资源简介

17.2.2 额定功率和实际功率
第十七章 电流做功与电功率
沪科版2024版物理九年级全册
17.2.2 额定功率和实际功率教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能够精准阐述额定功率和实际功率的定义，清晰区分二者概念，明确额定功率是用电器在额定电压下的功率，实际功率是用电器在实际电压下的功率 。
熟练掌握根据用电器铭牌获取额定电压和额定功率信息的方法，并能依据欧姆定律和电功率公式，分析计算不同实际电压下用电器的实际功率，理解实际功率与电压、电阻之间的关系。
能准确判断用电器在不同电压条件下的工作状态，如实际电压等于、大于、小于额定电压时，用电器正常工作、可能损坏或不能正常工作等情况，并能解释其原因。
（二）过程与方法目标
通过观察用电器铭牌、分析实验数据和实际电路问题，培养学生从实际情境中提取信息、分析问题和解决问题的能力。
在探究实际功率与电压关系的实验过程中，引导学生运用控制变量法设计实验、进行操作和分析数据，提升学生的科学探究能力和实验操作技能。
通过对实际功率和额定功率相关问题的讨论与交流，培养学生的逻辑思维能力和语言表达能力，增强学生的合作学习意识。
（三）情感态度与价值观目标
以生活中用电器的工作现象为切入点，激发学生对物理知识的探究兴趣，让学生体会物理知识在日常生活中的广泛应用，感受物理与生活的紧密联系。
在实验操作和问题解决过程中，培养学生严谨认真的科学态度和实事求是的科学精神，使学生养成规范操作、仔细观察、认真记录的良好实验习惯。
通过了解用电器正常工作条件及异常工作危害，增强学生的安全用电意识和节约用电意识，培养学生的社会责任感。
二、教学重难点
（一）教学重点
深入理解额定功率和实际功率的概念，明确二者的区别与联系，这是掌握相关知识的基础。
熟练根据用电器铭牌信息获取额定电压和额定功率，并能运用公式准确计算实际功率，解决实际电路问题。
掌握用电器在不同电压下工作状态的判断方法及原因分析，如实际电压与额定电压的关系对用电器功率和工作性能的影响。
（二）教学难点
理解实际功率与电压、电阻之间的关系，尤其是在电阻随温度变化（如灯丝电阻）的情况下，分析实际功率的变化，这涉及到多因素综合分析，较为复杂。
灵活运用欧姆定律和电功率公式，在复杂电路中准确计算用电器的实际功率，对学生综合运用知识的能力要求较高。
从能量转化角度理解用电器在不同功率下的工作情况，如功率变化时电能与其他形式能转化效率的变化，需要学生具备一定的抽象思维能力。
三、教学方法
讲授法、实验探究法、讨论法、案例分析法、多媒体辅助教学法
四、教学过程
（一）复习导入（5 分钟）
提问学生回顾上节课所学的电功率概念、计算公式（\(P = \frac{W}{t}\)和\(P = UI\)）以及单位，随机抽取学生回答，巩固旧知识。
展示一个标有 “220V 100W” 的灯泡图片，提问学生：“这个灯泡在任何情况下工作时功率都是 100W 吗？如果接入 110V 电路中，它的功率还是 100W 吗？” 引发学生思考，从而引出本节课课题 —— 额定功率和实际功率。
（二）新课讲授
额定功率和实际功率的概念（8 分钟）
结合灯泡铭牌，详细讲解额定功率和额定电压的概念：用电器正常工作时的电压叫做额定电压（\(U_{额}\)），用电器在额定电压下工作时的功率叫做额定功率（\(P_{额}\)） 。每个用电器的额定功率和额定电压是固定的，是用电器的重要参数，通常标注在用电器铭牌上。
引导学生思考实际工作情况，讲解实际功率和实际电压的概念：用电器实际工作时的电压叫做实际电压（\(U_{实}\)），用电器在实际电压下工作时的功率叫做实际功率（\(P_{实}\)） 。实际电压和实际功率会随着用电器工作条件的变化而改变。
通过举例对比加深理解，如 “220V 100W” 的灯泡，220V 是额定电压，在 220V 电压下工作时，功率为 100W 即额定功率；若接入 110V 电路，此时 110V 是实际电压，其实际功率不再是 100W。
用电器铭牌信息分析与功率计算（12 分钟）
