【人教九全物理情境教学精品课件内嵌视频】18.2 电功率 第1课时 电功率 课件41页ppt

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第十八章 电功率
第2节 电功率
第1课时 电功率
目 录
新课引入
2
新知学习
3
学习目标
1
课堂小结
4
随堂练习
5
1. 能说出电功率的物理意义、定义和单位.
2. 能说出“千瓦时”的来历，知道“千瓦时”与“焦耳”之间的换算
关系.
3. 能利用电功率的公式进行相关计算.
学习目标
小明在网上查找关于灯具的资料，发现不同灯具上的标注不尽相同，分别有32 W、47 W、152 W等，这个符号“W”代表什么？
47w
32w
152w
新课引入
卧室灯 客厅灯
5分钟内铝盘转动圈数n/圈 7 25
电流做功有快慢之分
铝盘转动变快
消耗电能变快
电流做功
变快
相对于卧室灯，客厅灯工作时电能表表盘转速有什么变化？这个现象又说明了什么问题呢？
思考
小明先后使卧室灯和客厅灯单独工作5分钟，并观察电能表转盘转动的圈数或脉冲闪烁的次数，测得数据如下：
新知学习
机械功
电功
机械做功的快慢
功率
电流做功的快慢
电功率
物理量 速度（） 功率（）
物理意义 描述物体运动快慢的物理量 描述某力做功快慢的物理量
定义 物体通过的路程和通过这段路程所用时间的比 做的功与做这些功所用时间的比
公式
单位 m/s J/s 国际单位：瓦特 W
表示快慢的物理量
电流做功的多少
电流做功的快慢
电功W
？
电功率
自主阅读课本P91-P92，完成下列填空:
一、电功率
1. 物理意义：
在物理学中，用电功率表示_______________；
电流做功的快慢
2. 符号及单位：
电功率用 ___ 表示，单位是_____，简称____，符号是____；
P
瓦特
瓦
W
常用单位：___________，___________
千瓦 (kW)
毫瓦(mW)
换算关系： 1 kW = ____W 1 W = ____ mW
103
103
3. 计算公式：
t —— 秒( s )
W ——焦耳( J )
I ——安培( A )
U ——伏特( V )
P ——瓦特( W )
1 W=1 J/s=1 V·A
结合欧姆定律，电功率的公式还能变形为
仅适合纯电阻电路，即电能全部转化为内能的电路
适合所有电路
电功率等于用电器两端的电压与通过用电器电流的乘积.
客厅灯的电功率为152 W 表示什么含义呢？
1 s内电流通过客厅灯做功152 J；
客厅灯1s内消耗的电能为152 J.
152 W=152 J/s
152w
有人说电灯“瓦数”越大，越费电.这种说法正确吗？
“瓦数” 大
电流做功快
电功率大
费电
消耗电能多
电流做功多
答：不正确. 用电器的“瓦数”越大，表示其功率越大，消耗的电能越快，根据W=Pt 可知，因时间未知，则不能判断消耗电能的多少.
电流做功的快慢与电流做功的多少无关，电功率大的用电器只能表明消耗电能快或电流做功快
用电器的电功率
大型发电站的功率可以达到100万千瓦以上
二极管的功率约为几十毫瓦
例1 接在家庭电路上的一盏灯，在10 min内消耗的电能是2.4×104 J，
那么，这盏灯的电功率是多少瓦？
解：t =10 min=600 s
根据电功率公式 得，
这盏灯的电功率
例2 一只44 W的电灯，接入家庭电路后时，通过这个电灯的电流是多少？
解：由 P=UI 得，
通过这个电灯的电流 I =
P
U
=
44 W
220 V
= 0.2 A
已知U和P，求I，利用变形公式
I =
P
U
电压U=220 V
已知小明家客厅灯的电功率为152 W，这盏灯工作 3 小时需要用多少度电呢？
可以将时间单位由“小时”换算成“秒”，代入W = Pt 计算灯 3 小时的耗电量
再将消耗的电能单位由“J”换算为“度”.
P =
W
t
W = Pt
若用小单位焦、瓦、秒来进行计算，计算量较大，有没有更简单的方法呢
二、“千瓦时”的来历
“千瓦时”和 “千瓦” 是两个不同物理量的单位.
1 千瓦时可以看作功率为 1 kW 的用电器使用 1 h 所消耗的电能.
如果 P 和 t 的单位分别用 kW 和 h，代入W = Pt 之后，就得到电能的另一个单位：千瓦时(度).
如果电功率的单位用瓦、时间的单位用秒，所得电能的单位是什么？ 能不能换算成千瓦时？
W =Pt =1 kW×1 h=1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J
即: 1 kW·h＝3.6×106 J
已知小明家客厅灯的电功率为152 W，这盏灯工作3小时的用电量
W =Pt =0.15 kW×3 h=0.45 kW·h(度)
时间t 功率P 电能W
单位1 s W J
单位2 h kW kW·h
变式
注意单位对应
两套单位不能混用
单位要统一
重要提醒
解：由 得，
消耗1 kW·h电能所需时间
或
小明家卧室的灯功率为40 W，多长时间消耗的电能是1 kW·h？
一位电视记者在讲到某工厂上半年共节约5 000 kW·h的时候，手举一只理发用电吹风机说：“我这只电吹风是500 W的，也就是0.5 kW，这个厂节省的电力可以开动10 000 个这样的电吹风.”这位记者错在哪里？
记者的错误：混淆了(电能)kW·h与(电功率)kW的关系.
正确的说法是：这些电能可以让功率为0.5 kW电吹风正常工作的时间是:
想 想 议 议
1. 电功率的两个推导式
(1)由于并联电路 U = U1 = U2 = …… = Un
拓展：串、并联电路中电功率的简单计算
方法指导
通常用于并联电路电功率的计算
(2)由于并联电路 I= I1 = I2 = …… = In
P=I2R 通常用于串联电路中部分电路的电功率计算
2. 串、并联电路的电功、电功率关系对比
串联电路 并联电路
电路图
电功
电功率
巧学妙记：
(1)串联电路中，除电流外的其他物理量均与电阻成正比，即W1:W2=P1:P2=U1:U2=R1:R2；
(2)并联电路中，除电压外的其他物理量均与电阻成反比，即W1:W2=P1:P2=I1:I2=R2:R1
2个电阻串联：
n个电阻串联：
P总 = UI= (U1+U2)I= U1I + U2I = P1+P2
P总=UI=(U1+U2+……+Un)I= P1+P2+……+Pn
3. 求串联和并联电路的总功率
n个电阻并联
2个电阻并联
P总=UI=U (I1+I2)=UI1+UI2 =P1+P2
P总=UI=U (I1+I2+……+In)=P1+P2+……+Pn
无论用电器串联还是并联接入电路，总功率等于各用电器的电功率之和
.
.
.
.
.
.
求串联和并联电路的总功率可采用以下两种基本思路：
(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总求总功率.
例 将阻值为4 Ω的小灯泡L(不计温度对灯丝电阻的影响)与阻值为6 Ω的定值电阻R0接入如图所示的电路中.闭合开关S，当电压表的示数为6 V时，求：
(1)电源电压.
(2)定值电阻R0消耗的
电功率.
串、并联电路中电功率的计算步骤：
第二步：根据串、并联电路中电流、电压规律计算各用电器两端的电压和电流.
第三步：利用电功率的计算公式P=UI计算用电器的电功率.利用电功率的计算公式P=UI计算用电器的电功率.
第一步：根据电路图判断电路的连接情况.
RL=4 Ω
R0=6 Ω
U=6 V
(2)定值电阻R0消耗的电功率P0=U0I=6 V×1 A=6 W
RL=4 Ω
R0=6 Ω
U=6 V
(1)电源电压.
解：(1)由电路图可知，R0与小灯泡L串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，电流表测通过电路的电流，由题意得，通过电路的电流
小灯泡两端的电压UL=IRL=1 A×4 Ω=4 V
根据串联电路电压规律可得，
电源电压U=U0+UL=6 V+4 V=10 V
(2)定值电阻R0消耗的电功率.
拓展变式
如图甲所示是某品牌暖手宝，图乙为该暖手宝的工作原理图，电源电压为6 V，定值电阻R1的阻值为10 Ω，闭合开关后，通过电路中的电流为1.8 A，求：
(1)电阻R1、R2 消耗的电功率之比.
(2)该电路30 s 消耗的电能.
甲 乙
U=6 V
R1=10 Ω
I=1.8 A
通过干路的电流I=1.8 A，通过R2的电流 I2=I-I1=1.8 A-0.6 A=1.2 A
根据P=UI 可得，电阻R1和R2消耗的功率之比
P1：P2=UI1：UI2=0.6 A：1.2 A=1：2
解：(1)由电路图可知，R1与R2并联，电源电压U=6 V，根据并联电路电压规律，定值电阻R1与R2两端的电压U1=U2=U=6 V，通过R1的电流
乙
U=6 V
R1=10 Ω
I=1.8 A
(1)电阻R1、R2消耗的电功率之比.
(2)该电路30 s消耗的电能.
(2)电路30 s消耗的电能W=UIt=6 V×1.8 A×30 s=324 J.
_______，_________.
___________与______________________之比.
定义：
物理意义：
符号：
单位：
表达式：
推导式：
电功率
电流做的功
完成这些功所用的时间
表示_______________.
电流做功的快慢
P
_____
瓦(W)
千瓦(kW)
____________
____________
P = I 2R
P =
U2
R
适用于_____电路功率讨论
适用于_____电路功率讨论
并联
串联
仅适用_______于电路.
纯电阻
课堂小结
1. 下列关于电功率的说法中正确的是( )
A. 用电器消耗的电能越多，它的电功率越大
B. 用电器工作的时间越短，它的电功率越大
C. 电功率是表示电流做功多少的物理量
D. 相同时间里消耗电能越多的用电器，它的电功率越大
D
电流做功的快慢与电流做功的多少无关，电功率大的用电器只能表明消耗电能快或电流做功快
温馨提示
越快
快慢
√
×
×
×
随堂练习
2. 如图所示的电路中，电源电压不变，R1∶R2=2∶1. 当开关S闭合时，R1、R2两端的电压分别为U1、U2，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，R1、R2消耗的电功率分别为P1、P2，电路消耗的总电功率为P. 则下列选项中正确的是( )
A. U1：U2 =2：1
B. I1：I2 =2：1
C. P1：P =2：1
D. P2：P =2：3
并联电路
U=U1=U2；
W1:W2=P1:P2=I1:I2=R2:R1；
P=P1+P2
D
1：1
1：2
1：3
3. 以下两种充电桩的充电功率为多大？一辆电动汽车电池能量为77 kW·h，耗尽后想要用这两种充电桩充满电的话，分别需要多长时间呢？
解：(1)该充电桩的充电功率 P =UI= 750 V 125 A = 93.75 kW
充满电需要的时间
(2)该充电桩的充电功率
充满电需要的时间
P =UI= 220 V 32 A = 7 040 W=7.04 kW
4. 某次雷电的电流约2×104 A，电压约108 V，放电时间约0.001 s. 这次雷电的功率约多少千瓦？释放多少能量？
解：由 P =UI 得，这次雷电的电功率约为
P =UI = 108 V×2×104 A =2×1012 W = 2×109 kW
由W =Pt 得，雷电释放的能量为
W =Pt = 2×1012 W×0.001 s=2×109 J
释放的能量就是电流所做的功.
5. 如图所示，电源电压恒定，R1=30 Ω，闭合开关S，断开开关S1，电流表的示数是0.3 A. 当闭合S、S1 时，发现电流表示数变化了0.2 A，求：
(1)电源电压.
解：(1)闭合开关S，断开开关S1 时，电路为R1 的简单电路，电流表测通过R1 的电流
则由欧姆定律可得电源电压：
U=I1R1=0.3 A×30 Ω=9 V
(2)R2 的阻值.
(2)当闭合S、S1 时，R1 与R2 并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，通过R1 的电流不变，电流表示数的变化量即为通过R2 的电流，则I2=0.2 A
因并联电路中各支路两端电压相等，R2的阻值R2= =45 Ω
(3)当闭合S、S1 时，电路消耗的总功率.
(3)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，当闭合S、S1 时，
干路电流I=I1+I2=0.3 A+0.2 A=0.5 A
电路消耗的总功率P=UI=9 V×0.5 A=4.5 W
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