内容正文:
物理九年级上册 •教科版
第六章 电功率
第2节 电功率
学习目标——物理学科素养
01
物理观念
知道电功率的物理意义、单位与公式,区分额定功率、实际功率,理解灯泡亮度取决于实际功率。
02
科学思维
用类比法建立电功率概念,会公式推导,能进行电功率相关计算与逻辑分析。
03
科学探究
完成探究电功率与电流、电压关系实验,掌握控制变量法,根据现象归纳实验结论。
04
科学态度与责任
看懂电器功率铭牌,树立节约用电、安全用电意识,养成严谨的科学态度。
教学重难点
教学难点
教学重点
1. 理解电功率的物理意义,掌握电功率公式、单位。
2. 理解额定电压、额定功率含义,分清额定功率与实际功率。
3. 会简单运用电功率公式进行基础计算。
1. 辨析额定功率与实际功率,理解灯泡亮度由实际功率决定。
2. 结合电路,灵活选用电功率公式分析、解决实际电学问题。
课堂引入
家里只接入LED灯时,电能表上的指示灯闪的慢悠悠,接入电饭锅时,指示灯闪的急匆匆。为什么呢?
知识点1 认识电功率
知识点1:认识电功率
电烙铁
指示灯闪烁的慢
消耗电能慢
电流做功慢
指示灯闪烁的快
消耗电能快
电流做功快
结论:电流做功有快慢之分
知识点1:认识电功率
意义:表示消耗电能的快慢。
电烙铁
电功率
概念:如果在时间 t 内通过用电器的电流所做的功为 W,则把电流所做的功与时间之比,定义为这个用电器的电功率。
变形式:,
公式:
W: 电功
t :时间
P:电功率
知识点1:认识电功率
电烙铁
公式:
单位:焦耳J
单位:秒s
单位:瓦特W
单位:千瓦时kW·h
单位:小时h
单位:千瓦kW
1W=1J/s
1kW·h 可以看做电功率为1kW的用电器使用1h 所消耗的电能。
1W表示用电器1s内所消耗的电能为1J
知识点1:认识电功率
电烙铁
25W
500W
25W:表示用电器1s内所消耗的电能为25J
500W:表示用电器1s内所消耗的电能为500J
相比之下,电饭煲电功率大,单位时间内消耗电能更多。
知识点1:认识电功率
电烙铁
根据电视机的铭牌,能算出观看两个小时电视节目大约要消耗多少电能吗?
根据公式
可知
或者·
【典例】1.下列关于电功和电功率的说法正确的是( )
A.电流做功越多,电功率一定越大
B.电流做功越快,电功率一定越大
C.电流做功越少,电功率一定越小
D.电功率越小,电流做功一定越少
B
【详解】A.由可知,在时间一定时,电流做功越多,电功率越大,但选项中未提及时间信息,则电流做功越多,电功率不一定越大,故A错误;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,即电流做功越快,电功率越大,故B正确;
C.由可知,在时间一定时,电流做功越少,电功率越小,但选项中未提及时间信息,则电流做功越少,电功率不一定越小,故C错误;
D.由W=Pt可知,在时间一定时,电功率越小,电流做功越少,但选项中未提及时间信息,则电功率越小,电流做功不一定越少,故D错误。 故选B。
知识点1:认识电功率
【典例】2.图甲是家用电热毛巾架,将其单独接入家庭电路正常工作30min,电能表示数变化情况如图乙、丙所示,则电热毛巾架30 min消耗的电能为______kW⋅h,电热毛巾架的功率为__________W。
0.1
【答案】 0.1 200
【详解】[1]由图乙和图丙可知,电热毛巾架30min消耗的电能为W=780.76kW⋅h−780.66kW⋅h=0.1kW⋅h
[2]电热毛巾架的功率为
200
知识点1:认识电功率
知识点2 电功率的大小
知识点2:电功率的大小
电功率大小与哪些因素有关呢?
提出猜想:电路中的电功率与电压、电流有关
设计实验:
控制变量法
1. 控制__________ 不变,探究电功率与电压的关系
2. 控制__________ 不变,探究电功率与电流的关系
电流
电压
转换法:用灯泡的亮度反映电功率的大小。
知识点2:电功率的大小
探究电功率与电压大小的关系
知识点2:电功率的大小
探究电功率与电压大小的关系
用电器 发光情况 电压 / V
“2.5 V 0.3 A”灯泡 较暗 0.6
“3.8 V 0.3 A”灯泡 较亮 1.7
结论:通过用电器的电流相同时,用电器两端的电压越大,电功率 ________。
越大
知识点2:电功率的大小
探究电功率与电流大小的关系
知识点2:电功率的大小
探究电功率与电流大小的关系
用电器 发光情况 电流 / A
“2.5 V 0.3 A”灯泡 较亮 0.24
“3.8 V 0.3 A”灯泡 较暗 0.18
结论:用电器两端的电压相同时,通过用电器的电流越大,电功率 _________。
越大
知识点2:电功率的大小
根据进一步的研究,可得:电功率等于电压与电流的乘积。
公式:
电流在某段电路上所做的功,与这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。
公式:
根据欧姆定律可知
知识点2:电功率的大小
例题:标有“220 V 100 W”的灯泡,在正常工作时,通过它的电流是多少?正常发光时的电阻是多少?
灯泡正常发光的电压 U = 220 V
灯泡正常发光的功率 P = 100 W
根据公式 ,正常工作时通过灯泡的电流
根据欧姆定律和上式可知,正常发光时灯泡的电阻
解
【典例】1.蒸汽熨刷的铭牌上标有“220V 1100W”的字样,熨刷中的电热丝正常工作时的电流是__________A,电热丝的电阻是__________Ω。
5
【答案】 5 44
【详解】电热丝正常工作时的电流为
电热丝的电阻为
44
知识点2:电功率的大小
【典例】2.一个定值电阻两端的电压为10V时,通过它的电流为2A,此时它的电功率为___________W,通电10min消耗的电能是___________J。
20
【答案】 20 12000
【详解】[1]定值电阻两端的电压为10V时,通过它的电流为2A,此时它的电功率为P=UI=10V×2A=20W
[2]通电10min消耗的电能是W=Pt=20W×600s=12000J
12000
知识点2:电功率的大小
知识点3 额定功率
知识点3:额定功率
白炽灯上标有“220 V 40 W”
如果白炽灯两端的电压是 50 V,这只白炽灯还能正常发光吗?
表示白炽灯正常发光时两端的电压是 220 V
消耗的电功率是 40 W
知识点3:额定功率
取2.5V的灯泡,按图连线。调节滑动变阻器,使灯泡两端电压为 2.5 V,此时灯泡正常发光。再分别使灯泡两端电压略大于或小于 2.5 V,比较不同电压下灯泡的亮度。
知识点3:额定功率
取2.5V的灯泡,按图连线。调节滑动变阻器,使灯泡两端电压为 2.5 V,此时灯泡正常发光。再分别使灯泡两端电压略大于或小于 2.5 V,比较不同电压下灯泡的亮度。
现象:灯泡两端电压略大于2.5 V,灯泡更亮。
灯泡两端电压略小于2.5 V,灯泡更暗。
实验结论:用电器实际消耗的功率与加在它两端的电压有关。
知识点3:额定功率
额定电压:用电器正常工作时的电压叫作额定电压。
额定功率:额定电压下的功率叫作额定功率。
我们使用各种用电器时一定要注意它的额定电压,只有在额定电压下用电器才能正常工作。
实际电压偏低,用电器消耗的功率低,不能正常工作;
实际电压偏高,长期使用会影响用电器的寿命,还可能烧坏用电器。
U实 = U额,则 P实 = P额:用电器正常工作。
U实 < U额,则 P实 < P额:用电器不能正常工作。
U实 > U额,则 P实 > P额:可能烧毁用电器。
知识点3:额定功率
常见用电器的额定功率
约1000W
10-5W
0.5W
100W
200W
500W
1000W
200W
1000W
知识点3:额定功率
例题:手电筒的灯泡上标有“2.5 V 0.3 A”,将灯泡接在 2.0 V 的电路中,实际的电功率是多大?接在 3.0 V 的电路中,实际的电功率是多大?(假设灯泡的电阻不变)
约1000W
解
显然,P1<P,因此接2.0V电压时灯泡发光暗淡;P2>P,因此接 3.0V电压时灯泡发光强烈。这与以上实验结果是一致的。
知识点3:额定功率
测量小灯泡的额定功率
约1000W
【典例】1.下列用电器正常工作的电功率接近1100W的是( )
A.台灯 B.智能手机 C.电热水壶 D.电冰箱
C
【详解】A.台灯正常工作时的电功率一般在10W~40W之间,远小于1100W,故A不符合题意;
B.智能手机在不同工作状态下(如待机、浏览网页、打游戏、充电)时的电功率一般不同,通常情况为5W,远小于1100W,故B不符合题意;
