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人教版九年级物理 第十八章 电功率
第2节 电功率 （教学设计）
【课题】第2节 电功率
【学习目标】
1．理解电功率的概念及其物理意义。
2．掌握电功率的公式P＝ 和P＝UI，并能进行简单计算。
3．理解额定功率和实际功率的区别。
4. 了解电功率的测量方法。
【学习重点】
1.理解电功率的意义、定义和单位。
2.电功率的测量方法。
【学习难点】
额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别。
【实验器材】
三节干电池组成的电池组、小灯泡（2,5V 0.3A）、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干。
【新课导入】
提出问题，用类比的方法引入电功率概念
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 ？
我们知道功率表示力对物体做功的快慢。
类似地，在物理学中用电功率表示电流做功的快慢。
【板书课题】第2节 电功率
【新课学习】知识点一 电功率
1.电功率表示电流做功的快慢。
2.电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。
如果电功用W表示，完成这些电功所用的时间用t表示，电功率用P表示，则
P＝
功W的单位是焦耳（J），时间t 的单位是秒（s），电功率P 的单位是焦每秒（J/s），即瓦特（W）. 1W=1J/s
3电功率的单位和功率的单位一样，是瓦特（W）.
工农业中使用的用电器的电功率往往很大，这时就要用更大的单位——千瓦(kW)来表示。1 kW =103 W
有时也需要用比瓦小的单位——毫瓦(mW)来表示电功率。1 W = 103 mW
将电功W=UIt代入P＝得，P=UI
4.电功率等于电压和电流的乘积。电功率跟电压、电流有关，由电压、电流共同决定。
电压U的单位是伏特（V），电流I的单位是安培（A），电功率P 的单位是伏安（VA），即瓦特（W）. 1W=1V·A
公式P＝、P=UI 普遍适用
推导式、P=UI=I2R只适用纯电阻电路。
5.一些用电器的电功率
复兴号CR400动车组的电功率约为1万千瓦，神威·太湖之光超级计算机的电功率约为
1.5万千瓦。家用电风扇工作时，挡位由低到高对应的电功率分别为30W、33W、38W，电冰箱、液晶电视的电功率一般是100～200W，空调、电热水器的电功率通常是1 000～3 000W.发光二极管的电功率约为50 mW.
6.根据功率公式推导计算电功的公式
由P＝得，W=Pt
如果 P 的单位用 千瓦（kW），t 的单位用时（ h），它们相乘之后，就得到电能的另一个单位千瓦时（kW·h）。
1kW·h =1kW×1h =1000W×3600s=3.6×106J
【课堂练习】
【例题1】下列关于电功、电功率说法中正确的是【 】
A．电流做功，其他形式的能转化为电能
B．电流做功，电流减小
C．电流做功越多，电功率就越大
D．在相同时间里，电流所做的功越多，电功率就越大
【答案】D
【解析】A．电流做功过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能；
B．电流做功时，消耗电能，从电源流出的电流大小不变的流回负极，电流流经电路并不消耗；
C．电功率表示电流做功的快慢，电流做功多，电功率不一定大；
D．在相同时间里，电流做的功越多，电流做功越快，电功率就越大。
【例题2】下列家用电器正常工作1h耗电最接近1kW·h的是【 】
A．空调机 B．电视机 C．电冰箱 D．节能灯
【解析】1h耗电1kW·h的家用电器的电功率为
电冰箱、液晶电视的电功率一般是100～200W，空调机的电功率通常是1000～3000W，节能灯的电功率一般在10W左右。
正常工作1h耗电最接近1kW·h的是空调机。
【例题3】（2025年贵州中考题）如图所示电路，电源两端电压恒为3V，定值电阻R1阻值为10Ω.闭合开关S，电流表示数为0.2A.
（1）通过电阻R1的电流为______A；
（2）求R1两端电压U1；
（3）求电路消耗的总功率P.
【解析】图示电路中，R1和R2串联。电流表测量电路中的电流。
（1）通过R1的电流等于电流表的示数，为I1=0.2A；
（2）由欧姆定律得，R1两端电压U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V；
（3）电路消耗的总功率P=UI=3V×0.2A=0.6W.
