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15.2 電功率
第十五章 電能與電功率
逐點
導講練
課堂小結
作業提升
課時講解
1
課時流程
2
電功率
影響電功率大小的因素
知識點
電功率
知1－講
1
1. 物理意義 表示電流做功的快慢。
2. 定義 電流在某段時間內所做的功與這段時間的比。
3. 公式 P＝。 變形式 W＝Pt、t＝。
字母P表示電功率，W表示電功，t表示時間。
不是表示電流做功多少。
采用了比值定義法。
知1－講
4. 單位
電能W 時間t 功率P
國際單位 J s W
常用單位 kW·h h kW
單位換算關系 1 kW·h＝3.6×106 J
知1－講
概念理解
電功率與電流做功多少和做功時間兩個因素有關。
(1)不能只根據電流做功的多少判斷電功率的大小。
(2)不能只根據電流做功的時間長短判斷電功率的大小。
知1－練
例 1
在如圖1所示的電路中，電源電壓6 V保持不變，電阻R1的阻值為20 Ω。當開關S閉合時，電流表的示數為0.2 A。求：
知1－練
(1)R2的阻值。
解：由圖可知，R1與R2串聯，電流表測電路中的電流，電阻R1的阻值為20 Ω，電流表的示數為0.2 A，則R1兩端的電壓U1＝IR1＝0.2 A×20 Ω＝4 V；R2兩端的電壓 U2＝U－U1＝6 V－4 V＝2 V，R2的阻值R2＝＝＝10 Ω。
知1－練
(2)通電1 min，電流通過R1做的功。
(3)電路消耗的電功率。
解：通電1 min，電流通過R1做的功W1＝U1It＝4 V× 0.2 A×60 s＝48 J。
電路消耗的電功率 P＝UI＝6 V×0.2 A＝1.2 W。
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1. [中考·福建] 如圖是某暖手寶的工作原理圖，電源電壓恒為 6 V，電阻R1為 10 Ω。 閉合開關S，電路的總電流為1 A。求：
知1－練
(1)通過R1的電流。
知1－練
(2)電阻R2的阻值。
(3)電路消耗的總電功率。
電路消耗的總功率P＝UI＝6 V×1 A＝6 W。
知2－講
知識點
影響電功率大小的因素
2
1. 探究燈泡的電功率與哪些因素有關
提出問題：影響電功率大小的因素是什么呢？
猜想和假設：并聯電路，電壓相同，電流可能不同，猜想燈泡電功率與流經燈泡的電流有關；串聯電路，電流相同，電壓可能不同，猜想燈泡電功率與燈泡兩端的電壓有關；猜想燈泡的電功率與流經燈泡的電流、燈泡兩端的電壓有關。
知2－講
進行實驗與收集證據：如表格所示。
電功率與電壓的關系 電功率與電流的關系
電 路 圖
實驗 按照設計好的電路圖進行實驗，把實驗現象、數據記錄在下表中
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續表：
電功率與電壓的關系 電功率與電流的關系
數 據 記 錄
分析 數據 在電流相同時，電壓越高，燈泡越亮 在電壓相同時，電流越大，燈泡越亮
燈泡 編號 電壓U/V 燈泡亮度
(填“明”
或“暗”)
燈泡L1 U1＝2.1V 暗
燈泡L2 U2＝2.4V 明
燈泡 編號 電流I/A 燈泡亮度
(填“明”
或“暗”)
燈泡L1 I1＝3.0A 明
燈泡L2 I2＝0.26A 暗
知2－講
實驗結論：電功率的大小與用電器兩端的電壓、通過用電器的電流有關。電壓相等時，電流越大，電功率就越大；電流相等時，電壓越高，電功率就越大。
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2. 計算公式 P＝UI。
3. 電功率的計算
(1)我們可以利用P＝和P＝UI兩個公式來計算電功率，解決實際問題時，使用哪個方便，就使用哪一個。P＝UI可變形為I＝，U＝。
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(2)結合歐姆定律由P＝UI很容易得出P＝I2R＝。P＝I2R和P＝這兩個公式僅適用于純電阻電路。對于非純電阻電路，計算電功率時，只能用P＝UI、P＝這兩個 公式。
電能全部轉化為內能的電路。
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思想方法
1. 把燈泡電功率的大小轉換為燈泡亮暗的程度，采用了轉換法。
2. 在探究電功率跟電流、電壓的關系時，根據控制變量法的原則設計實驗：根據通過串聯電路電流相等的特點，控制電流相同；根據并聯電路電壓相等的特點，控制電壓相同。
