2025沪科版九年级物理第十七章复习学案

第十七章电流做功与电功率

[d知识导图

定义

【知识梳理】

*考点一电功

1.定义

电流通过某段导体所做的功叫做电功。用符号?表示。

2.实质

电能转化为其他形式的能的过程。

3.影响电功大小的因素

跟电压的高低、电流的大小、通电时间的长短有关。加在用电器上的电压越高、

通过的电流越大、通电时间越长，电流做功越多。

4.电功的单位

（1）单位；

国际单位的基本单位是焦耳，符号是J;常用单位有干瓦时，也叫作度，符号是

kW•ho

（2）单位换算：1度二IkW・h=3.6xlOGJ

5.计算公式：

（1）定义式：W=（为普通公式，适用任何电路）

U'

（2）推导式：W=—t=I2Rt（只适用于纯电阻电路）

R

6.电能表（又称电度表）

（1）作用：测量电路中电功的仪表。

（2）铭牌上各参数的物理意义:

220Vl(K20).\SUH/

r®2500r/(kWh)i|M

①铝盘上方方框内的数字2508.6记录消耗的电能总数，红色方框内的数字（最

末一位）为小数位；

@kW-h表示以千瓦-时（kW・h）为显示消耗电能的单位。

③220V50Hz表示该表在220V、50Hz的交流电路中正常工作；

010（20A）表示该表标定电流（该电流条件下，电表计量最准确）为10A,通

过的电流不能超过额定最大电流20A；

⑤2500”（kW-h）表示每消耗IkW-h电能，电表转盘转过2500圈。

（3）计数方法：在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内消耗的电能。

（4）电能的计算:

电能表转盘在一段时间实际转n转或电能表指示灯闪烁n次消耗的电能：

W=—kW^h=—x3.6xWJ

NN

其中N表示消耗IkW・h电能时电能表转盘标定的转过的转数或电能表指示灯闪

烁的次数。

*考点二电功率

1.物理意义

电功率是表示电流做功快慢的物理量。

2

2.定义

把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率。用符号P表示。

3.单位及其换算

单位是瓦特，简称瓦，符号是W。比瓦更大的单位是干瓦(kW),比瓦更小的单位是

毫瓦(mW)。lkW=10W=106mWo

4.计算公式：

W

(1)定义式：P=y

TJ2

(2)推导式：P=UIP=I2RP=—(仅适用于纯电阻电路)

R

5.额定功率和实际功率

在不同的电压下，同一个用电器的电功率不一样大；用电器实际的电功率随着它两

端电压的改变而改变。

(1)额定电压：用电器正常工作时的电压。

(2)额定电流：用电器正常工作时的电流。

(3)额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率。

例：一个标有“220V18W”的节能灯泡，其中“220V”表示该灯泡的额定电压为

220V,“18W”表示该灯泡的额定功率为18W。

(4)实际功率：用电器在实际电压下工作时对应的功率。

6.常见家用电器功率的估测

(1)日光灯的额定功率约为40W；

(2)电吹风的电功率为600W〜1300W；

(3)手电筒的电功率约为0.5W；

(4)计算器的电功率约为0.5mW；

(5)电扇的电功率为20〜70W

(6)笔记本电脑的电功率40〜70W；

(7)家用空调、电饭锅、微波炉、电热水器的电功率约为1000W。

6.温度.时间图像：图像越陡，比热容越小；(陡小缓大)(如课本图14-4)

