15.2 电功率（教学课件）物理沪粤版2024九年级上册

小胖子发现电能表的转盘转的飞快，数字蹭蹭蹭的就标上去了。这一定是因为家里有好多电器都开着，耗能太快，电功率太大了。于是小胖子进门仔细检查了一下，看看到底是哪些用电器在费电。刚进门就发现头顶上的灯亮着，这个灯很早就有了，是白炽灯，功率是25瓦。桌子上的台灯是节能灯，功率只有6瓦，但这两个发出的光却差不多亮。小胖子想了一想，灯还是要开的，所以不能关。到了客厅里，小胖子发现刚刚一边看电视一边玩电脑，出去的时候都忘记关了。电视和电脑的功率都在100瓦左右，但小胖子还想继续玩一会儿，那就先不关了。小胖子又走到了房间里，发现空调吹出习习凉风，电扇也一直转着，空调的功率大概是一千瓦。哇哦这可真大，电扇的功率不算太大，是五十瓦。小胖子想一会儿再来享受这阵阵凉意。那就这两个也不关了。小胖子又去厨房转了一圈，哇哦，真是火力全开，电饭锅正在煮饭，冒出氤氲的热气。微波炉里正在热着烤鸭，香气四溢。热水壶还在呜呜的烧着热水，这几个可是极其耗电的大家伙了。微波炉的电功率大约是800瓦，比空调略低一些。电饭锅的功率在600瓦左右，更低一点，但小小的热水壶功率竟然有1500瓦，真是惊人。但这些都是妈妈做饭要用的，也不能关小胖子转悠转悠，又跑到了卫生间里，洗衣机正在辛勤的洗着衣服。它的功率是300瓦左右，嗯，个头看起来还挺大，但电功率不怎么高。小胖子心血来潮拿电吹风吹了吹头发，但小小的电吹风功率竟然能到500瓦，听说在理发店里还有2000瓦的电吹风呢，小胖子转了一大圈，结果用电器一个也没关，看来这么费电也是有原因的。总结一下，一般来说和加热有关的电功率都比较大，比如这些，而其他的一般都比较小的。生活中有那么多的用电器，它们的功率你一定要了解，呵呵。 电功率的公式是P等于UI在实际应用时可以对它进行灵活的变形。根据欧姆定律，I等于U除以R代入公式就变成这个样子，也就是U方除以R这么一来不用计算电流，根据电压和电阻就能直接计算电功率了。把欧姆定律再变形一下，写成U等于I乘以R代入公式后就变成这样，也就是艾方尔。这是电功率的另一种形式，不包含电压，知道电流和电阻就能计算了。所以电功率可以有这么三种算法。哎，绕了这么半天都快晕了，这些到底有什么用？偷偷告诉你。这三种算法再加上欧姆定律，在计算中特别有用电功率P电压U电流I和电阻R这四个电学量。只要知道其中两个就可以把另外两个求出来。比如说知道了P和R想算U就可以用这个公式，想算I可以用这个公式。换种情况，如果知道了P和U想算I用这个，想算R用这个，知道两个就可以求另外两个怎么样？果然很有用。在实际使用时要灵活运用这三个式子来看这个电路电阻R2与R3并联，再和R一串联。这三个电阻消耗的电功率谁大谁小呢？似乎不能直接看出结果，所以需要挨个看。先比较R2和R3，它们是并联的，两端的电压相等。要比较功率大小就需要选用这个式子。由于R2小于R3，所以P2大于P3，电阻R2的功率比较大。再比较电阻R1和R2，一个在干路上，一个在支路上，所以通过的电流应该是R一大于I2。比较它们的功率就需要选用这个公式，R1和R2电阻相等，所以P1大于P2。把这两个结合起来，我们就知道P1大于P2大于P3，这就比较出了功率的大小。不过需要注意，虽然电功率的3种表示方法如此强大，但它不是万能的，有些时候不能使用，归根到底还是欧姆定律的问题。欧姆定律有一定的适用范围，只能用在纯电阻电路里，只有电阻和小灯泡才能算是纯电阻。对于这样的纯电阻来说，所有的公式都能正常使用，但是在其他情况下，只能用电功率的原始公式，P等于UI不能用这两个。总结一下，电功率一共有3种写法，根据这些式子PUIR这四个电学量，知道两个就可以求出另外两个。但是这只能用在纯电阻电路中，其他电路就只能用这个原始公式了。学会了吗？呵呵。 我们已经学过公式，能量转化的量度，电公式电能转化的量度，也就是消耗的电能，它用W等于UIT来计算。而电功率是表示电流做功快慢的物理量，公式是P等于W除以T也等于UI那来看看这个电路有两个电阻，分别为R1和R2串联在一起，他们消耗的电能以及电功率有什么关系呢？先看消耗的电能，也就是电功呗。每个用电器都消耗了电能，把它们加起来就应该是整个电路所消耗的电能了，也就是W总等于W1加W2。