第2节 电功率&第3节 跨学科实践：为家庭节约用电提建议-【重难点手册】2024-2025学年九年级下册物理（人教版）

重避点手细九年级物理R) 第2节 电功率 重点和难点 课标要求 重点：电功率的概念。 难点：额定电压与实际电压、额定功率 1.结合实例，了解电功率 与实际功率的区别以及灵活运用学过的知 2.知道用电器的额定功率和实际功率. 识解决简单的电功率问题 01必备知识梳理。 重难点1电功率 算可知该参数为 r/(kW·h). 1.电功率 kW·h (1)物理意义：表示电流做功快慢的物 20246 理量 ⊙# (2)定义：电功与时间的比值叫作电功率， 20V1020)A50H (W+h) 用字母P表示， (3)单位：电功率的国际单位是瓦特，简称 解析该电能表允许接入用电器的最大总 瓦，符号是W.常用单位有千瓦(kW)、毫瓦 功率Pmx=UImx=220V×20A=4400W; (mW),换算关系：1kW=103W,1W= 正常工作1min电能表转盘转了60转，空调消 103mW. 耗的电能为W=P1=1200W×60s=7.2× 2.计算电功率的公式 10J.设电能表的参数是N,则有36X10」 N 1)定义式P= t 7.2×10J,解得N=3000, 注意电功率表示电流做功（消耗电能） 60 的快慢，它是由电流做功的多少和做功所用的 答案4400：3000. 时间共同决定的 3.将电功率的定义式P=W变形后，可得 (2)计算式：P=U1. 到W=Pt,W是这段时间内电流通过用电器所 由于电功的表达式为W=Ut,将此式代 做的功，也是用电器消耗的电能，式中W、P、 人电功率的定义式P=g可得P少=U, 的单位分别是焦(J)、瓦(W)、秒(s). 例①如图为家庭电路的电能表，该电能 如果P和t的单位分别用千瓦、小时，那 表允许接入用电器的最大总功率是 W; 么它们相乘之后，就得到电能的另一个单 表盘上的某个参数模糊不清，为测得这个参 位一千瓦时(kW·h).1kW·h可以看作电 数，仅将额定功率为1200W的空调接入电 功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电 路，正常工作1min电能表转盘转了60转，计能，其大小为W=Pt=1000W×3600s= 96 第十人章 电功率蓝型 3.6×10J. 2.用电器所消耗的功率与其两端电压 特别提国 的关系 两组单位 用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况 不同物理量的单位 组别 Ux=U P多=P知 正常工作 电功率(P) 时间(t) 电功(W) U来>U Pt>Ps 容易损坏 第一组 瓦(W) 秒(s) 焦) U实<U P<P 不能正常工作 第二组 千瓦(kW) 小时(h) 千瓦时(kW·h) 2.用电器的铭牌（如图所示为白炽灯的 重难点2额定电压 额定功率 铭牌) 1,额定电压、额定功率、实际电压、实际功 (1)“220V”表示灯泡的 明 率的概念 额定电压为220V. (1)额定电压：用电器正常工作时的电压 (2)“100W”表示灯泡在 100 叫作额定电压，额定电压也就是用电器铭牌上 额定电压下功率为100W,即 所标明的电压 额定功率为100W. (2)额定功率：用电器在额定电压下工作 3.电功率的测量 时的电功率，额定功率也是用电器铭牌上标明 在日常生活中，测量电功率常常采用如下 的功率，即用电器正常工作的功率， 两种方法： (3)实际电压：用电器实际工作时的电压. 方法一根据P=U1测量.利用电压表测 实际电压可能与额定电压相等，也可能与额定 出用电器两端的电压，利用电流表测出通过用 电压不相等 电器的电流，然后由公式P=UI计算出该用电 (4)实际功率：如果用电器两端的电压不 器的电功率，这种测量电功率的方法称为“伏 是额定电压，则用电器消耗的功率也不等于额 安法” 定功率，可能比额定功率大，也可能比额定功 方法二 根据P-罗测量。利用电能表和 率小.用电器实际消耗的功率叫作实际功率， 秒表，测出用电器在一段时间t内消耗的电能 深度理解 1.额定功率与实际功率的区别 W,然后用公式P-?算出该用电器的电功率。 物理量 颜定功率 实际功率 4.电功率的推导公式 在额定电压下在实际电压下 可用于已知 概念 的功率 的功率 U R-P "U、P时，求R U =P网一可用于已知 区别 是确定的、唯 它是不确定的， P,R时，求U 是否 的，不随实随两端所加电 可用于已知 U、R时，求P 变化 际工作电压的压的改变而改 政变而改变 变 P=UI P R 可用于已知 当用电器两端的实际电压等于 P、I时，求R U=IR 联系 额定电压时，用电器的实际功 P=IR I-R 可用于已知 一P、R时，求I 率等于颜定功率 可用于已知 、R时，求P 97 重随令手细九年级物理则 (1)P=UI是电功率的普适公式，适用于 示)的表盘转了100转，由此她计算出家庭电 所有的用电器。 路的实际电压是多少？ (②)P-发，P=PR,这两个公式只适用于莼 解析指示灯的阻值忽略，当开关S闭合， S'打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的 电阻电路，即将电能全部转化为内能的用电 串联电路，此时电路中总电阻较大，根据P 器，如电炉、电饭锅就属于纯电阻电路，而当电 流流过电动机（非纯电阻电路）这类用电器时， I-发可知总功率较小，电中药壶处于文火 消耗的电能主要转化为机械能，有少量电能转 挡.当开关S闭合，S打至触点N时，电路为 R和指示灯A的串联电路，此时电路中总电阻 化成热能，不能再用这两个公式计算其电功率 例②如图甲所示为小艺同学家的电中药 较小，根据P=UI- 尺可知总功率较大，电中 壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简 药壶处于猛火挡， 化为图乙所示，其中S为挡位开关，R1、R为发 (1)当开关S闭合，S打至触点N时，电路 热电阻（假定工作时电阻不变），A、B为阻值可 为R1和指示灯A的串联电路，电中药壶处于 忽略不计的指示灯.当电中药壶处于猛火挡 猛火挡，此时红灯亮，故A灯是红灯 (2)猛火挡的额定功率为2420W,根据 时，红灯亮：处于文火挡时，绿灯亮.已知电中 药壶额定电压为220V,猛火挡的额定功率为 P=I-发可知R=-8 F=202 2420W,Rz的阻值为1802. 当开关S闭合，S打至触，点M时，电路为两 kw·h 电阻和指示灯B的串联电路，电中药壶处于文 s°220Vo 0213g 火挡，故电中药壶文火挡的额定功率P文火 R 第白本 220V1020)A50L 3000r/(kW+h) R R4R2000.242w U2 U 丙 (3)猛火挡熬药时，电中药壶的实际功率 (1)判断A灯是 (填“红灯”或“绿 灯”)，你的判断依据是什么？ 为P=w=3000X3.6×10J -=2000W,此 60s (2)求电中药壶“文火”挡的额定功率。 时家庭电路的实际电压为U实=√PR= (3)某天用电高峰时，小艺用电中药壶帮 wW2000WX20n=200V. 奶奶熬药，为了计算家里电路的实际电压，她 答案(1)红灯.(2)电中药壶文火挡的 关了家里其他用电器，只将电中药壶调到猛火 额定功率为242W. (3)此时家庭电路的实 挡上，电中药壶工作1min,电能表（如图丙所 际电压为200V. 98 第十八童电功率么型 -02关健能力提升 关键点串、并联电路中的电功率 喷头 电热 串联电路 并联电路 水管 隔 水器目 R 电 220V 进水口 电路图 甲 丙 (1)高温挡的额定功率（计算结果保留整数）. 电功率与 PR 2 (2)为确保安全，要求淋浴时通过人体的漏 电阻的关系 P2R PR 电电流不超过0.2mA,则该“隔电墙”的电阻值 至少为多大？（计算时忽略人体的电阻值） 证明 B_凸I_PR_RB_ULR R P:U:I PR RP UIU产R (3)说明“隔电墙”的内部做成螺旋状的 R 原因 电路的 Pa=UI 总功率 Pa=P1十P2 的①)由电功来P=I-只可知，在 因为U=U1+U2, 因为1=11十12， 电源电压U=220V一定时，电阻越大，电功率 故Pa=UI=(U1+故P急=UUI=U(I十 证明 U2)1=U1I+U2I=12)=U11+U12 越小，电阻越小，电功率越大。由图乙可知，当 P:+P: P:+P: 开关S断开、S2接b时，电阻R1、R2串联接入电 例③如图甲所示为一台电热水器，下表 路，电路中的电阻最大，电路中的最大电阻 为该热水器的铭牌，其中高温挡的额定功率模 R=号-20X=40n.由国乙中开关和 糊不清.图乙为该电热水器的内部简化电路， 电阻位置可知，当S闭合，S2接b时，只有电阻 R1、R2为电热丝（阻值未知），S、S2为挡位开 R接入电路时为中温挡，中温挡时电阻R= 关，S2只能在a、b之间切换.电热水器在使用过 U严(220V)2 程中会有漏电危险，当发生漏电时，电流会沿 月-2200W=20,电阻R=R4-R= 着水管经过喷头流过人体而发生触电事故.为 402-222=182.当S闭合、S2接a时，电阻 防止触电事故发生，该电热水器在出水口处串 R1、R2并联接入电路，为高温挡，由并联电路特 接了一个“隔电墙”（见图甲）.“隔电墙”内部是 点可知高温挡总功率P=R十B一发+发 一个螺旋状绝缘通道（如图丙所示），已知电源 电压为220V.求： 2200w+20V22=2200w+2689w= 182 ××牌电热水器 4889W. 额定电压 220V (2)由题意可知，当发生漏电时，电流会沿 高温挡 着水管经过喷头流过人体而发生触电事故，即 额定功率 中温挡 2200W 电流依次经过电阻和人体，电流只有一条路 低温挡 1210W 径，“隔电墙”的电阻和人体串联.由于忽略人 电源频率 50 Hz 体的电阻值，故当淋浴时通过人体的漏电电流 99 重避点手细九年级物理R) 不超过0.2mA时，“隔电墙”的电阻两端电压 (3)在设计隔电墙时，一般会尽量增加水 为20V,“隔电墙”的电阻最大值R= U 流的长度，以达到增大电阻、减小电流的目的， 如图丙，将水流路径设计成螺旋线结构来增加 220V 0.2X109A-1.1X10n. 水流的长度， 03-核心素养聚焦。 考向1电功率的综合计算 电阻R1=1.0k,此时控制电路的总电阻R= 例④(2025·黄冈启黄中学阶段练习)如 R1+R2=1kn+2k2=3kn=3000. 图甲所示为物理创新小组设计的光控路灯原 此时通过线图的电流1-是-38n 理图.由控制电路和工作电路组成，光敏电阻 2×10-3A=2mA. R1的阻值随照度E(描述光照强度的物理量) 因为2mA>1.5mA,所以此时触点A、B 的变化关系如图乙所示，x是照度的单位.闭 断开，工作电路中只有L2工作，电源电压等于 合开关S、S2,当通过线圈的电流I<1.5mA L2的额定电压，从而可得工作电路在l0min 时，触点A、B接通，当通过线圈的电流I≥ 内消耗的电能W=Pt=44W×10×60s= 1.5mA时，触点A、B断开.已知控制电路电 2.64×104J. 源电压U1为6V,定值电阻R2的阻值为2k2, (3)根据图乙可知，R与E呈一次函数， 工作电路电源电压U2为220V,灯泡L和L 设R1=kE+b,将(1.0lx,5.0k2)、(3.01x 规格均为“220V44W”.若电磁铁线圈电阻 1.0kn)代入关系式可得，k=一2k/1x,b= 忽略不计，求： 7k,即R1=一2k/Ix×E+7k,可以求得 衔铁 当E=1.51x时，光敏电阻R1=一2k2/1xX 1.5lx+7kn=4k2. 此时控制电路的总电阻R意=R十R2= 工作电路 +光敏电阻Rk 4kn+2k2=6k2=60002, 光敏电阻R 5.0- 可以求得通过线圈的电流了=是 S U R 1.01 轻制电路 01.03.0照度E1x 6000n-1X103A-1mA 6V 甲 乙 (1)灯泡L正常发光时的电阻， 因为1mA<1.5mA,所以此时触点A、B (2)当E=3.0lx时，工作电路在10min 接通，工作电路中L1和L2并联，电源电压等 内消耗的电能。 于L1、L2的额定电压，从而可得工作电路的电 (3)当E-1.51x时，工作电路的电功率， 功率P=2P=2×44W=88W. 解机（1)根据P-紧可以求得灯泡正 核心康养 本题是对电功率、欧姆定律和串、并联 常发光时的电阻R=罗=(220V)2 =1100n. 电路规律的综合考查，体现了物理观念和科 44W 学思维的素养要求， (2)根据图乙可知，当E=3.0x时，光敏 100 第十人章 电功率么 第3节跨学科实践：为家庭节约用电提建议 1.项目原理：W=Pt.通过优化用电器的 关联考题： 使用状态或合理缩短使用时长，减少用电器消 例①小明家3月末和4月末电能表表盘 耗的电能，达到节约用电的目的 示数如图所示，小明家4月份消耗的电能是 2.项目跨学科分析： kW·h,若以当地电价0.5元/度计 (1)通过电能表计算家中一段时间（例如 算，小明家4月份应缴纳电费 元.小 一周)内消耗的电能，或通过“网上国网”APP 明观察家里只开冰箱20分钟，电能表表盘转 了解家中每天或一段时间内消耗的电能， 120r,消耗的电能是 J.请你结合所学 (2)通过用电器的铭牌或说明书，结合工 知识为小明家提出一条实用且易操作的节约 作时间，计算用电器在一天时间内消耗的电 用电具体措施： 能；有多种工作状态的用电器可通过电力监测 单相电度表 单相电度表 仪测量其消耗的电能， 60223 62623 kW·h kw·h (3)从用电器的使用时长、使用状态等角 220V20A50Hz 220V20A50Hz 度，总结一些节约用电的建议 3000r/kW·h) 3000r/(kW+h) 3月末 4月末 (4)按照节约用电建议实施一段时间，评 解析小明家4月份消耗的电能是W一 估节约用电建议的效果。 6262.3kW·h-6022.3kW·h=240kW·h 3.项目实施关键： 4月份应缴纳电费240kW·h×0.5元/(kW·h) (1)利用电能表计算消耗的电能时，电能 =120元.电能表表盘转120r,消耗的电能是 表的表盘上最后一个框内的数字为小数位， 120r (2)计算对比节电措施实施前后家中消耗 w1=是=30o0170kw·hD=0.04kw.h= 的电能时，一定要选取在相同的时间内， 1.44×10J.节约用电建议：出门时应随手关 (3)电热水器、空调等用电器的工作状态 灯：电热水器、电饭锅在保温或计算机在待机 不同时，消耗的电能也不同 状态时，若长时间不使用，应关闭电源；合理设 (4)节约用电建议要全面有效，措施要实 定空调温度等 用，在实施前要与家人商量 答案240；120；1.44×105；随手关灯. 101