二、电功率（培优教学课件）物理新教材苏科版九年级下册

该初中物理课件聚焦“电功率”核心知识，涵盖概念、公式、额定与实际功率及测量实验，通过电暖器高低档电流做功对比导入，联系上节计算结果，以问题链搭建从电功到电功率的学习支架，引导学生理解电流做功快慢。 其亮点是融合科学探究与生活实践，“测量灯泡电功率”实验含完整步骤与结论分析，培养科学探究能力，结合电水壶、电扇等实例深化能量观念。视频与演示实验辅助理解，课堂总结用表格对比知识异同，助力科学思维养成。学生能提升探究与应用能力，教师可直接取用例题练习，提高教学效率。

江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 下册 义务教育教科书 第十五章 电能表与电功 电饭煲、电冰箱、洗衣机、空调…… 各种用电器给人们带来了便捷与舒适。 尽管它们结构、功能各异， 但工作时都要消耗电能，并且都会发热。 …… …… …… 用电器消耗的电能与哪些因素有关? 电热器产生的热量又与哪些因素有关? 二、电功率 导入新课 第二节 电功率 是的。我们可以用电功率来描述电流做功的快慢，就像我们用功率描述力做功快慢一样。 相同时间内，不同用电器消耗的电能不相等，是不是说明电流做功有快慢? 想一想 1. 理解电功率的概念。 2. 会用电功率的公式进行相关问题的分析与计算。 3. 认识用电器的额定功率和实际功率。 4. 会测量小灯泡的电功率。 学习目标 第二节 电功率 重点与难点 教学重点： 1. 电功率的概念； 2. 用电器的额定功率和实际功率。 教学难点： 实际功率的概念。 第二节 电功率 学习内容 1. 电功率 2. 额定功率和实际功率 3. 测量灯泡的电功率 4. 课堂总结 5. 实践与练习 6. 综合提升训练 第二节 电功率 一、电功率 第二节 电功率 一、电功率 1. 探究电流做功的快慢 请同学们回忆上一节“WWW”第3题计算的结果。 将额定电压为220V的电暖器接入家庭电路中。先将电暖器的调温旋钮调到高温挡，若此时通过电暖器的电流为7.27A，则在15min内电流将做多少功? 若将调温旋钮调到低温挡，此时通过电暖器的 电流为2.73A，则在15min内电流将做多少功? ①使用高温挡电流做功 W1= UI1t= 220V×7.27A×15×60S=1.44×106J ②使用低温挡电流做功 W2= UI2t= 220V×2.73A×15×60S= 0.54×106J 一、电功率 电暖器调温旋钮 所处的档位 电流/A 电压/V 用电时间/min 电暖器1min内 消耗的电能/J 高 7.27 220 15 低 2.73 220 15 9.6 ×104 3.6 ×104 结论：不同电暖器或者同一电暖器处于不同挡位工作时，在相同时间内消耗的电能不相等，或者说，在相同时间内电流对电暖器做的功不相等。 表明电流做功有快有慢。怎样表示电流做功的快慢？ 我们可以用 比较电流做功的快慢。 一、电功率 （1）物理意义：是描述电流做功快慢的物理量。 （2）定义：电功率等于电功与时间之比。 （3）公式：电功率= P = 由 P=W/t W=UIt 可得电功率公式 （4）推导公式：根据P=UI 和欧姆定律 I= 可推出 P= P=I2R（只适用于纯电阻电路） 2. 电功率 P=UI 一、电功率 W—焦耳（J） t — 秒（s） P—瓦特（W） 1W=1J/s （5）电功率单位 国际单位：瓦特（W） 常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW） 换算关系： 1kW = 103 W 1 W = 103 mW U —伏（V） I —安（A） P —瓦特（W） 1W=1V·A P=UI P=W/t 一、电功率 用W=Pt 计算电功时， 若功率的单位是千瓦（kW）， 时间的单位是小时（h）， 电功的单位就是 千瓦时（kW·h）。 1kW・h= 1kW×1h （6）电功单位“千瓦时” （度）的由来 若用电器的电功率是1千瓦（kW），工作时间是1小时（h），则这段时间内消耗的电能为 1千瓦时（1kW·h）。 消耗电能1kW·h 一、电功率 【例题1】某同学做实验时，测得一个灯泡两端的电压是2.5V，通过灯泡的电流是0.2A。试求灯泡的电阻和电功率。 分析：分析已知电压和电流，根据欧姆定律可以求出灯泡的电阻，根据电功率公式可以求出灯泡的电功率。 解答：（1）由I=U/R可得，灯泡的电阻 R=U/I=2.5V/0.2A=12.5Ω （2）由电功率公式可得，灯泡的电功率P=UI=2.5V×0.2A=0.50W 反思：如果增加一个条件，还可以求出灯泡消耗的电能。这个条件是什么? 解答：时间。根据W=UIt可知，如果知道工作时间就可以计算灯泡消耗的电能。 一、电功率 【例题2】在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为______kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过______W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为______W。 326.6 8800 1800 一、电功率 【解析】由图可知，电能表显示的数字为003266，最后一位是小数，单位是 kW·h，此时的读数为326.6kW·h。 