专题十三 欧姆定律、电功及电功率（讲义篇）——2022届中考物理一轮复习备考指南（PDF版有答案）

专题十三 欧姆定律、电功及电功率（讲义篇）——2022
届中考物理一轮复习备考指南
课程要求
1、通过实验，探究电流与电压、电阻的关系。
2、理解并掌握关于欧姆定律的相关知识。
3、结合实例理解电功和电功率。
4、知道用电器的额定功率和实际功率。
基础知识梳理
一、探究电流与电压、电流与电阻的关系
实验目的 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
实验电路图
与实物图
自变量与 自变量是电阻，因变量是电流， 自变量是电压，因变量是电流，
因变量 不变量是电阻 不变量是电压
如何通过控 （1）保持定值电阻不变，通过 （1）更换不同阻值的定值电阻，
制变量进行 移动滑动变阻器的滑片，改变电 通过移动滑动变阻器的滑片，控
多次实验并 阻两端的电压； 制电压表示数不变，即不同定值
记录实验数 （2）记录不同电压的电压值与 电阻两端的电压不变；
据 对应的电流值 （2）记录不同电阻的阻值与对
应的电流值
数据记录 实 验 电 阻 电 压 电 流 实 验 电 压 电 阻 电 流
序号 R/ U/V I/A 序号 U/V R/ I/A
1 10 1.0 0.1 1 3 5 0.6
2 2.0 0.2 2 10 0.3
3 3.0 0.3 3 15 0.2
实验图像 在坐标系中根据各电压值和对 在坐标系中根据各电阻值和对
应的电流值描点，并用平滑曲线 应的电流值描点，并用平滑曲线
连接各点，画出 I-U 关系图像， 连接各点，画出 I-R关系图像，
如图所示 如 图
实验结论 在电阻一定时，通过导体的电流 在电压一定时，通过导体的电流
与导体两端的电压成正比. 与导体的电阻成反比.
二、欧姆定律
1、内容
导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
2、公式
I U
R
3、变形公式
U IR 求电压
因为电压是形成电流的原因，所以不能说电压与电流成正比。
R U 求电阻
I
此公式只用于计算 R的大小；电阻是导体本身的性质，只与导体的材料、长度
和横截面积等有关，所以不能说 R与 U成正比、与 I成反比 。
4、电阻的串联和并联
电阻串联：串联电路的总电阻等于各个电阻之和。
电阻并联：并联电路的倒数等于各个支路电阻的倒数之和。
三、伏安法测电阻
类型 测定值电阻 测小灯泡的电阻
原理 R U
I
电路图
多次测量的目的 求平均值减小误差 探究灯丝电阻与温度
的关系
实验结论 电阻是导体本身的一种 灯丝电阻随温度的升
性质，只与导体的长度、 高而增大(求平均值没
材料、横截面积有关。 有意义)
四、电能
1、来源：其他形式的能
2、单位：
国际单位：焦耳，简称焦，符号 J
常用单位：千瓦时，俗称“度”，符号 kW·h
3、电能表
（1）用途：测量用电器在一段时间内消耗的电能
（2）技术参数：
220V：电能表应该在 220 V的电路中使用
10(20)A：该电能表的标定电流为 10 A，额定最大电流为 20 A
50 Hz：电能表在频率为 50 Hz 的交流电路中使用
3000r/(kW·h)：接在这个电能表上的用电器每消耗 1kW·h的电能，电能表的
转盘转过 3000转；转 n n转消耗的电能W kW h
3000
（3）读数方法：电能表前后两次示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能
五、电功
1、电能与电功的联系
（1）当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了电功；
（2）电能转化为其他形式的能的多少，用电功的大小来衡量；
（3）二者符号相同，都用 W表示，单位相同，都是焦，常用的还有千瓦时。
2、电能与电功的区别
（1）电能是一个状态量，电功是一个过程量；
（2）电能是日常生活中一种常见的能量形式，电功表示电流所做的功.
六、电功的计算
1、基本公式：W UIt（普遍适用）
其中，W 表示电功，单位是 J；U表示电压，单位是 V；I表示电流，单位是 A；t
表示时间，单位是 s。
2、变形公式：
2
W UIt U t I 2Rt
R
后两个公式只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器的电功。
七、电功率
1、物理意义：表示电流做功的快慢，电流做功越快，电功率越大
2、定义：如果用电器在时间 t内消耗的电能为 W，则所消耗的电能与时间之比，
定义为这个用电器的电功率
3、单位：单位瓦(W)、千瓦(kW)、毫瓦(mW)
4、常见用电器的电功率：家用空调约 1 000 W，台式计算机约 200 W
八、电功率的计算
1 W、定义式： P (适用于所有电路)
t
某用电器工作的时间为 t，这段时间内消耗的电能为 W，则该用电器的电功率可
用上述公式计算。
2、计算式：P=UI( 适用于所有电路)
W
推导过程：将W UIt带入公式 P 中，可得 P=UI。
t
3、变形公式(仅适用于纯电阻电路)
2
P UI U I 2R
R
九、电功率与电阻的关系（只适用于纯电阻电路）
连接方式 串联电路 并联电路
电路分析
图
总电功率 P P1 P2
P1 U1 R1 P1 I1 R2
分配关系 P2 U2 R2 P2 I2 R1
当电流一定时，根据P I 2R得出电功率跟导体电阻的阻值成正比；
2
结论 U当电压一定时，根据 P 得出电功率跟导体电阻的阻值成反比。
R
可见，在不同的条件下，电功率跟电阻阻值之间的比例关系不同
十、额定电压与额定功率
1、额定功率与实际功率的区别和联系
额定功率 实际功率
用电器在额定电压下工作时 用电器在实际电压下工作时
概念
的电功率 的电功率
区别
是唯一的，不随实际电压的改 不是唯一的，不同的电压值
是否变化
变而改变 对应的实际功率不相同
对于特定的用电器，
当U U额时， I I额 ，则 P P额，用电器正常工作；实 实 实
联系
当U >U 时， I >额 I >额 ，则P P额，用电器可能被损坏；实 实 实
当U 实 额
时， I I额 ，则P P额，用电器不能正常工作实 实
2、额定功率和实际功率的计算（纯电阻电路）
进行额定功率和实际功率的计算时，一般可认为用电器的电阻不随温度的变化而
变化。此类题目常常结合用电器铭牌或说明书，给出额定电压、额定功率等条件，
P U 2
要注意运用 I 额 额额 和 R 来计算额定电流和用电器的电阻，若给出了实际U额 P额
U 2 U 2
电压，则实际功率为 P 实 = 实 P实 。R U 2 额
额
方法技巧点拨
一、运用欧姆定律进行简单计算
1、计算原理：根据 I、U、R中任意两个量求第三个量。
2、计算步骤：
(1)根据题意画电路分析图，并在图中标出已知量和未知量；
(2)明确电路的连接方式、各电表测量的对象；
(3)寻找解题依据，如欧姆定律，串、并联电路电流和电压的特点等；
(4）写出必要的文字说明和依据的物理公式，列方程求解；
(5)讨论结果的合理性，得出答案。
3、计算时的注意事项
（1）同一性：欧姆定律中通过的电流 I，两端的电压 U及导体的电阻 R，是对
同一导体或同一段电路而言的，三者要一一对应；在解题的过程中，习惯上把对
应同一导体的各个物理量符号的角标用同一数字或字母表示。
（2）同时性：即使是同一段电路，由于开关的闭合、断开及滑动变阻器滑片的
左、右移动等，都会引起电路的变化，使电路中的电流、电压、电阻发生变化，
I U因此，必须保证 R 中的三个物理量是同一时刻的值，切不可混淆电路结构变
化前后的 I、U、R的对应关系。
（3）同一性：
公式中的三个物理量，必须使用国际单位制中的单位.U的单位是伏特(V)，R的
单位是欧姆( )，I的单位是安培(A)
（4）其他
要根据题意正确选择公式或公式的变形式，在具体计算时，要写出必要的文字说
明，正确书写公式或公式的变形式，代入数值或写计算结果时，不要忘记单位。
二、串联分压与并联分流
类型 串联电路 并联电路
电路图
电流 I总=I1=I2 I总=I1+I2
电压 U U1 U 2 U U1 U2
电阻 R总 R1 R2 1 = 1 1 R R1R 或 2
R总 R1 R2 R1 R2
分配比例 电压的分配与电阻成正 电流的分配与电阻成反比，即
比，即“串联分压成正比” “并联分流成反比”
三、动态电路分析
常见电路 由滑动变阻器的滑片移 由开关状态改变产的动
动产生的动态电路(一般 态电路(一般改变电路的
不改变电路的连接方式) 连接方式)
解题思路 分析电路，确定电路连接 分析电路，确定电路连接
方式、电表测量对象；根 方式、电表测量对象；开
据滑片移动方向，确定滑 关断开或闭合后，判断电
动变阻器连入电路的电 路连接怎样变化、总电阻
阻变化情况，得出总电阻 如何变化，引起总电流如
变化情况；电源电压不 何变化；根据串联分压成
变，电流与电阻成反比， 正比、并联分流成反比，
确定总电流的变化情况； 确定电表具体变化情况
根据串联分压成正比、并
联分流成反比，确定电表
具体变化情况
四、利用电能表测量电能
1、根据电能表示数之差计算电能
为了计量用电器在一段时间内消耗的电能，必须记录这段时间起始和结束时
电能表的示数，两次示数之差就是这段时间的用电量。
2、根据电能表的转数计算电能
除了上述读数的方法外，还有一种算法：测出一段时间内电能表转盘的转数
n，再由电能表参数 Nr/(kW·h) n算出这段时间内的用电量W kW h。
N
五、灯泡亮暗的比较
灯泡亮暗的比较（实际功率越大，灯泡越亮）
在串联电路中，由于各处电流相等，根据 P I 2R可知，灯泡的电阻越大，
灯泡的实际功率越大，灯泡就越亮
U 2
在并联电路中，由于各支路两端的电压相等，根据P 可知，灯泡的电
R
阻越小，灯泡的实际功率越大，灯泡就越亮
六、伏安法测小灯泡的电功率
1、小灯泡的实际功率不一定等于其额定功率，只有当小灯泡两端的电压等于其
额定电压时根据 P=UI计算得到的功率才是小灯泡的额定功率。
2、不同电压下，小灯泡的功率不同，小灯泡两端的电压越大，小灯泡的功率越
大。
3、常见的故障及原因
灯 电流表 电压表 故障原因
与电压表并联的灯以外的
不亮 无示数 无示数
部分断开或电源损坏
不亮 有示数 无示数 灯短路
不亮 无示数 有示数 灯断路
不亮 有示数 有示数 电源电压太小或电路中电
阻太大
经典例题解读
例 1 实验室有甲、乙两只灯泡，甲标有“15 V 1 A”字样，乙标有“10 V 0.5 A”字样.
现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最大电压为（不考虑温度对灯泡电阻的影响）
( )
A.12.5 V B.17.5 V C.25 V D.35 V
【答案】B
【解析】根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为
R U1 15 V U2 10 V1 15 Ω、RI 1A 2
20 Ω
I 0.5 A ；根据串联电路中各处的电流相等可知，当两1 2
灯泡串联时，电路中的最大电流 I I2 0.5 A；根据串联电路中的总电阻等于各分电阻之和
以及欧姆定律可得，该串联电路两端允许加的最大电压
U I R1 R2 0.5 A (15Ω 20 Ω) 17.5 V .故选 B.
例 2 如何从外部检测植物含水量的变化呢？科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻 Rx 附着
在叶片上，植物含水量变低时 Rx 变小，植物含水量变高时 Rx 变大.已知电源电压恒定，R0为
定值电阻，开关 S 闭合，当植物含水量变高时，下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小，电压表示数不变 B.电流表的示数变小，电压表示数变小
C.电流表的示数变大，电压表示数不变 D.电流表的示数变小，电压表示数变大
【答案】A
【解析】由题中电路图可知，两电阻串联，电压表测量的是电源电压，电压表示数不变；当
植物含水量变高时 Rx 变大，电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电流会变小，即电
流表的示数变小，故 A 正确.
例 3 如图所示，电源电压不变，闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 从中点向右滑动.关于
该过程，下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数不变
B.电压表 V 的示数变大
C.电流表A2与电流表A1的差值变大
D.电压表 V 的示数与电流表A2的示数的比值变大
【答案】AD
【解析】闭合开关 S，电阻 R1和滑动变阻器 R2并联，电流表A1测量通过 R1的电流，电流表
A2 测量干路电流，电压表测量电源电压.将滑动变阻器 R2的滑片 P 向右滑动， R2接入电路
的电阻变大，根据欧姆定律可知，R2所在支路的电流变小，即电流表A2与电流表A1的示数
的差值变小，C 错误；由于并联电路各支路互不影响，故 R1所在支路的电流不变，即电流表
A1示数不变，A 正确；电源电压不变，因此电压表示数不变，B 错误；根据并联电路的电流
规律可知，干路电流变小，即电流表A2的示数变小，又因为电压表 V 的示数不变，所以电
压表 V 和电流表A2的示数的比值变大，D正确.
例 4 将灯泡 L1、L2 接入电路后，灯泡L1、L2 的功率分别为 P1、P2，已知 P1 P2 ，下列判断
中正确的是( )
A.若两灯串联，则通过L1的电流较小 B.若两灯串联，则 L1的电阻较小
C.若两灯并联，则通过L1的电流较大 D.若两灯并联，则L1的电阻较小
【答案】B
【解析】若两灯串联，则通过两灯的电流相等，因为 P1 P2 ，所以根据 P UI I 2R可知，
L1的电阻较小，故 A 错误，B 正确；若两灯并联，则两灯两端的电压相等，因为 P1 P2 ，所
U 2
以根据 P UI 可知，通过L1的电流较小， L1的电阻较大，故 C、D 错误.故选 B.R
例 5 如图所示，标有“5 V 5 W”字样的灯泡 L 与电阻 R 串联在电路中，电源电压为 9 V.
开关 S 闭合后，灯泡 L 恰好正常发光，此时 L 的电阻为________Ω.通电 1 min，电阻 R 产生
的热量是________J.
【答案】5；240
2 2
【解析】灯泡 L正常发光时的电阻 R
UL (5 V)
L 5Ω，通过 L的电流P 5W
I P 5 W 1A,R两端的电压UR U UL 9 V 5 V 4 VU 5 V ，所以通电 1 min，电阻 R 产L
生的热量Q W UR It 4 V 1A 60 s 240 J .