16.2 《电流做功的快慢》课件 2021-2022学年沪科版九年级物理全一册(25张ppt)

第十六章 电流做功与电功率
16.2 电流做功的快慢
学习目标
课时讲解
1
比较电流做功的快慢
电功率
额定功率与实际功率
课时导入
从身边的问题出发：
如图1 所示，家用电器中，不同的用电器，工作相同的时间，所消耗的电能往往是不同的，也就是说电流通过不同的用电器做功的快慢不同，那么，如何来比较电流做功的快慢呢？
类比机械功，比较电流做功的快慢有两种方法：
（1）相同的时间，比较电流做的功；
（2）电流做相同的功，比较所用的时间。但当电流做的功与时间都不相同时，用电流所做的功与所用时间之比（电功率）来比较电流做功的快慢，这种定义物理量的方法叫做比值定义法。
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知识点
比较电流做功的快慢
1
下表反映了灯泡和空调分别在规定时间内消耗电能的情况：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
灯泡
空调
电流做功（电功）
1.8×105 J
3×104 J
工作时间
30 min
20 s
电功/时间
1 s 内电流做功 _____________J
1 s 内电流做功 _____________J
100
1 500
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分析表中数据得出结论：
1. 在相同时间（1 s）内, 电流通过空调做的功__________电流通过灯泡做的功，所以，电流通过___________做功快。
2. 电流所做的功与所用时间的比值可以表示电流做功的快慢。
大于
空调
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例 1
下列关于电功率的说法中，正确的是（ ）
A. 电功率是表示电流做功多少的物理量
B. 电功率是表示电流做功快慢的物理量
C. 电功率大的用电器消耗的电能一定多
D. 电功率大的用电器工作时所用时间一定少
B
电功率是表示电流做功快慢的物理量；比较电功率的大小时，应从电流做功（用电器消耗电能）和工作时间两个方面考虑。
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知识点
电功率
2
1. 物理学中，用电功率表示电流做功的快慢；电功率等于电流所做的功与所用时间之比。
2. 公式：P=W/t （定义式）。
公式P= W/t中，当电功W 的单位为焦（J），时间t的单位为秒（s）时，电功率P的单位为焦/ 秒（J/s）。为了纪念科学家瓦特，将其名字作为电功率的单位，1 W=1 J/s，1 W的物理意义是：电流在1 s内通过用电器做的功为1 J。
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公式中各符号所代表的物理量及单位：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}符号
物理量
单位
P
电功率
瓦特（W）
千瓦（kW）
W
电功
焦耳（J）
千瓦·时（kW·h）
t
时间
秒（s）
时（h）
其中，1 kW=103 W；1 kW·h=3.6×106 J。
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3. 将W=UIt 代入公式P=W/t 中，可得P=IU。当已知用电器两端的电压和通过该用电器的电流时，可以用P=IU 求解用电器的电功率。
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例2
[中考·滨州] 在如图3 所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L2 标有“24 V 12 W”。开关S1 闭合、S2 断开时，电流表的示数为1 A，电压表的示数为12 V，灯泡L1 正常发光，不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L1 的额定功率；
（2）在10 s 内，灯泡L2 正常发光时消耗的电能；
（3）灯泡L2 的电阻；
（4）当开关S1、S2 都闭合时，求电流
表的示数和灯泡L2 的实际功率。
图3
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解：(1)当开关S1 闭合、S2 断开时，灯泡L1 正常发光，灯泡L1 的额定功率：P 额1=I 额1U 额1 =1A×12 V=12 W；
(2) L2 的额定功率为P 额2 =12 W，在10 s 内灯泡L2 正常发光时消耗的电能：W=P 额2t=12 W×10 s=120 J；
(3)灯泡L2 的电阻：R2= =( 24 V)2/12 W=48 Ω；
(4)当开关S1、S 2都闭合时，两灯泡并联，通过L1 的电流I1=1 A，通过L2 的电流I2=U/R2=12 V/48 Ω=0.25 A，所以电流表的示数为I=I1+I2=1 A+0.25 A=1.25 A，L2 的实际功率P2=UI2=12 V×0.25 A=3 W。
?
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关于额定功率与实际功率的简单计算解题模型是什么呢？
已知用电器的额定电压和额定功率，首先根据R=U额2/P额求出该用电器的电阻，再根据题意进行其他计算。
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1. [中考·青海] 某电熨斗的电路如图4 所示，
额定电压为220 V，最大功率为1 100 W，发热部分由调温电阻R 和定值电阻R0 组成。调温电阻的最大阻值为176 Ω，温度对电阻的影响忽略不计，则：
（1）该电熨斗以最大功率工作10 min 消耗多少电能？
（2）定值电阻R0 的阻值是多少？
（3）该电熨斗在额定电压下工作时的最
小功率是多少？此时通过电熨斗的电流是多少？
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解：(1)消耗的电能W大＝P大t＝1 100 W×10×60 s＝6.6×105 J。
(2)当调温电阻接入电路中的电阻为零时，电路为R0的简单电路，此时电熨斗的功率最大，所以R0＝U2/P大＝220 V×220 V/1 100 W＝44 Ω。
(3)当滑片P在最右端时，电路的电阻最大，电功率最小，P小＝U2/R大＝ ＝220 W，此时通过电熨斗的电流I＝U/R大＝220 V44 Ω＋176 Ω＝1 A。
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知识点
额定功率与实际功率
3
1. 如图2 所示， 在灯泡上标有“220 V 40 W” 字样， 其中“220 V”表示该用电器正常工作的电压值，叫做额定电压，用U额来表示；“40 W”表示与额定电压对应的功率，叫做额定功率，用P额来表示。
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2. 用电器在工作时，它两端的电压有可能低于或高于它的额定电压，我们把用电器在实际电压下工作时对应的功率叫做用电器的实际功率，用P 实来表示。
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3. 实际功率与额定功率的区别与联系：
4. 灯泡的亮度取决于它的实际功率，与额定功率无关。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
额定功率
实际功率
区别
在额定电压下的电功率
在实际电压下的电功率
联系
当U实=U额时，P实= P额，用电器正常工作；
当U实﹥ U额时，P实> P额，用电器容易被烧毁；
当U实﹤ U额时，P实< P额，用电器不能正常工作
延伸拓展
利用公式P=W/t算得的电功率是用电器在某段时间内的平均功率；而利用公式P=IU算得的电功率是用电器在某一时刻的电功率。
根据公式P=IU和欧姆定律，还可以推导出电功率的两个计算公式P=I2R和P=U2/R ，由于欧姆定律仅适用于纯电阻电路，所以这两个推导公式也只适用于纯电阻电路。
在纯电阻电路中P=IU=I2R=U2/R ，即在(P、U、I、R)四个量中，知道任意两个量，即可计算另外两个量。
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例 3
[中考·东营] 如图5 所示，将标有“8 V 8 W”的灯泡L1 和“8 V 16 W”的灯泡L2 接在12 V 的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是( )
A. 灯泡L1、L2 都能正常发光
B. 灯泡L1、L2 一样亮
C. 灯泡L2 比灯泡L1 亮
D. 灯泡L1 比灯泡L2 亮
D
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思路导引：
也可利用串联时P1/P2=R1/R2得，P1＞P2
灯泡的亮度取决于它的实际功率。
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灯泡的亮度解题模型
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2. [中考·淄博] 如图6 所示，将额定电压相同的小灯泡L1、L2 串联在电路中，闭合开关后，发现灯L1 较暗，灯L2 较亮，其原因是( )
A. 灯L2 的电流较大
B. 灯L2 的电阻较小
C. 灯L2 的额定功率较小
D. 灯L2 的额定功率较大
C
电灯是将电能转化为光能的用电器，因而实际功率越大，表示相同的时间内转化成的光能越多，故灯越亮。
课堂小结
电功率
电流做功的快慢
额定功率
实际功率
影响因素
决定因素
电流做功的快慢
课堂小结
电流做功的快慢
1. 电功率的物理意义：表示电流做功的快慢。
可以对比速度所表示的意义来理解电功率所表示的意义。
课堂小结
2.电功率的计算：
(1)定义式：P＝W/t。
(2)计算式P＝UI。
(3)两个推导式：P＝UI＝ ，P＝UI＝I2R。
应用这两个推导式的前提是欧姆定律必须适用。
电流做功的快慢