则1h内该电器消耗的电能为 kW·h。 【答案】 焦耳 0.044 【详解】[1]一切功和能的单位均为焦耳，电功是指电流所做的功，电能是指电流具有的能量，电功与电能的单位相同，其国际单位都是焦耳。 [2]该电器的电功率P=UI=220V×0.2A=44W=0.044kW 则1h内该电器消耗的电能W=Pt=0.044kW×1h=0.044kW·h 【变式1】关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少 C．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 D．电功就是电能，两者只是名称不同而已 【答案】A 【详解】A．电功的实质是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就意味着有多少电能转化为其他形式的能。例如，电流通过电动机做功，电能转化为机械能；电流通过电热器做功，电能转化为内能，故A正确。 B．根据能量守恒定律，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做功的多少与电能转化为其他形式能的多少是相等的，不存在电流做功的多少大于电能转化为其他形式能的多少这种情况，故B错误； C．电流通过电灯做功时，电能主要转化为光能，但同时也有一部分电能转化为内能，因为电灯在发光的过程中会发热，故C错误； D．电功是指电流所做的功，是一个过程量，它表示电能转化为其他形式能的过程；而电能是一种能量形式，是一个状态量。电功和电能是两个不同的概念，不能简单地认为电功就是电能，只是名称不同，故D错误。 故选A。 【变式2】某学校共有教室12间，每间装6盏40W的日光灯和1盏60W的日光灯，由于注意节约用电，平均每天每盏灯少开半小时，那么30天可节约用电几度（　　） A．1.8 B．1.944×108 C．5.4 D．54 【答案】D 【详解】某学校共有教室12间，每间装6盏40W的日光灯和1盏60W的日光灯，则日光灯的总功率 30天可节约的电能 故D符合题意；ABC不符合题意。 故选D。 【变式3】某品牌手机的电池铭牌标有“”字样，充满电后存储的电能为 ，手机充电时电池相当于电路中的 。 【答案】 1.48×10-2 用电器 【详解】[1]充满电后手机存储的电能为 [2]根据电路的知识可知，手机充电时电池相当于电路中的用电器。 知识点3：电功的计算 1、影响电功大小的因素：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间有关。加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做的功就越多。 2、电功的计算 电功的计算 计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过该电路的电流，单位是A；t表示通电时间，单位是s；W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J。 两个重要的推导公式 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：； 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。 应用公式过程中的“同一性”： （1）电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量。 （2）单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算。 3、串、并联电路中电功的特点 （1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系。 a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。 b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。 概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。 （2）串、并联电路中电功分配关系 a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即。 b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即1。 （1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；  （2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；  （3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。 【典例3】如图所示，某品牌扫地机器人的电池输出电压为14V，电池容量为，其正常工作时的电流恒为1.5A。该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 h。若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，则在此过程中，它消耗的电能为 J。 