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第2节 课时1 电功率及其计算
初中物理鲁科版(五四学制)(2024)九年级下册
第十六章 电功 电功率
1.理解电功率的概念,知道电功率是表示消耗电能快慢的物理量。
2.知道电功率的单位是W或kW。
3.会应用电功率的定义式P=W/t进行简单的计算。
4.通过计算分析串、并联电路中电功率的特点
一度电的作用
25W电灯工作40个小时
家用冰箱运行1天
普通风扇工作45个小时
一匹的空调工作1.5h
不同的用电器消耗一度电的时间不一样
电风扇利用扇叶的转动吹出了风,扇叶转动的机械能是通过电动机从电能转化而来的。
把电风扇调到不同挡位,吹出的风有什么不同?电流通过电动机做功的快慢有什么不同?
知识点一:电功率
将电炉与灯泡分别接入装有电能表的电路中,接通电源,观察并比较两次电能表铝盘转动的快慢。
为什么电能表铝盘转动的快慢会不同呢?
电能表铝盘转动的快慢不同
用电器消耗电能的快慢不同
相同时间内,铝盘转过的圈数不同
电流做功的快慢不同
思考
2.定义:如果在t这么长的时间内电流做功为W,那么,电功率P的定义式就是________
电流做功
消耗电能
3.国际单位:_______,简称_____ ,符号是_____ 。
常用单位:
瓦特
瓦
W
1kW=1000W
1W=1000mW
W ——焦耳(J)
t —— 秒(s)
1.物理意义:表示的_________快慢,即_________ 的快慢。
千瓦(kW),毫瓦(mw)
W = Pt
P =
W
t
如果 P 和 t 的单位分别用 kW、h,那么它们相乘之后,就得到电能的另一个单位:千瓦时(度)。
电功率为1 kW的用电器工作1h所消耗的电能就是1kW·h。
1kW·h = 1kW×1h = 1×103W×3600s = 3.6×106J
kW·h 和 kW是两个不同物理量的单位。
1 J = 1W·s
某电视机的电功率是150W,每天使用3h,一个月用电多少千瓦时(按30天计算)?
解 : P = 150W = 0.15kW
t = 3h×30 = 90h
W = Pt
由P = 变形,得
W
t
一个月内消耗的电能是
W = Pt = 0.15kW×90h = 13.5kW·h
用电器的电功率
电冰箱、液晶电视机的电功率是 100~200 W
电风扇挡位由低到高的电功率分别为 30 W、33 W、38 W
发光二极管的
电功率约为 50 mW
空调、电热水器的
电功率是 1 000~3 000 W
神威·太湖之光超级计算机的电功率约为 1.5 万千瓦
复兴号 CR400 动车组的电功率约为 1 万千瓦
定义式:
表示电流做功的快慢
由 W = UIt 得:
电功率的推导公式:
P = UI
P = I 2R
适合所有电路
仅适合纯电阻电路,即电能全部转化为内能的电路
4.电功率的推导公式
符号的意义及单位:
I——电流——安培(A)
U——电压——伏特(V)
P——功率——瓦特(W)
注意:使用这个公式时,只有电流、电压的单位是安培、伏特时,所测的功率的单位才是瓦特。
电功率和电流、电压的关系:_______
P = UI
电功与电功率的比较
电功 电功率
区别 物理意义
计算公式
单位
联系 电流做功的多少
电流做功的快慢
W = UIt,W = Pt
P = UI,P =
焦(J)、千瓦时(kW·h)
瓦(W)、千瓦(kW)
利用公式P = 可得出 W = Pt
解:闭合开关S,R1与R2串联
I===0.2A
P1=I2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W
P2=I2R2=(0.2A)2×20Ω=0.8W
W1=P1t=0.4W×60s=24J
W2=P2t=0.8W×60s=48J
例1 电源电压U=6V不变,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S,求:电阻R1、R2消耗的电功率P1、P2。若通电1min,电阻R1、R2消耗的电能W1、W2又是多少?
知识点二:串、并联电路中电功率的特点
R1、R2与P1、P2与W1、W2间有什么样的比例关系?
在串联电路中电流处处相等,若电阻R1、R2的功率分别为P1、P2,则
I1
I2
理论分析
解:闭合开关S,R1与R2并联
P1= = = 3.6W
P2= = = 1.8W
W1=P1t=3.6W×60s=216J
W2=P2t=1.8W×60s=108J
例2 电源电压U=6V变,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S,求:电阻R1、R2消耗的电功率P1、P2。若通电1min,电阻R1、R2消耗的电能W1、W2又是多少?
R1、R2与P1、P2与W1、W2间有什么样的比例关系?
在并联电路中各支路电压相等,若电阻R1、R2的功率分别为P1、P2,则
U1
U2
理论分析
在电路中,总功率等于各用电器的电功率之和。
P总=P1+P2+.....+Pn
R1
R2
Rn
...
U
I
U1
U2
Un
R1
R2
R2
U
I1
I2
In
...
I
串联电路
并联电路
电功率
意义:反映电流做功快慢的物理量
定义:电功与完成这些电功所用的时间之比
定义式:
推导式:
P = UI
P = I 2R
1千瓦时:功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能
1 kW·h = 1kW×1 h(W = Pt)
串并联电路中电功率的特点
1.关于电功率的说法正确的是( )
A.用电器消耗电能越大,电功率越大
B.用电器消耗电能时所用的时间越少,电功率越大
C.用电器消耗电能越快,电功率越大
D.以上说法都不正确
C
2.以下家用电器正常工作时,电功率大约为l kW的是( )
A.微波炉 B.电冰箱
C.电风扇 D.电视机
A
3.小乐和小美学习了电能、电功和电功率相关知识,有以下说法:
①可以通过风能、水能、热能等获取到电能
②电能表只能测量用电器消耗的电能,不能测量电流所做的功
③电流做功越多,电功率就越大
④电流做功越快,电功率就越大
⑤电能表表盘转动越快,说明消耗电能越多
你认为正确的是( )
A.③⑤ B.①④ C.①③ D.②④
B
解:(1)W1=3.6×105J,W2=6×104J
W1>W2
电灯消耗电能多。
(2)
电灯消耗的电功率为:
W
电炉消耗的电功率为:
W
P1<P2
电炉消耗电能快。
4.一盏电灯接在家庭电路中通电1h,消耗电能3.6×105J,一只电炉接在家庭电路中通电1min,消耗电能6×104J。谁消耗的电能多?谁消耗的电能快?