15.2 电功率 课件 (共51张PPT)-苏科版九年级物理下册

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①演示实验——《测定小灯泡的电功率》
②视频讲解——《实际功率与额定功率》
致老师、同学们
视频资源
清单
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第十五章
江苏科学技术出版社
九年级下册
电热水器、电视机、计算机、电冰箱、空调……
各种各样的家用电器已成为人们生活中不可缺少的伴侣
尽管它们的结构、功能有极大差异，
但它们工作时都要消耗电能，
并且都会有电能转化为内能。
丰富多彩的电器世界
测定小灯
泡的功率
电功率
用电器的
额定功率
二、电功率
1. 复习
想一想：在力学中怎样表示外力做功的快慢？
①在力学中用功率表示外力做功的快慢。
②功率的定义：功与做功所用时间之比叫作功率。
它的大小等于单位时间所做的功。
功率=功时间?
?
P=?????????
?
③功率的单位：瓦特（W）、千瓦（kW）。
2. 请同学们汇报上一节“WWW”第3题计算的结果。
将额定电压为220V的电暖器接入家庭电路中。先将电暖器的调温旋钮调到高温挡，若此时通过电暖器的电流为7.27A，则在15min内电流将做多少功?若将调温旋钮调到低温挡，此时通过电暖器的电流为2.73A，则在15min内电流将做多少功?
①使用高温挡电流做功
W1= UI1t= 220V×7.27A×15×60S=1.44×106J
②使用低温挡电流做功
W2= UI2t= 220V×2.73A×15×60S= 5.4×105J
第2节 电功率
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}电暖器调温旋钮所处的档位
电流/A
电压/V
用电时间/min
电暖器1min内
消耗的电能/J
低
7.27
220
15
高
2.73
220
15
结论：不同电暖器或者同一电暖器处于不同挡位工作时，在相同时间内消耗的电能不相等，或者说，在相同时间内电流对电暖器做的功不相等。
表明：电流做功有快有慢。怎样表示电流做功的快慢？
9.6 ×104
3.6 ×104
1. 电功率
①物理意义：是描述电流做功快慢的物理量。
②定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率。
一、电功率
电功率 =
电功
时间
③公式：
由 P=W/t
P=UI
W=UIt 得
一、电功率
W单位：焦耳（J）
t 单位： 秒 （s）
P 单位：瓦特（W）
1瓦特=1焦耳/秒
④电功率单位
Ⅰ. 国际单位：瓦特（W）
Ⅱ. 常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）
　Ⅲ. 换算关系： 1kW = 103 W 1W = 103 mW
　　　　　　　
1瓦特=1伏特·安培
U 单位：伏（V）
I 单位：安（A）
P单位：瓦特（W）
P=UI
【例题1】小明家有一个旧式电熨斗，将其接入220V的电路中时，通过的电流为4.5A。这个电熨斗的电功率是多大?若熨烫一件衣服电熨斗需连续工作10min，则在这段时间内，电流做了多少功?合多少千瓦时?
解 电熨斗的电功率 P=UI=220V×4.5A=990W
电熨斗工作10min，电流做的功
W=Pt=990W×10×60s=5.94×105J=0.165 kw·h
答 电熨斗的电功率为990W。在这段时间内，
电流做的功为5.94×105J，合0.165kw·h.
反思 这种旧式电熨斗与蒸汽电熨斗相比有哪些缺点?
