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2024年《电功率》电功和电功率课件一、教学内容本节课我们将学习2024年教材《电功率》中的第2章“电功和电功率”。
详细内容包括：电功的定义，电功率的概念，计算公式及其应用。
我们将探讨串并联电路中的电功率特点，以及实际应用中的电功率计算。
二、教学目标1. 理解电功和电功率的定义，掌握其计算公式。
2. 学会分析串并联电路中的电功率特点，并能应用于实际电路计算。
3. 培养学生的实验操作能力，提高解决问题的实践能力。
三、教学难点与重点教学难点：电功率公式的推导及应用。
教学重点：电功和电功率的定义，计算公式，串并联电路的电功率特点。
四、教具与学具准备1. 教具：示教板，电源，电阻，导线，电流表，电压表，计算器等。
2. 学具：学生分组实验器材，包括电源，电阻，导线，电流表，电压表，计算器等。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一个家用电风扇，引导学生思考电风扇工作时的电功率是多少，激发学生兴趣。
教学细节：让学生观察电风扇的额定电压和电流，计算电功率。
2. 例题讲解：a) 计算一个电灯的电功率。
b) 分析串并联电路中的电功率特点。
3. 随堂练习：a) 计算给定电压和电流下的电功率。
b) 分析实际电路中的电功率分配。
4. 学生分组实验：测定给定电阻的电功率，并验证串并联电路的电功率特点。
六、板书设计1. 电功和电功率的定义及计算公式。
2. 串并联电路的电功率特点。
3. 实际应用例题及解答。
七、作业设计1. 作业题目：a) 计算题目：给定电阻和电压，计算电功率。
b) 分析题目：分析串联和并联电路中的电功率分配。
2. 答案：a) 电功率 P = U^2 / Rb) 串联电路中，各元件电功率之和等于总电功率；并联电路中，各元件电功率相等。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对电功率的理解和计算方法的掌握程度。
2. 拓展延伸：探讨非纯电阻电路中的电功率计算，引入功率因数的概念。
重点和难点解析1. 实践情景引入中，学生对电功率概念的理解和兴趣的激发。
《电功和电能》讲义一、电功电功，简单来说，就是电流做功的多少。
当电流通过用电器时，电流就会做功。
就好像我们用力推动一个物体，使它移动一段距离，这个过程我们做了功。
电流做功也是类似的道理。
那电流是怎么做功的呢？我们以一个常见的例子来说明，比如电灯泡。
当电流通过灯泡的灯丝时，灯丝会发热发光。
在这个过程中，电流就对灯丝做了功，使电能转化为灯丝的内能和光能。
电功的大小与哪些因素有关呢？经过实验和研究，我们发现电功的大小与电流、电压和通电时间这三个因素密切相关。
具体来说，电功等于电压、电流和通电时间的乘积。
如果用公式来表示，就是 W ＝UIt ，其中 W 表示电功，单位是焦耳（J）；U 表示电压，单位是伏特（V）；I 表示电流，单位是安培（A）；t 表示通电时间，单位是秒（s）。
举个例子，一个电阻为5Ω 的用电器，通过它的电流是 2A，通电10 秒，那么电流所做的功 W ＝ UIt ＝ I²Rt ＝ 2²×5×10 ＝ 200 焦耳。
在实际生活中，电功的单位除了焦耳，还有一个常用的单位叫“度”，也称为“千瓦时”（kW·h）。
1 度＝ 1 千瓦时＝ 36×10^6 焦耳。
我们平时说的家里一个月用了多少度电，就是指电功的多少。
二、电能电能是一种能量形式，它是由电源提供的。
比如电池、发电机等，它们能够把其他形式的能转化为电能。
我们日常使用的电能，大多数是由发电厂里的发电机产生的。
在发电厂里，通过燃烧煤炭、利用水能、风能或者核能等方式，推动发电机的转子转动，从而产生电能。
电能可以方便地转化为其他形式的能。
比如，给电动机通电，电能就转化为机械能，电动机就能带动机器运转；给电热水器通电，电能就转化为内能，水就被加热了；给电灯通电，电能就转化为光能和内能，电灯就能发光发热。
当电能转化为其他形式的能时，电流就做了功，也就是消耗了电能。
消耗电能的多少可以用电功来度量。
静电场一、电场强度 1、实验定律a 、库仑定律：[内容]条件：⑴点电荷，⑵真空，⑶点电荷静止或相对静止。