由电能表的参数可知，电能表工作电压是220V，允许通过的最大电流为40A，他家同时工作的用电器最大总功率 P=UI=220V×40A=8800W 指示灯闪烁了48次，消耗电能 kW·h=0.03kW·h 该用电器的实际功率 二、额定功率和实际功率 第二节 电功率 二、额定功率和实际功率 甲 电灯铭牌 翻看用电器的说明书或铭牌，我们常常可以看到标有“电压、功率”这样的参数。 1. 额定电压、额定功率 乙 电热水器参数 1000W 二、额定功率和实际功率 储水式电热水器及其铭牌 3000W 220V 二、额定功率和实际功率 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压U额。 （2）额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率P额。 不同种类用电器的额定功率一般不同，即使是同一类用电器，由于规格、型号不同，它们的额定功率也不相同。 “220V” 是电灯的额定电压； “25W” 是电灯的额定功率。 二、额定功率和实际功率 2. 实际功率 由于电路的实际电压不一定恰好等于用电器的额定电压，所以用电器实际工作时的功率不一定等于额定功率。 （1）实际功率：用电器实际工作时的电功率叫作实际功率。 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）决定灯泡亮度的物理量 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。 二、额定功率和实际功率 3. 一些常用家用电器的额定功率值 电风扇约50W 液晶电视约100W 白炽灯约15～40W 二、额定功率和实际功率 蒸汽电熨斗约1000W 电水壶约1500W 电饭煲约1300W 电吹风1200W 二、额定功率和实际功率 空调约2000W 洗衣机约1800W 微波炉约1000 W 二、额定功率和实际功率 视频讲解——《额定功率和实际功率》 二、额定功率和实际功率 【例题3】某电视机的铭牌上标有“220V 110W”，下列对铭牌解释错误的是（　　） A．额定功率为110W B．实际功率为110W C．额定电压为220V D．额定电流为0.5A 【解析】AC．电视机铭牌上标有“220V、110W”等字样知道，电视机的额定电压是220V，额定功率为110W，故AC正确，不符合题意； B．电视机额定功率为110W，故B错误，符合题意； D．额定电流 I=P/U=110W/220V=0.5A 故D正确，不符合题意。 故选B。 B 三、测量灯泡的电功率 第二节 电功率 三、测量灯泡的电功率 测量灯泡的电功率 学生实验 实验设计 实验目的 1. 实验中需要测量哪些物理量？ 根据电功率计算公式 P=UI可知：要测量的物理量是电压U与电流I 。 2. 根据需要测量的物理量选用实验器材。想一想，如何改变小灯泡两端的电压？ 用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压。 测量小灯泡的额定功率和实际功率 三、测量灯泡的电功率 实验器材：干电池2节（每节电压1.5V）、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干。 3. 根据电路图，将实物连接起来。 三、测量灯泡的电功率 实验与记录 1. 按照电路图连接电路。 2. 调节滑动变阻器，使其接入电路中的电阻最大。 3. 闭合开关，调节滑动变阻器，先后使电压表的示数小于、等于和略大于灯泡的额定电压，观察灯泡的亮度（以额定电压时灯泡的亮度为参照），读出电压表、电流表的示数并填入下表。最后，分别计算出灯泡的电功率。 灯泡 的规格 电压表的 示数U/V 电流表的 示数I/A 灯泡 的亮度 灯泡的 电功率P/W 额定电压 U额=2.5V 2 2 三、测量灯泡的电功率 结 论 1. 通过实验可以得出小灯泡的额定功率为： P额=U额I额 2. 设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现： 当U实 = U额时 P实 =P额 灯泡正常发光 当U实 < U额时 P实 <P额 灯泡发光比正常暗 当U实 > U额时 P实 >P额 灯泡发光比正常亮 任何用电器都应在额定电压下工作。实际电压偏低或偏高，都会影响用电器的工作性能，甚至会损坏用电器。 三、测量灯泡的电功率 交流与讨论 1. 滑动变阻器的作用：保护电路；改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，从而改变灯泡的电功率。 2. 连接电路前，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器应滑动到阻值最大处。 3. 使小灯泡正常发光的操作：移动滑片，观察电压表示数，当电压表示数等于小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光。 4. 小灯泡的U-I 图像不是直线（或不同电压下小灯泡电阻不同）的原因：灯丝电阻随温度的升高而增大。 三、测量灯泡的电功率 5. 灯泡亮暗程度与实际功率的关系：小灯泡的亮暗由小灯泡实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。 6. 多次测量的目的： 在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了研究小灯泡的亮度（或电功率）与小灯泡两端电压的关系。不能用多次测量求电功率平均值作为小灯泡的额定功率。 三、测量灯泡的电功率 演示实验——《测定小灯泡的电功率》 三、测量灯泡的电功率 【例题4】LED 灯具有节能、环保等特点。图所示的是额定电压为220V、额定功率为9W的LED灯。该LED灯的额定电流是多大?与白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约85%的电能，这个LED灯与额定功率为多大的白炽灯亮度相当? 【分析】根据额定功率和额定电压可求出额定电流;LED灯节能85%，说明在达到相同亮度的条件下，它的额定功率只相当于白炽灯的15%。 【解答】由P额=U额I额可知，它的额定电流 I额= P额/U额=9W/220V=0.041A 与其亮度相当的白炽灯的额定功率 19世纪后期，爱迪生等发明了白炽灯，开启了电灯照亮世界的历史新纪元。这种电灯是由于灯丝发热到白炽状态而发光的，因此通常称为白炽灯。 白炽灯研制的关键是寻找耐热灯丝材料。为此，爱迪生先后试验了数千种材料，不断改进，终于制成了具有广泛实用价值的碳丝电灯。20世纪初，灯丝普遍采用钨丝并沿用至21世纪早期，如图所示。 爱迪生（1847-1931），美国发明家 钨丝 白炽灯工作时，大部分电能转化为内能，发光效率较低。为此，人们在努力提高白炽灯发光效率的同时，也在不断探索新型电光源。 21世纪以来，LED 光源的理论研究与技术创新突飞猛进。短短十几年时间，LED 光源便从早期的单色、小功率光源，发展成包括白光在内的多色、大功率照明光源，如图所示。 LED 光源能将大部分电能转化为光能，发光效率高，具有节能、环保等显著优点，因而很快得到普及。 四、课堂总结 第二节 电功率 课堂总结（1） ①物理意义：表示电流做功快慢的物理量。 ②定义：电功率等于电功与时间之比。 ③公式：P=W/t =UI。 ④单位与换算：W、kW、mW； 1kW=103W 1W=103mW ⑤额定功率与实际功率：用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率。用电器实际工作时的电功率叫作实际功率。 实验目的：测量灯泡的额定功率和实际功率。 实验原理：P=UI 实验器材： 实验电路： 实验步骤： 实验结论：①灯泡的额定功率为：P额=U额I额； ②灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。 电功率 电功率 测定灯泡的电功率 课堂总结（2） 实验名称 测量小灯泡的电功率 伏安法测电阻 相同点 ①测量的物理量都是电压和电流； ②测量的电路图（实验装置）相同； ③滑动变阻器的作用相同。 不同点 测电功率P=UI 伏安法测电阻 R=U/I 多次测量的 目的不同 测小灯泡在不同电压下的电功率，观察灯泡的亮暗程度，不需要求平均值。 伏安法测电阻要进行多次测量取平均值减小误差。 测量”小灯泡的电功率”与”伏安法测电阻”比较 实验原理不同 五、实践与练习 第二节 电功率 实践与练习 【解析】W=Pt= 1kW×1h= 1000W×3600s= 3.6×106J 1. 本章第一节中指出，1kW·h=3.6×106J，请用本节所学的知识推算出这个结果。 实践与练习 【解析】电扇正常工作时的电流 I=P/U=55W/220V=0.25A 连续工作4h消耗多少电能 P=55W=0.055kW W=Pt= 0.055kW×4h=0.22 kW·h 2. 图所示是某电扇的铭牌。该电扇正常工作时电流是多大?连续工作4h消耗多少电能? 实践与练习 3. 某型号电水壶的铭牌上标有“220V 1800W”字样。将它接在家庭电路中烧水，它正常工作时电流是多少安?它的电阻是多少欧?5 min内电流做功多少焦?合多少千瓦时? 【解析】正常工作时电流 I=P/U=1800W/220V=8.18A 它的电阻是 5 min内电流做功W=Pt=1800W×5×60s=540000J W=Pt=1.8kW×（5/60）h=0.15kW·h R 实践与练习 4. 图所示是测量灯泡电功率的电路。请回答下列问题。 （1）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表指针偏转明显，电流表指针几乎不偏转。试分析可能出现的故障及原因。 （2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表和电流表指针都不偏转，怎样用一根导线判断电路上可能发生的故障? 实践与练习 【解析】（1）闭合开关后，发现灯泡不亮，可能是灯泡短路或断路；电流表指针几乎不偏转，说明电路断路，电压表指针偏转明显，说明电压表与电源两极相通，是小灯泡所在支路断路。 （2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表和电流表指针都不偏转，是电路发生断路，但是灯泡不会断路。 用一根导线的一端接触电源正极并保持不动，另一端分别与电路中的ab点连接。 连接a处时，若灯泡亮，电压表和电流表指针都偏转，表明滑动变阻器或与电源连接的导线发生断路；若灯泡不亮，表明滑动变阻器正常。 连接b处时，若灯泡亮，电压表指针偏转，表明电流表发生断路；若灯泡不亮，电压表指针不偏转，表明小灯泡的左端接线柱到电源负极间发生断路。 