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第十五章　电功和电热
第二节　电功率
1.在物理学中,用_______描述电流做功的快慢,由功率的公式_______和电功的公式_______,可得电功率的计算公式是_______,由公式可知电功率与_______和_______有关。
预习清单
电功率
P=Wt
?
W=UIt
P=UI
电压
电流
2.电功率的单位是_______,简称_______,符号为_______;常用的单位是_______,符号为_______,它们之间的换算关系是 1 kW=_______W。
3.用电器正常工作时的电压叫作_________,用电器在额定电压下工作时的电功率叫作_________。
预习清单
瓦特
瓦
W
千瓦
kW
1 000
额定电压
额定功率
课程导入
夜晚,电视、电灯等用电器会同时工作的。它们都在消耗电能,它们消耗电能的快慢一样吗? 你是如何判断的?
任务一：认识电功率
两个不同规格的灯泡(如25 W 和100 W),串联接入电路中,闭合开关, 灯泡的亮度有差异。
同样是灯泡,串联接入同一电路中,为什么它们的亮度却不同? 它们消耗电能的快慢一样吗?
任务一：认识电功率
任务一：认识电功率
任务一：认识电功率
任务一：认识电功率
思考：这些用电器消耗电能的速度有差异,如何科学地描述这种差异?
类比引入：就像我们用速度描述运动的快慢,用功率描述做功的快慢,电流做功的快慢也可以用一个物理量表示——电功率。
电功率是描述电流做功快慢的物理量,符号为P。
任务一：认识电功率
为什么功率大的用电器耗电更快?
结合速度、功率的概念,尝试用自己的话解释“电功率”的含义。
提示：从“快慢”这个关键词出发,进行总结。
电功率的物理意义：电功率越大,电流做功越快,用电器消耗电能就越快。
任务一：认识电功率
针对学生提出的“消耗电能多是否一定功率大”的疑问,举例辨析：100 W 的灯泡工作1小时与25 W 的灯泡工作5小时,谁消耗的电能多? 谁的功率大?
明确“功率与消耗的电能和时间无关,只反映用电器消耗电能的快慢”。
任务一：认识电功率
误区警示：电能(W )和电功率(P)是两个不同的物理量,电能是电流做的总功,单位是焦耳(J)或千瓦时(kW·h);电功率在数值上等于单位时间内做的功,单位是瓦特(W)。
提示：可类比“路程与速度”理解。
任务二：电功率的计算公式
推导公式：电功公式W =UIt,电功率P=W?t=UI,可知“电功率等于电压与电流的乘积”,电功率P=UI和欧姆定律公式I= UR可推导出I= PU?和R= U2?P。
?
任务二：电功率的计算公式
例题：某同学做实验时,测得一个灯泡两端的电压是2.5 V,通过灯泡的电流是0.2 A。试求灯泡的电阻和电功率。
灯泡的电阻R?=UI= 2.5?V0.2?A=12.5 Ω，
灯泡的电功率P=UI=2.5 V×0.2 A=0.5 W。
?
公式P=UI的普适性：无论用电器是电阻、灯泡还是电动机,只要知道电压和电流,就能用这个公式计算它们工作时的电功率。
任务三：额定功率和实际功率
讲解：
(1)额定电压：用电器正常工作时的电压。
(2)额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率。
储水式电热水器的参数“220 V 3 000 W”,表示该电热水器的额定电压是220 V,额定功率是3 000 W;电水壶的参数“220 V 1 500 W”,表示该电水壶的额定电压是220 V,额定功率是1 500 W。
任务三：额定功率和实际功率
提出问题：用电器只有在额定电压下才能正常工作。如果电压高于或低于额定电压,会出现什么情况呢?
提示：用电器实际工作时的电压称为实际电压,用电器在实际电压下工作时的功率称为实际功率。
猜测：电压过高时,可能会烧坏用电器;电压过低时,用电器可能无法正常工作。
任务三：额定功率和实际功率
额定电压是用电器设计时确定的最佳工作电压,只有在额定电压下,用电器才能达到额定功率,实现正常工作。
实例：家里的电视机在额定电压下播放的图像清晰、声音正常,若电压过低,可能会出现画面卡顿、声音变小的情况。
强调：实际功率是用电器实际工作时的功率,其大小由实际电压决定,而灯泡的亮度是判断实际功率大小的直观依据。
任务三：额定功率和实际功率
电压略高于额定电压,用电器一定会损坏吗?
提示：短时间内电压略高可能不会立即损坏用电器,但长时间如此使用会缩短用电器的寿命,所以应尽量让用电器在额定电压下工作。
任务四：测量小灯泡的电功率
进行实验：调节滑动变阻器的滑片,改变小灯泡两端的电压,先后使电压表的示数小于、等于、略大于小灯泡的额定电压。
任务四：测量小灯泡的电功率
根据公式P=UI计算不同电压下小灯泡的实际功率,小组内分析数据规律。
任务四：测量小灯泡的电功率
对比实验中小灯泡在不同电压下的功率和小灯泡的亮度差异,想一想,实际功率与额定功率之间有什么关系? 小灯泡的亮度由什么决定?
任务四：测量小灯泡的电功率
总结：当实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率;当实际电压低于额定电压时,实际功率小于额定功率;当实际电压高于额定电压时,实际功率大于额定功率。灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。
任务四：测量小灯泡的电功率
教师引导学生梳理结论：U实=U额→P实=P额(正常工作); U实U额→P实>P额(可能损坏用电器,较亮)。
引申关联：额定功率为9 W 的LED 灯与额定功率为 60 W 的白炽灯亮度相当,说明了什么?
任务四：测量小灯泡的电功率
例题：LED灯具有节能、环保等特点。一个LED 灯的额定电压为220 V,额定功率为9 W。该LED灯的额定电流是多大? 与白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约85%的电能,这个LED灯与额定功率为多大的白炽灯亮度相当?
任务四：测量小灯泡的电功率
分析：根据额定功率和额定电压可求出额定电流;LED灯可以节约85%的电能,说明在达到相同亮度的条件下,它的额定功率只相当于白炽灯的15%。
核心总结
1.电功率(P)是描述电流做功(耗电)快慢的物理量,单位为瓦特(W)。
2.电功率与电能的区别：电功率只体现“快慢”,与消耗电能多少和工作时间无关。
核心总结
3.基础公式有P= P=W?t(定义式,普适,需单位统一)和P=UI(推导式,普适,知U、I 即可算电功率);变形公式为I= PU?和R= U2?P(仅适用于白炽灯、电阻器等纯电阻用电器,用于计算电流或电阻)。
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核心总结
4.额定参数(U额、 P额)是用电器正常工作的固定设计参数(如“220V 100W”);实际参数(U实、 P实)随电路电压变化。两者关系：U实=U额时, P实=P额(正常工作);灯泡亮度仅由P实决定, P实越大,灯泡越亮。
5.通过“测量灯泡电功率”实验可知：U实=U额→P实=P额(正常发光); U实U额→P实>P额(较亮,长期易损坏)。
1.下列物理量中,用来表示电流做功快慢的是 ( )
A.电流 B.电压 C.电功 D.电功率
2.某灯泡的铭牌上标有“PZ220-60”,其中“60”的物理意义是 ( )
A.该灯泡的实际电压为60 V
B.该灯泡的实际功率为60 W
C.该灯泡的额定电压为60 V
D.该灯泡的额定功率为60 W
课堂评价
D
D
3.当用电器两端的实际电压小于其额定电压时,该用电器的实际功率与额定功率的关系是 ( )
A.实际功率大于额定功率
B.实际功率等于额定功率
C.实际功率小于额定功率
D.无法确定
课堂评价
C
4.一个用电器在10 s内消耗的电能为200 J,则该用电器的电功率为多少?
?????????????=Wt=200?J10?s=20 W。
?
课堂评价
5.已知一个定值电阻两端的电压为220 V,通过它的电流为0.5 A,求该定值电阻的电功率。
P=UI=220 V×0.5 A=110 W。
6.一个电功率为1 000 W的电水壶,正常工作1 min,消耗的电能为多少焦耳?
W=Pt= 1 000 W×60 s=6×104 J。
课堂评价

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