*考点三测量电功率

1.“伏安法”测量小灯泡的电功率

(1)实验原理：P=UI

(2)实验电路图及实物图的连接

3

电路图实物图

（3）连接电路时应注意：

开关要断开；滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。

（4）实验中滑动变阻器的作用：

保护电路；改变通过小灯泡的电流，进而改变其两端的电压。

（5）实验中确定小灯泡正常发光的方法：

移动滑片，观察电压表示数，当电压表示数为小灯泡额定电压时，小灯泡正常发

光。

（6）实际电压、实际功率与灯泡亮度的关系：

实际电压越大，实际功率越大，灯泡越亮。

2.利用家用甩能表测算家用电器的电功率

电能表转盘转n转或电能表指示灯闪烁n次消耗的电能：

W=kW•力=_lx3.6xlO"J

NN

6

家用电器的电功率：P=—=^-x3.6xl0Wo（N表示每消耗MW•6的电能，电能

tN，t

表转盘转过的圈数或指示灯闪烁的次数）

*考点四焦耳定律

1.电流的热效应

电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。

2.电流产生的热量与哪些因素有关

（1）实验电路图及装置

（2）被加热的物质选用空气或煤油的原因：空气和煤油的比热容小能使实验现象明

4

显。

（3）实验方法：

①转换法：通过温度计示数的变化来反映电流通过导体产生热量的多少。

②控制变量法。

（4）实验结论：

①当电流和电阻一定时，通电时间越长，产生的热量越多。

②当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。

③当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。

3.焦耳定律

（1）内容

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间

成正比。

（2）计算公式

Q=/'Rr（适用于所有电路）

对于纯电阻电路，电流通过导体时，电能全部转化为内能，所以可以推导出：

2

Q=W=Uh=jU=Pi

4.电热的利用与防止

（1）利用：电暖气、电烙铁、电热毯、电饭锅等。

（2）防止：散热片、电脑的微型风扇等。

【题型精炼】

*考点一电功

典例1：（2025•沛县二模）如图所示是小明家的电能表，安装时的示数为零，I.=

单相电度表

到目前为止，小明家己消耗kW*h的电能。小明断开其它用电器，质1万日反

只将“220V750W”的电饭我接入电路，测得2min内电能表指示灯闪烁64

次，电饭锅的实际功率为W,两端的实际电压（>/</=）它的额220V10A50Hz

3200tmplc\V・h

定电压。1-----------------1

【答案】123.4；600；<o

【解析】电能表是用来测最消耗电能多少的仪表，在读数时注意最后一位是小数位。从电能表的铭牌

上可以看出每消耗IkWh的电能，电能衣的指示幻闪烁3200次，口」求指示灯闪烁64次消耗的电

5

能，根据公式卬可求灯泡的实际功率，与额定功率比较，可知此时的实际电压大小。

t

【解答】解：读图可知，此时电能表的示数为123.4上亚》,说明到目前为止，小明家已消耗的123.4卜卬巾的电能；

电能表表指示灯闪烁6,次消耗的电能：

64imp

W=0.02kW-h,

32Q0imp/kW-h

灯泡的实际功率：

U70021cW'h

P=-y-=-=0.6kW=600W<750W。

60h

故此时电饭锅两端的实际电压小于它的额定电压。

【举一反三】

变式1:(2025•沂南县一模)高老师新家的电能表1月初读数为111.6kW・h,2

月初读数如图所示，则1月份高老师家用电kW-ho某天，高老师关

闭家里其它用电器，只接入额定功率为1800W的空气炸锅，正常工作5min,

则这段时间内电能表的转盘转过圈。

【答案】120；450。

【解析】(1)上月用电量的计算：本月初示数与上月初示数之差，注意：最后一位是小数，计量是

单位kW・h；

(2)3000r/(kW・h)表示的是电路中每消耗lkW・h的电能，电能表的转盘转3000r,根据竹Pt求

出消耗的电能，再求出这段时间内电能表的转盘转过的圈数。

【解答】解：1月份高老师家用电231.6kW-h-111.6kW-h=120kW,h；

额定功率为1800W的空气炸锅，正常工作5min,消耗的电能为：

W=Pi=1800WX5min=1.8kWX-jy/i=0.15kW-h；

这段时间内电能表的转盘转过的圈数为：

3000r/(kW-h)X0.15kW-h=450r.

变式2：(2025春•云岩区校级月考)电能表是测量的仪表，小明家上次查看电

能表的读数为也191巫回，本次查看时电能表读数如图所示，则他家这段时间内

消耗的电能为kW・ho

【答案】电能；15.5。

【解析】(1)电能表是用来测量电能的仪表；

(2)电能表读数时数字方框中最后一位是小数，单位是kWh,电能表的两次示数之差即为这个时

间段消耗的电能。

【解答】电能表应串联在家庭电路中，是测量消耗电能或电力的仪表。

电能表最后•位表示小数点后的数值，所以小明家上次查看电能表的读数为916.lkW・h,内图可•知,

本次查看时电能表读数为93L6kW・h,消耗的电能为W=931.6kW*h-916.lkW-h=15.5kW*h«

6

变式3：（2024•通辽）小明家原有用电器的总功率是3800M,乂新购买了电热水相和空调各一台，

热水器的铭牌上标有“220V,2200W"字样，空调的铭牌上标有“220V,1900W”字样，他家的电

能表如图所示。下列说法不正确的是（）

A.电热水器是利用电流热效应工作的

B.单独使用空调比单独使用热水器电能表表盘转速快

C.正常使用相同时间，热水器比空调消耗的电能多

D.小明家现有的用电器可以同时使用

【答案】B

【解析】（1）电流通过导体时电能转化为内能的过程，叫电流的热效应；

（2）用电器的功率越大，电能表转得越快；

（3）根据gPt进行分析；

（4）根据P=UI和电能表的规格进行分析。

【解答】A、电热水器是利用电流热效应工作的，故A止确；

B、热水器的额定功率比空调的额定功率大，单独使用热水器比单独使用空调电能表

表盘转速快，故B错误；

C、根据gPt,正常使用相同时间，热水器比空调消耗的电能多，故C正确；

D、该电能表所能承担的最大负载功率为：P=UI=220VX40A=8800W；实际接入的总功

率为：P'=3800W+2200W+1900N=7900W,小于电能表能够承担的最大功率，小明家现有

的用电港可以同时使用，故D正确。

*考点二电功率

典例1：（2025春•长沙校级月考）某电饭锅有加热和保温两种功能，其简化电路如图所

示，4、Rz为加热电阻，S为电源开关，Si为温控开关。闭合电源开关S,温控开关,

由断开到闭合，下列说法正确的是（）

A.电路总电压变大

B.电路总电流变小

C.电路总功率变小

D.电饭锅进入加热状态

【答案】D

【解析】根据u'结合欧姆定律和P=UI分析回答。

P=—

R

7

【解答】根据少可知，电压一定时，电阻越大，功率越小，当只闭合开关3时，电

P=——

R

路为只有电阻Ri的简单电路；开关S、Si都闭合时，电阻R、R2并联，电阻越并越小,

所以当只闭合开关S时，电饭锅处于保温状态，开关S、Si都闭合时，电饭锅处于加

热状态；所以温控开关Si由断开到闭合，电流的总电阻变小，电路的总电压不变，根

据欧姆定律，总电流变大，根据PRI可知，总功率变大，电饭锅由保温状态变为加

热状态，故ABC错误，D正确。

【举一反三】

变式1:（2024秋•无棣县期末）光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。将光敏电阻R、定值电

阻电、电流表、电压表、开关和电压恒定的电源连接成如图所示的电路。闭合开关，逐渐增大光

敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（）

A.电压表示数变小B,电流表示数变小

C.电路总电阻变大D.电消耗的功率变小

【答案】A

【解析】由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R。串联,

压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；根据题意得出逐渐增大光敏电阻的光

照强度时其电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流和R。两端的电压变化，根据串

联电路的电压特点可知R两端的电压变化；根据分析R。消耗的功率的变化。

【解答】由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻凡串联，电压表测R两端的电压，电流表

测电路中的电流;