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易錯提醒
應用公式P＝UI計算時需注意：
(1)三個物理量必須是同一導體、同一時刻的；
(2)適用于任何電路；
(3)測得的是某一時刻的電功率；
(4)單位：U的單位是V，I的單位是A，P的單位才是W。
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同學們通過實驗探究“電功率跟電流、電壓的關系”。
(1)小燈泡電功率的大小可通過_____________來判斷。
例 2
解題秘方：在“探究燈泡的電功率與哪些因素有關”的實驗中用到的思想方法：(1)轉換法：用燈泡的亮暗表示燈泡的電功率的大小；(2)控制變量法：一定要遵循變量唯一原則，在實驗中每次只改變一個探究的物理量。
小燈泡的亮暗
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(2)一位同學用干電池做電源，把L1“2.5 V 0.3 A”和L2“3.8 V 0.3 A”兩只燈泡連成如圖2甲所示的電路。閉合開關進行實驗。收集數據如下表：
燈泡 電壓U/V 發光情況
L1 1.8 暗
L2 2.7 亮
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請你分析現象及數據得出結論：______________________
_______________________；
解析：由圖甲可知，兩燈泡串聯，通過燈泡的電流相等，
由表中數據可知，燈泡L2兩端的電壓大于燈泡L1 兩端的電壓，燈泡L2比燈泡L1亮，燈泡L2的功率比燈泡L1的功率大，由此可知，當電流相等時，電壓越大電功率越大。
在電流相同時，小燈泡兩
端電壓越大，電功率越大
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(3)這位同學又在原有器材基礎上繼續探究電功率與電流的關系，連接方式如圖乙所示，閉合開關，看到小燈泡L1 一閃即滅，經檢查發現燈絲斷了，燈絲燒斷的原因是導體兩端的電壓_____。為此，該同學提出再取一只與L1相同規格的燈泡，然后拿一滑動變阻器
與其串聯。請你說出這樣做的不足：
_______________________________。
太大
導致兩個小燈泡兩端的電壓也不同
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解析：由題意知，電源電壓為1.8 V＋2.7 V＝4.5 V，由圖乙可知，兩燈泡并聯在電源兩端，由于電源電壓4.5 V 太高，遠大于燈泡L1正常發光時的電壓2.5 V，所以燈泡L1 燒壞；再取一只與L1相同規格的燈泡，然后拿一滑動變阻器與其串聯，L1兩端的電壓就改變了，不符合控制變量法中變量唯一的原則。
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2. 小茗想探究“電阻兩端電壓不變時，電功率與電阻大小的關系”。實驗器材有學生電源、電壓表、電流表、電阻箱R、開關各一個，導線若干。請完成下列問題。
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(1)按照如圖甲所示的電路圖連接電路，小茗發現改變電阻箱R的阻值時，電壓表示數有變化，無法完成實驗。請增加一個器材，設計出能夠實現探究目的的電路圖。
解：如圖所示。
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(2)小茗改進設計后進行了實驗，數據記錄如下表，表中空白處的數據應填寫_____W。
U/V 6 6 6 6 6 6
I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12 0.1
R/Ω 10 20 30 40 50 60
P/W 3.6 1.2 0.9 0.72 0.6
1.8
知2－練
(3)小茗對實驗數據進行了處理，得出“電阻兩端電壓不變時，電功率與電阻大小成反比”的結論。他發現某型號可調溫電熨斗就是通過改變電阻實現功率調節的，模擬電路如圖乙所示，“1、2、3、4” 是四個
觸點，通過調節旋鈕，當把______兩個觸
點連接起來時，電路總功率最小，是低
溫擋。
2、3
電功率
電功率
探究燈泡的電功率與哪些因素有關
定義、定義式
P＝
公式
P＝UI
推導式
P＝、P＝I2R
物理意義

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