第十八章 电功率 教材图文解读 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第十八章 电功率 第1节 电能 电功 1. 巨大的门式起重机通电后正常工作就能够将集装箱吊起，再准确地放到列车上。门式起重机通电后电动机转动起来，就可以把集装箱吊起。在这个过程中电源提供了电能，电动机将一部分该能转化为集装箱的机械能。从能量转化的角度看，增加的重力势能来自于电能，也可以认为是利用该能量做了功。 2. 同学们可能听父母说过上个月家里用了多少“度”电。这里说的“度”，就是电能的单位，它的学名叫作千瓦时，符号是kW·h。在物理学中，国际常用的能量单位是J。它们之间的关系是1 kw·h=3.6×106J。 3. 电能可以转化成其他形式的能量。电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。例如，电动机工作时，我们可以说电能转化成了机械能，也可以说电流做功使电动机能够向外输出机械能；电热取暖器工作时，可以说电能转化成了内能，也可以说电流做功使电热取暖器的内增加……在日常生活中，我们常说消耗了多少电能，也可以说此过程中电流做了多少功。 4. 研究表明，当电路两端的电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t时，则电功(或者说消耗的电能)W=U·I·t。 5. 如图是一种电能表，电能表可以显示从表开始计数到读数时为止用户消耗的电能。为了计量一段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数，两次读数差就是这段时间内的用电量，采用的单位是kW·h。 第2节 电功率 1. 电风扇(图18.2-1)利用扇叶的转动吹出了风，扇叶转动的机械能是通过电动机从电能转化而来的。把电风扇调到不同挡位，吹出的风大小不同，挡位由低到高对应的电功率分别为30 W、33 W、38 W，说明电流通过电动机做功的越来越快。最低速挡的电功率为30 W，因为1W=1J/s,则它表示的物理意义是1s内消耗的电能（电流做的功）为30J。 2. 我们知道功率表示做功的快慢。类似地，在物理学中用电功率(electric power)表示电流做功的快慢，也表示用电器耗的电能的快慢。电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。电功率的单位和功率一样，也是W（字母表示）。如果电功用W表示，完成这些电功所用的时间用t表示，电功率用P表示，则。 3. kw·h（“千瓦时”）：电功率为1kw的用电器工作1h所消耗的电能就是1kw·h，所以 1kw·h=1kw×1h。 w·h（“瓦时”）：电功率为1w的用电器工作1h所消耗的电能就是1w·h，所以 1w·h=1w×1h。 所以有：1kw·h=1000w·h 4. 小灯泡的电功率随电压变化。 图 18.2-3中小灯泡的螺口位置标有“2.5 V”，意思是小灯泡应在2.5 V电压下工作，2.5 V是灯泡的额定电压。如图18.2-4所示，我们用滑动变阻器控制小灯泡两端的电压，使小灯泡两端的电压分别等于、低于和略高于2.5 V，观察小灯泡的亮度，比较不同电压下小灯泡的实际功率。 5. 在不同的电压下，同一个小灯泡的实际功率不同，亮度也不一样；小灯泡的电功率随着实际电压而改变。既然如此，我们就不能泛泛地说一个用电器的电功率是多大，而要指明电压。用电器正常工作时的电压叫作额定电压(rated voltage)，用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率。 6. 通常用电器的铭牌上标有额定电压和额定功率，它们都是固定值，我们使用各种用电器时，一定要注意它们的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作。实际电压偏低，用电器的实际功率低，不能正常工作。实际电压偏高，有可能损坏用电器。如果供电存在电压过低或过高等问题，就需要使用稳压器(图18.2-5提供稳定的电压，使用电设备能正常工作。 7. 观察上图（中）的家用电力监测仪，它能适时显示电功率，数字越大表示家里的用电器消耗电能越快。实验室测量小灯泡的电功率是通过电压表测量灯泡两端的电压和通过电流表灯泡的电流，由电功率公式P=U·I计算得出，这种方法也被称为伏安法测功率。上图（右）是一种可以测量消耗的电能的插座，图中的读数为0.211kw·h。 8. 把额定电压都为2.5 V的小灯泡和LED灯并联在电路中。闭合开关后测量通过小灯泡和LED灯的电流和它们两端的电压，计算它们的电功率。观察小灯泡和LED灯的发光情况，发现LED灯的亮度更亮。实验分析：两灯并联则电压相同，观察电流表示数发现LED灯的电流更小，说明两灯实际功率大的是小灯泡，亮度与实际功率的关系与通常的认知相反，原因是小灯泡发光时，大量的电能都转化为内能，发光效率较低。 9. 生活中的节电建议：例如，出门时应注意随手关灯；电热水器、电饭锅在保温或计算机在待机状态时也会消耗电能，若长时间不使用，应关闭电源；空调制热时温度设定太高或制冷时温度设定太低，就会消耗较多的电能，因此应合理设定空调温度，这些措施实际都是从减少用电时间的角度节约电能的。 10. 伏安法测量小灯泡的电功率 实验原理： P=U·I。 实验电路图： 变阻器的作用：保护电路；调节灯泡两端的电压进行多次实验。 注意：①测量小灯泡的额定功率时一定要先调节滑动变阻器使电 压表的示数等于灯泡的额定电压后，再读取电流表的示数，求出灯泡的额定功率。 ②小灯泡的额定功率是一定的，在不同的电压下的实际功率不同（选填“相同”或 “不同”），所以不能选填“能”或“不能”）将几次实验中灯泡的实际功率求平均 值。 实验结论：灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大。灯泡的实际功率越大，灯泡的亮度 越亮。 第四节 焦耳定律 1. 电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红(图18.4-1)，而导线却几乎不发热。两者通过的电流相同，电炉丝热得发红，说明电炉丝的温度比导线高，电流在电炉丝上产生的热量更多。说明电流通过导体时产生热量的多少电阻有关。 2. 探究电流产生的热量与电阻的关系。 如图18.4-2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，因为热胀冷缩的原因，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，所以U形管中液面高度差也反映了电流产生热量的多少。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中电阻丝的电阻比较大。为了控制两段电阻丝的电流相同采用的办法是将两电阻串联。通电一定时间后，看到的现象是右边的U型管两边高度差大些，实验表明：在电流和时间相同的情况下，电阻丝的电阻越大，这段电阻丝产生的热量越多。 3. 探究电流产生的热量与电流的关系。 如图18.4-3所示，两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将另一段电阻丝与容器内的电阻丝并联，因此通过两个容器中电阻丝的电流不同，且左边的较大。闭合开关，看到的现象是左边的U型管两边高度差大些，实验表明：在电阻和时间相同的情况下，电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多。 4. 英国物理学家焦耳(图18.4-4)做了大量实验，于1840年最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流，电阻和通电时间的关系：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫作焦耳定律(Joule's law)。如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示通电时间用t表示，那么焦耳定律为 5. 电流通过纯电阻时，则消耗的电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么由能量守恒定律可知，即Q=W。那么根据电功的公式W=U·I·t和欧姆定律的公式U=I·R可推导出Q=。 6. 若电流通过用电器，电能没有全部用于产生热量，则Q<W。例如电动机转动时消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，则欧姆定律也不适用。 7. 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，由可知电阻越小，正常工作时单位时间内，由Q=W=p·t产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。原因是前提条件不同，第一种说法是在电压相同时，电阻越小相同时间内产生的热量多；第二种说法则是在电流相同时，电阻越大相同时间内产生的热量多。 8. 在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来。有人把导线简单地拧在一起，这样会使得连接处电阻增大，而此处和别处相比，电流是相同的，所以相同时间内连接处比别处比别处产生的热量多，容易发热。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十八章 电功率 第1节 电能 电功 1. 巨大的门式起重机通电后正常工作就能够将集装箱吊起，再准确地放到列车上。门式起重机通电后电动机转动起来，就可以把集装箱吊起。在这个过程中电源提供了_______，电动机将一部分该能转化为集装箱的______________。从能量转化的角度看，增加的重力势能来自于_______，也可以认为是利用该能量做了功。 2. 同学们可能听父母说过上个月家里用了多少“度”电。这里说的“度”，就是_______的单位，它的学名叫作_______，符号是kW·h。在物理学中，常用的能量单位是_______。它们之间的关系是1 kw·h=___________J。 3. 电能可以转化成其他形式的能量。电能转化为其他形式的能的过程也可以说是__________的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即_____是多少。例如，电动机工作时，我们可以说电能转化成了机械能，也可以说电流做功使电动机能够向外输出______；电热取暖器工作时，可以说电能转化成了内能，也可以说电流做功使电热取暖器的______增加……在日常生活中，我们常说消耗了多少电能，也可以说此过程中_________________。 4. 研究表明，当电路两端的电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t时，则电功(或者说消耗的电能)W=_________。 5. 如图是一种电能表，电能表可以显示从表开始计数到读数时为止用户消耗的_____。为了计量一段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数，两次_________就是这段时间内的用电量，采用的单位是________。 第2节 电功率 1. 电风扇(图18.2-1)利用扇叶的转动吹出了风，扇叶转动的机械能是通过电动机从_____转化而来的。把电风扇调到不同挡位，吹出的风大小不同，挡位由低到高对应的电功率分别为30 W、33 W、38 W，说明电流通过电动机做功的越来越______。最低速挡的电功率为30 W，因为1W=1J/s，则它表示的物理意义是__________________________。 2. 我们知道功率表示做功的_____。类似地，在物理学中用电功率(electric power)表示电流做功的快慢，也表示用电器_______________的快慢。电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。电功率的单位和功率一样，也是_____（字母表示）。如果电功用W表示，完成这些电功所用的时间用t表示，电功率用P表示，则______________。 3. kw·h（“千瓦时”）：电功率为_________的用电器工作1h所消耗的电能就是1kw·h，所以 1kw·h=_____×______。 w·h（“瓦时”）：电功率为_________的用电器工作1h所消耗的电能就是1w·h，所以 1w·h=_____×______。 所以有：1kw·h=________w·h 4. 小灯泡的电功率随电压变化。 图 18.2-3中小灯泡的螺口位置标有“2.5 V”，意思是小灯泡应在2.5 V电压下工作，2.5 V是灯泡的_________。如图18.2-4所示，我们用___________控制小灯泡两端的电压，使小灯泡两端的电压分别等于、低于和略高于2.5 V，观察小灯泡的_______，比较不同电压下小灯泡的_______。 5. 在不同的电压下，同一个小灯泡的_______不同，____________也不一样；小灯泡的电功率随着_____________而改变。既然如此，我们就不能泛泛地说一个用电器的电功率是多大，而要指明电压。用电器_____________时的电压叫作额定电压(rated voltage)，用电器在额定电压下工作时的电功率叫作______________。 6. 通常用电器的铭牌上标有额定电压和额定功率，它们都是固定值，我们使用各种用电器时，一定要注意它们的___________，只有在额定电压下用电器才能正常工作。实际电压偏低，用电器的_______低，不能正常工作。实际电压偏高，有可能_______用电器。如果供电存在电压过低或过高等问题，就需要使用稳压器(图18.2-5提供稳定的电压，使用电设备能正常工作。 7. 观察上图（中）的家用电力监测仪，它能适时显示____________，数字越大表示家里的用电器消耗电能越______。实验室测量小灯泡的电功率是通过________测量灯泡两端的电压和通过________灯泡的电流，由电功率公式__________计算得出，这种方法也被称为______法测功率。上图（右）是一种可以测量消耗的电能的插座，图中的读数为__________。 8. 把额定电压都为2.5 V的小灯泡和LED灯并联在电路中。闭合开关后测量通过小灯泡和LED灯的电流和它们两端的电压，计算它们的电功率。观察小灯泡和LED灯的发光情况，发现LED灯的亮度更亮。实验分析：两灯并联则______相同，观察电流表示数发现LED灯的电流更小，说明两灯实际功率大的是________，亮度与实际功率的关系与通常的认知相反，原因是____________________________________________。 9. 生活中的节电建议：例如，出门时应注意随手关灯；电热水器、电饭锅在保温或计算机在待机状态时也会消耗电能，若长时间不使用，应关闭电源；空调制热时温度设定太高或制冷时温度设定太低，就会消耗较多的电能，因此应合理设定空调温度，这些措施实际都是从减少__________的角度节约电能的。 10. 伏安法测量小灯泡的电功率 实验原理： _________。 实验电路图： 变阻器的作用：保护电路；调节_________________进行多次实验。 注意：①测量小灯泡的额定功率时一定要先调节滑动变阻器使电 压表的示数等于灯泡的额定电压后，再读取电流表的示数，求出灯泡的额定功率。 ②小灯泡的额定功率是_____的，在不同的电压下的实际功率_______（选填“相同” 或“不同”），所以_________选填“能”或“不能”）将几次实验中灯泡的实际功 率求平均值。 实验结论：灯泡的实际功率随_______________的增大而增大。灯泡的_________越大，灯 泡的亮度越亮。 第四节 焦耳定律 1. 电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红(图18.4-1)，而导线却几乎不发热。两者通过的电流相同，电炉丝热得发红，说明电炉丝的温度比导线高，电流在电炉丝上产生的热量更______。说明电流通过导体时产生热量的多少________有关。 2. 探究电流产生的热量与电阻的关系。 如图18.4-2所示，两个透明容器中_______着等量的空气，因为热胀冷缩的原因，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，所以U形管中液面高度差也反映了________________的多少。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中电阻丝的电阻比较大。为了控制两段电阻丝的电流相同采用的办法是__________________。通电一定时间后，看到的现象是__________________________，实验表明：在__________________相同的情况下，电阻丝的电阻越大，这段电阻丝产生的热量越______。 3. 探究电流产生的热量与电流的关系。 如图18.4-3所示，两个密闭容器中电阻丝的________一样大，在其中一个容器的外部，将另一段电阻丝与容器内的电阻丝______，因此通过两个容器中电阻丝的__________不同，且_____边的较大。闭合开关，看到的现象是__________________________，实验表明：在__________________相同的情况下，电阻丝的________越大，这段电阻丝产生的热量越多。 4. _____国物理学家焦耳(图18.4-4)做了大量实验，于1840年最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流，电阻和通电时间的关系：电流通过导体产生的热量跟_______________成正比，跟导体的________成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫作焦耳定律(Joule's law)。如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示通电时间用t表示，那么焦耳定律为 5. 电流通过纯电阻时，则消耗的电能________转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么由能量守恒定律可知，即Q______W。那么根据电功的公式W=U·I·t和欧姆定律的公式U=I·R可推导出Q=____________。 6. 若电流通过用电器，电能没有全部用于产生热量，则Q______W。例如电动机转动时消耗的电能大部分转化为__________，少部分转化为__________，则欧姆定律也不适用。 7. 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，由可知电阻越____，正常工作时单位时间内，由Q=W=p·t产生的热量越_____。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越_______。原因是前提条件不同，第一种说法是在_______相同时，电阻越小相同时间内产生的热量多；第二种说法则是在_______相同时，电阻越大相同时间内产生的热量多。 8. 在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来。有人把导线简单地拧在一起，这样会使得连接处________增大，而此处和别处相比，_______是相同的，所以相同时间内连接处比别处比别处产生的热量_____，容易发热。 学科网（北京）股份有限公司 $$