(共34张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.2 电功率
15.2 电功率
新知预习 导学
知识梳理
1.电功率
（1）定义：在物理学中，把电流在某段时间内所做的____与_________
的比叫做电功率。
（2）物理意义：表示电流做功的______。
（3）表示公式： _ __。
（4）单位：国际单位是____________，符号是___。常用的单位还有
______，_____ 。
功
这段时间
快慢
瓦特（瓦）
千瓦
2.影响电功率大小的因素
（1）电功率的大小与用电器两端的电压、通过用电器两端的电流有关。
电压相等时，电流越大，电功率就______；电流相等时，电压越____，
电功率就越大。
越大
高
（2）电功率的推导式： ____。
问题导思
1.我们已经知道 ，请你用所学的知识推算出这个结果。
答：若用电器的电功率为，则其工作 消耗的电能
，因 ，
，故 。
2.炎热天气吹电风扇时，要根据实际需要选择适当的挡位，不要总是调
到风速最高挡，这是通过哪种方法来节约电能的？
答：由公式 可知，用电器消耗的电能与电功率和工作时间有关。
在风速满足使用要求的情况下，尽量使用中挡或慢挡，此时电风扇的电
功率较低，是通过减小电功率的方法来节约电风扇的耗电量。
15.2 电功率
重点直击 导析
典例精析
知识点1 电功率
图15-2-1
例1 一款插电式电加热饭盒如图15-
2-1甲所示。关闭家中其他用电器，
让装有粥的饭盒单独工作 ,家
中如图15-2-1乙所示的电能表的转
盘转了120转,则电加热饭盒的电功
率为_____ 。允许接在该电能表下
用电器的最大总功率为_______ 。
图15-2-1
【解析】电加热饭盒消耗的电能
，工作时间
,则电加热饭盒的
电功率
由电能表参数可知，工作电压为，额定最大电流为 ，则允许
接在该电能表下用电器的最大总功率
。
。
典例精析
知识点1 电功率
图15-2-1
例1 一款插电式电加热饭盒如图15-
2-1甲所示。关闭家中其他用电器，
让装有粥的饭盒单独工作 ,家
中如图15-2-1乙所示的电能表的转
盘转了120转,则电加热饭盒的电功
率为_____ 。允许接在该电能表下
用电器的最大总功率为_______ 。
400
4 400
针对训练
1.小源买了一盏家用 台灯，该台灯的电线插头直接接入家中插座后，
正常工作时的电流约为 ，则其正常工作时的电功率约为( )。
A
A. B. C. D.
2.小明所住的小区以熄灯一小时的方式参与“地球一小时”环保活动。若
活动开始前，小区里共有20 000个功率为的 灯在使用，则该活
动中关闭这些灯共节约电能_____,这些电能可供一台 的
洗衣机正常工作_____ 。
100
200
知识点2 串联、并联电路中电功率的综合计算
图15-2-2
例2 图15-2-2是某电热水壶内部电加热器的电路，它
有“加热”和“保温”两种功率挡位，开关 断开时，电水
壶处于“______”挡。已知该电热水壶处于“加热”挡时，
通电可使标有 的电能表指示
灯闪烁120次，则消耗的电能为____ 。若电热水
壶“保温”挡的功率为，则______ 。
图15-2-2
【解析】当开关断开时，和 串联，电路的总电
阻较大，由 可知此时电路的总功率较小，
电热水壶处于“保温”挡；当开关闭合时，电路为
的简单电路，电路的总电阻较小，由 可知
此时电路的总功率较大，电热水壶处于“加热”挡。电
能表的指示灯闪烁120次，则电热水壶通电 消耗的电能
，“加热”挡的功率
，由
可得 。已知电热水壶
“保温”挡的功率为，则由可得和 串
联的总电阻 ，则
。
图15-2-2
知识点2 串联、并联电路中电功率的综合计算
图15-2-2
例2 图15-2-2是某电热水壶内部电加热器的电路，它
有“加热”和“保温”两种功率挡位，开关 断开时，电水
壶处于“______”挡。已知该电热水壶处于“加热”挡时，
通电可使标有 的电能表指示
灯闪烁120次，则消耗的电能为____ 。若电热水
壶“保温”挡的功率为，则______ 。
保温
0.1
435.6
针对训练
3.某型号电饭煲有加热和保温功能，图15-2-3甲为其内部电路原理图，
图15-2-3乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像。电饭煲处于大
功率加热状态时，开关 应接触触点___（选填“1”或“2”）；电饭煲处于
低功率保温状态下，消耗__________ 的电能。
图15-2-3
图15-2-3
【解析】由题图甲可知，开关 接
触点1时，电路为 的简单电路，
电路中的总电阻较小；开关 接触
点2时，与 串联，电路中的总
电阻较大。由可知，开关 接
触点1时，电路消耗的电功率较大，电饭煲处于加热状态。由题图乙可
知，保温状态下电饭煲的功率为，保温状态下电饭煲 消耗的
电能 。
针对训练
3.某型号电饭煲有加热和保温功能，图15-2-3甲为其内部电路原理图，
图15-2-3乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像。电饭煲处于大
功率加热状态时，开关 应接触触点___（选填“1”或“2”）；电饭煲处于
低功率保温状态下，消耗__________ 的电能。
1
图15-2-3
15.2 电功率
素养达标 导练
基础巩固
1.下列各物理量的单位中，不属于电功率的单位是( )。
D
A. B. C. D.
2.下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最大的是( )。
D
A.计算器 B.手电筒 C.电子手表 D.空调
3.某电暖器工作时具有低温挡和高温挡两个挡位，低温挡和高温挡的电
功率分别为和 。与使用低温挡相比，使用高温挡时电暖
器( )。
C
A.消耗的电能一定多 B.电流做功一定多
C.电流做功一定快 D.转化的内能一定多
4.智能手机频繁使用时消耗电能很快，当手机“电量”所剩无几时，通常
可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，其实现的途径应是( )。
B
A.降低散热能力 B.减小电流 C.增大电池电压 D.增加总功率
【解析】由可得，一定时，要延长使用时间 ，则需减
小总功率；电源电压不变，由 可知，需减小电路中的电流。
5.当某导体两端的电压是时，通过的电流是 。当该导体两端的
电压减小到 时，通过它的电流为____A，此时该导体消耗的电功率为
____ 。
0.3
1.8
6.某市在灯光夜景改造工程中，给大桥换上了300盏新型 灯，灯的电
功率由原来的变成了。若这些夜景灯每天工作 ，则一个月
（按30天计算）节省的电能为_____ ，节省下的电能可使电功率为
的电热水壶正常工作_____ 。
405
405
能力提升
7.（多选）发光二极管 为一种常见的发光体，如图15-2-4所示的电
子广告屏是由许多相同的并联组成的，由电脑独立控制每一个
的亮暗。由于许多显示屏需滚动显示内容， 工作的个数也在不停地
发生变化，整个显示屏在工作过程中发生变化的物理量有( )。
图15-2-4
A.电源电压
B.插头处的电流
C.整个显示屏的功率
D.整个显示屏在相同工作时间内的耗电量
图15-2-4
【解析】我国家庭电路中的电压通常保持 不变，
故A不符合题意。各个灯是并联的，则各个
灯两端的电压均等于电源电压，当 工作的个数
发生变化时，即电路中工作支路的数量发生改变，
则各支路电流之和发生改变，干路电流（插头处的
【答案】BCD
电流）发生改变，故B符合题意。电压不变，电流改变，由 可知
显示屏的功率改变，故C符合题意。由 可知，功率改变，显示屏
在相同时间内的耗电量改变，故D符合题意。
图15-2-5
8.在图15-2-5所示的电路中，电源电压不变，电阻
， ， 。当开关
闭合，、断开时，电流表的示数为 ，则电
源电压为___。整个电路的最大电功率为_____ 。
图15-2-5
【解析】当开关闭合，、断开时，与 串
联， 没有接入电路，电流表测电路中的电流，
由 可得，电源电压
。由
可知，电源电压不变，当电路中的总电阻最
小时，总功率最大。由题图可知，当开关、、都闭合时，和
并联，由“并联电路的总电阻小于任一分电阻”可知，此时电路的总电阻
是最小的，则最大功率
。
图15-2-5
8.在图15-2-5所示的电路中，电源电压不变，电阻
， ， 。当开关
闭合，、断开时，电流表的示数为 ，则电
源电压为___。整个电路的最大电功率为_____ 。
3
0.75
综合拓展
图15-2-6
9.如图15-2-6甲所示，某款小型电火
锅通过旋转开关可实现高、中、低
三挡控温功能，图15-2-6乙是它的
简化电路图。、、 均为加热
电阻（阻值保持不变），已知
， ，中温挡的电
功率为 。
图15-2-6
（1）让该电火锅在低温挡工作，应将旋钮开
关旋至____（选填“”“”或“ ”）位置。
【解析】当旋钮开关旋至位置时，和
串联，此时电路的总电阻最大，由 可
知电路的总功率最小，电火锅处于低温挡；当旋钮开关旋至 位置时，
和 并联，此
时电路的总电阻最小，由 可知电路的
总功率最大，电火锅处于高温挡；当旋钮开关旋至位置时，电路为
的简单电路，电路电阻较大，电路电功率较小，电火锅处于中温挡。
（2）该电火锅在中温挡正常工作 消耗的电能为多少焦？
图15-2-6
解：由可得，该电火锅在中温挡正常工作 消耗的电能为
（3）该电火锅正常工作时，求高温挡的电功率与低温挡的电功率之比。
图15-2-6
解：由可得， 的阻值为
由串联电路中的电阻特点可得，低
温挡时电路的总电阻为
由并联电路的电阻特点可得，高温挡时电路的总电阻为
该电火锅正常工作时，由 可得，高温挡的电功率与低温挡的电功
率之比为
图15-2-6(共53张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.3 用电器的正确使用
15.3 用电器的正确使用
新知预习 导学
知识梳理
1.额定电压、额定电流和额定功率
（1）额定电压：用电器______工作时的电压值。
（2）额定电流：用电器______工作时的电流值。
（3）额定功率：在__________下工作时所消耗的电功率。
正常
正常
额定电压
（4）在实际使用时，加在用电器上的电压有时会略高于或略低于额定
电压，用电器也能工作。用电器在实际电压下工作的功率，叫做______
_____。
实际
功率
（5）灯泡上标示的电压值为其额定电压，当时，___ ，
发光偏暗；当时，___，灯泡正常发光；当 时，
___ ，灯泡偏亮。
2.测量小灯泡的电功率（伏安法）
（1）实验原理：________（填公式）。
（2）根据实验要求，画出实验电路图。
【答案】如答图15-1所示
答图15-1
（3）主要的实验步骤如下：
①调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压 等于额定电压，观察电
流表的示数和灯泡的亮度。
②使小灯泡两端的电压约高出额定电压的 ，观察电流表的示数
和灯泡的亮度。
③使小灯泡两端的电压约为额定电压的 ，观察电流表的示数和
灯泡的亮度。
（4）注意事项
①电源的电压________灯泡的额定电压。
②在电路接通前将开关______，滑动变阻器的滑片置于__________处。
略大于
断开
阻值最大
问题导思
1.小华家电灯的灯丝断了，将灯丝搭上后接入原来的电路中，发现灯比
原来亮，为什么？
答：把断了的灯丝搭上后，灯丝的长度变短，横截面积变大，则灯丝的
电阻减小。将电灯接到原来的电路中，灯泡两端的电压不变，由
可知，灯泡的实际功率变大，因而比原来亮。
2.回顾第十四章中的“用电压表、电流表测量灯泡的电阻”实验，与“测量
小灯泡的电功率”实验相比较，思考以下问题：
（1）两实验的电路是否相同？
答：两实验的实验电路完全相同。
（2）两实验中移动滑动变阻器滑片进行多次测量的目的分别是什么？
答：移动滑动变阻器滑片进行多次测量，均是为了获得多组数据，但两
实验获得多组数据的目的不同。在“用电压表、电流表测量灯泡的电阻”
实验中，获得多组数据的目的是探究灯丝电阻随温度或电压的变化规律；
在“测量小灯泡的电功率”实验中，获得多组数据的目的是测量灯泡在不
同电压下的实际功率，分析实际功率与电压的关系。
15.3 用电器的正确使用
重点直击 导析
典例精析
知识点1 额定功率与实际功率
例1 将标有“”字样的甲灯和“”的乙灯串联接在
的电源上，不考虑灯丝电阻受温度的影响，那么发光较亮的是( )。
A.甲灯 B.乙灯 C.一样亮 D.无法判断
【解析】已知两个灯泡的额定电压和额定功率，由 可得甲灯和乙
灯的电阻分别为 ，
。将甲灯和乙灯串联后接到 的电源上时，
通过它们的电流相等，由 可知两灯的实际功率相等，因为灯泡
的亮暗取决于实际功率的大小，所以两个灯泡一样亮。
【答案】C
针对训练
1.小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因可能是白炽灯的( )。
B
A.额定电压变大 B.实际电压变大 C.额定功率变小 D.实际电压变小
【解析】用电器正常工作时的电压、电功率对应于额定电压和额定功率，
对于一个用电器来说，它的额定电压和额定功率是固定的值，故A、C
错误。白炽灯的亮度取决于它的实际功率，白炽灯变亮说明它的实际功
率变大，由 可知，原因可能是白炽灯的实际电压变大，故B正确，
D错误。
2.分别标有“”和“ ”字样的甲、乙两盏白炽灯，
当把它们并联在家庭电路中时，较亮的是____（选填“甲”或“乙”）灯；
若将乙灯单独接入的电路中，则它的实际功率是____ 。（不考虑
温度对灯泡电阻的影响）
【解析】由 可得，两只灯泡的电阻分别为
， ，比
较可知，将两灯并联时它们两端的电压相同，由 可知乙
灯的实际功率较大，故乙灯的亮度较大。不考虑温度对灯泡电阻的影响，
若将乙灯单独接入 的电路中，则它的实际功率
。
2.分别标有“”和“ ”字样的甲、乙两盏白炽灯，
当把它们并联在家庭电路中时，较亮的是____（选填“甲”或“乙”）灯；
若将乙灯单独接入的电路中，则它的实际功率是____ 。（不考虑
温度对灯泡电阻的影响）
乙
10
知识点2 测量小灯泡的电功率
图15-3-1
例2 小华在做“测量小灯泡电功率”
的实验中，实验室有如下器材：电
源电压恒为，小灯泡
额定电压为 ，灯丝电阻约为
，电流表、电压表、开关、
规格分别为“ ”的滑动变阻
（1）请用笔画线代替导线，帮小华将图15-3-1甲所示的电路连接完整。
器和“”的滑动变阻器 各一个，导线若干。#1
答图15-2
【答案】如答图15-2所示
【解析】已知小灯泡的额定电压为 ，
故电压表选用 的量程，并与灯泡
并联；灯丝的电阻约为 ，由欧姆定
律可得灯泡正常发光时，电路中电流约
为 ，故电流表选用
的量程为 ，并与灯泡串联，电
路如答图15-2所示。
（2）为了顺利完成实验，小华应选用滑动变阻器____（选填“ ”或
“ ”）。
图15-3-1
图15-3-1
【解析】由（1）可知，灯泡正常发光
时的电流约为 ，根据串
联电路中的电压规律可知，滑动变阻
器两端应分得的电压为
，由 可
得，滑动变阻器接入电路的阻值至少为
因为 ，所以实验应选择规格为“ ”的滑动
变阻器 。
（2）为了顺利完成实验，小华应选用滑动变阻器____（选填“ ”或
“ ”）。
图15-3-1
图15-3-1
（3）连接电路后，闭合开关，移动
滑动变阻器滑片 的位置，获得多
组对应的电压值和电流值，并绘制
了小灯泡的 图像（图15-3-1乙）。
根据图像提供的信息，可计算出小灯
泡的额定功率为______ ，并可归纳
出：小灯泡两端的实际电压越____，
其实际功率越大。
图15-3-1
【解析】由 图像可知，当灯
泡两端的电压为 时，通过它
的电流为 ，则灯泡的额定功
率为
由图像可知，实际电压越大，实际电流也越大，根据 可
知实际功率越大。
图15-3-1
（3）连接电路后，闭合开关，移动
滑动变阻器滑片 的位置，获得多
组对应的电压值和电流值，并绘制
了小灯泡的 图像（图15-3-1乙）。
根据图像提供的信息，可计算出小灯
泡的额定功率为______ ，并可归纳
出：小灯泡两端的实际电压越____，
其实际功率越大。
0.625
大
针对训练
3.图15-3-2甲是“测量小灯泡的电功率”的实验电路图，电源（2节干电池）
两端的电压恒定不变，小灯泡的额定电压为 。
图15-3-2
（1）本实验中测量小灯泡电功率的
实验原理是________。（填公式）
【解析】电源电压为，小灯泡的额定电压为 ，电压表应选
的量程。
（2）闭合开关前，滑片应移至 ___（选填“”或“ ”）端。图15-3-2乙
为根据电路图所连接的实物电路，其中有一根导线连接不合理，请你在
这根导线上画“×”并改正。
答图15-3
【答案】如答图15-3所示
图15-3-2
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，
接下来应进行的操作是___（填字母代号）。
C
A.更换小灯泡
B.检查电路是否开路
C.移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
【解析】闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，而小灯泡不发光，
说明电路中的电流过小，接下来的操作应该是移动滑动变阻器滑片，观
察小灯泡是否发光。
图15-3-3
（4）排除故障后进行实验，并将实验数据记录
在下表中。电压表的示数为 时，电流表的
指针位置如图15-3-3所示，小灯泡的额定功率为
_____ 。
0.85
实验 序号
1 1.5 0.28
2 2.5
3 3.0 0.38
（5）分析实验数据可知，当电压表的示数为 时，小灯泡的亮度比
正常发光时____（选填“亮”或“暗”）。
暗
【解析】当电压表的示数为 时，小灯泡两端的电压小于额定电压，
故小灯泡的亮度比正常发光时暗。
实验 序号
1 1.5 0.28
2 2.5
3 3.0 0.38
15.3 用电器的正确使用
素养达标 导练
基础巩固
1.小新在家做作业时偶然发现桌上台灯标有“”的字样，“ ”表示
该台灯的( )。
B
A.实际功率 B.额定功率 C.实际电压 D.额定电压
2.某白炽灯标有“ ”字样，下列说法正确的是( )。
D
A.该灯只能在 的电压下工作
B.该灯工作时的电功率一定为
C.该灯每秒消耗的电能是
D.该灯正常发光时的功率是
3.小云将两盏标有“ ”字样的白炽灯串联接在家庭电路中，通
电后两盏灯都比正常发光时暗，其原因是( )。
D
A.每盏灯的额定电压变小了 B.每盏灯的额定功率变小了
C.家庭电路的电压变小了 D.每盏灯的实际功率变小了
4.在“测量小灯泡的电功率”实验中，通过调节滑动变阻器的滑片改变小
灯泡的亮度，下列物理量没有发生改变的是( )。
C
A.小灯泡两端的电压 B.小灯泡中的电流
C.小灯泡的额定电压 D.小灯泡的实际功率
5.一盏节能灯标有“”字样，它的额定电压为_____ ，这盏
灯正常工作时通过的电流是_____A。若节能灯两端的电压减小，则它的
亮度将______（选填“变亮”“变暗”或“不变”）。
变暗
6.推广使用 节能灯是“节能减排”的有效措施，小丽响应号召，买了5
只“”的 灯，要使这些灯都正常发光，需要的供电电压为
_____ ，且应将它们____（选填“串”或“并”）联在家庭电路中。
220
并
能力提升
图15-3-4
7.小珊将甲、乙两个小灯泡连接成图15-3-4所示的电
路，闭合开关 后，甲、乙两灯均正常发光，但甲灯
比乙灯亮。下列说法不正确的是( )。
A.两灯均正常发光时，甲灯的实际功率等于乙灯的实
际功率
B.两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.若将两灯位置对换，则甲灯仍比乙灯亮
D.若将两灯串联在该电源上，则乙灯比甲灯亮
图15-3-4
【解析】甲、乙两灯均正常发光时，甲灯比乙灯亮，
说明甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率；甲、乙两
灯并联，则它们两端的电压相等，由 可知，甲
灯的电阻小于乙灯的电阻。若将两灯位置对换，则两
灯仍然并联，且它们两端的电压不变，则灯泡的亮度
【答案】A
不变，即甲灯仍比乙灯亮。若两灯串联接在该电源上，则通过两灯的电
流相等，由 可知乙灯的实际功率较大，故乙灯比甲灯亮。
两灯丝的材料和长度相同，但乙灯丝明显更粗，则初步判断出乙灯的额
定功率______（选填“大于”“小于” 或“等于”） 。小德将这两只白炽
灯串联接入电路，若上述结论是正确的，他应该观察到____（选填“甲”
或“乙”）灯更亮。
图15-3-5
8.如图15-3-5所示，小德家中有两只
标有“ ”字样的白炽灯，其中乙
灯标识的额定功率已经磨损，他想
比较两灯的额定功率大小，观察到
【解析】两灯丝的长度相同，乙灯丝明显更粗（即横截面积较大），由
电阻的影响因素可知，乙灯丝的电阻较小，由 可知乙灯丝的额定
功率较大，即乙灯的额定功率大于 。将两灯串联接入电路，通过
它们的电流相等，甲灯丝的电阻较大，由 可知甲灯泡的实际功
率较大，因此甲灯泡更亮。
图15-3-5
图15-3-5
8.如图15-3-5所示，小德家中有两只
标有“ ”字样的白炽灯，其中乙
灯标识的额定功率已经磨损，他想
比较两灯的额定功率大小，观察到
大于
甲
两灯丝的材料和长度相同，但乙灯丝明显更粗，则初步判断出乙灯的额
定功率______（选填“大于”“小于” 或“等于”） 。小德将这两只白炽
灯串联接入电路，若上述结论是正确的，他应该观察到____（选填“甲”
或“乙”）灯更亮。
9.小明为了测量小灯泡的额定功率，准备了以下实验器材：额定电压为
的小灯泡正常发光时电阻约为，规格为“ ”的滑动变
阻器、开关、电流表、电压表、新干电池4节、导线若干。
图15-3-6
（1）小明连接了图15-3-6甲所示的电路，经
检查发现只有导线 连接错误，此导线应连
接到______两点。
、
（2）改正（1）中错误后，经检查，电路连接无误，各元件完好。闭合
开关后，无论怎样移动滑片，电压表的示数都调不到 ，出现这种
现象的原因可能是__________________________（写出一种）。
图15-3-6
图15-3-6
【解析】当灯泡两端的电压为
时，变阻器两端分得的电压
，根据分
压原理 ，此时滑动变阻
器接入电路的电阻应为
；因为滑动变阻器的最大电阻小于 ，所以滑
动变阻器分得的电压小于，则电压表的示数大于 。
（2）改正（1）中错误后，经检查，电路连接无误，各元件完好。闭合
开关后，无论怎样移动滑片，电压表的示数都调不到 ，出现这种
现象的原因可能是__________________________（写出一种）。
滑动变阻器的最大阻值太小
图15-3-6
（3）解决上述问题后，移动滑片 ，当小灯泡正常发光时，电流表的指
针位置如图15-3-6乙所示，则小灯泡的额定功率是_____ 。
0.75
图15-3-6
（4）测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端的电压调为额定电
压的一半，发现测得的功率不等于其额定功率的 ，这是由于_________
_____________________。
灯泡的电
阻随温度的变化而变化
【解析】若灯泡的电阻不变，则由 可知，灯泡两端的电压为额定
电压的时，实际功率为额定功率的 ；而实际上灯的电阻随温度的变化
而变化，故测得的功率不等于其额定功率的 。
综合拓展
图15-3-7
10.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压恒为 ，小灯泡的额定
电压为 ，滑动变阻器的规格为“ ”。
（1）实验电路如图15-3-7甲所示，闭合开关后，发现只有________有示
数，经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上画“ ”，并用笔画
线代替导线，将电路连接正确。
电压表
答图15-4
【答案】如答图15-4所示
图15-3-7
（2）改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到
某一位置，电压表的接线柱和指针位置如图
15-3-7乙所示。要测量小灯泡的额定功率，应
将滑片适当向____（选填“左”或“右”）滑动。
左
【解析】由题图乙可知电压表的示数为 ，
而 小于灯泡的额定电压，要测量小灯泡
的额定功率，应增大灯泡两端的电压，即应
减小滑动变阻器两端的电压，由串联电路的分压原理可知，应减小滑动
变阻器连入电路的电阻，故滑片向左移动。
图15-3-7
（3）图15-3-7丙是小灯泡的电流随电压变
化的关系图像，分析图像可知，小灯泡的
额定功率为______ 。
0.625
（4）测量小灯泡的电功率________（选填
“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原
因是灯泡__________________________。
不需要
在不同电压下的电功率不同
图15-3-7
（5）实验结束后，某同学设计了图15-
3-7丁所示的电路来测定额定电压为
的小灯泡的额定功率。已知电源电压为
，定值电阻的阻值为 。请帮
助他完成以下实验步骤：
①闭合开关、，断开 ，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数
为___ 时，灯泡正常发光。
【解析】由题图丁可知，电路中只有电压表，没有
电流表，则需要根据电路的特点间接测出通过灯泡
的电流。 闭合开关、，断开 ，此时滑动变阻器
与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；要使
小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压 ，
此时滑动变阻器两端的电压
。
图15-3-7
6
②保持滑片位置不动，闭合开关、 ，断开，此时
电压表的示数为 ；再将滑动变阻器的滑片移至最___
（选填“左”或“右”）端，此时电压表的示数为 。
左
图15-3-7
【解析】保持滑片位置不动，闭合开关、，断开 ，
此时滑动变阻器与定值电阻 串联，电压表测量滑动变阻
器滑片右边电阻两端的电压，此时电压表的示数为 ；此时滑动
变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻 两端的电压，需
要用电压表测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至
最左端，此时电压表的示数（滑动变阻器两端的电压） 。
图15-3-7
③小灯泡的额定功率为____ 。
0.9
【解析】在步骤②中，定值电阻 两端的
电压 ，由分
压原理可得 ，解得滑动变阻器滑
片右边电阻的阻值
；在步骤
①中，灯泡的额定电流
，则小灯泡的额定
功率 。(共48张PPT)
第十五章 电能与电功率
第十五章 温故
第十五章 温故
知识清单
电能与电功率
电功
电能表
在电压为、频率为的交流电路中工作
基本电流是，额定最大电流是
每消耗电能，电能表的转盘转过600转
电功
这段时间
正常工作
额定电压
实际工作
实际电压
内能
二次方
正比
正比
第十五章 温故
重难点解读
重难点1 电能表的相关计算
电能表的参数及其意义#1
主要参数 意义 作用
主要参数 意义 作用
可结合转盘的转数或指
示灯的闪烁次数计算出
电路中消耗的电能
数字栏中的数字 ______________________________________
续表
例1 某用户家中的电能表如图15-1所示，下列说法正确的是( )。
图15-1
A.电能表是测量电功率的仪器
B.此时电能表的读数为
C.该用户能同时使用的用电器最大总功率为
D.某段时间内电能表的转盘转过72圈，表示电能表消
耗 电能
图15-1
【解析】电能表是测量用电器在一定时间内消耗电能
多少的仪表，不是测量电功率，故A错误。电能表的
读数单位是 ，最后一位是小数位，则读数为
，故B错误。电能表上“ ”表
示该电能表在 的电路中使用，平时工作允许通过
的最大电流为 ，则电能表允许同时接入电路使用
【答案】C
的用电器最大总功率 ，
故C正确。电能表的转盘转72圈，则电路中消耗的电能
，不是电能表消耗的电能，故D错误。
针对训练
1.小彤对家中某一天晚上的用电情况进行测试，其家中电能表上的铭牌
如图15-2甲所示。测试前后，家中电能表的示数如图15-2乙所示，则该
天晚上小彤家消耗的电能为____ ，电能表的转盘共转了______圈。
4.8
9600
图15-2
重难点2 电功、电功率、电热的综合计算
1.相关公式及其适用条件
基本公式 推导公式
电功
电功率
电热 （焦耳热）
适用条件 任何电路 纯电阻电路
2.解题的步骤和注意事项
（1）首先认清电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，以及电路的
连接方式，从铭牌和表格中提取有用的信息，找出题中各物理量之间的
关系。
（2）选择合适的公式进行计算。在纯电阻电路中，串联电路一般
选择公式， ；并联电路一般选择公式
， 。在非纯电阻电路中，电功大于电热，即
。#2.2
（3）总功与总功率的计算：不论是串联电路还是并联电路，电路
消耗的总功（或总功率）都等于各用电器消耗的电功（或电功率）之和，
即
#2.3.2
图15-3
例2 小明家新买了一台电热型加湿器，说明书上有工作电路的简化图
（图15-3甲），表格中为其部分技术参数，、 为发热电阻，且
， 为旋转开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关 可实现
“关” “低温挡”“高温挡”之间的转换（低温挡为小功率加热，高温挡为大
功率加热）。
额定电压
水箱容积
高温挡功率
图15-3
（1）求加热电阻 的阻值。
分析明确旋转开关分别接3、4触点
及2、3触点时电路的连接情况，根
据串联电路电阻的规律和 分
析对应的不同挡位，进而求出 的
阻值。
图15-3
解：当旋转开关 接3、4触点时，
被短路，电路为 的简单电路；
旋转开关接2、3触点时，与 串
联，此时电路的总电阻最大。由
可知，旋转开关接3、4触点
时电路的功率最大，加湿器处于高温挡，
则电阻 的阻值为
图15-3
（2）求加湿器正常工作时的低温挡功率。
分析高温挡功率的表达式为 ，
由 列出低温挡的功率表达
式，代入已知条件 可求出低
温挡的功率。
图15-3
解：已知高温挡的功率为
。旋转开关 接2、3
触点时，电路的总功率最小，加湿器处
于低温挡，且 ，
则正常工作时低温挡的功率为
图15-3
（3）图15-3乙是加湿器工作时的功率随时
间变化的关系图像，求加湿器正常工作
消耗的电能。
分析由题图乙可知，加湿器以高温挡工作
的时间及以低温挡工作的时间，由
可求出加湿器正常工作 消耗的电能。
图15-3
解：由题图乙可知，在加湿器工作的
内，高温挡工作的时间为 ，
低温挡工作的时间为，
由 可得加湿器消耗的电能为
针对训练
2.（多选）某型号电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，
电热丝给空气加热，得到热风，电动机线圈的电阻为 ，电热丝的电阻
为。将电吹风接入电压为的电源后，通过的电流为 ，消耗的电功率
为 。同学们得到了下列四个关系式，其中正确的是( )。
CD
A. B.
C. D.
图15-4
3.小明家新买了一辆汽车，车上的座椅
垫具有电加热功能，如图15-4甲所示。
通过观察和研究，他了解到该座椅垫有
“高温”“低温”和“关”三个挡位。“高温”
挡的功率为 ，“低温”挡的功率为
。该座椅垫加热部分的电路如图
15-4乙所示。电源电压为，为挡位切换开关，和 为电热丝。
图15-4
（1）“低温”挡工作 电路产生的热量
是多少焦？
解：“低温”挡工作 电路产生的热量为
（2）当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过座椅垫的电流是多少安？
解：由 可得，当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过座椅垫的电流为
（3）电热丝 的阻值是多少欧？
图15-4
解：由题图乙可知，该座椅垫处于“高温”
挡时，电路为 的简单电路，由欧姆定
律可得， 的阻值为
座椅垫处于“低温”挡时，和 串联，
由 可得，电路的总电阻为
由串联电路的电阻规律可得， 的阻值为
4.某品牌电热扇工作原理如图15-5所示，
为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通
过旋转开关 ，可实现加热功能的“空挡”
“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工
作时可使电热扇往复转动。和 均为电
热丝，阻值不受温度影响， 。电热扇的部分参数如下表所示。
图15-5
额定电压
高温挡加热功率
电动机功率
电动机线圈电阻
图15-5
（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电
路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
答图15-5
解：由题图可知，当电热扇处于低温挡且不转动时，
只有电阻 工作，等效电路如答图15-5所示。
此时电路正常工作消耗的总功率为
图15-5
（2）求 的阻值。
解：由题图可知，当电热扇处于高温挡时，电阻 和
并联，则高温挡的加热功率等于
与 消耗的电功率之和，从“低温挡”到“高温挡”，多并
联了，电源电压不变，的功率不变，故 的电功率为
由可得 的阻值为
图15-5
（3）若电动机正常工作 ，则内部线圈
产生的热量为多少？
解：已知电动机的功率，由
可得通过电动机的电流为
电动机正常工作 内部线圈产生
的热量为
实验 测量小灯泡的电功率
实验 方法 实验电路
. .
. .
. .
. .
. .
实 验 方 法 实验电路
续表
注意 事项 （1）连接电路时要断开开关（目的：保护电路）
（2）电流表和电压表须正确连接，并且用试触法选择量程
实验 结论
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
续表
评估 交流 测量小灯泡功率时，不能多次测量求平均值。原因：小灯泡的电
功率随其两端电压改变而改变，多次测量求平均值没有意义
深入 拓展 （1）滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变小灯泡两端的电
压
（2）通过本实验也能发现小灯泡的电阻是随电压的改变而改变
的，即电压越大，消耗的电功率越大，温度越高，电阻越大。因
此，小灯泡的电阻不能求平均值
. .
. .
. .
. .
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. .
. .
. .
续表
例 在“测量小灯泡的电功率”实验中，小丽准备的实验器材有：电压恒
为 的电源一个，小灯泡 额定电压为 ，电压表、电流表、滑动
变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）图15-6甲是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你
在错误的导线上打“×”并画出正确的连线。
#1
图15-6
答图15-6
【答案】如答图15-6所示
【解析】由题图甲可知，电压表串联在电路中，而电流表并联在小灯泡
两端，此时灯泡被短接。
图15-6
（2）连接电路的过程中，开关应该
______（选填“断开”或“闭合”），滑
动变阻器的滑片应该移动到______
（选填“最左”或“最右”）端。
断开
最左
【解析】连接电路时，为了保护电路，开关应断开，滑动变阻器的滑片
应移到阻值最大处，即最左端。
答图15-6
（3）正确连接电路后闭合开关，发
现灯泡不亮，电流表无示数，电压表
有示数，则电路的故障可能是_______
（选填字母代号）。
A.灯泡短路 B.灯泡开路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器开路
答图15-6
【解析】闭合开关后，灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中可能存
在断路；电压表有示数，说明灯泡以外的部分是通路，故电路故障为
灯泡断路。
B
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指
针位置如图15-6乙所示，则此时通过小灯泡的电流是_____A。
0.14
图15-6
（5）移动滑片到另一位置时电压表的示数为 ，为了测量小灯泡的额
定功率，应向____（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片。
右
【解析】 小于小灯泡的额定电压，为了使小灯泡两端电压达到额定
电压，由串联分压规律可知，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，故
应向右端移动滑动变阻器的滑片。
图15-6
（6）小丽根据记录的多组 数据，画
出了小灯泡中的电流随其两端的电压
变化的图像（图15-6丙），则小灯泡的
额定功率为______ 。
0.625
【解析】由题图丙可知，小灯泡的额定电流，由 可得，
小灯泡的额定功率 。
图15-6
（7）根据小灯泡的 图像，可知小灯
泡的电阻随其两端电压的增大而______
（选填“增大”“不变”或“减小”），原因是
___________________________________
___。
增大
灯泡功率越大，灯丝温度越高，电阻越大
【解析】由题图丙可知，随着小灯泡两
端电压增大，小灯泡两端的电压与通过
小灯泡的电流之比逐渐增大，即小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大，
出现这种情况的原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
（1）为顺利完成该实验，下列滑动变阻器中应选用___（填字母代号）。
图15-7
“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验
中首先用图15-7甲所示的电路进行实验。电源电
压为 ，小灯泡额定电压为正常发光时电
阻约为 。
A.规格为“ ”的滑动变阻器
B.规格为“ ”的滑动变阻器
C.规格为“ ”的滑动变阻器
图15-7
【解析】小灯泡额定电压为 ,正常发光
时电阻约为 ,则额定电流约为
，此时滑动变阻器接
入电路中的阻值约为
，由此可
知，应选“ ”的滑动变阻器。
【答案】B
图15-7
（2）电路连接完成后，闭合开关，发现小
灯泡不亮，电压表无示数，电流表示数较
大。导致该故障的原因可能是___________
_____________（写出一种即可）。
【解析】电路连接完成后，闭合开关，发
现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表示
数较大，说明电压表与小灯泡同时被短接，
电路故障可能是小灯泡或电压表短路，也
可能是小灯泡和电压表同时短路。
小灯泡或
电压表短路
图15-7
（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数
如图15-7乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片
向____（选填“左”或“右”）端移动。
左
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化关系如图15-7丙所示，则
小灯泡的额定功率为____ 。
0.5
断开，此时电压表的示数为 ；
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为 ；
④小灯泡的额定功率____ 。
图15-7
（5）实验结束后，某同学设计了如图15-7
丁所示的电路测量额定电压为 的小灯泡
的额定功率。已知电源电压为 ，定值电
阻的阻值为 。实验步骤如下：
①开关、闭合， 断开，调节滑动变阻
器 的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关、闭合，
【解析】①开关、闭合， 断开，小
灯泡与串联，电压表测量 两端的
电压，小灯泡正常发光时 ，根据
串联电路的电压规律可得
。②③
步骤的目的是求出的阻值。 操作
过程中，与 均串联接入电路，区别在
于电压表的测量对象，②中电压表测量的
图15-7
是 两端的电压，③中电压表测量的是
整个 两端的电压。根据串联电路的分
压
规律列式， ，
，已知 ，解
得 。综上可知，灯泡正常发
光时电路中的电流为
，则小灯泡的
额定功率
。
图15-7
图15-7
（5）实验结束后，某同学设计了如图15-7
丁所示的电路测量额定电压为 的小灯泡
的额定功率。已知电源电压为 ，定值电
阻的阻值为 。实验步骤如下：
①开关、闭合， 断开，调节滑动变阻
器 的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关、闭合，
1.8
断开，此时电压表的示数为 ；
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为 ；
④小灯泡的额定功率____ 。(共28张PPT)
第十五章 电能与电功率
目标素养 导航
课标 要求 1.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
2.通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产和生活
中的有关现象
核心 素养 1.物理观念：从能量转化的角度了解电功、电功率和焦耳定
律，知道用电器的额定功率和实际功率，进一步认识电能与其他
形式的能之间的相互转化，强化能量观念
核心 素养 2.科学思维：结合串联、并联电路的特点，运用电功、电功
率和焦耳定律的相关知识，分析解决生活中常见的问题
3.科学探究：通过测量小灯泡的电功率、探究通电导体产生
的热量与哪些因素有关，掌握科学测量与科学探究的基本技能
4.科学态度与责任：在科学测量与科学探究中形成严谨认
真、实事求是、积极探索、敢于质疑的科学态度；结合各种电器
在社会生活中的应用与前沿科技的发展，了解物理知识对社会发
展的推动作用
续表
第十五章 电能与电功率
15.1 电能与电功
15.1 电能与电功
新知预习 导学
知识梳理
1.电能与电功
（1）电功：物理学中，当____能转化为其他形式的能量时，我们就
说电流做了电功。电能转化为其他形式的能量的多少，可以用电功的
_______来量度。
电
大小
（2）电功的计算公式： ____。
（3）电功的单位与机械功的单位一样，也是________。
（4）生活中常用_____________（俗称“度”）作为电能的单位，符号是
_______。__________ 。
焦耳
千瓦·时
2.电能表
图15-1-1
（1）家用电能表：也称电度表，是记录电路消耗
的______的仪表（图15-1-1）。
电能
（2）读数方法：电能表的示数以_______为单位，
表盘数字栏中最右边一位是______位。某一段时间
内的用电量，等于电能表前后两次示数之____。
小数
差
（3）电能表上的参数
参数 意义
该表基本电流为____A，额定最大电流为____A
220
50
10
20
600
问题导思
1.一块锂电池标有“，”字样， 表示它能够以
的电流持续放电 ，则该锂电池充满电后存储的电能是多少？
答：充满电后存储的电能
。
2.某电能表上电流的参数为“ ”，这两个电流值有何区别？
答：“ ”是基本电流，它是指电能表在正常工作时，能够长期稳定运
行且计量准确的电流值；“ ”是额定最大电流，它表示电能表短时间
内能够安全通过的最大电流值。
15.1 电能与电功
重点直击 导析
典例精析
知识点1 电功及其计算
例1 有一种手电筒，它的5只 灯是并联的，用两节新的干电池串
联组成电源，手电筒正常工作时每只灯通过的电流为 ，则该
手电筒连续正常工作消耗的电能为_____ 。（不计其他元件的耗
电）
135
【解析】5只灯是并联的，每只灯通过的电流为 ，则电路
的总电流 ，两节干电池串联后的总电
压，该手电筒连续正常工作 消耗的电能
。
针对训练
1.电动机工作时将电能转化为机械能和内能，若一台电动机工作 产
生的机械能和 的热量，则电流做的功为( )。
B
A. B. C. D.
2.我国“天宫”空间站上的太阳能电池翼采用柔性材料制作，全部展开后
面积可达，每天可以发电，合__________ ，这些能
量相当于_____的焦炭完全燃烧放出的热量。 已知焦炭的热值为
120
【解析】 ，由
可得 。
知识点2 电能表
例2 关于图15-1-2所示的电能表，下列说法正确的是( )。
图15-1-2
A.电能表可以在4节干电池串联组成电源的电路中
使用
B.电能表此时的示数是
C.电能表的转盘每小时转过600转
D.电能表的转盘转过600转，说明消耗的电能是
图15-1-2
【解析】电能表标有“”和“ ”的参数，表
示这个电能表应在电压为、频率为 的交
流电路中使用，而4节干电池串联后的直流电压为
，故A错误。表盘数字栏中最右边
一位是小数位，单位为 ，则电能表此时的示
数是，故B错误。“ ”表
【答案】D
示每消耗电能 ，转盘转过600转，故C错误，D正确。
针对训练
图15-1-3
3.小明学习了电能表的知识后，回到家里观察到
电能表的示数是 ，过一段时间后，
小明家电能表的示数如图15-1-3所示，则小明家
这段时间消耗的电能是_____ 。若小明只让
家中的一个用电器工作，观察到 内电能表
的转盘转了30转，则该用电器消耗的电能是____
。
0.02
15.1 电能与电功
素养达标 导练
基础巩固
1.下列用电器工作时主要把电能转化为机械能的是( )。
B
A.电饭锅 B.无人机 C.照明灯 D.电视机
2.广西最大的水电站——龙滩水电站，年平均发电量187亿千瓦·时，“千
瓦·时”这一单位对应的物理量是( )。
D
A.时间 B.电流 C.电压 D.电功
3.在家庭电路中接入的电能表，其作用是( )。
D
A.提供电能 B.提高家用电器的效率
C.保护电路 D.测量电路消耗的电能
4.关于电能和电功，下列说法错误的是( )。
B
A.给蓄电池充电时，主要把电能转化为化学能
B.比 大得多
C.千瓦·时俗称“度”
D.电气设备、电子仪器的使用都离不开电能
5.一只电能表标有“ ”字样，如果观察到它的转盘在一段
时间内转了100转，那么这段时间内电路共消耗的电能是( )。
C
A. B. C. D.
6.下列设备在工作过程中，利用电流来做功的是______。（选填序号）
①开关 燃气灶
③照明灯 电烤箱
③④
能力提升
7.某家庭5月底和6月底电能表的示数分别如图15-1-4 甲、乙所示，则下
列说法正确的是( )。
图15-1-4
A.电能表使用时正常工作电流为
B.该家庭在6月份总共用电
C.电能表的计量单位是，
相当于
D.该电能表的转盘每转过600转，电路消
耗的电能为
图15-1-4
【解析】数字栏的最右边一位是小
数位，由题图可知，5月底电能表
的示数为 ，6月底电
能表的示数为 ，则该
家庭在6月份总共用电
【答案】D
，故B错误。
图15-1-5
8.电鳗通过特化的肌肉细胞（发电细胞）串联放电，
可在水中产生高电压以捕食或自卫。某条小电鳗的
放电器官由4 000个发电细胞串联构成，每个细胞可
产生的电压，这些细胞的总电阻 。
当电鳗在水中放电时，其身体与外部水体 电阻
构成闭合电路，简化电路如图15-1-5所示。已
知电鳗一次放电的持续时间约为 。求电鳗一次放
电释放的电能。
图15-1-5
解：由串联电路中电压的特点可知，发电细胞的总
电压为
由串联电路中电阻的特点可知，电路的总电阻为
由欧姆定律可得，电鳗放电时的总电流为
则电鳗一次放电释放的电能为
9.（多选）小龙家8月初电能表的示数为 ，电能表的部分参
数及9月初的示数如图15-1-6所示，表盘上“”表示每
消耗 的电能，指示灯闪烁3 200次。下列说法正确的是( )。
综合拓展
图15-1-6
图15-1-6
A.小龙家8月消耗的电能为
B.该电能表工作时通过它的电流一定不能超
过
C.指示灯闪烁得越快，说明单位时间内电能
表所在电路消耗的电能越多
D.该电能表上的指示灯闪烁了320次，其所在
电路消耗的电能为
图15-1-6
【解析】由“ ”可知，电能表的额定最
大电流为 ，电能表工作时的电流可以超过
，故B错误。电能表指示灯闪烁的快慢反
映了电流做功的快慢，即闪烁越快电路的电功
率越大，则由 可知单位时间内消耗的电
能越多，故C正确。指示灯闪烁了320次，则
【答案】CD
电路消耗的电能 ，故D正确。(共36张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.4 焦耳定律
15.4 焦耳定律
新知预习 导学
知识梳理
1.电流的热效应
（1）概念：电流通过导体时，电能转化为______，导致导体发热的现象。
内能
（2）应用与控制
应用 控制
目的 利用电流的热效应来加 热物质 防止热量积聚导致设备损坏或性能下
降
示例 ①电压力锅 ②电暖手宝 ③电养生壶 ①电脑主机装散热片
②电视机背部开散热孔
③空调外机装有风扇
2.探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
（1）控制变量法的应用
①探究通电导体产生的热量与电阻的关系时，选取两根阻值______的电
阻丝，将它们____联在电路中，在两个相同的容器内装入质量和初始温
度______的煤油，通电后每经过相同时间读出温度计的示数。
不同
串
相同
②探究通电导体产生的热量与通过导体的电流的关系时，保持电阻丝的
电阻不变，调节滑动变阻器改变通过电阻丝的______，通电后每经过相
同时间读出温度计的示数。
电流
（2）转换法的应用：根据________示数的变化判断通电导体产生热量
的多少。
温度计
3.焦耳定律
（1）内容：电流通过导体时产生的热量，跟______________成正比，
跟导体的电阻成______，跟通电的时间成______。
（2）表示公式： _____。
电流的二次方
正比
正比
问题导思
图15-4-1
1.高压输电线因长时间受风吹、日晒、雨淋等因素的影
响，有时会出现部分股线断裂的现象，如图15-4-1所示，
这可能会引发火灾。请你解释输电线部分股线断裂会
引发火灾的原因。
答：输电线在部分股线断裂处的横截面积变小，该处的电阻增大，在通
过导体的电流和通电时间不变的情况下，由焦耳定律可知，连接处产生
的热量增多，因而易引发火灾。
2.电视机连续使用较长时间后，需要关机一段时间，尤其是夏天；在春
天潮湿季节，长时间不使用的电视机要适当开机一段时间。请从物理角
度分析这样做的原因。
答：电视机工作时产生的热量与通电时间成正比，夏季环境温度较高，
电视机长时间运行会导致热量持续积累，关机一段时间可以避免电子元
件因温度过高而损坏。在春天潮湿季节，电视机内部容易积聚水气，导
致电子元件绝缘性能下降、电极腐蚀，适当开机一段时间可利用电视机
通电后工作产生的热量来驱散水气，保持电子元件干燥。
15.4 焦耳定律
重点直击 导析
典例精析
知识点1 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
图15-4-2
例1 某实验小组为了探究通电导体放出
的热量与哪些因素有关，设计了如图
15-4-2所示的电路，烧瓶中盛有质量、
初始温度均相等的煤油，电阻丝的阻值
。
图15-4-2
（1）为了在较短的时间内出现明显的
实验效果，选用煤油而不用水，主要是
由于______________________。
煤油的比热容比水的小
【解析】水的比热容比煤油的大，由
可知，在相同质量的水和煤
油吸收相同的热量时，水的温度变化较
小，温度计的示数变化不明显。
图15-4-2
（2）实验中煤油吸收热量的多少是通
过__________________（选填“温度计
示数的变化”或“加热时间”）来反映的。
温度计示数的变化
【解析】实验时煤油吸热的多少是通过
温度计示数变化来反映的，温度计示数
变化越大，说明导体产生的热量越多。
图15-4-2
（3）将该电路设计成串联的目的是使通过甲、
乙电阻丝的______相同，通电 后，比较两
烧瓶中温度计的示数，发现甲瓶中的温度计示
数变化较大，由此得出的实验结论是：_______
_________________________________________
______________。
电流
在电流
和通电时间一定时，导体的电阻越大，导体产
生的热量越多
【解析】两电阻丝串联的目的是控制通过电阻丝的电流相同，通电相同
时间可以研究电流产生的热量与导体电阻大小的关系。已知 ，
通电 后，甲瓶中的温度计示数变化较大，说明甲电阻丝产生的热
量较多。
图15-4-2
（4）接下来，继续用该装置探究电流通过电阻
丝产生热量的多少与电流的关系，应调节滑动
变阻器的滑片，使电路中的电流变大，通电时
间______（选填“相同”或“不同”），比较______
（选填“同一”或“不同”）电阻丝产生热量的多少。
相同
同一
【解析】探究电流产生热量多少与电流大小关系时，应保持电阻不变且
通电时间相同，选取甲、乙中的一个电阻丝就可以。移动滑动变阻器的
滑片使甲（或乙）中的电流发生改变，观察对应温度计示数如何变化。
针对训练
1.小华用如图15-4-3所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电
阻的关系”。两个相同的烧瓶中装有质量和初温相同的煤油，电阻丝
、的材料和长度均相同，但 的横截面积更大。
图15-4-3
（1）连接电路时，开关应保持
_______状态。
断开
（2）电阻丝 的阻值______（选填
“大于”“小于”或“等于”） 的阻值。
大于
图15-4-3
（3）通电一段时间后，观察到温度
计 的示数变化更大，由此可得出
实验结论：在______和通电时间均
相同的情况下，导体的电阻越大，
导体产生的热量就越____。
电流
大
（4）接着，小华仅将两个烧瓶中的
电阻丝由串联改为并联，用来探究
导体产生的热量与电流大小的关系，
错误
他的操作是______（选填“正确”或 “错误”）的。
闭合开关，则内产生____ 的热量。若封口时因温度不够塑料袋总是
粘连不好，则可以______（选填“增大”或“减小”）发热电阻的阻值。
知识点2 焦耳定律
图15-4-4
例2 ［生活应用］ 一种便携式封口机如图
15-4-4甲所示，工作时利用电流的热效应，
使发热电阻温度快速升高，熔化塑料实现封
口。图15-4-4乙是其原理电路图，封口机的
电源电压是，发热电阻的阻值为 ，
图15-4-4
【解析】由欧姆定律可得，通过发热电
阻的电流 ，则发热电
阻 内产生的热量
。
封口时因温度不够塑料袋总是粘连不好，
说明发热电阻通电产生的热量过少，通
电时间一定，由 可知，
当电压不变时，要增加发热电阻产生的热量，可减小发热电阻的阻值。
知识点2 焦耳定律
图15-4-4
例2 ［生活应用］ 一种便携式封口机如图
15-4-4甲所示，工作时利用电流的热效应，
使发热电阻温度快速升高，熔化塑料实现封
口。图15-4-4乙是其原理电路图，封口机的
电源电压是，发热电阻的阻值为 ，
90
减小
闭合开关，则内产生____ 的热量。若封口时因温度不够塑料袋总是
粘连不好，则可以______（选填“增大”或“减小”）发热电阻的阻值。
针对训练
2.夏天，人们常用电热驱蚊器（图15-4-5）来驱蚊，通电时蚊香片的温
度升高，驱蚊器是利用电流的________来工作的。驱蚊器的发热元件是
一个阻值为 的电阻，接在照明电路中正常通电 产生的热量为
__________ 。
热效应
图15-4-5
15.4 焦耳定律
素养达标 导练
基础巩固
1.下列家用电器中，主要利用电流的热效应工作的是( )。
B
A.电风扇 B.电热水壶 C.扬声器 D.滚筒洗衣机
2.下列实例中，为了防止电热产生危害的是( )。
C
A.用电熨斗熨衣服
B.飞行员所穿的工作服里有电热装置
C.电视机的机壳上有许多小孔
D.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
3.电熨斗通电一段时间后熨斗面很烫，而连接电熨斗的导线却并不怎么
热，这是因为( )。
D
A.导线的绝缘层能隔热
B.导线散热较快
C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D.导线电阻较小，产生的热量较少
图15-4-6
4.如图15-4-6所示，将长度和横截面积相同、材料不
同的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为
、 ，在它们的表面涂上厚度一
样的蜡。闭合开关，过一段时间后，可观察到
( )。
B
A. 上的蜡熔化得较快
B. 上的蜡熔化得较快
C.、 上的蜡熔化得一样快
D.无法比较
5.小明家电热毯内的电阻丝断了，他爸爸将电阻丝的两个断头接上并缠
上绝缘胶布后继续使用。在使用中发现接头处的电热毯被烧焦，险些造
成安全事故，其原因是接头处电阻______（选填“较大”或“较小”），相
同时间内电流通过接头处产生的热量______（选填“较多”或“较少”）。
较大
较多
图15-4-7
6.小陆用如图15-4-7所示的实验装置探究“电
流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为
，电阻丝 ， ，两气
球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内等量的空
气被加热，小陆将观察到 ____（选填“甲”或
“乙”）气球鼓起较快。电路通电， 产
生的热量为____ 。
甲
24
能力提升
图15-4-8
7.（多选）“探究电流产生的热量与哪些因
素有关”的实验装置如图15-4-8所示，将甲、
乙两根电阻丝电阻 密封在两只
完全相同的烧瓶内，瓶内装入等质量的煤
油。下列说法错误的是( )。
图15-4-8
A.烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使
实验现象更明显
B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的
热量与电阻大小的关系
C.实验中通过通电时间的长短来比较电阻
丝产生热量的多少
D.若要比较水和煤油的比热容大小，只需
将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
图15-4-8
【解析】由题图可知，该电路为串联电路，
通过甲、乙两根电阻丝的电流和通电时间
是相同的，而电阻丝的电阻不同，则该装
置可以探究电阻丝产生的热量与电阻的关
系。电路通电后，电阻丝产生的热量使煤
油的温度升高，应通过温度计示数的变化
【答案】CD
来判断电阻丝产生的热量的多少。比较水和煤油的比热容大小时，需要
用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收
相同的热量，所以需要控制两根电阻丝的电阻相同。
8.甲、乙两只电炉的规格分别为“”和“ ”。
若把它们串联在电压为 的电路中，则产生热量较多的是____。若
把它们并联在 的电路中，则相同时间内发热量较多的是____。
（均选填“甲”或“乙”）
甲
乙
【解析】由得甲、乙两只电炉的电阻 。甲、乙串联时，
通过甲、乙两只电炉的电流相等，由 可知，在相同时间内产生
的热量；甲、乙并联时， ，则它们的实际功
率等于额定功率，即、，根据 可
知，在相同时间内产生的热量 。
综合拓展
图15-4-9
9.在“探究电流通过导体产生热量的多少跟电
阻大小是否有关”的实验装置如图15-4-9所示，
其中两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量和初
温相同的煤油、相同的温度计和 、阻值不
等的电阻丝和 。
（1）将电阻丝和 串联的目的是可以控
制通电时间相同和______相同。
电流
图15-4-9
（2）利用该实验装置还可以探究“电流通过导
体产生热量的多少跟电流大小是否有关”，通过
改变____________并观察__________（选填“左
瓶”“右瓶”或“任意一瓶”）的现象来进行比较。
滑片的位置
任意一瓶
【解析】探究电流通过导体产生热量的多少跟
电流大小是否有关时，需控制通电时间和电阻
大小相同，故可改变滑片的位置使电路电流发
生变化，因为只需要控制电阻大小相同，所以移动滑片前后需观察同一
烧瓶，烧瓶可以是任意一瓶。
0 2 4 6 8 10
水 15 20 25 30 35 40
煤油 15 25 35 45 55 65
（3）爱思考的小明还想利用该装置来探究水和煤油的吸热性能，在两个
烧瓶内分别装入质量和初温相同的水和煤油，并在两瓶中放入阻值_____
（选填“相同”或“不同”）的电阻丝。然后闭合开关，每隔 测量一次
水和煤油的温度，将实验数据记录在下表中。分析表中数据可知，____
的吸热性能更强。根据实验结论，如果你想自制电暖气，用某种液体作
为热量传递的介质，为了使电暖气温度快速升高，应选______作为供暖
物质，其效果更佳。（后两空均选填“水”或“煤油”）
【解析】由 可知，为使两种液体在相同时间内吸收相同的热量，
需使两个烧瓶内的电阻丝的阻值相等；分析表中数据可知，加热相同时
间，水升温较慢，故吸热能力较强的是水；吸收相同的热量，煤油升温
快，故为了使电暖气温度快速升高，应选煤油作为供暖物质。
0 2 4 6 8 10
水 15 20 25 30 35 40
煤油 15 25 35 45 55 65
0 2 4 6 8 10
水 15 20 25 30 35 40
煤油 15 25 35 45 55 65
（3）爱思考的小明还想利用该装置来探究水和煤油的吸热性能，在两个
烧瓶内分别装入质量和初温相同的水和煤油，并在两瓶中放入阻值_____
（选填“相同”或“不同”）的电阻丝。然后闭合开关，每隔 测量一次
水和煤油的温度，将实验数据记录在下表中。分析表中数据可知，____
的吸热性能更强。根据实验结论，如果你想自制电暖气，用某种液体作
为热量传递的介质，为了使电暖气温度快速升高，应选______作为供暖
物质，其效果更佳。（后两空均选填“水”或“煤油”）
相同
水
煤油
