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第2节 电功率
教学目标
1.了解电功率的概念和物理意义，知道用电器的额定电压和额定功率，知道电功率的测量方法，能利用电功率的知识解决生活中的实际问题。
2.通过用物理量之比定义新物理量的方法，建立电功率的概念，发展科学思维。
3.通过小灯泡的电功率随电压变化的演示实验，培养观察、分析、处理信息和得出结论的
能力。
4.经历额定功率和实际功率的学习过程,养成正确使用用电器的习惯。
问题
电风扇(右图)利用扇叶的转动吹出了风，
把电风扇调到不同挡位，吹出的风有什么不同
扇叶转动的机械能是通过电动机从电能转化而来的。
低档时风小，高档时风大。
这两种情况下电流通过电动机做功的快慢有什么不同 我们看完下面的两个视频就更清楚了。
观看“玩具吊车吊起塑料块”“大型吊车吊装金属门窗”这两个视频，你说一说视频中哪台吊车做功快（由于拍摄的原因，看上去似乎大型吊车往上吊装物体的速度慢，实际上视频中的大型吊车往上吊装物体的速度与玩具吊车差不多，甚至更快）？为什么？
根据机械功率的计算公式
可知，因为W =Fs，所以，能够
导出P=Fv。
视频中吊绳的拉力F与被吊重物所受重力G视为相同，被吊
重物所受重力G=mg，这样又能推出P=mgv。
显然，金属门窗的质量远大于塑料块，因此大型吊车的功率远大
于玩具吊车的功率，大型吊车做功比玩具吊车快得多。
塑料块、金属门窗机械能增加，都是由于电流做功，电能转化为机械能。
大型吊车做功比玩具吊车快得多，说明大型吊车的电动机比玩具吊车做功快得多。
那么，左图这两种情况下电流通过转速慢的电动机做功慢，通过转速块的电动机做功快。
电功率
我们通过八年级的学习，已经知道在物理学中用功率表示做功的快慢。
类似地，在物理学中用电功率(electric power)表示电流做功的快慢。
我们通过八年级的学习，还知道了功与做功时间之比叫作功率。
与之类似，电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。
电功率的单位和机械功率一样，也是瓦特。
机械功率的单位是瓦特。
我们八年级学习的机械功用W 表示，完成这些机械功所用的时间用t表示，机械功率用P表示，计算机械功率的公式是
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
W =Fs
我们可以由
和
推导出P=Fv。
我们能否由
和上节学过的电功计算公式W =UIt，推导出一
个新公式呢？
=——
UIt
t
=UI
不同用电器的电功率有所不同。家用电器的电功率一般不会很大。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——千瓦来表示。千瓦的符号是kW，它跟瓦的关系是
1 kW=103 W
有时也需要用比瓦小的单位——毫瓦来表示电功率。毫瓦的符号是mW，它跟瓦的关系是
1mW=10-3W
将公式P=——变形后，可得到 W =Pt，由此可以得到上节介
绍的“千瓦时":电功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能就是1kW·h。
W
t
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
液晶电视的电功率一般是100~200W
空调的电功率通常是1000~3000W
电冰箱的电功率一般是100~200W
电热水器的电功率通常是1000~3000W
发光二极管的电功率约为50mW
额定电压 额定功率
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
小灯泡的电功率随电压变化
右图中小灯泡的螺口位置标有2.5V”，意思是小灯泡应在2.5V电压下工作。
如右图所示，我们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。
用笔画线代表导线按右上角的电路图连接右面的实物图
记录实验数据的表格
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡亮度
1
2
3
把实验数据填入表格，并计算出电功率数值
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡亮度
1
2
3
1.5
0.21
较亮
0.28
2.5
3.0
0.31
很亮
亮
0.315
0.7
0.93
比较不同电压下小灯泡的电功率的视频
(1)在不同的电压下，同一个小灯泡的亮度相同吗
(3)小灯泡的电功率随着它两端的电压升高而如何变化？
分析数据，得出结论
(2)在不同的电压下，同一个小灯泡的电功率一样大吗
不相同
不一样大
小灯泡的电功率随着它两端的电压升高而变大
(4)小灯泡的亮度与它的电功率之间有什么关系？
小灯泡的电功率越大，它的亮度越大。
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;小灯泡的电功率随着它两端的电压而改变。
既然如此，我们就不能泛泛地说一个用电器的电功率是多大，而要指明电压。
用电器正常工作时的电压叫作额定电压(rated voltage)，用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率(rated power)。