操作复杂，浪费能源和时间，温度过高，使用范围有限等。
一、电功率
二、用电器的额定功率
“220V” 是它的额定电压；
“100W” 是它的额定功率。
“PZ” 是普通照明灯泡的缩写。
①白炽电灯
　　翻看用电器的说明书或铭牌，我们常常可以看到“额定电压、额定功率”这样的参数。
②电热水器
“220V” 是它的额定电压；
“1000W”是它的额定功率。
1000W
二、用电器的额定功率
　 ①额定电压：用电器正常工作时的电压U额。
　 ②额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率P额。
1. 额定电压、额定功率
“220V” 是它的额定电压；
“60W” 是该电风扇在额定电压下工作时的额定功率。
二、用电器的额定功率
2. 实际功率与额定功率
用电器实际工作时的功率叫实际功率P实。
①当小灯两端的实际电压
等于额定电压时：
U实 = U额 = 36V ，
小灯的实际功率等于额定功率：
P实 = P额=25W
小灯正常发光
“36V 25W”
例如一盏灯标有“36V 25W”字样
二、用电器的额定功率
②当小灯两端的实际电压
小于额定电压时：
U实=24V 小灯的实际功率小于额定功率：
P实 < P额 P实 < 25W
小灯发光暗淡或不亮
“36V 25W”
24V
一盏灯标有“36V 25W”字样
二、用电器的额定功率
③当小灯两端的实际电压
大于额定电压时：
U实=50V >U额 = 36V
小灯的实际功率大于额定功率：
P实 > P额 P实 > 25W
小灯发光偏亮易被烧坏
一盏灯标有“36V 25W”字样
二、用电器的额定功率
①当小灯两端的U实 = U额 时，P实 = P额 ，小灯正常发光。
　　结论
②当小灯两端的U实 < U额 时，P实 < P额 ，小灯发光暗淡或不亮。
③当小灯两端的U实 >U额 时，P实 >P额 ，小灯发光偏亮易被烧坏。
二、用电器的额定功率
① 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。
②灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的，实际功率越大，灯泡越亮。
　　3. 进一步理解实际电压、实际功率
220V 40W
一个额定电压220V
一个额定功率40W
二、用电器的额定功率
电饭煲约700W
4. 一些常用电器的额定功率
收音机0.06～0.4W
电吹风约600W
二、用电器的额定功率
4. 一些常用电器的额定功率
电风扇约50W
白炽灯约15～40W
笔记本约30W
洗衣机约500W
二、用电器的额定功率
冰箱约100W
一些用电器的额定功率
空调约2000W
液晶电视约150W
二、用电器的额定功率
视频讲解——《实际功率与额定功率》
二、用电器的额定功率
测量小灯泡的电功率
学生实验
实验设计
实验目的
1. 实验中需要测量哪些物理量？
测量小灯泡的额定功率和实际功率
根据电功率计算公式 P=UI 可知：要测量的物理量是电压U与电流I 。
三、测量小灯泡的电功率
实验设计
2. 根据需要测量的物理量选用实验器材。
想一想，如何改变小灯泡两端的电压？
①实验器材
干电池2节（电压1.5V）、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干。
用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压。
三、测量小灯泡的电功率
实验设计
3. 根据电路图，用笔画线表示导线，
将图中的实物连接起来。
三、测量小灯泡的电功率
实验与记录
1. 按照电路图连接电路。
2. 调节滑动变阻器，使其接入电路中的电阻最大。
3. 闭合开关，调节滑片，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数并记录在表格中。
{BDBED569-4797-4DF1-A0F4-6AAB3CD982D8}小灯泡
的规格
电压表的
示数U/V
电流的
示数I/A
小灯泡
的亮度
小灯泡的
功率P/W
额定电压
U额=2.5V






三、测量小灯泡的电功率
结 论
1. 通过实验得出小灯泡的额定功率为： P额=U额I额
2. 设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现：
当U实 = U额时
P实 =P额
当U实＜U额时
P实＜P额
当U实＞U额时
P实＞P额
三、测量小灯泡的电功率
交流与讨论
1.滑动变阻器的作用：保护电路；改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，从而改变灯泡的电功率。
2.连接电路前，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器应滑动到阻值最大处。
3.使小灯泡正常发光的操作：移动滑片，观察电压表示数，当电压表示数等于小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光。
4.小灯泡的U－I图像不是直线（或不同电压下小灯泡电阻不同）的原因：
灯丝电阻随温度的升高而增大。
三、测量小灯泡的电功率
交流与讨论
5.灯泡亮暗程度与实际功率关系：小灯泡的亮暗由小灯泡实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
6.多次测量的目的
在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了研究小灯泡的亮度（或电功率）与小灯泡两端电压的关系。
不能用多次测量求电功率平均值作为小灯泡的额定功率.
三、测量小灯泡的电功率
演示实验——《测定小灯泡的电功率》
三、测量小灯泡的电功率
【例题2】 LED灯具有节能、环保等特点。图是额定电压为220 V、额定功率为8.5W的LED灯泡。该灯泡的额定电流是多大?与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约85.8%的电能，那么，这个LED灯与多大功率的白炽灯亮度相当?
分析 根据额定功率和额定电压可求额定电流；LED灯节能85.8%；说明在达到相同亮度的条件下，它消耗的电能只相当于白炽灯的14.2%
解 由P额=U额I额可知，它的额定电流
I额= P额/U额 = 8.5 W/220V ≈ 0.039A
与之亮度相当的白炽灯的功率P'额=P额/ 14.2% =8.5 W/14.2% ≈ 60 W
答 该LED灯的额定电流约0.039A，与60W的白炽灯亮度相当
典型例题
【例题3】实验小组在做“测量小灯泡的电功率”实验时，电源电压恒为6 V，待测小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω。小红连接的部分电路如图所示，所用滑动变阻器的最大阻值为40 Ω.
