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2.3 电路中的电能
第3课时 电功率和电功的计算公式
1、将L1“6V 3W”和L2“6V 1.5W”串联连接在电路中，观察两
盏灯的亮度；
串联连接：
1.5W的灯亮
2、将上述两灯并联连接在同一电路中，观察两盏灯的亮度。
为什么同样两只灯泡并联、串联接入同一电路，亮度会相反？小灯泡的电功率跟什么因素有关？
并联连接：
3W的灯亮
亮
亮
小灯泡的电功率跟哪些因素有关
目标：设计实验，探究影响小灯泡的电功率的因素。
器材：2只不同功率的小灯泡，电流表、电压表各2只，开关，电池组，
导线等。
过程：把小灯泡接到电路中，不同功率的灯泡发光的亮度是不同的。灯
泡越亮，灯泡的电功率就越大。那么，灯泡的电功率跟哪些因素
有关 下面让我们以小灯泡为例，探究小灯泡电功率跟哪些因素
有关。
四、电功率和电功的计算公式
1.提出问题：
小灯泡的电功率跟哪些因素有关？
2.建立假设：
（1）小灯泡的电功率跟电压有关，电压越高，电功率就越大。
（2）小灯泡的电功率跟电流有关，电流越大，电功率就越大。
你还能提出什么假设？
（3）小灯泡的电功率可能还跟电阻大小、通电时间长短有关。
通过观察 来判断小灯泡电功率大小。
小灯泡的亮度
若要研究小灯泡的电功率跟电流和电压的关系，需要运用控制变量的方法进行实验研究。
3.设计实验方案：
（1）研究小灯泡的电功率跟电流的关系，就要控制小灯泡两端电压不变。为此，我们可以把 2 只不同的小灯泡按图2.3-8所示方式并联在电路上，从而控制它们两端电压相等，用电流表分别测量通过小灯泡的电流。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，看看电功率大小跟电流有什么关系。
研究电功率跟电流的关系
并联：
控制2只小灯泡两端电压相等。
（1）研究电功率跟电流的关系
数据记录表1
变量控制：
电压相等，电流不等
电路连接方式：
并联
灯L1(2.5v0.3A) 灯L2(3.8v 0.3A)
条件控制(电压)
亮度(亮、暗)
电流/安
2.5V
2.5V
暗
亮
0.3A
0.1A
现象：
通过电流大的灯泡更亮。
结论：
电压相等时，通过灯泡的电流越大，灯泡的电功率越大。
（2）研究小灯泡的电功率跟电压的关系，就要控制通过小灯泡的电流不变。为此，我们可以把 2 只不同的小灯泡按图2.3-9所示方式串联在电路上，从而控制通过它们的电流相等，用电压表分别测量小灯泡两端的电压。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，看看电功率大小跟电压有什么关系。
研究电功率跟电压的关系
串联：
控制通过2只小灯泡的电流相等。
变量控制：
（2）研究电功率跟电压的关系
电流相等，电压不等
电路连接方式：
串联
灯L1(2.5v0.3A) 灯L2(3.8v0.3A)
条件控制(电流)
亮度(亮、暗)
电压/伏
相等
相等
亮
暗
1.5V
2.2V
数据记录表2
现象：
两端电压大的灯泡更亮。
结论：
电流相等时，灯泡两端的电压越大，灯泡的电功率越大；
4．进行实验，收集证据：
按照上面设计的方案进行实验，并把收集到的数据和观察到的现象分别记录在表 2.3-2 和表 2.3-3 中。
研究小灯泡的电功率跟电流的关系表
研究小灯泡的电功率跟电流的关系表
5.分析与论证：
灯L1(2.5V 0.3A) 灯L2(3.8V 0.15A)
条件控制(电压) 2.5V(相等) 2.5V(相等)
亮度(亮、暗) 亮 暗
电流/安 0.3A 0.1A
（1）在电压相等时，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。
灯L1(2.5V 0.3A) 灯L2(3.8V 0.3A)
条件控制(电流) 相等 相等
亮度(亮、暗) 暗 亮
电压/伏 1.5V 2.2V
（2）在电流相等时，小灯泡两端的电压越大，小灯泡的电功率越大。
研究小灯泡的电功率跟电流的关系表
研究小灯泡的电功率跟电流的关系表
小灯泡的电功率大小跟小灯泡两端的电压、通过小灯泡的电流有关,小灯泡两端电压越大、通过的电流越大，小灯泡的电功率越大。
进一步实验表明，用电器的电功率等于用电器两端电压与通过用电器电流的乘积。
1、电功率计算公式：
P=UI
P 表示电功率；
U 表示电压；
I 表示电流。
2、电功率的单位：
1瓦 =
U=
P
I
I=
P
U
变形公式：
U的单位为伏，I单位为安，则：
瓦
1伏·安
公式 P = 与 P = UI 有什么不同？
W
t
P = 是功率的定义式，适用于一切功率的计算，包括机械功。
W
t
P = UI 只适用于计算电功率，也可用来测量用电器的电功率。
由公式 P = 和 P = UI 推导得出：
W
t
这就是说，电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积。
根据公式 W ＝ UIt，电功单位焦耳也可表示为：
W =UIt
3、电功的计算公式：
1 焦＝ 1 伏·安·秒
(1J = 1V·A·s)
例题 将图 2.3-6所示的节能灯接在220V的电路中，通过灯泡的电流有多大？这只节能灯正常工作2h消耗多少电能？消耗电能为多少度？
解：灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 11 W。
当节能灯接在 220 V的电路中时，
电流：I＝ P/U ＝11 W/220 V = 0.05 A
消耗电能：W ＝ Pt = 11 W ×2×3600 s = 79200J
答：当节能灯接在 220 V的电路中时，通过灯泡的电流为 0.05 A，
节能灯消耗的电能为 79200 J，即为0.22度。
W ＝ Pt = 0.11 kW ×2h = 0.22kW h=0.22度
例1 一盏标有”220V 100W”字样的电热器。
(1)正常工作时通过电热丝的电流是多少？
(2)当把它接到110V的电路中时，它的实际功率是多少？
解: （1）正常工作电流I=P额/U额=100W/220V=0.45A
（2）R=U额2/P额=(220V)2/100W=484Ω
P实=U实2/R =(110V)2/484Ω=25W
答：正常工作时通过灯丝的电流0.45A；当把它接到110V的电路中时，它的实际功率是25W
例题2 有”220V 100W”用电器一只，把它接在110伏的电路中，
实际功率为 （ ）
A. 100W B. 75W C. 50W D. 25W
【练习1】1 千瓦时的电可供“PZ220-40”的灯泡用多少小时？
D
25小时
【练习2】某LED 灯用电压为6 伏的电源供电，正常工作电流为300 毫
安。那么，此LED灯正常工作时的功率为多少？
1.8瓦
数学方法
数学方法是指在描述、解释以及解决科学问题时，所采用的数学理论、方法和技巧的总和。例如，根据物体的速度和运动时间可计算路程；根据电压、电流可计算电阻、功率等量。数学计算是根据科学原理建立的数学公式，进行定量分析与计算的方法。
方法与技能
课堂练习
1、下列说法正确的是 ( )
A．额定功率大的用电器，电流做的功一定多
B．白炽灯的实际功率决定灯泡的明暗程度
C．两盏灯分别标有“220V 40W”和“220V 60W”，因为其正常
工作的电压一样，所以电功率也一样
D．一只标有“220V 25W”的灯泡，只能在220伏的电压下工作，
且实际电功率也只能是25瓦
B
2、下列规格的灯泡，正常工作时最亮的是（ ）
A. PZ110－40 B. PZ110－100；
C. PZ220－25 D. PZ220－60。
B
3、两导体电阻之比4:5，若将它们串联接入电路中工作时，相同时间内两电阻消耗电能之比为 ，若将它们并联接入电路中工作时，相同时间内两电阻消耗电能之比为 _____ 。 　
4:5
5:4
4、有一只节能灯接在220 V的家庭电路中，通过它的电流为90 mA，计算这只灯使用5 h消耗多少度电？
解：90 mA=0.09 A
W=UIt =220 V×0.09 A×5 ×3600s=356400J=0.099 kW·h
答：这只节能灯工作5 h消耗的电能是0.099 kW·h，即0.099 度。
5、某功率为20W的LED吸顶灯，接在220V的照明电路中，通过吸顶灯的电流为多少安？它工作1h消耗的电能为多少焦？
解：由P=UI得通过吸顶灯的电流
I=P/U=20W/220V ≈ 0.09A
工作1h消耗的电能
W = Pt = 20W×3600s = 7.2×104J
答：通过吸顶灯的电流为0.09A，工作1h消耗的电能为7.2×104J。
再见

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