6.2 电功率（课件）-2024-2025学年教科版物理九年级上册

第2节 电功率 第6章 欧姆定律 知识点 电功率的认识 知1－讲 1 1. 物理意义 从做功角度看，电功率是表示电流做功快慢的 物理量；从能量角度看，电功率是表示消耗电能快慢的物理量。 课堂新授 知1－讲 2. 定义 消耗电能与时间之比(比值定义法)。 知识链接 比值定义法：就是用两个(或多个)基本的物理量的比来定义一个新的物理量的方法。初中阶段用到比值定义法进行定义的物理量有速度、密度、压强、功率、比热容和热值等。 课堂新授 知1－讲 3. 定义式 P=(求功率)。 变形式：W=Pt(求电功)、t =(求时间)。 4. P= 与v =的比较(如图1 所示，类比思想)： 课堂新授 知1－讲 5. 单位 瓦特(W)(1 W=1 J/s)、千瓦(kW)(1 kW=103 W)。 课堂新授 知1－讲 易错提示 电功率是表示电流做功快慢的物理量，而不是表示电流做功多少的物理量。用电器功率大，说明用电器消耗电能快，但不一定消耗电能多。 课堂新授 知1－练 例 1 某会议室里安装了10 0 只相同的LED 节能灯，这些灯全部正常发光2 h，且无其他用电器工作，电能表的示数由 变为 。 课堂新授 知1－练 已知每只节能灯正常发光时的电压为220 V，则通过每只节能灯的电流为_______A；实验表明，1 只这样的节能灯与1 只60 W的白炽灯正常发光时亮度相同。与使用60 W 的白炽灯相比，100 只这样的节能灯正常发光2 h 可节能_______ kW·h。 0.05 9.8 课堂新授 知1－练 解题秘方：计算相同时间内节能灯所节省电能的一般方法：先分别求出节能灯与白炽灯在这段时间内各自消耗的电能，然后用求差的方法求出可节省的电能。 课堂新授 知1－练 解析：100 只节能灯正常发光2 h 消耗的电能W= 5 863.5 kW·h－5861.3 kW·h=2.2 kW·h，1 只节能灯消耗的电能W′= == 0.022 kW·h=79200J， 通过每只节能灯的电流I==×2× 3 600 s=0.05 A。 课堂新授 知1－练 100 只60 W 的白炽灯正常发光2 h 消耗的电能W ″= P ″t=100×60×10－3 kW×2 h=12 kW·h。使用节能灯可节能ΔW=W″－W=12 kW·h－2.2 kW·h= 9.8 kW·h。 课堂新授 知1－练 第二空另解 100 只节能灯的总功率：P总== =1.1 kW， 100 只白炽灯的总功率：P 总′ =60×10－3 kW×100=6 kW， 工作2 h可节省的电能：W节=(P总′－P总)t= (6 kW－1.1 kW)×2 h=9.8 kW·h。 课堂新授 知2－讲 知识点 电功率的大小 2 1. 实验探究电功率跟电流、电压的关系 设计实验：取两个不同规格的小灯泡L1(2.5V 0.3 A)、L2(3.8 V 0.3 A)，分别串联和并联在电路中，比较两灯的发光情况，并用电压表和电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过它们的电流，分析电压或电流与电功率的关系。 课堂新授 知2－讲 连接方式 串联 并联 电路图 现象 L2 亮，L1 暗；U2>U1 L1 亮，L2 暗；I1>I2 课堂新授 知2－讲 连接方式 串联 并联 分析 L1、L2 组成串联电路，故通过L1、L2 的电流相同，U2>U1 说明L2 两端的电压大于L1 两端的电压；L2 亮说明L2 的电功率大 L1、L2 并联在电路中，故L1、L2 两端的电压相同，I1>I2 说明通过L1 的电流大于通过L2 的电流；L1 亮说明L1 的电功率大 结论 通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压越大，电功率越大 用电器两端的电压相同时，通过用电器的电流越大，电功率越大 课堂新授 知2－讲 方法技巧 电功率的大小和电压、电流都有关系，在探究时必须控制电压或电流中的一个量不变来探究另一个，所以采用控制变量法分析电压或电流与电功率的关系。在该实验中电功率的大小无法直接测量出来，可以借助转换法把电功率的大小转换为灯泡的亮度来进行判断。 ▲▲▲▲▲ ▲▲▲ 课堂新授 知2－讲 2. 电功率等于电压与电流的乘积，即P=UI (1)公式P=UI 中U 的单位用伏(V)表示，I 的单位用安(A)表示，P 的单位用瓦(W)表示，1 W=1 V·A。在工农业生产中，电功率的单位通常用千瓦(kW)来表示， 1 kW=1000 W。 课堂新授 知2－讲 (2)我们可以利用P=和P=UI 这两个公式来计算电功率，解决实际问题时，使用哪个方便就使用哪一个。P=UI 可变形为U=，I=。 课堂新授 知2－讲 3. 电功率计算的拓展 (1)电功率的两个推导式 ①由P=UI 和I=可得，P= 。 该推导式通常用于并联电路电功率的计算，或用于分析并联电路的电功率大小。 课堂新授 知2－讲 ②由P=UI 和U=IR 可得，P=I2R。 该推导式通常用于串联电路中部分电路电功率的计算，或用于分析串联电路的电功率大小。 课堂新授 知2－讲 (2)在纯电阻电路中，电功率与电阻的关系 (3)在串联和并联电路中，总功率P 总=P1＋P2＋P3＋…＋Pn。 串联电路 电功率跟电阻成正比，= 并联电路 电功率跟电阻成反比，= 课堂新授 知2－讲 深度理解 定义式、公式与推导式的对比： 表达式 适用范围 定义式 P= 任何电路 公式 P=UI 任何电路 推导式 P= P=I2R 纯电阻电路 课堂新授 知2－讲 4. 电功的计算 (1)电流在某段电路上所做的功，跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比，即W=UIt。 (2)电功的推导式：W=Pt=I2Rt= t。 电功的两个推导式W=I2Rt 和W= t 只适用于纯电阻电路。 课堂新授 知2－讲 特别提醒 对电功计算公式的理解： 1. 注意公式中各物理量的单位：电压的单位为V，电流的单位为A，时间的单位为s，电功的单位是J。 2. 应用公式时，注意各物理量的同一性。 ••• 课堂新授 知2－练 [中考·乐山] 在如图2 所示的电路中，灯泡L 标有 “6 V 3 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)。当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P 在最左端时，电流表示数为1.5 A，并且灯泡L 正常发光；当开关S1 闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片P在中 点时，电流表的示数为0.25 A。求： 例2 课堂新授 知2－练 (1)电源电压； 解：当开关S1、S2 均闭合，滑动变阻器的滑片P 在最左端时，灯泡L 与定值电阻R 并联，此时灯泡L 正常发光，由并联电路的电压特点可知，电源电压U=UL=6 V。 课堂新授 知2－练 (2)定值电阻R 的阻值； 解：灯泡L 正常发光时，通过灯泡L 的电流IL===0 .5 A，通过定值电阻R 的电流 IR=I1－IL=1.5 A－0.5 A=1 A，定值电阻R 的阻值R===6 Ω。 课堂新授 知2－练 (3)当开关S1 闭合、S2 断开时，电路中的最小功率。 解：灯泡L 的电阻RL===12 Ω， 当开关S1 闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片P 在中点时，灯泡L 和滑动变阻器串联，此时电路中的总电阻 R 总===24 Ω， 课堂新授 知2－练 滑动变阻器接入电路中的电阻R 半=R 总－RL= 24Ω－12Ω=12Ω， 故滑动变阻器的总阻值R 滑=2R 半=2×12Ω=2 4Ω， 根据P=可知，电压一定，当电路中的总电阻最大时，总功率最小，即滑动变阻器全部接入电路中时，电路中的最小功率P 最小= ==1 W。 课堂新授 知2－练 特别提醒 已知灯泡正常工作时的电压和电功率，求其正常工作时的电流，可用公式P=UI 的变形式I=求得。 课堂新授 知2－练 技巧点拨 用R=求灯泡(或电热丝)的电阻、用P=求改装后电路的总功率，可以减少答题步骤。 课堂新授 知2－练 揭示规律 求串联电路(电路为纯电阻电路)中部分电路的电功率，首先想到用推导式P=I2R 来进行解答，然后围绕这个推导式，先设法求出电流，再找出对应的电阻值，最后利用该推导式求电功率。 •• • • 课堂新授 电功率 电功率 物理意义 单位 计算式 定义式 定义 归纳总结 $$