知识点二 额定电压 额定功率
问题： 不同用电器的电功率一般不相同，同一个用电器在不同的电压下工作，它的电功率总是一样的吗？
【演示实验】小灯泡的电功率随电压变化
用滑动变阻器控制小灯泡两端的电压，使小灯泡两端的电压分别等于、低于和略高于2.5V，观察小灯泡的亮度，比较不同电压下小灯泡的电功率。
实验数据记录
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡发光情况
1 2.5 0.31 0.78 正常
2 2.0 0.25 0.50 较暗
3 3.0 0.38 1.14 较亮
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； 小灯泡的亮度由小灯泡的电功率决定，电功率越大，小灯泡越亮；小灯泡的电功率、小灯泡的亮度随着它两端的电压而改变。
说一个用电器的电功率是多大，要指明电压。
二、额定电压 额定功率
额定电压（U额）：用电器正常工作时的电压。
额定功率（P额）：用电器在额定电压下工作时的功率。
实际电压（U实）：实际加在用电器两端的电压。
实际功率（P实）：用电器在实际电压下工作时的功率。
1.一个用电器只有一个额定电压和额定功率（唯一且不变）；但可有多个实际电压和相对应的实际功率（不唯一）
2.用电器的实际电压等于额定电压时，用电器才能正常工作；用电器的实际电压不等于额定电压时，用电器不能正常工作。
3.要使用电器正常工作，必须让用电器两端电压等于额定电压。
4.利用调压器控制电压
使用各种用电器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。
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。
【课堂练习】
【例题4】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
【解答】（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，根据可得，加热这壶水消耗的电能 W=Pt =1800W×240s = 4.32×105 J
（2）电热水壶的额定电压 U=220V，根据 P=UI 可得通过它的电流
【例题5】（2025年四川自贡中考题）如图为某用电器的I-U图像，其额定电压为12V，则额定功率是【 】
A. 0.6W B. 1.8W C. 3.2W D. 4.8W
【答案】D
【解析】由I-U图像可知，某用电器的实际电压等于额定电压，为12V时，对应的实际电流等于额定电流，是0.4A，用电器的实际功率等于额定功率，为P=UI=12V×0.4A=4.8W.
该用电器的额定功率为4.8W.
【例题6】（2025年天津中考题）将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡串联后，接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响，则【 】
A. 甲灯能正常发光 B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光 D. 两灯均不能正常发光
【答案】B
【解析】由P=UI=得，甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
两灯串联，电路的总电阻为R=R甲+R乙=6Ω+12Ω=18Ω
电路中电流为
由P=UI得，甲灯的额定电流，甲灯不能正常发光，
乙灯的额定电流，所以乙灯能正常发光。
知识点三 电功率的测量
电功率可以使用电力监测仪直接测量。
没有电力监测仪时怎样测得电功率呢？
利用电流表和电压表间接测量电功率
【演示】用电压表和电流表测量小灯泡的电功率
实验原理 P=UI
实验电路图
实验步骤
①将电压表和电流表指针调零。按照电路图连接电路。连接电路时开关断开；开关闭合接通电路前，滑动变阻器滑片移到接入电路电阻最大处。
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表示数 I，将U、I 记录在表格中，并观察记录小灯泡发光情况。
③ 闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，使电压表示数为2.0V（低于额定电压），记下此时对应的电流表示数I，分别将U、I 记录在表格中，并观察记录小灯泡发光情况。
④闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，使电压表示数为2.9V（略高于额定电压），记下此时对应的电流表示数I，分别将U、I 记录在表格中，并观察记录小灯泡发光情况。
⑤数据处理
小灯泡的额定电压是“2.5V”
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡发光情况
1 2.5 0.26 0.65 正常
2 2.0 0.22 0.44 较暗
3 2.9 0.28 0.81 较亮
结论：
①小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.26A=0.65W
②小灯泡的实际电功率随两端的电压增大而增大。
③小灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮。
【想想议议】
把额定电压都为2.5 V的小灯泡和LED灯并联在电路中。闭合开关后，测量通过小灯泡和LED灯的电流和它们两端的电压，计算它们的电功率。观察小灯泡和LED灯的发光情况，再结合它们的电功率看看哪种灯更节能。
实验现象：电压为2.5V时，小灯泡中的电流为0.26A,LED灯中的电流0.06A；由P=UI得，小灯泡的电功率为0.65W，LED的功率为0.15W；LED灯比小灯泡更亮，LED灯更节能。
【课堂练习】
【例题7】（2025年云南中考题）同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
（1）实验前，电流表指针位置如图甲所示，应对电流表进行______；
（2）同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现A、E两点间的导线连接错误，应改接到_____两点之间；更正错误后，将滑动变阻器的滑片置于最___（选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表______（选填“有”或“无”）示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表，表中a处的数据为______；
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度
1 a 0.30 正常发光
2 2.0 0.26 较暗
3 3.0 0.32 较亮
（4）分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为______W，小灯泡的实际功率越______，小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是______（选填“正确”或“错误”）的。
【答案】（1）调零 （2） B、E 右 （3）有 2.5 （4） 0.75 大 错误
【解析】（1）由图甲可知，实验前电流表的指针未指在零刻度线处，故应对电流表进行调零。
（2）由图乙可知，A、E两点间的导线连接错误。开关闭合后，电流不经过小灯泡直接流入电流表，故应将导线改接到B、E两点间。为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至接入电路阻值最大处，即应将滑片移至最右端。
（3）若小灯泡灯丝断了，电路断路，电路中电流为零。电压表直接连接到电源两端，测量电源电压，故电压表有示数。小灯泡正常发光时的电压为其额定电压，故表中a处的数据应为其额定电压2.5V.
（4）在额定电压下的消耗的功率为额定功率，由表格中数据可知，小灯泡的额定功率为；由表格中数据可知，灯泡两端电压越大，电流越大，小灯泡的实际功率越大，小灯泡就越亮；用电器在不同电压下对应的实际功率不同，故通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是错误的。
【课后作业】 练习与应用： 1、2、3、4、5、6题

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