电功与电功率.docx

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电功与电功率

电功与电功率

适用学科

物理

适用年级

初三

适用区域

浙江

课时时长（分钟）

120

知识点

1.电功的概念

2.电功的单位及单位换算

3.运用电功的公式解决有关问题

4.读电能表示数

5.电功率的物理意义、定义和单位

6.电功率的计算

7.额定电压与实际电压，额定功率与实际功率

学习目标

•知识与技能

1.理解电功的概念

2.知道电功的单位及单位换算

3.能够运用电功的公式解决有关问题

4.会读电能表示数

5.能说出电功率的物理意义、定义和单位；

6．能利用电功率的公式进行相关计算；

7．能结合实际，说出用电器多铭牌上额定电压、额定功率所表示的含义，能区别额定电压与实际电压，额定功率与实际功率；

•过程与方法

1.通过观察能够理解电能表的结构以及电能表的构造

2.通过实验探究知道电功实验的方法与技巧注意事项

3.会利用电流表和电压表测量用电器的功率。

•情感、态度与价值观

1.通过观察，锻炼学生的观察总结能力

通过实验探究培养学生探究精神以及激发学生的学习兴趣

2.了解不同用电器的额定功率，知道用电器在待机时也要消耗电能，形成节约用电的意识。

学习重点

运用电功的公式解决有关问题，对电功率概念的掌握及计算。

学习难点

运用电功的公式解决有关问题，对额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别及灵活应用学过的知识解决简单的电功率问题。

教学过程

一、复习预习

1.什么是功？

2.什么是功率？

预习：

1．电功（W）：

2．电流做功的特点：

3．电功的单位

4．电能表是测量的工具。

5．电流做功的多少与、和有关。

电功计算公式：

利用W=UIt计算电功时注意：

①式中的W.U.I和t是在同一段电路；②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量。

6．计算电功还可用以下公式：

W=I2Rt；，W=Pt；

7.电功率的物理意义、定义和单位。

电功率的计算。

8.额定电压、额定功率所表示的含义，能区别额定电压与实际电压，额定功率与实际功率。

二、知识讲解

考点/易错点1电能

电能表：

用来测量电路消耗电能的仪表。

（火表）

分类：

感应式电子式

电能表单位：

A、常用单位：

千瓦时（kW∙h）、度

B、国际单位：

焦（J）

C、换算关系：

1kW∙h=3.6×106J

参数：

A、额定电压：

正常工作的电压为220V

B、电流规格：

①基本电流5A②额定最大电流为10A

C、电能表常数：

①耗1kW·h电能，电能表转盘转过1200转

②用电1kW·h，电能表耗电指示灯闪烁1600下

电能表读数：

方法一：

表盘读数作差法适用于：

家庭长时耗电多少的度量

方法二：

电能表常数换算法适用于：

家庭短时耗电多少的度量

总结：

电能可以经用电器转化成多种形式的能。

考点/易错点2电功

定义：

电流做的功，用字母W表示。

实质：

实现电能转化为其它形式的能。

注意：

电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。

电流做功越多，消耗的电能越

多，产生的其他形式的能也越多。

单位：

焦（J）千瓦时（kW∙h）

思考：

1、电路中电流做功的条件是什么？

2、如何让电路中电流做更多功？

（通电时间越长，消耗电能越多，电功越大。

）

考点/易错点3电功率

（1）意义：

表示用电器消耗电能快慢的物理量。

定义：

用电器在单位时间内消耗电能的多少。

（2）电功率的公式

定义式：

P=W/t=UI（适用任何电路）

推导式：

P=/R

（3）单位及换算

单位:

瓦，千瓦，兆瓦

单位符号：

W，KW，MW

1瓦（1W）=1焦/秒（1J/s）=1伏·安（1V·A）

单位换算：

1000W=1KW1000KW=1MW

探究电功率的影响因素

猜想：

电压电流

方案：

1.实验需采用哪种研究方法？

（控制变量法）

A.保持I一定，探究P与U的关系

B.保持U一定，探究P与I的关系

2.如何反映电功率的大小？

（转化法）

（相同时间比较电灯的亮度）

3.如何控制和测量相关参量？

结论：

某段电路上的电功率，跟这段电路两端的电压、电路中的电流成正比。

保持I一定，探究P与U的关系

电压表的示数和灯泡的亮度

结论:

通过用电器的电流相同时，用电器上的电压越大，电功率就越多。

保持U一定，探究P与I的关系

电流表的示数和灯泡的亮度

结论：

用电器上的电压相同时，通过用电器的电流越大，电功率就越多　　　

用P表示电功率，U表示电压，I表示电流，则电功率的公式可表示为：

P=UI

考点/易错点4电功率的计算

根据电功率的定义我们可知电功率的计算公式：

P=W/t，P=UI

根据欧姆定律可以推导出电功率的计算公式还有：

P=I2RP=U2/R

考点/易错点5电功的计算

公式：

W=UIt

（同体性）（同时性）（1J=1V•A•s）

说明：

A.计算时注意W与U、I、t的一一对应关系。

B.注意W与U、I、t的单位“统一性”原则。

C.实验定律普遍适用于任何电路电功的计算。

D.推导公式只适用于纯电阻电路电功的计算。

拓展：

结合欧姆定律：

W=I2RtW=U2t/R

推导：

进一步探究串并联电路中电功规律

考点/易错点6用电器的额定电压和额定功率

2.额定电压与额定功率

额定电压：

用电器正常工作时的电压． 

额定功率：

用电器在额定电压下的功率．P额=U额I额=U2额/R

实际电压指把用电器接在电路中用电器两端的实际电压，它的实际功率大小与实际电压有关

例如：

某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：

普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡．若知该灯“正常发光”可知：

该灯额定电压为220V，额定功率25W

额定电流I=P/U=0.11A

灯丝阻值Ｒ＝/Ｐ＝2936Ω．

3.电压与功率的关系

当U实=U额时，P实=P额用电器正常工作（灯正常发光）．

当U实＜U额时，P实＜P额用电器不能正常工作（灯光暗淡）．

实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得P实/P额=/．

当U实>U额P实>P额长期使用影响用电器寿命（灯发光强烈）．

三、例题精析

【例题1】有两个灯泡，L1标有“6V3W”的字样，L2没有标记，测得L2电阻为6Ω，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和L2的电功率分别是（）

A．12V，

3WB．12V，1．5WC．9V，3WD．9V，1．5W

【例题2】【题干】小明观察家中的电能表（如图），下列说法正确的是（　　）

A．此电能表应该接在220V的电路中使用

B．电能表的额定功率是220W

C．小明家已经消耗的电能为107J

D．此电能表转盘每小时转过3000转

【例题3】

【题干】如图甲所示电路中，电压表V1和V2的示数之比为1：

3，则定值电阻R1：

R2=________，消耗的功率P1：

P2=________；若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路，则电流表A1、A2的示数之比为________，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为________．

【例题4】分别标有“6V2W”和“12V8W”的两个灯泡，串联后接在电路中，为使其中一个恰能正常发光，加在电路两端的电压应是（）

A．6VB．12VC．18V

D．24V

【例题5】（2012西湖一模17）如图所示，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为10V和4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻，下列结论正确的是（）

A.R两端的电压为6VB.通过电动机的电流为6A

C.电阻R消耗的电功率为144WD.电动机消耗的电功率为6W

四、课堂运用

1.下列四位科学家中，以他的名字命名电功率单位的是（　　）

A．焦耳B．安培C．瓦特D．欧姆

2.关于电功，下列说法中正确的是（　　）

A．用电器通电的时间越长，电流做的功一定越多

B．通过用电器的电流越大，电流做的功一定越多

C．用电器两端的电压越大，电流做的功一定越多

D．用电器消耗的电能越大，电流做的功一定越多

3.如果加在定值电阻两端的电压从9V减小到6V，通过的电流相应地变化了0.3A，那么该定值电阻消耗的电功率减小了（）

A、0.9WB、1.8WC、3.6WD、4.5W.

4.用轻质的细线将4N的物体系在标有3V 0.5W的小电动机上，当小电动机接在3V的电源上时，10s内将物体提升了1m，关于该过程，下列说法错误的是（　　）

A．电流做了5J的功

B．消耗了5J的电能

C．只有4J的电能转化了机械能

D．只有4J的电能转化了其他形式能

5.一台家用电视机待机状态下的电功率大约是10W，这表示1秒钟电流做的功是．如果这台电视机平均每天的待机时间以18h计，那么在待机状态下100天消耗的电能是kW•h．

6.把两只灯泡并联后接到电源上，闭合开关，发现灯泡L1比L2亮，则下列说法正确的是（　　）

A．通过L1的电流大B．通过L2的电流大

C．L1两端的电压大D．L2两端的电压大

7.有三盏日光灯，甲“220V100W”、乙“220V40W”、丙“220V15W”，将它们接在家庭电路中，正常工作时通过灯丝的电流最大的是（　　）

A．甲灯B．乙灯C．丙灯D．一样大

8.如图所示为电吹风的电路原理图．电动机M上标有“220V100W”字样，电热丝的电阻R=88Ω．求：

（1）闭合S1、断开S2，正常工作当送风8min，消耗的电能；

（2）闭合S1、S2，正常工作当送热风时，电路消耗的总功率．

【巩固】

1.下列用电器不是把电能转化为内能的是（　　）

A．电风扇B．电热水器C．电饭煲D．电取暖器

2.某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示，下列说法正确的是（　）多选

A．该电能表的指示灯每闪烁1600次，表示该同学家消耗了1kW•h的电能

B．该同学家的用电器同时工作时最大总电流不能超过10A

C．该同学家上月共消耗电能105kW•h

D．该电能表可以用来测量“2.5V0.3A”小灯泡的电功率

3．用同种材料制成的横截面积相同的电阻丝甲、乙，乙的长度比甲大，将它们并联在电路中，则它们的电功率（　　）

A．甲的较大B．乙的较大C．一样大D．无法确定

4.（2010西湖一模37）新浪科技3月22日讯：

韩国设计师打造了一款非传统意义上的雨伞。

如下图这款另类雨伞没有伞盖，空气从下面的进气口进入经高速直流电动机驱动风扇后从上面的喷气口喷出，形成一道气幕。

这道气幕能够起到伞盖的作用，在使用者与雨水之间形成一道稳固的屏障，用来阻挡雨水。

此外，使用者还可以控制伞柄的长度以及空气盖的大小。

为了稳定电动机转速，电动机连接了一个PTC陶瓷元件（如图乙）。

PTC有一个根据需要设定的叫做“居里点温度”的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大。

（1）这种气幕伞使用的PTC元件，其电阻随温度变化的图像如甲图，由图可知，该PTC材料的居里点温度为℃，工作时的温度基本恒定在35℃左右，若它的温度高于35℃，电阻（填变化情况）；反之，也能自动调节。

因此用PTC材料制成的电器往往具有自动调节功能。

（2）你认为这种气幕伞的设计或在使用过程中有何不足？

（指出两点）

（3）这种气幕伞上使用的直流电动机，标有“12V，84W”的字样，测得此电动机线圈的电阻为0.12欧，则此电动机在正常工作时的效率最大是多少?

5.（2011萧山高桥一模37）小明同学对某居民小区进行用电情况调查，该小区家用空调的总额定功率为7.26kw，其他用电器总额定功率为4.84kw，如图所示是该小区供电线路的示意图。

已知从供电电源到用户的两根输电线的总电阻为0.2Ω，假设用户得到的电压始终是220V。

试求：

（1）当居民小区的空调都不工作，而其他用电器都正常工作时，则其它用电器的总电阻是多少？

通过输电线的电流是多少？

输电线因发热损失的电功率是多少？

（2）若居民小区所有用电器都正常工作2h，则输电线上消耗的电能是多少？

【拔高】

1.如图所示电路中，L标有“3Vl.5W”字样．当Sl、S3闭合，S2断开时，L正常发光；当S2闭合，Sl、S3断开时，电流表示数为0.2A．则（　　）多选

A．电源电压是3V

B．R的电阻为6Ω

C．灯泡L正常发光时每分钟消耗的电能为l.5J

D．当S2闭合，Sl、S3断开时灯泡L消耗的实际功率为0.24W

2.如图是某电热烘干箱的简化电路图，S是温探开关，电源电压为220V，R1是发热电阻丝，R2是阻值为110Ω的电阻．开关S接“2”时是高温挡，R1的电功率是110W；开关S接“1”时是低温挡．试求：

（1）R1的阻值是多大？

（2）低温挡时，电路中的电流是多大？

（3）高温挡时，通电10min，R1消耗的电能是多少？

3.小明家电能表如图所示，他家同时使用的用电器总功率不能超过_______W．将某用电器单独接在该表上工作10min，电能表上的转盘转过300转．该用电器在上述时间内消耗的电能为_______J，它的电功率是_______W．

4.如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了（）

A.1.6WB.4.0WC.0.4WD.3.4W

5.李刚同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻，他已连接了部分电路，如图14甲所示，请你接着完成下列步骤：

（1）用笔画线代替导线，将电路补画完整；

（2）当电压表示数为3.6V时，电流表的示数如图乙所示，电阻丝的电阻为Ω．李刚通过改变被测电阻两端的电压，共测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻的平均值，这样做的目的是：

（3）不改变上面连好的电路，用它还可以完成的实验是：

①；

②；

6.（2012西湖一模34）用空调的制冷和送风是交替进行的，某空调处于制冷状态时的功率P1是2.2kW，送风状态的功率P2是0.22kW，测得此空调在某段时间内的电功率随时间的关系如右图所示。

（1）空调在前5min内处于什么状态？

此时通过它的电流是多少？

（2）这台空调1小时消耗的电能是多少度？

（3）在高温天气，由于家庭电路的电压过低而使空调不能启动。

请你简述家庭电路电压过低的原因。

（4）为了安全用电，许多家庭铺设了空调专线，请你简述铺设空调专线的意义。

7.（2012西湖区一模35）有两个电阻R1和R2，它们所对应的电功率分别为P1、P2，请你用学过的电学知识证明，无论这两个电阻是串联还是并联，它们的总功率P总=P1+P2。

（推导中要求写出依据）

8.（2012萧山一模34）晓明妈妈购买了一台某品牌的加湿器,其部分技术参数如下表：

根据以上信息回答下列问题：

（计算结果保留2位小数）

（1）该加湿器的电阻是多少？

（2）该加湿器正常工作时的电流是多少？

（3）该加湿器正常工作时将一箱3L的水消耗完需要的电能是多少？

（4）如果在用电高峰时，该加湿器加热4h实际消耗的电能为0.081kW·h，则此时电路的实际电压时多少？

（不考虑箱体的吸热和热损失）

课程小结

1．电功（W）：

电流所做的功叫电功。

2．电流做功的特点：

电流做功时，把电能转化为其他形式的能。

电流通过电风扇是电能转化为机械能。

电流通过电炉是电能转化为内能。

3．电功的单位：

国际单位：

焦耳。

常用单位有：

度（千瓦时），1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。

4．电能表是测量电功的工具。

5．电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关。

电功计算公式：

W=UIt。

利用W=UIt计算电功时注意：

①式中的W.U.I和t是在同一段电路；②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量。

6．计算电功还可用以下公式：

W=I2Rt；，W=Pt；

7．电功率（P）定义：

电流在单位时间内所做的功。

国际单位有：

瓦特；常用单位有：

千瓦

8计算电功率公式：

P=W/t=UI（式中单位P→W；W→J；t→S；U→V）；I→A

9．利用计算时单位要统一，①如果W用焦、t用秒，则P的单位是瓦；②如果W用千瓦时、t用小时，则P的单位是千瓦。

10．计算电功率还可用右公式（只适用于纯电阻电路）：

P=I2R和P=U2/R

11．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的功率。

13．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的功率。

以灯为例子：

当U实>U额时，则P实＞P额；灯很亮，易烧坏。

当U实

当U实=U额时，则P实＝P额；灯正常发光。

如：

当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。

例一盏灯标有“220V100W”是表示额定电压是220伏，额定功率是100瓦，如果接在110伏的电路中，则实际功率是25W。

）

课后作业

【基础】

1.如图所示的家用电器中，正常工作时的功率最接近1000W的是（　　）

ABCD

2.将两只额定电压相同的小灯

泡L1、L2串联在电路中，如图所示．闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因是（　　）

A、灯L1额定功率较大

B、灯L2两端电压较大

C、灯L1的电阻较大

D、通过灯L1的电流较大

3.甲、乙两用电器电功率之比为1：

2，通电时间之比为3：

4，则消耗电能之比为（　）

A．1：

2B．3：

8C．3：

4D．2：

3

4.用两节串接后的干电池给小灯泡供电，电压是3V，小灯泡发光时通过的电流为0.3A，此时小灯泡的电阻为_____Ω，工作0.5min消耗的电功为_______J．

【巩固】

1.小明学习了电功率的知识后，利用家里的电能表（如图）和手表测出了电饭锅的电功率．他只让电饭锅工作，测出电能表的转盘在1min转了15转，则电饭锅在这段时间内消耗的电能为_______J，电饭锅的实际功率为_______W．

