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第6章　电功率
电功率
2
教科版九年级上册
2
了解额定电压与额定功率，并能区别额定电压与实际电压、额定功率与实际功率。
3
知道测量用电器电功率的方法。
1
能说出电功率的物理意义、定义和单位。
4
能利用电功率公式进行相关计算。
学习目标
电动自行车
电动公交车
电动起重机
相同时间内，不同的用电器做的功一样多吗？
1. 有多少电能转化为其他形式的能量，我们就说电流做了多少功。电流所做的功叫电功。
答：电流通过电动机做功，把电能转化为机械能。
2.电动车行驶过程中，电能转化为什么能？
电能的常用单位是_____，符号是__；生活中常用“度”作为电能的单位，它的学名是_______，符号是_____。1 kW·h＝_______ J。?
焦耳
J
千瓦时
kW·h
3.6×106
灯泡发光越亮，表明在相同的时间内消耗的电能越多，灯泡发光越亮，表明在相同的时间内电流做功越多。，灯泡发光越亮，表明电流做功越快。
3.不同的电灯发光亮度是不同的。从消耗电能的角度分析，灯泡发光的亮度不同。
一、认识电功率
把一盏电灯接在家庭电路中通电1 h，消耗的电能是3.6×105 J；把一只电炉接在家庭电路中通电1 min，消耗的电能是6×104 J。谁消耗的电能较多？谁消耗电能较快？
分析：①从题目所给的条件可以直接得到电灯消耗的电能较多，即电流在灯丝上做的功较多。
②要比较消耗电能的快慢，分别求出电灯和电炉在1 s内消耗的电能多少，就可以比较谁消耗电能较快。?
电灯1 s内消耗的电能：3.6×105J3.6×103s=100J/s
电炉1 s内消耗的电能：6×104J60?s=1 000J/s?
故在相同时间内电炉消耗电能较多，故电炉消耗电能较快。
小结：所以我们可以用电功时间 比较电流做功的快慢。
?
1.物理学中，用电功率表示消耗电能的快慢。
2.如果在时间t内用电器通过的电流所做的功为W，则把电流所做的功与时间之比，定义为这个用电器的电功率。用公式表示为________。
3.电功率的单位是____，符号是__；常用单位还有________，_________。
1 kW＝_____ W，1 W＝___ mW。
P＝????????
?
瓦特
103
毫瓦(mW)
千瓦(kW)
W
103
二、电功率的大小
1.实验探究：电功率与电压、电流的关系
提出问题
怎样探究电功率、电压、电流三个物理量的关系呢？
制定计划与设计方案
可通过灯泡的亮度粗略判断灯泡电功率的大小，要准确判断，需测量它两端的电压和通过的电流。
(1)探究电功率与电压的关系
串联电路各处电流相等，两灯泡串联，用电压表分别测量电压，观察灯泡亮度。
(2)探究电功率与电流的关系
并联支路电压相等，两灯泡并联，用电流表分别测量电流，观察灯泡的亮度。
?
发光情况
电压/V
灯L1
?
?
灯L2
?
?
(1)探究电功率与电压的关系
按照如图所示连接电路，将“2.5 V　0.3 A”和“3.8 V　0.3 A”的小灯泡串联。比较两灯的发光情况，并用电压表测量各只小灯泡两端的电压，分析电功率与电压的关系。
通过用电器的______相同时，用电器两端的电压越大，电功率
_______。
电流
越大
进行实验
实验结论
较暗 2.0
较亮 2.4
(2)探究电功率与电流的关系
按照如图所示连接电路，将“2.5 V　0.3 A”和“3.8 V　0.3 A”的小灯泡并联。比较两灯的发光情况，并用电流表测量通过每只小灯泡的电流，分析电流与电功率的关系。
?
发光情况
电流/A
灯L1
?
?
灯L2
?
?
用电器两端的______相同时，通过用电器的电流越大，电功率
_____。
电压
越大
进行实验
实验结论
较亮 0.32
较暗 0.20
2.根据进一步的研究，可得：电功率等于_____与_____的乘积，即P＝__。
3.电流在某段电路上所做的功，与这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比，即W＝____。
电压
电流
UI
UIt
学以致用
1.1 kW·h的电能可以让一盏20 W的灯正常工作多长时间？
解：根据公式P＝????????得灯正常工作的时间为
t＝????????＝1?kW·h20?W＝50 h。
?
2.如图，电源电压U＝6 V且保持不变，电阻器的阻值为R＝10 Ω，闭合开关后，求：
(1)电流表的示数是多少？
解：电流表的示数I＝????????＝6?V10?Ω＝0.6 A
?
(2)电阻器的电功率是多少？
解：电阻器的电功率P＝UI＝6 V×0.6 A＝3.6 W
三、额定功率
1.活动　比较灯泡的亮度(不同电压下小灯泡的电功率)
实验电路
观察小灯泡的电功率随电压的变化。
实验目的
电池、开关、滑动变阻器、标有“2.5 V”的小灯泡、电流表、电压表、导线。
实验器材
取2.5 V的灯泡，按图所示连线。调节滑动变阻器，使灯泡两端电压为2.5 V，此时灯泡正常发光。再分别使灯泡两端电压略大于或小于2.5 V(略大于：3.0 V，略小于：2.0V)，比较不同电压下灯泡的亮度，并将结果记录在表格中。
实验步骤
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
3.0
?
?
?
2.5
?
?
?
2.0
?
?
?
在不同的电压下，同一个用电器的电功率不同；用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变。
实验结论
2.额定电压和额定功率
(1)用电器________时的电压叫作额定电压，通常用U额表示，用电器在_________下工作时的电功率叫作额定功率，通常用P额表示。
(2)用电器__________时的电压叫作实际电压，通常用U实表示，用电器在_________下工作时的电功率叫作实际功率，通常用P实表示。
(3)当U实>U额时，P实_____P额；
当U实＝U额时，P实_____P额；
当U实正常工作
额定电压
实际工作
实际电压
>
＝
<
(4)通常一个用电器只有____个额定电压和____个额定功率(在铭牌中标注)，但可以有多个实际电压和实际功率。灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的_________所决定的，__________越大，灯泡越亮。
一
实际功率
一
实际功率
额定功率
额定电压
一些电器设备的额定功率
电子表：10-5W
手电筒：0.5W
玩具电机：1W
电冰箱：100W
电视机：200W
计算机：200W
洗衣机：500W
微波炉：
1×103W
空调器：
1×103W
电动汽车：
7×104W
学以致用
一台“220 V　800 W”的电炉，正常工作时电炉丝的电阻有多大？假如电路中的电压降低到200 V，电炉丝的电阻不变，这时电炉实际的电功率有多大？
解：电炉正常工作时的电流为：
I＝????????＝800?W220?V＝4011 A
电炉丝的电阻为R＝????????＝220?V4011A＝60.5 Ω
当U实＝200 V时，I实＝????实????＝200?V60.5?Ω≈3.3 A
P实＝U实I实＝200 V×3.3 A＝660 W。
?
思考：上题中，你能否根据欧姆定律和电功率的计算公式，推导出用额定电压和额定功率直接求出电炉丝电阻的表达式？这个表达式有什么应用限制吗？
答案　根据I＝????????可得：P＝UI＝U·????????＝????2????，则R＝????2????。应用条件：电能全部转化为内能的电路中适用，即纯电阻电路。
?
总结提升
电功率的计算公式
基本公式：P＝UI，适用于所有电路
推导公式：P＝I2R＝????2????，仅适用于纯电阻电路
电功率与用电器电阻的关系(适用于纯电阻电路)
串联电路：由P＝I2R得，P1∶P2＝R1∶R2
并联电路：由P＝????2????得，P1∶P2＝R2∶R1
无论是串联电路还是并联电路，电路总功率等于各用电器实际功率之和
电功率的计算公式
基本公式：P＝UI，适用于所有电路
电功率与用电器电阻的关系(适用于纯电阻电路)
串联电路：由P＝I2R得，P1∶P2＝R1∶R2
无论是串联电路还是并联电路，电路总功率等于各用电器实际功率之和
1.根据图中所示的两盏白炽灯的铭牌，可以知道：
(1)两灯均正常发光时，甲灯的电阻　　　(选填“大小”“小于”或“等于”)乙的电阻；?
小于
解析　两灯正常发光时，它们两端的电压均为220 V，甲灯的电功率
P甲＝100 W>P乙＝25 W，由R＝????2????可知甲灯电阻小于乙灯的电阻。
?
(2)两灯均正常发光半小时，甲灯消耗的电能是乙灯的　倍。?
4
解析　两灯均正常发光半小时，根据W＝Pt可知，消耗的电能之比即为功率之比为4∶1，故甲灯消耗的电能是乙灯的4倍。
2.在如图所示的电路中，电源电压6 V保持不变，电阻R1的阻值为20 Ω。当开关S闭合时，电流表的示数为0.2 A，求：
(1) R2的阻值；
解:由电路图知道，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，由欧姆定律知道，电路的总电阻：R总＝????????＝6?V0.2?A＝30 Ω
R2＝R总－R1＝30 Ω－20 Ω＝10 Ω
?
(2)电路消耗的电功率。
解:电路消耗的电功率：P＝UI＝6 V×0.2 A＝1.2 W。
课堂小结
电功率
物理意义
表示消耗电能的快慢
定义
电流所做的功与时间之比
公式
P=????????、P=UI（适用于任何电路）
?
单位
1 kW=103 W
推导公式（纯电阻电路）
P=I2R=????2????
?
测量
灯泡的额定功率与实际功率的关系
测量
设计实验：原理、器材、电路图
进行实验：电路连接、测量
分析处理数据
U实>U额，则P实>P额
U实=U额，则P实=P额
U实灯泡的额定功率与实际功率的关系

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