那功率怎么算呢？利用这个等式两边同除以时间T就变成这样，W除以T不就是电功率了吗？所以等式就变成P总等于P1加P2。那如果单独来看R一和R2消耗的电能，W1和W2有什么关系呢？电功的公式是W等于UIT，把它们都写成这样的形式，通电的时间相同，串联电路中电流相同，唯一不同的就是电压了。约分一下，W1比W2就等于U1比U2写成这样还不够，已知条件是电阻R这个式子最终需要写成电阻R的形式，所以把U给变形一下，写成I乘以R串联电路中电流相等又可以约掉，最后就得到W1比W2就等于R1比R2。也就是说，串联电路中电阻越大，消耗的电能就越多。那功率呢？这个简单把式子挪过来，左边同时除以时间，这样上边就是P一下边是P2，所以P1比P2就等于R1比R2。电阻越大，电功率也越大，这就是串联电路中电功与电功率的特点。那如果改成并联电路？还是用同样的思路，每个用电器都消耗了电能，把它们加起来就应该是整个电路所消耗的电能了。电功率也一样，同时除以时间TP总就等于P1加P2。可见并联电路消耗的总电能和总功率都等于各部分消耗的电能和电功率之和。和串联一样，W1和W2的关系和之前类似，都写成UIT并联电路中电压相等，通电时间相同。把它们约去得到W1比W2等于I1比I2。然后再把电流I化成电阻R的形式，I等于U除以R并联电路中电压相等曰去最后得到W1比W2就等于R2比R1。电功率也一样，左边同时除以时间T就等于P1比P2等于R2比R1。也就是说并联电路中电阻越大，消耗的电能和电功率反而越少。总结一下串并联电路中消耗的总电能和总功率等于各部分消耗的电能和电功率之和。对于串联来说，各部分消耗的电能和电功率等于电阻之比。对于并联来说，各部分消耗的电能和电功率等于电阻倒数比。也就是串联成正比，并联成反比，一定要记住了，呵呵。 夏天的时候，空调马力全开，电能表的转盘飞速旋转，数字一路飙升。但如果只开一盏灯，转盘转的就会慢许多，数字慢慢悠悠往上跳。可以看出空调和电灯都会消耗电能，但是消耗的速度不一样，换句话说就是电流做功的快慢不一样，这就是电功率。在力学中，在讲功和功率时，我们曾经学过这么一个公式，W是某个力做功的多少，P是功率，表示这个力做功的快慢。在电学中公式也是一样的，这里的P指电功率，W指电工。之前我们曾经学习过电功的公式是W等于UIT，把它带到这个公式里，两个T可以约去，最后就可以得到P等于UI这就是电功率的公式。导体的电压和电流越大，电功率也就越大。电功率的单位是什么呢？在这个公式中，电压的单位是伏特，电阻的单位是安培，所以电功率的单位就应该是伏特乘以安培。不过在力学中，功率的单位是瓦特，这和电学应该是统一的，伊瓦正好等于1伏安。一般我们都把电功率单位写成瓦特，有时也会用到千瓦和毫瓦这两个单位。1000瓦等于10的3次方瓦，一毫瓦等于十的负3次方瓦。在空调的说明书上写着制冷功率1000瓦，而电灯的包装上写着24瓦的字样。这两个数字是指在正常工作时，空调和电灯做工快慢不同，空调的功率大，而电灯的功率小。知道了电功率以后，回过头来看看电能的单位就很容易理解了。根据电功率的公式有W等于PT在力学中它们三个单位分别是焦耳、瓦和秒。如果把电功率和时间的单位分别用千瓦和小时表示，把它们相乘后就是千瓦时，这是电能的另一个单位。如果一个用电器的电功率为1000瓦，使用1个小时消耗的电能就是1000瓦时。总结一下，电功率是电流做功的快慢，利用公式P等于UI计算，它的单位是瓦特，与力学保持一致。你学会了吗？呵呵。 上个视频中我们学习了不同电路中的电功率的特点。串联电路中电流相等，电功率和电阻成正比。并联电路中电压相等，电功率和电阻成反比。根据这个结论，我们来练习一下这个电路中三个电阻的阻值分别是五欧姆、十欧姆和15欧姆。当S闭合，S一断开时，R2的电功率为20。瓦当SS一都闭合时，整个电路的电功率是多少呢？我们先分析一下这个电路，当SB和S一断开的时候，R1、R2、R3串联。等效电路图是这样的，R2的电功率P等于20，瓦都闭合时R2被短路，只有R1R3串联画出等效电路图。我们要求的是此时消耗的总功率，P总怎么求呢？我们需要关注这两个电路中有哪些是不变的。电源没变，所以两次的总电压相同，两个状态下的电阻都已知电压相等。