资源简介

18 电功率
九年级上册
课标要求
1、结合实例理解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。
例1 调查常见用电器的铭牌，比较它们的电功率。
2、通过实验，探究并了解焦耳定律。用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
活动建议
1、学读家用电能表，通过电能表计算电费。
2、调查当地近年来人均使用电能的变化，讨论它与当地经济发展的关系。
目 录
知识点一 电功、电能
知识点二 电功率
知识点三 测量小灯泡的电功率
知识点四 焦耳定律
知识点一 电功、电能

考点梳理
1
电能
用电器工作的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
①电能也是一种形式的重要能量，通常用符号W 来表示。
②国际单位：焦耳，简称焦，用字母 J 表示。
生活中常用单位： 千瓦时，字母符号为 KW·h，也叫“度”。
1度=1kW·h= 3.6×106 J
③单位换算关系：
洗衣机工作3个小时
笔记本工作30小时
1度电的作用
白炽灯、日光灯工作约25小时
空调工作约0.5小时
电烤箱工作约1小时
电饭煲工作约1.5小时
灌溉农田约330m2
采煤约100kg
炼钢约1.6kg
1度电的作用
电能表
2
1、电能表作用：测量用电器在一段时间内消耗的_________。

2、参数
电能
电能表的铭牌
电能的单位为千瓦时
“220V”表示这个电能表正常工作电压为220V。
“10（20）A”指这个电能表的额定电流为10A，短时间内工作时的电流不能超过20A。
“3000r/kW·h”指用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过3000转.
“50Hz”指这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用.
3
电功

