資源簡介

(共32張PPT)
第二節 電流做功的快慢
課時1 電功率
1. 理解電功率的物理意義、定義和單位.
2. 理解電功率和電流、電壓之間的關系，能利用電功率的公式進行相關
計算.
學習目標
小明在網上查找關于燈具的資料，發現不同燈具上的標注不盡相同，分別有32 W、47 W、152 W等，這個符號“W”代表什么？
47w
32w
152w
新課引入
臥室燈 客廳燈
5分鐘內鋁盤轉動圈數n/圈 7 25
電流做功有快慢之分
鋁盤轉動變快
消耗電能變快
電流做功
變快
相對于臥室燈，客廳燈工作時電能表表盤轉速有什么變化？這個現象又說明了什么問題呢？
思考
小明先后使臥室燈和客廳燈單獨工作5分鐘，并觀察電能表轉盤轉動的圈數或脈沖閃爍的次數，測得數據如下：
新知學習
機械功
電功
機械做功的快慢
功率
電流做功的快慢
電功率
物理量 速度（） 功率（）
物理意義 描述物體運動快慢的物理量 描述某力做功快慢的物理量
定義 物體通過的路程和通過這段路程所用時間的比 做的功與做這些功所用時間的比
公式
單位 m/s J/s 國際單位：瓦特 W
表示快慢的物理量
電流做功的多少
電流做功的快慢
電功W
？
電功率
一、電功率
2. 物理意義：
在物理學中用電功率表示電流做功的快慢；
3. 單位及換算：
國際單位：瓦特，簡稱瓦，符號是W；
常用單位：千瓦 (kW)
換算關系：1 kW = 1 000 W
1. 定義：
物理學中把電流所做的功與所用時間之比叫做電功率.
4. 公式：
t ：時間 —— 秒( s )
W：電功 ——焦耳( J )
P ：電功率 ——瓦特( W )
結合歐姆定律，電功率的公式還能變形為
僅適合純電阻電路，即電能全部轉化為內能的電路
適用于所有電路
(1)定義式：
(2)計算式:
P=UI
(3)推導式:
P=I2R
推導過程：
由此公式可知，若加在用電器上的電壓為1 V，通過的電流為1 A，那么，該用電器消耗的電功率為1 W.
客廳燈的電功率為152 W 表示什么含義呢？
1 s內電流通過客廳燈做功152 J；
客廳燈1 s內消耗的電能為152 J.
152 W=152 J/s
152w
思考：上節課我們學習了1 kW·h=3.6×106 J, 為什么？
kW·h
kW
J
W
s
h
kW·h =1 kW×1 h
=1 000 W×3 600 s
=3.6×106 W·s
=3.6×106 J
W= P t
注：計算過程中注意單位統一
思考：有人說電燈“瓦數”越大，越費電.這種說法正確嗎？
“瓦數” 大
電流做功快
電功率大
費電
消耗電能多
電流做功多
答：不正確. 用電器的“瓦數”越大，表示其功率越大，消耗的電能越快，根據W=Pt 可知，因時間未知，則不能判斷消耗電能的多少.
電流做功的快慢與電流做功的多少無關，電功率大的用電器只能表明消耗電能快或電流做功快
例1 接在家庭電路上的一盞燈，在10 min內消耗的電能是2.4×104 J，
那么，這盞燈的電功率是多少瓦？
解：t =10 min=600 s
根據電功率公式 得，
這盞燈的電功率
例2 一只44 W的電燈，接入家庭電路后時，通過這個電燈的電流是多少？
解：由 P=UI 得，
通過這個電燈的電流 I =
P
U
=
44 W
220 V
= 0.2 A
已知U和P，求I，利用變形公式
I =
P
U
電壓U=220 V
已知小明家客廳燈的電功率為152 W，這盞燈工作 3 小時的用了多少度電呢？
方法一：可以將時間單位由“小時”換算成“秒”，帶入W = Pt 計算燈 3 小時的
耗電量，再將消耗的電能單位由“J”換算為“度”.
P =
W
t
W = Pt
計算量較大
方法二：可以將電功率單位由“W”換算成“kW”，帶入W = Pt 計算燈 3 小時的
耗電量.
便于計算
解：客廳燈的電功率P=152 W=0.152 kW，由
這盞燈工作 3 小時耗電量W =Pt =0.152 kW×3 h=0.456 kW·h(度)
P =
W
t
解：3 小時=3×3600 s=1.08×104 s，客廳燈的電功率P=152 W
由W = Pt 這盞燈工作 3 小時耗電量
W =Pt =152 W×1.08×104 s=1.6416×106 J =0.456 kW·h(度)
時間t 功率P 電能W
單位1 s W J
單位2 h kW kW·h
變式
注意單位對應
兩套單位不能混用
單位要統一
重要提醒
解：由 得，
消耗1 kW·h電能所需時間
或
小明家臥室的燈功率為40 W，多長時間消耗的電能是1 kW·h？
1. 電功率的兩個推導式
(1)由于并聯電路 U = U1 = U2 = …… = Un
拓展：串、并聯電路中電功率的簡單計算
方法指導
通常用于并聯電路電功率的計算
(2)由于并聯電路 I= I1 = I2 = …… = In
P=I2R 通常用于串聯電路中部分電路的電功率計算
2. 串、并聯電路的電功、電功率關系對比
串聯電路 并聯電路
電路圖
電功
電功率
巧學妙記：
(1)串聯電路中，除電流外的其他物理量均與電阻成正比，即W1:W2=P1:P2=U1:U2=R1:R2；
(2)并聯電路中，除電壓外的其他物理量均與電阻成反比，即W1:W2=P1:P2=I1:I2=R2:R1
2個電阻串聯：
n個電阻串聯：
P總 = UI= (U1+U2)I= U1I + U2I = P1+P2
P總=UI=(U1+U2+……+Un)I= P1+P2+……+Pn
3. 求串聯和并聯電路的總功率
n個電阻并聯
2個電阻并聯
P總=UI=U (I1+I2)=UI1+UI2 =P1+P2
P總=UI=U (I1+I2+……+In)=P1+P2+……+Pn
無論用電器串聯還是并聯接入電路，總功率等于各用電器的電功率之和
.
.
.
.
.
.
求串聯和并聯電路的總功率可采用以下兩種基本思路：
(1)先分別求出各用電器的電功率，再用求和關系式P總=P1+P2 求總功率.
(2)先求出電路的總電壓和總電流，再用計算式P總=U總I總求總功率.
例 將阻值為4 Ω的小燈泡L(不計溫度對燈絲電阻的影響)與阻值為6 Ω的定值電阻R0接入如圖所示的電路中.閉合開關S，當電壓表的示數為6 V時，求：
(1)電源電壓.
(2)定值電阻R0消耗的
電功率.
串、并聯電路中電功率的計算步驟：
第二步：根據串、并聯電路中電流、電壓規律計算各用電器兩端的電壓和電流.
第三步：利用電功率的計算公式P=UI計算用電器的電功率.利用電功率的計算公式P=UI計算用電器的電功率.
第一步：根據電路圖判斷電路的連接情況.
RL=4 Ω
R0=6 Ω
U=6 V
(2)定值電阻R0消耗的電功率P0=U0I=6 V×1 A=6 W
RL=4 Ω
R0=6 Ω
U=6 V
(1)電源電壓.
解：(1)由電路圖可知，R0與小燈泡L串聯，電壓表測定值電阻R0兩端的電壓，電流表測通過電路的電流，由題意得，通過電路的電流
小燈泡兩端的電壓UL=IRL=1 A×4 Ω=4 V
根據串聯電路電壓規律可得，
電源電壓U=U0+UL=6 V+4 V=10 V
(2)定值電阻R0消耗的電功率.
拓展變式
如圖甲所示是某品牌暖手寶，圖乙為該暖手寶的工作原理圖，電源電壓為6 V，定值電阻R1的阻值為10 Ω，閉合開關后，通過電路中的電流為1.8 A，求：
(1)電阻R1、R2 消耗的電功率之比.