因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，所以，闭合开关，逐渐增大光敏电阻的

光照强度时，光敏电阻R的阻值变小，电路的总电阻变小；

由1二且可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；

R

由U-IR可知，定值电阻R。两端的电压变大，因串联电路中总电压等丁各分电压之和,

所以，R两端的电压变小，即电压表的示数变小；

根据•P二可知凡消耗的功率变大；

综上所述，A正确。

变式2：（2024秋•大连期末）某学习小组用装满盐水的气球

连接在如图所示的电路中。当用手向相反的方向拉扯连接气

球的导线（盐水与导线充分接触且气球不破裂）时，卜瓦说

法正确的是（）。

8

电压表

【答案】Ao

【解析】电阻的大小与下面的因素有关：相同横截面积、同种材料的导体，长度越长，电阻越大；相

同长度、同种材料的导体，横截面积越小，电阻越大；相同长度和横截面积的导体电阻还与组成

材料有关；首先判定电路的连接状态，然后根据盐水气球形状的变化判定电阻的变化，然后根据

欧姆定律判定电流的变化、电压的变化，根据功率公式判定灯泡亮度的变化。

【解答】由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是盐水气球两端的

电压；AC、当用于向相反的方向拉扯连接气球的导线，气球变长变细，即长度增加，横截面积减

小，故盐水气球的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，根据P=rR

可知，灯泡的功率变小，亮度变暗，故A正确、C偌误；BD、盐水气球的电阻变大，根据串联电路

的分压规律可知，其两端的电压变大，即电压表示数变大；电压表与电流表示数的比值为盐水气

球的电阻，电阻变大，比值变大，故BD错误。

变式3：（2025•重庆模拟）公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图所示是

某种地磅的工作原埋图，滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动且接触良好，a、b为电

流表或电压表。当货车质量增大时，由电表a改装成的显示器的示数也增大，且不能

超过它的量程。下列说法正确的是（）

A.接线柱“1”应与“3”连接

B.当凡消耗的功率增大时，说明货车质量增大了

C.若货车的质量减小时，a与b两表示数的变化量之比变小

D.若提升地磅测量范围，可增大R。阻值

【答案】I）

【解析】（1）电流表应串联在电路中，电压表应并联在被测电路的两端，滑动变阻器的

工作原理：通过改变接入电路中的电阻线长度来改变电阻；

（2）串联电路中各电阻两端电压与对应的电阻成正比，据此可知判断电阻两端的电压

变化，利用P二幺判断电阻R。的功率变化；

R

（3）若货车的质量减小时，变阻器接入电路中的阻值变小，电压表示数的变化量等于

定值电阻两端电压的变化量，则a与b两表示数的变化量之比等于定值电阻的阻值；

（4）电表量程一定，当增加心的值，在电源电压不变时，要使电路中的电流达到电

表量程，变阻器接入电阻要减小，所以货车的质量增大，据此分析。

【解答】由题可知，因电表a改装成的显示器的示数会随货车质量增大而增大，若a为电

流表，会造成滑动变阻器短路，所以b为电流表，a应为电压表.此时电阻R与R。串

联，电压表a测电阻R两端电压，电流表b测电路电流。

9

A.若接线柱“1”与“3”连接，货车质量增大时，滑片下移，滑动变阻器接入电路的

电阻变小，根据串联电路分压原理可知，滑动变阻器两端电压变小，a表示数变小，

所以接线柱“1”应与“2”连接，故A错误；

B.当R。消耗的功率增大时，根据P二1R可知，电路中的电流变大，总电阻变小，说明

货车质量减小了，故B错误；

C.若货车的质量减小时，变阻器接入电路中的阻值变小，电压表示数的变化量等于定

值电阻两端电压的变化量，则a与b两表示数的变化量之比等于定值电阻的阻值，故

a与b两表示数的变化量之比保持不变，故C错误；

D.若提升地磅测量范围，即货车质量更大时，滑片P下移更多，R两端的电压变大，

即电压表a的示数变大，要使电压表a不超量程，根据串联分压的规律，可坤大R。阻

值来分担电压，故D正确。

*考点三测量电功率

典例2：（2024•罗湖区校级模拟）乐乐做“探究电流与电阻的关系”的实验，连接的电

路如图甲所示，电源电压可调，有四个定值电阻，阻值分别为5Q、10Q、20Q和30Q,

滑动变阻器的规格为“60Q1A”。

R

甲乙丙

实验序号1234

电阻R/Q5102030

电流I/A0.60.150.1

（1）闭合开关，发现电流表无示数，而电压表示数接近电源电压,则电路故障可能的原

因是定值电阻（选填“断路”或“短路”）。

（2）排除电路故障后，调解滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3V,记下相应的电

流值，用10Q定值电阻替换5。电阻后，应将滑片向端（选填“左”或

“右”）滑动，使电压表的示数不变，此时电流表的示数如图乙所示为Ao

（3）正确完成数次实验后，得到如表数据，分析数据可得到实验结论。

10

（4）完成上述实验后，乐乐又设计了如图丙所示的电路，来测量一个额定电压为U。的小

灯泡的额定功率，已知定值电阻的阻值为R。，请完成以下实验步骤：

①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器，直到电流表示数为,此时灯泡正常

发光；

②只闭合开关S和S”保持滑片不动，读出此时的电流表示数I；

③小灯泡的额定功率：P小o

64

（1）断路；（2）右；0.3；（3）①/;③UoX（1一苛）。

【答案］为勺

【解析】（1）闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源

电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电

压表并联的电路断路了；

（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，

当换上小电阻时，根据分压原埋确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合

分压原理确定变阻器滑片移动的方向；根据电流表选用量程确定分度值读数；

（4）要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值

电阻R。应起到电压表的测量作用，故将R。与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻

器的滑片使电流表示数为I尸熊时，由并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，

灯正常发光；

保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R。并联的总电流，因电路的连

接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电

流的规律求出灯的额定电流，根据P=UI写出灯的领定功率的表达式。

【解答】（1）闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源

