初中物理沪科版（五四制）(2024)九年级上册（2024）第2节 电功率作业课件ppt

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炎炎夏日，电扇和空调送来清凉，家中的用电量随之增加。从节能角度，提倡空调制冷温度不低于26℃。从经济角度，常说“空调比电扇费电”，这句话中“费电”是什么含义呢？
1. 探究电流做功的快慢
（1）做一做：在家庭电路中，分别让一盏电灯、一台电吹风机单独工作；观察记录电能表铝盘在1min内转动的圈数。（2）实验现象：在相同时间内铝盘转过的圈数不同。在使用电吹风时，1min内转动的圈数多。
（3）实验分析在相同时间内电能表铝盘转动的圈数多，说明接入的用电器消耗的电能多，把电能转化成其他形式的能转化得快，即电流做功快。相反，在相同时间内电能表铝盘转动的圈数少，说明电流做功慢。（4）探究归纳电流做功是有快慢之分的。为了表示电流做功的快慢，物理学中引入了“电功率”这一概念。
W 的单位：焦耳（J） t 的单位：秒（s）P 的单位：瓦特（W）1瓦特=1焦耳/秒
（5）电功率单位 国际单位：瓦特，简称瓦，用符号W表示。 常用单位：千瓦（kW）换算关系： 1kW = 103 W
U 的单位：伏（V）I 的单位：安（A）P 的单位：瓦特（W）1瓦特=1伏特·安培
3. 常见用电器电功率的数量级
视频观看——《一些用电器的电功率》
4. 对电功率的理解（1）电功率的大小与电路两端电压和通过电路的电流两个因素有关，不能单纯地说电功率与电压成正比，与电流成正比。因为加在电路两端的电压变化时，通过电路中的电流也随着变化。电功率大的用电器只能说明该用电器消耗电能快或电流通过该用电器做功快，并不表示电流做的功多。（2）电功率可以反映电流通过用电器时产生的效果。如灯泡的电功率大，说明灯泡正常发光时单位时间内电流通过灯泡做的功多，也就是说，单位时间内灯泡消耗的电能多，那么灯泡的亮度就大。
5. 电功率和电功的区别
焦（J）、千瓦时（kW·h）
瓦（W）、千瓦（kW）
电功率等于电流所做的功与所用时间之比
电功等于电压、电流与通电时间的乘积
6. 电功和电功率的两套单位组合
（1）国际单位制式中若P、t 的单位分别取瓦特（W）、秒（s），那么它们相乘之后，就得到电功的一个单位：焦（J）。 1焦耳= 1瓦特×1秒
根据电功的公式W = Pt 可得电功和电功率的两套单位组合
（2）常用单位式中若P、t 的单位分别取千瓦（kW）、小时（h），那么它们相乘之后，就得到电功的一个单位：千瓦时（ kW·h ）。 1千瓦时= 1千瓦×1小时
【例题1】下列关于电功率的说法中，错误的是（　　）A．电功率是表示消耗电能多少的物理量B．电功率是表示消耗电能快慢的物理量C．用电器的电功率等于它在1s内所消耗的电能D．瓦和千瓦都是电功率的单位，且1kW=1000W
【解析】ABC．电功率表示电流做功快慢的物理量，等于电功与时间之比，用电器的电功率等于它在1s内消耗的电能，故A错误，BC正确；D．较大的电功率用大的单位：kW，较小的电功率用小的单位W，且1kW=1000W，故D正确。 所以选A。
【例题2】小明将某家用电器单独接在该电能表所在的电路中正常工作6min，电能表转盘转动32r。该家用电器的电功率是_____W，该家用电器最有可能是_______（选填“电视机”“节能灯”或“空调”）。
二、额定电压和额定功率
1. 探究用电器的电功率
（1）做一做：将标有“36V 25W”字样的灯泡分别接在24V、36V和40V电路中，观察灯泡在不同电压下的发光情况。（2）实验现象：灯泡在不同电压下的发光情况不同。（3）实验分析：在不同的电压下，同一个用电器的电功率不一样大；用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变。
（1）额定电压U额：用电器正常工作的电压值。（2）额定电流I额：用电器正常工作的电流值。（3）额定功率P额：与额定电压或额定电流对应的电功率。不同的用电器额定功率通常不同。
2. 额定电压、额定功率
“220V” 是它的额定电压； “25W” 是该灯泡在额定电压220V工作时的额定功率。
从表中数据可以看出，某空调的额定功率（1800W）是某电扇（85W）的几十倍；根据W=Pt可知，若电扇和空调工作同样长的时间，空调消耗的电能将是电扇的几十倍，所以我们常说空调“更费电”。
用电器工作时两端的实际电压可能偏离额定电压，从而使用电器工作时的功率偏离额定功率。（1）实际功率：用电器实际工作时的电功率称为实际功率P实。（2）理解实际功率①用电器两端的实际电压明显低于或高于额定电压时，用电器将无法正常工作。②一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率。
4. 额定功率和实际功率的关系（1）当用电器两端的实际电压等于额定电压时 U实 = U额，用电器的实际功率等于额定功率：P实 = P额，用电器正常工作。（2）当用电器两端的实际电压小于额定电压时U实 U额，用电器的实际功率大于额定功率：P实 > P额，用电器不能正常工作，且可能会烧坏。
视频讲解——《额定功率和实际功率》
【例题3】在有些地区的用电高峰时，用电器两端电压会降低。若“220V 60W”的灯泡两端电压降低到200V，若不计灯丝电阻随温度的变化，求灯泡的电阻及其实际功率。
