九年级物理（第十八章 电功率）第2节 电功率（人教版 学习、上课课件）

第2节电功率第十八章电功率 逐点导讲练课堂小结作业提升学习目标课时讲解1课时流程2电功率额定电压额定功率电功率的测量、电功率的推导公式 知识点电功率知1－讲感悟新知11.物理意义：表示电流做功的快慢。2.定义：等于电功与时间之比(比值定义法)。知识链接比值定义法：就是用几个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比如速度、密度、压强、功率、热值和电功率等。 知1－讲感悟新知3.定义式：P=(求功率)。变形式：W=Pt(求电功)、t=(求时间)。 知1－讲感悟新知4.P=与v=的比较(如图1所示，类比思想)。•••• 知1－讲感悟新知5.公式：P=UI。推导：P===UI。说明：电功率的定义式P=和公式P=UI适用于任何情况的计算，没有条件限制。 知1－讲感悟新知6.两套单位电能W时间t功率P单位1JsW单位2kW·hhkW单位换算关系1kW·h=3.6×106J1h=3600s1kW=103W 知1－讲感悟新知易错提示电功率是表示电流做功快慢的物理量，而不是表示电流做功多少的物理量。用电器功率大，说明用电器消耗电能快，但消耗的电能不一定多。 知1－讲感悟新知特别提醒两套单位不能混用:若电能W的单位用“kW·h”，则电功率P的单位为kW，时间t的单位为h。若电能W的单位用“J”，则电功率P的单位为W，时间t的单位为s。 感悟新知知1－练某会议室里安装了100只相同的LED节能灯，这些灯全部正常发光2h，且无其他用电器工作，电能表的示数由变为。已知每只灯正常工作时的电压为220V，则通过每只灯的电流为_____A；实验表明，1只这样的节能灯与1只60W的白炽灯正常发光时亮度相等。与使用60W的白炽灯相比，100只这样的节能灯正常发光2h可节能_____kW·h。例10.059.8 感悟新知知1－练解题秘方：计算相同时间内节能灯所节省电能的一般方法：先分别求出节能灯与白炽灯在这段时间内各自消耗的电能，然后用求差的方法求出可节省的电能。 感悟新知知1－练解析：消耗的电能W=5863.5kW·h－5861.3kW·h=2.2kW·h，1只LED灯消耗的电能W′===0.022kW·h=79200J，通过每只灯的电流I===0.05A。100只60W的白炽灯正常工作2h消耗的电能W″=P″t=100×0.06kW×2h=12kW·h。使用LED灯可节能ΔW=W″－W=12kW·h－2.2kW·h=9.8kW·h。 感悟新知知1－练一题多解100只节能灯的总功率P总===1.1kW，100只白炽灯的总功率P总′=0.06kW×100=6kW，工作2h可节省的电能W节=(P总′－P总)t=(6kW－1.1kW)×2h=9.8kW·h。 感悟新知知1－练1-1.[中考·达州]小明家的电能表面板如图2所示，图中电能表的示数为________kW·h，他家同时使用的用电器总电功率不能超过________W，家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际电功率为________W。219.622001200 感悟新知知1－练[中考·福建]如图3所示是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω。闭合开关S，电路的总电流为1A。求：例2 感悟新知知1－练解题通法：求串、并联电路的总电功率可采用以下两种思路：(1)先分别求出各用电器的电功率，再用求和关系式P总=P1+P2求总电功率。(2)先求出电路的总电压和总电流，再用计算式P总=U总I总求总电功率。 感悟新知知1－练(1)通过R1的电流；解：由电路图知，两个电阻并联，根据并联电路电压特点知，R1和R2两端的电压U1=U2=U=6V，通过R1的电流I1===0.6A。 感悟新知知1－练(2)电阻R2的阻值；解：根据并联电路电流特点知，通过R2的电流I2=I－I1=1A－0.6A=0.4A，由I=知，R2===15Ω。 感悟新知知1－练(3)电路消耗的总电功率。解：电路消耗的总电功率P=UI=6V×1A=6W。 感悟新知知1－练2-1.[中考·常德]在如图4甲所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为30Ω，闭合开关S，两电流表的指针均指在表盘正中位置(如图乙所示)。 感悟新知知1－练(1)求电源电压U。解：由并联电路的电流特点可知，干路电流大于支路电流。A2的示数应大于A1的示数，A2选用大量程，A1选用小量程。由图乙可知，A1的示数为0.3A，A2的示数为1.5A，电源电压U＝U2＝U1＝I1R1＝0.3A×30Ω＝9V。 感悟新知知1－练(2)求电阻R2的功率。解：通过R2的电流I2＝I－I1＝1.5A－0.3A＝1.2A，则电阻R2的功率P2＝U2I2＝9V×1.2A＝10.8W。 感悟新知知1－练(3)现用电阻R替换原来的两个电阻中的一个，发现替换前后只有一个电流表的示数发生了变化，且电路的总功率变化了1.2W。求电阻R的阻值。(结果保留1位小数)解：由于无论更换哪个电阻，干路电流一定会发生变化，所以示数不变的是电流表A1，因此被替换的电阻为R2；原来电路的总电功率P＝UI＝9V×1.5A＝13.5W，则更换电阻后电路的总功率P′＝P＋ΔP＝13.5W＋1.2W＝14.7W或P″＝P－ΔP＝13.5W－1.2W＝12.3W。 感悟新知知1－练①当P′＝14.7W时，由P＝UI可知，干路电流I′＝＝＝A，由并联电路的电流特点可知，此时通过R的电流IR＝I′－I1＝A－0.3A＝A，由欧姆定律可知，R＝＝≈6.8Ω。 感悟新知知1－练②当P″＝12.3W时，干路电流I″＝＝＝A，此时通过R的电流IR′＝I″－I1＝A－0.3A＝A，由欧姆定律可知，R′＝＝≈8.4Ω；因此电阻R的阻值为6.8Ω或8.4Ω。 知识点额定电压额定功率知2－讲感悟新知21.额定电压与额定功率(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。2.实际电压与实际功率(1)实际电压：用电器实际工作时的电压。实际电压可以等于额定电压，也可以高于或低于额定电压。•••••• 知2－讲感悟新知(2)实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率。实际功率也可以等于其额定功率，但是，若实际电压高于额定电压，则实际功率大于额定功率，用电器有可能损坏；若实际电压低于额定电压，则实际功率小于额定功率，用电器不能正常工作。•••••• 知2－讲感悟新知3.用电器的铭牌：以白炽灯的铭牌为例，如图5所示。(1)220V——用电器的额定电压。(2)100W——用电器的额定功率。 知2－讲感悟新知知识详解额定功率与实际功率的联系与区别：物理量额定功率实际功率区别定义用电器在额定电压下工作时的功率用电器在实际电压下工作时的功率是否变化不随实际电压的改变而改变随实际电压的改变而改变联系U实>U额，P实>P额；U实=U额，P实=P额；U实<U额，P实<P额 感悟新知知2－练[中考·郴州]如图6甲所示，把标有“6V3W”的灯泡L和滑动变阻器R串联接入恒定电压为9V的电源上，例3 感悟新知知2－练通过L的电流I与L两端电压U的关系如图乙所示，则L正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻是______Ω；当电路中电流为0.4A时，L的实际功率是______W。61.6 感悟新知知2－练解题秘方：理解额定电压和额定功率的定义，是求用电器正常工作时电流的前提；求灯的实际功率，找准已知电流对应的电压值是关键。 感悟新知知2－练解析：灯泡L与滑动变阻器R串联，灯泡正常发光时，R两端的电压UR=U－UL=9V－6V=3V，由图乙可知，此时电流为0.5A，滑动变阻器接入电路中的电阻R====6Ω；当电路中电流为0.4A时，由图乙可知，L两端的电压UL′=4V，则灯泡L的实际功率PL′=UL′IL′=4V×0.4A=1.6W。 感悟新知知2－练特别提示：当用I-U图象提供关于灯泡的有关信息时，一定要注意灯丝电阻是变化的，计算对应电流下的实际功率，要由图象找出对应的电压值，然后用公式P=UI计算灯泡的实际功率。 感悟新知知2－练3-1.[中考·云南]某教室共有20盏“220V40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为______Ω；如果改用20盏“220V13W”的LED灯，不仅亮度相当，而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约______度电。12102.7 感悟新知知2－练3-2.[中考·哈尔滨]有一只标有“3.8V0.3A”的小灯泡。其中“3.8V”是指小灯泡的_________。将小灯泡接在3.0V的电路中，实际的电功率是______W。(灯丝电阻不变，结果保留两位小数)额定电压0.71 知识点电功率的测量、电功率的推导公式知3－讲感悟新知31.电功率的测量(1)测量出用电器两端的电压和流过用电器的电流，运用公式P=UI计算用电器实际的电功率。(2)利用电能表测量出某用电器工作一段时间t内所消耗的电能W，然后由电功率的定义式P=计算它的实际功率。 知3－讲感悟新知2.电功率的两个推导式(1)由P=UI和I=可得：P=。该推导式通常用于并联电路电功率的计算，或已知某用电器电阻而计算该用电器的电功率，或用于分析并联电路的电功率大小。•••• 知3－讲感悟新知(2)由P=UI和U=IR可得：P=I2R。该推导式通常用于串联电路中部分电路的电功率计算，或用于分析串联电路的电功率大小。•••• 知3－讲感悟新知3.