电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电

压表并联的电路断路了，即电路故障可能的原因是定值电阻断路：

（2）实验中，当把10。定值电阻替换5。电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压

变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑

动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器接入电路的阻值，故应把滑动

变阻器滑片向右滑动，使电压表的示数保持不变；

由图乙可知，电流表选用小量程，分度值0.02A,其示数为0.3A；

（4）实验步骤：

H

①闭合开关S、S,断开S1,调节滑动变阻器，使电流表示数为u,此时小灯泡正常

2UD

发光；

②只闭合开关S、S.,保持滑片位置不变，记录下此时电流表的示数为I；

③在①中，电流表测定值电阻的电流，由欧姆定律，定值电阻的电压为：

URO=LRO=$XRO=UO,根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光;

Ko

在②中，电流表测灯与Ro并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光

根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：

U

则小灯泡的额定功率表达式：P额=1/额由=UoX（一石n）・

【举一反三】

变式L（2022秋•和平区校级期末）小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的

器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关,

导线若干。

A

Z

（1）请按照图甲中的实验电路连接，画出对应的电路图。

（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V,造

成这一现象的原因可能是（选填序号）；

①小灯泡短路；

②小灯泡断路；

③滑动变阻器短路；

④滑动变阻器开路。

（3）排除故隙，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率,

12

应将滑动变阻器的滑片P向（选填"A”或"B”）端移动，当电流表示数达

到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为W；

（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为％的定值

电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率，主要的操作步骤如下:

①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P,使电流表的示数为I叛；

②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的

示数为I;

③计算得出小灯泡的额定功率PsF（用艮、I领、I表示）。

【答案】（1）见解析；（2）②；（3）A；0.75；（4）I®（I-U）Roo

【解析】（1）伏安法测小灯泡的电功率，需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，故需要

将电流表与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联，根据小灯泡的额定电压确定电压表的量程，滑动

变阻器采用一上一下的连接方式串联在电路中；

（2）电流表尢小数，说明电路可能断路，根据电压表示数分析电路故障的原因；

（3）读出电流表的示数，根据电流表示数与灯泡额定电流的大小判定电路中电流的变化，根据欧

姆定律分析电路中总电阻的变化和滑动变阻器阻值的变化；根据电压表选用的量程碓定分度值

读数，根据PRI求灯的额定功率：

（4）根据并联电路的电流规律求出通过定值电阻的电流，根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压,

根据并联电路的电压特点求出灯泡的额定电压，然后根据P=UI求出灯泡的额定功率。

【解答】（1）因为新干电池两节，所以电压表应选择0〜3v的量程并联在小灯泡两端,

滑动变阻器的接线柱要“一上一下”接入电路，如图所示：

（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表

与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电邮是完好的，与电压表并联的灯泡开

路，故选：②；

（3）电流表选用的是小量程，分度值为0.02A,示数为0.14A；灯泡的额定电流为

0.3A,要使灯在额定可压下正常发光,需要增大电路中的电流,，根据欧姆定律可知，

需要减小电路中的总电阻，所以应使变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片向A移

13

动，直到电流表示数为0.3A；

此时电压表指针位置如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.IV,示数为2.5V,

则小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5VX0.3A=0.75W；

（4）根据题意可知，干路中的电流为I,通过灯泡的电流即灯泡的额定电流为I漱;

根据并联电路的电流规律可知，通过定值电阻的电流为：I'=卜1额；

定值电阻两端的电压为：U0=rRo=（I-I«）Ro；根据并联电路的电压规律可知，灯

泡的额定电压为：U»=Uo=（1-1Ro；

灯泡的额定功率为：P蜒FUQ后I确（IT瓶）Roo

变式2：（2024•五通桥区一模）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电

压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Q。

（1）在图甲中，有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超过量程，经检查，

导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了—（选填“短路”或“断路”）。

（3）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为—V；

此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向—（选填“左”或“右”）端移动。

（4）移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U

图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率是Wo

（5）完成上述测量后，不用电压表，用如图所示的电路也可以测量已知额定电流的

小灯泡的额定功率，己知小灯泡的额定电流为I机，定值电阻的阻值为电。实验步骤

如下，请补充完整：

14

①;

