人教版初中物理九年级 18.2 电功率 学案设计（含答案）

第十八章　电功率
第2节　电功率
学习目标
1.知道电功率的物理意义、定义、单位。
2.理解电功率和电压、电流的关系,并能进行简单计算。
3.能理解和区分用电器的额定功率和实际功率。
自主探究
1.在物理学中,表示电流做功　　　　的物理量叫做电功率,用　　　　表示,单位是　　　　,简称　　　　,符号是　　　　。?
2.电功率常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW),换算关系是,1 kW=　　　　 W,1 W=　　　　 mW。?
3.电功率等于电功W与完成这些电功所用的时间t之比,即P=Wt=　　　　。?
4.用电器正常工作时的电压叫做　　　　。用电器在额定电压下工作时的电功率叫做　　　　。?
合作探究
一、电功率
观察实物:观察节能灯上的标识。
提出问题:节能灯上“220 V”和“24 W”是什么意思?
答案点拨:“220 V”是电压,“24 W”是电功率。
活动体验:分别把一只24 W的节能灯和500 W的电吹风机接在有电能表的电路中,观察、比较电能表铝盘的转动情况。
提出问题:节能灯工作20分钟电能表铝盘转动5转;电吹风工作1分钟电能表铝盘转动5转。分析两种电流做功情况,电流通过谁做功较快?
答案总结:电吹风机工作过程电流做功快。电流通过用电器做的功相同,所用的时间越短,做功就越快。
自主学习:阅读课本P91“电功率”的内容,学习相关的内容。各种不同的用电器,电功率各不相同,查看课本“小资料”一些家用电器的电功率。
用电器的电功率
天河一号巨型计算机
4.04×106 W
液晶电视机
约100 W
家用空调
约1 000 W
排风扇
约20 W
吸尘器
约800 W
手电筒
约0.5 W
电吹风机
约500 W
计算器
约0.5 mW
台式计算机
约200 W
电子表
约0.01 mW
　　二、“千瓦时”的来历
提出问题:电能的单位是千瓦时,根据电功率的表达式P=Wt,你是否知道了千瓦时的由来呢?
答案点拨:将公式P=Wt变形得,W=Pt,如果P和t的单位分别用千瓦、小时,那么它们相乘之后就得到了电能的单位千瓦时。
[例题]某电视机的电功率为150 W,每天使用3 h,一个月用电多少千瓦时?(按30天计算)
解:由题意可知,电视机的功率P=150 W=0.15 kW,一个月的使用时间t=3 h×30=90 h。
由公式P=Wt变形得,W=Pt
一个月内消耗的电能W=Pt=0.15 kW×90 h=13.5 kW·h。
归纳总结:公式W=Pt中,如果P、t的单位分别为瓦、秒,那么W的单位为　　　　,即1 W·s=　　　　。?
三、额定电压　额定功率
活动体验:将一个标有“36 V　25 W”的灯泡接到含有学生电源的电路中,将学生电源的电压打到36 V,灯泡正常发光;将学生电源的电压打到24 V,灯泡的亮度变暗;将学生电源的电压打到40 V,灯泡的亮度变亮。
提出问题:灯泡在三种情况下的电功率相同吗?
答案点拨:灯泡在额定电压36 V时的电功率等于25 W;电压变小时,根据I=UR,P=UI可知,电功率小于25 W;同理可知,电压变大时,电功率大于25 W。
归纳总结:用电器消耗电功率随着它两端电压的改变而改变。
(1)U实 　　　　U额,用电器正常工作。?
(2)U实 　　　　U额,可能烧毁用电器。?
(3)U实 　　　　U额,用电器不能正常工作。?
【想想议议】
一种彩色灯泡的额定电压是36 V,要接在220 V的电路中,串联多少个这种灯泡才行?
答案点拨:由n=22036=6.1可知,串联7个灯泡才不会使得灯泡两端的电压超过额定电压。
四、电功率的测量
问题导学:测量电功率可以使用专用的功率表,但是在实验中可以通过测量电流和电压间接地计算出用电器的电功率。
1.根据什么原理去测量电功率?
2.实验中要用到哪些器材?