展示多种常见用电器的铭牌，如冰箱、空调、洗衣机等，引导学生观察并找出铭牌上的额定电压和额定功率参数，让学生分组讨论铭牌上其他参数（如电流、频率等）的含义，教师巡视指导并解答疑问。
以 “220V 100W” 的灯泡为例，推导该灯泡的电阻\(R = \frac{U_{额}^{2}}{P_{额}}=\frac{(220V)^{2}}{100W}=484\Omega\) ，讲解根据额定电压和额定功率计算电阻的方法。
提出问题：若将此灯泡接入 110V 电路中，如何计算它的实际功率？引导学生根据\(P = \frac{U^{2}}{R}\)，先确定实际电压\(U_{实}=110V\)，电阻\(R = 484\Omega\)不变，计算出实际功率\(P_{实}=\frac{U_{实}^{2}}{R}=\frac{(110V)^{2}}{484\Omega}=25W\) 。通过此过程，让学生掌握根据额定参数计算实际功率的方法，强调电阻在纯电阻电路中（如灯丝）不随电压变化（不考虑温度对电阻影响时）的特点。
再展示一些不同条件下的计算例题，如已知实际电流和电阻求实际功率，已知实际电压和额定电阻求实际功率等，让学生在课堂上练习计算，教师巡视检查，及时纠正学生计算过程中的错误。
实验探究：实际功率与电压的关系（15 分钟）
提出问题：展示两个不同规格的灯泡，提问学生：“当改变灯泡两端的电压时，灯泡的实际功率会如何变化？灯泡的亮度又会怎样改变？”
猜想假设：组织学生进行小组讨论，鼓励学生根据已学知识和生活经验进行猜想，如有的学生可能认为电压增大，实际功率增大，灯泡变亮等，每个小组记录下猜想结果。
设计实验：引导学生设计实验方案，教师提供实验器材（电源、开关、滑动变阻器、不同规格灯泡、电流表、电压表、导线等） 。指导学生运用控制变量法，保持电阻不变（使用同一灯泡），通过滑动变阻器改变灯泡两端的电压，测量不同电压下的电流，根据\(P = UI\)计算实际功率，观察灯泡亮度变化。让学生画出实验电路图，讨论实验步骤和注意事项，如连接电路时开关断开，滑动变阻器滑片置于阻值最大处等。
进行实验：学生分组按照实验方案进行操作，教师巡视各小组，提醒学生规范操作仪器，准确读取和记录电压、电流数据，观察灯泡亮度变化并做好记录。
分析论证：实验结束后，各小组整理数据，绘制电压 - 功率关系图像。通过分析数据和图像，引导学生得出结论：在电阻一定时，实际电压越大，实际功率越大，灯泡越亮；当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率，用电器正常工作；当实际电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，用电器可能损坏；当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率，用电器不能正常工作 。各小组推选代表汇报实验结果，教师进行总结和点评，对实验中出现的问题进行分析讲解。
实际应用与案例分析（10 分钟）
案例一：展示某家庭因使用多个大功率用电器（如空调、电热水器同时工作），导致保险丝熔断的新闻报道。引导学生分析原因，讨论在家庭电路中，用电器实际功率过大时对电路的影响，以及如何避免此类情况发生，如合理安排用电器使用时间，不同时使用过多大功率电器等，增强学生安全用电意识。
案例二：展示一盏台灯，其铭牌标注 “12V 6W”，但接入电压不稳定的电路中工作。让学生分析该台灯在实际电压低于 12V 和高于 12V 时的工作状态，以及对使用寿命的影响，加深学生对实际功率和额定功率关系的理解，同时培养学生节约用电意识。
引导学生思考并讨论：在选购用电器时，如何根据实际需求和家庭电路情况选择合适额定功率的用电器，进一步将知识与生活实际相结合。
（三）课堂小结（5 分钟）
引导学生回顾本节课所学内容，包括额定功率和实际功率的概念、二者区别与联系、根据铭牌计算功率的方法、实际功率与电压关系以及在生活中的应用等。请学生代表发言总结，其他学生补充完善。
教师对重点内容进行强调，如实际功率的计算方法，实际电压与额定电压关系对用电器工作状态的影响等，再次明确本节课的重难点，帮助学生构建完整知识体系。
（四）课堂练习（5 分钟）
展示练习题，涵盖选择题、填空题和计算题。例如：
