(共20张PPT)
第十五章 电能与电功率
跨学科实践 探究家用电器节能和环保的有关问题
2022年课程标准 学习目标
属于“跨学科实践”
中的“物理学与日常
生活 ”。 1.能发现日常生活中与物理学有关的问题，培养
节约用电意识。
2.发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决
问题的综合能力，培养学生积极认真的学习态度
和乐于实践、敢于创新的精神。
项目提出
电能是生产生活中所需要的重要能源，我们要从身边的点点滴滴做
起，注意节约用电。你的家中有没有浪费电的现象？请你了解家中的用
电情况并提出节约用电的建议。
项目分析
要节约用电，首先要了解家中的用电情况，然后才能提出有针对性
的建议。具体任务如下：
1. 调查家中的用电情况。
2. 了解用电器的耗电情况。不同电器功率不同，工作时间越长，消耗电
能越多。比如大功率的电热水器、空调等，了解它们能帮助我们找到节
能的方法。
3. 提出节约用电的建议。
4. 评估采纳节电建议后的效果。
项目准备
项目1：调查家中用电情况的方法
1. 查看电表读数：常见的有机械电表(用表盘数字和指针显示用电量)和
智能电表(通过液晶屏幕显示)。记录一段时间前后的两次读数，它们的差
值就是这段时间的用电量。
2. 查询电费账单：账单有每月用电量、电费、计费周期等信息，分析不
同月份数据，了解用电变化趋势。
3. 使用电力监测仪：把测试仪插入插座，再插入电器插头，打开电器，
显示实时功率，记录家庭中主要电器(如电视、冰箱、洗衣机、电脑等)的
使用时间。结合使用时间算出耗电量，如 1 000 W电热水壶用1小时，耗
电1度。
4. 安装智能插座：智能插座能通过手机APP远程监测用电，下载对应
APP，按提示设置连接，之后就能在手机上查看用电量、功率等信息，
还能定时开关。
项目2：了解用电器的耗电情况
1. 家中的电热水器、空调等用电器都会消耗电能。通过设计表格等方法
记录这些用电器的耗电情况，包括每天工作的时长、工作的状态、消耗
的电能等。例如，对于电风扇就可以记录它每天工作的时长、处于的挡
位等。
2. 我们通过用电器的铭牌或说明书就能知道一个用电器工作时的电功
率，再结合它的工作时间，就可以计算出它一天消耗的电能。
3. 在下面表格中填写家庭用电器有关测量数据(用电器的使用要考虑季节
性用电问题来填写)
序
号 电器 名称 额定功
率/kW 数量/
个 每日使
用时长
/h 每日耗 电量
/(kW·h) 每周耗 电量
/(kW·h) 每月耗
电量
/(kW·h)
1 电视机
2 洗衣机
3 电饭煲
4 灯1
5 灯2
序
号 电器 名称 额定功
率/kW 数量/
个 每日使
用时长
/h 每日耗 电量
/(kW·h) 每周耗 电量
/(kW·h) 每月耗
电量
/(kW·h)
6
合
计
4. 电热水器、空调等用电器的工作状态不同时，消耗的电能也不同。可
以利用电力监测仪直接测量它们消耗的电能。
用电器 工作状态 功率/kW 时长/h 耗电量/(kW·h)
电热水器
(壶) 加热中
电热水器
(壶) 保温中
空调 制冷(高功率运行)
空调 不制冷(低功率运行)
用电器 工作状态 功率/kW 时长/h 耗电量/(kW·h)
冰箱 制冷
冰箱 不制冷(低功率运
行)
项目实施
项目3：制定家庭节能用电计划
1. 根据家庭电器用电情况调查结果，分析哪些电器存在较大的节能空
间。例如，对于待机功率较大的电器，制定减少待机时间的措施。电
视、电脑等设备在不使用时，应彻底关闭电源，避免待机耗电。一般来
说，电视待机功率约为8 W，电脑待机功率约为15 W，若每天待机10小
时，一年下来也会消耗不少电能。
2. 结合节能电器的市场调研结果，考虑是否更换部分高耗能电器为节能
电器。制定更换计划和预算。例如LED灯相比传统白炽灯，发光效率
高，能耗低，使用寿命长。以一盏电功率为20 W的LED灯代替60 W的白
炽灯为例，若每天使用5小时，一年(365天)可节约电能 度。
73
3. 制定家庭日常节能用电的行为习惯，如随手关灯、合理设置空调温度
(夏季不低于26 ℃，冬季不高于20 ℃)等。例如某房间使用的空调制冷功
率为 1 500 W，正常制冷时设定温度为 26 ℃，当温度设定为 22 ℃时，
功率变为 1 800 W。若该空调每天使用8小时，一个月(30天)下来，将温
度设定为 22 ℃比设定为 26 ℃多消耗多少度电？
解：已知空调26 ℃时的制冷功率P1＝1 500 W＝1.5 kW
空调22 ℃时的制冷功率P2＝1 800 W＝1.8 kW
已知使用时间t＝8 h×30＝240 h
不同设定温度下的月耗电量
W1＝P1t ＝1.5 kW×240 h ＝ 360 kW·h
W2＝P2t＝1.8 kW×240 h＝ 432 kW·h
多消耗的电能W＝W2－ W1＝432 kW·h－360 kW·h＝72 kW·h
可见，空调温度设定差异会明显影响耗电量，合理设温有利于节能减排
解：已知空调26 ℃时的制冷功率P1＝1 500 W＝1.5 kW
空调22 ℃时的制冷功率P2＝1 800 W＝1.8 kW
已知使用时间t＝8 h×30＝240 h
不同设定温度下的月耗电量
W1＝P1t ＝1.5 kW×240 h ＝ 360 kW·h
W2＝P2t＝1.8 kW×240 h＝ 432 kW·h
多消耗的电能W＝W2－ W1＝432 kW·h－360 kW·h＝72 kW·h
可见，空调温度设定差异会明显影响耗电量，合理设温有利于节能减排
4. 请同学们查阅节电相关资料，填写下面的表格，总结出节电计划。
对比项目 节电前的习惯 节电计划
电视使用 常开，看完不关机 看完及时关机，减少待机时长
冰箱设置 温度较低，频繁开关门 合理调高温度，减少开关门次数
空调使用 温度设得过低，长时间
运行 根据季节合理设温，配合使用风
扇，减少运行时间
电脑使用 长时间不操作也不关机 短暂离开设为待机，长时间离开关机
对比项目 节电前的习惯 节电计划
洗衣机使用 小件衣物也用整桶洗 积攒衣物集中洗涤，选合适水位
项目4：节能用电计划的执行与效果监测
1. 在家庭中按照制定的节能用电计划执行，坚持一周或一个月。
2. 在执行过程中，阶段性记录节电前后家庭的用电量(通过电能表
读取)。
时间段 节电前用电量(度) 节电后用电量(度) 减少用 电量(度) 节电前 电费(元) 节电后 电费(元) 减少
电费(元)
一周
一个月
3. 一周或一个月后，对比执行节能计划前后的用电量和电费支出，
分析节能效果。计算节约的电量和费用，并评估节能计划的可行性和
有效性。
展示交流
1. 每个小组制作一份项目展示报告，内容包括项目背景、分析过程、调
查结果、节能计划以及实施效果等。报告形式可以是PPT、手抄报等。
2. 在班级内组织一次展示交流活动，各小组派代表上台展示项目成果，
分享在项目实施过程中的经验和遇到的问题及解决方法。
3. 评选出优秀的项目小组，给予表扬和奖励，并将优秀的节能建议推
广，倡导大家共同节约用电。(共23张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.1 电能与电功
2022年课程标准 学习目标
1.结合实例，了解电功。 2.知道能量在转化和转移过
程中是守恒的，认识电功是
与能量转化密切相关的物理
量，知道它的含义。 1.知道电能的来源和不同用电器能量转化
的情况。
2.了解电功的含义。
3.会计算电功或电路所消耗电能的大小。
4.认识电能表并知道其重要参数的物理意
义，会测量电路所消耗电能的大小。
知识点1 电能与电功
(一)电能的来源及利用
1. 电能的来源：电能是由 能转化而来的。
2. 电能的利用是通过用电器把 能转化为其他形式的能。
3. 请在下面的能量流向图中的空格处填写正确的能量类型。
其他形式的
电
(二)电功的计算单位
阅读课本97页，回答下列问题。
1. 电能转化为其他形式的能量的多少，可以用 的大小来量度。
2. 电流做功的多少与 、 以及
有关。
3. 计算电功的公式：W＝ 。
4. 在生活中常用 (俗称“度”)来表示电能的单位，符号
是 ，物理学中也可以用 来表示电能的单位，符号
是 。1度＝ kW·h＝ J。
5.1 kW·h的物理含义：功率为 W的用电器工作 h所消耗的
电能。
电功
电流的大小
电压的高低
通电时间
的长短
UIt
千瓦·时
kW·h
焦耳
J
1
3.6×106
1 000
1
【典例1】如图所示是一款迷你暖手宝，它内置的锂电池可充电，按下开
关后，内部发热片发热。下列说法正确的是( A )
A. 暖手宝充电的过程，是电能转化为化学能的过程
B. 暖手宝发热的过程，是机械能转化为内能的过程
C. 用暖手宝取暖时，手因为含有的热量增加而感到暖和
D. 无论暖手宝充处于电还是发热的过程，锂电池在电路中都是电源
A
【变式1】下面是小丽同学在调查厨房中的物理知识时整理的一些关于能
量的说法，其中正确的是( D )
A. 破壁机工作时主要将电能转化为内能
B. LED照明灯工作时主要将电能转化为内能
C. 燃气灶燃烧时主要将内能转化为化学能
D. 抽油烟机工作时主要将电能转化为机械能
D
【典例2】在一个小灯泡的两端加上 2.5 V电压时，电流是 0.3 A，则它
在这种情况下通电2 min，电流做了多少功？消耗的电能是多少？
解：时间t＝2 min＝120 s
电功W＝UIt＝2.5 V×0.3 A×120 s＝90 J
电流做了多少功就消耗了多少电能，所以消耗的电能为90 J
答：(略)
解：时间t＝2 min＝120 s
电功W＝UIt＝2.5 V×0.3 A×120 s＝90 J
电流做了多少功就消耗了多少电能，所以消耗的电能为90 J
答：(略)
【变式2】某手机锂电池上面标明电压为3.7 V，容量为3 000 mA·h，则
它充满电后存储的电能为 J，合 kW·h；若该手机
的待机电流为15 mA，则该手机最长待机时间为 h。
39 960
0.011 1
200
知识点2 电能的测量
1. 问题：你知道家中的用电量(消耗的电能)是如何测量的吗？
2. 关于机械式电能表的一些重要参数，请完成下图中的填空。
【典例3】如图是小米家8月31日和9月30日电能表的示数，请分析：
(1)8月31日电能表的读数为 kW·h，9月30日电能表的读数
为 kW·h，9月份共消耗的电能为 kW·h。
152.2
194.7
42.5
(2)根据当地电价标准，小米家用电量在第一梯度，电价约为0.6元
/(kW·h)，小米家9月份的电费为 元。
(3)表中的3 000 revs/(kW·h)的含义是
。
(4)若这个电能表上的转盘转过300转，则电路消耗电能 kW·h
＝ J。
25.5
每消耗1 kW·h的电能，电能表上
的转盘转过3 000转
0.1
3.6×105
【典例3】如图是小米家8月31日和9月30日电能表的示数，请分析：
【变式3】如图是小明家的电子式电能表，电能表的示数为
kW·h，此时小明站在电能表前观察，发现指示灯闪烁了800次，则这段时间内消耗的电能是 度，此时电能表的示数变为 kW·h。若小明家某天消耗3度电，则该电能表的指示灯在这一天
内闪烁 次。
9 866.8
0.5
9 867.3
4 800
方法点拨 先利用电能表计算出消耗的电能W＝kW· h(n代表转盘实
际转的圈数或指示灯闪烁的次数，N代表电能表的参数，计算结果的单
位为kW·h)。
1. 不同类型的发电厂和电池提供电能时，是将 转化
为 。
2. 各类用电器在工作时，将 转化为 。
3. 电流做功的多少与 、 以及
有关。
4. 计算电功的公式：W＝ 。
5.1度＝ kW·h＝ J。
6. 用电器在一段时间内消耗的电能可以通过 测量出来。
其他形式的能
电能
电能
其他形式的能
电流的大小
电压的高低
通电时间
的长短
UIt
1
3.6×106
电能表
1. 某用电器工作时的能量流向如图所示，该用电器可能是( C )
A. 电灯 B. 电饭煲
C. 电风扇 D. 电热水器
C
2. 如图所示为某单相电子式电能表一段时间前后的示数，该电能表
( D )
A. 消耗的电能为600 kW·h
B. 允许通过的最大电流为10 A
C. 转盘每转过4 500转，电路消耗的电能为1.5×106 J
D. 这段时间内，转盘转过了180 000转
D
3. 如图所示的电路中，电源两端电压为4 V且保持不变，R1、R2是定值电
阻，R2的阻值是10 Ω。当开关S闭合时，电压表示数为3 V。求：
(1)R2两端的电压；
解：(1)R2两端的电压U2＝U－U1＝4 V－3 V＝1 V
解：(1)R2两端的电压U2＝U－U1＝4 V－3 V＝1 V
(2)整个电路10 min消耗的电能。
解：(2)电路中的电流I＝＝＝0.1 A
整个电路10 min消耗的电能W＝UIt＝4 V×0.1 A×10×60 s＝240 J
解：(2)电路中的电流I＝＝＝0.1 A
整个电路10 min消耗的电能W＝UIt＝4 V×0.1 A×10×60 s＝240 J
答：(略)
4. 如图甲是灯L和电阻R的I－U图像。将灯L和电阻R接入如图乙所示的
电路中，闭合开关S时，电流表的示数为0.3 A，则电源电压为 V，
一段时间内灯L和电阻R消耗的电能之比为 。若将灯L和电阻R并
联在2 V的电源两端，则一段时间内二者消耗的电能之比为 。
4
1∶3
5∶2
5. 某新型电饭锅(如图甲所示)采用“聪明火”技术，智能化地控制食物
在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所
示，R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。某次煮饭时，电饭锅正常
工作30 min，电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示。则
(1)电热丝R2的阻值为多少？
解：(1)由题意可知，闭合开关S时，仅有电热丝R1接入电路，电路中的
电流为2 A；
闭合开关S、S1时，电热丝R1和R2并联接入电路，干路中的电流为3 A。
通过电热丝R2的电流I2＝I干－I1＝3 A－2 A＝1 A，
电热丝R2的阻值R2＝＝＝220 Ω
解：(1)由题意可知，闭合开关S时，仅有电热丝R1接入电路，电路中的
电流为2 A；
闭合开关S、S1时，电热丝R1和R2并联接入电路，干路中的电流为3 A。
通过电热丝R2的电流I2＝I干－I1＝3 A－2 A＝1 A，
电热丝R2的阻值R2＝＝＝220 Ω
(2)用该电饭锅设定在30 min内煮好一锅米饭，所消耗的总电能为多少？
解：(2)当电路中的电流为2 A时，电路消耗的电能W1＝UI1t1＝220 V×2
A×15×60 s＝3.96×105 J，
当电路中的电流为3 A时，电路消耗的电能W2＝UI干t2＝220 V×3
A×15×60 s＝5.94×105 J，
30 min内消耗的总电能W总＝W1＋W2＝3.96×105 J＋5.94×105 J＝
9.9×105 J。
解：(2)当电路中的电流为2 A时，电路消耗的电能W1＝UI1t1＝220 V×2
A×15×60 s＝3.96×105 J，
当电路中的电流为3 A时，电路消耗的电能W2＝UI干t2＝220 V×3
A×15×60 s＝5.94×105 J，
30 min内消耗的总电能W总＝W1＋W2＝3.96×105 J＋5.94×105 J＝
9.9×105 J。
(3)若不计热量损失，这个电饭锅在0～10 min内正常烧煮时，能把质量为
1.5 kg的水和米的混合物由20 ℃加热到多少摄氏度？[水和米的比热容
c≈4.0×103 J/(kg·℃)]
解：(3)电饭锅在0～10 min内，电路消耗的电能W＝UI干t＝220 V×3
A×10×60 s＝3.96×105 J，
水和米的混合物升高的温度Δt＝＝＝＝66 ℃，
水和米的混合物最终的温度t末＝t0＋Δt＝20 ℃＋66 ℃＝86 ℃。
答：(略)
解：(3)电饭锅在0～10 min内，电路消耗的电能W＝UI干t＝220 V×3
A×10×60 s＝3.96×105 J，
水和米的混合物升高的温度Δt＝＝＝＝66 ℃，
水和米的混合物最终的温度t末＝t0＋Δt＝20 ℃＋66 ℃＝86 ℃。
答：(略)(共22张PPT)
第十五章 电能与电功率
专题 电功率的综合计算
2022年课程标准 学习目标
了解电功率。在真实
的情境中运用电功率
的物理知识解决实际
问题的能力。 1.能运用电功率定义式P＝进行相关的计算，解
决生活中的实际问题。
2.运用电功率公式P＝UI及推导式P＝进行相关
的计算。
【公式总结】
1. 欧姆定律：I＝ 。
2. 电功率公式：P＝ 。
3. 电功率公式P＝ 。结合欧姆定律I＝还可推导出P＝和P＝
I2R。
UI
【典例分析】
(一)电功率定义式P＝的应用
1. 小宁家电饭煲的额定电压为220 V，有加热和保温两种工作
状态，额定加热功率为2 000 W。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]问：
(1)在正常加热状态下，将2.5 kg的水从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量
是多少？(气压为1标准大气压)
解：(1)已知1标准大气压下水的沸点为100 ℃，则水吸收的热量
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(100 ℃－20℃)＝
8.4×105 J
解：(1)已知1标准大气压下水的沸点为100 ℃，则水吸收的热量
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(100 ℃－20℃)＝
8.4×105 J
(2)若此电饭煲的加热效率为84％，则上述过程需要加热多长时间？
解：(2)根据η＝×100％得，电饭煲消耗的电能
W＝＝＝1×106 J
需要加热的时间t＝＝＝500 s
解：(2)根据η＝×100％得，电饭煲消耗的电能
W＝＝＝1×106 J
需要加热的时间t＝＝＝500 s
1. 小宁家电饭煲的额定电压为220 V，有加热和保温两种工作状态，额定加热功率为2 000 W。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]问：
(3)小宁想利用家里的电能表测量电饭煲的实际加热功率，于是小宁