通常用电器的铭牌上标有额定电压和额定功率。
电熨斗上标注的“220V500W”,表示额定电压是220V，额定功率是500W。
电烙铁上标注的“220V30W”,表示额定电压是220V，额定功率是30W。
三相异步电动机上标注的“380V22KW”,表示额定电压是380V，额定功率是22KW。
白炽电灯上标注的“12V 40W”,表示额定电压是12V，额定功率是40W。
日光灯上标注的“220V 40W”,表示额定电压是220V，额定功率是40W。
车床照明灯上标注的“24V 50W”,表示额定电压是24V，额定功率是50W。
LED灯上标注的“220V 3W”,表示额定电压是220V，额定功率是3W。
节能灯上标注的“220V 20W”,表示额定电压是220V，额定功率是20W。
我们使用各种用电器时，一定要注意它们的额定电压，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。
额定电压为4.8V的小灯
泡在1.5V电
压下发光暗淡，电功率
为0.2W
额定电压为4.8V的小灯
泡在4.8V电
压下正常发光，电功率
为1.44W
额定电压为4.8V的小灯
泡在6.0V电压下强烈发光，电功率
为1.73W
如果供电存在电压过低或过高等问题，就需要使用稳压器(右图)提供稳定的电压，使用电设备能正常工作。
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
例题
解:
(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=240s，
W =Pt
=4.32x105J
=1800Wx240s
(2)电热水壶的额定电压U=220V，根据P=UI可得通过它的电流
≈8.18A
电功率可以使用电力监测仪直接测量(如右图所示)，
电功率的测量
还可以通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电流（下图），由电功率公式P=UI计算得出。
1.关于电功和电功率的概念，下列说法中正确的是( )
A.用电器的电功率越大，做功就越多
B.用电器的电功率越大，消耗的电能就越多
C.电功率是表示电流做功快慢的物理量
D.电流做功的过程就是电能转化为内能的过程
由公式W=Pt可知，用电器做功多少与电功率和时间有关，用电器的电功率越大，时间未知，做功不一定越多，A错误;
由公式W=Pt可知，不知道做功时间，电功率越大，消耗的电能不一定就越多，B错误;
2.关于电功和电功率的概念，下列说法中正确的是( )
A.用电器的电功率越大，做功就越多
B.用电器的电功率越大，消耗的电能就越多
C.电功率是表示电流做功快慢的物理量
D.电流做功的过程就是电能转化为内能的过程
电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程，D错误。
电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，也是表示电流做功快慢的物理量，C正确;
C
3.关于电功、电能、电功率，下列说法中正确的是( )
A.用电器消耗电能越快，电功率越大
B.家用电器每消耗1度电，产生的热量就是3.6×106 J
C.用电器将电能转化为其他形式的能越多，电功率越大
D.通过导体的电流越大，电流做的功就越多
在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢，故用电器消耗电能越快，电功率越大，A正确;
用电器消耗1度电即3.6×106J即的电能，若是纯电阻电路，产生的热量等于3.6×106J，若是非纯电阻电路，产生的热量小于3.6×106J，B错误;
由W=UIt知道，在电压和通电时间一定时，通过导体的电流越大，电流做的功就越多，D错误。
A
4.(多选)观察右面表格中四种家用电器的铭牌，判断下列说法中正确的是( )
A.空调机消耗的电能不一定比电视机消耗的电能多
B.四种家用电器正常工作时，电风扇的工作电流最大
C.四种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功最快
D.电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000 W
由表中信息可知，空调机的额定功率大于电视机的额定功率，由W=Pt可知，不知道时间大小时，不能判断空调机和电视机消耗电能的大小关系，A正确;
四个用电器额定电压相同，电热水器的额定功率最大，由 P=UI可知，电热水器正常工作时的电流最大，B错误;
A.空调机消耗的电能不一定比电视机消耗的电能多
B.四种家用电器正常工作时，电风扇的工作电流最大
C.四种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功最快
D.电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000 W
A.空调机消耗的电能不一定比电视机消耗的电能多
B.四种家用电器正常工作时，电风扇的工作电流最大
C.四种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功最快
D.电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000 W
电热水器的额定功率最大，因此四种家用电器正常工作时，电热水器的电功率最大，电流通过电热水器做功最快，C正确；
A.空调机消耗的电能不一定比电视机消耗的电能多
B.四种家用电器正常工作时，电风扇的工作电流最大
C.四种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功最快
D.电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000 W
电热水器的电阻R=——=————
电热水器接在110V的电路中，它的实际功率P实=——=————
D错误。
U额2
P额
(220 V)2
2000W
=24.2Ω
U实2
R
(110 V)2
24.2Ω
=500 W,
4.(多选)观察右面表格中四种家用电器的铭牌，判断下列说法中正确的是( )
A.空调机消耗的电能不一定比电视机消耗的电能多
B.四种家用电器正常工作时，电风扇的工作电流最大
C.四种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功最快
D.电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000 W
AC
A.灯泡L的电阻随着电流的增大而减小
B.灯泡L的实际阻值为10Ω
C.灯泡L的实际功率为0.8W
D.定值电阻R的实际功率为6.4 W
5.将灯泡L和定值电阻R以图甲所示方式连在6V的电源上，图乙是灯泡L和R的U-I图像，结合图中信息可知( )
根据图乙可知，直线是定值电阻R的U-I图像，曲线是灯泡L的U-I图像， U-I图像中，在纵轴为电压U的情况下，图线的倾斜程度（斜率）代表灯泡L的电阻值，由图可知曲线的倾斜程度（斜率）随着电流增加而增大，即灯泡L的阻值随电流的增大而增大，A错误;
由图甲可知灯泡L与电阻R串联，根据串联电路的特点，电路中的电流处处相等，且灯泡两端的电压和定值电阻两端的电压之和等于6V。再结合图乙可知符合条件的电流I=0.4A，此时灯泡两端的电压为2V，定值电阻两端的电
压为4V，所以灯泡L的实际阻值RL =——=——
5.将灯泡L和定值电阻R以图甲所示方式连在6V的电源上，图乙是灯泡L和R的U-I图像，结合图中信息可知( )
A.灯泡L的电阻随着电流的增大而减小
B.灯泡L的实际阻值为10Ω
C.灯泡L的实际功率为0.8W
D.定值电阻R的实际功率为6.4 W
UL
I
2V
0.4A
=5Ω,B错误；
A.灯泡L的电阻随着电流的增大而减小
B.灯泡L的实际阻值为10Ω
C.灯泡L的实际功率为0.8W
D.定值电阻R的实际功率为6.4 W
5.将灯泡L和定值电阻R以图甲所示方式连在6V的电源上，图乙是灯泡L和R的U-I图像，结合图中信息可知( )
定值电阻R的实际功率PR=IUR=0.4A×4 V=1.6 W,D错误。
灯泡L的实际功率PL=IUL=0.4A×2V=0.8W， C正确;
C
6.做“测定小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干。
(2)连接电路时，断开开关，变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
请按要求完成下列实验内容:
左
6. 做“测定小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干。
(3)通过移动滑片P,分别记录多组对应的电压表和电流表的示数，绘成了图乙所示的U-I图像，则小灯泡的额定功率是 W。
P=UI
根据图像乙可知，小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，电路中电流为0.2A，则其额定功率为
=0.5 W。
=2.5 V×0.2 A
0.5
(4)由图乙看出，小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线，由此可推断出小灯泡的电阻是 (选填“不变”或“变化”)的。
由图乙看出，在纵轴为电压U的情况下，曲线的倾斜程度（斜率）越来越大，说明小灯泡电阻受到温度的影响在逐渐变大。
6. 做“测定小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干。
变化
7.甲、乙两个电灯的铭牌上分别标有“220V 25 W”和“220V 100 W”的字样，下列说法中正确的是（ ）
A.甲灯的实际功率一定是25 W
B.两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110 V电路中，它的实际功率为50 W
由甲灯铭牌可知，甲灯只有在额定电压下工作时，功率才等于25W，A错误；
7.甲、乙两个电灯的铭牌上分别标有“220V 25 W”和“220V 100 W”的字样，下列说法中正确的是（ ）
A.甲灯的实际功率一定是25 W
B.两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110 V电路中，它的实际功率为50 W
根据W=Pt可知，正常发光时灯泡消耗的电能与通电时间有关，因此无法确定它们的大小关系，C错误;
B
小结
W
t
U2
R
P=——
谢谢观看
Thanks!
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