第2课时 额定功率与实际功率

第2节电功率第2课时额定功率与实际功率【教学目标】1．巩固理解电功率概念，理解电功率和电压、电流之间的关系，并能进行简单的计算.2．能区分用电器的额定功率和实际功率.3．通过应用电功率的定义式P=W/t及公式P=UI进行推导和计算，培养学生的分析推理能力.4.通过对用电器额定功率的认识在选择用电器时有节能意识；通过对实验进行讨论和交流，培养学生合作学习的意识和态度.【教学重点】电功率公式的理解与应用.【教学难点】区分用电器的额定功率和实际功率，并能进行简单的计算.【教具准备】灯泡、电源、电压表、电流表、电阻、滑动变阻器、开关、导线、秒表、多媒体课件等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】师同学们已经掌握了电能、电功率的知识，了解了它们之间的区别和联系，也已经知道用电能表可以来测量用电器消耗电能的多少.电功率能不能测，该如何测呢？这一节课，我们进一步来学习电功率的有关知识.【进行新课】知识点1额定电压与额定功率1.额定电压和额定功率师现在我们再看这两只灯泡的差异，一只灯泡上面标有“220V25W”，另一只灯泡上标着“220V100W”，大家猜测一下，这些标号有怎样的含义呢？学生讨论，猜测.教师总结：“220V”是灯泡的额定电压，“25W”、“100W”是它们的额定功率.教师演示实验，帮助学生进一步体会“额定电压”和“额定功率”.演示取一个“2.5V”的灯泡，把它接在3V的电路中，调节滑动变阻器，当它两端的电压为2.5V时，它正常发光；当它两端的电压为1V时，它发光暗淡；当它两端的电压为2.8V时，它强烈发光.板书：额定电压是指用电器正常工作时的电压.额定功率是用电器在额定电压下工作时的电功率.2.用电器的铭牌师同学们在灯泡上看到的“220V25W”其实就是灯泡的铭牌，多数用电器都有自己的铭牌，其上都标有它的额定电压和对应的额定功率.我们使用各种用电器时,一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作.实际电压偏低，用电器消耗的功率低，不能正常工作.实际电压偏高，长期使用会影响用电器的寿命，还可能烧坏用电器.教师用多媒体展示几种不同规格的电器铭牌，帮助学生进一步体会用电器铭牌.知识点2额定功率与实际功率的计算师前面我们学习了“额定功率”，知道额定功率是用电器在额定电压下的功率，而在日常生活中我们用到更多的是“实际功率”，下面我们就一起来学习额定功率与实际功率的区别和联系：（1）用电在实际电压下工作时的电功率叫实际功率.由公式可知实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化.（2）额定功率是用电器的重要性能指标，在设计用电器时必须确定它的性能和工作条件.用电器上标出的电压值是用电器正常工作时的电压，叫额定电压，用U额表示；用电器上标出的电流是当用电器两端加上额定电压时通过它的电流，用I额表示；此时用电器的功率叫额定功率，用P额表示，每个用电器的额定功率都是一定的.（3）实际功率与额定功率的关系是：当加在用电器两端的电压低于或高于其额定电压时，其实际功率低于或高于额定功率；当用电器两端所加电压恰好等于其额定电压时用电器的实际功率等于额定功率，用电器正常工作.（4）有关电功率的计算题的解题思路和方法是：①结合题目给出的条件对电路图进行分析，弄清电路的连接方式，建立直观的物理图景.②注意挖掘题目中隐含的已知条件.例如：灯正常发光，则暗示它两端的电压等于它的额定电压，它的功率等于额定功率.题目给出用电器的额定电压，额定功率，那么用电器的电阻可以求出，这就是隐含的条件.③具体的解题方法可用分析法（从所求量到已知量）或综合法（从已知条件到所求量）.可以将电功率问题转化成电流、电压和电阻的问题，再结合欧姆定律和电路特点求解，也可以利用题目的已知条件，或电路特点揭示的等量关系列方程求解，还可以建立中间量，列比例式等.（5）电功率的推导式P=U2/R=I2R教师引导两位同学上台写出电学中涉及电压、电阻、电流、电功、电功率的几个公式，例如：等.（本节关于电功率的公式较多，如果盲目记忆，往往会张冠李戴.正确的方法是首先记忆最基本的公式，寻找公式之间的联系和规律，通过推导公式，理解性地记忆）教师选取3个电学公式为基础，引导学生进行下列推导：将欧姆定律公式I=U/R代入电功率公式P=UI中就可以导出公式P=U2/R；将欧姆定律的变形公式U=IR代入电功率公式P=UI中就可以导出公式P=I2R.说明：①电功率的基本公式P=W/t,P=UI，适用于各种电路，即可用于计算各种类型用电器的电功率.②电功率的两个推导公式P=U2/R、P=I2R所求的是消耗在电阻上的电功率，只有在电能全部转化为热能时才与P=UI相等.P=I2R优先用于串联电路；P=U2/R优先用于并联电路.例题1（多媒体展示）一盏标有“220V100W”字样的电灯，它的电阻是多大？正常工作时通过灯丝的电流是多少？将它接到110V的电路中，它的实际电功率是多大？(不考虑温度对电阻的影响)分析：在很多电学题中，要先想办法求出用电器的电阻，然后利用有关条件解题，本题电灯发光时，电阻认为是不变的，因此，可以由灯泡额定电压U额和额定功率P额，先根据对R=U额2/P额求出灯泡的电阻，然后利用P实=U实2/R求出电灯的实际功率.解：R=U额2/P额=（220V）2/100W=484Ω,正常工作电流I=P额/U额=100W/220V=0.45A,P实=U实2/R=(110V)2/484Ω=25W.教师总结：电功率进行计算的基本公式是P=W/t=UI，而从P=I2R中看出，在串联电路中（电流相等）电功率与电阻成正比；从P=U2/R中看出，在并联电路中（电压相等）电功率与电阻成反比.掌握以上关系特别是比例关系可以提高解题速度，达到事半功倍的效果.例题2（多媒体展示）把“220V100W”的灯L1和“220V400W”的灯L2串联在220V的电路中，哪盏灯亮？为什么？学生求解（多数可能求出两灯的实际功率的具体数值，但方法很繁琐).教师引导学生思考本题是不是还有更简单的方法？可启发学生进一步思考后，再告之学生：在串联电路中优先选用公式P=I2R.这样只要再比较灯泡电阻的大小(R=U2/P)即可.很容易知道R1大，所以L1亮些.注意：往往还有不少学生不看题目的适应条件，只看额定功率大的灯泡就认为它亮些.【教师结束语】本节课学习了电功率公式的推导式，以及额定功率和实际功率的联系与区别.会通过电功率的变形公式计算电能、电流等.课后作业完成本课时对应课后练习.1.这节课的难点是学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清，解题中需把电功率公式和欧姆定律公式反复运用，会增加困难.为解决这一困难，需要学生能熟练掌握公式，且要引导学生会根据具体题目条件选择正确的公式.2.本节习题的训练，要遵守从易到难，从基本到加深，针对性要强，让学生尽量得到成功的喜悦，这样才不会产生畏难的情绪.知能演练提升能力提升1.甲用电器上标有“220V60W”,乙用电器上标有“36V60W”,它们都在额定电压下工作,则下列判断正确的是()A.电流通过甲用电器做功一定多B.电流通过乙用电器做功一定慢C.完成相同的功,甲用电器用的时间一定长D.相同时间内,甲、乙用电器消耗的电能一样多2.用电高峰期,会看到家里的白炽灯泡比正常发光时要暗一些。这是因为,用电高峰期并联用电器增多,造成()A.电路中的总电阻增大B.电路中的总电流减小C.白炽灯泡的实际功率减小D.白炽灯泡的额定功率减小3.将标有“6V3W”和“6V2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6V的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是()A.两只小灯泡都不能正常工作,甲灯比乙灯亮B.两只小灯泡都能正常发光C.通过乙灯的电流较大,所以乙灯较亮D.两只小灯泡的总功率小于2W4.如图所示的电路中,闭合开关S后,电流表A1的示数为0.2A,电流表A2的示数为0.8A,此时,电阻R1和R2消耗的功率之比是()A.1∶3 B.3∶1 C.1∶4 D.4∶15.电焊利用电流的热效应熔化焊条。某型号的电焊机接在电压220V的家庭电路上,输出电压40V,输出功率2200W。编号为甲、乙、丙、丁的四种橡胶绝缘铜芯线在常温下安全载流量(长时间通电的安全电流)如表所示。从安全的角度考虑,该电焊机的输出导线应该选用()导线编号甲乙丙丁导线横截面积S/mm21.02.5610安全载流量I/A12284768A.甲 B.乙 C.丙 D.丁6.下图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图,其中额定功率最大的电器是,节能灯正常工作5h消耗的电能是kW·h。

7.用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点。图甲是一个定值电阻R和一个LED灯的电流与其两端电压关系的图像。(1)观察图像可知,R的阻值为Ω。

(2)如图乙所示,将LED灯与R串联在电路中,若LED灯的电功率为0.06W,则R中的电流为A,电路的总功率为W。

8.标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2串联接入电路中。L1灯丝的阻值是Ω,通过两灯的电流之比是,两灯在相同时间内消耗的电能之比为。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)

9.如图甲所示,电源电压为3V且保持不变,灯泡L1标有“3V0.9W”字样,闭合开关,电流表A2的示数如图乙所示,此时灯泡L1的电阻为Ω,电流表A1的示数为A,灯泡L1、L2的实际功率之比为。一段时间后,发现其中一个灯泡熄灭且两电流表示数相同,可能发生的故障是。

甲乙★10.模拟调光灯电路如图所示,电路中电源电压不变,灯泡L标有“6V3W”字样,且灯丝电阻随温度的变化而变化,定值电阻R1的阻值为6Ω。将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为6V和0.2A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为3V和0.5A。(1)求灯泡L正常发光时的电阻大小。(2)当R2的滑片P在最右端时,闭合开关,求灯泡L的实际功率。(3)为使灯泡安全工作,R2的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请计算说明。探究创新★11.某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘分别如图所示。表盘上“1600imp/(kW·h)”表示每用电1kW·h指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息,回答下列问题:(1)该同学家上个月共用电多少千瓦时;(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少;(3)若只让一个标有“220V484W”的电热器工作3min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次,则该同学家的实际电压是多大。(设电热器的电阻不变)知能演练·提升1.D甲、乙用电器在额定电压下工作时的功率均为60W,由W=Pt可知,电流做功的多少与通电时间有关,故选项A错误;电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲、乙用电器的功率相同,做功一样快,故选项B错误;根据W=Pt可知,完成相同的功,两用电器用的时间一样多,故选项C错误;根据W=Pt可知,相同时间内,甲、乙用电器消耗的电能一样多,故选项D正确。2.C家庭电路是并联的,并联的用电器增多,就相当于增加导体的横截面积,因此总电阻变小,选项A错误;在并联电路中I=I1+I2+…+In,因此并联的用电器增多,电路中的总电流增大,选项B错误;在家庭电路中,输电线和家用电器之间是串联,用电高峰期,接入电路的用电器变多,干路中的电流变大,而输电导线有一定的电阻,输电导线损失的电压U损=IR,输电导线的电阻R一定,当I增大时U损增大,用电器两端的电压减小,由公式P=U2R可知用电器的实际功率减小,灯泡比正常发光时要暗一些,选项C正确;额定功率是用电器在额定电压下的功率,用电器正常工作时两端的电压为额定电压,额定电压只有一个,对应的额定功率只有一个,它不随电压的改变而改变,选项3.D根据公式R=U2P,可知甲、乙两灯泡的电阻分别是12Ω和18Ω,由于两灯串联,两灯均不能正常发光,通过两灯的电流相等,由公式P=I2R知,乙灯的实际功率大,乙灯较亮。电路的总功率P总=U2R总=(6V)24.B分析电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A1测通过电阻R2的电流,电流表A2测干路电流,由题意可知,通过电阻R1的电流为I1=0.6A,通过电阻R2的电流为I2=0.2A,因为两电阻并联,所以两电阻两端的电压相等,则电阻R1和R2消耗的功率P1P2=5.D由P=UI得,电焊机工作时的输出电流I=PU=2200W40V=55A,导线的安全载流量必须大于556.解析由题图可知,1度电可供电视机持续工作的时间最少,由P=Wt可知,电视机的额定功率最大;节能灯的额定功率不变,所以W1t1=W2t2,1kW·h答案电视机0.17.解析(1)由题图甲可知,定值电阻R的阻值R=UI=1V0.02A=50Ω。(2)由题图甲可知,当LED灯的电功率为0.06W时,它两端的电压为3V,通过电路的电流为0.02A,此时电路中的总功率P=P1+P2=0.06W+(0.02A)2×50Ω=答案(1)50(2)0.020.088.解析已知灯泡的额定电压和额定功率,根据R=U2P求出L1、L2灯丝的阻值;根据串联电路的电流特点可知两灯泡串联时通过的电流之比,根据W=I2Rt求出两灯在相同时间内消耗的电能之比。两灯泡的电阻R1=U12P1=(6V)26W=6Ω,R2=U22P2=(6V)23W=12Ω;当两灯泡串联时,通过两灯泡的电流相等,根据W=I2Rt答案61∶11∶29.解析由电路图可知,闭合开关,两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量L2的电流。根据并联电路的电压特点可知,U1=U2=U=3V,已知U1额=3V,所以灯泡L1正常工作,根据P=U2R可得L1的电阻R1=U1额2P1额=(3V)20.9W=10Ω;灯泡L1正常工作的电流I1=U1R1=3V10Ω=0.3A;由题图乙可知,电流表A2的量程是0~0.6A,则示数为0.4A,即通过L2的电流I2=0.4A,所以干路电流I=I1+I2=0.3A+0.4A=0.7A,即电流表A1的示数为0.7A。L1、L2的实际功率之比为P1∶P2=U1I1∶U2I2=(3V×0.3A)∶(3V×0.4A)=3∶4答案100.73∶4L1断路10.解析(1)由题可知,灯泡正常工作时的电阻R=U额2P额(