a b 六、综合提升训练 第二节 电功率 综合提升训练 【解析】电冰箱的额定功率在200W左右，空调属于大功率用电器，其功率在1000W以上，台式电脑的功率在200W左右，液晶电视的功率在150W左右，故ACD不符合题意，B符合题意。所以选B. 1. 随着我国人民生活水平的提高，家用电器越来越多，以下常用电器中正常工作时电功率最大的是（ ） A．电冰箱 B．空调 C．台式电脑 D．液晶电视 B 【解析】A．做功快的用电器，其电功率大；因做功时间不确定，所以由W＝Pt可知，做功快的用电器，消耗的电能不一定多，故A错误； B．电流做功的过程，是电能转化为其它形式能的过程，则电流做功越多，消耗的电能越大，故B正确； C．电能表是直接测量消耗电能多少的仪表，故C错误； D．电功率是表示电流做功快慢或消耗电能快慢的物理量，故D错误。故选B。 综合提升训练 2. 下列关于电功和电功率的说法中，正确的是（　　） A．做功快的用电器，消耗的电能多 B．电流做功越多，消耗的电能越大 C．电能表是直接测量电功率的仪表 D．电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量 B 综合提升训练 3. 小明家5月初电能表的示数如图所示，他家现在已经接入用电器的总功率为3600W，则最多还可以连接______盏“220V，60W”的白炽灯同时工作；小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作 ，电能表转盘转了320次，该家用电器的额定功率是_____W。电能表的转盘转得越快，说明电路__________（选填“消耗的电能越多”或“电功率越大”）。 50 1000 电功率越大 综合提升训练 【解析】由电能表的参数可知，工作电压为U=220V，允许工作的最大电流为I=30A，电能表允许用电器工作的最大总功率P大=UI=220V×30A=6600W 已知她家现在已经接入用电器的总功率为3600W，则最多还可以同时连接用电器的功率为 6600W-3600W=3000W 所以还可以装入的白炽灯为 n=3000W/60W=50 3200r/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电能，电能表转盘转3200次，则电能表转盘转了320次时，家用电器消耗的电能 家用电器的实际功率 因用电器正常工作，所以用电器的实际功率等于额定功率，则该用电器的额定功率为1000W。电能表的转盘转得越快，说明用电器消耗的电能越快，即电功率越大。 【解析】由图示可知，两灯的额定电压相等，甲的额定功率小于乙的额定功率，由 R=U额2/P额可得，甲灯的电阻大于乙灯的电阻。 1kW·h可供乙灯正常工作时间 t=W/P额乙 =(1kW·h)/0.1kW=10h 两灯串联接入220V电路中，电流I相同，根据P=I2R，因为R甲>R乙，所以P甲实>P乙实，实际功率较大的是甲灯。 综合提升训练 4. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，______灯电阻较大，1kW·h可供乙灯正常工作_____h。若将两灯串联接入220V电路中，实际功率较大的是____灯。 甲 甲 10 【解析】（1）已知高温档额定功率是1100W，使用高温档正常工作时，通过电熨斗的电流为： （2）电熨斗高温档工作累计30min，消耗的电能为 低温档工作累计15min，消耗的电能为 这两段时间内共消耗的电能为 综合提升训练 5．表为某款家用电熨斗的部分参数，请完成下列问题： （1）使用高温档正常工作时，通过电熨斗的电流； （2）电熨斗正常工作时，若高温档工作累计30min，低温档工作累计15min，求：这两段时间内共消耗多少kW·h电能。 额定电压 220V 高温档额定功率 1100W 低温档额定功率 400W （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流为_____A；小灯泡的额定功率为______W。 综合提升训练 6．小华为测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，连接了如图甲所示的电路。 （1）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片置于最_____（选填“左”或“右”）端； （2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，电压表示数接近于电源电压。出现这种现象的原因是_______； 左 小灯泡开路 0.3 0.75 综合提升训练 （1）为保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的阻值应调到最大，即最左端。 （2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡始终不发光，电流表无示数，说明电路某处开路；而电压表示数接近于电源电压，说明电压表到电源正负极之间没有开路，是与电压表并联的小灯泡开路了。 （3）由图乙可知，电流表量程为0~0.6A，示数为0.3A，即通过小灯泡的电流为0.3A；小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $