18.2 电功率 第2课时 额定电压 额定功率课件 --2024-2025学年人教版物理九年级上学期

人教九全物理同步课件 人教版九年级全册 人教九全物理情景教学高效课件 第十八章 电功率 第2节 电功率 第2课时 额定电压 额定功率 目 录 新课引入 2 新知学习 3 学习目标 1 课堂小结 4 随堂练习 5 1. 能结合实际，说出用电器铭牌上的额定电压、额定功率所表示的含义. 2. 能区别额定电压与实际电压、额定功率与实际功率. 3. 会利用电流表和电压表测量用电器的电功率. 学习目标 夏季的夜晚，正值用电高峰期，小明做作业时，发现家里的电灯变暗了，为什么同一盏灯，亮度会发生变化呢？ 新课引入 这是小明房间电灯的铭牌参数，标有：额定电压和额定功率，那额定电压和额定功率究竟表示什么含义呢？ 新知学习 一、额定电压 额定功率 额定电压 ：用电器正常工作时电压； 额定功率：用电器在额定电压下的电功率. 只有当该灯两端电压是220 V时，灯的功率才是20 W. 小明房间这盏“220 V 20 W”的灯，在不同电压下，功率也都是20 W吗？亮度会变化吗？ 额定电压 额定电压 选择一个规格为“220 V 20 W”的灯泡(即灯泡的额定电压为220 V，额定电功率为20 W)将灯泡和调压器相连，接入家庭电路中，利用调压器改变灯泡两端的电压分别为额定电压220 V，100 V，250 V. 观察： 1. 灯泡亮度的变化 2. 电能表铝盘转速的变化 改变灯泡两端的电压， 分别为220 V、100 V、250 V 灯泡两端电压改变后，灯泡的实际电功率会如何变化？ 思考 点击播放视频 灯的工作电压 灯的亮度比较 电能表铝盘转速的比较 220 V 100 V 250 V U实 = U额， 正常发光 一定 则 P实 = P额； U实 < U额， 则 P实 < P额； 220 V 发光暗淡 变慢 U实 > U额， 发光强烈 变快 则 P实 > P额； 100 V 250 V 在不同电压下，同一用电器的电功率不一样； 用电器的实际电功率随着它两端电压的变化而变化. 220 V 100 V 250 V 灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的，实际功率越大，亮度越亮. 为什么灯泡的实际功率越大，亮度越亮？ 同一类型的灯泡，发光效率η相同，W光=ηW电，灯泡的实际功率越大，单位时间内灯泡消耗的电能越多，电能转化成的光能越多，亮度越亮. 思考 发光效率：灯泡所消耗的电能转化为光能的效率 . 普通照明灯 “220”表示此灯的额定电压是220 V “40”表示此灯的额定功率为40 W PZ是普通照明灯泡中“普”和“照”的汉语拼音的第一个字母，表示灯泡的型号. 观察白炽灯泡的铭牌，理解其中的含义. 小明又观察了家里其他用电器的铭牌： 这些来自生活中不同家用电器的铭牌标示的是什么电压、什么功率？ 思考 将两只灯泡“PZ 220 V 100 W”和“PZ 220 V 20 W”先后并联和串联接入家庭电路中，观察灯泡的发光情况. 在串联电路中较暗的灯泡，在并联电路中反而更亮. 灯泡的瓦数越大灯泡越亮吗？ 点击播放视频 现象 温馨提示： 电路连接时应先安装元件再闭合开关，拆除元件前需断开开关 思考 两灯泡串联时，由P=I2R 可知，20 W的灯泡的实际功率大，发光更亮. 理论分析 在串联电路中，当两灯泡的额定电压相同时，额定功率小的，更亮. 在并联电路中，当两灯泡的额定电压相同时，额定功率大的，更亮. 铭牌分别为“PZ 220 V 100 W”和“PZ 220 V 20 W”两只灯泡， 得，100 W灯泡的电阻比20 W的小. 由 两灯泡并联时，由 可知，100 W的灯泡的实际功率大，发光更亮. 规 律 总 结 为什么在并联电路中更亮的灯泡，在串联电路中反而变暗？ 思考 学完本节课的知识，现在你能解释： (1)灯泡的亮度与什么有关？ (2)为什么家庭电路中，不同区域的灯亮度不一致？ (3)为什么同一盏电灯，用电高峰期灯变暗？ (1)灯泡的亮度与灯泡的实际功率有关，实际功率越大，灯泡越亮； (2)家庭电路中各区域电灯并联，工作电压相同，灯泡额定功率越大， 实际功率也越大，灯越亮； 释 疑 (3)用电高峰期，电路中实际电压低，由 得，同一盏灯电阻不变，灯的实际功率降低，灯变暗. 1. 额定功率 用电器正常工作时的电压值为额定电压(U额)，用电器在额定电压下工作时的功率为额定功率(P额) . 2. 实际功率 实际加在用电器两端的电压为实际电压(U实)，用电器在实际电压下工作时的功率为实际功率(P实) . 归纳总结 U实 = U额，则 P实 = P额，用电器正常工作； U实 > U额，则 P实 > P额，可能烧毁用电器； U实 < U额，则 P实 < P额，用电器不能正常工作. 小型稳压器 3. 一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率： 例1 小明做作业时，电灯突然变暗，原因可能是(　　) A. 电灯的实际电压变小 B. 电灯的额定电压变小 C. 电灯的灯丝电阻变小 D. 电灯的额定功率变小 A 用电器的额定电压是指其正常工作时的电压，额定功率是在额定电压下工作时的功率. 用电器的额定电压和额定功率只有一个，不会改变 × × 根据 ，若电灯实际电压变小，实际功率也会变小，灯会变暗 √ 根据 ，若电灯灯丝电阻变小，实际功率会变大，灯会变亮 × 灯丝电阻变化：根据生活常识，灯泡亮的时间越长，灯丝越热. 时间一久，灯丝(钨丝)就升华了，成为气体，这样，灯丝就越来越细，但长度，横截面积，材料不变，横截面积越小，电阻就越大，所以灯泡的灯丝用久了，灯丝的电阻是变大了. 例2 小明帮助爸爸给奶奶家更换一台新的电热水器，安装过程中，小林观察到热水器铭牌上的信息如表所示．电热水器的电热丝电阻保持不变．某次用电高峰时，小林测得电路的电压只有198 V，则此时该热水器消耗的实际功率为多少？ 对于实际功率的求解，我们可以通过中间量——导体的电阻来建立(在不考虑电阻随温度变化的情况下): 由 求得电阻R，然后再由 或P实=I实2R求得实际功率P实. 解：根据P＝UI、 可得 ， 该电热水器的电阻 当实际电压U实=198 V，该热水器消耗的实际功率 例2 小明帮助爸爸给奶奶家更换一台新的电热水器，安装过程中，小林观察到热水器铭牌上的信息如表所示．电热水器的电热丝电阻保持不变．某次用电高峰时，小林测得电路的电压只有198 V，则此时该热水器消耗的实际功率为多少？ 通过本节课的学习，小明知道在不同电压下，同一个用电器的电功率不一样大，如何测量用电器的实际功率呢？ 三、电功率的测量 测量方法一： 用专用的功率表测量. 测量方法二： 原理： P = W t 利用电能表，根据电能表某段时间内转盘转动的圈数或脉冲闪烁的次数测量出用电器所消耗的电能W，利用秒表测出所用时间t，由公式 计算出用电器的电功率 . P = W t 温馨提示：测量时，停表测量的时间单位为秒(s)，计算时注意换算为小时(h) 测量方法三： 原理： P=UI 用电压表测出用电器两端的电压 U，用电流表测出通过用电器的电流 I ，由公式 P = UI 计算出用电器的电功率. 例 小明家电能表的表盘如图所示.他用这个电能表测家中新买的电烤箱的功率：他把家中其他用电器都与电源断开，仅让电烤箱工作，1 min内电能表的转盘转了60转. 该电烤箱的功率是多少？ 电能表的参数为3000 r/(kW·h)，表示电路中的用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转N=3000 r n r N r/(kW·h) 用W = 求得电烤箱消耗的电能， P = W t 用 求电烤箱的功率 解：电烤箱消耗的电能 n r N r/(kW·h) W = 60 r 3 000 r/(kW·h) = = 0.02 kW·h 电烤箱的功率 P = W t = W t = 0.02 kW·h 1 60 h = 1.2 kW =1 200 W 用电时间 t = 1 min = 1 60 h 例 小明家电能表的表盘如图所示.他用这个电能表测家中新买的电烤箱的功率：他把家中其他用电器都与电源断开，仅让电烤箱工作，1 min内电能表的转盘转了60转. 该电烤箱的功率是多少？ 额定功率： 实际功率： 额定功率与 实际功率联系 额定电压额定功率 当U实=U额 时，P实_____ P额，用电器_______________. 当U实>U额 时，P实 _____P额，用电器_______________. 当U实<U额 时，P实_____ P额，用电器____________________. 用电器在_______________时的电功率. 用电器在_______________时的电功率. = > < 正常工作 容易损坏 不能正常工作 额定电压下工作 实际电压下工作 课堂小结 电功率的测量 方法二：原理_________，测量方法_______________ _________________________________________； 方法三：原理______，测量方法__________________ _____________________________________________. 用专用的功率表测量 P = W t 用电能表测出用电器消耗的电能 W，用停表测出用电时间 t P=UI 用电压表测出用电器两端的电压 U，用电流表测出通过用电器的电流 I 方法一：___________________； 1. 将“220 V　60 W”的灯泡L1和“220 V　40 W”的灯泡L2串联在220 V的电源上，组成闭合电路(设灯丝电阻不变)，则下列说法正确的是(　　) A. 灯泡L1可以正常发光，灯泡L2不能正常发光 B. 灯泡L2比灯泡L1亮 C. 若将两灯并联在220 V的电源上，仅灯泡L1正常发光 D. 若将两灯并联在某电源两端，灯泡L2比灯泡L1亮 U实1=U实2，由于R1＜R1， 得P1实＞P2实，灯泡L1比灯泡L2亮 串联电路分压，两灯泡实际电压U实＜U额，都无法正常发光 串联：I1=I2，已知R1＜R1，由P＝I2R得，P1实＜P2实，灯泡L2比灯泡L1亮 × √ × B × 随堂练习 变式 将“220 V　60 W”的灯泡L1接在220 V的电源上， 灯泡L1工作时的电流是多少？ 解：灯泡正常发光时，电功率P＝60 W，根据 P=UI 得， 灯泡L1工作时的电流 I = 2. 一种彩色灯泡的额定电压是 36 V，要接在 220 V 的电路中，至少要串联多少个这种灯泡才行? 因不能超过额定电压，所以至少应该串联 7个这种灯泡. 解： ≈ 6.1 n = 220 V 36 V 3. [趋势情境·小制作]如图所示，为科学小组自制的肺活量测量装置，通过电流表示数的变化来反映肺活量的大小，当对着气球吹气时，气球胀大，隔板向上移动，关于吹气过程，下列说法错误的是(　　) A. 电压表示数变大 B. 电压表与电流表示数之比变小 C. 电路中总功率变大 D. 如果在电路中再串联一个电阻， 该装置的灵敏度会变低 拓展：涉及电功率的动态电路分析 串、滑动变阻器及敏感电阻类动态电路中电功率的分析步骤： 第二步：结合题干信息，分析滑动变阻器(敏感电阻)接入电路阻值的变化； 第三步：判断电路中总电阻的变化，并根据欧姆定律计算电路中总电流的变化； 第一步：明确电路的连接情况及电表的测量对象； 第四步：根据已知条件，从功率的计算公式P=UI、P=I2R和 中，选择合适的，判断电功率变化. A. 电压表示数变大 B. 电压表与电流表示数之比变小 C. 电路中总功率变大 D. 如果在电路中再串联一个电阻， 该装置的灵敏度会变低 3. [趋势情境·小制作]如图所示，为科学小组自制的肺活量测量装置，通过电流表示数的变化来反映肺活量的大小，当对着气球吹气时，气球胀大，隔板向上移动，关于吹气过程，下列说法错误的是(　　) 拓展：涉及电功率的动态电路分析 R0 ↓ →I ↑ →U0 →R总 ↓ ↓ × √ 电源电压U不变，I↑ →P总 ↑ √ 相当于R1 ↑ →R总 ↑ →I ↓ →电流表指针 偏转角度会 该装置的灵敏度← ↓ ↓ √ A 电路识别： R0与R1串联， 测干路电流； 测R0两端电压 A V 4. (中考新考法·科学论证)某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定电压均为220 V，额定功率分别为600 W和1 200 W．请你从下列不同角度，作出选择并说明选购理由． (1)从烧水快的角度考虑，应选购哪种电热水壶？说明理由． 答：(1)应选购乙电热水壶．因为不计热损失时烧开同样一壶水消耗的电能相同，根据W＝Pt可知，电功率越大，需要的时间越短，所以乙电热水壶烧水快； 4. (中考新考法·科学论证)某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定电压均为220 V，额定功率分别为600 W和1 200 W．请你从下列不同角度，作出选择并说明选购理由． (2)若家庭电路的电压是220 V，室内插座的额定电流是4 A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购哪种电热水壶？说明理由． (2)根据P＝UI 可知，若使用甲电热水壶，电路中的电流为 ＝2.7 A＜4 A，电路能正常工作； 若使用乙电热水壶，电路中的电流 ＝5.5 A＞4 A，会烧坏插座，所以应选购甲电热水壶． Lavf57.83.100 $$