选择题：关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法正确的是（ ）
A. 额定功率大的用电器，其实际功率一定大
B. 用电器的实际功率可有多个数值，而额定功率只有一个
C. 用电器的实际功率一定大于额定功率
D. 用电器的实际功率等于额定功率时，其实际电压不一定等于额定电压
填空题：一个标有 “220V 40W” 的灯泡，其额定电压是______V，额定功率是______W，电阻是______Ω。若将其接入 110V 电路中，实际功率是______W。
计算题：某电饭煲铭牌上标有 “220V 800W” 字样，正常工作时的电流是多少？若实际电压为 200V，它的实际功率约为多少？（不考虑电阻变化）
学生独立完成练习，教师巡视，及时发现问题。练习结束后，对答案进行讲解，针对学生普遍存在的错误和疑问进行详细分析解答，强化学生对知识的掌握。
（五）布置作业（课后完成）
书面作业：布置教材课后相关习题，包括对额定功率和实际功率概念的理解、计算以及实际应用分析等题目，巩固本节课所学知识。
实践作业：让学生回家观察家中用电器的铭牌，记录至少 3 个用电器的额定电压和额定功率，并思考在家庭电路中，这些用电器同时工作时总功率是否过大，是否存在安全隐患，将观察和思考结果写成报告，下节课交流分享。
拓展作业：查阅资料，了解变频空调、节能灯泡等节能型用电器的工作原理，以及它们在调节实际功率实现节能方面的特点，写一篇科普短文，培养学生的科学探索精神和节能意识。
五、教学资源
多媒体课件，包含用电器铭牌图片、功率计算动画演示、实验过程视频、实际案例视频及图片等，辅助教学，增强直观性和趣味性。
实验器材，如电源、开关、滑动变阻器、不同规格灯泡、电流表、电压表、导线等，用于学生进行实验探究。
科普书籍、相关网站资源，供学生课后查阅拓展知识。
六、教学反思
在教学过程中，关注学生对额定功率和实际功率概念的理解程度，以及在计算实际功率时对公式的运用情况。针对学生易混淆的概念和计算错误，通过举例、对比和反复练习加以强化。在实验探究环节，注重引导学生规范操作和分析数据，培养学生科学探究能力。根据学生课堂表现、作业和实践反馈，总结教学不足，改进教学方法，优化教学内容，提高教学效果，确保学生扎实掌握额定功率和实际功率相关知识。
教案从多维度设计教学，旨在让学生深入理解额定功率与实际功率。若你对教学案例、实验环节、作业布置等方面有新想法，欢迎随时沟通，我会进一步优化。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
物理观念
知道用电器的额定功率和实际功率。
科学思维
通过对用电器的额定功率和实际功率的理解，认识决定用电器做功快慢的是用电器的实际功率。
科学探究
通过体验、观察，理解用电器的实际功率与用电器的工作状态的关系。
科学态度与责任
根据额定电压和额定功率、实际电压和实际功率的关系，培养学生正确使用用电器的生活观念和责任。
重难点
“220 V 100 W”、“220 V 40W”的物理意义是什么？它和电能表显示的耗电快慢有什么关系？
如题是家庭电路示教板，在灯座上安装一只40 W灯泡，观察电能表表盘的转动情况；然后再将两只40 W灯泡串联接在电能表下，再观察电能表表盘转动情况；
表盘转动情况发生了什么变化？为什么会发生这样的变化？
回顾生活中的现象，在用电高峰期，接到电路中的一盏“220 V 60 W”白炽灯也不怎么亮，而在夜深人静时，你会感觉到一盏“220 V 40 W”也非常亮。
这是为什么？
额定电压：指用电器正常工作的电压；
探究新知
知识点 2
额定功率和实际功率(重、难点)
220V-100W
“220 V”表示的额定电压是220 V,
“100 W”表示额定功率是100 W。
1.额定电压U额 和额定功率P额 和额定电流I额 ：
额定功率：指用电器在额定电压下工作时的功率。
额定电流：指用电器在额定电压下工作时的电流。
U额
P额
I额
探究新知
知识点 2
额定功率和实际功率(重、难点)
1.额定电压U额 和额定功率P额 和额定电流I额 ：
2.实际电压U实 和实际功率P实 和实际电流I实 ：
实际电压：指用电器实际工作时的电压；
实际功率：指用电器在实际电压下工作时的功率。
额定电流：指用电器在实际电压下工作时的电流。
它可能与额定电压相等，也可能不相等；
探究新知
知识点 2
额定功率和实际功率(重、难点)
1.额定电压U额 和额定功率P额 和额定电流I额 ：
2.实际电压U实 和实际功率P实 和实际电流I实 ：
电压高于或低于额定电压用电器还能工作吗？
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探究新知
知识点 2
额定功率和实际功率(重、难点)
1.额定电压U额 和额定功率P额 和额定电流I额 ：
2.实际电压U实 和实际功率P实 和实际电流I实 ：
3.额定功率P额 和实际功率P实 的关系：
（1）当U实＝U额时，P实＝P额，用电器正常工作；
（2）当U实＜U额时，P实＜P额，用电器不能正常工作，有时会损坏用电器；
（3）当U实＞U额时，P实＞P额，长期使用会影响用电器寿命，有可能烧坏用电器；
探究新知
例题 将“220V 60W”的灯泡分别接入220V和200V的电路中，求灯泡的电阻以及对应电压下的实际功率。
基本题型二
实际功率与额定功率的关系
已知：U额=220V ，P额=60W，U实=200V。
求：R，P实。
解：由 ，得
当U实=200V时，灯泡的实际功率
哪个电路中灯泡会更亮？
选自教材 P122 例题
探究新知
不同功率下小灯泡的亮度变化情况
灯泡的亮度取决于实际功率的大小。
在没有损坏的前提下，
探究新知
探究新知
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
额定功率
实际功率
区别
概念
是否变化
联系
在额定电压下的电功率
在实际电压下的电功率
是确定的、唯一的，不随实际电压的改变而改变
是不确定的，随用电器两端实际电压的改变而改变
用电器两端实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率
4.额定功率P额 和实际功率P实 的区别和联系：
知识点 2
额定功率和实际功率(重、难点)
电功率
正常工作
灯泡亮度取决于其实际功率的大小
实际工作
额定电压
实际功率
额定功率
实际电压
如图所示灯泡的铭牌，由此可知该灯泡正常发光时其两端的电压是______V，它的额定电流是_____A，该灯泡的额定功率是_____W，电灯不发光时，其灯丝的电阻是_____Ω，消耗1kW·h的电能，可以正常发光_____小时。
220
0.18
40
1 210
25
2.某只小灯泡的额定电压为2.5 V,把它接在2.5 V的电源上时,流过 灯泡的电流为0.5 A,则这只小灯泡的额定功率是 ；把它接在2 V的电源上时,流过灯泡的电流为0.4 A,此时灯泡的实际功率是 。
1.25 W
0.8 W
3.规格分别为“220 V 100 W”“220 V 60 W”和“110 V 200 W”
的三盏电灯都正常发光，则三盏电灯中最亮的是（ ）
A.“220 V 100 W” B.“220 V 60 W”
C.“110 V 200 W” D.一样亮
4.照明灯泡的亮度取决于它的（ ）
A.额定功率大小 B.实际功率大小
C.灯泡两端的电压大小 D.通过灯泡的电流大小
C
B
5.一个标有“12 V 8 W”的小灯泡，接入某电路中，若通过
它的电流是0.6 A，则该小灯泡的实际功率是（ ）
A.等于8 W B.大于8 W
C.小于8 W D.无法确定
C
知识点1 额定功率和实际功率的理解
1. 关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法正确的是
( )
C
A. 额定功率大的用电器，其实际功率一定大
B. 用电器不通电时，其额定功率为零
C. 用电器的实际功率会随所加电压的改变而改变
D. 用电器的额定功率会随所加电压的改变而改变
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2. ［2024·长春］1?kW?h 的电能可供下列用电器正常工作时
间最长的是( )
?
A
A. 节能灯 B. 电饭煲 C. 电视机 D. 电烤箱
【点拨】选项的四个用电器中节能灯的电功率最小，电视机
的电功率较大，电饭煲和电烤箱的电功率更大，在消耗电能
相同时，根据t=WP 可知，电功率越小，用电器工作的时间越
长，所以1?kW?h 的电能可供节能灯正常工作时间最长。故
选A。
?
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3.［2024·达州］某彩色电视机的铭牌如图所示，其额定功率
为_____W，额定电流是____A。当它正常工作时，60?s 内消
耗的电能为_______J 。
?
110
0.5
6 600
【点拨】额定功率可直接读出为110?W；由P=UI 可得，该
电视机的额定电流I=PU=110?W220?V=0.5?A ；该电视机正常工作
60?s消耗的电能W=Pt=110?W×60?s=6?600?J 。
?
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知识点2 额定功率和实际功率的计算
4. ［2024·济宁］图中，小灯泡L1、L2 的额定电压相同。闭
合开关后，发现L1比L2 亮，下列分析正确的是( )
?
C
A. L1的额定功率比L2 的额定功率大
B. L1两端电压比L2 两端电压小
C. L1的电阻比L2 的电阻大
D. 通过L1的电流比通过L2 的电流小
?
【点拨】两灯串联，通过的电流相等。
发现L1比L2亮，L1的实际功率比L2 的
实际功率大，由P=UI可知，L1 两
?
端的实际电压比L2两端的实际电压大；由R=UI可知，L1 的
电阻比L2 的电阻大，B、D错误，C正确；小灯泡
L1、L2的额定电压相同，由P=U2R 可
知，L1的额定功率比L2 的额定功率小，A错误。故选C。
?
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5.［2024·陕西］如图是小明家
新购置的便携式电热水杯及其
相关参数。
（1）电热水杯正常工作时的电流是多少？
【解】根据P=UI 得电热水杯正常工作时的电流
I=PU=880?W220?V=4?A 。
?
（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是多少？
电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值
R=UI=220?V4?A=55?Ω 。
?
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知识点3 测量电功率
6.［2024·无锡］用如图所示的电路
测量小灯泡的功率，实验原理是
________。闭合开关，调节滑动变
阻器滑片P ，分别使电压表的示数小
?
P=UI
?
1.14
实际功率
于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8?V ，观察小灯泡的亮
度，读出电压表、电流表的示数记录在表中，则小灯泡L 的
额定功率为_____W ，小灯泡的亮度由__________决定。
?
实验序号
电压U/V
电流I/A
小灯泡的亮度
①
3.0
0.28
较亮
②
3.8
0.30
正常发光
③
4.2
0.32
过亮
实验序号
小灯泡的亮度
①
3.0
0.28
较亮
②
3.8
0.30
正常发光
③
4.2
0.32
过亮
【点拨】要测量该小灯泡的额定功
率和实际功率，应用电压表测出灯
泡两端的电压，用电流表测出通过
灯泡的电流，根据公式P=UI 计算
?
功率的大小；故实验中需要测量的物理量有灯泡两端的电压
和通过的电流，实验原理是P=UI ；由表中数据可知，当灯
泡两端电压为3.8?V时，通过灯泡的额定电流为0.30?A ，则小
?
灯泡额定功率
PL=ULIL=3.8?V×0.30?A=1.14?W ；
由表格可以看出：随灯泡消耗的实际
功率增大，灯泡的亮度变亮，由此可
知，小灯泡的亮度由其实际功率决定。
?
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7. 灯泡L1、L2分别标有“220?V?100?W”“220?V?40?W ”
字样，将它们接入220?V 的电路中，则( )
?
A
A. L1、L2并联时，L1比L2 亮
B. L1、L2 并联时，亮度相同
C. L1、L2串联时，L1比L2 亮
D. L1、L2 串联时，亮度相同
?
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