1、定义：电流所做的功叫做_________（电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。）
2、电功的计算：电流通过导体做的电功等于导体两端的_______、通过导体的_______和______________的乘积。
公式：___________（普遍适用）
联立___________得____________、_________（只适用于纯电阻用电器）
电功
电压
电流
通电时间
利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性
3、单位：焦耳 简称：焦 符号：J
【例题1】如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的工作电压是 _____V，表盘上显示已用电 ________kW·h，若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为 _____kW·h。
【典型例题】
220???????
5546.7????
?? 0.02????
【解析】
[1]电能表上“220V”，表示电能表的工作电压为220V。[2]该表盘上显示数字为055467，因为最后一位是小数、单位是kW·h，所以显示已用电5546.7kW·h。[3]1600imp/（kW·h）表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁32次，则该用电器在上述时间内消耗的电能为
【解析】
[1]电池充满电后储存的电能
W=UIt=3.7V×4500×10-3A×3600s=5.994×104J
[2]手机的使用电流
I=900mA=0.9A
由W=UIt知道，该手机最长使用时间为
【例题2】华为公司推出首款5G折叠屏MateX手机，手机的锂电池上面标有电压为3.7V，容量为4500mA?h，则它充满电后存储的电能为 ___________J，若该手机的使用时电流为900mA，则该手机最长使用时间为 ___________h。
【典型例题】
5.994×104???????
5??????
【解析】
[1]如图所示，只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电流表测通过
R2的电流I2＝0.3A，由欧姆定律可得，电源电压为
开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路
电压特点有
则通过R1的电流为
因S1闭合前后，通过R2的电流不变，故干路电流为
[2]10秒钟内整个电路消耗的电能为
【例题3】将定值电阻R1＝6Ω、R2＝10Ω连在如图所示的电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，则开关S、S1，都闭合时，电流表示数为_____A，10s内整个电路消耗的电能为_____J。
【典型例题】
0.8?????
24??????
知识点二 电功率
考点梳理
1、物理意义：描述电流做功________的物理量（描述把电能转化为其他形式能快慢的物理量）
2、定义：电功率等于_______与________之比
3、单位：_____(W)、千瓦(kW) 1kW=_______W
4、公式：______________
W—电功—J/kW?h t—时间—s/h P—功率W/kW
快慢
电功
时间
瓦
103
电功率
1
由 P=W/t
P=UI
P=U2/R
P=I2R
I=U/R 得
W=UIt
I——电流——安培（A） U——电压——伏特（V）
R——电阻——欧姆（Ω） t——通电时间——秒（s）；
P——电功率——瓦特（W）
W = Pt =1千瓦×1时=1千瓦时
1千瓦时可以看作功率为1千瓦的用电器工作1时所消耗的电能。
1千瓦时=1千瓦×1时
电功率公式
2
电功率和电功的区别:
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}
电功
电功率
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}物理意义
表示电流做功的多少
表示电流做功的快慢
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}定义
电功等于电压、电流与通电时间的乘积
电流在1秒内做的功
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}公式
W=UIt
P=W/t=UI
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}单位
焦（J）、千瓦时（kw·h）
瓦(w)、千瓦（kw）
一些用电器的电功率
电饭煲600W左右
洗衣机约300W
电视机约100W
白炽灯约15-40W
空调约2000W
冰箱约100W
笔记本约30W
电热水器约2000W
额定功率和实际功率
1、额定电压和额定电功率
额定电压：用电器__________时的电压（用电器铭牌上标明的电压）U额
额定电功率：用电器__________时的电功率（用电器铭牌上标明的电功率）P额
2、实际电压和实际电功率
实际电压：用电器__________时两端加的电压U实
实际电功率：用电器___________时的电功率P实
正常工作
正常工作
实际工作
实际工作
3
3、实际电功率和额定电功率的关系
（1）若U实= U额，则P实______P额，用电器____________
（2）若U实＜U额，则P实______P额，用电器不能正常工作
（3）若U实＞U额，则P实______P额，用电器不能正常工作，短时间有烧坏的危险
=
正常工作
＜
＞
“220V” 是它的额定电压；
“60W” 是该电风扇在额定电压220V工作时的额定功率。
【典型例题】
【例题4】两只不同规格的小灯泡、按照如图所示连入电路均发光，则下列说法一定正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【解析】
AB．由图可知，两灯泡串联，串联电路中电流处处相等，则通过L1和L2的电流相等；因不知两灯泡的电阻关系，由可知不能确定L1和L2两端的电压关系，故A错误，B正确；
C．由 可知，由于不知L1和L2两端的电压，所以不能确定L1和L2消耗的电功率关系，故C错误；
D．由 的变形式 可知，不知功率和时间关系，所以不能确定通过L1和L2的电流做功关系，故D错误。
B????
【典型例题】
【例题5】电子式电能表表盘上标有“1600imp/（kW?h）”字样，将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了1600次。该用电器可能是（　　）
A．电水壶 B．空调器 C．电视机 D．排风扇
【解析】
1600imp/（kW?h）表示电路中用电器每消耗1kW?h的电能，指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁1600次时，用电器消耗的电能
该用电器的电功率
而电水壶的电功率在800W左右，电视机的电功率在200W左右，排气扇的电功率在60W左右，空调器属于大功率用电器，电功率在2000W左右，因此该用电器是空调器，故ACD不符合题意，B符合题意。
B????
【典型例题】
【例题6】如图，标有“6V 3W”字样的小灯泡与最大阻值为30Ω的变阻器串联在电路中。当变阻器连入电路中的电阻为12Ω时，灯正常发光。（不考虑灯丝电阻的变化）求：
（1）灯的电阻；
（2）电源电压；
（3）灯泡的最小功率。
【解析】
解：（1）灯泡的额定电流
灯泡的电阻
（2）因为灯泡正常发光，且小灯泡与滑动变阻器串联，所以电路中的电流
灯泡两端的电压
滑动变阻器两端的电压
电源的电压
（3）当滑动变阻器滑片移到最右端时，此时电路中电阻最大
此时电路中电流最小
灯泡两端的电压 此时灯泡的电功率最小
知识点三 测量小灯泡的电功率

重点实验
实验：测小灯泡的电功率
【实验目的】测小灯泡的电功率
【实验器材】电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、开关各一个，导线若干。
【实验原理】P=W/t=UI
【实验电路图】
P=UI
【实验步骤】
（1）按电路图连接好电路，断开开关，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压，记录电压表和电流表示数，观察灯泡的发光情况；
（3）调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察电流表和电压表的示数，记录电压表和电流表示数，观察灯泡的发光情况；
（4）调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压的0.8倍，观察电流表和电压表的示数，记录电压表和电流表示数，观察灯泡的发光情况；
（5）用公式P=UI计算出小灯泡的额定功率和实际功率
【实验数据记录】
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
?
?
?
?
2
?
?
?
?
3
?
?
?
?
【实验结论】
（1）小灯泡两端的___________越高，小灯泡的电功率________，灯泡________；
（2）小灯泡的额定功率为P=UI
（3）小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定；实际电功率越大，小灯越亮。
实际电压
越大
越亮
①当小灯泡的两端的电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光；
②当小灯泡的两端的电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光比正常情况下亮；
③当小灯泡的两端的电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光比正常情况下暗。
（4）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。
1、保护电路
2、改变灯泡的实际电压，实际电压不得超过额定电压的1.2倍
滑动变阻器的作用
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
电路设计
实验步骤及表达式
伏阻法
①先闭合开关S和S1，移动变阻器的滑片，使灯泡两端电压为额定电压U额，记下电压表的示数U额。
②再闭合开关S2，断开S1 ，再读出此时电压表的示数为U1。
③计算步骤：
R0两端的电压为 U0= U1 – U额

灯的额定电流???????额=????????=???????????????? = ????????–????额????????

{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
电路设计
实验步骤及表达式
伏阻法
特殊法测电功率
④灯的额定功率????额=????额????额 = ????额（????????–????额）????????
?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
电路设计
实验步骤及表达式
安阻法
①先闭合开关S和S2，断开S1，移动变阻器的滑片，使电流表A的示数为 ，这是通过R0的电流。
②再闭合开关S和S1，断开S2，保持滑片位置不变，再读出此时电流表的示数为 I ，这是通过小灯与R0的电流。
③计算步骤：灯的额定电流?????灯=?????????0= ?????????额????0
④灯的额定功率?????额=????额????灯 = ????额（?????????额????0）
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
电路设计
实验步骤及表达式
安阻法
????0=????额????0
?
【典型例题】
【例题7】在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）连接电路时开关应 _____；
（2）小明用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。他将灯泡的左接线柱应与电流表的 _____（选0.6或3）接线柱相连；
? 断开???
?0.6???
（3）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 _____（选填“A”或“B”）端；
（4）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为 _____V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 _____（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（5）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 _____W。
??? A???
??? ???? 2.2???
??? B???
?? 0.5???
【解析】
（1）[1]电路连接时，为了保护电路，开关应该处于断开状态。
（2）[2][3]小灯泡的额定电压为2.5V，所以测量小灯泡两端电压的电压表的量程为0~3V，图中电压表接线柱应该选“3”，电压表应该与灯泡并联，电流表串联；灯泡的电阻约为10Ω，由欧姆定律公式得，小灯泡正常发光时的电流 所以电流表的量程选择0~0.6A
（3）[4]为了保护电路，串联在电路中的滑动变阻器应将滑片滑到接入电路的电阻最大值处，所以滑片在开关闭合前应位于A端。
（4）[5]图乙中,电压表的量程是0~3V，分度值为0.1V，所以读数是2.2V。
[6]实验中，小灯泡两端的实际电压小于灯泡的额定电压，因此要向B端移动滑片，使滑动变阻器的接入电阻减小，分得的电压减小，使电压表的示数为2.5V。
（5）从图象中找到额定电压为2.5V时，对应的额定电流是0.2A，根据电功率的计算公式，计算出小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
知识点四 焦耳定律
焦耳定律
1、电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做________________
2、影响电热大小的因素：导体通电时，产生热的多少与_______________、导体___________________和____________有关。
3、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟_______________成正比，跟_______成正比，跟___________成正比。这个规律叫焦耳定律。
4、公式：___________
电流的热效应
电流的大小
导体电阻的大小
通电时间
Q = I2Rt?
电流的二次方
电阻
通电时间
考点梳理
1
电功和电热的关系
1、非纯电阻用电器（如电扇、洗衣机、电视等）电功大于电热
（只有一部分电能转化为电热），即电能大于内能。即W＞Q，
电能W=UIt , 产生的热量Q=I2Rt.
2、纯电阻用电器（如白炽灯、电暖气、电熨斗）电功等于电热（电能全部转化为电热），即 W=Q
W总＝UIt =W机械能＋Q热量
Q放= W总=Pt=UIt= =I2Rt
U2
R
t
2
电热的防止和利用
1、非纯电阻用电器主要目的是把电能转化为______________________，如机械能、光能，产生的电热即浪费能量又对用电器有害，因此对于非纯电阻用电器要防止电热。常见的有风扇、电视、空调、冰箱、电磁炉、电脑、音响等.
2、纯电阻用电器主要目的是把___________________，是专门用来发热的用电器，因此是在利用电热。常见的有白炽灯、电暖气、电熨斗、电炉子、电烤箱、电饭锅、电热毯、电热水器等.
电能转化为内能
除内能以外的形式的能
3
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}推导公式

{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
电功
电功率
焦耳定律
适用条件
基本公式
W=UIt
P=UI
Q=I2Rt
普遍适用
纯电阻电路
Q=W
电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围
重点实验
探究影响电流通过导体产生热量的因素
①可能与导体的电阻有关。
②可能与通过导体的电流有关。
③可能与通电时间有关。
猜想假设
提出问题
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
较暗
0.22
0.28
Ⅰ.当一个物理量与多个因素有关时，应该用什么方法研究？
控制变量法
设计实验
①研究方法：
Ⅱ. 实验中通过观察什么现象来比较电流产生热量的多少？
实验u中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
U形管水面的高度差越大
电流产生热量越多
转换法
0.22
②实验电路图、器材如下所示：
滑动变阻器的作用：改变通过两个电阻丝的电流，进行多次实验，获得普遍规律。
电流：I1=I2
时间：t1=t2
控制
变量
电阻：R2>R1
自变量
电热：Q2>Q1
因变量
高度差h2>h1
实验结论：
在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多
1、电阻对导体产生热量的影响
进行实验
实验结论：
在电阻和通电时间一定时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多
2、电流对导体产生热量的影响
电阻：R1=R3
时间：t1=t2
控制
变量
电阻：I＞I1
自变量
电热：Q1>Q3
因变量
高度差h1>h3
I
A
R=5Ω
R3=5Ω
R1=5Ω
I1
实验结论：
在电流和电阻一定时，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多
电流：I1=I2
电阻：R1=R2
时间：t2>t1
电热：Q2>Q1
高度差h2>h1
3、通电时间对导体产生热量的影响
控制
变量
自变量
因变量
交流评估
（1）如果实验中，U型管中的液面一直没有变化，可能的原因是什么？
答：可能是装置的气密性不好
（2）刚才的实验有什么问题？应该怎么改进？
答：实验数据太少，实验结论不具有普遍性，应该进行多次实验
（3）能否用以下电路探究电热与电流的关系？小梦实验时先加热了t1，液面高度差为h1，调节滑片，又加热了t2，液面高度差为h2，发现h2＞h1，即得出结论，是否可行？
答：可以，不可行，应保证每次实验时电阻和通电时间相同，且每次实验时打开通气阀，待液面相平后再进行下次实验
（4）在烧瓶中装同种液体，通过比较什么来比较电热的多少？
答：温度计示数的变化
如图所示实验方案
（5）如果想要短时间内现象明显应该装入水 还是煤油？为什么？
答：煤油，煤油的比热容小，吸收相同的热量时温度变化量更大，现象更明显
（6）增加天平，液体、电阻自选，还可以探究什么实验？
答：探究不同物质的吸热能力
【典型例题】
【例题8】下列用电器的额定功率都是100W，让它们正常工作10min，产生热量最多的是（　　）
A．电饭煲 B．电风扇 C．洗衣机 D．电视机
【解析】
四个电器额定功率一样，正常工作时间相同，由可知它们消耗的电能一样多；电饭煲工作时把电能全部转化为内能，全部用来产生热量；电风扇和洗衣机工作时把电能主要转化为机械能；电视机工作时主要把电能转化为光能与声能；综上可知，电饭煲工作时产生的热量最多，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
?A
【典型例题】
【例题9】图是课本“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是（　　）
A．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
B．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
C．要保持两个电阻丝两端电压相等
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
?D
【解析】
A．由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流相同，即左边容器电阻丝中的电流等于右边容器电阻丝中的电流，故A错误；
B．据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故B正确；
C．由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同，此装置可以探究：电流产生的热量与电阻的关系，故需要保持的是两个电阻丝两端电流相等，故C错误；
D．两电阻丝串联，电流相同，根据
可知，由于图中右边容器的电阻丝阻值较大，在相同时间内，电流在右容器中产生的热量较多，B管液面上升得高，故D错误。
故选B。
【典型例题】
【例题10】一台电风扇正常工作时，两端的电压为220V，线圈电阻为1.5Ω，通过线圈的电流为0.2A，这台电扇正常工作1min消耗________J的电功，产生_____J的热量。
【解析】
[1]由 可知，这台电风扇工作1min消耗的电能
[2]由 可知，1min内电流通过线圈产生的热量
?2640
?3.6

永远要相信梦想的力量

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