【答案】 2 6300 【详解】[1]电池充满电储存的电能为 该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 [2]若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，则在此过程中，它消耗的电能为 【典例4】如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R2的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，求： (1)电阻R1的阻值； (2)电流表A的示数； (3)通电10s时间内，电路消耗的电能。 【详解】（1）闭合开关S后，R1和R2并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量R1支路中的电流，故R1的阻值为 （2）R2支路中的电流 根据并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，即电流表A的示数 （3）通电10s时间内，电路消耗的电能 【变式1】如图甲所示的电路中，电源电压不变，的阻值不变，滑动变阻器的规格为“ 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片P，绘制了通过的电流与接入电路的电阻关系的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．的电阻为 C．当滑片P移到中点时，通过的电流为0.2A D．当滑片P移到最右端时，10s内滑动变阻器消耗的电能为10J 【答案】D 【详解】由图可知，电阻R1与变阻器R2串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器R2两端的电压。 AB．当电路中的电流I1=0.3A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压U=I1R2+I1R1=0.3A×20Ω+0.3A×R1① 当电路中的电流I2=0.1A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压U=I2R′2+I2R1=0.1A×100Ω+0.1A×R1② 联立①②式可得，电源电压U=12V，R1的电阻R1=20Ω，故AB错误； C．变阻器的最大阻值是100Ω，当滑片P移到中点时，通过R2的电流为，故C错误； D．当滑片P移到最右端时，变阻器R2全部接入电路，电路中的电流为0.1A，10s内滑动变阻器消耗的电能为W=I22R′2t=(0.1A)2×100Ω×10s=10J，故D正确。 故选D。 【变式2】将定值电阻R1和R2按如图所示方式接入电路，电源电压为8V，闭合开关S，电压表示数为6.4V，电流表示数为0.4A。R1两端的电压为 V，R1的阻值为 Ω；电路工作1min，R2所消耗的电能为 J。 【答案】 1.6 4 153.6 【详解】[1][2]由图可知，两电阻串联，电流表测量的是电路中的电流，电压表测的是R2的两端电压。闭合开关S，电压表示数为6.4V，则R2的两端电压为6.4V，根据串联电路的电压规律可得，R1两端的电压为 电流表示数为0.4A，即电路中的电流为0.4A，根据欧姆定律可得，R1的阻值为 [3]电路工作1min，R2所消耗的电能为 【变式3】如图所示的电路，电阻为20Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A，求： (1)电源电压； (2)电阻在10min内消耗的电能。 【详解】（1）闭合开关，两电阻并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量通过R1的电流。电源电压 （2）根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流 电阻在10min内消耗的电能 【方法技巧】 方法技巧1 利用电能表计算电功和电功率 1、电功计算（2 步） （1）读电能表前后两次示数（最后一位是小数，单位 kWh）； （2）电功 W = 后一次示数 - 前一次示数（如 123.4kWh - 120.1kWh = 3.3kWh，换算成 J 需 ×3.6×10⁶）。 2、电功率计算（2 步） （1）算对应时间 t（单位 h）； （2）功率 P=W/t（单位 kW，如 W=3.3kWh、t=1.1h，P=3kW，换算成W需×1000）。 3、关键提醒：单位要统一（kWh配h算kW，J配s算W）；注意电能表参数（如 “3000r/kWh”，可通过转 数算 W：W =转数÷3000 kWh）。 【巩固训练】 1．2025春晚精彩纷呈，融合传统与科技，隐藏着许多有趣的物理知识。其中机器人扭秧歌的节目，简直让人眼前一亮！《秧BOT》中机器人快速奔跑运动时，电机驱动机器人，主要是将电能转化为（　　） A．机械能 B．化学能 C．内能 D．光能 【答案】A 【详解】机器人快速奔跑运动时，电机驱动机器人，电机消耗电能，获得机械能，因此其主要是将电能转化为机械能，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．如图所示，手电筒中的电流为0.1A，电源为三节新干电池。则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（　　） A．27J B．81J C．135J D．972J 【答案】A 【详解】电源为三节新干电池，即电源电压为4.5V，手电筒中的电流为0.1A，工作1min消耗的电能约为，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 3．