第二节 电流做功的快慢 第1课时（导学案）物理沪科版2024九年级全一册

第二节 电流做功的快慢 （导学案） 【学习目标】 能结合实例认识电功率：明确其是表示电流做功快慢的物理量，理解相同时间内用电器消耗电能越多、电功率越大；掌握定义式及推导式，准确区分电功与电功率概念。 能区分额定功率与实际功率：知道用电器额定电压、功率是正常工作时的数值，实际功率是实际电压下的功率；理解实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率，用电器正常工作；实际电压偏离时，实际功率偏离，可能影响寿命。 会测量电功率：掌握“伏安法”测小灯泡电功率的实验原理、电路连接、操作步骤及数据处理方法，能探究不同电压下实际功率与发光情况的关系。 【学习重点】 理解与应用电功率的概念、定义式及推导式 ；区分额定功率与实际功率，计算实际功率；掌握“伏安法测量小灯泡电功率”的实验原理、操作与数据处理。 【学习难点】 电功率与电功的概念辨析，实际功率与额定功率的动态关系。 结合欧姆定律推导电功率的间接公式，并灵活应用于实际功率计算。 “伏安法测电功率” 实验中，滑动变阻器的调节、数据记录与分析，归纳 “电压 - 功率 - 亮度” 的关系。 【自主预习】 1、电流做功的快慢 （1）电功率：电流做功有快慢之分。物理学中把电流所做的功与所用时间 之比 叫做电功率，用字母 P 表示。 （2）定义式： P = W/t （3）国际单位： 瓦特，简称瓦，用符号 W表示。常用的单位还有千瓦（kW）和兆瓦（MW），它们之间的换算关系是： 1kW= 103 W 1MW= 103 kW= 106 W （4）电功率的计算式： 由 P=W/t W=UIt I=U/R 得 P=UI P= U2/R P=I2R 1、额定电压与额度功率 （1）在用电器的铭牌和使用说明上，均标有该用电器 正常工作 的电压值，这就是用电器的额定电压（U额），与额定电压对应的功率叫做 额定功率 。如灯泡上标有“220V 40W”， 表明该灯泡的 额定电压 为220V， 额定功率 为40W。 （2）实际加在用电器两端电压称为 实际电压 ，用电器在实际电压下工作时对应的功率叫用电器的 实际功率 。 3. 实验表明，同一个用电器的实际功率随它两端电压的改变而变化，当电压增大时，通过用电器的 就随之增大，用电器的电功率也跟着 增大 。 【课堂探究】 一、电流做功的快慢 1.电流做功的快慢 （1）在家庭电路中，分别让一盏电灯、一台电吹风机单独工作；观察记录电能表铝盘在1min内转动的圈数。 在相同时间内铝盘转过的圈数不同。在使用电吹风时，1min内转动的圈数多。 在相同时间内电能表铝盘转动的圈数多，说明接入的用电器消耗的电能 多，把电能转化成其他形式的能转化得 快，即 电流做功快； 2.电功率 （1）物理学中，把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率，用符号P表示。是表示 电流做功快慢的物理量。 （2） P = W/t （3）国际单位： 瓦特，简称瓦，用符号 W表示。 常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（MW） 换算关系： 1kW = 103 W 1 MW = 103 kW 3.电功的推导公式 （4） 由 P=W/t W=UIt I=U/R 得 P=UI P= U2/R P=I2R 【例1】寒冷的冬天，小鹏的爸爸为了防止小鹏写作业时把手冻坏，给他买了一款桌面暖风机。该暖风机有3个“挡位”，当由2挡位调至3挡位时，能够吹出更强劲的暖风。则相较于2挡位，下列关于3挡位说法正确的是（　　） 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 【详解】由题意知，当由2挡位调至3挡位时，能够吹出更强劲的暖风，说明相同时间内电流做功较多，即消耗电能更快。故B正确，ACD错误。 故选B。 【例2】有关电学知识，下列说法正确的是（    ） A．对人体的安全电压不高于220V B．一节铅蓄电池的电压为1.5V C．液晶电视机的功率约为1000W D．普通家用空调电流约为5A 【答案】D 【详解】A．我国家庭用电的电压为220V，对人体的安全电压不高于36V，故A错误； B．一节干电池的电压为1.5V，一节铅蓄电池的电压为2V，故B错误； C．液晶电视机的功率约为200W，故C错误； D．家用空调正常工作时的电功率较大，约为1100W，普通家用空调电流约为，故D正确。 故选D。 【例3】电功率 （1）物理意义：表示消耗电能的 。电功率用字母 表示。 （2）定义：电流所做的功与时间之比。 （3）单位 ①在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是 ，常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。 ②换算关系：1kW＝ W，1mW＝ W。 （4）计算公式 ①基本公式： （计算式，适用于所有电路）。 ②推导公式：由P＝UI及，可推导出（导出式只适用于纯电阻电路）。 【答案】 快慢 P W UI 【解析】【小题1】[1][2]电功率：电流所做的功与时间之比。表示消耗电能的快慢，用字母P表示。 【小题2】[3][4][5]在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W，常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。其中1kW=103W，。 【小题3】[6]电功率定义式为，又，有（计算式，适用于所有电路），结合欧姆定律有推导式（导出式只适用于纯电阻电路）。 【例4】为了测量家中路由器的电功率，小慧利用五一假期外出期间，关闭家里的其它用电器，用电能表测出一台路由器所消耗的电能，数据见下表，计算可得路由器消耗的电能为 J，电功率为 W。按每度电0.6元计算，小慧家每月（30天）为路由器支付的总电费为 元。 时间 2024年5月1日上午7点 2024年5月6日上午7点 电能表示数/kW·h 2304.2 2305.4 【答案】 4320000 10 4.32 【详解】[1]路由器消耗的电能 W=2305.4kW⋅h−2304.2kW⋅h=1.2kW⋅h=4.32×106J [2]时间t=5 天 =5×24h=120h ，电功率 [3]路由器每天消耗的电能 每月（ 30 天）消耗的电能 每度电 0.6 元，所以总电费为 7.2kW⋅h×0.6 元 /kW⋅h=4.32 元 【例5】某电烤箱额定功率为1200W，将2kg水从20℃加热到70℃，水吸收的热量为 J；若实际加热时间为500s，该电烤箱的效率为 。[c水=4.2×10³J/(kg·℃)] 【答案】 4.2×105 70% 【详解】[1]水吸收的热量为 [2]若实际加热时间为500s，电烤箱消耗的电能为 该电烤箱的效率为 【例6】某电热水壶铭牌如下： 额定电压：220V 额定功率：1100W 容积：1.5L 求： (1)电热水壶正常工作时的电流； (2)将满壶水从20℃加热至100℃，水吸收的热量；[c水=4.2×103J/（kg·℃）] (3)若加热效率为80%，需加热多长时间？ 【答案】(1)5A (2) (3) 【详解】（1）电热水壶正常工作时的电流 （2）满壶水的质量为 则水吸收的热量 （3）消耗的电能为 则加热时间为 二、额定电压与额度功率 1.额定电压、额定电流、额定功率 （1）额定电压U额：用电器正常工作的电压值 。 （2）额定电流I额：用电器正常工作的电流值 。 （3）额定功率P额：与额定电压或额定电流对应的功率 。不同的用电器额定功率通常不同。 2.实际电压、实际电流、实际功率 当用电器的工作电压明显低于或高于它的额定电压时，用电器就不能正常工作。 （1）实际功率：把用电器在实际电压下工作时所对应的功率叫做用电器的实际功率P实 。 （2）理解实际功率 ① 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。 ②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 ，灯泡越亮 。 3.额定功率和实际功率的关系 （1）当用电器两端的实际电压等于额定电压时 U实 = U额 ，用电器的实际功率等于额定功率：P实 = P额 ，用电器正常工作 。 （2）当用电器两端的实际电压小于额定电压时 U实 <U额，用电器的实际功率小于额定功率：P实 < P额 ，用电器不能正常工作 。 （3）当用电器两端的实际电压大于额定电压时 U实>U额，用电器的实际功率大于额定功率： P实 > P额，用电器 不能正常工作，且可能会烧坏。 【例1】小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V　40W”的字样，下列说法错误的是（　　） A．该灯泡正常发光时，实际功率是40W B．在110V电压下，该灯泡的实际功率小于40W C．在250V电压下，该灯泡的实际功率大于40W D．该灯泡的亮暗程度取决于额定功率的大小 【答案】D 【详解】A．该灯泡正常发光时，其两端电压等于额定电压220V，实际功率等于额定功率40W，故A正确，不符合题意； B．根据电功率公式（R为灯泡电阻，可视为不变），当电压从220V降至110V 时，电压变小，实际功率会变小，小于额定功率40W，故B正确，不符合题意； C．当电压从220V升高至250V时，电压变大，由知，该灯泡实际功率会变大，大于额定功率40W，故C正确，不符合题意； D．灯泡的亮暗程度取决于实际功率的大小，实际功率越大，灯泡越亮，而不是额定功率，额定功率只是灯泡正常工作时的功率，故D错误，符合题意。 故选D。 【例2】如图所示电路中，电源电压略高于灯泡的额定电压。闭合开关，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数减小，电流表示数变大 B．电压表示数变大，电流表示数变小 C．电压表示数变大，灯泡的实际功率变大 D．电压表示数变大，灯泡的额定功率变大 【答案】C 【详解】AB．由题中电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测灯泡两端的电压；当滑动变阻器的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由串联电路的电阻特点可知，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，所以电流表示数变大；根据串联电路分压规律可知，电源电压不变，变阻器接入电路的电阻变小，分到的电压变小，则灯泡两端电压变大，所以电压表的示数变大，故AB错误； C．因为灯泡中的电流与灯泡两端的电压都变大，由电功率计算公式可知，灯泡的实际功率变大，故C正确； D．额定功率是用电器在额定电压下正常工作时的功率，不随用电器两端电压的变化而变化，故D错误。 故选C。 【例3】甲、乙两灯泡分别标有“220V　40W”和“220V　100W”，正常工作时， 灯更亮。 【答案】乙 【详解】甲、乙两灯泡分别标有“220V　40W”和“220V　100W”，即乙灯的额定功率较大，正常工作时，实际功率等于额定功率，实际功率越大，灯泡越亮，则乙灯的实际功率较大，故乙灯更亮。 【例4】额定电压与额定功率 (1)额定电压：用电器 时的电压，标注在用电器的铭牌上，常用表示； (2)额定功率：用电器在 下的功率，标注在用电器的铭牌上，常用表示。 【答案】(1)正常工作 (2)额定电压 【详解】（1）额定电压是指用电器在正常工作状态下所需的电压，这是保证用电器安全、稳定运行的重要参数。 （2）额定功率是用电器在额定电压下工作时消耗的电功率，反映了用电器在设计条件下的功率值。 【例5】现有两个灯泡L1、L2，分别标有“10V，10W”和“9V，5.4W”的字样。当将它们串联使用时，能正常发光的是灯泡 ，此时电路两端允许加的最大电压是 V；若将两灯并联，在保证电路安全的前提下，允许接入的电源电压最大为 V，电路消耗的最大功率是 W。（不考虑灯丝电阻随温度的变化） 【答案】 L2 15 9 13.5 【详解】[1]根据公式可得计算电流的公式，灯L1的电流为 L2的电流为 串联电路中电流处处相等，为了使灯泡正常发光，电路中的电流不能超过两灯泡额定电流中的较小值，即0.6A ，所以能正常发光的是灯泡L2。 [2]根据可得，灯L1的电阻 灯L1两端的电压为 根据串联电路电压的规律，电源电压为 [3] 并联电路中各支路两端的电压相等，为了保证电路安全，电源电压不能超过两灯泡额定电压中的较小值，即9V。 [4] 根据公式求出灯L1的实际功率 电路消耗的最大功率是 【例6】电子式电能表表盘上标有“2500imp/（kW·h）”字样，将标有“220V；1210W”的电热器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表指示灯闪烁了250次。该电热器实际电功率是 W，实际电压是 V。（不考虑温度对电阻的影响） 【答案】 1000 200 【详解】[1]“2500imp/（kW•h）”表示每消耗1kW•h的电，指示灯闪烁2500次，指示灯闪烁250次，消耗电能 电热器的实际电功率 [2]由可知，电热器的电阻 电热器的实际电压 【归纳整理】 第一节 电流做功 【课堂练习】 一、单选题 1．学习了电学知识后，下列说法正确的是（    ） A．电功是描述电流做功快慢的物理量 B．导体和绝缘体之间界限分明，不可互相转化 C．绝缘体不容易导电，是因为在绝缘体中没有电荷 D．单位时间内电流做功越多，电功率就越大 【答案】D 【详解】A．电功是描述电流做功多少的物理量，电功率是描述电流做功快慢的物理量，故A错误； B．导体和绝缘体之间没有绝对的界限，在一定条件下可以互相转化，例如玻璃在高温下会变成导体，故B错误； C．绝缘体不容易导电，是因为在绝缘体中几乎没有能够自由移动的电荷，不是没有电荷，故C错误； D．电功率是表示电流做功快慢的物理量，单位时间内电流做功越多，电功率就越大，故D正确。 