第10章 第7节 电功、电功率及焦耳定律-2026-2027学年高中物理必修第三册课堂重点&课时训练合集（沪科版）

沪科版·必修第三册·第十章电路及其应用 电功、电功率及焦耳定律 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 1.电功：电流通过一段电路时，电场力对自由电荷做功，称为电功。公式：W=Ut。单位：焦耳(J),1J=1 V·A·So 2.电功率：电流在一段电路上做功的功率，表示电流做功的快慢。公式：P=Ul。单位：瓦特(W),1W=1J/s=1 V·A。 3.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻及通电时间成正比。公式：Q=2t。适用于一 切电路（纯电阻和非纯电阻电路均适用）。 4.热功率：导体发热的功率。公式：P热=2R。适用于一切电路。 5.纯电阻电路：只含电阻元件的电路（如白炽灯、电炉、电烙铁等）。特点：电能全部转化为内能，满足W=Q,即 UIt=12Rt,可推导出U=IR,且P=P热=UI=2R=U2/R。 6.非纯电阻电路：含有电动机、电解槽等将电能转化为其他形式能（机械能、化学能等）的电路。特点：W>Q,即 UIt>2Rt,U>R,P=P热+P其他，即UI=2R+P其他。欧姆定律不适用。 7.串、并联电路中电功和电功率的分配： 串联电路：W∝R,P∝R(电流相同) 并联电路：W∝1/R,P∝1/R(电压相同) 8.额定功率与实际功率：用电器铭牌上标明的电压为额定电压，对应的功率为额定功率。用电器只有在额定电压下 工作，实际功率才等于额定功率。实际电压偏高或偏低，实际功率随之变化。 9.电功与电热的区别与联系： 电功W=Ut:表示电能转化为其他形式能的总量，适用于一切电路。 电热Q=2Rt:表示电能转化为内能的部分，适用于一切电路。 纯电阻电路：W=Q;非纯电阻电路：W=Q+E其他。 10.单位换算与常用关系：1kW·h=3.6×105J;1kW=103W;1mA=10-3A。计算时各物理量统一使用国际单 位制。 比较项 纯电阻电路 非纯电阻电路 目 能量转 电能→内能 电能→内能+其他能 化 欧姆定 适用U=R 不适用U>R 律 比较项 目 纯电阻电路 非纯电阻电路 电功W W=UIt=I2Rt=U2t/R W=UIt 电热Q Q=I2Rt (=W) Q=12Rt (<W) 电功率 P=UI=I2R=U2/R P=UI P 热功率 P热=I2R(=P) P热=2R（<P) P热 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共10题） 1.关于电功和电功率，下列说法中正确的是 A电功是矢量，电功率是标量 B.电功的单位是瓦特，电功率的单位是焦耳 C.电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程 D.电功率越大，电流做功一定越多 2.下列用电器中，属于纯电阻用电器的是 A.电动机B.电解槽C,白炽灯 D.充电中的蓄电池 3.一根电阻丝两端电压为U时，通过的电流为，通电时间t内产生的热量为Q。若保持电阻不变，将电流变为原来的2 倍，通电时间变为原来的一半，则产生的热量变为 A.Q B.2Q C.4Q D.Q/2 4.某电阻丝的电阻为R,通过的电流为，通电时间为t,则下列说法中正确的是 A.电阻丝产生的热量为I2Rt,适用于任何电路 B.电阻丝消耗的电功为12Rt,适用于任何电路 C.电阻丝产生的热量为Ut,适用于任何电路 D.电阻丝消耗的电功为U2t/R,适用于任何电路 5.一台电动机的额定电压为220V,额定电流为5A,线圈电阻为2Ω，则电动机正常工作时的热功率为 A.1100WB.50WC.1050WD.220W 6.两个电阻R1=2Ω和R2=4,串联后接入电路，则它们在相同时间内产生的热量之比Q:Q2为 A.1:2B.2:1C.14D.4:1 7.两个电阻R1=2和R2=4Q,并联后接入电路，则它们消耗的电功率之比P1:P2为 A.1:2B.2:1C.14D.4:1 8.一只“220V100W”的白炽灯泡，正常发光时的电阻约为 A.2202 B.4842C.2.22D.48.4Ω 9.关于额定功率和实际功率，下列说法中正确的是 A.用电器只有在额定电压下工作，实际功率才等于额定功率 B.用电器实际功率一定等于额定功率 C.用电器两端电压越低，实际功率越大 D.额定功率越大的用电器，消耗的电能一定越多 10.1kW·h的电能可供一只“220V40W”的灯泡正常发光的时间约为 A.25h B.40h C.4h D.10h 二、多选题（侮题4分，共4题，选对但不全得2分，选错得0分） 11.关于电功和电热，下列说法中正确的是 A.电功W=Ut适用于任何电路 B.电热Q=Rt适用于任何电路 C.在纯电阻电路中，电功等于电热 D.在非纯电阻电路中，电功等于电热 12.关于非纯电阻电路，下列说法中正确的是 A.非纯电阻电路中，欧姆定律不适用 B.非纯电阻电路中，U>R C.非纯电阻电路中，电功大于电热 D.非纯电阻电路中，电功率等于热功率 13.两只灯泡L1“220V100W”和L2“220V40W”,下列说法中正确的是 A两灯正常发光时，L1的电阻小于L2的电阻 B.两灯正常发光时，L1的电流大于L2的电流 C.两灯串联接在220V电路中，L2更亮 D.两灯并联接在220V电路中，L2更亮 14.一电动机正常工作时，两端电压为U,通过的电流为，线圈电阻为R,通电时间为t,则下列说法中正确的是 A.电动机消耗的电能为Ut B.电动机线圈产生的热量为2Rt C.电动机输出的机械能为Ut-2Rt D.电动机的发热功率为U川 三、填空题（每空2分，共10空） 15.电流通过导体产生的热量跟 的二次方、导体的 及 成正比，这个规律叫做焦耳定 律，其表达式为 0 16.纯电阻电路中，电功 电热（填“大于”“小于”或“等于”）；非纯电阻电路中，电功 电热 (填“大于”“小于”或“等于”)。 17. 一只“220V1000W”的电热水壶，正常工作时的电流为 A,电阻为 Ω。（结果保留一位小数） 四、判断题（每题2分，共6题） 18.电功的公式W=Ut只适用于纯电阻电路。 19.焦耳定律Q=2Rt只适用于纯电阻电路。 20.在非纯电阻电路中，UIt>2Rt。 21.用电器的额定功率是一定的，不随电压变化。 22.串联电路中，电阻越大，相同时间内产生的热量越多。 23.并联电路中，电阻越大，消耗的电功率越大。 五、简答题（每题5分，共2题） 24.请简述纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，并分别写出电功和电热的计算公式。 25.为什么说在非纯电阻电路中欧姆定律不适用？请结合能量转化角度简要说明。 六、计算题（每题8分，共3题） 26.一段电阻丝的电阻为10Ω，通过的电流为2A,通电时间为5min。求： (1)电阻丝产生的热量； (2)电阻丝消耗的电功率。 27.一台电动机正常工作时，两端电压为380V,通过的电流为10A,线圈电阻为2。求： (1)电动机消耗的电功率； (2)电动机线圈的发热功率； (3)电动机输出的机械功率。 28.两只电阻R1=6Ω，R2=3,串联后接入电压为9V的电路中。求： (1)电路中的电流； (2)R1和R2两端的电压； (3)R1和R2消耗的电功率之比； (4)通电1min,R1和R2产生的热量之比。 模块3 参考答案 一、单选题 1.c 2.C 3.B 4.A 5.B 6.A 7.B 8.B 9.A 10.A 二、多选题 11.ABC 12.ABC 13.ABC 14.ABC 三、填空题 15.电流；电阻；通电时间；Q=2Rt 16.等于；大于 17.4.5;48.4 四、判断题 18.× 19.× 20./ 21.√ 22.√ 23.× 五、简答题 24.答：纯电阻电路是只含电阻元件的电路，电能全部转化为内能，电功等于电热，W=Ut=2Rt=U2t/R,Q=2Rt=W。非纯 电阻电路是含有电动机、电解槽等元件的电路，电能一部分转化为内能，一部分转化为其他形式的能，电功W=Ut,电热 Q=2Rt,且W>Q。 25.答：在非纯电阻电路中，电能不仅转化为内能，还转化为机械能或化学能等其他形式的能，因此Ut>2Rt,即U>R, 欧姆定律不适用。欧姆定律仅适用于纯电阻电路。 六、计算题 26. (1)t=5min=300s,Q=2Rt=(2A)2×10×300s=4×10×300J=12000J (2)P=2R=(2A)2×102=40W 27. (1)P电=U1=380VX10A=3800W (2)P热=2R=(10A)2X2=200W (3)P机=P电-P热=3800W-200W=3600W 28. (1)R总=R1+R2=6+32=9,I=U/R总=9V/9Ω=1A (2)U1=R1=1A×62=6V,U2=lR2=1A×32=3V (3)串联电路电流相同，P1:P2=R1:R2=6:3=2:1 (4)串联电路电流相同，Q1:Q2=R1:R2=6:3=2:1