18.2 电功率（课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“电功率”核心知识点，涵盖定义、单位、公式（P=W/t、P=UI等）及应用，通过电风扇挡位观察导入，联系功率概念搭建新旧知识支架，引导学生理解电流做功快慢。 其亮点在于融合科学探究（小灯泡不同电压下亮度实验）与科学思维（公式推导、额定实际状态推理），结合生活实例（电热水壶、空调练习）和“神威·太湖之光”等科技成就，培养学生物理观念与科学态度，助力学生学以致用，提升教师教学效率。

第十八章 电功率 18.2 电功率 同步教学课件 人教版 九年级物理 P 本课学习第十八章第2节“电功率”。我们将从电风扇不同挡位的生活现象出发，认识电流做功的快慢，并学习额定功率与电功率的测量。[停顿] 要点：① 课题 ② 生活情境 ③ 学习主线 时长：1 分钟 四维教学目标 课标导向 · 四维核心素养 物理观念 理解电功率表示电流做功的快慢，能说出定义、 单位及换算关系；能运用 P=W/t、P=UI、W=Pt 解释和解决教材中的电功率问题。 科学思维 能由 W=UIt 和 P=W/t 推导 P=UI；能根据 额定状态、实际状态建立数量关系，并用完整的 物理量、公式、单位和结果进行科学推理。 科学探究 观察小灯泡在等于、低于和略高于额定电压时 的亮度变化，获取证据并说明电功率随电压变化； 知道直接测量与间接测量电功率的方法。 科学态度与责任 依据铭牌正确使用用电器，认识实际电压过高可能 损坏设备；形成安全用电、节约用电意识，关注 “神威·太湖之光”等国家科技成就。 课标导向 · 四维核心素养 02 [过渡] 本课目标对应物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。学习结束后，要能说清概念与公式、完成推导与计算、依据实验现象作出解释，并依据铭牌正确使用用电器。 要点：① 可观察目标 ② 教学与评价一致 ③ 能量主题 时长：2 分钟 问题：电流做功有快慢吗？ 第十八章 电功率 图18.2-1 一台电风扇 电风扇利用扇叶的转动吹出了风，扇叶转动的机械能 是通过电动机从电能转化而来的。把电风扇调到不同挡位， 吹出的风有什么不同？电流通过电动机做功的快慢有什么不同？ 观察与思考 ① 不同挡位，吹出的风有什么不同？ ② 电流通过电动机做功的快慢有什么不同？ 18.2 电功率 03 [过渡] 请观察电风扇。挡位改变时，吹出的风不同，说明扇叶转动的机械能变化；进一步思考，电流通过电动机做功的快慢是否也不同？ 要点：① 不同挡位 ② 能量转化 ③ 做功快慢 时长：3 分钟 电功率 第十八章 电功率 我们知道功率表示做功的快慢。类似地，在物理学中用电功率 （electric power）表示电流做功的快慢。 电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。 电功用 W 表示 · 时间用 t 表示 · 电功率用 P 表示 电功率的单位和功率一样，也是瓦特，简称瓦，符号是 W。 18.2 电功率 04 [过渡] 功率表示做功的快慢，电功率同样用来表示电流做功的快慢。强调定义中的两个量：完成的电功与所用时间，并读出公式中各物理量的含义。 要点：① 意义 ② 定义 ③ P=W/t 时长：4 分钟 电功率公式与单位 第十八章 电功率 由电功公式推导 代入 变形与电能 电功率为 1 kW 的用电器工作 1 h 所消耗的电能就是 1 kW·h。 单位换算 1 kW = 10³ W 1 W = 10³ mW 工农业中功率较大时用千瓦； 功率很小时也用毫瓦。 18.2 电功率 05 [过渡] 把上一节的 W=UIt 代入定义式，可以得到 P=UI；定义式变形还可得到 W=Pt。结合单位换算说明千瓦、瓦和毫瓦，以及 1 kW·h 的含义。 要点：① P=UI ② W=Pt ③ 单位换算 时长：5 分钟 不同用电器的电功率 第十八章 电功率 复兴号 CR400 动车组 约 1 万千瓦 神威·太湖之光超级计算机 约 1.5 万千瓦 教材中的功率实例 家用电风扇：30 W、33 W、38 W（挡位由低到高） 电冰箱、液晶电视：一般是 100～200 W 空调、电热水器：通常是 1 000～3 000 W 发光二极管：约为 50 mW 不同用电器的电功率有所不同。 18.2 电功率 06 [过渡] 不同用电器的电功率差别很大。按教材数据从发光二极管、家用电器讲到动车组和“神威·太湖之光”，让学生形成数量级认识。 要点：① 数据原样 ② 功率差异 ③ 科技成就 时长：3 分钟 演示：小灯泡的电功率随电压变化 第十八章 电功率 图18.2-3 中小灯泡的螺口位置 标有“2.5 V”，意思是小灯泡应在 2.5 V 电压下工作。 思考：同一个用电器在不同电压下 工作，它的电功率总是一样的吗？ 用滑动变阻器控制小灯泡两端的电压，使电压分别等于、 低于和略高于 2.5 V，观察小灯泡的亮度，比较不同电压下 小灯泡的电功率。 18.2 电功率 07 [过渡] 同一个小灯泡在不同电压下，电功率是否相同？说明滑动变阻器控制电压的方法，观察等于、低于和略高于2.5 V时的亮度。 要点：① 控制电压 ② 观察亮度 ③ 比较电功率 时长：5 分钟 额定电压 额定功率 第十八章 电功率 在不同的电压下，同一个小灯泡的亮度不同，电功率也不一样； 小灯泡的电功率随着它两端的电压而改变。 额定电压（rated voltage） 用电器正常工作时的电压， 叫作额定电压。 额定功率（rated power） 用电器在额定电压下工作时的电功率， 叫作额定功率。 不能泛泛地说一个用电器的电功率是多大，而要指明电压。 18.2 电功率 08 [过渡] 根据实验现象，同一个小灯泡两端电压改变时，亮度和电功率都会改变。因此说用电器功率时要指明电压，再准确讲解额定电压和额定功率的定义。 要点：① 实验结论 ② 额定电压 ③ 额定功率 时长：4 分钟 铭牌与用电器正常工作 第十八章 电功率 “220 V 500 W” 表示额定电压是 220 V，额定功率是 500 W。 通常用电器的铭牌上标有额定电压和额定功率。 我们使用各种用电器时，一定要注意它们的额定电压， 只有在额定电压下用电器才能正常工作。 实际电压偏低，用电器的电功率低，不能正常工作。 实际电压偏高，有可能损坏用电器。 图18.2-5 一种稳压器 如果供电存在电压过低或过高等问题， 就需要使用稳压器提供稳定的电压， 使用电设备能正常工作。 18.2 电功率 09 [过渡] 读取“220 V 500 W”铭牌，说明两个额定量。强调只有在额定电压下用电器才能正常工作，并比较实际电压偏低和偏高的后果。 要点：① 铭牌 ② 正常工作 ③ 稳压器 时长：4 分钟 例题（1）：加热消耗的电能 教材例题 某额定功率为 1 800 W 的电热水壶在 220 V 的额定电压下工作， 加热一壶水至沸腾用了 4 min。（1）加热这壶水消耗了多少电能？ 1 已知 P = 1 800 W t = 4 min = 240 s 2 公式 根据 P=W/t， 可得 W=Pt。 3 代入计算 W = 1 800 W × 240 s = 4.32 × 10⁵ J 结果 消耗电能 教材例题 · 完整步骤 10 [过渡] 例题第一问求电能。板演时完整写出已知量、时间换算、公式、代入和结果，特别提醒4 min必须换算为240 s。 