【讨论】若一个额定电压为220V的灯泡接在110V的电路中，则其实际功率是额定功率的几分之一?（假设灯泡的电阻不变）【解析】根据 可知，当灯泡电阻R一定时，灯泡的功率P与两端的电压U2成正比，若电压U降为原来的1/2，则P降为原来的1/4。即其实际功率是额定功率的四分之一。
（1）需要测定的物理量根据公式P=UI，若求小灯泡的电功率，需测定小灯两端的电压与通过的电流。用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，就可以计算出小灯泡的电功率，这种测量方法也叫做伏安法。
根据电功率的表达式，我们可以实时测量用电器两端的电压和通过用电器的电流来计算其实际功率。
（2）实验电路使小灯泡与滑动变阻器组成串联电路，电压表与小灯并联，电流表串联在电路中。移动滑动变阻器的滑片，可以改变小灯泡两端的电压及通过的电流，使小灯泡在不同电压下发光。
（3）选择实验器材 根据小灯泡的额定电压选择实验器材的规格。例如选用的小灯泡标有“2.5V 0.3A”，则电源至少需要2节干电池串联（电压为3V），电压表使用0～3V量程，电流表使用0～0.6A量程。
实验器材：电源、开关、电流表、电压表、 导线、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5V）。
（1）按照电路图连接电路。注意断开开关，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。将电压表和电流表指针调零。
【进行实验与收集证据】
（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。
（3）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.0V（低于额定电压），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。
（4）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.9V（不能超过额定电压的1.2倍），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。
【数据处理】根据公式P=UI 计算出小灯泡的额定功率和实际功率。
【实验结论】 （1）当小灯泡的实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W（2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光较暗。（3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。
【交流讨论】（1）对小灯泡的电功率进行了三次测量，为什么不求小灯泡功率的平均值?【分析】额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值；用电器在不同电压下的实际功率不同，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。
小灯泡的亮度由它的实际电功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
小灯泡的电阻随着灯丝温度的升高而变大。
（2）本实验与伏安法测小灯泡电阻相比较，有哪些异同点？
课堂小影院——《测定小灯泡的电功率》
【例题4】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（　　）A．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率了B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了C．闭合开关前，滑片P应滑到B端D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【解析】 A．额定电压是2.5V时，电流就是额定电流，利用P=UI即可算出小灯泡的额定功率，故A正确，不符合题意；B．闭合开关，小灯泡不发光，有可能是小灯泡短路或断路或者电路其它部分有断路，故B错误，符合题意；C．闭合开关前滑动变阻器应位于最大阻值处，即滑片滑到B端，故B正确，不符合题意；D．通过滑动滑片观察电压表和电流表示数，则小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确，不符题意。故选B。
【例题5】小松同学做“测小灯泡的电功率”实验，他将电源（电压为1.5伏的整数倍且保持不变）、待测小灯（如图所示）、滑动变阻器、电流表、开关串联，并将电压表并联入电路。闭合开关，移动变阻器滑片，记录的部分数据及现象见表。（1）小松判定小灯正常发光的依据是______________；（2）实验中，电压表并联在______________两端（选填“小灯”或“滑动变阻器”），理由是___________；（3）根据相关信息计算出电源电压U_______ 、小灯泡的额定功率________。（需写出主要推理和计算过程）
电流表示数为0.22A
【解析】（1）根据图知，灯的额定电流为0.22A（额定电压不小于3.0V），小松判定小灯正常发光的依据是电流表示数为0.22A。（2）根据表中数据可知，第1次实验时电流表示数I=0.22A，而电压表示数与电流表示数的比值（即电阻）为10Ω，所以第1次实验时电压表示数UV=IR=0.22A×10Ω=2.2V两次实验相比，第2次实验时电路的电流变大，灯的电压应变大，变阻器的电压应变小，故实验中，电压表并联在滑动变阻器两端。（3）根据表中第1组数据可知，电源电压不小于U1=2.2V+3.0V=5.2V而小于U2=2.2V+4.0V=6.2V电压为1.5伏的整数倍且保持不变，故电源电压只能为 U=6V在第1次实验中，可知灯的额定电压为U额=6V-2.2V=3.8V灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.22A=0.836W
P=UI电源、电压表、电流表、 小灯泡、滑动变阻器、开关、导线。如图所示。①根据电路图连接实物，连接电路时开关要断开， 变阻器的滑片要调节到阻值最大端。②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯两端的电压分别等于、低于、略高于额定电压，记录电压表、电流表的示数，观察小灯泡的发光情况。 ③计算出小灯泡的实际功率，并记录在表格中。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。
【解析】A： “千瓦时是电功的单位”；该选项正确。B：“电流在单位时间内做功越多，电功率越大”；该选项正确。C：电功率是表示电流做功快慢的物理量；该选项错误。D：电功率的大小与电功和通电时间有关，因为没有时间，所以无法比较电功率的大小，该选项正确。 故选C。
1．关于电功和电功率，下列说法中不正确的是（ ）A. 千瓦时是电功的单位B. 电流在单位时间内做功越多，电功率越大C. 电功率是表示电流做功多少的物理量D. 电流通过导体消耗的电能越多，电功率不一定越大
【解析】AB．“220V 40W”为灯泡的额定电压和额定功率。灯的工作电压不可能恰好220V。若实际电压低于额定电压，则实际功率小于40W，若实际电压高于额定电压，实际功率大于40W，故AB错误；CD．若灯正常工作，则每秒消耗的电能W=Pt= 40W×1s=40J故C错误，D正确。 故选D。
2. 小叶在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是（　　）A．该灯泡只能在220V电压下工作B．该灯泡的实际功率是40W不变C．该灯泡正常发光时每秒消耗的电能是40WD．该灯泡正常发光时每秒消耗的电能是40J
【解析】电视机正常工作，额定功率为P=150W=0.15 kW 一个月的工作时间 t = 3h×30 =90h一个月内消耗的电能是 W=Pt =0.15 kW×90 h=13.5 kW·h或 P=150W t=3h×30 = 90×3.6×103s=3.24×105s一个月内消耗的电能是W=Pt =150W×3.24×105s = 4.86×107J=13.5kW·h
3. 某电视机的铭牌如图所示，该电视机正常工作，若每天使用3h，一个月用电多少千瓦·时？（按30天计算）
4. 一个“220V 800W”的电炉，正常工作时电阻丝的电阻有多大？假如电路中的电压降低到200V，电阻丝的电阻不变，这时电炉实际的电功率有多大？
5．某同学用如图所示的电路测定额定电压为2.5V、额定功率不大于1W的小灯泡的功率。在连接好的电路中，存在三处错误。请找出： ① ______________________________；② ______________________________；③ _______________________。
电流表正负接线柱接反了
电流表选了大量程
滑动变阻器连接了下面的两个接线柱
【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V、额定功率不大于1W，则通过灯泡的最大电流I=W/P=1W/2.5V=0.4A. 电流表应选小量程（2）图中变阻器接了下面两个接线柱，滑动变阻器连接错误。（3）电流表接入电路时，电流应从正接线柱流入，负接线柱流出，图中第三处错误是电流表正负接线柱接反了。
（3）要测得小灯泡的额定功率，他还应继续将滑动变阻器的滑片向_______（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，若此时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定电功率为______W。
6．为测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图甲所示的电路。（1）正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最____端（选填“左”或“右”）。（2）调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为_______A。