故选D。 2．生活处处有物理，细心观察皆学问。下列数据符合实际的是（　　） A．人体的安全电压不高于36V B．手机功率约为200W C．中学生从二楼走到三楼做功约为200J D．电视机正常工作电流约5A 【答案】A 【详解】A．一般环境中，人体的安全电压不高于36V，故A正确； B．手机功率约5-10W，远低于200W，故B错误； C．中学生质量约50kg，每层楼高约3m，从二楼走到三楼做功为 远大于200J，故C错误； D．电视机功率约100W，电流 远小于5A，故D错误。 故选 A。 3．随着科技发展，新型设备在生活中广泛应用。下列对相关物理量的估测最接近实际的是（    ） A．无线蓝牙耳机的质量约500g B．家用智能台灯的额定功率约1000W C．智能手表屏幕对角线长度约3cm D．新款VR眼镜的质量约5kg 【答案】C 【详解】A．无线蓝牙耳机的质量约5g，不符合实际，故A不符合题意； B．家用智能台灯的额定功率约20W，不符合实际，故B不符合题意； C．智能手表屏幕对角线长度约3cm，符合实际，故C符合题意； D．新款VR眼镜的质量约0.5kg，不符合实际，故D不符合题意。 故选C。 4．下面是小朋同学对电功率的认识，你认为正确的是（    ） A．用电器的电功率越大，消耗的电能就越多 B．电流对用电器做的电功越多，消耗的电能就越快 C．消耗电能快的用电器电功率就越大 D．消耗同样多的电能，电功率大的用电器工作时间长 【答案】C 【详解】A．根据可知，消耗电能的多少与电功率和通电时间有关，只知道电功率大，无法判断消耗电能的多少，故A错误； B．电功的多少表示消耗电能的多少，而消耗电能的快慢用电功率表示，电功多不代表消耗电能快，故B错误； C．电功率是表示消耗电能快慢的物理量，所以消耗电能快的用电器电功率就越大，故C正确； D．根据可知，消耗同样多的电能，电功率大的用电器工作时间短，故D错误。 故选C。 5．将分别标有“6V　3W”和“3V　1.5W”字样的甲、乙两只灯泡，并联在电压为3V的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法错误的是（　　） A．乙灯泡能正常工作 B．甲灯泡的电阻大 C．乙灯泡更亮 D．两灯泡的总功率等于4.5W 【答案】D 【详解】不考虑温度对灯丝电阻的影响，由，可得甲灯电阻 同理可得乙灯电阻 故甲灯泡的电阻大。 现将两灯并联在电压为3V的电路中，闭合开关，由并联电路电压规律可得两灯实际功率 因为，所以乙灯正常发光，乙灯实际功率为1.5W。 乙灯实际功率大于甲灯实际功率，故乙灯泡更亮。 电路总功率 故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 6．小明观察到用、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和甲“PZ220V-25W”字样，（不计温度对灯丝电阻的影响）下列分析正确的是（　　） A．若灯丝的材料、粗细相同，甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长 B．若将两灯串联接入电压为220V的电路，甲灯比乙灯亮 C．若将两灯分别接入电压为220V的电路，甲灯消耗的电能多 D．若将两灯串联，甲、乙两灯不可能都正常发光 【答案】D 【详解】A．根据题意知道，两灯的额定电压相同，甲灯的额定功率较大；由知道，额定电压相同时，额定功率大的电阻小，则甲灯灯丝电阻小（即）；由于在灯丝的粗细和材料相同的情况下，电阻与长度成正比，所以，乙灯的灯丝比甲灯的灯丝长，故A错误； B．两灯串联在220V的电路中，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，且乙灯泡的电阻较大，由知道，乙灯的实际功率较大，则乙灯较亮，故B错误； C．若将两灯分别接入电压为220V的电路，两灯均正常发光，但不知道通电时间，则根据W=Pt知道，无法判断消耗电能的多少，故C错误； D．若将两灯串联，由于串联电路的电流处处相等，且两灯的电阻不同，则甲、乙两灯两端的电压不同，则无法同时达到相同的额定电压值，所以两灯不能同时正常发光，故D正确。 故选D。 7．连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡比亮。关于此实验，下列说法正确的是（   ） A．、规格是相同的 B．通过的电流比通过的电流大 C．对应的电压表示数比的大 D．的额定功率一定比大 【答案】C 【详解】A．由图可知，两灯泡串联，串联电路中电流处处相等。L1比L2亮，说明L1的实际功率大，根据P=I2R，可知L1的电阻大，所以L1、L2规格不同，故A错误； B．串联电路中电流处处相等，所以通过L1和L2的电流相等，故B错误； C．根据U=IR，电流I相同，L1电阻大，所以L1两端的电压大，即L1对应的电压表示数比L2的大，故C正确； D．灯泡的亮暗由实际功率决定，L1实际功率大，但额定功率是指灯泡在额定电压下的功率，题中未提及额定电压等相关信息，所以不能确定L1的额定功率一定比L2大，故D错误。 故选C。 8．如图甲所示，电源电压恒定，电流表的量程为“”，，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A。只闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从最右端移至小灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示，当滑片P在最右端时，滑动变阻器的功率为，此时电路的总功率为。已知。在保证电路安全的前提下，下列说法中（　　） ①电源电压为12V； ②小灯泡的额定功率为； ③滑动变阻器的最大阻值是； ④该电路消耗的最大功率为。 A．只有②④正确 B．只有②③正确 C．只有①③正确 D．只有②③④正确 【答案】A 【详解】由电路图可知，只闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。①③根据灯泡电压越大时，电流越大，滑动变阻器接入的电路的电阻越小，分得的电压越小，a是灯泡的图像；当滑片P在最右端时，电路中的最小电流，灯泡两端的电压，滑动变阻器的电阻最大，滑动变阻器的功率为，此时电路的总功率为。灯泡的功率……① ……② 联立①②解得 根据知，电源电压 滑动变阻器的电压 滑动变阻器的最大电阻， 故①③错误； ②当灯泡正常发光时，电流最大为，滑动变阻器电压最小，为3V，故灯泡的额定电压 灯泡的额定功率 故②正确； ④当所有开关都闭合，灯泡被短路，定值电阻和滑动变阻器并联，此时通过电阻的电流 滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，根据并联电路的特点知，干路中最大电流 该电路消耗的最大功率为 故④正确，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．标有“  ”、“  ”的灯和（假设灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，两灯都发光，下列说法正确的是（    ） A．通过灯和的电流之比为 B．灯和的电阻之比为 C．灯比灯亮 D．灯和的实际功率之比为 【答案】C 【详解】A．两灯泡串联在某电源上，两灯都发光， 因为串联电路中各处的电流相等，所以通过灯L1和L2的电流之比为1∶1，故A错误； B．由可得，两灯泡的电阻之比，故B错误； C．根据P=I2R，串联电路中电流I相同，R2>R1，所以L2的实际功率大于L1的实际功率，灯L2比灯L1亮，故C正确； D．由P=I2R可知，两灯泡的实际功率之比，故D错误。 故选C。 二、填空题 10．“220V 40W”的灯泡，正常工作时的电流为 A，若灯泡两端的实际电压为110V，则实际功率为 不考虑灯泡电阻的变化。 【答案】 10 【详解】[1]由题知，灯泡的额定电压为220V，额定功率为40W，由可得，灯泡正常工作时的电流为 [2]由可得灯泡的电阻为 当灯泡两端的实际电压为110V时，其实际功率为 11．如图所示的电路中，电源电压不变，灯丝电阻不变。闭合开关S后，两灯均发光，两个电压表的示数之比为5∶1，则灯、两端的电压之比 ，灯、的电功率之比 。 【答案】 4∶1 4∶1 【详解】[1]由图知，闭合开关后两灯串联，电压表V1测量电源电压，电压表V2测量灯泡L2两端的电压。根据串联电路的电压规律可知，电压表V1的示数大于电压表V2的示数。所以电压表V1与电压表V2示数之比为5∶1。所以有 解得 [2]由于两灯串联，所以通过两灯的电流相等，则两灯功率之比为 三、计算题 12．某电热淋浴器铭牌中的主要参数如下表所示，在正常工作时，将装满的一桶水从20℃加热到70℃需要80min 额定电压 220V 额定功率 3000W 额定频率 50Hz 质量（满） 60kg 求： (1)水吸收的热量是多少？ (2)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率，求该淋浴器的热效率是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）加热水消耗的电能 电热淋浴器加热时的热效率 13．图甲是某品牌家用蛋糕机，图乙是该蛋糕机的简化电路图，可以实现蛋糕机的低、中、高三挡加热功能。单独闭合开关S1时，蛋糕机的功率为440W；R2的阻值为55Ω。求蛋糕机正常工作时： (1)电阻R1的阻值； (2)高温挡的加热功率； (3)高温挡加热5min消耗的电能。 【答案】(1)110Ω (2)1320W (3) 【详解】（1）单独闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，根据可得，R1阻值为 （2）当两个开关都闭合时，两电阻并联，电路总电阻最小，根据可知，电路的总功率最大，家用蛋糕机处于高温挡；当只闭合开关S1时，电路的总电阻最大，根据可知，电路的总功率最小，家用蛋糕机处于低温挡；当只闭合开关S2时，电路的总电阻较大，根据可知，电路的总功率较小，家用蛋糕机处于中温挡；根据可得，高温挡的加热功率为 （3）高温挡加热5min消耗的电能为 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 电流做功的快慢 （导学案） 【学习目标】 能结合实例认识电功率：明确其是表示电流做功快慢的物理量，理解相同时间内用电器消耗电能越多、电功率越大；掌握定义式及推导式，准确区分电功与电功率概念。 能区分额定功率与实际功率：知道用电器额定电压、功率是正常工作时的数值，实际功率是实际电压下的功率；理解实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率，用电器正常工作；实际电压偏离时，实际功率偏离，可能影响寿命。 会测量电功率：掌握“伏安法”测小灯泡电功率的实验原理、电路连接、操作步骤及数据处理方法，能探究不同电压下实际功率与发光情况的关系。 【学习重点】 理解与应用电功率的概念、定义式及推导式 ；区分额定功率与实际功率，计算实际功率；掌握“伏安法测量小灯泡电功率”的实验原理、操作与数据处理。 【学习难点】 电功率与电功的概念辨析，实际功率与额定功率的动态关系。 结合欧姆定律推导电功率的间接公式，并灵活应用于实际功率计算。 “伏安法测电功率” 实验中，滑动变阻器的调节、数据记录与分析，归纳 “电压 - 功率 - 亮度” 的关系。 【自主预习】 1、电流做功的快慢 （1）电功率：电流做功有快慢之分。物理学中把电流所做的功与所用时间 叫做电功率，用字母 表示。 （2）定义式： （3）国际单位： ，简称瓦，用符号 表示。常用的单位还有千瓦（kW）和兆瓦（MW），它们之间的换算关系是： 1kW= W 1MW= kW= W （4）电功率的计算式： 由 得 1、额定电压与额度功率 （1）在用电器的铭牌和使用说明上，均标有该用电器 的电压值，这就是用电器的额定电压（U额），与额定电压对应的功率叫做 。如灯泡上标有“220V 40W”， 表明该灯泡的 为220V， 为40W。 （2）实际加在用电器两端电压称为 ，用电器在实际电压下工作时对应的功率叫用电器的 。 3. 实验表明，同一个用电器的实际功率随它两端电压的改变而变化，当电压增大时，通过用电器的 就随之增大，用电器的电功率也跟着 。 【课堂探究】 一、电流做功的快慢 1.电流做功的快慢 （1）在家庭电路中，分别让一盏电灯、一台电吹风机单独工作；观察记录电能表铝盘在1min内转动的圈数。 在相同时间内铝盘转过的圈数不同。在使用电吹风时，1min内转动的圈数多。 在相同时间内电能表铝盘转动的圈数多，说明接入的用电器消耗的电能 ，把电能转化成其他形式的能转化得 ，即 ； 2.电功率 （1）物理学中，把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率，用符号P表示。是表示 的物理量。 （2） （3）国际单位： ，简称瓦，用符号 表示。 常用单位：千瓦（kW）、兆瓦（MW） 换算关系： 3.电功的推导公式 （4） 由 P=W/t W=UIt I=U/R 得 【例1】寒冷的冬天，小鹏的爸爸为了防止小鹏写作业时把手冻坏，给他买了一款桌面暖风机。该暖风机有3个“挡位”，当由2挡位调至3挡位时，能够吹出更强劲的暖风。则相较于2挡位，下列关于3挡位说法正确的是（　　） 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 【例2】有关电学知识，下列说法正确的是（    ） A．对人体的安全电压不高于220V B．一节铅蓄电池的电压为1.5V C．液晶电视机的功率约为1000W D．普通家用空调电流约为5A 【例3】电功率 （1）物理意义：表示消耗电能的 。电功率用字母 表示。 （2）定义：电流所做的功与时间之比。 （3）单位 ①在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是 ，常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。 ②换算关系：1kW＝ W，1mW＝ W。 （4）计算公式 ①基本公式： （计算式，适用于所有电路）。 ②推导公式：由P＝UI及，可推导出（导出式只适用于纯电阻电路）。 【例4】为了测量家中路由器的电功率，小慧利用五一假期外出期间，关闭家里的其它用电器，用电能表测出一台路由器所消耗的电能，数据见下表，计算可得路由器消耗的电能为 J，电功率为 W。按每度电0.6元计算，小慧家每月（30天）为路由器支付的总电费为 元。 时间 2024年5月1日上午7点 2024年5月6日上午7点 电能表示数/kW·h 2304.2 2305.4 【例5】某电烤箱额定功率为1200W，将2kg水从20℃加热到70℃，水吸收的热量为 J；若实际加热时间为500s，该电烤箱的效率为 。[c水=4.2×10³J/(kg·℃)] 【例6】某电热水壶铭牌如下： 额定电压：220V 额定功率：1100W 容积：1.5L 求： (1)电热水壶正常工作时的电流； (2)将满壶水从20℃加热至100℃，水吸收的热量；[c水=4.2×103J/（kg·℃）] (3)若加热效率为80%，需加热多长时间？ 二、额定电压与额度功率 1.额定电压、额定电流、额定功率 （1）额定电压U额： 。 （2）额定电流I额： 。 （3）额定功率P额：与额定电压或额定电流对应的 。不同的用电器额定功率通常不同。 2.实际电压、实际电流、实际功率 当用电器的工作电压明显低于或高于它的额定电压时，用电器就不能正常工作。 （1）实际功率： 。 （2）理解实际功率 ① 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。 ②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 ，灯泡 。 3.额定功率和实际功率的关系 （1）当用电器两端的实际电压等于额定电压时 ，用电器的实际功率等于额定功率： ，用电器 。 （2）当用电器两端的实际电压小于额定电压时 ，用电器的实际功率小于额定功率： ，用电器 。 （3）当用电器两端的实际电压大于额定电压时 ，用电器的实际功率大于额定功率： ，用电器 。 【例1】小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V　40W”的字样，下列说法错误的是（　　） A．该灯泡正常发光时，实际功率是40W B．在110V电压下，该灯泡的实际功率小于40W C．在250V电压下，该灯泡的实际功率大于40W D．该灯泡的亮暗程度取决于额定功率的大小 【例2】如图所示电路中，电源电压略高于灯泡的额定电压。闭合开关，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数减小，电流表示数变大 B．电压表示数变大，电流表示数变小 C．电压表示数变大，灯泡的实际功率变大 D．电压表示数变大，灯泡的额定功率变大 【例3】甲、乙两灯泡分别标有“220V　40W”和“220V　100W”，正常工作时， 灯更亮。 【例4】额定电压与额定功率 (1)额定电压：用电器 时的电压，标注在用电器的铭牌上，常用表示； (2)额定功率：用电器在 下的功率，标注在用电器的铭牌上，常用表示。 【例5】现有两个灯泡L1、L2，分别标有“10V，10W”和“9V，5.4W”的字样。当将它们串联使用时，能正常发光的是灯泡 ，此时电路两端允许加的最大电压是 V；若将两灯并联，在保证电路安全的前提下，允许接入的电源电压最大为 V，电路消耗的最大功率是 W。（不考虑灯丝电阻随温度的变化） 【例6】电子式电能表表盘上标有“2500imp/（kW·h）”字样，将标有“220V；1210W”的电热器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表指示灯闪烁了250次。该电热器实际电功率是 W，实际电压是 V。（不考虑温度对电阻的影响） 【归纳整理】 第一节 电流做功 【课堂练习】 一、单选题 1．学习了电学知识后，下列说法正确的是（    ） A．电功是描述电流做功快慢的物理量 B．导体和绝缘体之间界限分明，不可互相转化 C．绝缘体不容易导电，是因为在绝缘体中没有电荷 D．单位时间内电流做功越多，电功率就越大 2．生活处处有物理，细心观察皆学问。下列数据符合实际的是（　　） A．人体的安全电压不高于36V B．手机功率约为200W C．中学生从二楼走到三楼做功约为200J D．电视机正常工作电流约5A 3．随着科技发展，新型设备在生活中广泛应用。下列对相关物理量的估测最接近实际的是（    ） A．无线蓝牙耳机的质量约500g B．家用智能台灯的额定功率约1000W C．智能手表屏幕对角线长度约3cm D．新款VR眼镜的质量约5kg 4．下面是小朋同学对电功率的认识，你认为正确的是（    ） A．用电器的电功率越大，消耗的电能就越多 B．电流对用电器做的电功越多，消耗的电能就越快 C．消耗电能快的用电器电功率就越大 D．消耗同样多的电能，电功率大的用电器工作时间长 5．将分别标有“6V　3W”和“3V　1.5W”字样的甲、乙两只灯泡，并联在电压为3V的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法错误的是（　　） A．乙灯泡能正常工作 B．甲灯泡的电阻大 C．乙灯泡更亮 D．两灯泡的总功率等于4.5W 6．小明观察到用、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和甲“PZ220V-25W”字样，（不计温度对灯丝电阻的影响）下列分析正确的是（　　） A．若灯丝的材料、粗细相同，甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长 B．若将两灯串联接入电压为220V的电路，甲灯比乙灯亮 C．若将两灯分别接入电压为220V的电路，甲灯消耗的电能多 D．若将两灯串联，甲、乙两灯不可能都正常发光 7．连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡比亮。关于此实验，下列说法正确的是（   ） A．、规格是相同的 B．通过的电流比通过的电流大 C．对应的电压表示数比的大 D．的额定功率一定比大 【答案】C 【详解】A．由图可知，两灯泡串联，串联电路中电流处处相等。L1比L2亮，说明L1的实际功率大，根据P=I2R，可知L1的电阻大，所以L1、L2规格不同，故A错误； B．串联电路中电流处处相等，所以通过L1和L2的电流相等，故B错误； C．根据U=IR，电流I相同，L1电阻大，所以L1两端的电压大，即L1对应的电压表示数比L2的大，故C正确； D．灯泡的亮暗由实际功率决定，L1实际功率大，但额定功率是指灯泡在额定电压下的功率，题中未提及额定电压等相关信息，所以不能确定L1的额定功率一定比L2大，故D错误。 故选C。 8．如图甲所示，电源电压恒定，电流表的量程为“”，，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A。只闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从最右端移至小灯泡正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示，当滑片P在最右端时，滑动变阻器的功率为，此时电路的总功率为。已知。在保证电路安全的前提下，下列说法中（　　） ①电源电压为12V； ②小灯泡的额定功率为； ③滑动变阻器的最大阻值是； ④该电路消耗的最大功率为。 A．只有②④正确 B．只有②③正确 C．只有①③正确 D．只有②③④正确 9．标有“  ”、“  ”的灯和（假设灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，两灯都发光，下列说法正确的是（    ） A．通过灯和的电流之比为 B．灯和的电阻之比为 C．灯比灯亮 D．灯和的实际功率之比为 二、填空题 10．“220V 40W”的灯泡，正常工作时的电流为 A，若灯泡两端的实际电压为110V，则实际功率为 不考虑灯泡电阻的变化。 11．如图所示的电路中，电源电压不变，灯丝电阻不变。闭合开关S后，两灯均发光，两个电压表的示数之比为5∶1，则灯、两端的电压之比 ，灯、的电功率之比 。 三、计算题 12．某电热淋浴器铭牌中的主要参数如下表所示，在正常工作时，将装满的一桶水从20℃加热到70℃需要80min 额定电压 220V 额定功率 3000W 额定频率 50Hz 质量（满） 60kg 求： (1)水吸收的热量是多少？ (2)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率，求该淋浴器的热效率是多少？ 13．图甲是某品牌家用蛋糕机，图乙是该蛋糕机的简化电路图，可以实现蛋糕机的低、中、高三挡加热功能。单独闭合开关S1时，蛋糕机的功率为440W；R2的阻值为55Ω。求蛋糕机正常工作时： (1)电阻R1的阻值； (2)高温挡的加热功率； (3)高温挡加热5min消耗的电能。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $