第35讲 电功和电功率（复习讲义）（上海专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理讲义围绕电功和电功率专题，覆盖电功、电功率、焦耳定律、纯电阻与非纯电阻电路等核心考点，按概念规律、电路类型、图像分析到实际应用的逻辑架构知识体系，通过知识解构梳理要点、考向破译归纳解题范式、真题溯源强化实战，帮助学生系统突破高考难点。 资料突出科学思维与模型建构，如分析电源输出功率与外电阻关系时，引导学生建立P-R图像模型并结合均值不等式证明极值条件，设置基础例题与变式训练分层突破。通过生活场景题（家庭电路故障分析）培养物理观念，助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指引。

第35讲 电功和电功率 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 电功和电功率 知识点02 焦耳定律 知识点03 纯电阻电路和非纯电阻电路的能量转化 知识点04 U-I图像含义 知识点05 电源输出功率与外电路电阻关系 知识点06 电路中功率和电流的关系图像 知识点07 家庭电路的组成 考●向●破●译 考向01 纯电阻电路中的电功率 考向02 非纯电阻电路中的电功率和热功率 考向03 通过图像分析计算电功率 考向04 电功率动态分析 考向05 家庭电路 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × √ 填空题 × √ × 计算题 × × × 实验题 × × × 综合题 × × √ 考情分析 1．电功率是重难点知识点，所以是高考综合考查电路知识的必考内容，知识点的面较广，考题难度也会较大，分值也会较大。 2．从题型上看，选择、填空、计算或综合其它电磁学知识出题，都有可能。 3．从命题场景上看，以生活实践、高科技运用场景为背景，出一些创新性的新题可能性较高，所以对考生来说，需要深刻理解物理原理，并能结合实际场景进行综合分析，要求较高。 复习目标 1. 了解电功和电热概念，并能通过焦耳定律计算电热。 2. 了解纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别，并能正确计算电路中的电功和电热。 3. 了解常见的U-I、P-R、P-I图像的基本特点和规律。 4. 了解使用等效电源电动势、等效内阻的方法来解决问题。 5. 了解家庭电路的组成。 6. 了解家庭电路中故障分析的基本方法。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 电功和电功率 1.电功 (1)定义：电流做功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝UIt (3)单位：焦耳，符号为J。 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J。 (4)从力的角度看，电流做功的实质是静电力对自由电荷做功。 思考：在力学中W=Fs，能否找出这两个公式之间的联系？ (5)从能的角度看，电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，其大小表示能量转化的多少。 (6)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。 2.电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功。 (2)公式：P＝＝UI。 单位：瓦特，符号为W。 (3)物理含义：表示电流做功的快慢。 (4)适用范围：电功率P＝UI对任何电路都适用。 (5)额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率，即电器铭牌上所标的功率即为额定功率。 额定功率=额定电压×额定电流。 ②实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率。实际功率不能大于其额定功率。 当实际电压达到额定电压时，实际功率等于额定功率。 知识点02 焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的内能跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)表达式：Q＝I2Rt。 2.热功率 (1)定义：单位时间内的发热量称为热功率。 (2)表达式：P＝I2R。 (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量。 知识点03 纯电阻电路和非纯电阻电路的能量转化 1.两种电路 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。 (2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等内能以外的形式的能。 2.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI。 (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r。 (3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝IU－I2r。 (4)电动机的效率：η＝×100%＝×100%。 3. 两种电路的功、热关系 纯电阻电路 非纯电阻电路 I、U、R三者关系 遵循欧姆定律，I＝ 不遵循欧姆定律，I＜ 能量转化情况 能量转化规律 电能全部转化为内能， W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t 电能转化为内能和其他形式能，电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt， 所以 W＝Q＋W其他＞Q 功率关系 电功率等于热功率， 即P电＝P热＝UI＝I2R＝ 电功率P电＝UI， P热＝I2R，P电＝P热＋P其他 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽、电风扇等 知识点04 U-I图像含义 ①电源效率η== ②α变大（R增大），电流减小，端电压增大，总功率变小，效率增大 α变小（R减小），电流增大，端电压减小，总功率变大，效率减小 ③如果是电源或电阻图像是曲线，斜率的含义有变化，但D、A、F的含义不变，矩形面积含义不变 知识点05 电源输出功率与外电路电阻关系 在电路中，电源输出功率P出与外电路电阻R关系如下图： ①当R=r时，电源的输出功率最大，Pm （利用均值不等式证明） ②当外电路电阻为R1和R2，且R1R2=r2时，电源具有相同的输出功率P1=P2 物理含义，例：r=2Ω，R1=1Ω时输出功率为P1，R2=4Ω时输出功率为P2，则P1=P2 ③R增大，电源的效率一直增大，但输出功率不是一直增大 ④在R<r时，输出功率随R增大而增大；在R>r时，输出功率随R增大而减小 ⑤等效内阻分析法：电源串联一个定值电阻时，r’=r+R0,分析方法同上 知识点06 电路中功率和电流的关系图像 ① P总= P出+P内 ② P总和P内交点处：外电阻R=0，此时P总=P内=EI=I2r，可求得E，r ③ P出和P内交点处：R=r 知识点07 家庭电路的组成 1. 家庭电路组成：电能表，断路器，用电器，导线，开关 (1)顺序：电能表→断路器→用电器，所有用电器都并联在相线和零线之间，互不影响。 (2)相线L（火线）：相线与零线之间电压是220V。 (3)零线N：变压器的中性点。原则上对地电压接近为0，但漏电时可能有一定电压。 (4)地线E：接地，对地电压为0。用电器外壳接在地线上，漏电时电流流入大地，防止触电事故。 (5)低压断路器：相当于总开关。 工作原理是当电路发生短路或过载时，在很短的时间内断开电路，起到很重要的保护作用。 防止短路：电流超过安全电流时，断路器会自动切断供电线路。 防止漏电：检测到相线与零线中电流不一致，且差值超过一定大小时便会在短时间内断开电路。 (6)开关：开关要接在火线和用电器之间 (7)导线：在分析电路时，通常忽略导线电阻，但实际上导线也有电阻，所以电流很大时产生焦耳热。老化状态会导致漏电，引起安全事故。 用电器的功率较大时，支路电流也较大，要选择安全电流较大的导线。 根据电阻定律，同种导线，横截面积越大，安全电流也越大。 2. 用电器铭牌 一般含有以下信息：额定电压，额定功率，额定电流，最大电流。 3. 氖泡验电笔的使用规范： (1)不可触碰电笔前端的金属部分 (2)用拇指按住电笔后端的金属帽，用笔头轻触带电体。使检验部位、验电笔、人体和大地构成回路。 (3)氖泡会发亮表示物体带电或是相线。不亮表示不带电或零线。 考●向●破●译 考向01 纯电阻电路中的电功率 例1. 额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（ ） 【变式训练1】如图所示，，L为一个标有“12V、12W”的灯泡，若改变滑动变阻器触片的位置，使L正常发光时，安培表的示数为1.5A，伏特表的示数恰好为零（即AB两点电势相等，电势差为零），求： ①电阻的阻值； ②电源电压U； ③滑动变阻器的功率。 考向02 非纯电阻电路中的电功率和热功率 例1. （25-26高一上·上海·课堂例题）对电功及焦耳定律公式的理解正确的是（　　） A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解 B．电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适用于任何电路，因此W一定等于Q C．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热 例2. （25-26高二上·上海青浦·阶段检测）将一线圈内阻约为10Ω的小风扇与直流电源相连，改变电源电压的同时测量并记录风扇两端的电压与流过风扇的电流。所得数据记录如下： 工作状态 ① ② U/V 0.3 0.9 I/A 0.03 0.04 (1)根据第①组数据，可判断小风扇的状态为__________（选填“不运转”或“正常运转”）。 (2)根据第②组数据，可判断经过，小风扇获得的机械能为__________J。 【变式训练1】（25-26高二上·上海·期中）如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，小灯泡L的额定电压为2V，额定功率为2W，开关S闭合时小灯泡L正常发光，电动机M正常工作，此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为，下列说法正确的是（   ） A．通过灯泡的电流为6A B．电源内阻上消耗的功率为2W C．电动机的输出功率为2.5W D．电动机的线圈电阻为 考向03 通过图像分析计算电功率 例1. 如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U－I图像。下列分析不正确的是（　　） A. 当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W B. 当通过L2的电流为0.45A时，其1min消耗的电能为4320J C. 将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W D. 将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W 【变式训练1】（25-26高二上·上海浦东新·阶段检测）如图所示为某一小灯泡的图线 (1)下图所列的4个图像中，最能正确地表示该小灯泡在不同电压下消耗的电功率与电压平方之间的函数关系的是哪个图像（　　） A． B．C． D． (2)已知电池的电动势为5V、内阻为，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻串联，接在该电源的两端，如图所示，为了得到每个灯泡的功率，请在图像中补全另外一根图线。 考向04 电功率动态分析 例1. （25-26高二上·上海浦东新·阶段检测）校园内有一款节能路灯，可通过光控开关实现自动控制电灯亮度，图为电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），电流表为理想电流表，当光照强度增加时，下列判断正确的是（　　） A．电灯A变亮 B．电灯B功率变大 C．流经光敏电阻的电流变大 D．电源内电压变小 【变式训练1】（24-25高二上·上海·期末）如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。R2为滑动变阻器，当开关S闭合时，电容器C的极板间有一带电微粒恰好处于静止状态。现仅减小光照强度，则（　　） A．电压表示数变大，微粒将向上运动 B．电压表示数变大，微粒将向下运动 C．电压表示数变小，微粒将向上运动 D．电压表示数变小，微粒将向下运动 考向05 家庭电路 例1.（25-26高三上·上海嘉定·期中）某同学家中的4盏灯突然全部熄灭，检查后发现断路器并未断开，用验电笔测试室内各处电路时，氖泡都发光。下列对故障的判断正确的是（　　） A．灯泡全部烧坏了 B．室内线路某处短路 C．进户零线断路 D．进户火线断路 【变式训练1】（25-26高一上·上海·课堂例题）家庭电路中的保险丝熔断了，以下原因中不可能的是（    ） A．使用的用电器总功率过大 B．拉线开关中两根导线的线头相碰 C．保险丝的规格不符合规定的要求 D．插座中的两根导线的线头相碰 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（24-25高二下·上海·学业考试真题）一房车内有两个用于照明的顶灯，两灯各由一个开关独立控制。为模拟该控制方式，小何和小蔡分别设计了如图（a）和图（b）所示的实验电路，且仅在闭合开关或时，该开关对应的小灯泡均能正常发光。两电路中的电源电动势均为24V且内阻均不计，所用的小灯泡均标有“12V  1.44W”字样。 （1）图（a）电路中，定值电阻的阻值为________。 （2）开关都闭合后，对应图（a）的电路中，两灯功率均为________W。对应图（b）的电路中，两灯功率均为________W。据此判断：图（a）和图（b）两个电路中，合理的是图________电路。 2．（25-26高二上·上海徐汇·期末）某实验小组使用一台直流电动机通过细绳提升重物，电路如图所示。电源电动势和内阻可调，已知定值电阻，电动机的内阻保持不变，电压表可视作理想电表。 (1)将电路接在电动势V、内阻的电源上。闭合开关S，电动机未转动，电压表的示数为V，则此时流过电动机的电流______A，电动机的内阻______。 (2)（计算）将电路改接在电动势V、内阻的电源上。闭合开关S，电动机正常工作，匀速提升质量kg的重物，此时电压表的示数为V。 ①求电动机正常工作时两端的电压。 ②电动机输出的机械功率转化为重物机械能的效率为80%，求重物匀速上升时速度v的大小。 ③若电动机在匀速提升重物的过程中，转子突然被异物卡住而停止转动，求此时电动机的发热功率。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第35讲 电功和电功率 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 电功和电功率 知识点02 焦耳定律 知识点03 纯电阻电路和非纯电阻电路的能量转化 知识点04 U-I图像含义 知识点05 电源输出功率与外电路电阻关系 知识点06 电路中功率和电流的关系图像 知识点07 家庭电路的组成 考●向●破●译 考向01 纯电阻电路中的电功率 考向02 非纯电阻电路中的电功率和热功率 考向03 通过图像分析计算电功率 考向04 电功率动态分析 考向05 家庭电路 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × √ 填空题 × √ × 计算题 × × × 实验题 × × × 综合题 × × √ 考情分析 1．电功率是重难点知识点，所以是高考综合考查电路知识的必考内容，知识点的面较广，考题难度也会较大，分值也会较大。 2．从题型上看，选择、填空、计算或综合其它电磁学知识出题，都有可能。 3．从命题场景上看，以生活实践、高科技运用场景为背景，出一些创新性的新题可能性较高，所以对考生来说，需要深刻理解物理原理，并能结合实际场景进行综合分析，要求较高。 复习目标 1. 了解电功和电热概念，并能通过焦耳定律计算电热。 2. 了解纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别，并能正确计算电路中的电功和电热。 3. 了解常见的U-I、P-R、P-I图像的基本特点和规律。 4. 了解使用等效电源电动势、等效内阻的方法来解决问题。 5. 了解家庭电路的组成。 6. 了解家庭电路中故障分析的基本方法。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 电功和电功率 1.电功 (1)定义：电流做功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝UIt (3)单位：焦耳，符号为J。 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J。 (4)从力的角度看，电流做功的实质是静电力对自由电荷做功。 思考：在力学中W=Fs，能否找出这两个公式之间的联系？ (5)从能的角度看，电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，其大小表示能量转化的多少。 (6)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。 2.电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功。 (2)公式：P＝＝UI。 单位：瓦特，符号为W。 (3)物理含义：表示电流做功的快慢。 (4)适用范围：电功率P＝UI对任何电路都适用。 (5)额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率，即电器铭牌上所标的功率即为额定功率。 额定功率=额定电压×额定电流。 ②实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率。实际功率不能大于其额定功率。 当实际电压达到额定电压时，实际功率等于额定功率。 知识点02 焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的内能跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)表达式：Q＝I2Rt。 2.热功率 (1)定义：单位时间内的发热量称为热功率。 (2)表达式：P＝I2R。 (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量。 知识点03 纯电阻电路和非纯电阻电路的能量转化 1.两种电路 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。 (2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等内能以外的形式的能。 2.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI。 (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r。 (3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝IU－I2r。 (4)电动机的效率：η＝×100%＝×100%。 3. 两种电路的功、热关系 纯电阻电路 非纯电阻电路 I、U、R三者关系 遵循欧姆定律，I＝ 不遵循欧姆定律，I＜ 能量转化情况 能量转化规律 电能全部转化为内能， W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t 电能转化为内能和其他形式能，电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt， 所以 W＝Q＋W其他＞Q 功率关系 电功率等于热功率， 即P电＝P热＝UI＝I2R＝ 电功率P电＝UI， P热＝I2R，P电＝P热＋P其他 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽、电风扇等 知识点04 U-I图像含义 ①电源效率η== ②α变大（R增大），电流减小，端电压增大，总功率变小，效率增大 α变小（R减小），电流增大，端电压减小，总功率变大，效率减小 ③如果是电源或电阻图像是曲线，斜率的含义有变化，但D、A、F的含义不变，矩形面积含义不变 知识点05 电源输出功率与外电路电阻关系 在电路中，电源输出功率P出与外电路电阻R关系如下图： ①当R=r时，电源的输出功率最大，Pm （利用均值不等式证明） ②当外电路电阻为R1和R2，且R1R2=r2时，电源具有相同的输出功率P1=P2 物理含义，例：r=2Ω，R1=1Ω时输出功率为P1，R2=4Ω时输出功率为P2，则P1=P2 ③R增大，电源的效率一直增大，但输出功率不是一直增大 ④在R<r时，输出功率随R增大而增大；在R>r时，输出功率随R增大而减小 ⑤等效内阻分析法：电源串联一个定值电阻时，r’=r+R0,分析方法同上 知识点06 电路中功率和电流的关系图像 ① P总= P出+P内 ② P总和P内交点处：外电阻R=0，此时P总=P内=EI=I2r，可求得E，r ③ P出和P内交点处：R=r 知识点07 家庭电路的组成 1. 家庭电路组成：电能表，断路器，用电器，导线，开关 (1)顺序：电能表→断路器→用电器，所有用电器都并联在相线和零线之间，互不影响。 (2)相线L（火线）：相线与零线之间电压是220V。 (3)零线N：变压器的中性点。原则上对地电压接近为0，但漏电时可能有一定电压。 (4)地线E：接地，对地电压为0。用电器外壳接在地线上，漏电时电流流入大地，防止触电事故。 (5)低压断路器：相当于总开关。 工作原理是当电路发生短路或过载时，在很短的时间内断开电路，起到很重要的保护作用。 防止短路：电流超过安全电流时，断路器会自动切断供电线路。 防止漏电：检测到相线与零线中电流不一致，且差值超过一定大小时便会在短时间内断开电路。 (6)开关：开关要接在火线和用电器之间 (7)导线：在分析电路时，通常忽略导线电阻，但实际上导线也有电阻，所以电流很大时产生焦耳热。老化状态会导致漏电，引起安全事故。 用电器的功率较大时，支路电流也较大，要选择安全电流较大的导线。 根据电阻定律，同种导线，横截面积越大，安全电流也越大。 2. 用电器铭牌 一般含有以下信息：额定电压，额定功率，额定电流，最大电流。 3. 氖泡验电笔的使用规范： (1)不可触碰电笔前端的金属部分 (2)用拇指按住电笔后端的金属帽，用笔头轻触带电体。使检验部位、验电笔、人体和大地构成回路。 (3)氖泡会发亮表示物体带电或是相线。不亮表示不带电或零线。 考●向●破●译 考向01 纯电阻电路中的电功率 例1. 额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（ ） 【答案】 C 【解析】思路点拨 (1)两电灯均正常发光时，其电压必为额定电压。 (2)滑动变阻器消耗的功率最小时电路总功率就最小。 对灯泡有RA＜RB，对于A电路，UB＞UA，则有UB＞110 V，B灯被烧毁，A错误； 对于B电路，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于RB，所以UB＞U并，B灯被烧毁，B错误； 对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光。 对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光。比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IA－IB)×110 V， 而D电路中变阻器功率为(IA＋IB)×110 V，所以C电路消耗电功率最小。 【变式训练1】如图所示，，L为一个标有“12V、12W”的灯泡，若改变滑动变阻器触片的位置，使L正常发光时，安培表的示数为1.5A，伏特表的示数恰好为零（即AB两点电势相等，电势差为零），求： ①电阻的阻值； ②电源电压U； ③滑动变阻器的功率。 【答案】①；②；③ 【详解】①灯泡的电流为： 伏特表的示数恰好为零，即AB两点电势相等，则电阻两端电压与灯泡两端电压相等， 电阻的阻值为： ②电源电压U，则有： ③伏特表的示数恰好为零（即AB两点电势相等，电势差为零）， 则有： 灯泡的电阻为： 解得： 滑动变阻器的功率为： 考向02 非纯电阻电路中的电功率和热功率 例1. （25-26高一上·上海·课堂例题）对电功及焦耳定律公式的理解正确的是（　　） A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解 B．电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适用于任何电路，因此W一定等于Q C．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热 【答案】A 【详解】A. 焦耳定律基于电流通过电阻产生热量的原理，适用于任何电路的焦耳热计算，故A正确； B. 电功公式适用于任何电路计算总电功，焦耳定律公式适用于任何电路计算焦耳热；但在非纯电阻电路中，电能部分转化为其他形式能量，导致W > Q，因此W不一定等于Q，故B错误； C. 在非纯电阻电路中，电功W 始终大于焦耳热 Q，故C错误。 故选A。 例2. （25-26高二上·上海青浦·阶段检测）将一线圈内阻约为10Ω的小风扇与直流电源相连，改变电源电压的同时测量并记录风扇两端的电压与流过风扇的电流。所得数据记录如下： 工作状态 ① ② U/V 0.3 0.9 I/A 0.03 0.04 (1)根据第①组数据，可判断小风扇的状态为__________（选填“不运转”或“正常运转”）。 (2)根据第②组数据，可判断经过，小风扇获得的机械能为__________J。 【答案】(1)不运转 (2)0.4 【详解】（1）根据第①组数据，可得 和题目给出的线圈内阻完全相等，说明此时风扇的电能全部转化为焦耳热，没有输出机械能，电动机的安培力力矩为零，因此小风扇的状态为不运转。 （2）根据第②组数据，风扇正常运转，属于非纯电阻电路；经过， 电流做的总功为 线圈产生的焦耳热为 根据能量守恒可知小风扇获得的机械能为 【变式训练1】（25-26高二上·上海·期中）如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，小灯泡L的额定电压为2V，额定功率为2W，开关S闭合时小灯泡L正常发光，电动机M正常工作，此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为，下列说法正确的是（   ） A．通过灯泡的电流为6A B．电源内阻上消耗的功率为2W C．电动机的输出功率为2.5W D．电动机的线圈电阻为 【答案】C 【详解】A．开关S闭合时小灯泡L正常发光，根据可得通过灯泡的电流为，故A错误； B．电源内阻上消耗的功率为，故B错误； C．由闭合电路欧姆定律可知，电动机两端的电压为 则电动机消耗的电功率为 因为电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为 所以电动机的输出功率为，故C正确； D．根据 可得电动机的线圈电阻为，故D错误。 故选C。 考向03 通过图像分析计算电功率 例1. 如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U－I图像。下列分析不正确的是（　　） A. 当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W B. 当通过L2的电流为0.45A时，其1min消耗的电能为4320J C. 将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W D. 将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W 【答案】 C 【详解】 A.当L1两端的电压为100V时，根据图像可知，通过L1的电流为0.2A，其实际功率为 故A正确，不符合题意； B.当通过L2的电流为0.45A时，L2两端的电压为160V，其1min消耗的电能为 故B正确，不符合题意； C.将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，由图像可知，通过灯泡L1的电流为：I1=0.1A 根据串联电路电流规律可知，通过灯泡L2的电流：I2=I1=0.1A 由图像可知，此时灯泡L2两端的电压为：U2=20V L2的功率为 故C错误，符合题意； D.将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，由图像可知，L2两端的电压为 U2=220V 根据并联电路电压规律可知，灯泡L1两端的电压：U1=U2=220V 由图像可知，通过L1的电流：I1=0.3A L1的功率为:P1=UI1=220V×0.3A=66W，故D正确。 【变式训练1】（25-26高二上·上海浦东新·阶段检测）如图所示为某一小灯泡的图线 (1)下图所列的4个图像中，最能正确地表示该小灯泡在不同电压下消耗的电功率与电压平方之间的函数关系的是哪个图像（　　） A． B．C． D． (2)已知电池的电动势为5V、内阻为，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻串联，接在该电源的两端，如图所示，为了得到每个灯泡的功率，请在图像中补全另外一根图线。 【答案】(1)C (2)见解析 【详解】（1）由图可知随电压增大，图像斜率增大，小灯泡的灯丝电阻值增大，根据 可得图像斜率减小，可知C选项符合题意。 故选C。 （2）设通过灯泡的电流为I，则灯泡电压 在小灯泡的图上，画出直线该函数图像（图像斜率绝对值数值为6，纵截距数值为5），它与小灯泡曲线的交点即为灯泡的工作点，从交点读取U和I的值，再用即可算出每个灯泡的功率，图像如下 考向04 电功率动态分析 例1. （25-26高二上·上海浦东新·阶段检测）校园内有一款节能路灯，可通过光控开关实现自动控制电灯亮度，图为电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），电流表为理想电流表，当光照强度增加时，下列判断正确的是（　　） A．电灯A变亮 B．电灯B功率变大 C．流经光敏电阻的电流变大 D．电源内电压变小 【答案】C 【详解】AD．光照强度增大，光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，根据可知，电流表示数增大，电源内电压变大，路端电压减小，则电灯A变暗，故AD错误； BC．