事实上，条件⑴和⑵均不能视为对库仑定律的限制，因为叠加原理可以将点电荷之间的静电力应用到一般带电体，非真空介质可以通过介电常数将k 进行修正(如果介质分布是均匀和“充分宽广”的，一般认为k′= k /εr )。
只有条件⑶，它才是静电学的基本前提和出发点(但这一点又是常常被忽视和被不恰当地“综合应用”的)。
b 、电荷守恒定律c 、叠加原理 2、电场强度a 、电场强度的定义(使用高斯定理)电场的概念；试探电荷(检验电荷)；定义意味着一种适用于任何电场的对电场的检测手段；电场线是抽象而直观地描述电场有效工具(电场线的基本属性)。
b 、不同电场中场强的计算：决定电场强弱的因素有两个，场源(带电量和带电体的形状)和空间位置。
这可以从不同电场的场强决定式看出——⑴点电荷：E = k2r Q结合点电荷的场强和叠加原理，我们可以求出任何电场的场强⑵均匀带电环，垂直环面轴线上的某点P ：E = 2322)R r (kQr +，其中r 和R 的意义见图。
⑶均匀带电球壳 内部：E 内 = 0 外部：E 外 = k2r Q，其中r 指考察点到球心的距离 如果球壳是有厚度的的(内径R 1 、外径R 2)，在壳体中(R 1＜r ＜R 2)：E =2313r R r k 34-πρ ，其中ρ为电荷体密度。
这个式子的物理意义可以参照万有引力定律当中(条件部分)的“剥皮法则”理解〔)R r (3433-πρ即为图中虚线以内部分的总电量〕。
⑷无限长均匀带电直线(电荷线密度为λ)：E =rk 2λ⑸无限大均匀带电平面(电荷面密度为σ)：E = 2πk σ 二、电势1、电势：把一电荷从P 点移到参考点P 0时电场力所做的功W 与该电荷电量q 的比值，即U =qW参考点即电势为零的点，通常取无穷远或大地为参考点。
和场强一样，电势是属于场本身的物理量。
初中应用物理知识竞赛专题讲座18专题十八电功率【重点知识解读】1.电功率电功率P=UI，用电器的额定功率等于额定电压与额定电流的乘积，用电器的实际功率等于实际电压与通过的实际电流的乘积。
2. 焦耳定律电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt。
3．电能的计算若用电器以恒定功率P工作，则t时间消耗电能为W=Pt。
【竞赛知识拓展】初中应用物理知识竞赛关于电功率拓展的知识点主要有：1.用电器串联所允许加的最大电压用电器串联是实际中经常遇到的问题。
几个用电器串联，其电流相等。
可根据用电器的铭牌确定各个用电器的额定电流，取各个用电器中额定电流最小的值乘以串联用电器的总电阻即得用电器串联所允许加的最大电压。
2.电热功率。
电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt，单位时间产生的热量称为热功率，P热=I2R。
3.电动机电路。
电动机的输入功率P入=UI，电动机内阻R发热消耗功率P热=I2R，电动机输出的机械功率P=P2R。
对于电动机电路，U>IR，欧姆定律不成立。
入- P热=UI- I4.电功率随时间变化的图线与横轴所围面积表示消耗的电能。
【经典竞赛题分析】例1.（上海物理竞赛）直径d1=0.3mm的细铅丝通过1.5A的电流将被熔断，而直径d2=0.6mm的粗铅丝通过4A的电流将被熔断假设这两种铅丝的长度和电阻率相同，选取上述20根细铅丝和1根粗铅丝并联接入电路，运行通过的最大电流为（）。
A．36A B．34A C．30A D．24A【参考答案】D例2．（上海物理竞赛）在如图（a）所示的电路中，电源电压U0保持不变，R0为定值电阻。
移动滑动变阻器R的滑片P，电压表和电流表的示数的部分U—I关系图象如图（b）所示。
则A．电源电压为9VB．滑动变阻器的总阻值为10ΩC．电压表示数为2.5V时，R消耗的总功率最大D．电压表示数为2.5V和2.0V时，R消耗的总功率相等【参考答案】BD例3.（上海市初中物理竞赛初赛试题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为16W。
专题5 欧姆定律电功率【知识补充】1.欧姆定律(I=U/R)是电路中最基本最重要旳电路规律。
理解掌握欧姆定律要注意同一性（定律中旳电流I、电压U和电阻R一定都是对于同一导体旳）、同步性（定律中旳电流I、电压U和电阻R一定都是对于同一导体同一时刻旳量）和条件性（欧姆定律只合用于纯电阻用电器）。
欧姆定律对具有电动机等旳电路不合用。
2．电路旳化简. 电路旳化简措施：根据电流旳分支与汇合判断各个电阻旳串联与并联关系。
若电流通过各个电阻时没有分支，则这些电阻是串联关系；若电流有分支，则从分流点到汇合点之间旳各个支路为并联关系。
假如电路中没有电源，可以假设一种电流方向去判断。
3．直流电路旳动态分析.直流电路旳动态分析措施是：首先确定电路中某个电阻是增大还是减小，对应确定电路总电阻R总是增大还是减小；另一方面应用欧姆定律I=U/R总确定干路电流旳变化；根据串联电路和并联电路知识判断有关支路旳电流电压变化。
4.电功率电功率P=UI，用电器旳额定功率等于额定电压与额定电流旳乘积，用电器旳实际功率等于实际电压与通过旳实际电流旳乘积。
5. 焦耳定律电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生旳热量Q=I2Rt。
6．电能旳计算若用电器以恒定功率P工作，则t时间消耗电能为W=Pt。
7.用电器串联时旳最大电压用电器串联是实际中常常碰到旳问题。
几种用电器串联，其电流相等。
可以用电器铭牌确定各个用电器旳额定电流，取各个用电器额定电流中旳最小值乘以各个用电器旳总电阻即得用电器串联所能施加旳最大电压。
8.电动机电路电动机旳输入功率P入=UI，电动机内阻R发热消耗功率P热=I2R，电动机输出旳机械功率P=P入-P热= UI- I2R。
对于电动机电路，U>IR。
欧姆定律不成立。
【例题】1.（河南初中物理竞赛题）灯L1标有“8V、16W”旳字样，灯L2标有“12V、36W”旳字样，两灯串联后接在电压为U旳电路中，要保证两灯不损坏，电压U旳最大值为( )A．8V B．12V C．1 6V D．20V2. （大同杯初赛）在如图所示旳电路中，电源电压保持不变。
第27讲 电功 电功率27.1学习提要28.1.1 电功电流通过电动机时，电动机便会转动并发热，电能就转化为电动机的机械能和内能，在此过程中电流做了功。
电流在通过各种用电器时都做了功。
1.电功电流所做的功叫做电功。
电流做功的过程，就是电能转化成其他形式的能的过程；电流做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能。
若电路中的用电器是纯电阻元件，则电能全部转化成内能。
2.电功的计算电流做功的多少与通过导体的电流、导体两端的电压以及通电时间有关。
电流通过导体所做的电功等于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间的乘积。
即UIt W =， 对于纯电阻电路，还可以采用t RU W 2=或Rt I W 2=进行计算。
.另外根据Rt I W 2=，所以电流所做的功还可以用公式UQ W =。
3.电功的单位在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称为焦（J ）。
1焦（J ）= 1伏安秒(V As)。
生活中电功常用的单位是千瓦时（kWh ）， 1 kWh = 3.6×106J 。
通过家用手电筒内小电珠的电流，每秒钟所做的电功大约为1J ，这表明家用手电筒通电时，每秒钟约有1J 的电能转化为内能和光能。
27. 1.2 电功率电流通过不同的用电器，做功的快慢程度是不同的。
例如电风扇工作时，通过电动机的电流1h 可以做功十几万焦；而通过大型机床电动机的电流10 s 就可以做功几十万焦。
电流做功的快慢不仅与做功的多少有关，还与做功的时间有关。
1.电功率 .电功率是表示电流做功快慢的物浬量，定义为单位时间内电流所做的功，即UI tWP ==。
对于纯电阻电路,则还可以使用RU P 2=或R I P 2=。
2.电功率的单位在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称为瓦，记为W 。
1W=1V A 。
常用单位还有千瓦：(kW)，lkW= 1000 W 。
3.额定电压、额定功率额定电压是用电器正常工作时的电压。
如用电器上标有“220 V ”字样，表示该用电器正常工作时的电压为220 V 。
额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率，如用电器上标有“40 W ”宇样，表示该用电器在正常工作时消耗的电功率为40 W 。
如图27-1所示，用电器上标有“220 V 40 W ”表示用电器在220 V 电压下可以正常工作，它在220 V 电压下消耗的电功率为40 W 。
额定电功率与额定电压是在设计用电器时设定了的。
一个用电器一般只有一个额定电压值、一个额定电功率值。
表27- 1为一些电器设备的额定电功率。
表 27-127.1. 3测定小灯泡电功率的实验电 器 电功率（W ）电 器 电功率(W) 日光灯 8〜40 白炽灯 约:15〜60 电视机 约75 家用空调器 ]000 〜2000 电冰箱约250电饭锅约7001.实验原理根据公式P = UI可知需要测量的物理量为电压（U）和电流（I）。
2.实验器材电源，电流表，电压表，小灯泡，滑动变阻器，电键，导线若干。
3.实验步驟（1）按图27-2连接电路；图27-2（2）滑动变阻器的滑片放在阻值最大的位置，闭合电键，接通电路调节滑动变阻器的滑片，使小灯在额定电压下发光，在表27 - 2中记录下电压表和电流表的示数；（3）计算小灯的额定电功率；（4）移动滑片，使小灯两端的电压比额定电压稍高和稍低，分别观察小灯发光的情况与额定电压时的发光情况有什么不同，并记下电压表和电流表的示数；分别算出小灯泡的实际电功率并填人表27 -2中。
表27-2实验序号电压U（V）电流I（A）电功率P(W) 小灯的亮暗程度1 稍安2 正常3 稍亮注意：在测定小灯电功率实验中，小灯的电阻随温度的改变而改变,所以我们不可以用小灯的电阻或电路的总电阻分析。
27.2 难点释疑27. 2.1关于纯电阻电路电流通过电阻(电阻器)时，电能全部转化为内能。
当电路中的用电器都是“纯粹”的电阻时，组成的电路称之为纯电阻电路。
可以看作纯电阻的用电器有：电炉、电烙铁、电热水器、电饭锅、电热毯、白炽灯等。
而电动机、微波炉、电视机、电脑、日光灯等用电器则不是纯电阻用电器，电流通过这类用电器时，一小部分电能转化成热量，大部分电能转化成机械能、光能、电磁能或声能等。
“学习提要”中电功和电功率的两个推导式只适合于纯电阻电路。
27. 2. 2正确理解额定电压、额定电功率、实际电压、实际电功率如果用电器两端的电压不等于额定电压，用电器就不能正常工作，它的实际电功率也就不等于它的额定电功率。
用电器工作时的实际电功率取决于工作时的实际电压。
当U 实=U 额时，P 实=P 额，用电器正常工作；当U 实>U 额时，P 实>P 额，用电器不能正常工作,容易被烧坏； 当U 实<U 额时，P 实<P 额，用电器不能正常工作。
由此可见,要使用电器正常工作，必须使用电器在额定电压下工作。
假设是纯电阻用电器(且电阻不变），根据欧姆定律R U I =，得PU R 2=。
当用电器在实际电压下工作时，实实实P U R 2=，在计算时，则有额额实实P U P U 22=，所以，实额实额）（P P U U =2。
例如：小灯泡上标有“220 V 40 W ”字样，若小灯泡两端所加电压为110 V ，则其实际为）（）（实额额实W U U P P 10/22==。
27.2.3小灯泡的伏安特性曲线由欧姆定律可知，对一纯电阻用电器，有RUI =因此，当R 为定值时，U-I 图线应为一过原点的直线。
金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而使得一段金属导体的电阻随温度变化发生相应的变化。
对一只灯泡来说，由于小灯泡的灯丝在其两端电压由0增至额压的过程中，灯丝温度由室温升高到近2000℃，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到几十倍，因此灯丝电阻率明显增大，故小灯泡的伏安特性曲线如图27-3所示。
图27-327.3 例题解析27.3.1电功及电功率的变化例1 电炉丝烧断了，若减去一段后再接入原电源，在相同时间内消耗的电能将（）A、增大B、减小C、不变D、无法确定【点拨】：“剪去一段”即电阻变小，“接人原电源”即电压不变。
【解析】：电阻丝的两端电压U不变，电阻R减小，则通过它的电流I增大，且“相同吋间”t 不变。
