资源简介

6.2电功率
【学习目标】
1.知道电功率的含义和单位
2.理解电功率与电流、电压的关系
3.会用电功率的公式P=W/t=UI进行简单的计算
【教学重难点】
重点：建立电功率的概念
难点：探究电功率与电压、电流的关系
【教学方法】
讲解法，集体讨论法。
【教学过程】
新课导入：相等时间内不同的用电器消耗的电能不相等，说明用电器消耗电能有什么问题？
新课讲授：
知识点1：认识电功率
物理意义：表示消耗电能的快慢，电能表铝盘转的快慢不同，脉冲灯闪烁的快慢
不同，都说明电流做功快慢不同。
思考：1.如何比较电流做功的快慢？
2.在物理学中，运动路程与运动时间的比值表示运动的快慢做的功与做功时间的比值表示力做功的快慢，那么，电流做功的快慢可不可以用类似的方法表示呢？
3.不同的用电器在相等的时间内消耗的电能是否相同呢？
定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。
意义：表示消耗电能的快慢。
符号：P
单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1 kW＝103 W
电功率的定义式：P= W=Pt t=
电功率的计算式：P=UI U= I=
常见用电器的电功率：
知识点2：电功率的大小
思考：灯泡的亮暗程度由什么决定？
演示实验：将两只灯泡“25 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”接入电路中，观察灯泡的发光情况。
教师总结：灯泡的亮暗程度是由灯泡的实际电功率的大小决定的
实验探究：电功率的大小跟什么因素有关？
猜想与假设：
（1）电功率可能跟电压有关，电压越高，电功率越大。
（2）电功率可能跟电流有关，电流越大，电功率越大。
设计实验：
科学方法：①控制变量法
①电流一定，探宄电功率和电压的关系
②电压一定，探究电功率和电流的关系
利用两只灯泡探究P与I、U的关系，如何比较灯泡电功率的大小？
②转换法（将电功率大小的比较转化为灯泡亮度的比较）
探究1：电功率跟电压的关系
保持Ⅰ相同，探究P与U的关系
实验步骤：将小灯泡L1“2.5 V 0.3 A”和L2“3.8 V 0.3 A”串联起来，按图连接电路。闭合开关观察亮度，记录电压表的示数。
实验数据：
实验结论：通过用电器的电流相同时，用电器上的电压越大电功率越大。
探究2：电功率跟电流的关系
保持U相同，探究P与I的关系
实验步骤：将小灯泡L1“2.5 V 0.3 A”和L2“38 V 0.3 A”并联起来，按图连接电路。闭合开关观察亮度，
实验数据：
实验结论：用电器的两端的电压相同时，通过用电器的电流越大电功率越大。
精确的实验表明：电功率P等于电压U跟电流Ⅰ的乘积。即：P=UI
注意：P、U、I应针对同一导体或同一段电路的同一时刻进行计算。那么电流在某段电路上所做的功，跟这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间成正比，即：W=UIt
电功率的计算：
1.P=W/t和P=UI适用于所有电路结合欧姆定律U=IR，电功率的公式还能变形为：P=U2/R 或P=I2R仅适合纯电阻电路，即电能全部转化为内能的电路。
2.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）。
3.1千瓦时可以看作功率为1 kW的用电器使用1 h所消耗的电能。
串并联电路电功率的特点：
结论：串联电路用电器的电功率与电阻成正比。
结论：并联电路用电器的电功率与电阻成反比。
课堂练习：
1．如图所示是家庭电子式电能表的表盘，其示数是 　318.6　kW h。表盘上标有“3200 imp/kW h，表示每消耗1 kW h的电能，指示灯闪烁3200次。允许家里用的最大功率是 　8800　W。若家庭电路中只有一台电热水器在工作，该电能表的指示灯在4 min闪烁320次，则该热水器消耗的电能是 　0.1　kW h。
【解答】解：（1）电能表读数时，最后一位是小数、单位kW h，图示电能表的示数为318.6 kW h；
（2）“220 V 10（40）A”中，220 V表示电能表的工作电压，40 A表示平时工作允许通过的最大电流，
允许家里用的最大功率：P最大＝UI最大＝220 V×40 A＝8800 W；
（3）3200 imp/（kW h）表示电路中用电器每消耗1 kW h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次，
则指示灯闪烁320次时，热水器消耗的电能：
W＝kW h＝0.1 kW h。
故答案为：318.6；8800；0.1。
2．如图所示电路中定值电阻R1＝10 Ω，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关，当滑片P在a端时，电流表示数为0.3 A。滑片P在b端时电压表的示数为2 V。求：
（1）电源电压。
（2）滑动变阻器R2的最大阻值。
（3）整个电路的最小电功率。
【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片在a端时，只有电阻R1接入电路，故电源电压：
U＝IR1＝0.3 A×10 Ω＝3 V；
（2）当滑片在b端时，电阻R1和变阻器最大阻值R2串联在电路中，此时电压表测量变阻器R2两端的电压，
故加在电阻R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝3 V﹣2 V＝1 V；
通过电路的电流I′＝＝＝0.1 A；
变阻器最大的阻值R2＝＝＝20 Ω；
（3）闭合开关，当滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0.总电阻最小，根据欧姆定律可知，电路中的电流最大，电源电压不变，根据P＝UI可知电路总功率最大，即：P＝UI＝3 V×0.3 A＝0.9 W。
答：（1）电源电压为3 V；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值为20 Ω；
（3）整个电路的最小电功率为0.9 W。
3．如图所示，电源电压U＝6 V不变，闭合开关S时，灯L1、L2正常发光，L2的阻值R＝10 Ω，电压表的示数为4 V。
求：（1）此时L2的电功率；
（2）10 min的时间内电路消耗的电能。
【解答】解：
（1）由图知，闭合开关，两灯串联，电压表测L2两端的电压，
根据欧姆定律可知电路中的电流I＝＝＝0.4 A，
根据P＝UI可知此时L2的电功率P2＝U2I＝4 V×0.4 A＝1.6 W；
（2）10 min的时间内电路消耗的电能W＝UIt＝6 V×0.4 A×10×60 s＝1440 J。
答：（1）此时L2的电功率为1.6 W；
（2）10 min的时间内电路消耗的电能为1440 J。
4．如图所示电路中，L1、L2分别标有“3 V 3 W”和“3 V 1.5 W”的字样，开关S闭合后，其中有一个灯泡能正常工作（不考虑灯丝温度的变化）。下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L1正常发光
B．通过L1和L2的电流之比是1：2
C．电源电压是4.5 V
D．两灯消耗的总功率是4 W
【解答】解：AB.根据P＝UI可知灯泡L1正常发光时的电流I1＝＝＝1 A，
灯泡L2正常发光时的电流I2＝＝＝0.5 A，
不考虑灯丝温度的变化，根据欧姆定律可知灯泡L1的电阻R1＝＝＝3 Ω，
灯泡L2的电阻R2＝＝＝6 Ω；
串联电路中电流处处相等，可知电路中的电流为I＝I2＝0.5 A，则灯泡L2正常发光，
通过L1和L2的电流之比是1：1，故AB错误；
C.根据欧姆定律可知电源电压U＝IR总＝0.5 A×（3 Ω+6 Ω）＝4.5 V，故C正确；
D.根据P＝UI可知两灯消耗的总功率P＝UI＝4.5 V×0.5 A＝2.25 W，故D错误。
故选：C。
课堂小结：
1.电功率：
定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。
意义：表示消耗电能的快慢。
符号：P
单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1 kW＝103 W
电功率的定义式：P= W=Pt t=
电功率的计算式：P=UI U= I= P= I2R
2.串并联电路电功率特点：
3.用电器的额定功率和实际功率
作业布置：
【板书设计】
第2节电功率
认识电功率
1.物理意义表示电流做功的快慢
2.定义用电器在某段时间內消耗的电能与这段时间的比值叫做电功率
3.公式P=
4.单位瓦特符号：W
二、电功率的大小
1.电功率等于电压与电流的乘积
2.公式P=UI
3.电功的公式W=UIt
【课后反思】
额定功率和实际功率
电灯泡上的“PZ220-25”表示额定电压是220 V，额定功率是25 W。
（1）额定电压U额是用电器正常工作时的电压，也就是用电器上标着的电压值。额定功率P额是用电器在额定电压下的功率，也就是用电器上标着的功率值。用电器上标出的电流是当用电器两端加上额定电压时通过它的电流。P额=U额I额。额定功率是用电器的重要性能指标，在设计用电器时必须确定它的性能和工作条件。
（2）实际功率是用电器在非额定电压下实际消耗的功率，灯炮的亮度就由实际功率决定。由公式P=UI可知实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化。
（3）实际功率和额定功率的关系：
①U实=U额，则P实=P额，用电器正常工作；
②U实③U实>U额，则P实>P额，可能损坏用电器。
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