在纯电阻电路中，电功率与电阻的关系串联电路电功率跟电阻成正比：=并联电路电功率跟电阻成反比：=••••• 知3－讲感悟新知深度理解对比定义式、公式与推导式：表达式适用范围定义式P=任何电路公式P=UI任何电路推导式P=P=I2R纯电阻电路 感悟新知知3－练[中考·遂宁]小王为了延长楼道路灯使用寿命，将标有“220V100W”和“220V40W”的两只灯泡串联使用。他观察两灯发现“220V100W”的灯丝较______(填“粗”或“细”)，二者串联使用时，该灯泡的亮度较______(填“亮”或“暗”)。例4粗暗 感悟新知知3－练解题秘方：由推导式P=的变形式R=分析并比较两灯电阻的大小，从而判断两灯丝的粗细。串联时，电阻大的分得的电压高，实际功率大，亮度大。 感悟新知知3－练解析：由推导式P=可得R=，电压U相同时，功率越大的灯泡，其电阻越小，则“220V100W”的灯泡灯丝电阻小。又知道灯丝的电阻与灯丝的材料、长度、横截面积有关，在其他因素相同时，灯丝越粗，电阻越小，因此“220V100W”的灯丝粗；二者串联使用时，电路中的电流相同，“220V100W”的灯泡灯丝电阻小，由P=I2R可得，“220V100W”的灯泡实际功率小，所以会暗一些。 感悟新知知3－练特别提醒：若题目标明“灯丝电阻不变”，计算灯丝电阻或求灯的实际功率，都可以用推导式P=。 感悟新知知3－练4-1.[中考·江西]如图7所示，电源电压恒定不变，灯L1标有“3V3W”字样，灯L2标有“3V6W”字样，闭合开关S，两灯均正常发光。求： 感悟新知知3－练(1)灯L1的电阻；解：由图可知，两灯并联，电流表测量干路电流，两灯正常发光。(1)由P＝可得，灯L1的电阻R1＝＝＝3Ω。 感悟新知知3－练(2)电流表的示数；解：已知并联电路中干路电流等于各支路电流之和，由P＝UI可得，干路电流为I＝I1＋I2＝＋＝＋＝1A＋2A＝3A，即电流表的示数为3A。 感悟新知知3－练(3)电路消耗的总功率。解：电路消耗的总功率P＝P1＋P2＝3W＋6W＝9W。 感悟新知知3－练如图8所示，电源电压保持不变，R为定值电阻，灯泡L标有“6V3W”字样，当开关S、S1同时闭合时，灯泡L正常发光；当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A(设灯丝电阻不受温度影响)。求：例5 感悟新知知3－练解析：求串联电路(纯电阻电路)中部分电路的电功率，首选推导式“P=I2R”。 感悟新知知3－练(1)电源电压。解：当开关S、S1同时闭合时，等效电路如图9甲所示，灯泡L正常发光，电源的电压U=UL额=6V。 感悟新知知3－练(2)电阻R的阻值。解：灯丝的电阻RL===12Ω。当开关S闭合、S1断开时，等效电路如图乙所示，灯泡L与R串联，电路中的总电阻R总===30Ω，电阻R的阻值R=R总－RL=30Ω－12Ω=18Ω。 感悟新知知3－练(3)当开关S闭合、S1断开时，灯泡L消耗的实际功率。解：灯泡L的实际功率PL=I2RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W。 感悟新知知3－练方法归纳：分析开关转换型电路可采用等效法，即先分析出每种情况对应的等效电路，也可画出等效电路图。本例题，开关S、S1同时闭合的等效电路如图9甲所示，开关S闭合、S1断开的等效电路如图乙所示。 感悟新知知3－练5-1.如图10所示，电源电压U=6V且保持不变，R1=10Ω，R2是最大阻值为60Ω的滑动变阻器，L是标有“6V0.72W”字样的灯泡，灯泡灯丝电阻不变。 感悟新知知3－练(1)求灯泡的电阻大小；解：已知灯泡的额定电压和额定功率，灯丝电阻RL＝＝＝50Ω。 感悟新知知3－练(2)当开关S1、S2都断开时，求灯泡的实际功率；解：当S1、S2都断开时，R1和灯泡串联，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，由欧姆定律可知电路中的电流I＝＝＝0.1A，由P＝I2R可知此时灯泡的实际功率P＝I2RL＝(0.1A)2×50Ω＝0.5W。 感悟新知知3－练(3)闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑片P，当电流表示数最小时，这个电路消耗的电功率是多少？解：当S1、S2都闭合时，R2与灯泡并联，并联电路各支路两端电压相等，当滑动变阻器的电阻全部连入电路时，干路电流最小、电流表的示数最小，此时通过滑动变阻器的电流I2＝＝＝0.1A， 感悟新知知3－练通过灯泡的电流IL＝＝＝0.12A，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流I总＝I2＋IL＝0.1A＋0.12A＝0.22A，整个电路消耗的电功率P总＝UI总＝6V×0.22A＝1.32W。 电功率电功率物理意义额定电压正常工作时的电流额定功率定义、定义式P=公式推导式P=UIP=P=I2R