根据电功把W=UIt，电流做功将增大,即消耗的电能将增大【答案】：A【反思】：请思考该题中若将烧断的电阻丝搭上后再接人原电源，在相同时间内消耗的电能将怎么变化？例2 如图27-4所示，电键断开时，灯泡L恰能正常发光，若电源电压保持不变，当电键S闭合时（）A、灯变亮，电流表示数不变图27-4B、灯变暗，电流表示数不变C、灯泡亮度不变，电流表示数增大D、灯泡亮度不变，电流表示数减小【点拨】：灯泡亮度是否变化可从它的电功率是否变化来判断，电流表示数是否变化可从通过的电流是否变化来判断。
【解析】：当S断开时，电路中只有灯泡L一个用电器，灯泡两端的电压就等于电源电压，电流表的示数是通过灯泡L的电流。
S闭合后，电阻R与灯泡L并联，灯泡L两端电不变，通过灯泡的电流不变,灯泡的电功率P=IU不变，因此亮度不变。
电流表接在干路上，通过电阻R的电流也通过电流表，电流表的示数就变大了。
【答案】：C【反思】：灯泡亮度变化和电表示数变化的判断，首先要分析电路的变化,再分析相关物理量的变化，才能得到正确结论。
本题还可根据电阻R并联后总电阻减小，总电压不变，从而总电流增大，判断出电流表示数增大。
例3 如图27-5所示电路中，若灯的电阻不变，在滑动变阻器的滑片P向左移动时，电压表示数将________，电流表示数将_________（选填“变大”、“不变”或“变小”），灯的亮度将________（选填“变亮”或“变暗”）。
图27-5【点拨】：本题中滑动变阻器和一个灯串联，当滑动变阻器的滑片P移动过程中，滑动变阻器接人电路的阻值发生变化。
应先分析电路中电流和电压的变化情况，再根据电功率的公式P=UI,判断出小灯实际电功率的变化。
【解析】：在滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接人电路的阻值变小，电路的总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电流变大,即电流表示数变大;灯丝电阻不变，电流变大，则灯两端电压变大，即电压表示数变大。
判定灯的亮度的变化，要根据实际电功率的变化，由电功率的公式P=UI 可知，灯的实际电功率变大，所以灯的亮度将变亮。
【答案】：变大，变大，变亮。
【反思】：本题是电路动态变化与电功率变化的结合。
根据串联电路中总电压不变、总电阻变小、总电流变大，分析得到结论。
本题还可以通过串联电阻的分压作用来求解。
在滑动变 阻器的滑片p 向左移动过程中，滑动变阻器接人电路阻值变小,此时滑动变阻器两端分到的 电压就变小，而电源总电压不变，所以汀两端分到的电压就变大了。
28.3.2求解平均功率例4 将一个“6 V 1.5 W ”的小灯与一个“4 V 2 W ”的小灯串联起来，假设灯丝的电 阻不变，两端最多可加多大的电压？每只灯的实际功率是多大？【点拨】：当小灯两端的电压超过本身的额定电压时，小灯有可能损坏。
本题中两灯额定 电流并不一致，串联后不可能都正常发光，只能保证电流小的那只灯正常发光；而另一个小灯 两端的电压将小于额定电压，此时，该小灯的发光情况将比正常发光时暗，但不会造成打泡损坏。
此时两灯两端电压之和就是电路两端所加的总电压。
【解析】：由P=UI ，得A V W U P I 25.065.1111===；A VW U P I 5.042222===。
取I=I 1=0.25A 。
又因R U UI P 2==，()Ω===245.1621211W V P U R ，()Ω===82422222W V P U R 。
U=I （R1+R2）=0.25A ×（24Ω＋8Ω）=8V 。
P ’1=P1=1.5W ，P ’2=I 2R=(0.25)2×8Ω=0.5W 。
【答案】：U=8V ，P ’1=1.5W ，P ’2=0.5W【反思】：两个灯串联起来两端允许加的电压，决不是简单地将两只灯的额定电压相加，这只有在两灯的额定电流恰好相同时才有可能。
例5 小灯泡和滑动变阻器串眹后接入电路，小灯泡上标有“6V 3 W ”字样，电源电压当滑动变阻器连人电路阻值为4Ω时，灯恰好正常发光。
（1）求电源电压。
（2）改变变别-器滑片P的位置，使电路消耗的总功率为3. 2 W,求此时小灯泡的实际功率（设灯丝电阻不变）【点拨】：把握“灯恰好正常发光”，U灯=U额，根据灯泡上标值求出灯丝电阻和正常工作电流是求解电源电压的关键。
在第（2）题中必须先根据总功率及电源电压，求出电路中电流，再求灯实际功率。
【解析】：（1）当滑动变阻器连入电路的电阻为4Ω时，灯恰好正常发光。