(2)該電路30 s 消耗的電能.
甲 乙
U=6 V
R1=10 Ω
I=1.8 A
通過干路的電流I=1.8 A，通過R2的電流 I2=I－I1=1.8 A－0.6 A=1.2 A
根據P=UI 可得，電阻R1和R2消耗的功率之比
P1：P2=UI1：UI2=0.6 A：1.2 A=1：2
解：(1)由電路圖可知，R1與R2并聯，電源電壓U=6 V，根據并聯電路電壓規律，定值電阻R1與R2兩端的電壓U1=U2=U=6 V，通過R1的電流
乙
U=6 V
R1=10 Ω
I=1.8 A
(1)電阻R1、R2消耗的電功率之比.
(2)該電路30 s消耗的電能.
(2)電路30 s消耗的電能W=UIt=6 V×1.8 A×30 s=324 J
_______，_________.
物理學中把_____________與_________之比叫做電功率.
定義：
物理意義：
符號：
單位：
表達式：
推導式：
電功率
電流所做的功
所用時間
表示_______________.
電流做功的快慢
P
_____
瓦(W)
千瓦(kW)
____________
____________
P = I 2R
P =
U2
R
適用于_____電路功率討論
適用于_____電路功率討論
并聯
串聯
僅適用_______于電路.
純電阻
課堂小結
計算式：
____________
適用于所有電路.
1. 下列關于電功率的說法中正確的是( )
A. 用電器消耗的電能越多，它的電功率越大
B. 用電器工作的時間越短，它的電功率越大
C. 電功率是表示電流做功多少的物理量
D. 相同時間里消耗電能越多的用電器，它的電功率越大
D
電流做功的快慢與電流做功的多少無關，電功率大的用電器只能表明消耗電能快或電流做功快
溫馨提示
越快
快慢
√
×
×
×
隨堂練習
2. 如圖所示的電路中，電源電壓不變，R1∶R2=2∶1. 當開關S閉合時，R1、R2兩端的電壓分別為U1、U2，通過R1、R2的電流分別為I1、I2，R1、R2消耗的電功率分別為P1、P2，電路消耗的總電功率為P. 則下列選項中正確的是( )
A. U1：U2 =2：1
B. I1：I2 =2：1
C. P1：P =2：1
D. P2：P =2：3
并聯電路
U=U1=U2；
W1:W2=P1:P2=I1:I2=R2:R1；
P=P1+P2
D
1：1
1：2
1：3
3. 以下兩種充電樁的充電功率為多大？一輛電動汽車電池能量為77 kW·h，耗盡后想要用這兩種充電樁充滿電的話，分別需要多長時間呢？
解：(1)該充電樁的充電功率 P =UI= 750 V 125 A = 93.75 kW
充滿電需要的時間
(2)該充電樁的充電功率
充滿電需要的時間
P =UI= 220 V 32 A = 7 040 W=7.04 kW
4. 如圖所示，電源電壓恒定，R1=30 Ω，閉合開關S，斷開開關S1，電流表的示數是0.3 A. 當閉合S、S1 時，發現電流表示數變化了0.2 A，求：
(1)電源電壓.
解：(1)閉合開關S，斷開開關S1 時，電路為R1 的簡單電路，電流表測通過R1 的電流
則由歐姆定律可得電源電壓：
U=I1R1=0.3 A×30 Ω=9 V
(2)R2 的阻值.
(2)當閉合S、S1 時，R1 與R2 并聯，電流表測干路電流，因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響，通過R1 的電流不變，電流表示數的變化量即為通過R2 的電流，則I2=0.2 A
因并聯電路中各支路兩端電壓相等，R2的阻值R2= =45 Ω
(3)當閉合S、S1 時，電路消耗的總功率.
(3)因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，當閉合S、S1 時，
干路電流I=I1+I2=0.3 A+0.2 A=0.5 A
電路消耗的總功率P=UI=9 V×0.5 A=4.5 W

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