小明家4月底电能表示数如图所示，5月底电能表的示数为，当地电价为，小明使某家用电器单独工作3min，电能表转盘转了160r。下列说法中合理的是（　　） A．5月份他家应交电费1035元 B．这个电能表允许通过的最大电流是10A C．这个电能表应接在220V的电路中使用 D．该家用电器这段时间消耗的电能是 【答案】C 【详解】A．电能表显示数字中最后一位是小数，单位，该电能表此时示数为，这段时间消耗的电能是 他家应交电费为，故A错误。 B．“10(40)A”，表示电能表的标定电流为10A，平时工作允许通过的最大电流为40A，故B错误； C．电能表上标有220V字样，说明电能表应接在220V的电路中使用，故C正确； D．该家用电器这段时间消耗的电能是，故D错误。 故选C。 4．关于电功，下列说法正确的是（    ） A．电流通过小灯泡做功时，电能只转化为光能 B．通电时间越长，消耗的电能就越多 C．通过导体的电流越大，电流做的功就越多 D．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 【答案】D 【详解】A．电流通过电灯做功时，电能转化为内能和光能，故A错误； BC．电流做功的多少由导体两端的电压、导体中的电流和通电时间共同决定，故BC错误； D．电流做功的实质是将电能转化为其他形式的能，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能量，故D正确。 故选D。 5．甲、乙两个用电器并联在同一电源上，甲的电阻是乙的3倍，则在相同的通电时间内，通过甲、乙两个用电器的电功之比是（　　） A．1∶3 B．3∶1 C．9∶2 D．2∶3 【答案】A 【详解】甲、乙两个用电器并联在同一电源上，则它们两端电压和通电时间相等，在相同的通电时间内，通过甲、乙两个用电器的电功之比是 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．如图所示是甲、乙两导体的I-U图像，下列有关说法正确的是（　　） A．甲的电阻大于乙的电阻 B．分析图像可知：导体两端的电压与导体中的电流成正比 C．将甲、乙并联接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为0.6A D．将甲、乙串联接到电压为3V的电源上时，通电1min，电路消耗的电能为36J 【答案】D 【详解】A．由图可知，当甲、乙两端的电压相同时，通过甲导体的电流较大，根据可知，甲的电阻较小，故A错误； B．由图可知，图线是一条过原点的倾斜直线，说明导体中的电流与导体两端的电压成正比，故B错误； C．根据并联电路的电压规律可知，将甲、乙并联接到电压为3V的电源上时，两导体两端的电压都为3V，由图像可知，此时通过甲的电流为0.6A，通过乙的电流为0.3A，故干路总电流为，故C错误； D．若将甲、乙串联接到电压为3V的电源上，根据串联电路电压规律可知，甲、乙两端总电压为3V，由图可知，当电路中电流为0.2A时，甲、乙两端总电压为3V，通电1min，电路消耗的电能为，故D正确。 故选D。 7．如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为12V B．灯泡的正常发光的电流为0.2A C．滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~45Ω D．灯泡正常工作50s消耗的电能是240J 【答案】D 【详解】由电路图可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大，此时灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小，则曲线a表示电流表示数与电压表V1示数的关系图象，曲线b表示电流表示数与电压表V2示数的关系图象。 A．由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.2A，此时灯泡两端的电压UL=2V，滑动变阻器两端的电压U滑=9V，根据串联电路的电压特点可知，电源电压U=UL+U滑=2V+9V=11V 故A错误； B．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置，此时电路中的电流最大，由图乙可知电路中的最大电流I大=0.6A，即小灯泡的额定电流为0.6A，故B错误； C．由欧姆定律可知，滑动变阻器的最小阻值 由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值 滑动变阻器的阻值变化范围是5Ω~45Ω，故C错误； D．由图乙可知，灯泡正常工作时，滑动变阻器两端的电压U滑′=3V，根据串联电路的电压特点可知，灯泡正常工作时的电压UL额=U-U滑′=11V-3V=8V 灯泡正常工作50s消耗的电能W=UL额IL额t=8V×0.6A×50s=240J 故D正确。 故选D。 8．小华周日在家仅使用厨房中的电热水壶，将质量为0.5kg的水从20℃加热到50℃，水吸收的热量为 J。同时观察到这段时间内标有1200imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁24次，则电热水壶在这段时间消耗的电能为 kW•h，该热水壶的加热效率为 。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)] 【答案】 63000 0.02 87.5% 【详解】[1]将质量为0.5kg的水从20℃加热到50℃，水吸收的热量为 [2]电热水壶在这段时间消耗的电能为 [3]该热水壶的加热效率为 9．如图所示是电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电 kW·h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁32次，该用电器在上述时间内消耗电能为 kW·h，该用电器的实际功率为 W。 【答案】 5546.7 0.02 400 【详解】[1]电能表最后一位数字的单位为0.1kW·h，故此时电能表示数为5546.7kW·h。 [2]根据公式可知，消耗的电能为 [3]根据公式可知， 10．如图为一款新式插座，带有插头、一转多位插座、调光台灯等功能。某天，台灯正常工作时，小明将风扇接入该插座。则风扇工作时，将电能转化为 能；调光台灯与风扇是 （选填“串联”或“并联”）的；通过台灯的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 机械 并联 不变 【详解】[1]风扇工作时消耗电能，将电能转化为机械能。 [2]调光台灯与风扇可以单独工作，互不影响，因此是并联的。 [3]由于并联电路各用电器互不影响，因此将风扇接入该插座，通过台灯的电流不变。 11．如图所示的电路中，电阻R1=10欧，R2=20欧，电源电压保持不变。当开关S1、S3断开，S2闭合时，电流表的示数为0.2A，则电源电压为 V；当开关S1、S3，闭合，S2断开时，电路工作10s消耗的电能为 J。 【答案】 6 54 【详解】[1]由电路图可知，当开关S1、S3断开，S2闭合时，R1、R2串联，电流表测电路中电流；根据串联电路的特点可知，电路的总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω 电源电压U=IR=0.2A×30Ω=6V [2]当开关S1、S3闭合，S2断开时，R1、R2并联，电流表测干路电流，电路工作10s消耗的电能为 12．甲、乙两只灯泡的I-U图像，如图所示，现将甲、乙两灯泡串联在5V的电路中，电流为 A，闭合开关10min，则甲灯泡消耗的电能为 J。 【答案】 0.4 480 【详解】[1]因为甲、乙两灯串联在5V的电路中，根据串联电路的电流规律可得甲乙两灯的电流相等，根据串联电路电压的规律得甲、乙两灯的电压之和为5V，由图可知，此时电路中的电流是0.4A。 [2]当电流是0.4A时，甲灯两端电压是2V，闭合开关10min，则甲灯泡消耗的电能为 13．小宇用如图甲所示电路对一只标有“0.8A”字样的小灯泡L进行了测试，电源电压恒为9V，电阻箱R0的阻值可在0～9999Ω之间调节，根据所测数据作出了灯丝的I-U图象（如图乙所示），根据图象可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；如果将电阻箱R0的阻值调为10Ω，通电20s电流通过灯泡做的功为 J。 【答案】 10 36 【详解】[1]小灯泡正常发光时电流为0.8A，由图乙可知，此时小灯泡两端的电压为8V，根据公式可知，小灯泡正常发光时的电阻为 [2]由甲图知，L与电阻箱R0串联，由图乙可知，当通过小灯泡的电流为0.6A，其两端电压为3V，根据欧姆定律和串联电路电流的规律可知，电阻箱两端的电压为 根据串联电路电压的规律可知，总电压为 因此通过小灯泡的电流为0.6A，其两端电压为3V时，满足电源电压为9V的要求，根据公式可知，通电20s电流通过灯泡做的功为 14．如图所示的电路中，电阻，电阻，电源电压为3V且恒定不变。闭合开关S，求： (1)电路中的电流I； (2)通电10s，电路消耗的总电能W。 【详解】（1）据图可知，R1与R2串联，电路中的总电阻 电路中的电流 （2）通电时间t =10s，电路消耗的总电能 15．如图所示，，，，电源电压恒定。若闭合，断开时，电流表的示数为0.6A。求： (1)电源的电压是多少？ (2)当和均断开时，通电10s电路消耗的总电能是多少？ (3)当和均闭合时，电流表的示数是多少？ 【详解】（1）若闭合，断开时，电路为R3单独接入电路，R1被短路，电流表测电路中的电流为0.6A，电源的电压为 （2）当和均断开时，电路为R1、R3串联，电路中的总电阻为 通电10s电路消耗的总电能是 （3）当和均闭合时，电路为R2、R3并联，电流表测干路电流，此时电路中的总电阻为 电流表的示数即干路电流为 16．小丁和小菊在学习了电学后，对小灯泡产生了浓厚的兴趣。他们使用一个规格为“3V  0.9W”的小灯泡L（灯泡电阻保持不变）进行课外探究，电路图如下，其中电源电压6V，为定值电阻，滑动变阻器规格为“20Ω  1A”，电流表量程为0～0.6A。求： (1)小灯泡L的电阻； (2)当开关S1闭合、S2断开时，电压表的示数为2V，小灯泡工作1min消耗的电能； (3)当开关S1断开、S2闭合时，在电路安全的情况下，滑动变阻器能调节的最小阻值。 【详解】（1）小灯泡的电阻 （2）当开关S1闭合、S2断开时，电阻与小灯泡L串联，流过的电流 小灯泡工作1 min消耗的电能 （3）当开关断开、闭合，小灯泡L与滑动变阻器串联，小灯泡的额定电流 滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，灯泡允许通过的最大电流0.3A，此时电路允许通过的最大电流0.3A，总电路电阻应为 滑动变阻器能调节的最小阻值 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、电功 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：电能表 2 知识点2：电功和电能的概念 4 知识点3：电功的计算 5 【方法技巧】 8 方法技巧1 利用电能表计算电功和电功率 8 【巩固训练】 9 【学习目标】 1．