②保持滑片位置不动，闭合开关s、s„断开开关S2,记下此时电流表的示数为I；

③小灯泡的额定功率的表达式为P/。（用已知量和测得量的字母表示）

【答案】（1）如图所示；（2）断路；（3）2.2；右；（4）0.75；（5）①闭合开关S、

S2,断开S1,调节滑动变阻落R的滑片P,使电流表示数为I僦；③（I-1曲）Rd版。

【解析】（1）利用欧姆定律求出灯泡的额定电流，根据灯泡的额定电流确定电流表的量程与小灯泡

串联；

（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数超过量程，说明电压表与电源连通，则与电

压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的支路断路了；

（3）根据电压表选用小量程确定分度值读出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的

规律及分压原理确定滑片移动的方向；

（4）灯泡在额定电压下正常发光，由图丙中的图象得出额定电压下的电流，根据P=UI可求出灯

泡的额定功率；

（5）要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，先使灯与电流表串联后再与定值电阻并联，通过移

动变阻器滑片，使电流表示数为额定电流；

保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R并联的总电流，因电路的连接关系没有

改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出通过定

值电阻的电流，由欧姆定律求出灯的额定电压，根据P=UI写出灯的额定功率的表达式。

【解答】（1）由欧姆定律，灯的额定电流：1=七=2江七0.3A,故电流表选用0〜

R,8c

（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数超过量程，说明电压表与电

源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的小灯泡断路

了；

（3）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.IV,示数为2.2V,小于灯泡的额定电

15

压2.5V,应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压,

由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直

到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；

（4）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时

的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率是：Pffl=UaIa=2.5VX0.3A=0.75W；

（5）实验步骤：

①闭合开关S、S2,断开S”调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表示数为1加；

②闭合开关S、S„断开开关S2,记录下此时电流表的示数为I；

③步骤②中，电流表测干路电路，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通

过的电流不变，灯仍正常发光，由并联并联电路电流的规律，定值电阻凡的电流为:

Io=I-I额，

由欧姆定律的变形公式，定值电阻RD的电压即灯的额定电压为：U郭=1就尸（IT额）

R。；

小灯泡的额定功率的表达式为P：P«=U«I«=（l-u）Rolao

变式3:（2025春•武清区校级月考）小明需要测一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定电功率，实

验器材除了这只小灯泡外，还有：电源，一只5Q的定值电阻，一只电流表，一只单刀单掷开关,

一只单刀双掷开关，•只滑动变阻器和导线（所有器材均符合实验要求）。请你帮助她设计出实

验电路图（不重复:组装电路），写出实验步骤和需要测量的物理量，并用已知量和测量量表示出

小灯泡额定功率（要求写出表达式）。

【答案】实验电路图如下：

------------—

sR

b

a51L

---------O-

*

实验步骤如下：

1.将滑动变阻器滑片调至最右端（阻值最大处），闭合开关S”开关Sz调至b端，

然后调节滑动变阻器，让电流表示数为0.5A。

2.保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关，调至a端，读出此时电流表示数I。

小灯泡的额定功率:2.5VX（1-0.5A）o

16

【解析】利用电流表和定值电阻测电功率的方法；利用滑动变阻掷，电流表和定值电阻控制小灯泡正

常发光，利用灯泡和已知电阻组成的并联电路来解决灯泡两端的电压问题。

【解答】测小灯泡的额定电功率，利用P二UI进行测量，从题干中所给材料可以发现，只

有测量电流的电流表，没有电压表，但是给出了一个5Q的定值电阻，于是可以想

到利用并联电路，让定值电路两端电压等于小灯泡的额定电压即可。故设计电路图

如下：

具体实验步骤如下：

1.将滑动变阻器调至最右端（阻值最大处），闭合开关S,让&调至b端，然后调节

滑动变阻器，让电流表示数为0.5A。

（该步骤是为了让灯两端电压为U额=2.5V,因定值电阻为5Q,根据欧姆定律/=巳,

R

可求出此时流过定值电路的电流为/=々=至匕=0.5A）

R5c

2.保持滑动变阻器位置不变，将开关Sz调至a端，读出此时电流表示数I。

（此时电流表测量灯和定值电阻并联的总电流，则流过小灯泡的电流h=I-O.5A

根据P=UI,计算出小灯泡的额定功率P*U额XIL=2.5VX（1-0.5A）.