要点：① t=240 s ② W=Pt ③ 4.32×10⁵ J 时长：5 分钟 例题（2）：加热时通过的电流 教材例题 （2）加热时通过电热水壶的电流是多少？ 已知电热水壶在 220 V 的额定电压下工作，额定功率 P=1 800 W。 1 已知 P = 1 800 W U = 220 V 2 公式与变形 根据 P=UI， 可得 I=P/U。 3 代入 I = 1 800 W ÷ 220 V 结果 通过的电流约为 8.2 A 教材例题 · 完整步骤 11 [过渡] 第二问求电流。由P=UI变形为I=P/U，代入额定功率和额定电压，计算得到约8.2 A。不要省略公式变形和单位。 要点：① 额定状态 ② I=P/U ③ 8.2 A 时长：4 分钟 电功率的测量 第十八章 电功率 图18.2-6 测量电功率 电力监测仪可以直接测量电功率。 还可以通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电流， 由电功率公式计算得出： 间接测量：电压表测 U，电流表测 I， 再用 P=UI 计算电功率。 18.2 电功率 12 [过渡] 电功率可以由电力监测仪直接测量，也可以测出用电器两端电压和通过的电流，再用P=UI计算。这是直接测量和间接测量两条路径。 要点：① 直接测量 ② 电压与电流 ③ P=UI 时长：3 分钟 练习与应用 1 有甲、乙两个电热水壶，甲壶的容量为 1 L，乙壶的容量为 1.5 L。两壶各按上述 容量烧开初温相同的一壶水，分别需要 4 min 和 5 min，通过哪个电热水壶的电流 做功快？为什么？ 解题提示 烧开初温相同的水，水量越多，需要的电能越多。比较单位时间内烧开水的量： 甲壶：1 L / 4 min = 0.25 L/min；乙壶：1.5 L / 5 min = 0.30 L/min。 乙壶单位时间烧开的水更多，所以乙壶中电流做功更快。 结论：乙电热水壶的电流做功快。 练习与应用 · 原题 + 提示 13 [过渡] 完整读题后，先比较两个水壶单位时间烧开的水量。乙壶每分钟烧开的水更多，因此乙壶中电流做功更快。 要点：① 初温相同 ② 单位时间水量 ③ 乙壶更快 时长：4 分钟 练习与应用 2 1 kW·h 的电能可以让一盏 20 W 的灯正常工作多长时间？ 1 统一单位 20 W = 0.020 kW 2 选择公式 由 W=Pt， 可得 t=W/P。 3 代入计算 W = 1 kW·h P = 0.020 kW 结果 可以正常工作 50 h。 练习与应用 · 原题 + 过程 14 [过渡] 本题可直接使用千瓦和千瓦时。先把20 W换成0.020 kW，再由t=W/P得到50 h。 要点：① 单位配套 ② t=W/P ③ 50 h 时长：3 分钟 练习与应用 3 一个电热水壶的铭牌上标着“220 V 1 000 W”的字样，它正常工作时，电流是多少？ 已知 U = 220 V P = 1 000 W 正常工作时使用额定值 公式 P = UI I = P/U 代入并计算 答：正常工作时电流约为 4.5 A。 练习与应用 · 原题 + 过程 15 [过渡] 铭牌给出额定电压和额定功率，“正常工作”说明使用额定值。由I=P/U计算，结果约为4.5 A。 要点：① 正常工作 ② 额定值 ③ 4.5 A 时长：3 分钟 练习与应用 4 盛夏，某同学把空调的温度设置为 26 ℃，发现空调的压缩机工作 10 min 后会停止 5 min， 之后再重新工作……周而复始。他从空调铭牌和说明书上获悉，压缩机制冷时空调的 电功率为 2 850 W，压缩机不工作时空调的电功率为 150 W。 空调正常运行时，每 15 min 消耗的电能是多少？ 一个 15 min 的运行周期 压缩机制冷：10 min，P₁ = 2 850 W 停止：5 min，P₂ = 150 W 提示：分别计算两段时间消耗的电能，再相加。 练习与应用 · 原题完整保留 16 [过渡] 这道题包含一个15 min的完整周期：制冷10 min，压缩机停止5 min。要分别记录两个阶段的功率与时间，不能只用一个功率计算。 要点：① 周期模型 ② 两种状态 ③ 分段计算 时长：4 分钟 练习与应用 4：解题过程 1 时间换算 t₁ = 10 min = 600 s t₂ = 5 min = 300 s 2 建立关系 W = P₁t₁ + P₂t₂ 3 代入计算 W = 2 850×600 + 150×300 用焦耳表示 用千瓦时表示 答：每 15 min 消耗 1.755×10⁶ J，即 0.4875 kW·h 的电能。 练习与应用 · 完整过程 17 [过渡] 先将分钟换算为秒，用W=P₁t₁+P₂t₂求得1.755×10⁶ J。也可以把功率用千瓦、时间用小时表示，得到0.4875 kW·h。 要点：① 分段相加 ② 焦耳 ③ 千瓦时 时长：5 分钟 练习与应用 5 一台“220 V 800 W”的电炉，正常工作时电炉丝的电阻有多大？假如电路中的电压 降低到 200 V，电炉丝的电阻不变，这时电炉实际的电功率有多大？ 第一步：额定状态求电阻 U = 220 V，P = 800 W 由 P=UI、I=U/R，得到 P=U²/R。 因此 R=U²/P。 第二步：实际电压求实际功率 电炉丝的电阻不变，U′ = 200 V。 使用同一个电阻 R，计算 P′=U′²/R。 关键条件：电炉丝的电阻不变。 练习与应用 · 原题完整保留 18 [过渡] 第一问利用额定状态求电炉丝电阻；第二问的关键条件是电炉丝电阻不变，再用200 V求实际功率。 要点：① 额定状态 ② 电阻不变 ③ 实际功率 时长：4 分钟 练习与应用 5：解题过程 ① 求电炉丝的电阻 额定状态：U=220 V，P=800 W 根据 P=U²/R，可得 R=U²/P。 ② 求实际电功率 实际电压 U′=200 V，电阻仍为 60.5 Ω。 根据 P′=U′²/R 计算。 答：电阻为 60.5 Ω；电压为 200 V 时，实际功率约为 661 W。 练习与应用 · 完整过程 19 [过渡] 由P=U²/R计算额定状态电阻为60.5 Ω。电压降到200 V后，仍使用这个电阻，计算实际功率约为661 W。 要点：① R=U²/P ② P′=U′²/R ③ 661 W 时长：5 分钟 练习与应用 6 某次雷电的电流约为 2×10⁴ A，电压约为 10⁶ V，放电时间约为 0.001 s。 这次雷电的电功率约为多少千瓦？释放了多少能量？ 已知 I = 2×10⁴ A U = 10⁶ V t = 0.001 s 求电功率 使用 P=UI。 先得到瓦，再换算为千瓦： 1 kW = 10³ W。 求释放的能量 使用 W=Pt。 把求得的电功率与 放电时间相乘。 练习与应用 · 原题完整保留 20 [过渡] 雷电问题给出电流、电压和放电时间。先用P=UI求电功率并换算为千瓦，再用W=Pt求释放的能量。 要点：① 大数量级 ② P=UI ③ W=Pt 时长：3 分钟 练习与应用 6：解题过程 ① 计算雷电的电功率 ② 计算释放的能量 答：这次雷电的电功率约为 2×10⁷ kW，释放的能量约为 2×10⁷ J。 练习与应用 · 完整过程 21 [过渡] 完整代入可得电功率约为2×10⁷ kW，释放的能量约为2×10⁷ J。最后检查单位与数量级，完成本节练习。 要点：① 2×10⁷ kW ② 2×10⁷ J ③ 单位检查 时长：4 分钟 $