知道电功的定义：电流所做的功，实质是电能转化为其他形式能的过程。 2．掌握电功公式及单位：公式 W=UIt，国际单位焦耳（J），常用单位千瓦时（kWh）。​ 3．了解电功的测量：知道电能表是测电功的工具，能读懂电能表的读数。 重点： 1．理解电功的物理意义：明确“电流做功多少”等于“电能转化为其他形式能的多少”。 2．熟练运用电功公式计算：能结合 U、I、t 的已知量，代入公式 W=UIt 求解，注意单位统一。 3．电能表的读数与应用：能根据电能表前后两次读数差，计算某段时间的耗电量。 难点： 1．理解电功公式的适用条件：易忽略公式 W=UIt 适用于所有电路，而推导式（如 W=I²Rt）仅适用于纯电阻电路。 2．区分电功与电能：易混淆 “电能是物体具有的能量”和“电功是电能转化的过程量”。 3．结合实际电路计算电功：如多用电器串联/并联时，难以准确提取各用电器的U、I、t 数据，导致计算错 误。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：电能表 1、电能表的作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。 2、电能表的读数方法：电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。 3、电能表上所标参数的物理意义 （1）220V：表示该电能表应该在220V的电路中使用。 （2）10（20）A：表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，该电能表工作时的电流不应超过20A。 （3）kW·h：表示该电能表上示数的单位为千瓦时。 （4）1500r/（kW·h）：表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，该电能表的转盘转过1500转。 4、用电能表测量电路消耗电能的方法 （1）方法一：电能表在一段时间内前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能总量。 （2）方法二：可通过转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）间接计算出电路消耗的电能。如参数为“1600r/（kW·h）”的电能表，转盘转过80转消耗的电能为：。 电能的求法 （1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）。 （2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。 【典例1】小桂观察家中的电能表如图所示，示数为 。当关闭家中其他所有用电器，仅接通一台电热水器时，观察到电能表转盘1min内转90转，则该电热水器1min内消耗电能为 J。 【变式1】关于图中的电能表，说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．电能表的示数为2023.6J C．电能表允许通过的最大电流是40A D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多 【变式2】小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表示数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量消耗电功率的仪器 B．这段时间内他家消耗的电能为903kW•h C．这个电能表的测量值是以“J”为单位 D．电能表的转盘转过1800圈，这段时间他家的用电器共消耗电能1.8×106J 【变式3】小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，若以当地电价0.5元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。将某用电器单独接在该表上工作一段时间后，电能表转盘转了600转，该用电器在上述时间内消耗的电能为 J。 知识点2：电功和电能的概念 1、电能的概念 电能的来源 水力发电：机械能→电能；风力发电：机械能→电能；核能发电：核能→电能 电能的利用 用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能量的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能 电能的单位 （1）国际单位制单位：焦耳，简称焦，符号J。 （2）常用单位：在日常生活中，人们常用“千瓦时”来计量电能的多少。千瓦时的符号是kW·h，俗称“度”，我们常称用了多少“度”电，就是用了多少“千瓦时”的电能，换算关系1kW·h=1度=3.6×106J。 利用电能的过程就是消耗电能转化为其他形式能的过程，消耗了都少电能就得到了多少其他形式的能。 2、电功的概念 电功 当电能转化为其他形式能时，我们就说电流做了功，电功用“W”表示，单位跟电能一样。 电流做功过程就是将电能转化为其他形式能的过程。消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能，电流也就做了多少功。所以，用电器消耗了多少电能和通过用电器的电流做了多少功，这两种说法的含义是一样的 【典例2】电功与电能的单位相同，其国际单位都是 。