3.实验电路图是怎样的?
答案点拨:
1.电功率P=UI。
2.实验器材:电源、开关、导线、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表。
3.实验电路如图所示。
课堂检测
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　1.电功和电功率的单位分别是(　　)
A.千瓦时和焦 B.瓦和千瓦
C.焦和瓦 D.千瓦和千瓦时
2.如图所示,手电筒中的电流为0.5 A,电源为三节干电池,则该手电筒小灯泡的功率最接近(　　)
A.0.25 W B.0.75 W
C.2.25 W D.9.00 W
3.手电筒中小灯泡的电功率约为1 W,它表示(　　)
A.小灯泡在1 s内消耗的电能是1 W
B.小灯泡在1 s内消耗的电功率是1 J
C.小灯泡在1 s内消耗的电能是1 J
D.小灯泡在1 s内消耗的电能是1 J/s
4.如图所示电路,开关S闭合后,移动滑动变阻器的滑片P,下列各物理量中大小发生改变的是(　　)
A.小灯泡的额定电压
B.小灯泡的额定功率
C.小灯泡的实际功率
D.电源的电压
5.如图所示是常见的四种家用电器,正常工作时的功率最接近40 W的是(　　)
6.通常情况下,下列家用电器中,额定功率从小到大排列正确的是(　　)
A.电子石英钟、日光灯、电热水器、电冰箱
B.日光灯、电子石英钟、电热水器、电冰箱
C.日光灯、电子石英钟、电冰箱、电热水器
D.电子石英钟、日光灯、电冰箱、电热水器
7.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光,当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数的变化情况是(　　)
A.L1亮度不变,电流表示数变小
B.L1亮度不变,电流表示数不变
C.L1的亮度增大,电流表示数不变
D.L1亮度增大,电流表示数变小
8.将标有“6 V　3 W”和“6 V　2 W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6 V的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是(　　)
A.两只小灯泡都不能正常工作,甲灯比乙灯亮
B.两只小灯泡都能正常发光
C.通过乙灯的电流较大,所以乙灯较亮
D.两只小灯泡的总功率小于2 W
9.如图所示,电源两端电压保持12 V不变,小灯泡L上标有“6 V　3 W”字样,滑动变阻器最大电阻值R=60 Ω。不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是(　　)
A.S闭合后,使电压表的示数减小1 V,小灯泡L两端的电压就增加1 V
B.S闭合后,小灯泡L的最小实际电功率为0.5 W
C.小灯泡L正常发光时,变阻器R消耗的电功率为6 W
D.开关S断开时,电压表的示数为12 V
　　10.如图所示电路,阻值为6 Ω的电阻与一个“6 V　3 W”的小灯泡串联后接到9 V的电路中,小灯泡恰能正常发光;如果在此电路中将“6 V　3 W”的小灯泡换成“6 V　4.5 W”的小灯泡,那么该小灯泡的实际功率(设电源电压不变)(　　)
A.等于4.5 W B.小于4.5 W
C.大于4.5 W D.等于3 W
11.晓敏家新买了一个自动电饭锅,铭牌上部分数据如图所示,此电饭锅正常工作时的电阻是　　　　Ω,正常工作2 h 耗电　　　　 kW·h。?
额定容量5 L
额定电压220 V
额定频率50 Hz
额定功率800 W
12.有些家庭的电视机在不观看时没有切断电源,仍然处于待机状态。若电视机待机的功率为10 W,一天待机20 h,则一天内待机消耗的电能为　　　　 kW·h,30天电视机待机消耗的电能可供一盏25 W的灯正常工作　　　　 h。 ?
13.将一个标有“3 V　3 W”字样的灯泡接到9 V的电源上,若要让它正常工作,应串联一个　　　　 Ω的电阻。 ?
14.小明的爸爸从国外带回一只旅行电热壶,表中是其译成中文的说明书。
额定电压
110 V
额定功率
550 W
容积
1 L
　　(1)小明说这只电热壶在中国家庭电路中不能直接使用,请你解释其原因:　。 ?
(2)小明说可以将此电热壶与一只电阻串联后使用,请你帮助他计算出该电阻的阻值是多少?
参考答案
自主探究
1.快慢　P　瓦特　瓦　W
2.103　103
3.UI
4.额定电压　额定功率
合作探究
二、“千瓦时”的来历　焦　1 J
三、额定电压　额定功率
(1)=　(2)>　(3)<
课堂检测
1.C　解析:焦和千瓦时是电功的单位,瓦和千瓦是电功率的单位。
2.C　解析:一节干电池的电压为1.5 V,则三节干电池的电压约为4.5 V,故该手电筒的电功率P=UI=4.5 V×0.5 A=2.25 W。
3.C　解析:电功率是指1 s内消耗的电能或1 s内电流做的功,因此电功率为1 W的小灯泡通电时,1 s内消耗的电能是1 J,故C项正确。
4.C　解析:通过电路图可知,此电路是一个串联电路,根据串联电路的特点可知,当滑片P移动时,电路的电阻会发生变化,而电源电压是不变的,由欧姆定律可知,通过小灯泡的电流发生变化,小灯泡两端的电压变化,小灯泡的亮度(实际功率)相应变化,而小灯泡的额定功率是一个不变量,故C项正确。
5.B　解析:生活中一些常见的家用电器的功率应该知道,如:电冰箱的功率约为100 W,电饭锅的功率约为700 W,微波炉的功率约为1 000 W,电风扇功率为40~60 W等。
6.D　解析:电子石英钟的电功率约为0.5 W,日光灯的电功率约为20 W,电冰箱的电功率约为100 W,电热水器的电功率约为1 000 W。
7.A　解析:由题图可知,当开关S2断开时,L1两端的电压不变,L1的功率不变,亮度不变。电流表测干路电流,S2断开后,电流表示数变小。
8.D　解析:根据公式R=U2P,可知甲、乙两灯泡的电阻分别是12 Ω和18 Ω,由于两灯串联,两灯均不能正常发光,通过两灯的电流相等,由公式P=I2R知,乙灯的实际功率大,乙灯较亮。电路的总功率P总=U2R总=(6V)230Ω=1.2 W。
9.D　解析:小灯泡与滑动变阻器串联,其电阻RL=U损2P额=(6V)23W=12 Ω。电压表测小灯泡两端的电压,A项错误。当滑片P在最右端时,小灯泡功率最小,电路中电流I=UR总=12V72Ω=16 A,P小=I2RL=(16 A)2×12 Ω=0.33 W,B项错误。当小灯泡正常发光时,U灯=UR,I灯=IR,所以P灯=PR=3 W,C项错误。当开关S断开时,电压表与滑动变阻器串联,此时电压表显示电源电压,故D项正确。
10.B　解析:根据P=U2R可判断,“6 V　3 W”小灯泡的电阻大于“6 V　4.5 W”灯泡的电阻,再根据串联电路的分压原理可知,“6 V　4.5 W”的小灯泡与6 Ω电阻串联时,其两端的电压小于6 V,故“6 V　4.5 W”灯泡的实际功率小于4.5 W。
11.答案:60.5　1.6
解析:由铭牌中的数据可求出电饭锅正常工作时的电阻R=U2P=(220V)2800W=60.5 Ω,正常工作2 h耗电为W=Pt=0.8 kW×2 h=1.6 kW·h。
12.答案:0.2　240
解析:电视机一天待机消耗的电能W=Pt=0.01 kW×20 h=0.2 kW·h,30天待机消耗的电能0.2 kW·h×30=6 kW·h,这些电能可供一盏25 W的电灯正常工作t=WP=6kW·h0.025 kW=240 h。
13.答案:6
解析:灯泡正常工作时通过的电流I=PU=3W3 V=1 A,串联的电阻R=URI=9V-3 V1 A=6 Ω。
14.答案:(1)电热壶的额定电压小于中国家庭电路的电压,若直接使用,电热壶会被烧坏
(2)22 Ω
解析:(1)电热壶的额定电压远小于实际电压,若直接使用,电热壶会被烧坏;(2)电热壶正常工作时的电流I=P1U1=550W110V=5 A,需要串联的电阻R=U-U1I=22 Ω。