考点四焦耳定律

典例1：（2025•阎良区模拟）用如图所示的装置可探究电流产生

热量与的关系，装置中的U形管（选填“是”或

“不是”）连通器；相同时间内，电流通过电阻R与R2产生

的热量之比为0

【答案】电流；不是；4：1。

【解析】（1）要探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流大小关系，要控

制导体的电阻和通电时间相同，电流大小不同；

（2）上端开口、底部互相连通的容器叫连通器；

（3）根据焦耳定律Q二FRt来分析°

【解答】（1）由图可知，R?与L并联后与&串联，根据串、并联电路电流特点可知，R,

17

和1%与比电阻相同，所以通过此电流等于通过1＜口勺电流的一半，所以可以探究电流

产生的热量与电流大小的关系；

（2）图中的两个U形管上端不都是开口的，所以装置中的U形管不是连通器；

（3）通过R2电流等于通过R的电流的一半，根据焦耳定律Q二FRt可知，电流通过电

阻R2与％产生的热量之比为4：1。

【举一反三】

变式1：（2025•新城区校级二模）如图为探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素

有关的实验装置。电路凄通后,电阻丝R1与1%两

端的电压之比为；通过电阻丝与&的电：

流之比为；相同时间内，电阻丝艮、R2S岛

凡产生的热量之比为

【答案】1：2；2：1；4：8：lo

【解析】（1）串联电路中电流处处相等，根据OIR判断电阻丝%与R?两端的电压之比;

（2）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，据此得出通过电阻丝R与R；,的电

流之比；

（3）根据Q=「Rt求出相同时间内，电阻丝艮、R?、R3产生的热量之比。

【解答】（1）由图可知，电阻丝R与艮串联，通过的电流相等，

由由可得,电阻丝R与Rz两端的电压之比:UI：U2=IR1：IR2=R1：R2=50：10Q=l：2；

（2）由图可知,与L并联后再与用、K串联，且R,与兄阻值相同，由并联电路的

电流特点可知，通过Rs与L的电流相等，等于通过用、瓜电流的1/2,

则通过电阻丝&与兄的电流之比为：11:12=1：=2：1；

（3）设通过凡的电流为I,则通过以、的电流均为21,由Q二FRt可知，

相同时间内，电阻丝％、R?、R：,产生的热量之比为：

Q1：Q2：Q：F（2T）嵌4：（21）%t：iRt=4X5Q：4X10Q：5Q=4：8：1

变式2：（2024秋•房山区期末）如图所示，给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触

摸与之连接的导线却不觉得烫手，下列解释正确的是（）

A.通过导线的电流比通过电炉丝的电流小得多

B.导线的电阻比电炉丝的电阻大得多

C.导线的电功率比电炉丝的电功率小得多

D.电流通过导线时没有产牛热效应.

【答案】Co

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【解析】（1）电流流过导体时，导体发热，把电能转化为内能的现象是电流的热效应。

（2）电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过它们的电流相等，通电时间相同，而电炉

丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律Q=「Rt和P二号分析判断。

【解答】A、电炉在使用时，电炉丝和导线串联，通过它们的电流相等，故A错误；

B、电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，故B错误；

C、通电时间t和电流相同，由于R电炉丝＞R耳戏，根据glRt可知，电流产生的热量：Q

电炉组＞Qm找，根据P二一=2可知：P电炉统＞P导战，故C正确；

D、电流通过导线时产生热量，是热效应，故D错误。

变式3：（2024秋•中山区期末）如图所示，这是家庭中大功率用电器的三脚

插头。在材料、长度相同时，连接插头的导线应__________（选填“粗"/J]

或“细”）一些更安全、节能，原因是，在一定时间内，通过相同电流情飞

况下，所选择的导线产生的热量更（选填“多”或“少”）.

【答案】粗；少。

【解析】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，材料和长度一定时，横截面积

越大，电阻越小；

根据焦耳定律Q=『Rt可知，判断在电流和通电时间一定时，电阻与产生的热量的关

系。

【解答】①导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积rr关，材料和长度一定时，横截面

积越大，电阻越小，根据焦耳定律Q=FRt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越

小，导线产生的热量越少，所以从安全用电的角度考虑，连接大功率用电器的导线

应选择粗一些的导线来制作。

出考点精炼

1.如图甲，规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，将阻值不同的两根电阻丝Ri和R2与电源、开关

接成电路，忽略散热，得到图乙所示的水温与加热时间的图线，则下列叙述正确的是（）

19

甲乙

A.两个加热器，RI<R2

B.由图乙可知：比热容CH>C乙

C.加热相同时间，两杯水吸收的相同热量

D.甲杯水在2min内吸收的热量，与乙杯水在3min内吸收的热量相同

【答案】D

【解答】解：A.规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，2min末甲温度高，说明R1产生的电热多：