断开家中的其他用电器，让电饭煲单独处于加热状态，观察到电能表
上的转盘在10 min内转了180转(电能表如图所示)，则此电饭煲的实
际功率为多少？
解：(3)转盘在10 min内转了180转，消耗的电能
W实＝＝＝0.3 kW·h＝1.08×106 J
电饭煲在加热状态下的实际功率P实＝＝＝1 800 W
答：(略)
1. 小宁家电饭煲的额定电压为220 V，有加热和保温两种工作状态，额定加热功率为2 000 W。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]问：
(二)电功率计算式P＝UI的应用
2. 如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为10 Ω。闭合开关
S，电流表A1的示数为2 A，电流表A2的示数为0.8 A。求：
(1)电源电压；
解：由电路图可知，电阻R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2
测电阻R2所在支路的电流
(1)由并联电路的电压特点及欧姆定律可得，电源电压
U＝U1＝U2＝I2R2＝0.8 A×10 Ω＝8 V
解：由电路图可知，电阻R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2
测电阻R2所在支路的电流
(1)由并联电路的电压特点及欧姆定律可得，电源电压
U＝U1＝U2＝I2R2＝0.8 A×10 Ω＝8 V
(2)电阻R1消耗的电功率。
解：(2)通过电阻R1的电流
I1＝I－I2＝2 A－0.8 A＝1.2 A，
电阻R1消耗的电功率
P1＝U1I1＝8 V×1.2 A＝9.6 W
答：(略)
解：(2)通过电阻R1的电流
I1＝I－I2＝2 A－0.8 A＝1.2 A，
电阻R1消耗的电功率
P1＝U1I1＝8 V×1.2 A＝9.6 W
答：(略)
2. 如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为10 Ω。闭合开关
S，电流表A1的示数为2 A，电流表A2的示数为0.8 A。求：
3. 如图所示的电路，电源两端电压为2 V且保持不变，电阻R1＝4 Ω，R2
＝8 Ω。求：
(1)开关S闭合、S1断开时，电流表的示数I1；
解：(1)开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电
路，电流表测电路中的电流，则电流表的示数
I1＝＝＝0.5 A
解：(1)开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电
路，电流表测电路中的电流，则电流表的示数
I1＝＝＝0.5 A
(2)开关S、S1都闭合时，电路的总功率。
解：(2)开关S、S1都闭合时，R1、R2并联，通过R2的
电流I2＝＝＝0.25 A
干路电流I＝I1＋I2＝0.5 A＋0.25 A＝0.75 A
电路的总功率P＝UI＝2 V×0.75 A＝1.5 W
答：(略)
解：(2)开关S、S1都闭合时，R1、R2并联，通过R2的
电流I2＝＝＝0.25 A
干路电流I＝I1＋I2＝0.5 A＋0.25 A＝0.75 A
电路的总功率P＝UI＝2 V×0.75 A＝1.5 W
答：(略)
3. 如图所示的电路，电源两端电压为2 V且保持不变，电阻R1＝4 Ω，R2
＝8 Ω。求：
4. 如图所示，电源电压保持不变，灯泡标有“3 V 3 W”字样，当只闭
合开关S1时，灯泡正常发光，再闭合开关S2时，此时干路电流变化了0.2
A，求：
(1)灯泡正常发光时的电流；
解：(1)当只闭合开关S1时，电路为灯泡的简单电路，
因额定电压下灯泡正常发光，所以电源电压U＝UL＝3
V，灯泡正常发光时的电流
IL＝＝＝1 A
解：(1)当只闭合开关S1时，电路为灯泡的简单电路，
因额定电压下灯泡正常发光，所以电源电压U＝UL＝3
V，灯泡正常发光时的电流
IL＝＝＝1 A
(2)电阻R的阻值；
解：(2)当开关S1、S2闭合时，灯泡与定值电阻R并
联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以
通过灯泡的电流不变，则通过R的电流IR＝0.2 A，因
并联电路中各支路两端的电压相等，所以电阻R的阻
值R＝＝＝15 Ω
解：(2)当开关S1、S2闭合时，灯泡与定值电阻R并
联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以
通过灯泡的电流不变，则通过R的电流IR＝0.2 A，因
并联电路中各支路两端的电压相等，所以电阻R的阻
值R＝＝＝15 Ω
4. 如图所示，电源电压保持不变，灯泡标有“3 V 3 W”字样，当只闭
合开关S1时，灯泡正常发光，再闭合开关S2时，此时干路电流变化了0.2
A，求：
(3)该电路的总功率。
解：(3)因并联电路中，干路电流等于各支路电流之
和，所以干路电流I＝IL＋IR＝1 A＋0.2 A＝1.2 A
电路的总功率P＝UI＝3 V×1.2 A＝3.6 W
答：(略)
解：(3)因并联电路中，干路电流等于各支路电流之
和，所以干路电流I＝IL＋IR＝1 A＋0.2 A＝1.2 A
电路的总功率P＝UI＝3 V×1.2 A＝3.6 W
答：(略)
4. 如图所示，电源电压保持不变，灯泡标有“3 V 3 W”字样，当只闭
合开关S1时，灯泡正常发光，再闭合开关S2时，此时干路电流变化了0.2
A，求：
(三)电功率推导式P＝的应用
5. “工夫茶”是潮汕地区的一种传统饮茶文化，如图甲是泡茶的电茶
炉，图乙是其内部电路的简图，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温
两种功能的切换。电源电压为220 V，保温功率为44 W，R1、R2均为加热
电阻，忽略温度对电阻阻值的影响，R2的阻值为55 Ω，求：
(1)处于保温状态下电路中的电流大小；
解：(1)保温状态下电路中的电流I保＝＝＝0.2 A
解：(2)由图可知，开关在2时，电路中只有R2，为加热状态，电路中的电
功率P加＝＝＝880 W
解：(1)保温状态下电路中的电流I保＝
＝＝0.2 A
(3)R1的阻值。
(2)电路处于加热状态时，电路中的电功率大小；
解：(2)由图可知，开关在2时，电路中只有R2，为加热状态，电路中的电
功率P加＝＝＝880 W
解：(3)开关在1时，R1与R2串联，为保
温状态，电路总电阻R总＝＝＝1 100 Ω
则R1的阻值R1＝R总－R2＝1 100 Ω－55 Ω＝1 045 Ω
答：(略)
(四)动态电路电功率的计算
6. 如图甲所示的电路，电源电压不变。闭合开关S，将滑动变阻器R的滑
片由a端移动到b端时，定值电阻R0的电功率和电流的P－I关系图像如图
乙所示，求：
(1)电源电压；
解：由电路图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端
的电压，电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于定值电阻b端时，滑动变阻器R接入电路中的阻值为零，此
时电路中的电流最大，定值电阻R0的电功率最大，由图乙可知，电路中
的最大电流I大＝0.5 A，定值电阻R0的最大电功率P0大＝4.5 W，此时定
值电阻R0两端的电压即电源电压
U＝U0大＝＝＝9 V
(1)当滑片位于定值电阻b端时，滑动变阻器R接入电路中的阻值为零，此
时电路中的电流最大，定值电阻R0的电功率最大，由图乙可知，电路中
的最大电流I大＝0.5 A，定值电阻R0的最大电功率P0大＝4.5 W，此时定
值电阻R0两端的电压即电源电压
U＝U0大＝＝＝9 V
解：由电路图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端
的电压，电流表测电路中的电流。
(2)滑动变阻器R的最大阻值。
6. 如图甲所示的电路，电源电压不变。闭合开关S，将滑动变阻器R的滑
片由a端移动到b端时，定值电阻R0的电功率和电流的P－I关系图像如图
乙所示，求：
解：(2)定值电阻R0的阻值
R0＝＝＝18 Ω
当滑片位于a端时，滑动变阻器R接入电路中的阻值最大，此时电路
中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.1 A，此时电
路的总电阻
R总＝＝＝90 Ω
滑动变阻器R的最大阻值
R大＝R总－R0＝90 Ω－18 Ω＝72 Ω
答：(略)
解：(2)定值电阻R0的阻值
R0＝＝＝18 Ω
当滑片位于a端时，滑动变阻器R接入电路中的阻值最大，此时电路
中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.1 A，此时电
路的总电阻
R总＝＝＝90 Ω
滑动变阻器R的最大阻值
R大＝R总－R0＝90 Ω－18 Ω＝72 Ω
答：(略)
7. 如图所示，灯泡L标有“3 V 3 W”的字样，把它与标有“20 Ω 1
A”的滑动变阻器R串联接入电路，电源电压保持不变，灯泡L的电阻随
电压的变化而改变，当滑动变阻器R的滑片在a端时，闭合开关，灯泡L
刚好正常发光，求：
(1)当灯泡L正常发光时，灯泡L的电阻；
解：(1)由题意知，滑动变阻器R与灯泡L串联在电路中，电
压表测灯泡L两端的电压。当滑动变阻器R的滑片在a端时，
滑动变阻器R接入电路的阻值为0，此时电路中只有灯泡L工
作。灯泡L正常发光时的电阻
R＝＝＝3 Ω
(2)电源电压；
解：(2)由(1)可知电源电压U＝UL＝3 V
解：(2)由(1)可知电源电压U＝UL＝3 V
7. 如图所示，灯泡L标有“3 V 3 W”的字样，把它与标有“20 Ω 1
A”的滑动变阻器R串联接入电路，电源电压保持不变，灯泡L的电阻随
电压的变化而改变，当滑动变阻器R的滑片在a端时，闭合开关，灯泡L
刚好正常发光，求：
(3)当滑动变阻器R的滑片滑到b端时，电压表的示数为1 V，求此时通过
滑动变阻器R的电流及灯泡L消耗的实际电功率。
答：(略)
解：(3)当滑动变阻器R的滑片在b端时，滑动变阻器R接入
电路的阻值最大，最大阻值Rb＝20 Ω
此时滑动变阻器R两端的电压UR＝U－ULb＝3 V－1 V＝2 V
则通过滑动变阻器R的电流I＝＝＝0.1 A
此时灯泡L的实际电功率P1＝ULbI＝1 V×0.1 A＝0.1 W
答：(略)(共21张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.4 焦耳定律
2022年课程标准 学习目标
通过实验，了解焦耳
定律。能用焦耳定律
说明生产生活中的有
关现象。 1.会运用控制变量法设计探究电流、电阻、时间
对电热的影响实验。
2.理解焦耳定律的内容。
3.会用焦耳定律的知识解释生活中的物理现象，
培养学生科学用电的意识。
2. 分析：生活中有许多用电器通电工作时都伴有热量产生，电流通过导
体时，将电能转化为 ，这种现象叫做 。
那么通电导体产生的热量与哪些因素有关呢？
内能
电流的热效应
知识点1 通电导体产生的热量与哪些因素有关
1. 问题：如图所示，电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么
电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
3. 演示1：电热与电阻的关系
(1)控制变量法：使通电时间和 一定，改变 大小。
(2)实验电路图：
4. 小结1：当 一定时，通电导体的电阻 (选
填“越大”或“越小”) ，产生的热量越多。
电流
电阻
通电时间和电流
越大
5. 演示2：电热与电流的关系
(1)控制变量法：使通电时间和 一定，改变 大小。
(2)实验电路图：
电阻
电流
6. 小结2：当 一定时，通过导体的电流 (选
填“越大”或“越小”)，导体产生的热量越多。
通电时间和电阻
越大
【典例1】电热水壶通电后不久就能把水烧开，而与电热水壶相连的导线
却不是很热，主要原因是( C )
A. 通过导线的电流较大
B. 通过电热水壶的电流较大
C. 导线的电阻比电热水壶的电阻小，相同时间内产生的热量较少
D. 电热水壶的电阻比导线的电阻小，相同时间内产生的热量较少
C
【变式1】如图是探究电流通过导体时产生热量与哪些因素有关的实验，
甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和
一段电阻丝(阻值在图中已标出)，U形管中装有等量的液体。接通电源，
观察现象。
(1)实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少，这里运用了 (选填“转换法”
或“等效替代法”)的物理思想。实验中还
用到的实验方法是 ；
液面高度差
转换法
控制变量法
(2)用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的 不变。
探究导体产生热量与电阻的关系；
(3)在乙装置中，C、D透明容器中产生
热量较多的是 容器。
电流
C
【变式1】如图是探究电流通过导体时产生热量与哪些因素有关的实验，
甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和
一段电阻丝(阻值在图中已标出)，U形管中装有等量的液体。接通电源，
观察现象。
知识点2 焦耳定律
1. 英国物理学家焦耳做了大量的实验，确定了电流产生的热量与电流、
电阻和通电时间的关系。焦耳定律：电流通过导体产生的 跟
的二次方成正比，跟导体的 成正比，跟
成正比。 用公式表示为Q＝ 。
热量
电流
电阻
通电时间
I2Rt
【典例2】通过110 Ω电阻丝的电流是2 A，产生4 400 J的热量所用时间
为 s，电阻丝两端的电压是 V。
【变式2】在综合实践活动课上，小明用电烙铁焊接电路板，电烙铁温度
升高，利用了电流的 效应；若该电烙铁的额定电压是220 V，额定
功率是44 W，则电烙铁正常工作时电路的电流是 A，在额定电压
下通电10 min电烙铁产生 J热量。
10
220
热
0.2
26 400
知识点3 电流热效应的应用和控制
1. 电热的利用：生活中电流的热效应带来许多便利，例如电熨斗、热水
器、 、 等。
2. 电热的危害和防止：许多情况我们并不希望用电器的温度太高，例如
电脑发热、导线发热等，如果不及时散热会产生许多安全隐患。在使用
电器时，可以通过散热风扇、减少遮盖、 等方式散热。
3. 当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，则Q＝W＝
＝ 。
电饭锅
电热棒
通风散热
Pt
UIt
重难点拨 电功W与电热Q：纯电阻电路中Q＝W＝UIt，非纯电阻电路
中Q＜W
【典例3】将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇和一床电热毯，接
入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是( B )
A. 电风扇产生的热量多
B. 电热毯产生的热量多
C. 二者产生的热量一样多
D. 无法比较二者产生的热量
B
【变式3】某电动机上标有“220 V 2 A”，它的线圈电阻为5 Ω，当它
正常工作1 min后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没
有其他能量的损失，则得到多少的机械能？
解：正常工作1 min后，消耗的电能
W＝UIt＝220 V×2 A×60 s＝2.64×104 J
线圈中产生的热量
Q＝I2Rt＝(2 A)2×5 Ω×60 s＝1.2×103 J
如没有其他能量的损失，则得到的机械能
W机械＝W－Q＝2.64×104 J－1.2×103 J＝2.52×104 J
答：(略)
解：正常工作1 min后，消耗的电能
W＝UIt＝220 V×2 A×60 s＝2.64×104 J
线圈中产生的热量
Q＝I2Rt＝(2 A)2×5 Ω×60 s＝1.2×103 J
如没有其他能量的损失，则得到的机械能
W机械＝W－Q＝2.64×104 J－1.2×103 J＝2.52×104 J
答：(略)
1. 电流通过导体时，将电能转化为 ，这种现象叫做
。
2. 当电阻和通电时间一定时， 。
当电流和通电时间相同时， 。
内能
电流的热
效应
电流越大，所产生的热量越多
电阻越大，所产生的热量越多
3. 焦耳定律：电流通过导体产生的 与 的二次方成正
比，跟导体的 成正比，跟 成正比。 用公式表示为
Q＝ 。
4. 当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，则Q＝W＝
。
热量
电流
电阻
通电时间
I2Rt
Pt＝
UIt
1. 将规格都是“220 V 180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，
分别接入家庭电路中。如果它们正常工作，在相同的时间内( C )
A. 电热毯消耗的电能最多 B. 电冰箱产生的热量最多
C. 三者消耗的电能一样多 D. 三者产生的热量一样多
2. 用电压恒为3 V的电源给一小电动机供电使其转动，已知小电动机线圈
的电阻为1 Ω，1 min内小电动机消耗电能为36 J，则通过电动机的电流
是 A，1 min内电动机线圈放出的热量为 J，1 min内输出
的机械能为 J。
C
0.2
2.4
33.6
3. 如图甲、乙是“探究通电导体产生热量与哪些因素有关”的实验装
置，两个透明容器中密封着等质量的空气。
(1)观察图甲左、右两侧U形管的液面高度差，分析实验现象可得电阻丝
R1和R2的大小关系是R1 R2；
(2)图乙所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与
的关系。
＜
电流大小
4. 如图所示是探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验装置。
(1)图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不
同的电阻丝，此装置可探究电流产生的热量与 的关系。
电阻
(2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外并联一个阻值
相同的电阻，若图乙中两U形管内液面上升的高度相同，则故障可能
是 。排除故障后通电相同时间，发现左侧U形
管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导
体的 越大，产生的热量越多。
外部并联的电阻断路
电流
(3)为了使图乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将容器外的电阻
换为阻值 (选填“大于”或“小于”)5 Ω的电阻。
(4)该实验中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。
小于
不是
(5)该实验中的U形管液面高度发生变化是因为 (填字母)。
A. U形管中液体的热胀冷缩造成的
B. 密闭容器中空气的热胀冷缩造成的
B
5. 如图所示，电源电压为3 V且不变。R1、R2为定值电阻，R1的电阻为10
Ω，闭合开关，电流表A的示数为0.5 A，求：
(1)电流表A1的示数；
解：(1)R1、R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1
测通过R1的电流。根据并联电路的电压特点可知，
R1、R2两端的电压等于电源电压3 V，即U1＝U2＝U＝
3 V
则电流表A1的示数I1＝＝＝0.3 A
解：(1)R1、R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1
测通过R1的电流。根据并联电路的电压特点可知，
R1、R2两端的电压等于电源电压3 V，即U1＝U2＝U＝3 V
则电流表A1的示数I1＝＝＝0.3 A
(2)R2的阻值；
解：(2)通过R2的电流I2＝I－I1＝0.5 A－0.3 A＝ 0.2 A，
则R2阻值R2＝＝＝15 Ω
解：(3)通电1 min，R1上产生的电热Q＝W＝U1I1t＝
3 V×0.3 A×60 s＝54 J
答：(略)
(3)通电1 min，R1上产生的电热。(共32张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.3 用电器的正确使用
2022年课程标准 学习目标
结合实例，了解电
功和电功率。知道
用电器的额定功率
和实际功率。 1.基于电功率的原理设计实验电路图。
2.会使用滑动变阻器调节灯泡两端电压的大小，使
灯泡两端电压达到额定电压，体验灯泡电功率随它
两端电压的变化而变化的规律；通过观察了解灯泡
亮度与实际功率的关系。
知识点1 额定电压与额定功率
1. 问题：不同用电器的电功率一般不相同，同一个用电器在不同的电压
下工作，它的电功率总是一样的吗？
2. 演示： 图甲中小灯泡的螺口位置标有“2.5 V”，意思是小灯泡应在
2.5 V电压下工作。如图乙所示，我们用滑动变阻器控制小灯泡两端的电
压，使小灯泡两端的电压分别等于、低于和略高于2.5 V，观察小灯泡的
亮度。
3. 小结：在不同的电压下，同一个小灯泡的亮度不同，小灯泡的电功率
随它两端的电压改变而改变。
(1)额定电压U额：用电器 时两端的电压。
(2)额定功率P额：用电器在 下工作时的电功率。
(3)实际电压U实： 加在用电器两端的电压。
(4)实际功率P实：用电器在 下工作时的电功率。
正常工作
额定电压
实际
实际电压
【典例1】某同学用电力节能监测仪测得电热水壶接在家庭电路中工作20
s，通过电热水壶的电流为7.8 A，它两端的电压223 V，请你求出此时电
热水壶的电功率。
解：电热水壶的功率
P＝UI＝223 V×7.8 A＝1739.4 W
答：(略)
解：电热水壶的功率
P＝UI＝223 V×7.8 A＝1739.4 W
答：(略)
【变式1】根据图中所示的两盏白炽灯的铭牌，可以知道：
(1)甲灯上的参数“100 W”意思是
。
(2)二者均正常发光时，甲灯的电阻 (选填“大于”“小于”或
“等于”)乙灯的电阻。
(3)二者均正常发光半小时，甲灯消耗的电能是乙灯的 倍。
甲灯在额定电压220 V下，正常工作
的额定功率为100 W
小于
4
知识点2 测量小灯泡的电功率
实验
设计 分别使小灯泡两端的电压小于、等于、大于额定电压， 观察小灯泡亮度的变化。
实验
原理 根据公式P＝UI即可计算出小灯泡消耗的电功率。
实验
设计 按图甲所示的实验电路用笔画线代替导线完成图乙中的电路连接。
实验
器材 电源、开关、导线若干、小灯泡(额定电压是2.5 V)、电压表、电
流表和滑动变阻器。
实验
步骤
断开
阻值最大处
滑动变阻器
的滑片
实
验
步
骤 4.继续调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压等于它的额定
电压 ，记录此时电压表和电流表的示数，并观察小灯泡
的亮度情况，填在表格中。
5.再次调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压大于它的额定
电压(约为额定电压的 1.2倍)，记录此时电压表和电流表的示数，
并观察小灯泡的亮度情况，填在表格中。
6.断开开关，利用公式P＝UI计算小灯泡在不同电压下的实际电
功率，将数值填入表格中。
2.5 V
数
据
记
录 记录表格：
实验 条件 小灯泡的额定电压U额 ＝ 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的实际功率P/W 小灯泡的亮度
U实＜U额
U实＝U额
U实＞U额
2.5 V
评
估
交
流 实验分析：
①当小灯泡两端的电压等于额定电压时，实际功率 (选填
“＞”“＝”或“＜”)额定功率，发光亮度正常；
②当小灯泡两端的电压小于额定电压时，实际功率 (选填
“＞”“＝”或“＜”)额定功率，发光亮度较 (选填“暗”
或“亮”)；
③当小灯泡两端的电压大于额定电压时，实际功率 (选填
“＞”“＝”或“＜”)额定功率，发光亮度较 (选填“暗”
或“亮”)。
＝
＜
暗
＞
亮
实验
结论 小灯泡两端的实际电压越低，小灯泡的实际功率越 ，小灯
泡的亮度越 ，可见小灯泡的亮度与小灯泡的
有关。
小
暗
实际功率
【典例2】在“测量小灯泡的电功率”实验中，所用器材如图乙所示，已
知小灯泡上标有“3.8 V”字样，小灯泡正常发光时的电阻约为10 Ω。
(1)请在图甲的虚线框里设计出实验电路图，然后对照电路图连接图乙中
的实物电路。要求：向右移动滑片时小灯泡变暗。
(2)在连接电路时，若不小心把电流表与电压表的位置交换连接了，则闭
合开关后会造成 (填字母)。
A. 电流表烧坏 B. 电压表烧坏
C. 小灯泡烧坏 D. 小灯泡不亮
(3)小聪正确连接电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表无示数，电
压表示数接近电源电压，则故障原因可能是 。
D
小灯泡断路
(4)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，记录的数据如下表，请将表头
补充完整，并根据数据回答下列问题：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 0.5 1 1.5 2 3 3.8 4.5
0.16 0.2 0.22 0.25 0.28 0.3 0.32
发光情况 不发光 微光 暗 较亮 亮 明亮 强烈发光
①第1次实验小灯泡不发光的原因是 。
电流I/A
实际功率P/W
小灯泡的实际功率太小
②在本实验中，判断小灯泡是否正常发光的依据是
。通过上表数据，可计算出小灯泡的额定功率为 W。
③由表中数据还可得出结论：小灯泡的亮度与 有关，其数
值越大，小灯泡的亮度越 。
电压表的示数为3.8
V
1.14
实际功率
大
④小马在和小聪一起进行实验时，他根据第2次实验数据计算出小灯泡的
电阻R＝＝＝5 Ω，再计算出小灯泡的额定功率P＝＝＝
2.888 W。请对小马的方法作出评价：小灯泡的额定功率 (选填
“大于”“小于”或“等于”)2.888 W，理由是
。
小于
小灯泡的电阻会随着
两端电压的增大而增大
【变式2】如图甲所示的电路中，小灯泡的额定电压为3.8 V，电源电压
恒为6 V。
(1)闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某处时，电压表示数如图乙所
示，若想测量小灯泡正常发光时的电阻和电功率，
应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或
“右”)端移动，直至电压表的示数为 V，
(2)此时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额
定功率为 W。
右
3.8
1.14
(3)若电压表的0～15 V量程已损坏，只能使用0～3 V量程，其他器材
不变，如何测出小灯泡的额定功率？在虚线框中画出你设计的实验电
路图。
【变式2】如图甲所示的电路中，小灯泡的额定电压为3.8 V，电源电压
恒为6 V。
1. (1)额定电压U额：用电器 时两端的电压。
(2)额定功率P额：用电器在 下工作时的电功率。
(3)实际电压U实： 加在用电器两端的电压。
(4)实际功率P实：用电器在 下工作时的电功率。
2. 小灯泡的亮度与小灯泡的 有关。小灯泡两端的实际电压
越低，小灯泡的实际功率越 ，小灯泡的亮度越 。
正常工作
额定电压
实际
实际电压
实际功率
小
暗
1. 小叶在更换灯泡时发现灯泡上标有“220 V 40 W”的字样，下列说
法正确的是( B )
A. 该灯泡只能在220 V的电压下工作
B. 该灯泡的额定功率是40 W
C. 该灯泡的实际功率一定是40 W
D. 灯泡发光时的亮度由额定功率决定
B
2. 甲、乙两个电灯的铭牌上分别标有“220 V 25 W”和“220 V 100
W”的字样，下列说法正确的是( B )
A. 甲灯的实际功率一定是25 W
B. 两灯均正常发光时，甲灯灯丝的电阻较大
C. 两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
D. 将乙灯接入110 V的电路中，它的实际功率为50 W
B
3. 甲、乙两个小灯泡的铭牌上分别标有“12 V 6 W”和“6 V 12 W”
字样，使用过程中每个小灯泡的电阻均不变，若两灯都正常发光，
则 (选填“甲”或“乙”)灯会更亮一些，该小灯泡的电阻
为 Ω；若把两灯串联在8 V电压下，则 (选填“甲”或“乙”)
灯会更亮一些。
乙
3
甲
4. 如图所示，灯泡L1标有“6 V 3 W”，L2标有“6 V 2 W”字样，电
源电压为6 V恒定不变。闭合开关S，则甲、乙两电路中通过灯泡L1的电
流之比I1∶I'1＝ ；甲电路中灯泡L2的实际功率 (选填“大
于”“等于”或“小于”)乙电路中灯泡L2的实际功率。(忽略温度对灯丝
电阻的影响)
2∶5
小于
5. 如图是一台具有保温功能的电热水壶及其铭牌。将该电热水壶接入家
庭电路使用，求：
(1)该电热水壶在额定电压下对水加热时的电阻；
解：(1)该电热水壶在额定电压下对水加热时的电阻
R＝＝＝24.2 Ω
解：(1)该电热水壶在额定电压下对水加热时的电阻
R＝＝＝24.2 Ω
(2)在额定电压下保温时通过电热水壶的电流；
解：(2)在额定电压下保温时通过电热水壶
的电流I保温＝＝＝0.1 A
(3)在额定电压下加热5 min消耗的电能；
解：(3)在额定电压下加热5 min消耗的电能
W＝P加热t＝2 000 W×5×60 s＝6×105 J
5. 如图是一台具有保温功能的电热水壶及其铭牌。将该电热水壶接入家
庭电路使用，求：
(4)某次电热水壶实际工作电压为198 V，电热水壶在加热时的实际功率。
解：(4)实际功率P实＝＝＝1 620 W
答：(略)
6. 两只小灯泡L1和L2的额定电压均为6 V，它们的U－I图像如图所示。
根据图像信息下列判断正确的是( C )
A. L1的阻值为12 Ω且不变
B. L2的额定功率为3 W
C. 若将它们并联在电压为6 V的电源两端，电路的总电阻为4 Ω
D. 若将它们串联在电压为8 V的电源两端，电路的总功率为4.8 W
C
7. 物理兴趣小组利用以下器材测量小灯泡的额定功率，利用一个电压可
调的稳压电源(电源电压调为6 V)、小灯泡(标有“2.5 V 0.6 W”字
样)、滑动变阻器(标有“60 Ω 2 A”字样)、电流表、电压表、开关、导
线若干。
(1)在实验前检查仪器时，发现电流表的指针如图乙所示，则接下来的操
作是 。
对电流表校零
(2)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑动变阻器的
滑片向左移动，小灯泡变亮。
7. 物理兴趣小组利用以下器材测量小灯泡的额定功率，利用一个电压可
调的稳压电源(电源电压调为6 V)、小灯泡(标有“2.5 V 0.6 W”字
样)、滑动变阻器(标有“60 Ω 2 A”字样)、电流表、电压表、开关、导
线若干。
(3)正确连接电路后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，
电压表无示数，你认为造成这一现象的原因可能是 (填字母)。
A. 电流表断路 B. 小灯泡短路
C. 小灯泡灯丝断了 D. 滑动变阻器短路
A
(4)排除故障后，小明移动滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数
据，填入他自己设计的表格中。
次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 2 0.34
2 2.5
3 3 0.44
①请指出这个表格设计不合理的地方：
；
②当小灯泡两端电压为2.5 V时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡此
时的电功率为 W，小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由
是 。
表中设置了“平均电功率
/W”一栏
0.75
额定电压下小灯泡消耗的实际功率大于额定功率
8. 把规格为“20 Ω 1 A”的滑动变阻器R与“8 V 4 W”的小灯泡L按
如图所示连接在总电压恒为9 V的电路中。电流表和电压表选择的量程分
别为“0～0.6 A”和“0～3 V”，要求闭合开关S后，两电表的示数均不
超过所选量程的最大测量值(忽略灯丝电阻的变化)，则电路中电流的范围
为 ，滑动变阻器可调节的范围为 ，电路消
耗的电功率最大为 W。
0.375～0.5 A
2～8 Ω
4.5 (共16张PPT)
第十五章 电能与电功率
第十五章 电能与电功率 章末复习
【重点知识提炼】
一、电能 电功
1. 电能、电功的单位有 、 ：其中1 kW·h
＝ J。
千瓦·时(kW·h)
焦耳(J)
3.6×106
2. 电能表是测量 的仪表。如图所示，电能表的读数为
；其额定电压为 V；“10(40) A”表示这个电能表的基本
电流为 A，额定最大电流为 A。电能表工作
时的电流不应超过 电流；“3 000 r/(kW·h)”
表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电
能，电能表上的转盘转过 转；“50 Hz”表示这
个电能表在频率为 Hz的交流电路中使用。
电能
4 353.6
kW·h
220
10
40
额定最大
3 000
50
3. 电能转化为其他形式的能的过程就是 的过程。计算公
式： 。
电流做功
W＝UIt
二、电功率
1. 在物理学中，用电功率表示 ，电功率的单位
是 ，单位符号是 。1 kW＝ W＝ mW。
2. 计算公式： 和 。
电流做功的快慢
瓦特
W
103
106
P＝UI
P＝
三、用电器的正确使用
1. 测量用电器的电功率时，可用电流表和 测出，其原理式为
P＝ 。也可用电能表和 测出，其原理式为P＝。
2. 用电器正常工作时的电压叫做 ，此时用电器消耗的电功
率为 ，用电器实际工作时消耗的功率为 ，灯
泡通电时的亮度由它的 决定。
电压表
UI
秒表
额定电压
额定功率
实际功率
实际功率
四、焦耳定律
1. 电流的热效应：电能转化为 。
2. 实验方法： 和 。
内能
控制变量法
转换法
3. 实验(如图)表明：电流通过导体时产生的热量，跟
成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。即Q
＝ 。这就是著名的焦耳定律。
4. 电热器是利用电流的 制成的加热设备。
电流的二次方
电阻
通电时间
I2Rt
热效应
【典例解题提升】
1. 小明家近期的用电量如图甲，居民用电阶梯收费标准如表。
分档 单价(元/度) 标准
一 0.6 ≤200度
二 0.64 200～400度
三 0.9 ≥400度
(1) 小明家12月需缴电费 元。
120
(2)小明测量空调制热时的功率，在10 ℃室内将空调单独接入电能表，如
图乙，使空调开始制热， 观察到脉冲灯在15 min内闪烁了600次， 则空
调消耗的电能为 kW·h，平均功率为 W，按照这个功率
工作8小时，消耗的电能是 。
0.5
2 000
16 kW·h
(3)再将空调接入监测仪，示数如图丙， 图中显示空调工作电流
为 A， 是否超出图乙电能表的额定最大电流？ (选填“是”
或“否”)。
20
否
(4)将空调切换到制冷模式，发现脉冲灯闪烁速度变慢，说明空调制冷时
比制热时 (选填“消耗电能较小”“消耗电能较慢”或
“效率较低”)。
消耗电能较慢
2. 同学们做“测小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为6 V的电
源、额定电压为2.5 V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电
表、开关和导线。图甲是小强没有连接完的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。
(2)有一名同学在连接好电路，闭合开关以后，发现电流表的指针几乎不
动，小灯泡不亮，电压表的读数接近电源电压，其原因可能是
。
(3)另一名同学在连接好电路后，闭合开关，小灯泡很亮，且移动滑片
时，电流表、电压表读数均无变化，其原因是
。
小灯泡
断路
将滑动变阻器上面两个
接线柱接入电路中
(4)通过移动滑片，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘
制成了如图乙所示的U－I图像。根据U－I图像提供的信息，可计算出小
灯泡的额定功率是 W。
0.5
3. 智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶(图甲)。某品牌智
能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻R1和R2是阻值恒定的电热
丝，单刀双掷开关S2可接a或b，再通过开关S1的通断，实现“高、中、
低”三种挡位的调节，其中低温挡的功率为20 W，电阻R2为1 210 Ω。
(1)座圈加热时，把电能转化为 能；
内
(2)当开关S1闭合、S2接a时，该座圈的电路相当于下列选项中的 ；
(3)1千瓦时的电能可供该座圈在低温挡工作多少小时？
C
解：(3)低温挡功率为20 W，1千瓦时的电能可
供该座圈在低温挡工作的时间
t＝＝＝＝50 h
(4)该座圈处于中温挡工作时的电功率为多少？
解：(3)低温挡功率为20 W，1千瓦时的电能可供该座圈在低温挡工作的
时间
t＝＝＝＝50 h
解：(4)低温挡的功率为20 W，电阻R1、R2串联接入电路，电路的总电阻
R总＝＝＝2 420 Ω
电阻R2为1 210 Ω，则电阻R1的电阻
R1＝R总－R2＝2 420 Ω－1 210 Ω＝1 210 Ω
该座圈处于中温挡时，S1闭合，S2接b，电阻R2处于短路状态，
只有电阻R1接入电路工作，工作时的电功率
P中＝＝＝40 W
答：(略)
【科技与物理】
4. 阅读短文，完成下列问题。
超导体
各种金属导体中，银的导电性能是最好的。20世纪初，科学家发现，某些物质在很低的温度时，如铝在－271.76 ℃以下，铅在－265.95 ℃以下，电阻就变成了0，这就是超导现象。金属和合金出现超导现象的临界温度都很低。1987年，华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇—钡—铜—氧系材料，使临界温度提高到90 K(－183.15 ℃)。在高温超导研究领域，我国科学家作出了先驱性和开创性的贡献，持续推动了国际高温超导研究的发展。如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、远距离输电等方面若能采用超导材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
(1)超导材料达到一定条件时，其电阻就能降到 Ω，此时，若超导体
通过100 A的电流，超导体两端电压为 V，1 min时间内超导体产生
的热量为 J。
(2)在低于－271.76 ℃的环境中的铝的内能 (选填“等于”或
“大于”)零。
(3)在南极气温低至－88.3 ℃的自然环境下，钇—钡—铜—氧系材料
(选填“可以”或“不可以”)成为超导体。
0
0
0
大于
不
可以 (共20张PPT)
第十五章 电能与电功率
专题 挡位问题
2022年课程标准 学习目标
理论联系实际，提高学生分析问题、解决
问题的能力。例如：通过解决生产生活中
的具体问题，使学生了解电功、电功率及
焦耳定律等知识，形成将物理知识与生产
生活相联系的意识。 1.知道电热器在不同的挡
位工作时电功率不同。
2.结合串并联电路特点、
电功、电功率公式进行综
合计算。
电热器工作时将电能转化为内能，根据实际需要往往要设计不同挡
位。电热器的高低挡指的是不同“功率”，电功率大的为高挡位，电功
率小的为低挡位。在电源电压不变的情况下，通过改变电路的总电阻从
而改变用电器的总功率，实现高、中、低挡之间的转换，通常是通过电
阻短路或改变电路连接方式等方法实现的。
【总体思路】
由P＝UI和I＝可得，P＝，一般情况下，电源总电压是不变的，观察
电路中总电阻的变化，从而判断出电路中总功率的变化，进而确定电路
的高、中、低挡。
1. 电热器加热时(高温挡)，电功率P较大，由于电压U一定，则R较小。
2. 电热器保温时(低温挡)，电功率P较小，由于电压U一定，则R较大。
【典例分析】
(一)关于串联(短接)电路类的挡位问题的解题思路
①两开关均闭合，R1被 ，只有R2接入电路，总电阻较 ，
总功率较 ，处于 挡位；
②只闭合开关S，R1、R2串联接入电路，总电阻较 ，总功率
较 ，属于 挡位。
短路
小
大
高
大
小
低
1. 小明家里新买了一台空气炸锅，如图甲所示，它主要由电动机带动的
电风扇和电热丝组成。工作时电热丝将空气加热，利用高温空气来代替
食用油，通过高功率的风扇，使高温空气在一个密闭空间内形成循环热
流，通过热流使食物迅速变熟，实现“无油烹饪，更加健康”。
产品技术参数 频率 50 Hz
风扇电动机功率 110 W
额定电压 220 V
电热丝功率 低温挡 440 W
高温挡 1 210 W
(1)这个空气炸锅有两个挡，图乙是它的电路图，技术参数如表。则高温
加热时开关S应 (选填“断开”或“闭合”)，此时，R1和R2的工
作状态为 (选填“R1和R2串联工作”或“R1单独工作”)
闭合
R1单独工作
产品技术参数 频率 50 Hz
风扇电动机功率 110 W
额定电压 220 V
电热丝功率 低温挡 440 W
高温挡 1 210 W
(2)R2的阻值是多少？
解：(2)高温加热时，仅有R1接入电路，则R1的阻值
R1＝＝＝40 Ω
低温加热时，R1和R2串联接入电路，则电路的总阻值
R总＝＝＝110 Ω
R2的阻值R2＝R总－R1＝110 Ω－40 Ω
＝70 Ω
(3)空气炸锅高温加热时，10 min消耗的总电能是多少？
解：(3)已知t＝10 min＝600 s，
空气炸锅高温加热时，电路的总功率：
P总＝P高＋P风扇＝1 210 W＋110 W＝1
320 W，
10 min消耗的总电能W＝P总t＝1 320
W×10×60 s ＝7.92×105 J
答：(略)
解：(3)已知t＝10 min＝600 s，
空气炸锅高温加热时，电路的总功率：
P总＝P高＋P风扇＝1 210 W＋110 W＝
1 320 W，
10 min消耗的总电能W＝P总t＝1 320
W×10×60 s ＝7.92×105 J
答：(略)
2. 某家用电饭锅内部电路原理图如图甲，有加热和保温两种状态，图乙
是电饭锅某次煮饭过程中电流I随时间t的变化图像。当开关S置于“1”
时，电饭锅处于 状态，电阻R1的阻值为 Ω，电路的电功
率为 W；该煮饭过程中，电饭锅消耗的电能为 J；
当开关S置于“2”时，R2的电功率为 W。
加热
55
880
7.92×105
165
(二)关于并联电路类的挡位问题的解题思路
①两开关均闭合，两电阻并联，总电阻较 ，总功率较 ，处
于 挡位；
②只闭合开关S1，只有R1接入电路，总电阻较 ，总功率
较 ，处于 挡位。
小
大
高
大
小
低
3. 小明家的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内
水温达到92 ℃时开关S1自动断开，处于保温状态；当水温降至一定温度t
时，开关S1又闭合重新加热。饮水机的铭牌数据与电路原理图如下。
(1)求正常加热时通过饮水机的电流。
解：(1)正常加热时通过饮水机的电流
I加热＝＝＝2 A
解：(1)正常加热时通过饮水机的电流
I加热＝＝＝2 A
热水箱水量 2 kg
额定电压 220 V
加热时功率 440 W
保温时功率 40 W
(2)求电阻R1、R2的阻值。
解：(2)当只闭合开关S，只有R1工作时，饮水机处
于保温状态，电阻R1的阻值
R1＝＝＝1 210 Ω
当闭合开关S和S1，R1和R2同时工作时，饮水机处
于加热状态，此时电阻R2的电功率
P2＝P加热－P保温＝440 W－40 W＝400 W
电阻R2的阻值R2＝＝＝121 Ω
解：(2)当只闭合开关S，只有R1工作时，饮水机处
于保温状态，电阻R1的阻值
R1＝＝＝1 210 Ω
当闭合开关S和S1，R1和R2同时工作时，饮水机处
于加热状态，此时电阻R2的电功率
P2＝P加热－P保温＝440 W－40 W＝400 W
电阻R2的阻值R2＝＝＝121 Ω
热水箱水量 2 kg
额定电压 220 V
加热时功率 440 W
保温时功率 40 W
(3)在无人取水情况下，饮水机重新加热一次的时间为7 min。加热一次消
耗的电能是多少？重新加热前的水温t是多少？[不计能量损失，c水＝
4.2×103 J/(kg·℃)]
解：(3)加热一次消耗的电能W＝P加热t＝440
W×7×60 s＝1.848×105 J
温度的变化量Δt＝＝＝
＝22 ℃
重新加热前的水温t＝92 ℃－22 ℃＝70 ℃
答：(略)
解：(3)加热一次消耗的电能W＝P加热t＝440
W×7×60 s＝1.848×105 J
温度的变化量Δt＝＝＝
＝22 ℃
重新加热前的水温t＝92 ℃－22 ℃＝70 ℃
答：(略)
热水箱水量 2 kg
额定电压 220 V
加热时功率 440 W
保温时功率 40 W
4. 电炖锅及其简化电路如图所示，其铭牌上标有“220 V 1 200 W”字
样，其中R1＝242 Ω，电炖锅达到预定时间时，会自动断开开关S2，从加
热状态进入保温状态。电炖锅在保温状态时的功率为 W，电热丝
R2的阻值为 Ω。若不考虑热损失，加热7 min，可将 kg
比热容为4×103 J/(kg·℃)的食材从40 ℃加热到100 ℃。
200
48.4
2.1
(三)关于可串可并电路类的挡位问题的解题思路
①断开开关S1，开关S2接A，电阻R1和R2串联接入电路，总电阻
最 ，总功率最 ，处于 挡位；
②闭合开关S1，开关S2接B，电阻R1和R2并联接入电路，总电阻
最 ，总功率最 ，处于 挡位；
③只闭合开关S1，开关S2接A，只有R1接入电路，总电阻处于R并和R串之
间，电路处于 挡位。
大
小
低
小
大
高
中
5. 如图甲是超超家的多功能养生壶，图乙是其内部简化电路图，下表是
其相关参数。
项目 参数
电源电压/V 220
低温挡功率/W 275
中温挡功率/W 550
高温挡功率/W 1 100
容积/L 1
(1)求养生壶处于低温挡工作时，电路中的电流。
解：(1)养生壶处于低温挡工作时，电路中的电流
I低温＝＝＝1.25 A
(2)求R1的阻值。
解：(2)只闭合开关S1，开关S2接A时，只有R1接入电路，电路处于中温
挡，则R1的阻值
R1＝＝＝88 Ω
5. 如图甲是超超家的多功能养生壶，图乙是其内部简化电路图，下表是
其相关参数。
解：(3)养生壶消耗的电能
W＝＝＝ kW·h＝8.8×104 J
此时养生壶的实际功率：P实＝＝＝704 W
养生壶处于高温挡工作时，电路的总电阻R并＝＝＝44 Ω
此时超超家的实际电压U实＝＝＝176 V
答：(略)
(3)超超家的电能表上标有“3 600 r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用
电器都断开，仅让该养生壶在高温挡下工作，观察到125 s 内电能表的转
盘转了88 转，求此时养生壶的实际功率和超超家的实际电压。
6. 如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低
三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”“1和2”“2和3”或“3
和4”接线柱上。正常工作时，R1＝242 Ω，R2＝60.5 Ω。当开关置于3和
4时，处于 (选填“高温挡”“中温挡”或“低温挡”)，此挡位
的功率为 W。
高温
1 000 (共20张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.2 电功率
2022年课程标准 学习目标
结合实例，了解电
功率。 1.结合实例理解电功率的概念，知道电功率的物理
意义。
2.能运用电功率的公式进行简单的计算。
3.会对热机效率和电功率的概念进行对比理解。
知识点1 认识电功率
1. 问题：观察下列手机的充电器，你知道“30 W”“90 W”“120 W”
这些数字各代表什么吗？哪种型号的充电器充电速度更快？
2. 分析：这些数字表示的是用电器的电功率。相比于“30 W”和
“90 W”的充电器，“120 W”的充电器充电速度更快。手机充电
时，将电能转化为电池的化学能，说明“120 W”的充电器将电能转
化为化学能的速度更快，即电流做功的速度更快。因此电功率表示电
流做功的快慢。
3. 小结：在物理学中用电功率表示电流做功的快慢。电功率等于电功与
完成这些电功所用的时间之比。电功率公式：P＝。
4. 电功率的单位换算：1 kW＝ W，1 W＝ mW。
1 000
1 000
【典例1】下列关于电功率的说法中，正确的是( B )
A. 用电器的电功率越大，它消耗的电能越多
B. 用电器的电功率越大，它消耗电能越快
C. 用电器的电功率越大，它将电能转化为其他形式的能量的效率越高
D. 千瓦和千瓦·时都是电功率的单位
B
【变式1】“220 V 30 W”的LED灯和“220 V 8 W”的节能灯如图所
示，将两灯并联在220 V的电路中时，下列说法正确的是( D )
D
A. 两灯的亮度相同
B. 电流通过节能灯做功较快
C. 通过LED灯的电流每秒做功8 A
D. 节能灯消耗电能较慢
知识点2 影响电功率大小的因素
实验 探究灯泡的电功率与哪些因素有关
实验
设计 1.控制灯泡两端的电压相同，探究灯泡的电功率与通过灯泡的电
流的关系；
2.控制通过灯泡的电流相同，探究灯泡的电功率与灯泡两端的电
压的关系。
电路
图
实验
步骤 1.按图甲所示正确连接电路，观察灯泡的亮度和电流表的示数，
将数据记录到下面的表格中。
灯泡编号 电流I/A 灯泡亮度(选填“亮”或“暗”)
L1
L2
实验
步骤 2.按图乙所示正确连接电路，观察灯泡的亮度和电压表的示数，
将数据记录到下面的表格中。
实验
结论 电功率的大小与用电器两端的电压、通过用电器的电流有关。
灯泡编号 电流U/A 灯泡亮度(选填“亮”或“暗”)
L1
L2
1. 电功率的推导公式：将W＝UIt代入P＝，得P＝ 。
再将I＝代入，得P、U、R之间的关系P＝ ，P、I、R之间的关系P
＝ 。
UI
I2R
【典例2】某电视机的电功率是150 W(如图)，每天使用3 h，一个月用电
多少千瓦·时？(按30天计算，写出计算过程)
解：已知电视机的电功率P＝150 W＝0.15 kW，时间t＝3 h×30＝90 h
一个月内消耗的电能
W＝Pt＝0.15 kW×90 h＝13.5 kW·h
答：(略)
【变式2】1度电可以供一个25 W的灯泡正常发光多长时间？
解：时间t＝＝＝40 h
答：(略)
解：时间t＝＝＝40 h
答：(略)
1. 在物理学中，用电功率表示 ，用符号 表
示，它的单位是瓦特，简称瓦，符号是 。
2. 电功率公式：P＝，推导公式P＝ ＝ ＝ 。
3. 电功率的单位换算：1 kW＝ W，1 W＝ mW。
电流做功的快慢
P
W
UI
I2R
1 000
1 000
1. 小红研究了厨房中某电煮锅的说明书，该电煮锅具有加热和保温两挡
功能，其内部电路简化图如图所示，下列说法正确的是( C )
A. 只闭合开关S1时，电路处于加热挡
B. 只闭合开关S2时，电路处于保温挡
C. 同时闭合开关S1、S2时，电路处于加热挡
D. 同时闭合开关S1、S2时，电路处于保温挡
C
2. 某市场有甲、乙两个容积相同的电热水壶，分别标有“220 V 800
W”和“220 V 1 500 W”。为节省烧水时间，应选 (选填“甲”
或“乙”)电热水壶，理由是 。
3. 小张同学为了测量新买的电热水壶的实际电功率，在220 V的家庭电路
中关闭其他所有家用电器，只开启电热水壶，通电2 min观察参数为
“3000 r/(kW·h)”的电能表的转盘转了100转。则这段时间内电热水壶消
耗的电能为 J，电热水壶的电功率为 W。
乙
乙的电功率更大，电流做功更快
1.2×105
1 000
4. 如图所示，定值电阻R的阻值为20 Ω。闭合开关，通过定值电阻R的电
流为0.1 A，通过灯泡L的电流为0.2 A。求：
(1)此时灯泡L的电阻；
解：(1)电阻R两端的电压UR＝UL＝U＝IRR＝0.1 A×20 Ω＝
2 V，
此时灯泡L的电阻RL＝＝＝10 Ω
解：(1)电阻R两端的电压UR＝UL＝U＝IRR＝0.1 A×20 Ω＝2 V，
此时灯泡L的电阻RL＝＝＝10 Ω
(2)灯泡L的电功率；
解：(2)灯泡L的电功率PL＝UIL＝2 V×0.2 A＝0.4 W
(3)通电20 s，整个电路消耗的电能。
解：(3)干路中的电流I＝IR＋IL＝0.1 A＋0.2 A＝0.3 A
通电20 s，整个电路消耗的电能W＝UIt＝2 V×0.3 A×20 s
＝12 J
解：(3)干路中的电流I＝IR＋IL＝0.1 A＋0.2 A＝0.3 A
通电20 s，整个电路消耗的电能W＝UIt＝2 V×0.3 A×20 s＝12 J
答：(略)
4. 如图所示，定值电阻R的阻值为20 Ω。闭合开关，通过定值电阻R的电
流为0.1 A，通过灯泡L的电流为0.2 A。求：
5. 某品牌充电宝的铭牌如图所示，则该充电宝( C )
A. 充满电后，存储的电能是 1.8×106 J
B. 至少需要5.6 h才能充满电
C. 型号中“超快”指的是电功率大
D. type－C口的供电功率大于lightning口
C
6. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，移动滑动变阻
器的滑片，电流表的示数从0.5 A变为0.8 A，电压表的示数变化了3 V。
则该定值电阻R的阻值和其电功率的变化量为( D )
A. 5 Ω 0.9 W B. 6 Ω 1.5 W
C. 8 Ω 2.4 W D. 10 Ω 3.9 W
D
7. 如图甲是灯L和电阻R的I－U图像。将灯L和电阻R接入如图乙所示的
电路中，闭合开关S时，电流表的示数为0.3 A，则电路中的功率
为 W，一段时间内灯L和电阻R消耗的电能之比为 。若将
灯L和电阻R并联在3 V的电源两端，则二者的电功率之比为 。
1.2
1∶3
2∶1