（1）请用笔画线代替导线，在图中完成实物电路的连接.
典型例题
【例题3】电源电压恒为6 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω，所用滑动变阻器的最大阻值为40 Ω.
（2）实验中，小红看到电压表示数为1 V，此时小灯泡发光较暗，原因是 ______________；要使小灯泡正常发光，应向 ______（选填“A”或“B”）端移动滑片，同时视线应注意观察
_______（选填“电流表”或“电压表”）示数，直至 ____________________；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是 _______W.
小灯的实际功率小
A
电压表
电压表示数为2.5 V
0.6
典型例题
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W
（3）小明在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选用的滑动变阻器的规格是 “12Ω 2 A”，电路图和其他实验器材与小红的一样.
①小明将滑片移至正确位置后，闭合开关，观察到电压表的示数如图4所示，此时小灯泡两端的电压为2.9 V。为了保证实验能够顺利进行，接下来应该进行的操作：________________________。
②小明改进实验后，继续进行实验，然后根据实验数据算出来小灯泡在不同电压下的功率，再求平均值得到小灯泡的额定功率，他在处理数据时存在的问题是：_____。
断开开关，换最大阻值更大的滑动变阻器或减小电源电压。
小灯泡的额定功率是小灯泡在额定电压下的功率，求功率的平均值无意义.
典型例题
换算关系: 1kW=103W 1W=103mW
1. 意义:
表示电流做功快慢的物理量.
2. 定义：电流单位时间内所做功的多少叫电功率。
电功率
4. 单位:
3. 公式：
瓦特（W） 、千瓦（kW）、毫瓦（mW）
5. 额定功率和实际功率
P=UI
课堂总结①
①额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率P额。
②实际功率：用电器实际工作时的功率叫实际功率P实。
测量小灯泡的额定功率和实际功率
电源、电压表、电流表、 小灯泡、
滑动变阻器、开关、导线。
实验目的
实验原理
实验器材
①根据电路图连接实物，连接电路时电键要断开，变阻器的滑片要调节到阻值最大端。
实验电路
实验步骤
《测定小灯泡的电功率》
②闭合电键，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压分别低于、 等于、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。
P = UI
③根据公式P = UI计算出小灯泡的功率，并记录在表格中。
实验结论
①小灯泡的额定功率为：P额=U额I额；
②小灯的亮度取决于灯的实际功率，实际功率越大，小灯越亮。
课堂总结②
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A} 实验名称
测量小灯泡的电功率
伏安法测电阻
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A} 相同点
①测量的物理量都是电压和电流；
②测量的电路图(实验装置)相同；
③滑动变阻器的作用相同。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}不同点




测电功率P=UI
伏安法测电阻 R=U/I
多次测量的
目的不同
测小灯泡在不同电压下的电功率，观察灯泡的亮暗程度，不需要求平均值。
伏安法测电阻要进行多次测量取平均值减小误差。
测量”小灯泡的电功率”与”伏安法测电阻”比较
实验原理不同
课堂总结③
1. 本章第一节的“信息快递”指出1kW?h=3.6×106J，你能否用本节所学的知识推算出这个结果?
W=Pt= 1kW×1h= 1000W×3600s= 3.6×106J
四、课外实践与练习——WWW
2. 图是某电扇的铭牌。该电扇连续运转4h要消耗多少电能?
四、课外实践与练习——WWW
额定功率为 P=60W=0.06kW
W=Pt= 0.06kW×4h=0.24 kW·h
或W=Pt= 60W×4×3600s= 8.64×105J
3. 小华发现家里电能表的示数在40min内变化了1.2kW?h，则他家用电器的实际功率是多大?如果电能表能正常工作的最大电流为10A，那么电路中还能不能再接入一个额定功率为800W的电饭锅?
四、课外实践与练习——WWW
电能表的示数变化了1.2kW?h ，即电功 W= 1.2kW?h
=
P =
W
t
1.2KW·h
2/3h
= 1.8kW=1800W
实际功率
电能表的最大功率 P大=UI=220V×10A=2200W
剩余的功率为 P余 =P大 -P =2200W-1800W=400W
所以不能再接入一个额定功率为800W的电饭锅。
4. 在“测量小灯泡的功率”实验中，一位同学连接好电路，闭合开关后发现小灯泡比正常工作时亮，这说明他在闭合开关前遗漏了哪一个实验步骤?另一位同学连接好电路，闭合开关后发现小灯泡不亮且电流表无示数，但电压表有示数。试分析电路中可能出现的故障.
四、课外实践与练习——WWW
闭合开关后小灯泡比正常工作时亮，说明他闭合开关前未调节滑动变器，使其接入电路中的电阻最大。
闭合开关后小灯泡不亮且电流表无示数，但电压表有示数，说明灯泡断路.
1. 以下家用电器正常工作时，电功率最大的是（ ）
D
A．电风扇 B．电脑 C．电灯 D．电饭煲
五、课堂练习
电风扇、电脑、电灯的电功率约20 ～50W；电饭煲的电功率约700W。所以选D.
2. 下列关于电功率的说法中，正确的是（ ）
A. 电功率是表示电流做功多少的物理量
B. 电功率是表示电流做功快慢的物理量
C. 电功率大的用电器消耗电能一定多
D. 电功率大的用电器工作时间一定短
B
五、课堂练习
电功率是表示电流做功快慢的物理量；其大小P=W/t， 消耗的电能W=Pt，与功率和时间有关，所以ACD 均错误，B正确。
所以选B
3. 分别标有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 40W”字样的三个白炽灯，它们各自在额定电压下使用时（ ）
A.“220V 25W”最亮 B.“36V 40W”最亮
C.“110V 25W”最亮 D. 三个灯泡一样亮
三个灯在额定电压下使用，都正常工作，额定功率分别为：
25W、25W、40W。
灯泡的额定功率越大，灯泡越亮，所以“36V 40W”灯最亮。
B
五、课堂练习
4.小明家中的电热水器单独连续正常工作0.3小时后，家中电能表的示数变化了0.33___________(选填单位)，该热水器的额定功率为_______瓦，正常工作的电流为_____安。
电能表的单位是千瓦时，示数变化了0.33千瓦时，
即电功 W=0.33KW·h
=
P =
W
t
0.33KW·h
0.3h
= 1.1kW=1100W
=
I =
P
U
1100W
220 V
= 5A
千瓦时
1100
5
五、课堂练习
5. 一只标有 “PZ220~40”的灯泡，若现测得它两端的电压为200V，则这只灯泡的实际功率是多少？(设它的电阻不随温度而变化)
U实2
P实=
R
=
（200V）2
1 210Ω
=33.1W
灯泡的实际功率：
五、课堂练习
已知灯的额定电压为220V； 灯的额定功率为40W
灯泡正常发光时的电阻：
R
U额2
P额
=U额I额=
=
R
P额
U额2
=
（220V）2
40W
= 1210Ω
6．如图所示，R为定值电阻，L为标有“6V 3W”的小灯泡，灯丝阻值不变，电源电压恒定。闭合开关，小灯泡正常工作时，电流表读数为0.9A。求：
（1）通过小灯泡的电流，以及小灯泡电阻；
（2）定值电阻R阻值，以及它的电功率。
（1）小灯正常工作时，通过的电流：
五、课堂练习
IL=????????=3W6V=0.5A
?
小灯泡电阻 R=U/IL=6V/0.5A=12Ω
（2）通过电阻R的电流 IR= I- IL=0.9A-0.5A=0.4A
R=U/IR=6V/0.4A=15Ω 它的电功率PR=UIR=6V×0.4A=2.4W
7．请你完成以下“测量额定电压为2.5V小灯泡电功率”实验的任务。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整__；
五、课堂练习
（2）小强同学连接好电路后，闭合开关时
发现灯泡特别亮，这表明他在闭合开关前
没有把滑动变阻器 _____________；
（3）闭合开关，移动滑片P到电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 _____W。
见右图。
滑片调到最大阻值处
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
0.5
8．小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
五、课堂练习
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）______ ；
见右图。
用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
五、课堂练习
（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，
电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是____（选填序号）；
①小灯泡短路； ②小灯泡开路；
③滑动变阻器短路； ④滑动变阻器开路
②
发现灯不亮，电流表无示数，电路发生断路；
因为电压表示数接近3V，所以只能是小灯泡开路。
用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
五、课堂练习
（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，
为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向
____（选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，
电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为________W；
A
0.75
电流表的示数为0.12A，小于额定电流，所以应该减小滑动变阻器的阻值，即把滑片P向A端移动。
小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
③计算得出小灯泡的额定功率P额=__________（用R0、I额、I表示）。
五、课堂练习
（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率，主要的操作步骤如下：
电流表接在b处，其示数为总电流 I，则通过R0的电流为 I0= I- I额
R0两端的电压为 U0= I0 R0 = （ I- I额）R0 ， 即小灯泡的额定电压
小灯泡的额定功率 P额= U0 I额= （ I- I额）R0 I额
（ I- I额）R0 I额