某电器两端的电压为220V时，通过的电流是0.2A，则1h内该电器消耗的电能为 kW·h。 【变式1】关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少 C．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 D．电功就是电能，两者只是名称不同而已 【变式2】某学校共有教室12间，每间装6盏40W的日光灯和1盏60W的日光灯，由于注意节约用电，平均每天每盏灯少开半小时，那么30天可节约用电几度（　　） A．1.8 B．1.944×108 C．5.4 D．54 【变式3】某品牌手机的电池铭牌标有“”字样，充满电后存储的电能为 ，手机充电时电池相当于电路中的 。 知识点3：电功的计算 1、影响电功大小的因素：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间有关。加在用电器上的电压越高、通过用电器的电流越大、用电器通电时间越长，电流做的功就越多。 2、电功的计算 电功的计算 计算式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间的乘积；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过该电路的电流，单位是A；t表示通电时间，单位是s；W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J。 两个重要的推导公式 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：； 结合欧姆定律可导出电功的计算公式：。以上两公式只适用于纯电阻电路。 应用公式过程中的“同一性”： （1）电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量。 （2）单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算。 3、串、并联电路中电功的特点 （1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系。 a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。 b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。 概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。 （2）串、并联电路中电功分配关系 a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即。 b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即1。 （1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；  （2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；  （3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。 【典例3】如图所示，某品牌扫地机器人的电池输出电压为14V，电池容量为，其正常工作时的电流恒为1.5A。该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 h。若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，则在此过程中，它消耗的电能为 J。 【典例4】如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R2的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，求： (1)电阻R1的阻值； (2)电流表A的示数； (3)通电10s时间内，电路消耗的电能。 【变式1】如图甲所示的电路中，电源电压不变，的阻值不变，滑动变阻器的规格为“ 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片P，绘制了通过的电流与接入电路的电阻关系的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．的电阻为 C．当滑片P移到中点时，通过的电流为0.2A D．当滑片P移到最右端时，10s内滑动变阻器消耗的电能为10J 【变式2】将定值电阻R1和R2按如图所示方式接入电路，电源电压为8V，闭合开关S，电压表示数为6.4V，电流表示数为0.4A。R1两端的电压为 V，R1的阻值为 Ω；电路工作1min，R2所消耗的电能为 J。 【变式3】如图所示的电路，电阻为20Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A，求： (1)电源电压； (2)电阻在10min内消耗的电能。 【方法技巧】 方法技巧1 利用电能表计算电功和电功率 1、电功计算（2 步） （1）读电能表前后两次示数（最后一位是小数，单位 kWh）； （2）电功 W = 后一次示数 - 前一次示数（如 123.4kWh - 120.1kWh = 3.3kWh，换算成 J 需 ×3.6×10⁶）。 