通过电灯A的电流减小，根据并联电路电流规律可知，流经电阻R0的电流变大，则电阻R0的电压变大，可见光敏电阻和电灯B的电压减小，根据可知，电灯B的功率减小，流过电灯B的电流也减小，由于流经电阻R0的电流变大，则流经光敏电阻的电流变大，故C正确，B错误； 故选C。 【变式训练1】（24-25高二上·上海·期末）如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。R2为滑动变阻器，当开关S闭合时，电容器C的极板间有一带电微粒恰好处于静止状态。现仅减小光照强度，则（　　） A．电压表示数变大，微粒将向上运动 B．电压表示数变大，微粒将向下运动 C．电压表示数变小，微粒将向上运动 D．电压表示数变小，微粒将向下运动 【答案】B 【详解】若减小R1处光照强度，R1电阻增大，总电流变小，电容器两端电压变小，微粒所受电场力减小，微粒会向下运动。总电流变小，根据可知，外电压变大，故电压表示数变大。 故选B。 考向05 家庭电路 例1.（25-26高三上·上海嘉定·期中）某同学家中的4盏灯突然全部熄灭，检查后发现断路器并未断开，用验电笔测试室内各处电路时，氖泡都发光。下列对故障的判断正确的是（　　） A．灯泡全部烧坏了 B．室内线路某处短路 C．进户零线断路 D．进户火线断路 【答案】C 【详解】A. 如果灯泡全部烧坏，电路火线部分应能使验电笔发光，但零线部分（如插座零线孔或灯座零线端）正常情况下不应发光；而题中各处均发光，说明零线位置也带电，故A错误； B. 如果室内线路某处短路，会导致电流过大，断路器应跳闸断开，但题中断路器未断开，故B错误； C. 进户零线断路时，火线仍有电压，但电流无法形成回路，灯不亮；由于零线断开，室内零线位置通过负载（如灯泡）与火线连通，对地电压升高，验电笔测试各处均发光，故C正确； D. 进户火线断路时，整个电路无电，验电笔测试任何位置都不会发光，故D错误； 故选C。 【变式训练1】（25-26高一上·上海·课堂例题）家庭电路中的保险丝熔断了，以下原因中不可能的是（    ） A．使用的用电器总功率过大 B．拉线开关中两根导线的线头相碰 C．保险丝的规格不符合规定的要求 D．插座中的两根导线的线头相碰 【答案】B 【详解】A．使用的用电器总功率过大，根据电功率公式（电压恒定），功率增大导致电流增大，可能使电流超过保险丝额定值，引起熔断，故A不符合题意； B．拉线开关中两根导线的线头相碰，相当于开关闭合。此操作本身不是故障，不会造成短路。因此与其他选项所描述的故障或过载情况相比，它不是导致保险丝熔断的直接原因，故B符合题意； C．保险丝的规格不符合规定的要求，如额定电流过小，则正常或稍大电流即可熔断，故C不符合题意； D．插座中的两根导线的线头相碰，相当于短路，电流直接流经导线而不经用电器，导致电流极大，超过保险丝额定值，故D不符合题意。 故选B。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（24-25高二下·上海·学业考试真题）一房车内有两个用于照明的顶灯，两灯各由一个开关独立控制。为模拟该控制方式，小何和小蔡分别设计了如图（a）和图（b）所示的实验电路，且仅在闭合开关或时，该开关对应的小灯泡均能正常发光。两电路中的电源电动势均为24V且内阻均不计，所用的小灯泡均标有“12V  1.44W”字样。 （1）图（a）电路中，定值电阻的阻值为________。 （2）开关都闭合后，对应图（a）的电路中，两灯功率均为________W。对应图（b）的电路中，两灯功率均为________W。据此判断：图（a）和图（b）两个电路中，合理的是图________电路。 【答案】（1）100 （2）0.64 1.44 b 【解析】（1）[1]每盏灯的额定电流为 定值电阻 （2）[2][3][4]灯泡的电阻 对图（a）电路的总电流 每个灯泡的功率 对应图（b）的电路中，两灯均正常发光，则功率均为1.44W。据此判断：图（a）和图（b）两个电路中，合理的是图b电路。 2．（25-26高二上·上海徐汇·期末）某实验小组使用一台直流电动机通过细绳提升重物，电路如图所示。电源电动势和内阻可调，已知定值电阻，电动机的内阻保持不变，电压表可视作理想电表。 (1)将电路接在电动势V、内阻的电源上。闭合开关S，电动机未转动，电压表的示数为V，则此时流过电动机的电流______A，电动机的内阻______。 (2)（计算）将电路改接在电动势V、内阻的电源上。闭合开关S，电动机正常工作，匀速提升质量kg的重物，此时电压表的示数为V。 ①求电动机正常工作时两端的电压。 ②电动机输出的机械功率转化为重物机械能的效率为80%，求重物匀速上升时速度v的大小。 ③若电动机在匀速提升重物的过程中，转子突然被异物卡住而停止转动，求此时电动机的发热功率。 【答案】(1) 1 1 (2)①14V；②1.2m/s；③16W 【详解】（1）[1]电动机未工作时相当于纯电阻，此时回路中的电流为 [2]根据闭合电路欧姆定律，有 解得 （2）①此时电流大小为 所以电动机的电压 ②此电动机的输出功率为 所以提起重物的机械功率为 可解得 ③转子卡住后，电动机可视为纯电阻，此时的电流为 此时的 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $