二、电功率（教学课件）物理新教材苏科版九年级下册

苏科版 九年级下册 第十五章 电功和电热 二、电功率 01 02 03 04 05 CONTENTS 电功率 额定功率和实际功率 测量灯泡的电功率 电功率在串联、并联电路的应用 学习目标 1. 学习电功率的概念、表示、单位及其换算； 2. 了解千瓦时和千瓦的联系和区别； 3. 掌握电功率的计算公式、推导公式及其适用范围； 4. 了解额定电压和额定功率的概念，用电器的铭牌含义； 5. 常见家用电器的额定功率；实际功率的含义； 6. 实验测量小灯泡的电功率； 7. 比较实际电压与额定电压，实际功率与额定功率，及其灯泡亮度的对比。 重点难点 教学重点： 1.电功率的概念、表示、单位及其换算； 2.电功率的计算公式、推导公式及其适用范围； 3.额定电压、额定功率、实际功率及其应用。 1.电功率的计算公式、推导公式及其适用范围； 2.电功率的综合应用。 教学难点： 消耗1kW·h 消耗1kW·h（俗称1度）电能让电扇工作十几个小时， 但只能让空调工作1h左右，说明电扇和空调消耗电能的快慢不同，我们应该如何来描述这种物理现象呢？ 十几个小时 1小时 左右 情景引入 PART ONE 电功率 探究新知 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? 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。 电功率是描述电流做功快慢的物理量，用字母P表示，根据功率的公式 ， 电功率 P= 电将电功的表达式 W = UIt 代入上式，可得 P= =UI 也就是说，电功率 P 等于用电器两端所加电压U与通过电流 I 的乘积。 在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W。 当用电器两端的电压为1V, 通过用电器的电流为1 A 时，该用电器的电功率为1W, 即1W=1V·A P=UI 电功率的有关单位 电功率 瓦（W） 电压 物理量： 国际单位： 伏（V） 电流 安（A） 电功率的单位还有千瓦(kW) 和毫瓦(mW), 它们与瓦(W) 的换算关系为， 1kW=1000W 1W=1000mW 而且，1W= 1J/s = 1V·A kW · h 和 kW 是两个不同物理量的单位。 如果 P 和 t 的单位分别用 kW、h，那么它们相乘之后，就得到电能的另一个单位：千瓦时（度）。 W = Pt P = W t 电功的常用单位千瓦 · 时（kW·h）表示电功率为1kW的用电器持续工作1h所消耗的电能。 kW · h 和 kW W=Pt =1kW×1h =1kW·h =1000W×3600s =3.6×106J 即: 1kW·h＝3.6×106J 思考：从公式W＝Pt 你想到了节能的办法吗？ 可以在不改变用电时间的情况下，尽可能的减小用电器的功率，也可以在不减小用电器功率的情况下，减少用电时间。也可以同时减小用电器的功率和用电时间。 归纳小结 例题1．一台电视机5 h耗电1度，这台电视机的功率是多少? 解： P =　　= 　　　　 = 0.2 kW = 200 W W t 1 kW·h 5 h 答：这台电视机的功率是 200 W。 例题2. 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 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 可得，灯泡的电阻 I = U R R= U I =12.5Ω (2)由电功率公式可得，灯泡的电功率 P=UI =2.5V×0.2 A =0.5W 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 ? 根据W=UIt，所以这个条件是通电时间t，如通电1h，求这个灯泡消耗的电能。 因为W=UIt，则 P = W t P = W t 电功率 （适用纯电阻电路） U2 R P =UI = U （普遍适用） = I2R = UI UIt t = 因为 ，则 I = U R P =UI= IR •I U R = 电功率推导公式 PART TWO 额定功率和实际功率 储水式电热水器及其铭牌 用电器一般都有规定的额定电压， 在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率。如图所示，储水式电热水器的铭牌上标有一些技术参数，其中包括额定电压和额定功率。 额定电压和额定功率 电灯上的“220V”、“25W”字样是什么意思? 电灯铭牌 标有“36V 25W”字样的灯泡 “25W”表示额定功率为25瓦 “36V”表示额定电压为36伏 “220V”表示额定电压为220伏 “25W”表示额定功率为25瓦 电扇约50W 洗衣干衣机约1800W 常见家用电器的额定功率值 因为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电功率也不一定等于额定功率。用电器实际工作时的电功率叫作实际功率。 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，它们的额定功率一般也不相同。 不同用电器的额定功率一般不同 实际功率 PART THREE 测量灯泡的电功率 1. 根据图15-5(a) 所示的电路图，用笔画线表示导线，将图15-5(b) 中的实验器材连接起来。 活动15.1 测量灯泡的电功率 (a) A V S (b) 图15-5测量灯泡的电功率 2. 调节滑动变阻器 ， 使其接入电路中的阻值最大 。 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（见下页）。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                       2.5 0.26 2.0 0.22 2.9 0.28 暗 正常 亮 0.44 0.65 0.81 实验表明，灯泡的实际功率随实际电压的变化而变化。当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率，灯泡比正常发光时暗；当实际电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，灯泡比正常发光时亮。 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。 正常工作 ①当小灯两端的U实 = U额 时，P实 = P额 ，小灯正常发光。 ②当小灯两端的U实 < U额 时，P实 < P额 ，小灯发光比正常发光时暗。 ③当小灯两端的U实 >U额 时，P实 >P额 ，小灯发光比正常发光时亮，甚至被烧坏。 小结 19世纪后期，爱迪生(图15-7)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15-8(a) 所示 。 (a) (b) 图15-8白炽灯和LED 灯 图15-7 爱迪生(Thomas Alva Edison,1847-1931), 美国发明家 生活•物理•社会 电灯的发明与发展 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15-8(b) 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。 (b) 图15-8白炽灯和LED 灯 PART FOUR 电功率在串联、并联电路的应用 如图，在串联电路中，R1、R2两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，分别求出R1、R2的功率P1、P2和电路的总功率P，并比较各部分功率与总功率的关系。 R2的功率P2=U2I 总功率：P=UI=（U1+U2）I=U1I+U2I =P1+P2 R1的功率P1=U1I 串联电路的总功率等于各部分功率之和。P=P1+P2 电功率在串联电路的应用 R1、R2串联时，电流通过R1做功的功率P1=U1I1 电流通过R2做功的功率P2=U2I2 由于I1=I2，则P1：P2=U1：U2 由于U1=I1R1，U2=I2R2 ，则P1：P2=R1：R2 串联电路中，电流通过各用电器所做功的功率与其电阻成正比，即：P1∶P2＝R1∶R2 如图，在并联电路中，通过R1、R2两端的电压分别为I1、I2，电源电压为U，分别求出R1、R2的功率P1、P2和电路的总功率P，并比较各支路功率与总功率的关系。 R2的功率P2=UI2 总功率：P=UI=U（I1+I2）=UI1+UI2 =P1+P2 R1的功率P1=UI1 并联电路的总功率等于各支路功率之和。P=P1+P2 电功率在并联电路的应用 R1、R2并联时，电流通过R1做功的功率P1=U1I1 电流通过R2做功的功率P2=U2I2 由于U1=U2，则P1：P2=I1：I2 由于I1=U1/R1，I2=U2/R2 ，则P1：P2=R2：R1 并联电路中，电流通过各用电器所做功的功率与其电阻成反比，即：P1∶P2＝R2∶R1 1．下列关于电功率的说法中，正确的是（ 　 ） A.电功率是表示电流做功多少的物理量 B.电功率是表示电流做功快慢的物理量 C.电功率大的用电器消耗电能一定多 D.电功率大的用电器工作时间一定短 B 4 课堂练习 2. 一台微波炉正常工作时的电功率最接近于（ ） A、 1瓦 B、10瓦 C、100瓦 D、1000瓦 D 3 ．下面四盏电灯正常发光时，最亮的灯是 ( ) A ．“36V；100W” B ．“ 110V；40W” C ．“220V；25W” D ．“220V；60W” A 4 ．一盏标有“6V 4W”的电灯接在某电路上，通过灯的电流是 1A ，则这盏灯的实际功率为( ) A ．等于 4W B ．小于 4W C ．等于 6W D ．等于 9W D 5 ．如图为某用电器的 I-U 图像，其额定电压为 12V ，则额定功率是 ( ) A ．0.6W B ．1.8W C ．3.2W D ．4.8W D 6．定值电阻R1 = 5Ω 、R2 = 10Ω , 将R1 、R2 串联后接在 3V 的电源上，通电 1min 。 R1 消耗的电功率为P1 ，R1消耗的电能为W1 ；R2 消耗的电功率为P2 ，R2 消耗的电能为W2 。则P1 : P2 和W1 : W2分别为 ( ) A ．1:2 1:2 B ．2:1 2:1 C ．1:1 2:1 D ．1:1 1:2 A 7．如图所示的电路中， 电阻 R1>R2 ，闭合开关 S 通电一段时间后， 电阻 R1 、R2 两端的电压分别为 U1 、U2，通过两个电阻的电流分别为 I1、I2 ，电阻 R1、R2 消耗的电能分别为 W1 、W2，电阻 R1 、R2 的电功率分别为 P1 、P2 ，下列判断中正确的是 ( ) A ．W1＜W2 B ．P1>P2 C ．U1＜U2 D ．I1>I2 B 8．图甲为一款多挡电热暖身毯，简化电路如图乙(R1 > R2 ) 。仅闭合S1时电热暖身毯处于低温挡，此时电流为 0.5A ，低温挡功率为4W；求： (1)电源电压； (2)电阻R1 的阻值； (3)若R2 的阻值为 5Ω , 则高温挡的总功率。 8V 16Ω 16.8W 课堂小结 (1)电压表的示数； (2)电阻 R 的电功率； (3)小灯泡正常发光 1min 时， 电路消耗的电能。 1．如图所示，小灯泡 L 标有“6V0.5A ”字样，R = 15Ω , 闭合开关 S ，小灯泡正常发光。求： 7.5V 3.75W 405J 布置作业 2．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变小，灯泡变亮 B．电流表示数变大，灯泡变亮 C．电压表示数变小，灯泡变亮 D．电压表示数变大，灯泡变暗 D 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $