第二节 电功率

●教学目标

一、知识目标

1．理解电功率的概念，知道电功率表示消耗电能的快慢。

2．知道电功率的单位是W或kW。

3．理解用电器的额定功率，知道额定功率是在额定电压下工作时的功率。

4．会应用功率的定义公式 P= 及公式P=IU进行简单的计算。

二、能力目标

1．通过体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系，培养学生的观察能力和分析、概括能力。

三、德育目标

1．通过联系生活实际，培养学生实事求是的科学态度。

2．通过教学活动，渗透理论联系实际的思想。

●教学重点

电功率和用电器的额定功率。

●教学难点

正确理解电功率和电功的区别与联系。

●教学方法

演示法、观察法、讨论法.

●教具准备

1．电灯（功率差别较大）两只、灯座（与灯泡配合使用）、按钮开关、导线若干、插头、绝缘胶布、电能表（尽量选用转数大的）等。

因为要用220 V电压做演示，所以必须注意安全，最好用已连接好导线和灯座的示教板。

2．手摇发电机、小灯泡、导线等。

●教学过程

一、引入新课

［师］我们在上节课学过电能表后，同学们一定观察了同学家或自己家的电能表。是不是可以把观察的结果和大家交流一下呢？

［生］电能表有时候转得快，有时候转得就比较慢。

［生］一般是晚上转得快一些，白天转得较慢。

［生］有时候白天转得也很快，中午用电饭锅做饭时，就比晚上只开一盏灯转得快。

［生］电能表转得快慢和用电器的多少及用电器的种类有关系。

［师］现在我们可以通过实验来求证他们观察的准不准。

二、进行新课

1．什么是电功率

［演示］不同的灯泡接入电路中，电能表转动的情况。

（考虑到操作的安全性，不建议学生操作，教师可提醒学生，电能表连接时应串联在电源上）

（1）先将15 W的电灯接入电路，合上开关，灯发光，同学们观察电能表转动情况。

（2）将15 W的灯泡取下，换上100 W的灯重复第一步实验。同学们观察并比较两次转动快慢情况。

［生］电能表第二次比第一次转动得快，灯也是第二次比第一次亮。

（3）将两只灯泡并联接入电路，合上开关，两灯均亮，再观察电能表的转动情况，并和前两次做比较。

［生］第三次电能表转动得比第二次还快。

［师］（断开电源，取下两只灯泡）同学们再观察这两只灯泡，有什么发现？

［生］两只灯泡不一样，一只上标着“220 V，15 W”，另一只灯泡上标着“220 V，100 W”。

［师］通过我们的实验证明了同学们在课后的观察非常准确。（我们大家一起来祝贺一下）希望同学们以后不仅要认真观察，还要勤于思考。

我们已经能准确地观察电能表转动的快慢了。还记得电能表有什么作用？接入电路的目的是什么吗？

［生］电能表是用来测量用电器消耗电能的多少的。

［师］电能表转得快说明了什么？转得慢又说明了什么呢？

［生］转得快说明用电器用的电多，消耗的电能多。

［师］大家同意这种说法吗？

（同学们思考、讨论.教师注意引导）刚才的实验中，同学们注意到第一盏灯亮时电能表比第二盏灯亮时转得慢。假如电能表在第一盏灯亮时，1 min转10圈；在第二盏灯亮时，1 min能转20圈。

［问］第一盏灯工作4 min，电能表转几圈？

［生］1 min转10圈，4 min 40圈。

［师］如果是第二盏灯工作2 min，电能表转几圈？

［生］电能表也是转过40圈。

［生］都转40圈时，消耗的电能一样多。

（学生充分讨论、思考）

［生］消耗一样多的电能。第一盏灯用4 min第二盏灯用了2 min，说明消耗电能的快慢不一样。

［生］不能说“电能表转动越快；用电器消耗电能越多”，而是电能表转动得越快，用电器消耗电能越快；电能表转盘转动得越慢，用电器消耗电能越慢。

［师］同学们分析得非常有理。原来电能表铝盘转动的快慢不同，表示了用电器消耗电能的快慢不同。

请同学们看书，了解在物理学中用什么物理量来表示消耗电能的快慢。

［生］物理学中用“电功率（electric power）”表示消耗电能的快慢，符号是“P”，单位是“瓦特”，简称“瓦”，单位符号是“W”。

［生］还有一个更大的单位是千瓦（kW），1 kW=10³ W

［师］谁还记得上节课“电功”中，功是用什么表示的？

［生］功通常用字母“W”表示。

［师］两个“W”意思一样吗？

［生］两个“W”不一样。表示功的W是“Work”，是功这个物理量的符号，而刚学的W指的是“Watt”，是电功率的单位。

［师］在物理学中，每一个物理量都有自己的表示符号，每一个物理量的单位也有其单位符号，同学们要根据给出的英文名称注意区分。

请同学们观察P₃₃“小数据”。你能告诉大家一些什么信息呢？

［生］这些都是家用电器的电功率，但有的不用接入家庭电路使用，装电池就行。

［生］空调的电功率较大，电扇的电功率较小，空调工作时，肯定比电风扇工作时电能表转得快。

……

［师］能不能说空调比电风扇消耗得能量多？

［生］不能，还要看工作时间的长短。

［师］老师还要补充一点，从空调到电扇这些家用电器都是在家庭电路中使用的，家庭电路的电压大家一定记得（学生答：220 V），也就是说这些家电的额定电压是220 V，列出的这些数据是家电在额定电压下工作时的电功率，叫做额定功率.不论是在家用电器还是工农业生产上的用电器，说明书或铭牌上都会标注用电器的电压值和电功率的值，那些就是用电器的额定电压和额定功率值。

同学们再来观察我们刚才实验用的两只灯泡的铭牌，说说你的理解。

［生］“220 V，15 W”指的是电灯的额定工作电压是220 V，额定功率是15 W。

［生］“220 V，100 W”说明这只灯泡额定电压是220 V，额定功率是100 W。

［师］谁能说明我们演示实验中哪只灯是第一次接入电路的？哪一只是第二次接入电路的？为什么？

［生］“15 W”的灯是第一次接入电路的，“100 W”的灯是第二次被接入电路的。因为第一次电能表转盘转得较慢，电功率小，第二次电功率大。

［师］谁能用电功率符号表示灯的电功率？

［生］板演   P=15 W      P=100 W。

［师］通过大家的努力，同学们已明白电功率是表示电流做功快慢的物理量，接着请大家来做判断。

［投影］

例1：电流通过电扇工作1 min，消耗的电能是2400 J；电流通过洗衣机工作1 min时消耗的电能是6000 J；电流通过哪个用电器时电流做的功多？电流通过哪个用电器时做功快？为什么？

例2：上题中，如果电风扇和洗衣机都消耗4000 J的电能。电风扇要工作100 s，洗衣机工作40 s，哪台电器功率大？为什么？

例3：某台电风扇和洗衣机，电风扇通电工作半小时，电流做功72000 J；洗衣机通电工作2 min，电流做功12000 J.问：哪台电器消耗的电能多？哪台电器的功率较大？为什么？

学生思考后回答（可以分组，每组思考一题）

［生］第一题，洗衣机消耗电能6000 J，电扇消耗电能2400 J，所以电流通过洗衣机时，做的功多，又因为它们的工作时间相同，做功多的肯定做功快，所以洗衣机做功快。

［生］第二题，洗衣机的功率大。因为洗衣机和电扇消耗相同的电能，洗衣机用的时间短。

［生］第三题，因为电风扇工作时电流做功是72000 J，而洗衣机只有12000 J，所以电风扇消耗的电能多。

［师］哪台电器的功率大呢？

（引导同学们思考：时间相同时，可以比较谁消耗能量多；消耗能量相同时，可以比较谁用的时间短；时间和消耗能量都不相同时，该怎么办呢？）

［生］可以算电风扇2 min消耗的电能，或者求洗衣机半小时消耗的电能。

［生］也可以看看洗衣机如果消耗72000 J电能用多少时间或者看电扇消耗12000 J电能用多长时间。

［生］还能比较它们各自工作1 min消耗的电能。

［师］同学们能否计算它们各自工作1 s消耗的电能呢？

全体同学计算，请一名同学板演。

电风扇每秒消耗的电能： =40 J/s

洗衣机每秒消耗的电能： =100 J/s

洗衣机的功率大。

［师］同学们想出的办法都很好，都可以比较出功率的大小。只是为了大家互相交流、沟通方便，我们统一用“用电器1 s内消耗的电能”来表示用电器的功率。

同学们把你刚才计算时的数字用表示它意义的符号代替。（学生板演）

=P            P=

这就是功率的定义式，一定要注意各符号的意义及单位。

W——电流做的功（消耗的电能）——焦耳（J）

t——消耗这些电能所用时间——秒（s）

P——用电器的功率——瓦特（W）

公式在使用过程中单位要统一，只有用电器在1 s内消耗的电能是1 J时，其电功率才是1 W。（1 W=1 J/s）

［投影］

例4：某用电器20 min消耗的电能是1 kW·h。此用电器的功率是多少？

解：t=20 min=1200 s

W=1 kW·h=3.6×10⁶ J

所以   P= = =3×10³ W=3 kW

2．“ kW时”的来历

［师］请同学们看书P₃₄，了解“ kW·h”的来历，说说自己的理解。

［生］功率的单位还可以用千瓦（kW），如果时间的单位取小时（h），由公式P= 变形后得到W=Pt，这时电功W的单位就是“ kW·h”。

［生］1 kW·h就是功率为1 kW的用电器使用1 h所消耗的电能。

［投影］

例5：某电视机的电功率是250 W，每天使用3 h.一个月用电多少 kW·h？（按30天计算）如果时间单位用秒，1个月电能消耗多少焦耳？

（鼓励同学们灵活应用不同的方法板演）

解：P=250 W=0.25 kW

t=3 h×30=90 h=3.24×10⁵ s

由P= 得W=Pt

所以一个月内消耗电能是

W=Pt=0.25 kW×90 h=22.5 kW·h=8.1×10⁷ J

或W=Pt=250 W×3.24×10⁵ s=8.1×10⁷ J=22.5 kW·h

［强调］ kW和 kW·h是两个不同的物理量的单位，一定要注意区分。

［想想议议］

［师］请同学们分析这位记者错在何处，你能不能给他一个建议。

［生］“kW·h”是电能的单位，“W”和“kW”是电功率的单位，这位记者把电功率和电能混淆了。

［生］他可以说：节约的电能可以使10000个这样的电吹风同时工作1 h。

……

［师］类似这位记者的例子，同学们肯定不是第一次碰到。当时你们也许想过他们说得怎么和我学过的不一样啊，可是人家是电台、报纸或是老师家长，他们都该是正确的。通过今天的这个例子，希望大家在今后再有这种情况时，能像今天一样认真分析、思考、不迷信、不盲目崇拜，能应用自己掌握的知识，实事求是地处理问题。

3．怎样测量电功率

［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，在上节课中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？

［生］是不是有“功率表”，可以用功率表来测。

［师］想法不错。可是我家什么表都没有，只有钟表和电路中连着的电能表，要让同学们帮助我测我家电视的电功率，行吗？

（引导同学们从电功率的定义P= 考虑）

［生］能测量。因为P= ，只要能测出电视机消耗的电能和消耗电能所用时间，就能算出它的电功率。

［师］具体怎么操作呢？

［生］先记下电能表的示数，然后让电视机工作。工作一段时间后，再记录电能表的示数，记住工作了多长时间，将单位统一，利用P= 做计算就可以了。

［师］电视机工作时，冰箱启动了，还有一盏灯亮着，这样测准吗？

［生］（学生讨论，然后回答）测量时，其他电器必须关掉，只能让电视机工作，测出来的才是电视机消耗的电能，这样才行。

［师］这样操作到底可不可行，希望同学们回去自己试验，并能找出说明书，对照测量是否准确。

现在我们学习另一种测量电功率的办法。同学们看书P₃₅“怎样测量电功率”。

［问］这种测量方法的测量依据或者说测量原理是什么呢？

［生］测量原理就是公式P=IU。根据此公式只要用电压表测出用电器两端电压，用电流表测出流过用电器的电流，就能算出电功率。

提醒同学们一定要注意符号的意义和单位，公式中电流、电压、功率的单位都只能用安培、伏特和瓦特。两个公式P= 、P=IU，都可以计算电功率。但P=UI只适用“电”功率，而P= 是功率的一般定义式，其他的功率也是适用的。

［师］哪位同学还记得额定电压和额定功率？

［生］用电器能正常工作时需要的电压叫做额定电压。用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率。

［师］从公式P=IU看，如果用电器两端的电压改变了，它的功率会变吗？

（同学们讨论）

［师］下节课我们将要讨论这样的问题，请同学们预习。

例6：某家庭节能灯的额定功率为11 W，使用时通过的电流是多少毫安？

解：家庭电路电压U=220 V；P=11 W

由P=IU得I= =0.05 A=50 mA

三、小结

同学们结合上节内容，完成下表：

物理量及符号	意义	表达式	单位（符号）及换算	测量
电功W	电流做功的多少或用电器消耗能量的多少	W=Pt	焦耳（J） 千瓦时（kW·h）1 kW·h=3.6×106 J	电能表
电功率P	电流做功的快慢或用电器消耗能量的快慢	P= P=IU	瓦特（W） 千瓦（kW）1 kW=103 W	电能表或电流、电压表

四、板书设计