它们两个可以看成是并联电路的两个分支。利用这个公式，总功率之比就等于总电阻的反比，两个状态的电阻都是一致的。左边的总电阻是三个加起来等于30欧姆，右边的总电阻是这两个加起来等于20欧姆，代入公式结果就等于3分之2。最终我们希望求这个地球人都知道，只要求出上面这个就可以了，这是第一个电路的总功率。就看第一个电路三个电阻串联R2的电功率。已知串联电路中各部分的电功率等于电阻之比，所以他们三个的电功率之比应该是5比10比15。中间的是二十瓦，左边的就是十瓦，右边的就是三十瓦。电路的总功率就是三个加起来等于60瓦。代入公式上面这个是六十瓦，所以下面这个就是九十瓦，这就是第二个电路的总功率。简单回顾一下，在计算串并联电路电功率时，我们可以灵活应用这两个式子，串联时选这个，并联时选这个，要注意同一电路的不同状态，总电压不变，可以认为是并联的情况。用这个式子你学会了吗？呵呵。 沪粤版 九年级上册 第十五章 电能与电功率 15.2 电功率 学习目标 1．科学观念：理解电功率的概念，知道电功率是表示电流做功快慢的物理量，明确其定义式 ​ 和推导式P=UI，以及单位瓦（W）和千瓦（kW）及其换算关系； 2．科学思维：通过探究灯泡电功率与电压、电流关系的实验，学会运用控制变量法分析问题，能根据实验现象归纳出电功率与电压、电流的关系； 3．科学探究：参与 “认识电功率” 和 “探究电功率与哪些因素有关” 的活动，体验实验设计、操作和数据分析的过程，培养探究能力； 4．科学态度与责任：认识到电功率是选择用电器的重要参数，了解其在生活中的应用，增强节约用电的意识。 重点难点 1．电功率的概念及定义式，理解电功率表示电流做功的快慢； 2．电功率的推导式P=UI及单位换算；通过实验探究得出电功率与电压、电流的关系。 1．理解电功率与电功的区别和联系，电功表示电流做功的多少，电功率表示电流做功的快慢； 2．运用控制变量法设计并完成探究电功率与电压、电流关系的实验，分析实验数据得出结论；灵活运用电功率公式解决实际问题。 观察图中的用电器及其铭牌，你知道节能灯铭牌上的 "7W"、蒸汽电熨斗铭牌上的 "1200W" 分别表示什么含义吗？这些数字代表的正是用电器的电功率。那么，究竟什么是电功率呢？ 情景引入 01 02 CONTENTS 电功率 影响电功率大小的因素 探究新知 PART ONE 电功率 观察思考 将标有 "220V 15W" 和 "220V 100W" 的两个灯泡同时接入家庭电路，观察哪个灯泡更亮。在相同时间内，哪个灯泡消耗的电能更多？ 活动 1 认识电功率 灯泡亮度差异反映了什么？ 将标有“220V 15W”和“220V 100W”的两个灯泡同时接入家庭电路中，“220V 100W” 的灯泡更亮。 在相同时间内，“220V 100W” 的灯泡消耗的电能更多，因为实验表明电功率大的灯泡在相同时间里消耗的电能更多。 观察思考 活动 1 认识电功率 1）B灯亮 2）在相同时间内，B比A灯消耗的电能多，电流做功B比A灯多 通过B灯的电流做功快 B灯的电功率大 观察思考 电功率的概念 在物理学中，把电流在某段时间内所做的电功跟这段时间的比叫做电功率 公式：   P : 表示功率 W : 表示功 t :表示时间 各种用电器的铭牌上都标有电功率的大小，它是我们选择用电器的一个重要参数 注意： 1）在物理学中，电功率表示了电流做功的快慢，不表示做功的多少 2）在表述上，不能说功率大，功就大或者功大，功率就大 观察思考 电功率的概念 2、电功率的单位： 瓦，符号为W 常用的还有千瓦（kW） 1kW=1000 W 英国科学家对蒸汽机发展做出重大贡献 观察思考 电功率的公式 W(kW•h); t (h) P(kW) 统一为常用单位时： 1 kW（千瓦） = 103 W 1 W = 103 mW（毫瓦） 3.定义式1：   电功（焦，J） 时间（秒，s） 电功率（瓦，W）     推导： “千瓦时”的来历：   =1000W×3600s =3.6×106J =1kW×1h PART TWO 影响电功率大小的因素 活动2 探究灯泡的电功率与哪些因素有关 实验操作 1．实验设计：某同学为探究灯泡电功率与电压、电流的关系，选用两个电功率不同的灯泡L1和L2，设计了如下实验电路： 活动2 探究灯泡的电功率与哪些因素有关 实验操作 实验器材及作用 活动2 探究灯泡的电功率与哪些因素有关 实验操作 进行实验与收集证据 1）按照电路图连接实物图 2）用电压表分别测出灯L1、L2两端的电压，并观察灯泡的度，填入课本表格一 活动2 探究灯泡的电功率与哪些因素有关 实验操作 灯泡编号 电压U/V 灯泡亮度（明 / 暗） 灯泡L1 灯泡L2 活动2 探究灯泡的电功率与哪些因素有关 实验操作 3）用电流表分别测出通过灯L1、L2  的电流，并观察灯泡的亮度      填入课本表格二 活动2 探究灯泡的电功率与哪些因素有关 实验操作 灯泡编号 电流I/A 灯泡亮度（明 / 暗） 灯泡L1 灯泡L2 活动2 探究灯泡的电功率与哪些因素有关 分析与论证 电功率的大小跟用电器两端的电压、通过电流有关；在电流相等时，电压越高，电功率就大；在电压相等时，电流越大，电功率就大。 精确的实验表明，电功率等于电压U跟电流Ⅰ的乘积 P=UI 灯泡编号 电压U/V 灯泡亮度（明 / 暗） 灯泡L1 2.4V 亮 灯泡L2 0.6V 暗 灯泡编号 电流I/A 灯泡亮度（明 / 暗） 灯泡L1 0.3A 暗 灯泡L2 1.2A 亮 活动2 探究灯泡的电功率与哪些因素有关 分析与论证 电功率的大小跟用电器两端的电压、通过电流有关；在电流相等时，电压越高，电功率就大；在电压相等时，电流越大，电功率就大。 精确的实验表明，电功率等于电压U跟电流Ⅰ的乘积 P=UI 灯泡编号 电压U/V 灯泡亮度（明 / 暗） 灯泡L1 2.4V 亮 灯泡L2 0.6V 暗 灯泡编号 电流I/A 灯泡亮度（明 / 暗） 灯泡L1 0.3A 暗 灯泡L2 1.2A 亮 活动2 探究灯泡的电功率与哪些因素有关 注意事项 1）连接电路时，开关断开 2）换用不同规格的灯泡多次实验，使实验结论具有普遍性 3）电流表，电压表的使用与读数及指针偏转 4）电路中最好串一个滑动变阻器，可以保护电路 公式整理 电功率的公式 1.有关电功率计算的导出公式 P = UI P = I2R I = U R P = U2 R 2.总结电学公式： 欧 姆 定律： 电能、电功： 电 功 率： 观察思考 电功率的公式 2.比例式     3.对于纯电阻：     = I 2R 4.非 纯电阻：     > I 2R 例题解析 例题 一盏电灯接在 220V 电路中，通过的电流为 70mA，求：该电灯的电功率； 正常工作 100min，电流所做的功。 课堂小结 布置作业 1．夏天到了，相比于空调，使用电风扇对身体更好些，也更节能环保。如图所示，是一款电风扇的“挡位”旋钮，当由2挡位调至3挡位时，能够吹出更强劲的风。则相较于2挡，下列关于3挡说法正确的是（　　） A．消耗电能更多 B．消耗电能更快 C．消耗电能更少 D．消耗电能更慢 【答案】B 【答案】B 2．两个灯泡串联在电路中，其中一盏灯正常发光，另一盏灯发光较暗，则下列说法正确的是（　　） A．发光较暗的灯泡电阻大，两端电压大，电功率小 B．发光较暗的灯泡电阻小，两端电压小，电功率小 C．正常发光的灯泡两端电压大，通过的电流大，电功率大 D．正常发光的灯泡灯丝的电阻小，通过的电流大，电功率大 3．有甲、乙两只灯泡分别标有“220V 40W”和“110V 40W”字样，当它们正常发光时 _____较亮（选填“甲灯较亮”、“乙灯较亮”、“一样亮”或“无法判断”）；小明养成随手关灯的良好习惯，当他关掉家中不用的电灯后，家中电路的总电阻 _____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】一样亮 变大 4．图示电能表能接入用电器的最大总功率为 ___________W；小明发现家中多个用电器正常工作时，指示灯在1min内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能为 ___________kW·h。 【答案】 6600 0.03 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $$