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18.2　电功率
1.物理观念：知道电功率的概念和物理意义；知道电功率和电压、电流的关系；知道什么是用电器的额定电压和额定功率，实际电压和实际功率；知道电功率的测量方法。
2.科学思维：通过物理量之比定义新物理量的方法，建立电功率的概念，发展科学思维。
3.科学探究：经历科学探究小灯泡的电功率随电压变化的过程，掌握科学探究的方法，培养观察、分析、处理信息和得出结论的能力。
4.科学态度与责任：经历额定功率和实际功率的学习，培养关注实际用电问题的科学态度与责任，养成正确使用用电器的习惯；通过实验探究，培养动手动脑的能力，激发学习兴趣和对科学的求知欲，养成乐于探究、善于合作的习惯。
1.教学重点：电功率的理解和计算；用电器的额定功率和实际功率的理解和计算。
2.教学难点：用电器的实际功率的理解和计算。
　　用电器工作时，通电时间越长，电流做功就越多，消耗的电能也就越多。如图所示，是我们家中常见的几种家用电器。
［提问］这些用电器在相同时间内消耗的电能一样多吗？
　任务一　认识电功率
教师活动 学生活动
［提问］将一只白炽灯和一个电吹风分别接入装有电能表的电路，正常工作时哪一种情况下电能表的转盘转得更快？说明电流通过哪一个用电器做功快？ ［小结］我们引入电功率是为了表示电流做功的快慢，用字母P表示。 ［追问］ 1.你知道电功率的定义是什么吗？ 2.电功率的单位是什么？ 3.电功率的公式是什么？ ［提问］知道了电流做功的多少W以及做功时间t，就可以计算电功率，这是电功率的定义式。联系学过的其他公式，你会推导电功率的其他公式吗？ ［说明］将公式P=变形后，可得到W=Pt，由此可以得到上节介绍的“千瓦时”：电功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能就是1kW h。 ［展示］介绍常见用电器的电功率。 ［回答］只接入电吹风正常工作时，电能表转盘比只接入白炽灯正常工作时转得快，说明电流通过电吹风做功快。 ［回答］ 1.电功率的定义：电流所做的功与做功时间之比。 2.电功率的单位：瓦特，简称瓦，符号W。常用单位有千瓦（kW）、兆瓦（MW）、毫瓦（mW）。 3.电功率的公式：P=（定义式）。 ［交流并回答］若电路两端的电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t，电路所做的功W=UIt，而电功率P===UI。
　任务二　认识额定电压和额定功率
教师活动 学生活动
［过渡］根据前面的学习结果我们认识到，电流通过不同用电器时做功有快慢之分，那么电流通过用电器做功的快慢可能与哪些因素有关呢？ ［提问］为了验证自己的猜想是否正确，需要进行实验探究，该实验的原理是什么？实验需要测量哪些物理量？ ［演示实验］如图所示，是我们探究小灯泡的电功率随电压变化的特点的实验电路图。 我们选择的器材是：标有“2.5V”的小灯泡、电压为3V的电池组、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干。 实验步骤如下： （1）按电路图连接实物图。 （2）在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片P放置在使其接入阻值最大的一端。 （3）调节滑动变阻器滑片P的位置，先后使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，并将实验数据记入表中。 ［提问］根据实验现象与数据，你可以得到哪些结论？ ［提问］若小灯泡两端的电压远高于标示的电压，可能会怎样？ ［提问］怎样使用电器正常工作呢？［小结］1.用电器正常工作时的电压叫作额定电压，在正常电压下工作时的电流叫作额定电流。 2.用电器在正常电压下工作时的电功率叫作额定功率。 ［引导提问］如图所示，不同的用电器的额定功率一般不同，即使同一种用电器同一规格、型号不同，额定功率也不同。观察铭牌回答问题： 1.用电器的额定电压是多少？ 2.用电器的额定功率是多少？ 3.用电器的电功率会随用电器两端的电压变化发生怎样的变化？ ［例题展示］某额定功率为1800W的电热水壶在220V的额定电压下工作，加热一壶水至沸腾用了4min。 （1）加热这壶水消耗了多少电能？ （2）加热时通过电热水壶的电流是多少？ ［追问］若不考虑温度对电热水壶电阻的影响，电热水壶正常工作时的电阻是多少？ ［注意］ （1）利用公式计算，各物理量单位统一，可以统一都用国际单位，也可以都用匹配的常用单位。 （2）P==UI是计算电功率的普适公式，P=I2R=是建立在欧姆定律及其变形公式的基础上的，而欧姆定律适用于纯电阻电路，即电流通过导体发热而没有其他变化（将电能全部转化为内能）的电路，不适用于将电能主要转化为机械能的电动机电路。 ［回答］根据P=UI分析，电流通过用电器做功的快慢可能跟用电器两端的电压U和通过其中的电流I有关，而同一个用电器的电流与电压有关，因此，电流通过用电器做功的快慢可能与用电器两端的电压有关。 ［思考讨论并回答］该实验的原理：P=UI。需要测量的物理量为电压U和电流I。 实验现象记录 ［相互讨论并回答］ （1）小灯泡正常工作时的电功率为0.75W。 （2）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；小灯泡两端的电压越高，电功率越大，小灯泡越亮。 ［回答］小灯泡可能会被烧坏，不发光。 ［回答］使用电器两端的电压等于铭牌上标示的电压，用电器正常工作。 ［回答］ 1.额定电压是220V。 2.额定功率是60W。 3.用电器实际工作时的电压为实际电压，实际电压下的电功率是实际功率。当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率；当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率；当实际电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率。 ［自主解答］解：（1）根据P=可得消耗的电能W=P额t=1800W×4×60s=4.32×105J。 （2）根据P=UI可得通过电热水壶的电流I额===A≈8.2A。 ［回答］ 方法一：电热水壶的电阻R==≈26.9Ω。 方法二：由P=UI、I=可得P=I2R=，则电热水壶的电阻R==≈26.9Ω。
　任务三　电功率的测量
教师活动 学生活动
［过渡提问］请你设计一个方法，测出家中某个用电器的电功率。你知道有哪些测量用电器电功率的方法？ ［交流讨论并回答］学生分组，讨论测量方法。 方法一：电功率可以使用电力监测仪直接测量，出示电力检测仪（如图）。 方法二：记录电能表的初始值W1，确保除了要测量的用电器，其他用电器均处于断开电源状态。使要测量的用电器正常工作一段时间t后，记录电能表的示数W2，利用公式P=来计算用电器的电功率。 方法三：根据P=UI，利用电压表和电流表测量对应的U、I，计算用电器的电功率。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］通过对电功率的学习，我们认识了电功率的物理意义以及定义，知道了额定功率与实际功率、额定电压与实际电压、额定电流与实际电流，知道了额定电压与额定电流、额定功率三者是对应的，只要达到额定电压，则用电器必然是以额定电流与额定功率工作的，弄明白了电功率的影响因素及计算方法，能利用所学知识解决生活中的电功率的相关计算及测量。 我们还明确了灯泡的亮度由其实际电功率决定，而不是由其额定功率决定。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第2节　电功率
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(共29张PPT)
第十八章 电功率
第2节 电功率
素养目标
物理观念：知道电功率的概念和物理意义；知道电功率和电压、电流的关系；知道什么是用电器的额定电压和额定功率，实际电压和实际功率；知道电功率的测量方法。
科学思维：通过物理量之比定义新物理量的方法，建立电功率的概念，发展科学思维。
科学探究：经历科学探究小灯泡电功率随电压变化的过程，掌握科学探究的方
法，培养观察、分析、处理信息和得出结论的能力。
科学态度与责任：经历额定功率和实际功率的学习，培养关注实际用电问题的科学态度与责任；养成正确使用用电器的习惯；通过实验探究，培养动手动脑的能力，激发学习兴趣，养成乐于探究、善于合作的习惯。
用电器工作时，通电时间越长，电流做功就越多，消耗的电能也就越多。
这些不同的用电器工作相同时间消耗的电能一样多吗？
情境导入
电冰箱
白炽灯
空调
演示实验：
新知探究
任务一 认识电功率
将白炽灯和电吹风分别接入装有电能表的电路，接通电源，观察和比较两次电能表铝盘转动的快慢。
实验 观察电能表铝盘转动的快慢
铝盘转得快
铝盘转得慢
消耗电能慢
电流做功慢
消耗电能快
电流做功快
新知探究
任务一 认识电功率
为什么电能表铝盘转动的快慢会有不同？
物理意义：电功率表示电流做功的快慢。
电功率P：电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。
定义式：
P =
t
W
新知探究
任务一 认识电功率
电功（W）的单位：焦耳（J）
时间（t）的单位： 秒（s）
电功率（P）的单位：瓦特（W）
新知探究
任务一 认识电功率
国际单位：瓦特，简称瓦，符号W
常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）
1 kW =103 W 1 W =103 mW
计算式：
P =
t
W
W = UIt
P = UI
I =
U
R
P =UI
P = I2R
P =
U2
R
(2)电功推导公式的适用条件：只适用于纯电阻电路。
(1)利用电功公式及推导公式时，要注意各物理量的同一性和同时性；
电功的推导公式：
新知探究
任务一 认识电功率
计算电功、电功率计算时的两套单位
物理量 功率P 时间t 电能W
单位1 W s J
单位2 kW h kW·h
单位换 算关系 1 kW·h=3.6×106 J 1 h=3 600 s 1 kW=103 W 两套单位不能混用，遇到不同的单位要进行换算
新知探究
任务一 认识电功率
P =
t
W
W = Pt
1kW·h=1kW×1h
新知探究
任务一 认识电功率
“千瓦时”：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。
常见用电器的电功率
新知探究
任务一 认识电功率
神威·太湖之光超级计算机的电功率约为 1.5 万千瓦
复兴号CR400动车组的电功率约为 1万千瓦
发光二极管的电功率约为 50mW
电风扇挡位由低到高的电功率分别为 30 W、33 W、38 W
电冰箱、液晶电视机的电功率是 100~200 W
空调、电热水器的
电功率是 1 000~3 000 W
新知探究
任务二 认识额定电压和额定功率
用滑动变阻器控制小灯泡两端的电压分别为 1.5 V、2.5 V、3 V，观察小灯泡的亮度，比较不同电压下小灯泡的电功率。
演示实验：
小灯泡应在 2.5 V 电压下工作
新知探究
探究小灯泡的电功率随电压变化的特点
小灯泡两端的电压为 3 V
小灯泡两端的电压为 2.5 V
小灯泡两端的电压为 1.5 V
小灯泡亮度偏亮
电流表示数 0.33 A
小灯泡亮度正常
电流表示数 0.30 A
小灯泡亮度偏暗
电流表示数 0.24 A
任务二 认识额定电压和额定功率
新知探究
电压表示数U/V 电流表示数I/A 小灯泡的亮度 小灯泡的电功率P/W
1.5
2.5
3
实验结论：
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。
偏暗
正常
偏亮
0.24
0.30
0.33
0.36
0.75
0.99
任务二 认识额定电压和额定功率
额定电压：用电器正常工作时的电压。（U额）
额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率。（P额）
实际电压：用电器实际工作时的电压。（U实）
实际功率：用电器在实际电压下工作时的电功率。（P实）
新知探究
任务二 认识额定电压和额定功率
生活中常见用电器的铭牌上标注的电压和电功率分别表示什么含义？
新知探究
任务二 认识额定电压和额定功率
新知探究
任务二 认识额定电压和额定功率
灯泡的亮度取决于灯泡实际电功率的大小。
额定功率是确定的，唯一的。实际功率是不确定的，可能有无数个。
U实 < U额，P实 < P额
