九年级全册第十八章 电功率第2节 电功率学案
展开1. 能说出电功率的物理意义、定义和单位,能利用电功率的公式进行计算。
2. 能结合实际,说出用电器铭牌上额定电压、额定功率所表示的含义,并能区别额定电压与实际电压、额定功率与实际功率。
3. 能说出“千瓦时”的来历,知道“千瓦时”与“焦耳”的换算关系。
【学习重点】
电功率的概念是教学的重点。
【学习难点】
额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别,以及灵活应用学过的知识解决简单的电功率问题是本节的教学难点。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 电功率
(1)意义:表示电流做功快慢的物理量,用符号P表示。
(2)定义:电功率等于电功与时间之比.
(3)公式: 定义式P= Wt 推导式 P=UI P= U2R P=I2R
(4)单位:国际单位是瓦特(W),常用单位有千瓦(kW)和毫瓦(mW)
1kW=103W 1W=103mW
2. 千瓦时:
千瓦时是电功的单位,是功率为1千瓦的用电器工作1小时所消耗的电能。
1kW=3.6×106J
3. 额定电压、额定功率
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压.
(2)额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率.
有一盏电灯标有“220V 25W”的字样,其中“220V”表示该灯正常工作时的电压,叫做额定电压;“25W”表示该灯正常发光时的额定功率为25W。
【合作探究】
探究一、电功率
1. 探究电流做功的快慢
【做一做】在家庭电路中,分别让一盏电灯、一台电吹风机单独工作;观察记录电能表铝盘在1min内转动的圈数。
①实验结果:在相同时间内铝盘转过的圈数不同。在使用电吹风机时,1min内转动的圈数多。
②实验分析
电能表铝盘转过的圈数反映了消耗电能的多少,而在相同时间内铝盘转过的圈数反映的是消耗电能的快慢。
显然,消耗电能的快慢与消耗电能的多少是两个完全不同的概念。
(1)实验结论:电流做功不仅有多少的问题,还有快慢问题。
(2)用电器的铭牌
【想一想】不同的用电器究竟有什么不同?下面我们来看它们的铭牌。
用电器都有一个铭牌,上面标记了一些重要的技术参数,不同的用电器参数一般不同。
①电炉铭牌:电炉上的字样“500W”是什么意思?
②电灯铭牌
电灯上的“25W”字样是什么意思?
【总结】不同的用电器,在它们的铭牌中都标有一个类似于“× × W”字样的参数,不同的用电器这个数值一般不同。这个数值反映出该用电器消耗电能的快慢(即电流做功的快慢)。
2. 比较电流做功快慢的方法
【实例】把一盏电灯接在家庭电路中通电1h,消耗的电能是3.6×105J;把一只电炉接在家庭电路中通电1min,消耗的电能是6×104J。谁消耗的电能较多?谁消耗电能较快?
【分析】①从题目所给的条件可以直接得到电灯消耗的电能较多,即电流在灯丝上做的功较多。
②要比较消耗电能的快慢,参照比较物体运动快慢的方法,分别求出电灯和电炉在1s内消耗的电能多少,就可以比较谁消耗电能较快。
电灯1s内消耗的电能: 3.6×105J3.6×103s=100J/s
电炉1s内消耗的电能:6×104J60s=1000J/s
结论:在相同时间内电炉消耗电能较快。所以我们可以用“ EQ \F(电功,时间) ”比较电流做功的快慢。
3. 电功率
(1)物理意义:是表示电流做功快慢的物理量。
(2)定义:电功率等于电功与时间之比。
(3)公式:电功率= EQ \F(电功,时间) P= EQ \F(W,t)
(4)电功率的推导公式:
由 P=W/t W=UIt I=U/R得
P=UI P= EQ \F(U2,R) P=I2R
(5)电功率单位
国际单位:瓦特(W);常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)
换算关系: 1kW = 103 W 1 W = 103 mW
①根据电功率定义式P= EQ \F(W,t) ,若电功W的单位是焦耳(J),时间t的单位是秒(s),则电功率P的单位是瓦特(W)。1瓦特=1焦耳/秒
②根据电功率推导式P=UI,若电压U单位是伏(V),电流I单位是安(A),则电功率P的单位是瓦特(W)。1瓦特=1伏特·安培
4. 一些用电器的电功率
【例题1】下列关于电功率的说法中,错误的是( )
A.电功率是表示消耗电能多少的物理量
B.电功率是表示消耗电能快慢的物理量
C.用电器的电功率等于它在1s内所消耗的电能
D.瓦和千瓦都是电功率的单位,且1kW=1000W
【答案】A.
【解析】ABC.电功率表示电流做功快慢的物理量,等于电功与时间之比,用电器的电功率等于它在1s内消耗的电能,故A错误,BC正确;
D.较大的电功率用更大的单位:kW,较小的电功率用较小的单位W,且1kW=1000W,故D正确。所以选A。
【例题2】小明将某家用电器单独接在该电能表所在的电路中正常工作6min,电能表转盘转动32r。该家用电器的电功率是_____W,该家用电器最有可能是_______(选填“电视机”“节能灯”或“空调”)。
【答案】100,电视机.
【解析】由电能表的参数知,每消耗1kW∙h的电能,转盘转动3200r,
用电器单独工作6min,消耗的电能 323200kW·h=0.01kW·h
该用电器的功率 P= Wt =0.01kW·h 0.1h=0.1kW =100W
电视机的功率约为100W;节能灯的功率较小,几瓦到几十瓦;空调的功率较大,约为2000W。所以该用电器可能是电视机。
探究二、“千瓦时”的来历
【想一想】在学习电功时,我们知道电功在生活中的一个单位是——“千瓦时”(即“度”)。你知道这个“千瓦时”怎么来的吗?
1. 电功和电功率的两套单位组合
根据电功的公式 W = Pt
①式中若P、t 的单位分别取瓦特(W)、秒(s),那么它们相乘之后,就得到电功的一个单位:焦(J)。
1焦耳= 1瓦特×1秒
②式中若P、t 的单位分别取瓦特(kW)、小时(h),那么它们相乘之后,就得到电功的一个单位:千瓦时( kW·h )。
1千瓦时= 1千瓦×1小时
2. “千瓦时”的来历
1千瓦时可以看作功率为1千瓦的用电器工作1时所消耗的电能。
1千瓦时= 1千瓦×1小时
提示:千瓦是电功率的单位;千瓦时是电功的单位。
【例题3】 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)
【解析】P =150W = 0.15 kW t =3 h×30 = 90 h
一个月内消耗的电能是
W= Pt = 0.15kW×90h = 13.5kW·h
或 P=150W t = 3 h×30 = 90×3.6×103s=3.24×105s
一个月内消耗的电能是
W= Pt = 150 W×3.24×105s = 4.86×107J= 13.5kW·h
【想想议议】一位电视记者在讲到某工厂上半年共节电5 000 kW·h 的时候,手举一只理发用电吹风机说:“我这只电吹风是500 瓦的,也就是0.5千瓦,这个厂节省的电力可以开动10 000个这样的电吹风。”这位记者错在哪里?
【分析】5000kW·h是电功,500瓦是电功率,这个记者把电功率和电能混淆了,可以说这个厂节省的电能可以使10000个这样的吹风机工作1小时。
3. 电功率和电功的区别
电 功
电功率
物理意义
表示电流做功的多少
表示电流做功的快慢
定义
电功等于电压、电流
与通电时间的乘积
电功与时间之比
公式
W=UIt= Pt
P= EQ \F(W,t) =UI
单位
焦(J)、千瓦时(kw·h)
瓦(w)、千瓦(kw)
探究三、额定电压、额定功率
1. 探究用电器的电功率
(1)将标有“36V 25W”字样的灯泡分别接在24V、36V和40V电路中,观察灯泡在不同电压下的发光情况。
(2)实验表明:在不同的电压下,同一个用电器的电功率不同;用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变。
2. 额定电压与额定功率
(1)额定电压U额:用电器正常工作时的电压。
(2)额定功率P额:用电器在额定电压下工作时的电功率。
标有“36V 25W”字样的灯泡,“36V”表示额定电压为36伏,“25W”表示额定功率为25瓦。
3. 实际电压与实际功率
(1)实际电压U实:实际加在用电器两端的电压。
(2)实际功率P实:用电器在实际电压下工作时的功率。
(3)一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率,但可以有多个实际电压和实际功率。
(4)灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的,实际功率越大,灯泡越亮。
4. 额定功率与实际功率
①当小灯两端的实际电压等于额定电压时,U实 =U额 =36V,小灯的实际功率等于额定功率,P实= P额=25W,小灯正常发光。
②当小灯两端的实际电压小于额定电压时,U实=24V ③当小灯两端的实际电压大于额定电压时,U实=40V >U额 = 36V,小灯的实际功率大于额定功率
P实>P额=25W,小灯发光偏亮易被烧坏。
5. 认识理解家用电器的铭牌
各种不同的用电器,电功率一般是不同的,翻看用电器的说明书,我们常常可以看到“电功率”这样的参数。
①白炽电灯:“220V”是它的额定电压;“25W”是该灯泡在额定电压220V工作时的额定功率。
②电热水器:“220V”是它的额定电压;“1000W”是该热水器在额定电压220V工作时的额定功率。
【例题4】小叶在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是( )
A.该灯泡只能在220V电压下工作
B.该灯泡的实际功率是40W不变
C.该灯泡正常发光时每秒消耗的电能是40W
D.该灯泡正常发光时每秒消耗的电能是40J
【答案】D.
【解析】AB.“220V 40W”为灯泡的额定电压和额定功率。灯的工作电压不可能恰好220V。若实际电压低于额定电压,则实际功率小于40W,若实际电压高于额定电压,实际功率大于40W,故AB错误;
CD.若灯正常工作,则每秒消耗的电能W=Pt= 40W×1s=40J
故C错误,D正确。 故选D。
【例题5】标有“220V 40W”的甲灯和“110V 40W”的乙灯,当它们正常发光时( )
A.甲灯较亮 B.相同时间,它们消耗的电能一样多
C.两灯电阻一样大 D.通过甲、乙两灯的电流相等
【答案】B.
【解析】A.甲、乙的额定功率相等,甲、乙灯都正常发光时,甲、乙的实际功率相等,则它们的亮暗相同,故A不符合题意;
B.甲、乙灯都正常发光时,甲、乙的实际功率相等,由 W=Pt可知,经过相同时间,它们消耗的电能一样多,故B符合题意;
C. 灯的电阻 R= U2P ,所以甲灯电阻大;
D. 通过灯的电流 I= PU ,所以通过甲灯电流小。
【精讲点拨】
1. “千瓦时”的来历
1千瓦时可以看作功率为1千瓦的用电器工作1时所消耗的电能。即1千瓦时= 1千瓦×1小时;千瓦是电功率的单位;千瓦时是电功的单位。
2. 实际电压与实际功率
灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的,实际功率越大,灯泡越亮。一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率,但可以有多个实际电压和实际功率。
【归纳整理】
第2节 电功率
【课堂练习】
1.关于电功和电功率,下列说法中不正确的是( )
A. 千瓦时是电功的单位
B. 电流在单位时间内做功越多,电功率越大
C. 电功率是表示电流做功多少的物理量
D. 电流通过导体消耗的电能越多,电功率不一定越大
【答案】C.
【解析】A: “千瓦时是电功的单位”;该选项正确。
B:“电流在单位时间内做功越多,电功率越大”;该选项正确。
C:电功率是表示电流做功快慢的物理量;该选项错误。
D:电功率的大小与电功和通电时间有关,因为没有时间,所以无法比较电功率的大小,该选项正确。 故选C。
2.一只灯泡上标有“220V 40W”的字样,“220V”表示_____________,“40W”表示_________,在家庭电路中工作10min,电流做功______焦。
【答案】额定电压,额定功率,24000。
【解析】“220V”表示灯泡的额定电压,“40W”表示额定功率,
t=10min=600s,W=Pt=40W×600s=24000J .
3. 如图所示分别是小红家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A.小红家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.小红家上个月消耗的电能为101.1kW·h
C.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2J
D.电能表上指示灯闪烁的次数越快,说明电路中消耗的电能越多
【答案】B。
【解析】A.由图知电能表允许通过的最大电流为40A,因此小红家干路中的电流不得超过40A,故A错误;
B.小红家上月消耗的电能为5647.8kW·h-5546.7kW·h=101.1kW·h;故B正确;
C.指示灯闪烁320次消耗的电能320/1600 kW·h=0.2 kW·h;故C错误;
D.电能表上指示灯闪烁得越快,表明相同时间内消耗的电能越多,即电路中消耗的总电功率越大,故D错误。故选B。
4.根据图中所示的两盏白炽灯的铭牌,可以知道:
①甲灯上的参数“100W”意思是: ___________。
②二者均正常发光时,甲灯的电阻________乙的电阻。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
③二者均正常发光半小时,甲灯消耗的电能是乙灯的______倍。
【答案】①甲灯在额定电压220V下正常工作,额定功率为100W;②小于;③4.
【解析】甲灯100W代表的是甲灯在额定电压220V下,正常工作,此时额定功率为100W。
根据P=U2R ,电压相同时,电阻越大,电功率越小,故甲灯的功率比较大,故甲灯电阻比较小。
二者均正常发光半小时,根据W=Pt 可知,消耗的电能之比即为功率之比,为4:1,故甲灯消耗的电能是乙灯的4倍。
5. 两只灯泡,甲灯标有“6V 9W”、乙灯标有“6V 6W”,则____灯电阻大。如果将它们串联接在6V的电路上,____灯比较亮一些;如果将它们并联在6V的电路上,____灯比较亮一些。
【答案】乙,乙,甲。
【解析】由 P=UI= U2R可得,灯丝的电阻
R甲= U2P甲= (6V)29W = 4Ω R乙== U2P乙= (6V)26W = 6Ω 乙灯电阻大。
因串联电路处处电流相等,所以由P=I2R可知,乙电阻大,功率大,两灯泡串联时,乙灯泡的实际功率大,因此乙灯泡比较亮。
因并联电路中各支路两端电压相等,由 P= U2R可知,电阻小,功率大,两灯泡并联时,甲灯泡的实际功率大,因此甲灯泡比较亮。
6. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,灯泡变亮 B.电流表示数变大,灯泡变亮
C.电压表示数变小,灯泡变亮 D.电压表示数变大,灯泡变暗
【答案】D.
【解析】闭合开关S,灯泡与变阻器串联,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中电阻变大,电路中总电阻变大,电流变小,灯泡的电压变小;变阻器电压变大,电压表示数变大。由P=UI得,灯泡的实际电功率变小,灯泡变暗,故ABC错误,D正确。所以选D。
7.贝贝在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服,她首先阅读说明书,知道电熨斗有“低温”“高温”两个档位,其简化电路如图所示。R1、R2是电热丝,R1=88Ω,R2=44Ω,S为旋转式开关。
(1)当旋转触片接触点1和2时,求电路中的电流;
(2)当旋转触片接触点2和3时,求电路消耗的总功率。
【答案(1)2.5A;(2)1.65×103W。
【详解】(1)如图所示,当旋转触片接触点1和2时,这是仅有R1的基础电路,此时电路中的电流I1= U1R1= 220V88Ω = 2.5A
(2)如图,当旋转触片接触点2和3时,R1、R2并联,根据并联电路中电压特点,每条支路电压相等,此时通过R1的电流不变,通过R2的电流为I2= U2R2= 220V44Ω = 5A
通过干路的总电流为I=I1+I2=2.5A+5A=7.5A
电路消耗的总功率为P=UI= 220V×7.5A=1.65×103W
8. 在如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A,求:
(1) R2的阻值;
(2)通电1min,电流通过R1做的功;
(3)电路消耗的电功率。
【答案】(1)10Ω;(2)48J;(3)1.2W。
【详解】(1)由电路图知道, R1与R2串联,电流表测电路中的电流,串联电路中的电流处处相等,由欧姆定律知道,电路的总电阻R总=U/I=6V/0.2A=30Ω
由串联电路电阻的特点知道,R2的阻值
R2=R总-R1=30Ω-20Ω=10Ω
(2)电路工作1min,电流通过电阻R1做的功
W1=U1I1t= I21R1t =(0.2A)2× 20Ω× 60s=48J
(3)电路消耗的电功率P=UI=6V × 0.2A=1.2W
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
人教版九年级全册第2节 电功率学案设计: 这是一份人教版九年级全册<a href="/wl/tb_c83784_t4/?tag_id=42" target="_blank">第2节 电功率学案设计</a>,共3页。
人教版九年级全册第十八章 电功率第2节 电功率学案: 这是一份人教版九年级全册<a href="/wl/tb_c83784_t4/?tag_id=42" target="_blank">第十八章 电功率第2节 电功率学案</a>,共6页。学案主要包含了实验现象分析,电功率的单位等内容,欢迎下载使用。
九年级全册第2节 电功率学案设计: 这是一份九年级全册第2节 电功率学案设计,共6页。