13.2 电功率
导学目标
1.知道电功率的物理意义、定义、定义式和单位。
2.理解额定功率和实际功率。
3.会用P=UI进行简单的电功率计算。
4.能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题。
重点：理解电功率和电流、电压之间的关系。
难点：能综合运用所学知识解决简单的电功率问题。
自主学习
一、 电功率
1．意义
电功率是表示________________的物理量。
2．单位
基本单位是________，简称______，符号为______；常用单位是________，1 kW＝________W。
3．大小
(1)电功率等于________与________之比。
(2)定义式：P＝________＝________。
二、 额定电压 额定功率
1．额定电压：用电器____________时的电压。
2．额定功率：用电器在____________下工作时的电功率。
3．灯泡实际功率和额定功率的关系
[注意] 用电器实际消耗的电功率并不是一个常数，它会随着用电器两端电压的改变而 ；而用电器的额定功率是一个 值，不随实际电压(或电流)的改变而改变。
合作探究
一、电功率
(1)物理意义：表示电流做功的快慢，用P表示。
观察不同灯泡接入电能表时，电能表转动的快慢不同。
说明了 ，也就是电流做功 。
电流做功快，电功率 ，影响电功率的有 和 两个因素。
例题：1.关于电功率，下列说法中正确的是( )
A．用电器消耗的电能越多，功率越大
B．用电器消耗电能用时越短，功率越大
C．用电器消耗的电能越多，用的时间越长，功率越大
D．相同时间内，用电器消耗的电能越多，功率越大
（2）电功率的定义：
电流做的功跟完成这些功所用的时间的比值叫做电功率。
（3）单位：国际单位是瓦特，简称瓦，符号是 W，常用单位KW： 1 kW = 103 W
（4）电功率的计算公式
根据定义得P=W/t,
又因为W=UIt,得出P=UI.
例题
2. 一只电炉接在照明电路中工作10 s，电流做功4840 J。求：
(1)此电炉的电功率。
(2)电炉每天工作30 min，一个月(30天)消耗的电能。
[温馨提示] 利用公式P＝W/t进行计算：W、P、t这三个物理量之间单位的对应性。
单位
物理量
大单位
小单位
W
kW·h
J
P
kW
W
t
h
s
二、 额定电压 额定功率
猜想：不同用电器的电功率一般不同，那么，在不同情况下，比如在不同电压下，同一个用电器的功率总是一样的吗?
演示实验1：如图所示是两个普通白炽灯的铭牌，让它们同时在220 V的电压下工作，比较其亮度。
演示实验2：如图所示，将其中一个灯泡接在调压器两端，在调节电压的同时观察灯泡亮度的变化。
问题1：实验1的两个白炽灯有哪些相同点和不同点,哪个更
亮？
问题2：实验2中同一个灯泡发光时的亮度变化的原因是什么？
问题3：灯泡实际消耗的功率跟什么因素有关？
探究归纳：
（1）额定电压U额：用电器正常工作时的电压。
额定功率P额：用电器在额定电压下工作时的功率。
（2）实际电压U实：实际加在用电器两端的电压。
实际功率P实：用电器在实际电压下工作时的功率。
（3）用电器的铭牌上一般标有额定电压和额定功率。
注意：
1.用电器的铭牌上一般标有额定电压和额定功率。
用电器的额定电压和额定功率只有一个，是一个定值，
而实际电压和实际功率有多个，与实际工作情况有关。
2.只有用电器正常工作时，实际电压才等于额定电压，
实际功率才等于额定功率。
3.计算用电器的功率时首先判断它是否正常工作，
例题讲解：
例3.小名用一个标有额定电压为220V、额定功率为1100W的电热水壶烧水。若此时小明家中的实际电压为200V，
这时，电热水壶的实际功率为多少？（不考虑电热水壶的电阻随温度的变化）
思路分析：本题求解的是电水壶在200V时的实际功率，因此应该求出此时的实际电流；
要想求出实际电流，首先要知道电水壶的电阻；
因为水壶电阻不变，因此借助额定电压和额定功率可以求出额定电流，用欧姆定律求出电阻。
例4 如图所示，R1＝24 Ω，R2＝36 Ω，电路中的电流为0.2 A。求：
(1)R1的电功率。
(2)整个电路的电功率。
(3)整个电路工作3 min消耗的电能。
当堂检测
1．(多选)下列说法中正确的是( )
A．电功率是表示消耗电能多少的物理量
B．电功率是表示电流做功快慢的物理量
C．用电器的电功率越大，做功越多
D．相同时间内，功率大的用电器耗电一定多
2．下列家用电器的额定功率最接近800 W的是( )
A．台灯 B．电视机 C．电风扇 D．电饭煲
3．1度电可供25 W的灯泡正常发光的时间是( )
A．4 h B．25 h C．15 h D．40 h
3．关于额定功率和实际功率的说法，正确的是( )
A．额定功率跟用电器工作时的电压有关
B．额定功率跟用电器的额定电压无关
C．实际功率跟用电器工作时的电压有关
D．实际功率跟用电器工作时的电压无关
4．小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220 V 40 W”的字样。下列说法中正确的是( )
A．该灯泡只能在220 V电压下工作
B．该灯泡的实际功率是40 W不变
C．该灯泡每秒消耗的电能是40 W
D．该灯泡正常发光时的功率是40 W
5．某灯泡标有“220 V 40 W”的字样，该灯泡正常发光时，则：
(1)通过灯丝的电流是多大？(结果保留两位小数)
(2)灯丝的电阻是多少？
(3)工作10 min，灯泡消耗多少电能？
(4)1 kW·h的电能可供该灯泡正常发光多少小时？
6．如图所示，电源电压为12 V，电阻R1＝24 Ω，电阻R2的电功率为24 W，求：
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电阻R1的电功率。
(3)通过电阻R2的电流。
(4)电流表的示数。
(5)电路中的总功率。
(6)电路中10 min内消耗的总电能。
我的收获
13.2 电功率
一、知识与技能
1.知道电功率的物理意义、定义、定义式和单位.
2.理解额定功率和实际功率.
3.会用P=UI进行简单的电功率计算.
4.能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题.
二、过程与方法
1.观察体验电能表铝盘转动快慢与用电器电功率的关系.
2.观察体验用电器的额定功率和实际功率.
3.通过学习活动,锻炼学生初步的观察能力.
三、情感态度与价值观
1.培养学生勇于探索的创新意识和自主学习的能力.
2.培养实事求是的科学态度.
【重点难点】
重点:理解电功率和电流、电压之间的关系.
难点:能综合运用所学知识解决简单的电功率问题.
【新课导入】
导入1:实验导入
演示实验:在电能表后分别接不同的灯泡,一只灯泡上标有“220 V 25 W”,另一只灯泡上标有“220 V 100 W”,接通电源,发现“220 V 100 W”的灯泡较亮,该灯泡工作时电能表的转盘转动得快,而“220 V 25W”的灯泡比较暗,电能表的转盘转动得慢.
师:同是灯泡,为什么有的消耗电能快,有的消耗电能慢呢?为了描述用电器消耗电能时的这种差别,我们引入一个新的物理量——电功率.
导入2:活动导入
师:我们在学过电能表后,同学们一定观察了自己家的电能表,下面我们把观察的结果和大家交流一下!
师生交流得出结论:电能表有时候转得快,有时候转得就比较慢.一般是晚上转得快一些,白天转得较慢.
师:电能表为什么有时转得快,有时转得慢呢?我们今天就来研究与它有关的一个概念——电功率.
导入3:复习导入
师:前面我们学习功率,说的是物体做功时有快有慢,功率就是用来表示物体做功快慢的物理量.同样,电流在做功时也会有快有慢,为了表示电流做功的快慢,我们用什么物理量来表示呢?
【课堂探究】
电功率
演示实验:在电能表后分别接不同的灯泡,一只灯泡上标有“220 V 25 W”,另一只灯泡上标有“220 V 100 W”,接通电源,发现“220 V 100 W”的灯泡较亮,该灯泡工作时电能表的转盘转动得快,而“220 V 25 W”的灯泡比较暗,电能表的转盘转动得慢.
师:同是灯泡,为什么有的消耗电能快,有的消耗电能慢呢?为了描述用电器消耗电能时的这种差别,我们引入一个新的物理量——电功率.
探究归纳:
(1)物理意义:表示电流做功的快慢,用P表示.
(2)电功率的定义:电流做的功跟完成这些功所用的时间的比值叫做电功率.
(3)单位:国际单位是瓦特,简称瓦,符号是W,常用单位kW:1 kW=103W,1 W=1 J/s
问题:根据实验结果思考:灯泡上的“25 W”,“100 W”表示什么意思呢?
答:表示消耗电功率不同,“100 W”比“25 W”的灯泡消耗电能快,电功率大!
讲解:各种不同的用电器,电功率各不相同,翻看电器的说明书,我们常常可以看到“电功率”这样的参数.观察课本表137,了解一些家用电器的电功率.给用电器按照功率大小分类.
(4)电功率的计算公式
根据定义得P=,又因为W=UIt,得出P=UI.
【例题】
1.关于电功率,下列说法中正确的是( D )
A.用电器消耗的电能越多,功率越大
B.用电器消耗电能用时越短,功率越大
C.用电器消耗的电能越多,用的时间越长,功率越大
D.相同时间内,用电器消耗的电能越多,功率越大
2.一只电炉接在照明电路中工作10 s,电流做功4 840 J.求:
(1)此电炉的电功率.
(2)电炉每天工作30 min,一个月(30天)消耗的电能.
[温馨提示]利用公式P=进行计算:W,P,t这三个物理量之间单位的对应性.
单位
物理量
常用单位(大)
国际单位(小)
W
kW·h
J
P
kW
W
t
h
s
二、额定电压 额定功率
过渡设问:不同用电器的电功率一般不同,那么,在不同情况下,比如在不同电压下,同一个用电器的功率总是一样的吗?
演示实验1:如图所示是两个普通白炽灯的铭牌,让它们同时在220 V的电压下工作,比较其亮度.
演示实验2:如图所示,将其中一个灯泡接在调压器两端,在调节电压的同时观察灯泡亮度的变化.
问题1:实验1的两个白炽灯有哪些相同点和不同点,哪个更亮?
问题2:实验2中同一个灯泡发光时的亮度变化的原因是什么?
问题3:灯泡实际消耗的功率跟什么因素有关?
探究归纳:
(1)额定电压U额:用电器正常工作时的电压.
额定功率P额:用电器在额定电压下工作时的功率.
(2)实际电压U实:实际加在用电器两端的电压.
实际功率P实:用电器在实际电压下工作时的功率.
(3)用电器的铭牌上一般标有额定电压和额定功率.
注意:
1.用电器的铭牌上一般标有额定电压和额定功率.
用电器的额定电压和额定功率只有一个,是一个定值,
而实际电压和实际功率有多个,与实际工作情况有关.
2.只有用电器正常工作时,实际电压才等于额定电压,
实际功率才等于额定功率.
3.计算用电器的功率时首先判断它是否正常工作.
【例题讲解】
【例题】 小明用一个标有额定电压为220 V、额定功率为1 100 W的电热水壶烧水.若此时小明家中的实际电压为200 V,
这时,电热水壶的实际功率为多少?(不考虑电热水壶的电阻随温度的变化)
思路分析:本题求解的是电水壶在200 V时的实际功率,因此应该求出此时的实际电流;
要想求出实际电流,首先要知道电水壶的电阻;
因为水壶电阻不变,因此借助额定电压和额定功率可以求出额定电流,用欧姆定律求出电阻.
第二节 电功率
1.下列关于电功、电功率的一些说法中正确的是( D )
A.通过用电器的电流做功越多,则用电器功率就越大
B.用电器消耗的电功率越小,则电流做的功就越少
C.千瓦和千瓦时都是电功率的单位
D.用电器消耗的功率越大,则电流做功越快
2.下列家用电器正常工作时,电功率最大的是( A )
A.空调 B.电风扇
C.电视机 D.手电筒
3.小刚利用电能表测自家用电器的电功率.当电路中只有这个用电器工作时,测得在10 min内,消耗电能0.15 kW·h,这个用电器可能是( A )
A.电饭锅 B.电风扇
C.电视机 D.收音机
4.晶晶的爸爸从商场买回一个电饼铛,电饼铛在工作时的电功率为1 200 W.则该电饼铛正常工作1 min,消耗的电能是( B )
A.0.02 kW B.0.02 kW·h
C.1 200 J D.7.2×104 W
5.1度电可供“220 V 40 W”的灯泡正常工作 25 h.?
6.用电器正常工作时的电压,称为 额定电压 ,此时的功率称为 额定功率 ;一个标有“PZ22025”字样的灯泡,它表示灯泡的 额定电压是220 V,额定功率是40 W .?
7.一间教室里有四盏标有“220 V 100 W”字样的电灯,问:
(1)每盏灯泡正常发光时,通过的电流是多少?灯丝的电阻是多大?
(2)如果每天开灯3 h,问一个月消耗电能多少度?(按30天计算)
解析:(1)由P=UI得电流I===0.45 A;
由P=得R===484 Ω;
(2)W=Pt=100 W×30×3 h×4=36 kW·h.
答案:(1)0.45 A 484 Ω (2)36度
LED灯与白炽灯的对比优势
(1)LED灯光线健康,光线中不含紫外线和红外线,无辐射,普通节能灯和白炽灯光线中含有紫外线和红外线.
(2)LED灯绿色环保,不含汞和铅等有害元素,有利于回收和利用,而且不会产生电磁干扰,而普通灯管中含有汞和铅等有害元素,节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰.
(3)LED灯保护视力,直流驱动,无频闪,普通灯都是交流驱动,必然产生频闪,节能灯频繁启动或关闭时,灯丝就会发黑,且很快会坏掉.
(4)LED灯固态封装,属于冷光源类型,所以它很方便运输和安装,可以被装置在任何微型和封装的设备中,不怕振动,基本上不考虑散热.
(5)LED灯光效率高,发热小,90%的电能可转化为可见光,普通白炽灯80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为可见光.
(6)LED灯安全系数高,所需电压、电流较小,发热较少,无安全隐患,可用于矿场等危险场所.