由电路图可知，两电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间I相等，由Q=FRI可知，在电流与

通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以，RI>R2，故A错误；

B.甲、乙两容器中都是水，且状态相同，则两杯水的比热容相同，故B错误；

C.实验中，用不同加热器加热，相同时间内，加热器放出的热量不同，所以相同时间内两杯水

吸收的热量不同，故C错误；

D.由图乙可知，甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同，H两杯水的质量相

同，根据、吸=01141可知，它们吸收的热量相同，故D正确。

故选：D。

2.如图某同学家电能表上标有“220V10(40)A”的字样，空气开关允许通过的最大电流为30A,

已知他家原有用电器的总功率是5kW。炎炎的夏季即将来临，他家新购置了一台IkW的空调和一

盏20W的节能灯，将该空调接入电路，空调能正常工作；再将该节能灯接入电路，电路中的空气

开关出现了跳闸现象，所有用电器停止工作。下列说法不正确的是()

A.空调接入电路时与其他用电器并联

20

B.他家允许接入用电锯总功率不高于8800W

C."250017(kW-h)”表示：接入该表后的用电器每耗1kW・h电，表盘转2500转

D.空气开关出现跳闸的原因是短路

【答案】B

【解答】解：A.空调接入电路时与其它用电器并联，保证正常工作，故A正确，不符合题意；

B.电能表的额定最大电流为40A,空气开关允许通过的最大电流为30A,电能表与空气开关串联,

则他家允许接入用电器总功率不高于P=UI=220VX30A=6600W,故B错误，符合题意；

C.''2500i7(kW+h)”表示当铝盘转过2500「时用电器消耗的电能为lkW・h,则接入该表后的用

电器每耗lkW・h电能，表盘转2500转，故C正确，不符合题意：

D.一只节能灯功率较小，接入时不会造成总功率过大，故此时空气开关出现跳闸的原因是短路，

故D正确，不符合题意。

故选：Bo

3.如图所示，电源电压12V保持小变，小灯泡标有“4VI.6W”字样(灯丝电阻小受温度影响)，

滑动变阻器标有“50。1A”字样，电流表量程为0〜0.6A,电压表量程为。〜3V。闭合开关，保

证各元件不损坏，下列选项正确的是()

-pr~~

Oab

J3—

A.移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光

B.电路中消耗的最大功率为3.6W

C.滑动变阻器两端电压变化范围为9〜12V

D.当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器通电Imin产生的热量为140J

【答案】B

【解答】解：A.由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端电压，电流表测串联

电路中的电流。保证各元件不损坏，移动滑动变阻器的滑片，由于电压表的量程为。〜3V,所以

小灯泡两端的最大电压为3V,所以小灯泡不能正常发光，故A错误；

P,1.6W

B.由P=UI可得灯光正常发光电流为II或一"衍一().4A,

=取=W=

灯泡电阻为RL丁皿10C，

21

3y

*丽

通过小灯泡的最大电流为rL

又由题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0〜0.6A,所以电路中的

最大电流为Imax=lL/=0.3A,电路中消耗的最大功率Pmax=UImax=12VX0.3A=3.6W故B正确;

CD.当电压表示数为3V时，滑动变阻器两端的电压最小为Ui，Ui=U-Ui.max=12V-3V=9V,

当滑动变阻器滑片P置于h端时，滑动接入电路的电阻最大，分得电压最大，此时电路的电流最

U12V

小为Imin4+五50—1。。0.2A,

故滑动变阻器两端的最大电压U2=IminRb=0.2AX50fi=10V,

此时滑动变阻器通电Imin产生的热量为Q=U2lmint=1OVX0.2AX60s=120J,故CD错误。

故选:Bo

4.如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等

量的空气，U形管中液血高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法止确的是（）

OOOO

525。5。

甲乙

A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系

B.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多

C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系

D.乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小

【答案】B

【解答】解：AB、装置甲中一个5Q的电阻与两个5Q的电阻并联后再串联，根据串联电路的电

流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I6=1左，两个5Q的电阻并联,

根据并联电路的电流特点知I右=h+l2,两电阻阻值相等，则支路中电流相等，h=12,所以右边容

器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，由Q=

I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电•段时间后，玻璃管左侧

液面高度差更大，故A错误，B正确。

CD、在乙装皆中，将容器内的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相

同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即