2、电功率计算（2 步） （1）算对应时间 t（单位 h）； （2）功率 P=W/t（单位 kW，如 W=3.3kWh、t=1.1h，P=3kW，换算成W需×1000）。 3、关键提醒：单位要统一（kWh配h算kW，J配s算W）；注意电能表参数（如 “3000r/kWh”，可通过转 数算 W：W =转数÷3000 kWh）。 【巩固训练】 1．2025春晚精彩纷呈，融合传统与科技，隐藏着许多有趣的物理知识。其中机器人扭秧歌的节目，简直让人眼前一亮！《秧BOT》中机器人快速奔跑运动时，电机驱动机器人，主要是将电能转化为（　　） A．机械能 B．化学能 C．内能 D．光能 2．如图所示，手电筒中的电流为0.1A，电源为三节新干电池。则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（　　） A．27J B．81J C．135J D．972J 3．小明家4月底电能表示数如图所示，5月底电能表的示数为，当地电价为，小明使某家用电器单独工作3min，电能表转盘转了160r。下列说法中合理的是（　　） A．5月份他家应交电费1035元 B．这个电能表允许通过的最大电流是10A C．这个电能表应接在220V的电路中使用 D．该家用电器这段时间消耗的电能是 4．关于电功，下列说法正确的是（    ） A．电流通过小灯泡做功时，电能只转化为光能 B．通电时间越长，消耗的电能就越多 C．通过导体的电流越大，电流做的功就越多 D．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 5．甲、乙两个用电器并联在同一电源上，甲的电阻是乙的3倍，则在相同的通电时间内，通过甲、乙两个用电器的电功之比是（　　） A．1∶3 B．3∶1 C．9∶2 D．2∶3 6．如图所示是甲、乙两导体的I-U图像，下列有关说法正确的是（　　） A．甲的电阻大于乙的电阻 B．分析图像可知：导体两端的电压与导体中的电流成正比 C．将甲、乙并联接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为0.6A D．将甲、乙串联接到电压为3V的电源上时，通电1min，电路消耗的电能为36J 7．如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为12V B．灯泡的正常发光的电流为0.2A C．滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~45Ω D．灯泡正常工作50s消耗的电能是240J 8．小华周日在家仅使用厨房中的电热水壶，将质量为0.5kg的水从20℃加热到50℃，水吸收的热量为 J。同时观察到这段时间内标有1200imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁24次，则电热水壶在这段时间消耗的电能为 kW•h，该热水壶的加热效率为 。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)] 9．如图所示是电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电 kW·h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁32次，该用电器在上述时间内消耗电能为 kW·h，该用电器的实际功率为 W。 10．如图为一款新式插座，带有插头、一转多位插座、调光台灯等功能。某天，台灯正常工作时，小明将风扇接入该插座。则风扇工作时，将电能转化为 能；调光台灯与风扇是 （选填“串联”或“并联”）的；通过台灯的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 11．如图所示的电路中，电阻R1=10欧，R2=20欧，电源电压保持不变。当开关S1、S3断开，S2闭合时，电流表的示数为0.2A，则电源电压为 V；当开关S1、S3，闭合，S2断开时，电路工作10s消耗的电能为 J。 12．甲、乙两只灯泡的I-U图像，如图所示，现将甲、乙两灯泡串联在5V的电路中，电流为 A，闭合开关10min，则甲灯泡消耗的电能为 J。 13．小宇用如图甲所示电路对一只标有“0.8A”字样的小灯泡L进行了测试，电源电压恒为9V，电阻箱R0的阻值可在0～9999Ω之间调节，根据所测数据作出了灯丝的I-U图象（如图乙所示），根据图象可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；如果将电阻箱R0的阻值调为10Ω，通电20s电流通过灯泡做的功为 J。 14．如图所示的电路中，电阻，电阻，电源电压为3V且恒定不变。闭合开关S，求： (1)电路中的电流I； (2)通电10s，电路消耗的总电能W。 15．如图所示，，，，电源电压恒定。若闭合，断开时，电流表的示数为0.6A。求： (1)电源的电压是多少？ (2)当和均断开时，通电10s电路消耗的总电能是多少？ (3)当和均闭合时，电流表的示数是多少？ 16．小丁和小菊在学习了电学后，对小灯泡产生了浓厚的兴趣。他们使用一个规格为“3V  0.9W”的小灯泡L（灯泡电阻保持不变）进行课外探究，电路图如下，其中电源电压6V，为定值电阻，滑动变阻器规格为“20Ω  1A”，电流表量程为0～0.6A。求： (1)小灯泡L的电阻； (2)当开关S1闭合、S2断开时，电压表的示数为2V，小灯泡工作1min消耗的电能； (3)当开关S1断开、S2闭合时，在电路安全的情况下，滑动变阻器能调节的最小阻值。 / 学科网（北京）股份有限公司 $