不能正常工作
U实 > U额，P实 > P额
可能烧毁
U实 = U额，P实 = P额
正常工作
U = 2.5V
正常发光
U = 1.5V
亮度偏暗
U = 3.0V
亮度偏亮
在使用用电器时，应尽量保证用电器两端的电压等于或接近其额定电压，这样才能使用电器更好地发挥作用，延长其使用寿命。
小型稳压器：能提供稳定的电压
新知探究
任务二 认识额定电压和额定功率
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？
新知探究
任务二 认识额定电压和额定功率
例题
解：（1）电热水壶的额定功率P=1800W，加热一壶水至沸腾的时间 t=4min，
P=
t
W
根据 可以得到消耗的电能
W=Pt=1 800 W×240 s=4.32×105 J
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。
（2）加热时通过电热水壶的电流是多少？
新知探究
任务二 认识额定电压和额定功率
例题
（2）电热水壶的额定电压U=220V，根据 P＝UI 可得，通过它的电流
I=
U
P
220 V
1 800 W
=
=8.2 A
思考：将标有“PZ220 100”(L1)和“PZ220 40”(L2)的两只灯泡先后串联和并联接入电路中，观察灯泡的发光情况，想想为什么会出现这种情况？
串联时，L2更亮；
并联时，L1更亮。
（前一个灯为L1，后一个灯为L2）
新知探究
任务二 认识额定电压和额定功率
实验 灯泡串联和并联时的发光情况比较
R1= = =484Ω
U额2
P额
(220V)2
100W
分析：
R2= = =1210Ω
U额2
P额
(220V)2
40W
因为R1＜R2，并联时，根据 可得，P1＞P2
P =
U2
R
因为R1＜R2，串联时，根据 可得，P1＜P2
P = I2R
新知探究
任务二 认识额定电压和额定功率
R1
R2
U
I
I1
I2
U1
U2
R1
R2
U
I
I1
I2
新知探究
串、并联电路中的电功率规律
任务二 认识额定电压和额定功率
如果要测出某个用电器的电功率，你能想到哪些方法？
方法2：使用电能表和秒表测出一段时间内消耗的电能，根据公式 算出电功率。
P =
W
t
方法3：使用电压表和电流表测出小灯泡对应的电压和电流，根据公式 P=UI 算出电功率。
新知探究
任务三 电功率的测量
方法1：使用电力监测仪直接测量。
电力监测仪
电功率
物理意义：表示电流做功的快慢
单位：瓦(W)，千瓦(kW)，毫瓦(mW)
公式：
P =
W
t
推导式：
I 2R
P =UI= =
U2
R
课堂小结
定义：电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比
额定电压和额定功率
电功率的测量
电功率
1.对于电功率的认识，以下说法正确的是(　 　)
A.电功率越大的用电器做功一定越多
B.做相同的功，所用时间短的用电器功率大
C.电功率是反映电流做功多少的物理量
D.两个用电器工作时，通电时间短的电功率大
B
课堂练习
2. 1度电可以供 40 W 的灯泡工作多长时间？
解：
t =　　= 　　　　=　　　　 = 25 h
W
P
1 kW·h
40 W
1 kW·h
0.04 kW
3.小丽仔细观察了自己家的电能表，参数 如图所示。她让家中某个用电器单独工作3 min，发现电能表的转盘转过90 转，则此用电器消耗的电能是______ kW·h，此用电器的电功率是______W。
0.025
500
课堂练习
4.甲、乙两用电器电功率之比为 1 ∶2，通电时间之比为
3 ∶4，则消耗电能之比为（ ）
A. 1 ∶2　　 B. 3 ∶8　　
C. 3 ∶4　　 D. 2 ∶3
B
课堂练习
5.如图电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a 端向b 端移动过程中，示数减小的电表是______(选填“A”
“V1”或“V2”)，电路的总功率______(选填“增大”
“减小”或“不变”)。
V1
增大
课堂练习

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