2.甲、乙两盏灯泡分别标有“220V--60W”和“220V一40W”字样，灯的电阻大，如果将它们并联后接到220V的电源上，则（）灯亮度大，如果将它们串联后接到220V的电源上，则（）灯实际消耗的功率大．（填“甲”或“乙”）

3.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图1所示，下列说法中正确的是（）

A．甲灯的实际功率一定是40W

B．将乙灯接入110V电路中，它的额定功率仍为60W

C．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较小

D．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较少

4.把两只灯泡并联后接到电源上，闭合开关，发现灯泡L1比L2亮，则下列说法正确的是（）A．通过L1的电流大B．通过L2的电流大

C．L1两端的电压大D．L2两端的电压大

5.某理物兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如

图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是（）

A.P甲>P乙>P丙B．P甲P丙

6.（2011西湖二模19）某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。

若电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20ΩlA”，

灯泡L标有“2.5V1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（）

A.电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A

B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω

C.灯泡的最小功率是0.162W

D.该电路的最大功率是2.25W

7.（2012上城二模17）如图所示，将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在电路中，闭合开关S后，发现L1亮，L2不亮。

对此有下列几种猜想，其中可能的是①L2灯丝断了；②灯泡L2的电阻太小；③灯泡L2两端电压较大；④通过灯泡L1、L2电流不等；⑤灯泡L2的灯座被短路；⑥灯泡L2的额定功率大；⑦灯泡玻璃泡破碎，灯丝未断（）

A.①B.③⑥C.③⑤⑦D.②⑤⑥⑦

8.（2012上城二模32）要测量L1和L2两个小灯泡的电功率，已知L1和L2的额定电压分别为3.8V和2.5V、阻值均约为10Ω。

所提供的器材有：

电源（电压约为6V）、电流表、电压表和开关各一个，滑动变阻器（“10Ω　2A”、“50Ω　1A”）两个，导线若干。

（1）用如图甲所示的电路测量灯泡L1的电功率，所用滑动变阻器是“10Ω2A”，请用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。

（2）请设计一个记录测量灯泡L1电功率实验数据的表格。

（3）闭合开关后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为3V时，电流表的示数如图丙所示，这时L1中的电流是A，功率是W。

（4）完成L1的测量后，为测灯泡L2的电功率，只将图乙中的L1换成L2。

发现灯泡过亮，移动变阻器的滑片L2发光还是过亮。

为了完成灯泡L2额定功率的测量，并使测量结果能更准确一些，在测量之前应该进行的操作是：

①；

②。

（5）根据实验记录的数据，画出了通过L2的电流随其两端电压变化的关系曲线，如图丁所示，则灯泡L2的额定功率是W。

【拔高】

1.将规格都是“220V180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入220V的家庭电路中正常工作，若通电时间相同，则下列说法正确的是（　　）

A．电冰箱产生的热量最多B．电风扇产生的热量最多

C．三者产生的热量一样多D．三者消耗的电能一样多

2.如图所示，电源电压为6V恒定不变．灯泡上标有“6V4W”的字样．当S2闭合，Sl、S3断开时，灯泡的实际功率为0.25W．求：

（l）电阻R两端的电压；

（2）电阻R的阻值．

（3）当Sl、S3闭合时，S2断开，通电2min，电流通过电阻R做的功．

3.把标有“220V、40W”和“220V、25W”的甲、乙两盏灯串联接在220V的电源上（设灯丝的电阻不变），则下列分析正确的是（）

A、两盏灯的总功率等于65

B、两盏灯的总功率小于25W

C、甲灯两端的电压高于90V

D、乙灯消耗的功率大于9W

4.在图甲所示的电路中，当滑片P由b移到a的过程中，电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示．下列说法正确的是（　　） 

A、电阻R1的阻值为20Ω

B、滑片P移到b端时，R2两端的电压为6v

C、滑片P移到a端时，R1消耗的功率为0.2W

D、当滑片P移到中点时，通过R1的电流为0.3A

6.（2010萧山二模22）在电源电压不变的某一电路中，接入一个可调温的电热器，电热器的内部有两根阻值不相等的电热丝，当两根电热丝串联使用时，电热器消耗功率为220W，当只使用其中一根阻值较大的电热丝时，电热器消耗功率为275W，若将两根电热丝并联使用，则电热器消耗的电功率为（）

A.495WB.990WC.1100WD.1375W

7.（2011上城二模19）把标有“6V3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中，各电表选择的量程如