初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）第十五章 电能与电功率15.2 电功率作业课件ppt

这是一份初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）第十五章 电能与电功率15.2 电功率作业课件ppt，共57页。PPT课件主要包含了电功率，“千瓦·时”的来历，电功率的计算，表示电流做功的多少，表示电流做功的快慢，对电功率的理解，通过R3的电流，先变大后不变等内容，欢迎下载使用。
1. 实验：电流做功的快慢
（1）物理意义： 电功率是表示电流做功快慢的物理量。（2）实质：在物理学中，把电流在某段时间内所做的功与这段时间的比叫做电功率，用字母 P 表示。
（3）单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦，用符号 W 表示。常用单位还有千瓦 (kW)，1 kW＝1000 W。
（4）定义式 (适用于所有电路)
1. 实验：探究灯泡的电功率与哪些因素有关
（2）探究电功率与电流的关系：如图乙所示，将两个灯泡并联接入电路，用电流表分别测出通过两个灯泡的电流，观察灯泡的亮度，将数据和现象填入表中
（1）转换法：通过比较灯泡的亮度来比较电功率的大小。（2）控制变量法：在探究电功率与电压的关系时，将两个灯泡串联，控制电流不变；在探究电功率与电流的关系时，将两个灯泡并联，控制电压不变。
（1）计算式(适用于所有电路)
（2）推导式(只适用于纯电阻电路)
3. 串联、并联电路中电功率的特点
串联电路中各用电器的电功率与电阻成正比，即
并联电路中各支路用电器的电功率与电阻成反比，即
4. 电功和电功率的区别与联系
W = UIt，W = Pt
焦耳(J)、千瓦·时 (kW · h)
瓦(W)、千瓦 (kW)
（2）R 的电功率 PR ＝UIR ＝220 V×2A＝440 W。（3）L 工作 100 s 消耗的电能 W ＝Pt ＝50 W×100 s ＝5 000 J。
A. 由 P ＝UI 可知，用电器两端的电压越高，电流做功越快B. 通过用电器的电流做功越多，则用电器的电功率就越大C. 用电器的电功率越大，电流做功就越多D. 标有“110 V 10 W”的用电器可能比标有“220 V 40 W ”的用电器消耗的电能多
A. 消耗电能更多B. 消耗电能更快C. 消耗电能更少D. 消耗电能更慢
串联、并联电路中电功率的简单计算
（1）求电源电压。（2）当滑片 P 位于滑动变阻器 RP 中点时，电流表 A1 示数为1.2 A，求此时滑动变阻器 RP 接入电路的阻值。（3）当滑片 P 位于滑动变阻器 RP 最右端时，求整个电路的电功率。
解:（1）由电路图可知，R1 与 RP 并联，电流表 A1 测干路电流，电流表 A2 测通过 R1 的电流。由欧姆定律可得，R1 两端的电压 U1 ＝I2R1＝1A×10 Ω ＝ 10 V，由并联电路的电压规律可得，电源电压 U ＝U1 ＝10 V。
（2）当滑片 P 位于 RP 中点时，由并联电路的电流规律可得，通过 RP 的电流 IP ＝I1 －I2 ＝1.2 A－1 A＝ 0.2 A，此时 RP 接入电路的阻值
（3）当滑片 P 位于 RP 最右端时，RP 以最大阻值接入电路，RP 的最大阻值 RP ′ ＝2RP＝2×50 Ω ＝ 100 Ω，此时通过RP 的电流
干路电流 I ＝I2 + IP ′ ＝1 A + 0.1 A ＝ 1.1 A，整个电路的电功率 P ＝UI ＝10 V×1.1 A ＝ 11 W。
解：由电路图可知，R1、R2 串联，电压表测 R2 两端的电压。（1）由串联电路的电压特点可知，定值电阻 R1 两端的电压U1 ＝U－U2＝6 V－2 V＝4 V；根据串联电路的电流特点及欧姆定律可得，通过 R1 的电流即电路中的电流
（2）定值电阻 R2 的电功率 P2 ＝U2I＝2 V×0.4A＝0.8 W（3）电路的总功率 P ＝UI ＝ 6 V×0.4 A＝2.4 W
串联、并联电路中电功率的比值计算
A. 通过 R1、R2 的电流之比 I1 ∶ I2 ＝ 1 ∶ 2B. R1、R2 两端的电压之比 U1 ∶ U2 ＝2 ∶ 1C. 相同时间内 R1、R2 消耗的电能之比 W1 ∶W2 ＝1∶2D. R1、R2 的电功率之比 P1 ∶ P2 ＝ 2 ∶ 1
角度 1 动态电路中电功率的分析
动态电路中电功率的分析与计算
A.电流表示数变小B.电压表示数变大C.电压表与电流表示数的比值不变D.电路的总功率变大
A. 小灯泡 L 的亮度变亮B. 电流表的示数变大C. 电压表的示数变小D. 电路的总功率变小
角度 2　动态电路中电功率的计算
（1）求 R3 两端的电压。（2）求 R2 的阻值。（3）闭合开关 S1、S2，将滑动变阻器的滑片 P 移至某一位置，此时整个电路的电功率为 7 W，求滑动变阻器的电功率。
解:（1）R3 两端的电压 U3 ＝IR3 ＝0.40 A×10 Ω＝ 4 V。（2）当开关 S1 闭合、开关 S2 断开时，三个定值电阻串联，电压表测 R1 、R2 两端的总电压。R1 以最大电阻连入电路，其两端的电压 U1 ＝ IR1 ＝0.40 A×20 Ω＝8 V，R2 两端的电压U2 ＝ U －U1 ＝ 10.0 V－8 V ＝ 2 V，R2 的阻值
（3）当开关 S1闭合、开关 S2 断开时，电路中 R1 、R2 、R3串联，电源电压 U总＝U + U3 ＝10.0 V + 4 V ＝14 V。当开关S1、S2 均闭合时，R2 被短路，R1 、R3 串联，电路中的电流
R3 的电功率 P3 ＝ I′2 R3 ＝ (0.5A)2 ×10 Ω ＝ 2.5 W，所以滑动变阻器的电功率 P1 ＝P－P3＝ 7 W－2.5 W ＝ 4.5 W。
（1）当闭合开关 S 和 S1，断开开关 S2 时，求 R3 两端的电压 U3。（2）当开关 S、S1 和 S2 均闭合时，求电流表的示数 I。（3）当闭合开关 S，断开开关 S1 和 S2 时，电压表示数为 6 V，求 R1 的电功率 P。
解:（1）当闭合开关 S 和 S1 ，断开开关 S2 时，电路为 R3 的简单电路，则 R3 两端的电压 U3 ＝ U ＝ 9 V。（2）当开关 S、S1 和 S2 均闭合时，R2、R3 并联，R1 被短路，电流表测干路电流。由并联电路的电压规律可知 U2 ＝U3′ ＝U ＝9 V，则通过 R2 的电流
则干路电流即电流表的示数 I ＝ I2 + I3 ＝ 0.2A + 0.3 A＝ 0.5 A。
（3）当闭合开关 S，断开开关 S1和 S2时，R1、R3串联，电压表测量 R3两端的电压。由串联电路的电压规律可知，R1两端电压U1＝U－U3″＝ 9 V－6 V ＝ 3 V，通过 R1 的电流
R1的电功率 P ＝ U1 I1 ＝ 3V × 0.2 A＝ 0.6 W。
与图像有关的电功率的计算
（1）豆浆机打浆时的工作电流。(结果保留 2 位小数)（2）豆浆机加热电阻的阻值。（3）豆浆机正常工作时做一次豆浆消耗的总电能。
解:（1）打浆时电动机工作，其电功率 P1 ＝ 200 W，此时的工作电流
（2）豆浆机加热电阻的阻值
（3）由图乙可知电动机和加热电阻是交替工作的，做一次豆浆的打浆时间 t1 = 2 min = 120 s，加热时间 t2 = 11min = 660s，所以消耗的总电能 W总 = W1 + W2 = P1t1 + P2t2 = 200 W×120 s + 1 100 W×660 s= 7.5×102 J。
如图，电源电压恒为 4.5 V，电流表的量程为 0~0.6A，电压表的量程为 0~3V，灯泡标有“2.5 V 1.25 W”字样（设灯丝电阻不变），滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片的过程中，下列选项正确的是（ ）
电路安全与电功率的极值问题
A. 电流表的示数最大为 0.6 AB. 滑动变阻器接入电路的最小电阻为 4 ΩC. 灯泡的最小电功率为 0.12 WD. 电路的最大总功率为 2.7 W
A.小灯泡正常工作时的电流为 0.5 AB.当开关 S1、S2、S3断开，S 闭合时， R2 接入电路的最小阻值为 3 ΩC.当开关 S、S1、S2 闭合，S3 断开时，电路总功率最小值为 3.375 WD.当开关 S、S3，闭合，S1、S2 断开时，R2 接入电路的最大阻值为 15 Ω
1. [长春中考] 1 kW · h 的电能可供下列用电器正常工作 时间最长的是（ ） A. 节能灯 B. 电饭煲 C. 电视机 D. 电烤箱
2. [跨学科·日常生活][临沂中考]某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”，其铭牌如图。顾客咨询：“该移动电源可以供 2.5 kW 的用电器正常工作吗？”客服回复：“没问题，这是 3 kW · h 的，3 kW 的用电器都可以正常使用。”该客服( )
A.说法正确B.混淆了电功率和电能C.混淆了电功率和电流D.混淆了电功率和电压
3.[动手实践][临沂中考]水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置，其中监测电路如图，电源电压保持不变。 溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关，当溶氧量降低时 (　　)A. 电流表的示数变小B. 电压表的示数变大C. 电路的总功率变小D. 滑动变阻器的电功率变大
4. [深圳中考]已知 R1 ＝ 2 Ω，R2 ＝ 3 Ω，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两定值电阻连接在同一电源两端，则 (　　)
A. 图甲中 R1 与 R2 中的电流比 I1 ∶ I2 ＝ 2 ∶ 3B. 图乙中 R1 与 R2 的电压比 U1 ∶ U2 ＝ 3 ∶ 2C. 图甲与图乙的总功率比 P1 ∶ P2 ＝ 6 ∶ 25D. 图甲与图乙的总功率比 P1 ∶ P2 ＝25 ∶ 6
5.[西宁中考]如图是电阻器甲和乙的 I－U 图像，下列说法正确的是 (　　)A. 乙是一个定值电阻B. 只将甲、乙并联在 2.5 V 的电路中，甲、乙的电功率之比为 4 ∶ 5C. 只将甲、乙串联在电路中，两者电阻相同时，电源电压是 3 VD. 只将甲、乙串联在电路中，总功率是1.8 W 时，电源电压是 4.5 V
6.[易错题]将一段电阻丝接入电路，测得其两端电压为12 V，通过的电流为 3 A，则该电阻丝的电阻为_______Ω；若将该电阻丝两端电压由 12 V 降至 6 V，则其电功率减少了________W。
7. [阳江模拟改编] 如图甲所示，电源电压恒定，R0 为定值电阻。闭合开关，将滑动变阻器 R 的滑片 P 从 a 端移到 b 端的过程中，其电流 I 与电压 U 的关系图像如图乙所示，则电源电压为___V，滑动变阻器 R 的最大阻值为_____Ω，R0 的最大电功率与最小电功率之比为______。
8. [广东中考]小明设计了可改变灯泡亮度的电路，如图，电源电压 U 为 6 V，灯泡 L 标有“6 V　0.5 A”，定值电阻 R 为12 Ω。（1）S2 拨到 1 处时，闭合开关 S1，求 L 的电功率。（2）S2 拨到 2 处时，闭合开关 S1， 电流表示数为 0.3 A，求：① R 两端的电压；② L 工作 100 s 消耗的电能。
解：（1）S2 拨到 1 处时，闭合开关 S1，电路为灯泡 L的简单电路，且 L 正常发光，则 L 的电功率P = UI = 6 V×0.5 A = 3 W。（2）S2 拨到 2 处时，闭合开关 S1，L 与 R 串联，电流表测电路中的电流。① R 两端的电压 UR = I'R = 0.3A×12 Ω = 3.6V。② L 两端的电压 UL = U－UR = 6V－3.6V = 2.4V，L 工作 100 s 消耗的电能 W = ULI′t = 2.4V×0.3A×100s = 72 J。
9. [安全意识][深圳一模]学校开展了防溺水安全教育后，小明设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器，其简化电路如图甲所示。已知电源电压为 6 V，报警器由电压表改装，R0 是定值电阻，RP 是压敏电阻，图乙是压敏电阻 RP 阻值随水深 h 变化关系的图像。报警器未浸入水中时，RP 的阻值为 40 Ω，电流表示数是 0.12 A；h 大于等于 1 m 时，报警器报警。求：(1) 报警器未浸入水中时，RP 两端的电压。(2) R0 的阻值。(3) 报警器浸入水下深度 h 为 1 m 时，RP 的电功率。
解：（1）由图甲可知，R0、Rp串联，电流表测电路中的电流。报警器未浸入水中时，Rp 的阻值为 40 Ω，电流表示数是 0.12 A，则 Rp 两端的电压 Up = IRp = 0.12 A×40 Ω = 4.8 V。
10. [广东中考]阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩　　直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池( 以下简称电池)。 通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。 设电池当前储能占充满状态储能的百分比为 D。充电时，充电桩的充电功率 P 会随着电池的 D 的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D 为 30％ ，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为 0。开始充电后，P 与 D 的关系如图所示 (为方便计算， 图像已作近似处理)。充满后，立即停止充电。当 D 达到 70％ 时充电桩显示屏的部分即时信息如下表。
(1)通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更________。
(2)在 D 从 30％ 增至 70％ 的过程中，充电功率大致的变化规律是___________________。当 D 为 70％ 时，充电电流为______A。