17.2电流做功的快慢（课件）---2025-2026学年沪科版九年级物理全一册

第二节 电流做功的快慢 第十七章 电流做功与电功率 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 学习目标 课时讲解 1 课时流程 2 电功率 额定功率和实际功率 “伏安法”测电功率 用电能表与停表测电功率 知识点 电功率 知1－讲 感悟新知 1 1. 物理意义 表示电流做功的快慢。 2. 定义 电流所做的功与所用时间之比(比值定义法)。 3. 定义式 P=(通用公式)，表示单位时间内电流做的功。在比较中提升认识(类比法)： 知1－讲 感悟新知 4. 电功率的单位 项目 电功W 时间t 功率P 基本单位 J s W 常用单位 kW·h h kW 单位换算关系 1 h=3600 s 1 kW=1000 W 1 kW·h=3.6×106 J 知1－讲 感悟新知 5. 计算式 推导：P===UI(通用公式)。 说明：(1)这个公式的意义是一段导体的电功率等于电压与其对应的电流的乘积。 (2)三个物理量必须是同一导体、同一时刻的。 (3)单位：1 W=1 V·A。 通用公式即适用于任何情况 的公式，没有条件限制。 知1－讲 感悟新知 6. 推导式 由P=UI 以及I=可得计算电功率的两个推导式，即P=和P=I2R。这两个公式只适用于纯电阻电路。 知1－讲 感悟新知 深度理解 1. 电功率表示电流做功的快慢，与时间有关，也与做功的多少有关。 2. 我们可以采用相同时间比电功，或采用相同电功比时间的方法进行比较。 3. 比较电功率时，不能只看电功多少，还要看时间长短。 知1－讲 感悟新知 方法点拨 比值定义法：就是用几个基本的物理量的“ 比” 来定义一个新的物理量的方法。在初中物理中这是一个常用的方法， 速度、密度、压强等物理量也用到了此方法。 感悟新知 知1－练 [中考·丹东]小潘家的电能表上标着“3 000 r/(kW·h)”。 他将家里台式电脑单独接入电路，工作3 min，电能表转盘转了30 r，台式电脑消耗的电能为________J，电功率为________ W。 例 1 3.6×104 200 9 感悟新知 知1－练 解析：转盘转动3 0 r 消耗的电能W== 0.01 k W·h = 0.01×3.6 × 106 J = 3.6 ×104 J；电功率P=== 200 W 。 10 感悟新知 知1－练 1 .[中考· 遂宁改编]如图所示为小李家的电能表，他家里有一台功率为 1 100 W 的电饭锅，小李让该电饭锅单独正常工作6 min，电能表转盘转动了________转。 275 11 感悟新知 知1－练 如图2 所示的电路，R1 的阻值为10 Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.2 A，电压表的示数为3 V，则通过电阻R1 的电流为_______A，电路总功率为 _______ W。 例 2 0.3 1.5 12 感悟新知 知1－练 解析：闭合开关S，两电阻并联，电流表测量通过R2 的电流，电压表测量电源电压。通过R1 的电流I1=== 0.3 A；干路电流I= I1+ I2=0.3 A+ 0.2 A= 0.5 A，电路总功率P=UI= 3 V× 0.5 A= 1.5 W。 13 感悟新知 知1－练 2. 有一电炉正常工作时的电功率为P，当把电炉丝用拉线机均匀拉长为原来的2 倍后，再接入原来的电路中，电炉的功率为( ) A. 等于 B. 等于2P C. 等于 D. 等于P A 14 知识点 额定功率和实际功率 知2－讲 感悟新知 2 1. 额定电压与额定功率 深度理解 (1)用电器的额定功率固定不变，不随电压的变化而变化; 一般用电器的实际功率随电压的升高而增大，随电压的降低而减小。 (2) 小灯泡的亮度是由实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮。 知2－讲 感悟新知 (1)额定电压：用电器正常工作的电压，用U额表示。 (2)额定电流：用电器在额定电压下工作时的电流，用I额表示。 (3)额定功率：与额定电压对应的功率，用P额表示。 (4)三者关系：P额=U额I额。 知2－讲 感悟新知 2. 实际电压与实际功率 (1) 实际电压：用电器实际工作时的电压。实际电压可以等于额定电压，也可以高于或者低于额定电压。 (2)实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率。 (3)二者关系：U实 >U额，则P 实>P 额； U实=U额，则P 实=P 额； U实<U额，则P 实<P 额。 知2－讲 感悟新知 3. 用电器的铭牌 (1)电风扇 (2)电灯泡 铭牌上的220 V，表示该用电器的额定电压。 电风扇的额定功率为40 W，电灯泡的额定功率为100 W。 知2－讲 感悟新知 归纳总结 利用额定电压、额定功率进行计算： 知2－讲 感悟新知 关于额定功率与实际功率的简单计算解题模型： 计算时，若无特殊说明，一般不考虑温度对灯丝电阻的影响，其阻值认为是不变的。 感悟新知 知2－练 如图6 所示，ab 间电源电压为220 V，把“220 V 100 W”的白炽灯用长导线接在离电源较远的c、d 两点间时，灯泡的实际功率为81 W (设灯丝电阻不随温度变化)。求： 例 3 感悟新知 知2－练 (1)灯丝的电阻。 解：灯丝的电阻R===484Ω。 感悟新知 知2－练 (2)灯泡两端此时的实际电压。 【解】白炽灯用长导线接在离电源较远的c、d两点间时，灯泡的实际功率为8 1 W，则灯泡两端的实际电压U实= ==198 V。 感悟新知 知3－讲 知识点 额定功率和实际功率 3 1. 实验目的 测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。 2. 实验原理 P=UI(“伏安法”)。 3. 测量工具 电压表和电流表。 24 感悟新知 知3－讲 4. 电路图(图7) 25 感悟新知 知3－讲 5. 实验操作基本要求 (1)接线过程中，开关处于断开状态。 (2)闭合开关前，将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大，是为了保护电路。 26 感悟新知 知3－讲 6. 实验操作过程 (1)调节滑动变阻器，使得电压表示数为小灯泡的额定电压，即小灯泡正常发光，读出电流表的示数，并将示数填入表格中。 (2)再调节滑动变阻器，使得电压表示数为小灯泡额定电压的0 . 8 倍，读出电流表的示数，并将示数和观察到的小灯泡的亮度填入表格中。 27 感悟新知 知3－讲 (3)再调节滑动变阻器，使得电压表示数为小灯泡额定电压的1.2 倍，读出电流表的示数，并将示数和观察到的小灯泡的亮度填入表格中。 28 感悟新知 知3－讲 7. 记录表格 次数 电压/V 电流/A 电功率/W 发光情况 1 2 3 29 感悟新知 知3－讲 8. 实验分析 我们发现当增加灯泡两端的电压时，灯泡的电功率也随之增大，直接的表现就是该灯泡的亮度增加。 30 感悟新知 知3－讲 (1)具体结论： ①实际电压小于额定电压，实际功率小于额定功率。 ②实际电压等于额定电压，实际功率等于额定功率。 ③实际电压大于额定电压，实际功率大于额定功率。 (2)在这个实验中，我们不断改变电压的目的是在测量中发现规律，区别于“伏安法”测电阻的多次测量减小误差。 31 感悟新知 知3－讲 技巧点拨 分析图7 中电路的特点发现，这个电路只有电压表是并联的，其他都是串联的，所以在连接电路时，可将其他器材串联好，再将电压表并联在灯泡两端，确保电路的正确。 32 感悟新知 知3－讲 特别提醒 在电学实验中，选择电表量程非常重要，量程过大会影响精确程度，测量结果的误差大；在不能估计的情况下，我们一般采用试触法选择量程(指针偏转的角度最好在满刻度的～之间)。 33 感悟新知 知3－讲 实验点拨 分析实验表格中的数据时，一定不能离开实验的目的，这个实验的目的是研究小灯泡在不同电压下工作时的电功率，所以在分析表格中数据的过程中，首先应当看电压的变化，再对应地分析电功率的变化，从而找出这两个量之间的关系。 34 感悟新知 知3－讲 易错提醒 数据处理时的注意事项： 分析实验数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是小灯泡在三个不同电压下的实际功率，求平均值无意义。 35 感悟新知 知3－练 “ 测量小灯泡的电功率”实验，小丹同学设计了如 图8 甲所示的电路图。 例 4 36 感悟新知 知3－练 所用电学器材如下：电源(6 V)、额定电压为2.5 V 的小灯泡(正常发光时电阻约为11 Ω)、电流表(0~0.6 A，0~3 A)、电压表(0~3 V，0~15 V)、滑动变阻器R1 (标有“10 Ω 1 A”)、滑动变阻器R2 (标有“20 Ω 1.5 A”)、开关、导线若干。 37 感悟新知 知3－练 解题秘方：串联电路的分压原理是解决串联电路问题的关键。 38 感悟新知 知3－练 (1)进行实验 ① 连接电路时，应选用滑动变阻器 ______(填“R1”或 “R2”)进行实验，电流表量程应选________ (填“0~0.6 A”或“0~3 A”)更合理。 R2 0 ~ 0.6 A 39 感悟新知 知3－练 解析：连接电路时，应选用滑动变阻器R2 进行实验，因为=，即=，得出R 变=1 5.4 Ω， 所以应选R2。 电流表量程应选0 ~ 0.6 A 更合理，因为I 灯== ≈ 0.23 A，所以电流表应该选择0 ~ 0.6 A 的量程。 40 感悟新知 知3－练 ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡两 端的电压分别低于、等于、高于额定电压，记下电压值和电流值，并观察小灯泡的亮度，把实验数据和观察到的现象记录在表格里。 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡亮暗情况 1 2 0.2 较暗 2 2.5 0.22 正常 3 3 0.24 较亮 41 感悟新知 知3－练 (2)分析与归纳，由表格中数据可得： ①小灯泡额定功率为_______W。 解析：小灯泡额定功率为P 额=U额I 额= 2.5 V×0.22 A=0.5 5 W。 0.55 42 感悟新知 知3－练 ②小灯泡亮度由_______功率决定。 解析：由表中的数据可得：小灯泡亮度由实际功率决定。 实际 43 感悟新知 知3－练 (3)完成上述实验后，小丹同学在缺少电压表的情况下，为了测量另一个额定电流为0.25 A 的小灯泡的额定功率，设计了如图乙所示的电路。电源电 压(未知)保持不变。请完成实验 步骤： ①闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为0.25 A。 44 感悟新知 知3－练 解析：将滑动变阻器滑片P 移到最左端，电流表示数为 0.9 A，可得电源电压为U=I3R=0.9 A×5 Ω=4.5 V。 在小灯泡与滑动变阻器串联使用的过程中要把滑动变阻 器当定值电阻来使用，所以用5 Ω 的定值电阻替换灯泡，必须让滑动变阻器滑片P 保持不动，闭合开关，电流表的示数为0.3 A。此时总电阻为R 总===15 Ω，滑动变阻器接入电路的电阻为R滑=R 总-R=1 5 Ω-5 Ω=1 0 Ω。 45 感悟新知 知3－练 解析：①中闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为0.2 5 A。此时总电阻为R 总′ ===18 Ω，小灯泡的电阻R 灯=R 总′-R 滑=1 8 Ω-1 0 Ω=8 Ω。 小灯泡的额定功率P 额′ =I ′2R 灯=(0.25 A)2×8 Ω= 0.5 W。 46 感悟新知 知3－练 ②断开开关，用5 Ω 的定值电阻替换小灯泡，滑动变阻器滑片P________(填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”)。闭合开关，电流表的示数为0.3 A。 ③将滑动变阻器滑片P 移到最左端，电流表示数为0.9 A，可得电源电压为______V。 ④小灯泡的额定功率为 ______ W。 保持不动 4.5 0.5 47 感悟新知 知3－练 3 . 在“ 测量小灯泡的电功率” 实验中，选用的小灯泡上标有“2.5 V”字样，额定电流约为0.3 A，电源电压恒为6 V， 实验电路如图甲所示。 48 感悟新知 知3－练 (1)请用笔画线代替导线， 将图甲电路连接完整。( 导线不允许交叉) 解：如图所示。 49 感悟新知 知3－练 (2)现有规格为A“10 Ω，2 A”，B“20 Ω，1 A” 和C“ 5 0 Ω ， 0.2 A”的三个滑动变阻器可供选择， 应选择 ______( 填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是_________和调节小灯泡两端的电压及通过的电流。 B 保护电路　 50 感悟新知 知3－练 (3) 电路连接完成后， 闭合开关，发现小灯泡发光很暗， 这时眼睛应该看着_______(填“电流表”或“ 电压表”) 移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示， 则小灯泡的 额定功率为_______W。 电压表 0.65 51 感悟新知 知3－练 (4)实验中改变小灯泡两端的电压， 多次测量的目的是_______________________________。 测量不同电压下小灯泡的实际功率 52 感悟新知 知3－练 (5)测得小灯泡的额定功率后， 把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半， 发现测得的功率大于其额定功率的四分之一， 请对其加以分析：_____________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 根据P＝知，在电阻R 不变时，电压为原来的二分之一，功率为原来的四分 之一，但因灯丝的电阻随温度的降低而减小，故小灯泡 两端的电压调为额定电压的一半，测得的实际功率大于 其额定功率的四分之一 53 感悟新知 知4－讲 知识点 用电能表与停表测电功率 4 1. 实验原理 P=。 2. 测量工具 电能表和秒表。 3. 实验步骤 (1) 观察并记录电能表每千瓦·时的转数N(或指示灯闪烁次数N)； 54 感悟新知 知4－讲 (2)关闭其他用电器，只让被测用电器工作； (3)用秒表测出被测用电器工作时，电能表转盘转n 转(或指示灯闪烁n 次)所用时间t； (4)计算被测用电器的功率。 55 感悟新知 知4－讲 技巧点拨 1. 注意实验时，工作电压为220 V，应当有家长或老师指导。 2. 注意只让被测用电器工作。 3. 计算方法P=。 4. 测量较大的电能时，利用电能表表盘示数测量，测量较小的电能时，利用电能表的参数测量。 56 感悟新知 知4－练 [中考·南通]如图9 所示是小明家的电能表，该电能表的示数表示家中已经消耗_______kW·h 的电能；若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过_______ kW； 例 5 1123.4 4.4 57 感悟新知 知4－练 将一个“220 V 1210 W”的用电器单独接入家庭电路中工作12 min，电能表的转盘转了500 转。在此工作过程中，该用电器的实际功率为_______ W，该用电器12 min 内消耗电能为_______ kW·h。 1000 0.2 58 感悟新知 知4－练 解题秘方：实验原理为P=。 解析：由图可知，电能表的示数为1123.4 kW·h，即家中用电器已消耗1123.4 kW·h 的电能。 59 感悟新知 知4－练 电能表的工作电压是2 2 0 V，额定最大电流是2 0 A，则总功率不能超过P=UI=220 V×20 A=4400 W=4.4 kW。 电能表的转盘转了5 0 0 转，消耗的电能为 W==0.2 kW·h， 用电器的实际功率P实===1 kW=1 000 W。 60 感悟新知 知4－练 技巧点拨 使用电能表和秒表测量用电器的电功率，只能让一个用电器工作，根据实验原理P=可知，应该测量该用电器工作一段时间后，电能表示数的变化或转盘转过的圈数或指示灯闪烁的次数。 61 感悟新知 知4－练 易错提醒 使用公式P=时的两套单位： (1)电能的单位用kW · h，t 的单位是h，则功率的单位是kW。 (2)电能的单位用J，t 的单位是s，则功率的单位是W。 62 电流做功的快慢 电功率 物理意义 定义式 P= 计算式 P=UI 推导式 P= I2R、 P= 正常工作 实际工作 额定电压 额定功率 实际电压 实际功率 “伏安法” 测电功率 测量工具 原理P=UI 电压表 电流表 课堂小结 $$