16.2电流做功的快慢 课件-2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

■考点一 电功率 1. 概念：物理学中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。 2. 物理意义：表示电流做功的快慢。 3. 公式 （1）定义式：P= （P：电功率；W：电功；t：时间）。 （2）导出式：P=UI（适用于各种电路电功率的计算）、P=I2R（只适用于纯电阻电路）、P= （只适用于纯电阻电路）。 4. 单位：电功率的国际单位是瓦特，简称瓦，用符号 W 表示。常用的单位还有千瓦（kW），它们之间的换算关系：1 kW=1 000 W。 [考点解读] -1- 16.2电流做功的快慢 5. 串、并联电路中的电功率 P=UI= =I2R P1=UI1= =I12R1 P总=P1+P2=UI= =I2R P总=P1+P2=UI= =I2R -2- 例 1 如图，电路中电源电压保持不变。 闭合开关 S，移动滑片，使电压表 示数与电压表 示数之比为 3∶2，此时 R2 的功率为 P1；再次移动滑片， 使电压表 示数与电压表 示数之比为 2∶3，此时 R2 的功率为 P2，则 P1∶P2 为 ( ) A． 3∶2 B． 2∶3 C． 3∶5 D． 1∶1 典题精析 -3- -4- 解析：设电源电压为 U，闭合开关 S，R1 和 R2 串联，电压表 测量 R1 两端的电压，电压表 测量 R2 的电压，首次移动滑片，使电压表 示数与电压表 示数之比为 3∶2， 此时 R2 两端的电压 U2= U，R1 两端的电压 U1= U，再次移动滑片，使电压表 示数与电压表 示数之比为 2∶3， 此时 R2 两端电压 U2′= U，R1 两端电压为 U1′= U， 由 I= 变形可得，U＝IR，分析可知，电阻不变时，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，所以，两种情况下通过 R1 的电流之比 ： =3∶2，因为电路为串联电路，故两种情况下通过 R2 的电流之比也为 3∶2，根据 P＝UI 可知，两种情况下 R2 的功率之比为 P1∶P2= =1∶1。 -5- 答案：D 满分备考：电功率的计算首先要记住公式，然后分析电路，弄清楚电路元件的串、并联关系，一般都要借助欧姆定律进行计算。 -6- ■考点二 额定功率与实际功率 1. 概念 概念 说明 额定电压 用电器正常工作时的电压 用电器上标明的电压值就是额定电压，常用 U 额表示 额定电流 用电器正常工作时的电流 用电器上标明的电流值就是额定电流，常用 I 额表示 额定功率 与额定电压或额定电流对应的功率 用电器上标明的功率值就是额定功率，常用 P 额表示 实际电压 用电器实际工作时的电压 与额定电压可能相等，也可能不相等，常用 U 实表示 实际功率 用电器在实际电压下工作时所对应的功率 与额定功率可能相等，也可能不相等，通常用 P实表示 -7- 2. 用电器的电压和电功率的关系 U 实=U 额，P 实=P 额，用电器正常工作；U 实＜U 额， P 实＜P 额，用电器不能正常工作；U 实＞U 额，P 实＞P 额，易损坏用电器。 3. 用电器铭牌 用电器铭牌“PZ220 V 40 W”包含信息： （1）PZ 指这盏灯是普通照明灯泡； （2）220 V 指这盏灯的额定电压是 220 V； （3）40 W 指这盏灯的额定功率是 40 W。 例 2 （宁夏中考）甲灯泡标有“22 V 2 W”，乙灯泡标有“220 V 100 W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是 ( ) A. 甲灯泡的功率一定小于乙灯泡的功率 B. 甲灯泡消耗的电能一定小于乙灯泡消耗的电能 C. 两灯串联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮 D. 两灯并联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮 典题精析 -8- 解析：由灯泡铭牌可知甲灯泡的额定功率小于乙灯泡的额定功率，但甲灯泡的实际功率不一定小于乙灯泡的实际功率，故 A 项错误；由 W=Pt 可知，消耗的电能由实际功率和时间决定，所以不能确定消耗电能的多少，故 B 项错误；由 P= 可得，两灯的电阻分别为：R甲= =242 Ω，R乙= =484 Ω，比较可知 R甲＜R乙；串联电路电流处处相等，由 P＝I2R 可知，两灯泡串联时，它们的实际功率 P甲＜P乙，则甲灯泡一定比乙灯泡暗，故 C 项错误；两灯并联在电路中，两灯泡的电压相同，且 R甲＜R乙；由 P= 可知，P甲＞P乙，则甲灯泡一定比乙灯泡亮，故 D 项正确。 -9- 答案：D 易错：B 错因：误认为额定功率大，消耗的电能一定多，没有考虑实际功率与工作 时间。 满分备考：额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下工作时的功率；实际电压不一定等于额定电压，实际功率也不一定等于额定功率，决定灯泡亮度的是实际功率。 -10- ■易错点 混淆实际功率与额定功率 例 如图所示电路中，电源电压不变，R 为定值电阻，灯泡 L 上标有“3 V 1.5 W”的字样。闭合开关 S 后，灯泡 L 恰好正常发光。若用一个标有“4 V 2 W”的灯泡 L′替换灯泡 L（忽略灯丝电阻的变化），闭合开关 S 后，灯泡 L′的实际功率 ( ) A. 大于 2 W B. 等于 2 W C. 小于 2 W D. 无法确定 [易错分析] -11- 解析：当灯泡 L 接入电路时，恰好正常发光，电路中的电流等于灯泡 L 的额定电流，即 I= = =0.5 A；灯泡 L′的额定电流为 I′= = 0.5 A，由计算可知，两灯泡的额定电流相等；根据 P= 可得，“3 V 1.5 W”的灯泡电阻 R1= = 6 Ω，“4 V 2 W” 的灯泡电阻 R2= =8 Ω， 灯泡 L′的电阻大于灯泡 L 的电阻，当灯泡 L′替换灯泡 L 后，由串联电路的电阻关系可知，电路中的总电阻变大，由欧姆定律 I= 可知，电路中的电流变小，小于灯 L′的额定电流，由 P＝I2R 可知，灯 L′的实际功率小于 2 W。 -12- Administrator (A) - 答案：C 易错：B 错因：误认为灯泡铭牌上所标的功率就是实际功率。 易错警示：求解电功率时，要严格按照公式计算，公式中带入的数据也必须是符合题意的，不要混淆额定功率与实际功率。实际功率可能与额定功率相等，可能比额定功率大，也可能比额定功率小。 -13- ■题型一 功率的比值问题 例 1 如图所示，将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为 U 且保持不变的电路中，通过分别调节滑动变阻器 R1 和 R2 使所有灯泡均正常发光。甲、乙两电路中的总电流之比 I1∶I2＝_______，电路的总功率之比 P甲∶P乙＝__________。 甲 乙 [题型探究] -14- 解析：由题意可知，小灯泡的规格都相同，设每个小灯泡正常发光时的电流均为 I。甲图中，两灯并联后与变阻器 R1 串联，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，两个小灯泡均正常发光时，所以，干路电流为 I1＝2I，则电路的总功率：P1＝ UI1＝U×2I＝2UI；乙图中，两个小灯泡和滑动变阻器R2串联，因串联电路中各处的电流相等，所有小灯泡均正常发光时，所以，电路中的电流 I2＝I，则电路的总功率：P2＝UI2＝UI；则甲、乙两电路中的总电流之比 I1∶I2＝2I∶I＝2∶1；甲、乙两电路的总功率之比为 P1∶P2 ＝2UI∶UI＝2∶1。 答案：2∶1 2∶1 题型解法：解决此类问题时，要综合考虑电路的连接情况、已知条件、不变的量等多种因素，选择合适的电功率计算公式：P＝UI、P=I2R、P= ，并 且要灵活运用串、并联电路电流和电压的规律。 -15- ■题型二 电功率的计算 例 2 （扬州中考）如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡 L 标有“3 V 1.2 W”的字样，R1、R2 为定值电阻，R1＝15 Ω，R2＝30 Ω。 当开关 S 闭合，S1、S2 都断开时，小灯泡 L 正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。 求： （1）电压表的示数； （2）当开关 S、S1 闭合，S2 断开时，电流表的示数； （3）当开关 S、S1、S2 都闭合时，整个电路消耗的电功率。 -16- 解：（1）当开关 S 闭合，S1、S2 都断开时，小灯泡 L 与电阻 R1 串联，电压表测 R1 两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡 L 正常发光，所以，由 P＝UI 可得，电路中的电流 I= =0.4 A，由 I= 可得，电压表的示数 U1＝IR1＝0.4 A×15 Ω＝ 6 V； （2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压 U＝UL+U1＝3 V+6 V＝9 V，当开关 S、S1 闭合，S2 断开时，电路为 R1 的简单电路，电流表测电路中电流，则电流表的示数 I1= =0.6 A； （3）当开关 S、S1、S2 都闭合时，R1 与 R2 并联，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和，所以，电路的总电阻 R= = 10Ω，整个电路消耗的电功率 P= =8.1 W。 -17- 答：（1）电压表的示数为 6 V；（2）当开关 S、S1 闭合，S2 断开时，电流表的示数为 0.6 A；（3）当开关 S、S1、S2 都闭合时，整个电路消耗的电功率为 8.1 W。 题型解法：要熟练运用串、并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式，知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。 -18- 1. 电功率 （１）定义:电流所做的功与 ___________________ 之比叫做电功率。 （２）物理意义: 电功率是用来表示电流做功 _______ 的物理量。 （3）公式 ①定义式：P= ，Ｐ→电功率→瓦（Ｗ），Ｗ→电功→ 焦（Ｊ），ｔ→时间→秒（ｓ）。 ②常用公式：P=UI，P→电功率→瓦（Ｗ），Ｕ→电压→ 伏（Ｖ），Ｉ→电流→安（Ａ）。 ③导出式：P= =I2R（适用于纯电阻电路）。 （4）单位：国际单位是 ______，简称 ________，符号是 _____。 常用单位还有千瓦，符号是 kW。 换算关系:1 kW=_______ W。 ▍课前预习/新知导引 第二节 电流做功的快慢 -1- 第二节 电流做功的快慢 -2- 2. 额定功率 （1）额定电压：用电器 ________ 工作的电压值。 （2）额定功率：与 ________ 电压或 ________ 电流对应的功率叫做额定功率。 3. 实际功率 （1）实际功率：用电器在 _______ 电压下工作时所对应的功率叫做用电器的实际功率。 （2）额定功率与实际功率的关系 电压 电功率 工作情况 U 实＜U 额 P 实＜P 额 不能正常工作 U 实=U 额 P 实=P 额 正常工作 U 实＞U 额 P 实＞P 额 容易损坏 第二节 电流做功的快慢 -3- 注意：额定功率是一个定值，不随实际电压改变；实际功率随实际电压 改变。 第二节 电流做功的快慢 -4- ■考点 1 电 功 率 1. 下列说法中，正确的是( ) A． 电功率是表示电流做功多少的物理量 B． 电功率是表示电流做功快慢的物理量 C． 用电器的电功率越大，做功越多 D． 消耗功率大的用电器耗电一定多 2. 小明发现家里的电能表在开空调时转速要比自己开学习用的台灯时的转速快得多，你认为下列列举的原因中正确的是( ) A． 空调消耗的电能很多 B． 空调的电功率很大 C． 台灯耗电少 D． 台灯体积小 ▍考点集训/夯实基础 第二节 电流做功的快慢 -5- 3. 如图所示，是灯泡 L1 与 L2 在不同的电压下与通过的电流的关系曲线。 若将两个灯泡 L1 与 L2 串联在电源电压为 6 V 的电路中，则灯泡L1 消耗的功率是 ______ W。 （第 3 题图） 第二节 电流做功的快慢 -6- ■考点 2 额定功率与实际功率 4. 关于额定功率和实际功率的说法，正确的是( ) A． 额定功率跟用电器工作时的电压有关 B． 额定功率跟用电器的额定电压无关 C． 实际功率跟用电器工作时的电压有关 D． 实际功率跟用电器工作时的电压无关 5. 家用白炽灯上标有“220 V 40 W”字样，当该灯正常工作时，它的功率 ( ) A． 大于 40 W B． 小于 40 W C． 等于 40 W D． 等于 220 W 第二节 电流做功的快慢 -7- 6. 如图所示为一个灯泡的铭牌，从铭牌中可知灯泡的 ( ) A． 额定电压是 220 V B． 实际电压是 25 W C． 额定功率是 220 V D． 实际功率是 25 W （第 6 题图） 第二节 电流做功的快慢 -8- ■考点 3 实际功率的计算 7. 将一个标有“36 V 40 W”的灯泡接入某段电路时， 测得流过它的电流是 1 A，则下列说法不正确的是 ( ) A． 此时灯泡实际功率小于额定功率 B． 此时灯泡两端实际电压是 34 V C． 此时灯泡的实际功率小于 36 W D． 灯泡正常工作时的电阻是 32.4 Ω 8. 下表是某电热水壶的铭牌。 假设电热水壶的电阻不变，求： （1）电热水壶的电阻； （2）电热水壶正常工作 5 min 消耗的电能； （3）当电热水壶实际工作电压为 110 V 时， 它的实际功率。 产品型号 SWF12P1A-150 额定电压 U/V 220 额定功率 P/W 1100 第十六章 电流做功与电功率 -4- 1.（1）所用时间 （2）快慢 （4）瓦特 瓦 W 1 000（或 103） 2.（1）正常 （2）额定 额定 3.（1）实际 ▍课前预习/新知导引 第二节 电流做功的快慢 第十六章 电流做功与电功率 -5- 1. B 提示：电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率大说明做功快，但不一定多，相同时间内，消耗功率大的用电器耗电量多。 2. B 提示：电能表的转速快说明电路消耗电能快，用电器的功率大。 3. 1.6 提示：将两个灯泡 L1 与 L2 串联在电 源电压为 6 V 的电路中，则两个灯泡 L1 与 L2 的两端电压之和为 6 V，并且通过的电流相等，根据图像可知，当电流为 0.4 A 时，灯泡 L1 与 L2 的两端电压分别为 4 V和 2 V，则灯泡 L1 消耗的功率是 P1=U1I1=4 V× 0.4 A=1.6 W。 4. C 提示：因用电器正常工作时的电压为额定电压，在额定电压下的功率为额定功率，所以额定功率与额定电压有关，与实际电压无关，实际功率与工作时的电压有关。 ▍考点集训/夯实基础 第十六章 电流做功与电功率 -6- 5. C 提示：家用白炽灯上标有“220 V 40 W”， 说明白炽灯的额定电压是 220 V，额定功率是 40 W。 当该灯正常工作时，即在 220 V 电压下工作，功率为额定功率，等于 40 W。 6. A 提示：灯泡铭牌上标有“PZ 220 V 25 W” 意思是：灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 25 W。 7. B 提示：由 P=UI= 可得，灯泡正常工作时的电阻：R= =32.4 Ω，故 D 项正确；当流过灯泡的电流为 1 A 时，假设灯泡的电阻不变，灯泡的实际功率： P′=I2R=（1 A）2×32.4 Ω=32.4 W，灯泡两端的电压：U′=IR=1 A×32.4 Ω=32.4 V，因灯泡的电阻随温度的升高而增大（或随温度的降低而减小），所以，此时灯泡的电阻小于 32.4 Ω，则此时灯泡的实际功率应小于 32.4 W（小于 36 W，也小于额定功率 40 W），灯泡两端的实际电压应小于 32.4 V， 故 A、C 项正确，B 项错误。 第十六章 电流做功与电功率 -7- 8. 解：（1）由 P= 可得，电热水壶的电阻：R= =44 Ω； （2）t=5 min=300 s，由 P= 可得，电热水壶正常工作 5 min 消耗 的电能 ： W = Pt = 1 100 W×300 s=3.3×105 J； （3）电热水壶实际工作电压为 110 V 时，它的实际功率：P 实际 = = 275 W。 $$