人教版九年级全册18.2-电功率教案

18.2 电 功 率
【教学目标】
1、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进行简单的计算。
④能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题。
2、过程与方法：
①观察体验电能表转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、情感态度与价值观：
感受科学就在我们生活中。
【重点与难点】
重点：
①掌握电功率的概念。
②理解额定电压功率和额定实际功率。
③理解电功率和电流、电压之间的关系。
难点：
①理解电功率和电流、电压之间的关系，能综合运用所学知识解决简单的电功率问题。
②能区分物理量电功W和电功率的单位W。
③能明确“kW”和“kW·h”的不同。
④理解额定电压功率和额定实际功率。
【教具】
脉冲式电能表一个、导线连接好的卡口灯头一个、新的40W和100W的白炽灯各一只、实验电路板套具一套、课件。
【课时】
2课时。
【教学过程】
教学情景：用多媒体显示一个脉冲式电能表在测量用电器工作时消耗的电能，脉冲指示灯在不停的闪烁。
引入：（演示实验）分别拿一只15W和一只100W的白炽灯，接在连接好的电路上，观察、比较脉冲指示灯闪烁频率的快慢。
问：在实验中，我们观察到了什么现象？
生1：两盏灯的亮度不一样。
生2：脉冲指示灯闪烁的快慢不一样。
生3：灯亮的闪的要快些，灯暗的闪的要慢一些。
……
电能表脉冲指示灯闪烁的快慢不一样，表示灯泡消耗电能的快慢不一样。
讲授新课：
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。也就是说，电功率是表示电流做功快慢的物理量。做功越快，电功率越大；做功越慢，电功率越小。用字母P表示。
（板书：物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。）
2、符号及单位：电功率用字母P表示。它的单位是“瓦特”，简称“瓦”，符号为W。
（板书：电功率用字母P表示。它的单位是瓦（W）。）
除了W外，常用单位还有kW，它们的关系是：1kW=1000W=103W。
练习：270W= kW， 5.4kW= W。
3、定义：作为表示电功率是表示电流做功快慢的物理量，一个用电器电功率的大小等于通过它的电流在1s的时间内所做的功。
（板书：定义：电功率等于电流在1s的时间内所做的功。）
4、公式：
（1）定义公式： ，。
其中P表示电功率，单位是瓦（W）；W表示电流所作的功（或消耗的电能），单位是焦（J）；t表示电流做功的时间，单位是秒（s）。
(板书：定义公式：)
例1、电流在1min内通过用电器做了1200J的功。求该用电器的电功率。
分析：题目的已知条件有：做功时间t=60s,做功W=1200J。所以选用公式来计算最简单。
解：=20W
答：该用电器的电功率为20W。
（2）推导公式：∵ ，
∴
（板书：推导公式：）
值得注意的是：定义公式在任何情况下都适用，而推导公式只有在纯电阻电路中才适用。只要在适用的情况下，以上公式都可以直接拿来用。
需要强调的是两个W的区别：当W用在公式中时，就表示电功，是一个物理量，它的单位是J；当W用在单位中时，就表示电功率的单位，读作瓦。
练习1、有一种用于220V电路中的节能灯，额定功率仅为1W，求通过它的电流。
分析：已知电压U=220V,功率W=1W,可用公式P=UI的变形公式I=P/U来求电流。
解：
答：通过灯的电流为4.5mA。
二、“千瓦时”的来历：
（过渡）电功率的单位除了W之外，还有kW；而时间的单位除了s外，经常还用到h。当电功率的单位用kW，时间的单位用h时，根据W=Pt，电功的单位会是什么？
通常，如果我们不能直接得到答案，可以通过代入简单的数据来得到结果。电功率取P=1kW，时间取t=1h，则电功W=Pt=1kW×1h=1kW·h。也就是说，当电功率的单位用kW，时间的单位用h时，得到的电功的单位是kW·h。千瓦时表示的物理意义是：电功率为1kW的用电器工作1h所做的功就为1kW·h。
（板书：物理意义：电功率为1kW的用电器工作1h所做的功就为1kW·h。）
练习2、一盏电灯25h耗电1kW·h,这盏电灯的功率是多少？
分析：已知电功W=1kW·h和时间t=25h，可以用公式P=W/t来计算。
解：
答：这盏灯的功率为40W。
三、额定功率：
看到书本第44页图8.2-3所示的灯泡上标有“PZ220V 25W”字样，它表示的是什么意思呢？
原来所有的用电器都会有它自己的规格和参数。在这里，“PZ”是指这盏灯的规格，是“普通照明”的拼音的缩写；而“220V”是指这盏灯泡的正常工作电压为220V，这个使用电器正常工作的电压叫额定电压，用U额表示；“25W”是指正常工作时的电功率为25W，用电器在正常工作时的电功率叫额定功率，用P额表示。实际加在用电器两端的电压叫实际电压，用U实表示；在实际电压下工作的电功率叫实际功率，用P实表示。决定用电器做功快慢的物理量是实际功率。
（板书：用电器在额定电压下工作时的电功率叫额定功率，用P额表示。）
思考1：有“PZ220V40W”的甲灯与“PZ220V100W”的乙灯，把它们并联接在220V的电路中，谁亮？
生1：甲灯亮。
生2：乙灯亮。
（实验演示）结果为：乙灯亮。
得到的结论：额定电压相同、额定功率不同的用电器，并联时，额定功率大的实际功率大。
思考2：有“PZ220V40W”的甲灯与“PZ220V100W”的乙灯，把它们串联接在220V的电路中，谁亮？
生1：甲灯亮。
生2：乙灯亮。
（实验演示）结果为：甲灯亮。
得到的结论：额定电压相同、额定功率不同的用电器，串联时，额定功率大的实际功率小。
在实际生活中，由于用电紧张，家庭电路的电压一般都不到220V；而在深夜的时候，电压又不止220V。实际电压无论比额定电压高还是低，用电器都处于非正常工作状态；只有实际电压与额定电压相等时，用电器才能正常工作。用电器的电压与功率有如下关系：
当U实当U实=U额时，P实=P额；
当U实>U额时，P实>P额。
看到书本第44页“想想议议”第二问：一位电视记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW·h的时候，手举一只理发用的电吹风机说：“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”这位记者错在哪里？
分析：记者说的第一句“我这只电吹风是500W的”指的是电吹风的电功率为500W，没有错；第二句“也就是0.5kW”，它是500W的单位换算，也没有错；第三句“这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风”指的是10000只这样的电吹风一起工作时的总功率。而前面说的是节电5000kW·h，它是电能的单位，与记者所表达的意思不符。记者的话应该改为“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风1h。”
在这里要注意：千瓦是电功率的单位，千瓦时是电功的单位，它们分别代表两个不同的物理量，在使用时千万不能混淆。
例2、（2007年广元中考题）如图所示，标有“6V,3W”的小灯泡L与电阻串联，电源电压U=10V,且保持不变。闭合开关S,电流表、电压表的示数分别为0.2A和2.4V，不考虑电阻器和小灯泡的电阻随温度的变化。求：
（1）电阻器R的阻值；
（2）整个电路消耗的实际功率。
分析：已知灯泡与电阻串联，电压表测量的是灯泡的电压，则电阻器R两端的电压UR=U-UL，根据欧姆定律就可以求出R的阻值。整个电路的电功率等于电源电压乘以（干路）电流。
解：(1) 解法一、∵灯L与电阻R串联
∴

∴
解法二、

∵灯L与电阻R串联
∴
(2)
答：电阻器R的阻值为38 Ω，整个电路的实际功率为2W。
变式练习：（1）小灯泡正常工作时的电阻是多大？
（2）当灯两端的电压变为3V时，小灯泡的实际功率是多少？
解：（1）
（2）
或 ∵灯L的电阻不变
∴ 即 得
结论：当电阻不变时，功率与电压的平方成正比。即
四、电功率的测量：
在电功率的非专业测量中，通常用到的方法有两种。第一种方法是根据，通过用电能表测电功，用钟表测时间的方法来测量。
（板书：方法一：根据，用电能表、钟表测电功率量。）
例3、电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”字样。将某用电器单独连接在该表上工作20min，该电能表指示灯闪烁了300次。则该用电器的电功率为多少？
解：用电器在20min内做的功W为：
kW·h=3.6×105J。
电流做功的时间t为：
t=20min=1200s
则该用电器的电功率P为：

答：该用电器的电功率为300W。
第二种方法是根据P=UI，通过用电压表测电压，电流表测电流的方法来测量。
（板书：方法二：根据P=UI，用电压表、电流表测电功率。）
例4、如图所示，电压表测得小灯泡两端的电压为3.6V，电流表测得电路中的电流为0.4A。则小灯泡的电功率是多少？小灯泡的电阻又是多少？
解：

答：小灯泡的功率为1.44W，电阻为9Ω。












【课堂小结】及【板书设计】
















物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。

符号及单位：电功率用字母P表示。它的单位是瓦（W）。

定义：电功率等于电流在1s的时间内所做的功。

定义：电功率等于电流在1s的时间内所做的功。

公式：

电功率

千瓦时表示电功率为1kW的用电器工作1h所做的功就为1kW·h。

额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率叫额定功率，用P额表示。

方法一：根据，用电能表、钟表测电功率量。
方法二：根据P=UI，用电压表、电流表测电功率量。

电功率的测量