C.电热水壶正常工作时的电功率一般在1000W~1500W之间,故C符合题意;
D.电冰箱正常工作的电功率一般为100W~400W之间,远小于1100W,故D不符合题意。
故选C。
知识点3:额定功率
【典例】2.把一个标有“24V,16W”的电阻R1接入12V的电路中,则R1的额定功率为_____W,此时实际功率为_____W。
16
【答案】 16 4
【详解】[1]由“24V,16W”可知,则R1的额定功率为16W。
[2]由P=U2R得,电阻R1的阻值为
当实际电压为12V时,实际功率为
4
知识点3:额定功率
【典例】3.甲白炽灯上标有“220V 100W”字样、乙白炽灯上标有“220V 60W”字样(灯丝电阻不变),它们都正常工作时,_______灯的电阻大,两灯相比,_______灯更亮(选填“甲”或“乙”)。
乙
【答案】 乙 甲
【详解】[1]根据可知,灯泡的电阻,则两灯泡额定电压相等时,乙灯泡的额定功率小,电阻就大。
[2]因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以正常发光时甲灯泡的电功率大,灯泡就亮。
甲
知识点3:额定功率
课堂小结
课堂小结
课堂练习
课堂练习
探究新知
1.关于电功、电能和电功率的下列说法中,正确的是( )
A.千瓦时是电功率的单位
B.电功率是表示电流做功多少的物理量
C.电流做功越多,电功率就越大
D.用电器电功率越大,单位时间内消耗的电能越多
D
【详解】A.千瓦时是电能的常用单位,电功率单位为瓦特、千瓦,故A错误;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,电流做功多少是电功的物理意义,故B错误;
C.由可知,电功率大小由电功和做功时间共同决定,仅电功多、时间未知,无法确定电功率大,故C错误;
D.由W=Pt可知,单位时间内,即时间相同时,P越大则消耗的电能W越多,故D正确。 故选D。
课堂练习
探究新知
2. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的实际功率不一定是40W
B.将乙灯接入110V电路中,它的额定功率仍为60W
C.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较小
D.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能可能较少
C
课堂练习
探究新知
【详解】A.如图,甲灯标有“PZ220-40”,表示甲灯的额定电压为220V,额定功率为40W,如果甲灯实际电压不是220V,则实际功率就不是40W,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,乙灯的额定电压为220V,额定功率为60W。将乙灯接入110V电路中,实际电压低于额定电压,则实际功率低于额定功率,但其额定功率不变,仍然为60W, 故B正确,不符合题意;
C.两灯均正常发光时,甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
所以甲灯电阻大于乙灯的电阻,故C错误,符合题意;
D.由公式W=Pt可知,用电器消耗电能的多少,取决于功率大小及工作时间长短,由于两灯正常发光,灯泡的实际功率等于额定功率,如果甲灯工作时间远小于乙灯的工作时间,则甲灯消耗的电能小于乙灯消耗的电能,故D正确,不符合题意。
故选C。
课堂练习
探究新知
3.甲、乙两只灯泡,分别标有“6V 2W”和“6V 3W”字样,不考虑灯丝电阻的变化,若将它们并联接在6V电源两端,灯泡 ______更亮;若将它们串联接在电源上,通电后发现有一只灯泡正常发光,另一只灯泡较暗,其中正常发光的是灯泡 ______,发光较暗的灯泡功率为 ______W。
乙
甲
1.33
课堂练习
探究新知
【答案】 乙 甲 1.33
【详解】[1]甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V 2W”、“6V 3W”的字样,若把它们并联在6V的电压下,两盏灯泡都正常发光,其实际功率与额定功率相同,分别为2W和3W,实际功率越大,灯泡越亮,故乙灯比甲灯更亮。
[2][3]由P=UI可得,L1的额定电流
L2的额定电流
由 可得,两灯泡电阻分别为
串联电路中的电流
因I=I1<I2 ,所以两灯泡串联时,灯泡L1正常发光,灯泡L2发光较暗,灯泡L2的实际功率为
课堂练习
探究新知
4.某款吸尘器额定电压为220V,额定电流为4A,则额定功率为________W,工作10min消耗的电能为 _________J。某白炽灯标有“220V 100W”,正常发光时的电阻为 ________Ω,若灯丝电阻受温度的影响,将其接在110V的电源上,其电阻将 _______(选填“变大”或“变小”),实际电功率P1_______25W(选填“大于”或“小于”)。
800
5.28×105
484
变小
大于
课堂练习
探究新知
【答案】 880 5.28×105 484 变小 大于
【详解】[1]吸尘器的额定功率为P=UI=220V×4A=880W
[2]正常工作10min消耗的电能W=Pt=880W×10×60s=5.28×105J
[3]由 可得,正常发光时的电阻
[4][5]若不考虑灯丝电阻受温度的影响,当灯泡两端电压为110V时,其实际功率
因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,因此当灯泡两端电压为110V时,灯丝的电阻变小,由
知道,灯泡的实际功率大于25W。
课堂练习
探究新知
5. 实验小组在测量灯泡额定功率的实验中,所用器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5 V)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
(1)如图甲电路连接错误,只改动一根导线,使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
课堂练习
探究新知
5. 实验小组在测量灯泡额定功率的实验中,所用器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5 V)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
(2)小明闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,此时电压表示数为________V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将甲图中滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动。
(3)小明移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图像如图丙,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是________W。
2.2
A
0.5
课堂练习
探究新知
【答案】(1)
(2) 2.2 A
(3)0.5
【详解】(1)原图中电压表串联在电路中,电流表和滑动变阻器串联后,再与小灯泡并联,这是错误的。 正确的接法:将电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联。据此作图。
(2)电压表选0∼3V量程,分度值为0.1V,指针读数为2.2V,小灯泡额定电压为2.5V,此时电压2.2V<2.5V,需要增大灯泡两端电压。根据串联分压规律,需要减小滑动变阻器接入电路的电阻;滑动变阻器下接线柱接A,滑片向A端移动时,接入电阻减小,灯泡电压升高到额定电压。
(3)小灯泡额定电压U额=2.5V,从丙图I−U图像可得,当U=2.5V时,对应的额定电流I额=0.2A,额定功率P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
课堂练习
探究新知
6. 如图所示,L1的灯丝阻值为30Ω,仅闭合开关S时,电流表示数为0.2A;再闭合开关S1,电流表示数变为0.5A。(忽略温度对灯丝电阻的影响)请计算:
(1)通过L2的电流I2;
(2)电源电压;
(3)L1工作时功率;
(4)整个电路工作100s消耗的电能。
课堂练习
探究新知
【答案】(1)0.3 A
(2)6V
(3)1.2W
(4)300J
【详解】(1)仅闭合开关S时,电流表示数I1=0.2A;再闭合开关S1,电流表示数I=0.5A,通过L2的电流I2=I−I1=0.5A−0.2A=0.3A
(2)仅闭合开关S时,通过L1的电流I1=0.2A,L1的灯丝阻值为30Ω,电源电压U=I1R1=0.2A×30Ω=6V
(3)L1工作时功率P1=UI1=6V×0.2A=1.2W
(4)整个电路工作100s消耗的电能W=UIt=6V×0.5A×100s=300J
课后作业
探究新知
作业
内容
同步作业
完成课后作业:“练习与应用”
自主安排
配套同步分层作业
谢谢聆听
谢谢聆听
Lavf59.16.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False)
Lavf59.16.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False)
Lavf59.16.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.3.18
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