物理粤教版高二年级选修3-1第二章第5节电功、电功率 教学设计2
【精准解析】高中物理粤教版选修3-1教师用书：第2章+第5节 电功率+Word版含解析
电源的功率和效率
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1．电源的输出功率 P 出＝UI＝I2R＝（r＋E2R）2R＝（R－Er）2R2＋4Rr＝（R－Er）2 2＋4r，由此式可看
R 出，当 R＝r 时，P 出有最大值，即 Pm＝4ER2＝E4r2.
2．讨论 如图所示．
(1)当 R＝r 时，输出功率最大，P 出＝E4r2.
(2)当 R<r 时，若 R 增大，P 出增大；当 R>r 时，若 R 增大，则 P 出减小． (3)除 R＝r 外，图象上总有两点输出功率 P 出相等，如图中 R1 与 R2，则由(R1E＋r)2 ×R1＝(R2E＋r)2×R2 整理得：R1R2＝r2.
U 220
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发热功率为： P 热＝I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W. 转化为机械能的功率为： P 机＝P－P 热＝36 W－1 W＝35 W. (2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热 能，此时电动机中电流为 I′＝U＝220A＝5.5 A，
R 40 电动机消耗的功率即发热功率： P 电′＝P 热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W. [答案] (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W
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思路点拨：
哪些电路能使甲、 哪个电路变阻器 哪个电路消 乙灯正常发光 ⇒ 消耗能量少 ⇒ 耗能量最少
C [对灯泡有 P＝UI＝U2，可知：R 甲<R 乙，对于 A 电路，由于 R 甲<R 乙，所 R
以 U 乙>U 甲，且有 U 乙>110 V，乙灯被烧毁，U 甲<110 V 不能正常发光，A 错误． 对于 B 电路，由于 R 乙>R 甲，甲灯又并联变阻器，并联电阻更小于 R 乙，所以
物理粤教版选修3-1学案：知识导学 2-5-电功率 含解析
第五节电功率问题探究用电器通电后，可将电能转化为其他形式的能量.请你列举生活中常用的用电器，并说明其能量转化情况.答案：电灯把电能转化成内能和光能，电动机把电能转化为机械能，电磁炉将电能转化为内能.自学导引1.电功是指____________通过一段电路时,自由电荷在____________的作用下做____________时,电场力对自由电荷做的功,电功的计算公式是____________.答案:电流电场力定向移动W=UIt2.单位时间内电流所做的功叫____________,电功率的计算公式是____________.答案:电功率P=UI3.电场力对电荷做功的过程是电能转化为_________________的过程,在一段只有电阻元件的_________________中,电能将转化为热量,热量的计算公式是_________________,这就是_________________.与电阻发热对应的功率叫_____________,其计算公式是____________.答案:其他形式的能纯电阻电路Q=I2Rt焦耳定律热功率P=I2R4.在一般的用电器工作的电路中,用电器实际消耗的功率不能用公式____________计算,而应该用公式____________计算,这是因为一般用电器不一定是____________,它的主要功能也并非将电能转化为____________.答案:P=I2R P=UI纯电阻元件热能5.在包含电源在内的闭合电路中,电源工作时,电路中消耗的总功率是____________,它表明,电源提供的能量一部分消耗在____________,转化为其他形式的能,另一部分消耗在____________,转化为内能.答案:EI=U外I+U内I外电路上内电路上疑难剖析电功和电功率的计算【例1】关于计算电功率的三个公式P=UI,P=I2R,P=U2/R的适用范围,以下说法中正确的是( )A.这三个公式的适用范围相同B.第一个公式普遍适用,后两个公式只适用于纯电阻电路C.第一个公式只适用于纯电阻电路,后两个公式普遍适用D.三个公式的适用范围与电路的连接方式无关分析：三个计算电功率的公式中,P=UI是普遍适用的,在任何电路中,均可以用该公式计算电功率,而P=I2R和P=U2/R只适用于纯电阻电路.另外,电路的连接方式并不影响电路中用电器的性质,选项BD正确.答案：BD温馨提示:弄清电功率计算公式的物理意义是判断的关键,明确三个公式的相互联系是确定答案的基础.电功率和热功率的计算【例2】一接在220 V电压的电路中正常工作的电风扇，通过风扇电动机的电流为0.5 A，测得风扇电动机线圈电阻为5 Ω.求：（1）电风扇的输入功率；（2）电风扇每分钟消耗的电能；（3）电动机工作时，因导线发热损失的功率； （4）它的最大输出功率.解析：电风扇工作时将电能大部分转化为机械能，同时由于导线发热转化为热能. （1）电风扇的输入功率P 输入=UI=220×0.5 W=110 W. （2）电风扇每分钟消耗的电能E 电=W=UIt=110×60 J=6.6×103 J. （3）发热功率P 热=I 2r=0.52×5 W=1.25 W.（4）最大输出功率P 输出=P 电功-P 热=110 W-1.25 W=108.75 W.温馨提示：这是一道含电动机的题目，属于非纯电阻电路，电功率、热功率、输出功率的数值不等，要注意它们的算法的区别.P 电功>P 热，P 电功>P 输出.闭合电路中有关功率的计算【例3】 如图2-5-1所示，R 1=8 Ω，电源的电动势E=8 V ，内阻r=2 Ω.R 2为变阻器.问：图2-5-1（1）要使变阻器获得的电功率最大，R 2的值应是多大？这时R 2的功率是多大？ （2）要使R 1得到最大的电功率，R 2的取值是多大？R 1的最大功率是多大？这时电源的效率为多少？（3）调节R 2的阻值，能否使电源有最大的功率E 2/4r 输出？为什么？解析:（1）变阻器阻值R 2=R 1+r=10 Ω时，获得最大电功率W 6.1W 104842222=⨯==R E P m .(2)当R 2=0时，通过R 1的电流最大，R 1得到最大电功率W 12.5)(1211=+=R rR E P m .这时电源的效率%8011=+=rR R η.(3)不能.因为即使R 2=0，外电路电阻R 1也大于r,所以电源不可能有E 2/4r 的功率输出.在本题中，当R 2=0时电源的输出功率即为能输出的最大功率.答案:（1）10 Ω 1.6 W (2)0 5.12 W 80% (3)不能理由略温馨提示：①电源的输出功率r Rr R E R r R E R I P 4)()(22222+-=+==出.当R=r 时，P 出有最大值rE R E P m 4422==. ②讨论R 2的功率时，可将R 1看作内阻. 用电器最佳连接方式【例4】 额定电压都是110 V ，额定功率P a =100 W ，P b =40 W 的A 、B 两灯，接在220V的电路中，使电灯均正常发光.R是变阻器，能使电路消耗的电功率最小的电路是图2-5-2中的（）图2-5-2解析：由R=U2/P可知R a<R b，根据串联分压，A图中有U a<110 V、U b>110 V，两灯不能正常工作，所以A错.B图中A和变阻器并联后的电阻比A的电阻还要小，即仍有U a<110 V.U b=110 V,所以B错.C和D图中两灯电压均有可能为110 V，此时再看电路消耗的功率，C 图中灯A消耗功率100 W，灯B和变阻器并联后的阻值与灯A相等，所以电路消耗的总功率为200 W，D图中A、B两灯并联后的阻值与变阻器相等，所以变阻器消耗的功率为140 W，电阻消耗的总功率为280 W.答案为C.温馨提示：具体算出正常工作的电路消耗的实际功率进行比较.拓展迁移电子节能灯目前市场上有一种电子节能灯,人们常常为选择哪一种灯更好而举棋不定.?表中的功率是指用电器的额定功率;光通是指单位面积通过的光能;光效是指光通和功率的比值,根据上表可联系哪些物理知识,并作出你的选择.答案:比较耗电费用、寿命、售价,可选择节能灯.。
粤教版高中物理选修3-1课件第2章第5节
0.75 W
(2)0
2W
2．例2中电源的最大输出功率为多少？此时电源的效率 为多少？
【解析】
由P输出和R的变化关系图象可知R外>r时，R外越
大，P出越小，故R＝0时电源输出功率最大． E 2 3 2 Pmax＝I R1＝( ) R ＝( ) ×2 W＝2 W r＋R1 1 1＋2
2
R1 2 此时η＝ ×100%＝ ×100%＝66.7% R1＋r 2＋ 1
4.2×104 J＝4.4×104 J.
【易错分析】 常见错误
对解答本题时易犯错误具体分析如下： 错误原因 在非纯电阻电路中，电功W ＝UIt，其中的电压U≠IR，
电流做功W＝UIt＝IR·It＝ 2×103 J，电动机产生的热 量Q＝W－E机 4.2×104 ＝2×103 J－ J
U＝IR只对纯电阻电路适
闭合电路中的功率 1.基本知识 闭合电路的功率 电流的功率 公式 意义 关系 P＝___ EI 电源的输出功率 电源的内耗功率 P出＝___ UI P内＝___ I2 r
电源 提供电能 外电路 _____ ______消耗电能 内电路 ______消耗电能 功率 的_____
的功率 P外＋P内 P＝________
式的适用条件，合理选择公式．
3．电动机的输入功率即总功率P入＝IU，电动机的发热 功率P热＝I2r，电动机的输出功率P出＝P入－P热．
1．(2012·珠海一中高二检测 )一微型吸尘器直流电动机 线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加
电压为0.3 V时，电流为0.3 A；松开转轴，在线圈两端加电
2．思考判断 (1) 电 流 通 过 导 体 做 功 ， 将 电 能 转 化 为 其 他 形 式 的 能．(√) (2)电流通过导体做的功越多，电功率越大．(×)
2024-2025学年高中物理第2章电路第5节电功率教案粤教版选修3-1
-学生可以通过阅读书籍、观看视频教程等方式，深入了解电功率的原理、应用和节能减排的重要性。
-学生可以结合自己的生活实际，思考电功率在日常生活中的应用，如家用电器的功率、电动车的电池容量等。
-学生可以尝试通过实验或实际操作，验证电功率的原理和计算方法。
3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习电功率的概念和计算方法时，学生可能会遇到一些困难。首先，学生可能对电功率的概念理解不清，难以理解电功率与电压、电流的关系。其次，学生可能对电功率的计算公式记忆不牢，无法灵活运用到实际问题中。此外，学生可能对电功率的应用场景理解不深，无法将所学知识应用到实际问题中。为了解决这些困难和挑战，教师可以通过生动的例子和实际问题，帮助学生形象地理解电功率的概念和计算方法，并提供充足的练习机会，让学生能够熟练掌握电功率的计算和应用。同时，教师还可以组织小组讨论和实验活动，促进学生之间的交流和合作，共同解决问题，提高学习效果。
教学总结：
对本节课的教学效果进行客观评价，学生在知识、技能、情感态度等方面取得了一定的收获和进步。通过讲解和实例分析，学生对电功率的概念和计算方法有了基本的了解，能够运用公式进行计算。小组讨论和实践活动的设计，促进了学生之间的交流和合作，提高了他们的实践能力。然而，学生在讨论时容易分心，需要更多的引导和监督。在今后的教学中，我将继续优化教学方法，注重学生的个体差异，提高课堂管理效果，以提高学生的学习效果。
7.电功率与生活实例的联系：电功率在生活和工作中具有广泛的应用。例如，家用电器的功率、电动车的电池容量、电路设计中的负载计算等都涉及到电功率的知识。通过学习电功率，可以更好地理解电能在实际应用中的转换和利用。
内容逻辑关系
①电功率的概念与计算：
粤教版高中物理选修3-1第二章电路第五
第五节 电功率1．在一段电路中电场力所做的功称为电功．电流做功的公式为________，适用于____________．电功率的公式为________，适用于____________．2．电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的________成正比，跟导体的电阻成________，跟通电时间成________，这一规律叫焦耳定律，表达式为____________，适用于____________．焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律．电热功率是描述电流做功产生电热________程度的物理量，公式为________，适用于____________．3．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功________电热，用公式表示为W ＝Q ＝I 2Rt ＝UIt .含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功________电热，电功表达式W ＝UIt ，电热表达式为__________．4．根据能量守恒定律，电源消耗的总功率、内电阻消耗的功率和外电阻消耗的功率满足关系式________________，当外电路为纯电阻R 时，上式也可写为：IE ＝________.5．两个绕线电阻分别标有“100 Ω 10 W ”和“20 Ω 40 W ”则它们允许通过的额定电流之比是( ) A.5/5 B.10/20C.5/10 D ．1/2 0006．两个电阻分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”，则它们的电阻之比为( )A ．2∶1B ．16∶1C ．4∶1D ．1∶167．(双选)关于电功，下列说法中正确的有( )A ．电功的实质是电场力所做的功B ．电功是电能转化为其他形式能量的量度C ．电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等【概念规律练】 知识点一 电功、电功率的计算1．(双选)关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；③P ＝U 2R ；④P ＝W t，下列叙述正确的是( ) A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B ．公式②适用于任何电路的电热功率的计算C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D ．以上均不正确2．一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端的电压U 变化的关系图象如图1(a)所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系为( ) 图1。
高中物理 第二章 电路 第五节 电功率教学案 粤教版选修3-1-粤教版高二选修3-1物理教学案
第五节 电_功_率1.电功的普适公式W ＝UIt 。
2．电功率的普适公式P ＝W t＝UI 。
3．焦耳定律即求解电热的表达式Q ＝I 2Rt 可适用于任何电路。
4．热功率的普适公式P 热＝I 2R 。
一、电功和电功率 1．电功(1)定义：电流通过一段电路时，自由电荷在电场力的推动下作定向移动，电场力对自由电荷所做的功。
(2)表达式：W ＝UIt 。
2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功。
(2)表达式：P ＝W t＝UI 。
二、焦耳定律和热功率 1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
(2)公式：Q ＝I 2Rt 。
2．热功率(1)定义：单位时间内的发热量。
(2)公式：P ＝Q t＝I 2R 。
三、闭合电路中的功率(1)闭合电路中能量转化关系：EI＝U外I＋U内I。
(2)电源提供的能量一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能量；另一部分消耗在内电阻上，转化为内能。
(3)电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力。
1．自主思考——判一判(1)电功越大，电功率就越大。
(×)(2)只有纯电阻电路中，电热的表达式是Q＝I2Rt。
(×)(3)非纯电阻电路中，电热的表达式是Q＝I2Rt。
(√)(4)电动机工作时，消耗的电能大于产生的电热。
(√)(5)电源的功率越大，其输出功率越大。
(×)2．合作探究——议一议(1)根据我们的生活、生产经验列举一些常见的用电器，并说明电能主要转化为什么能？提示：①电灯，把电能转化为光能。
②电热毯、电熨斗、电饭煲、电热水器，把电能转化为内能(热能)。
③电动机，把电能转化为机械能。
④电解槽，把电能转化为化学能。
(2)用电器铭牌上所标的功率有何意义？提示：用电器铭牌上所标功率指的是用电器的额定功率，即用电器能长时间正常工作时的最大功率，用电器实际工作时，其功率不一定等于额定功率，一般要小于或等于额定功率。
高中物理《2.5 电功率(2课时)》教案 粤教版选修3-1
广东省陆河外国语学校高中物理《2.5 电功率（2课时）》教案（粤教版选修3-1）第一课时： 1、电流 .（1）定义：单位时间内通过导线某一截面的电荷量。
（2）表达式：tqI =，其中q 指的是时间t 内通过导线某一截面的总电荷量。
（3）规定正电荷定向移动的方向为电流方向，电子移动的方向为与形成的电流方向相反。
（4）矢标性：标量。
注意虽然电流有方向，但并不是矢量，矢量跟标量的根本区别不在于是否有方向，而在于它们的运算法则，遵循平行四边形定则的是矢量，遵循代数和的是标量。
2、电功率 .（1）电功：电场力对自由电荷做功，在一段电路中电场力所做的功称为电功。
即通常说的电流所做的功。
电功 W =qU =ItU ，即W =UIt （定义式，普遍适用）电功的单位：焦耳（J ） 、千瓦时（k W h ） 1 k W h =3.6×106J（2）电功率指的是单位时间（即1秒钟）内电流所做的功。
通常电功率用P 表示。
即 UI tUIt t W P ===（定义式，普遍适用） 电功率的单位：瓦特（W ） 还有千瓦（k W ） 1W=1J /s=1VA（3）在纯电阻电路中，欧姆定律适用，（有关纯电阻电路和非纯电阻电路详细见P6）则电功率可化为RU R I UI P 22===3、焦耳定律 .（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
（2）表达式：Q =I 2Rt （注意：焦耳定律是实验得出来的定律，不是根据欧姆定律推理出来的）4、电热和热功率 .（1）电热：电流通过导体产生的热量（电能转化为内能的部分），可根据焦耳定律Q =I 2Rt 求得。
（2）热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率。
即表达式为R I tQP 2==热 5、电功与电热的区别与联系.（1）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热。
即W =UIt = I 2Rt从此能量关系等式可知，在纯电阻电路中，欧姆定律适用。
2019_2020学年高中物理第2章电路第5节电功率学案粤教版选修3_1
第五节 电功率[学习目标] 1.理解电功、电功率的概念并能进行相关的计算．(重点) 2.知道焦耳定律，知道电功率与热功率的区别和联系．(重点) 3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，会结合实际问题区分电功和电热．(重点、难点) 4.理解闭合电路的各种功率及相关运算．(重点)一、电功和电功率 1．电功(1)定义：电流通过导体时，电流所做的功． (2)实质：导体中电场力对自由电荷做的功． (3)公式：W ＝UIt ，单位：焦耳，符号：J ． 2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功． (2)公式：P ＝Wt＝UI ，单位：瓦特，符号：W ． 二、焦耳定律和热功率 1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)公式：Q ＝I 2Rt ．2．热功率：单位时间内的发热量，P ＝I 2R ． 三、闭合电路中的功率 闭合电路的功率1．正误判断(1)电流通过导体做的功越多，电功率越大．(×)(2)电炉、电烙铁、电热毯、电饭锅等用电器，由于电流通过时，电能全部转化为内能，故为纯电阻．(√)(3)电动机、电解槽等用电器，电流通过时电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能，故为非纯电阻．(√)(4)不论纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算焦耳热时仍可用P热＝UI.(×)(5)不论何种电路，计算电功时均可用W＝UIt.(√)2．关于电功和电热的计算，下列说法正确的是( )A．如果是纯电阻电路，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算B．如果是纯电阻电路，电热可用公式W＝I2Rt计算，但不能用公式W＝UIt计算C．如果不是纯电阻电路，电功只能用公式W＝I2Rt计算D．如果不是纯电阻电路，电热可用公式W＝I2Rt计算，也可用公式W＝UIt计算A [纯电阻电路，根据能量守恒，电功和电热相等，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算，故A正确，B错误；非纯电阻电路，电功用公式W＝UIt计算，故C错误；非纯电阻电路，电热用公式W＝I2Rt计算，故D错误．]3．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J．为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )A．3 V，1.8 J B．3 V，3.6 JC．6 V，1.8 J D．6 V，3.6 JD [根据公式W＝Uq可知，当通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J时，电阻的两端电压为3 V，此时的电流为I；若在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，表明后者的电流是前者的二倍，则说明后者的电压也是前者的二倍，即在其两端需加的电压为3 V×2＝6 V，消耗的电能为W＝6 V×0.6 C＝3.6 J，选项D正确．](1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功．(2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小表示电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少．(3)电功W＝UIt＝q U对任何电路都适用．2．串、并联电路中的功率关系(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率．当用电器两端电压达到额定电压U 额时，电流达到额定电流I 额，电功率也达到额定功率P 额，且P 额＝U 额I 额．(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率．【例1】 额定电压都是110 V ，额定功率P 甲＝100 W ，P 乙＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V 的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是( )思路点拨：哪些电路能使甲、乙灯正常发光⇒哪个电路变阻器消耗能量少⇒哪个电路消耗能量最少C [对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知：R 甲<R 乙，对于A 电路，由于R 甲<R 乙，所以U 乙>U 甲，且有U 乙>110 V ，乙灯被烧毁，U 甲<110 V 不能正常发光，A 错误．对于B 电路，由于R 乙>R 甲，甲灯又并联变阻器，并联电阻更小于R 乙，所以U 乙>U 并，乙灯被烧毁．对于C 电路，乙灯与变阻器并联，电阻可能等于R 甲，所以可能U 甲＝U 乙＝110 V ，两灯可以正常发光．对于D 电路，若变阻器的有效电阻等于甲、乙的并联电阻，则U 甲＝U 乙＝110 V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 两个电路，由于C 电路中变阻器功率为(I 甲－I 乙)×110，而D 电路中变阻器功率为(I 甲＋I 乙)×110，所以C 电路消耗电功率最小．]1．电阻R 1、R 2的I U 图象如图所示，则下列说法正确的是( )A ．R 1∶R 2＝3∶1B ．将R 1与R 2串联后接于电源上，则电压比U 1∶U 2＝1∶3C ．将R 1与R 2并联后接于电源上，则电流比I 1∶I 2＝1∶3D ．将R 1与R 2并联后接于电源上，则功率比P 1∶P 2＝1∶3B [由I U 图象可知R 1∶R 2＝11∶31＝1∶3，选项A 错误；将R 1与R 2串联后接于电源上，则通过两电阻的电流相等，由欧姆定律U ＝IR 可得U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝1∶3，选项B 正确；将R 1与R 2并联后接于电源上，则两电阻两端的电压相等，由欧姆定律I ＝U R可得I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝3∶1，由P ＝U 2R可得P 1∶P 2＝R 2∶R 1＝3∶1，故选项C 、D 错误．](1)常用的电灯泡、电炉子等为纯电阻电路．电动机、电解槽等为非纯电阻电路． (2)纯电阻电路服从欧姆定律，而非纯电阻电路不完全服从欧姆定律．(3)纯电阻电路电流做功时，电能全部转化为电热．而非纯电阻电路，电流做功将电能一部分转化为电热，一部分转化为机械能或其他形式的能．2．电功与电热【例2】 规格为“220 V 36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求： (1)接上220 V 的电压后，求排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上220 V 的电压后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．思路点拨：(1)额定电压下，电流可据I ＝PU求出． (2)机械功率可通过P 机＝P 电－P 热求出．(3)电动机不工作时，220 V 电压全加在40 Ω电阻上，电动机此时即为“电阻”． [解析] (1)排气扇在220 V 的电压下正常工作时的电流为：I ＝P U ＝36220A ≈0.16 A， 发热功率为：P 热＝I 2R ＝(0.16)2×40 W≈1 W.转化为机械能的功率为：P 机＝P －P 热＝36 W －1 W ＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I ′＝U R ＝22040A ＝5.5 A ，电动机消耗的功率即发热功率：P 电′＝P 热′＝UI ′＝220×5.5 W＝1 210 W.[答案] (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W电功、电热的计算方法(1)判断电路中的用电器是纯电阻用电器还是非纯电阻用电器．(2)分析各用电器之间的连接方式，对纯电阻电路，计算时可以利用串联电路的分压特点或并联电路的分流特点．(3)由所求问题选取合适的公式，在非纯电阻电路中计算电功只能用W ＝UIt ，计算电热只能用Q ＝I 2Rt .欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能通用．(4)对于含电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻用电器，电动机不转动时是纯电阻用电器．训练角度1.含电动机的电路中的功率问题2．如图所示的电路中，输入电压U 恒为12 V ，灯泡L 标有“6 V，12 W”字样，电动机线圈的电阻R M ＝0.5 Ω，若灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是( )A ．电动机的总功率是72 WB ．电动机的热功率是1 WC ．电动机的输出功率是10 WD ．整个电路消耗的电功率是22 WC [电动机两端的电压为U 1＝U －U L ＝(12－6) V ＝6 V ，整个电路中的电流为I ＝PU＝2 A ，所以电动机消耗功率为P ＝U 1I ＝6×2 W＝12 W ，故A 错误；电动机的热功率为P 热＝I 2R M ＝22×0.5 W ＝2 W ，故B 错误；电动机的输出功率为P 出＝P －P 热＝(12－2) W ＝10 W ，故C 正确；整个电路消耗的功率为P 总＝UI ＝12×2 W＝24 W ，故D 错误．]训练角度2.给电池充电电路中的功率问题3．锂电池能量密度高、绿色环保．现用充电宝为一手机锂电池(图甲)充电，等效电路如图乙所示，充电宝的输出电压为U ，输出电流为I ，该锂电池的内阻为r ，则( )甲 乙A ．充电宝输出的电功率为UI ＋I 2r B ．电能转化为化学能的功率为UI C ．锂电池产生的热功率为I 2rD ．锂电池产生的热功率为U 2rC [充电宝输出的电功率为P ＝UI ，故A 错误；锂电池产生的热功率为P r ＝I 2r ，故电能转化为化学能的功率为P ′＝UI －I 2r ，故B 错误，C 正确，D 错误．]P 出＝UI ＝I 2R ＝E 2（r ＋R ）2R ＝E 2R （R －r ）2＋4Rr ＝E 2（R －r ）2R＋4r ，由此式可看出，当R ＝r时，P 出有最大值，即P m ＝E 24R ＝E 24r.2．讨论 如图所示．(1)当R ＝r 时，输出功率最大，P 出＝E 24r.(2)当R <r 时，若R 增大，P 出增大；当R >r 时，若R 增大，则P 出减小． (3)除R ＝r 外，图象上总有两点输出功率P 出相等，如图中R 1与R 2，则由(ER 1＋r)2×R 1＝(ER 2＋r)2×R 2整理得：R 1R 2＝r 2. 3．电源的效率(1)定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值， 即η＝UI EI ＝U E.(2)如果外电路为纯电阻电路，则η＝U E ＝IR I （R ＋r ）＝R R ＋r ＝11＋rR，所以外电路电阻越大，电源效率越高．(3)当电源输出功率最大时，R ＝r ，η＝50%.【例3】 如图所示电路中，电池的电动势E ＝5 V ，内电阻r ＝10 Ω，固定电阻R ＝90 Ω，R 0是可变电阻．在R 0由0增加到400 Ω的过程中，求：(1)可变电阻R 0上消耗功率最大的条件和最大热功率． (2)电池的内电阻r 和固定电阻R 上消耗的最小热功率之和． [解析] (1)可变电阻R 0上消耗的热功率P 1＝I 2R 0＝(E R ＋R 0＋r )2R 0＝25R 0（R 0＋100）2＝25（R 0－100）2R 0＋400由上式可得：当R 0＝100 Ω时，P 1有最大值P max ＝25400 W ＝116 W.(2)r 和R 上消耗的热功率之和P 2＝I 2(R ＋r )＝25（R 0＋100）2×100由上式可知，R 0最大时，P 2最小，即当R 0＝400 Ω时，P 2有最小值P 2min ＝25（400＋100）2×100W ＝0.01 W.[答案] (1)R 0＝100 Ω116W (2)0.01 W [一题多变] 在例3中R 0由0增大到400 Ω的过程中，电源输出功率的最大值为多少？此时电源的效率是多大？[解析] 因R 0＋R >r ，所以当R 0增大时，电源的输出功率减小，当R 0 ＝0时，电源的输出功率最大，P 输出最大＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E r ＋R 2·R ＝0.225 W. 此时电源的效率η＝Rr ＋R＝90%.[答案] 0.225 W 90%有关闭合电路中功率问题的三点提醒(1)电源输出功率越大，效率不一定越高，如电源输出功率最大时，效率只有50%. (2)判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻看成电源的一部分内阻． (3)当P 输出<P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1、R 2，且R 1·R 2＝r 2.4．将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P 与电阻箱的读数R 的关系如图所示，下列说法正确的是( )A ．电源最大输出功率可能大于45 WB ．电源的内阻为5 ΩC．电源的电动势为45 VD．电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%B [由图可知，电源的输出功率最大为45 W，故A错误；当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图可知，电源的内阻为5 Ω，故B正确；由P max＝E24r可知，E＝30 V，故C错误；根据效率公式可得η＝RR＋r×100%，最大功率时内外电阻相等，所以效率为50%，故D错误．]1．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为( ) A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多D．铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少D [电炉丝和铜导线是串联关系，故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等，电炉丝和铜导线在电学性能上的差别在于：前者的电阻大，后者的电阻很小，根据电流通过电阻发热的公式Q＝I2Rt，在电流相同条件下，相同的时间内，电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多．因此我们看到电炉通电后，电炉丝热得发红而与之相连的铜导线却不那么热，D正确．]2．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( )A．1∶1B．2∶1C ．4∶1D ．1∶4C [设每根电热丝电阻为R ，则R 串＝2R ，R 并＝R2.由Q ＝W ＝U 2Rt 得t 串∶t 并＝4∶1.]3．(多选)如图所示，直线A 为电源的U I 图线，直线B 、C 分别为电阻R 1、R 2的U I 图线．利用该电源分别与R 1、R 2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P 1、P 2，电源的效率分别为η1、η2，则( )A ．P 1>P 2B ．P 1＝P 2C ．η1>η2D ．η1<η2BC [两图线的交点表示把电阻接入电源的工作电流和外电压． 有，P 1＝U 1I 1＝4×2 W＝8 WP 2＝U 2I 2＝2×4 W＝8 Wη1＝P 1I 1E ×100%＝82×6×100%≈67% η2＝P 2I 2E ×100%＝84×6×100%≈33%.] 4．小型直流电动机(其线圈内阻为r ＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R ＝5 Ω的电阻串联，然后接至U ＝12 V 的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：(1)通过电动机的电流． (2)电动机的输出功率P 出．[解析] (1)流经灯泡的电流I L ＝P U L ＝44A ＝1 A流经电阻R 的电流I R ＝U －U L R ＝12－45A ＝1.6 A 流经电动机的电流I ＝I R －I L ＝0.6 A.(2)电动机消耗的总功率P ＝IU ＝4×0.6 W＝2.4 W 电动机的热功率P 热＝I 2r ＝(0.6)2×1 W＝0.36 W 电动机输出功率P 出＝P －P 热＝2.4 W －0.36 W ＝2.04 W. [答案] (1)0.6 A (2)2.04 W。
高中物理第二章电路第五节电功率学案粤教版选修3-1
第五节电功率1．电功是指______通过一段电路时，自由电荷在______作用下做____时，______对自由电荷做功；电功计算公式是________．2．单位时间内电流所做功叫______，电功率计算公式是______．预习交流1根据我们生活经历与所见所闻列举常见用电器，并说明是电能主要转化为什么能？二、焦耳定律与热功率1．电场力对电荷做功过程是电能转化为______过程，在一段只有电阻元件____________中，电能将转化为热量，热量计算公式是______．这就是________，与电阻发热对应功率叫________，其计算公式是______．2．在一般用电器工作电路中，用电器实际消耗功率不能用公式P＝I2R计算，而应该用公式______计算，这是因为一般用电器不是______，它主要功能也并非将电能转化为______．预习交流2分析比拟纯电阻电路与非纯电阻电路中电功与电热关系．三、闭合电路功率在包含电源在内闭合电路中，电源工作时，电路中消耗总功率是__________，它说明电源提供能量一局部消耗在________，转化为其他形式能，另一局部消耗在________，转化为内能．答案：一、1．电流电场力功电场力W＝UIt2．功率P＝W/t预习交流1：答案：〔1〕电灯，把电能转化为光能．〔2〕电热毯，电熨斗、电饭煲、电热水器，把电能转化为内能．〔3〕电动机，把电能转化为机械能．〔4〕音响，把电能转化为声能．〔5〕电解槽，把电能转化为化学能．二、1．其他能纯电阻电路Q＝I2Rt焦耳定律热功率P ＝I2R2．P＝UI纯电阻内能预习交流2：答案：〔1〕纯电阻电路中，由于满足U＝IR，故UIt＝I2Rt，电功与电热在数值上相等，即W＝Q．〔2〕非纯电阻电路中，由于U＝IR不再成立，UIt≠I2Rt，电功与电热不相等，一般是电功大于电热，例如电动机在工作时，电功在数值上等于电动机产生电热与机械能之与，即W＝Q＋E机．三、EI＝U外I＋U内I外电路内电路一、电功与电功率试从力角度与能角度分析电功实质是什么？关于电功与电功率，以下说法中正确是〔〕．A．电流做功就是电场力对电荷做功，从而把电能转化为其他形式能B．电功率越大，电流做功越多C．电功率越大，电流做功越快D．在一样时间内，额定功率越大用电器，电流做功一定越多1．W＝UIt与P＝UI电功与电功率定义式，适用于一切电路．2．对纯电阻电路，电功公式还可以写成：W ＝U 2Rt ＝I 2Rt ．电功率公式还可以写成：P ＝U 2R＝I 2R ． 3．额定功率与实际功率〔1〕额定功率：指用电器正常工作时功率，当用电器两端电压到达额定电压时，电流也将到达额定电流，功率到达额定功率，通常用电器上标值指就是额定值，如标有“220 V 40 W 〞字样灯泡，其额定电压为220 V ，额定功率为40 W ．〔2〕实际功率：指用电器在实际电压下电功率，只有当实际电压等于额定电压时，实际功率才等于额定功率．用电器实际功率应小于或等于额定功率．二、焦耳定律与热功率白炽灯泡通电以后，一会儿就热得烫手，电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，电流通过导体能使导体温度升高．请思考，电流通过导体为什么会发热，产生热量与电流大小与导体电阻是什么关系？以下说法正确是〔 〕．A ．电热器热功率越大，产生热量越多B ．电热器电阻越大，热功率越大C ．通过电热器电流越大，热功率越大D ．电热器热功率与本身电阻与通过电流有关1．Q ＝I 2Rt 与P ＝I 2R 是电热与热功率定义式，适用于任何电路与用电器．2．电功是电能转化为其他形式能量度，即电功表示电流通过导体时转化为其他形式能总与．电热表示电流通过导体时消耗电能转化为内能那局部，即电热是电能转化为内能量度．可见电功与电热是两个不同物理量，不能混淆．3．电功与电热数量关系是：W ≥Q ，即UIt ≥I 2Rt ，UI ≥I 2R 〔能量转化角度〕．4．纯电阻电路与非纯电阻电路学生思考：在E ＝U 外＋U 内两边都乘以I 可得EI ＝U 外I ＋U 内I ，那么EI 、U 外I 与U 内I 分别表示什么？如下图，直线a 为电源路端电压U 与I 关系图象，直线b 是电阻R 两端电压U 与电流I 关系图象．用该电源与电阻R 组成闭合电路，电源输出功率与电源效率分别为〔 〕．A ．4 W 、33%B ．2 W 、33%C ．2 W 、67%D ．4 W 、67%1．电源功率P ：电源将其他形式能转化为电能功率，也称为电源总功率，计算式为：P ＝IE 普遍适用．P ＝E 2R ＋r＝I 2〔R ＋r 〕只适用于外电路为纯电阻电路． 2．电源内阻消耗功率P 内：电源内阻热功率，也称为电源损耗功率．计算式：P 内＝I 2r ．3．电源输出功率P 出：外电路上消耗功率，计算式为：P 出＝IU 外普遍适用．P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2只适用于外电路为纯电阻电路． 4．闭合电路上功率分配关系为：P ＝P 出＋P 内，即EI ＝U 外I ＋U 内I ，其中EI 表示电源提供电功率，U 外I 与U 内I 表示电源外电路与电源内电路上消耗电功率，电源内电路消耗功率一般是热功率．公式EI ＝U 外I ＋U 内I 也是一个能量转化与守恒表达，它说明电源工作过程是将电能转化为其他形式能过程，在此过程中，能量总量是不变，因此可以用能量守恒定律来进展有关计算．5．电源效率：η＝P 出P ＝U 外I EI ＝U 外E ＝R R ＋r． 6．电源输出功率与外电阻之间关系：P 出＝U 外I ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R＋4r 从上式可以看出：〔1〕当R ＝r 时，电源输出功率最大，P m ＝E 24r，此时电源效率为η＝50%；〔2〕当R ＞r 时，随着R 增大，输出功率越来越小；〔3〕当R ＜r 时，随着R 增大，输出功率越来越大；〔4〕当P 出＜P m 时，每个输出功率对应两个可能外电阻R 1与R 2，且R 1·R 2＝r 2；〔5〕P 出与R 关系如下图．1．以下关于电功说法中，错误是〔 〕．A ．电流做功过程，就是电能转化为其他形式能过程B ．电流做功消耗能量由电源供应C ．电功就是电能D ．导体内电场力对自由电荷定向移动所做功就是电功2．关于计算电功率三个公式P ＝UI ，P ＝I 2R ，P ＝U 2/R 适用范围，以下说法中正确是〔 〕．A ．这三个公式适用范围一样B ．第一个公式普遍适用，后两个公式只适用于纯电阻电路C ．第一个公式只适用于纯电阻电路，后两个公式普遍适用D ．三个公式适用范围与电路连接方式无关3．白炽灯灯丝断了后，轻摇灯泡，可以将断了灯丝搭上，假设将这只灯泡再装入原电路中，其亮度〔 〕．A ．比原来亮些B ．比原来暗些C．与原来一样亮D．都有可能4．〔2021·广东实验中学检测〕如下图，是甲、乙两个电阻I －U图象，由此可以判断出甲、乙两电阻串联时功率之比为〔〕．A．3∶1 B．1∶ 3 C．3∶1 D．1∶35．用一个额定电压为220 V电热水器煮沸一壶水用时t，如果不考虑煮水器电热损失与电热丝电阻受温度影响，那么〔〕．A．当线路电压为110 V时，煮沸一壶水用时2tB．当线路电压为110 V时，煮沸一壶水用时4tC．当线路电压为55 V时，煮沸一壶水用时4tD．当线路电压为55 V时，煮沸一壶水用时16t答案：活动与探究1：答案：〔1〕从力角度看，电流做功实质是电场力对自由电荷做功．〔2〕从能角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式能过程，电功大小量度了电能减少量，标志着电能转化为其他形式能多少．迁移与应用1：AC 解析：电流做功实质就是电场力对电荷做功，从而把电能转化为其他形式能，A项正确；功率表示做功快慢，功率越大，做功越快，B项错误，C项正确；D项中要看用电器是否在额定功率下工作，D项错误．活动与探究2：答案：电能转化为内能，Q＝I2Rt．迁移与应用2：D 解析：Q＝I2Rt＝Pt，产生热量还与通电时间有关，A项错误；由P＝I2R知，P与I、R均有关，B、C均错，D 项正确．活动与探究3：答案：电源功率、外电路功率、内电路功率．迁移与应用3：D 解析：由U －I 图象可得E ＝3 V ，r ＝E I m ＝36Ω＝0.5 Ω，R ＝ΔU ΔI ＝22Ω＝1 Ω 两图线交点即为构成回路路端电压U 与电流I ，所以电源输出功率即外电路功率为P ＝UI ＝2×2 W＝4 W电源总功率为P 总＝EI ＝3×2 W＝6 W所以电源效率为η＝P P 总×100%＝46×100%＝67%． 当堂检测1．C 解析：由电功物理意义可以知道，选项A 、D 说法正确；电流做功过程是电能转化为其他形式能过程，比方，电源给灯泡供电，灯泡发光能量来源于电池内储存化学能，选项B 说法正确；电功不是电能，通过做功过程实现能量转化，选项C 错误．2．BD 解析：三个计算电功率公式中，P ＝UI 是普遍适用，在任何电路中，均可以用该公式计算电功率，而P ＝I 2R 与P ＝U 2/R 只适用于纯电阻电路．另外，电路连接方式并不影响电路中用电器性质，选项B 、D 正确．3．A 解析：白炽灯灯丝断了以后，如果再接上，灯丝长度变短，由欧姆定律知，灯丝电阻变小，在工作电压不变条件下，由公式P ＝U 2R知，灯泡消耗电功率变大，故灯泡变亮，选项A 正确． 4．B 解析：在I －U 图象中，图线〔为直线时〕斜率倒数表示电阻，由此可得R 甲:R 乙＝1:3，又因为两电阻串联，电流一样，由P ＝I 2R 得P 甲:P 乙＝1:3．选项B 正确．5．BD 解析：由公式Q ＝U 2Rt ，煮沸一壶水所需热量为Q ＝(220 V)2R t ．当电压变为原来12时，所需热量没变，因此时间要变为原来4倍，即4t ，选项B 正确；当电压变为原来14时，时间要变为原来16倍，即16t ，选项D 正确．。
高中物理 第二章 电路 2.5 电功率教案 粤教版选修3-1-粤教版高二选修3-1物理教案
2.5电功率教学目的1．理解电功和电功率的概念2．知道焦耳定律及其在生活，生产中的应用3．理解闭合电路中的功率关系重点难点重点：电路中各个元件功率关系难点：非纯电阻电路元件的功率与发热关系方法手段讲授法、归纳法、互动探究法，理论推导法教学过程设计一．引入新课教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况。
学生：（1）电灯把电能转化成内能和光能；（2）电炉把电能转化成内能；（3）电动机把电能转化成机械能；（4）电解槽把电能转化成化学能。
教师：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。
电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
（二）进行新课1、电功和电功率教师：请同学们思考下列问题（1）电场力的功的定义式是什么?（2）电流的定义式是什么?学生：（1）电场力的功的定义式W=qU（2）电流的定义式I=tq教师：投影教材图2.5-1（如图所示）如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，过程设计教产生的热量为Q=I2Rt教师指出：这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律，同学们在初中已经学过了。
学生活动：总结热功率的定义、定义式及单位。
热功率：（1）定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。
（2）定义式：P热=tQ=I2R（3）单位：瓦（W）［演示实验］研究电功率与热功率的区别和联系。
（投影）实验电路图和实验内容：取一个玩具小电机，其内阻R=1.0 Ω，把它接在如图所示的电路中。
（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。
调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为0.50 V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。
（2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0 V（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。
高中物理第二章电路第五节电功率导学案粤教选修
第五节 电功率一、 学习目标1. 理解电功、电功率的概念，公式的物理意义；2. 掌握焦耳定律，了解电功和电热的关系，并能进行有关计算；3. 知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热；4. 理解闭合电路的功率。
二、重点难点1. 知道纯电路和非纯电路中的能量转化； 自主学习 电功和电功率1. （1）电功：电流所做的功。
实质：导体中的 对自由电荷的静电力移动电荷 做功，把转化为 的能。
（2）决定电流做功多少的因素：与电路两端的电压、 、 有关，用公式表达为W = ，式中四个量的国际单位分别为 、 、 、 。
（3）电做功的快慢表示电功率，公式：P = = ，三个物理量的单位分别是 、、 。
焦耳定律和热功率2. （1）内容：电流通过某导体，在时间t 内产生的热量。
跟 的二次方成正比，跟导体的 及成正比。
公式：Q = 。
（2）热功率： 的发热量，P =热 。
电功和电热的关系3. 纯电阻电路：电功→内能（1）电功等于电热：即W Q =，即 = = ； （2）电功率等于热功率：即P P =热，即 = = ； 非纯电阻电路：电功→内能+其他形式的能，即：+E W Q =其它 电功大于电热，即：W Q >闭合电路的功率4. （1）电源消耗的总功率：P 总 =（2）外电路消耗的功率：P 外=（3）内电路消耗的功率：P 内 = （4）三者之间的关系为： 第五节 电功率一、对电功、电功率、电热、热功率的理解问题一 关于电功、电功率、电热、热功率、焦耳定律的说法正确的是（ ）A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．计算电功时， W UIt =适用于任何电路， 22U W I Rt t R==只适用于纯电阻的电路 C ．对于电动机电功率和热功率的关系有2UI I R =D ．电功与电热的关系22U UIt I Rt t R==适用于任何电路 问题二 一台电饭锅的额定电压为220 V ，线圈的电阻是110 Ω，正常工作时，通过电流为2 A 。
电功率-粤教版选修3-1教案
电功率-粤教版选修3-1教案一、教学目标1.了解电功率的定义和单位；2.掌握计算电功率的方法；3.理解电功率和电路其他参数之间的关系；4.能够运用电功率及其相关知识分析和解决实际问题。
二、教学重点1.电功率的概念和特点；2.电功率的计算方法；3.电功率和电路其他参数之间的关系。
三、教学难点1.掌握电功率的计算方法；2.熟练运用电功率及其相关知识分析和解决实际问题。
四、教学内容1. 电功率的概念和特点（1）定义电功率是电路中的电能转换成其他形式能量的速率，通常用符号P表示，单位为瓦特（W）。
（2）特点•电功率是表示电路的输出功率；•电功率大小取决于电路中的电流和电压；•电功率的大小可以用来说明电路的负载大小。
2. 电功率的计算方法（1）瞬时功率•当电路中的电流i和电压u随时间变化时，电功率也随之变化；•在某一时刻，瞬时功率等于电路中的电流和电压乘积，即P=i × u。
（2）平均功率•在时间t1到t2期间，电路中电功率的平均值等于其在此时间段内的功率和除以时间间隔，即Pave=(W2-W1)/(t2-t1)。
（3）有效功率•电路中的直流电功率为P=UI；•电路中的交流电功率为P=UIcosθ，其中θ表示电路的功率因数，cosθ称为功率因数；•有效功率可理解为交流电路中的平均功率，表达为Peff=UIcosθ。
3. 电功率和电路其他参数之间的关系（1）电功率和电流之间的关系•电功率与电流的平方成正比，即P=I²R；•当电阻不变时，电流越大，电功率越大；•电路中的负载越大，电流越大，电功率越大。
（2）电功率和电压之间的关系•电功率与电压的平方成正比，即P=U²/R；•当电阻不变时，电压越大，电功率越大；•电路中的输入电压越大，输出电压越小，电功率越小。
4. 运用电功率及其相关知识分析和解决实际问题（1）问题分析•对于已知电流和电压，求电功率；•对于已知电功率和电压，求电流；•对于已知电功率和电流，求电阻；•对于已知电功率和功率因数，求无功功率、视在功率和电流。
粤教版高中物理选修3-1：《电功率》教案1-新版
《电功率》【教学目标】1、理解电功和电功率的概念2、知道焦耳定律及其在生活、生产中的应用3、理解闭合电路中的功率关系【重点与难点】重点：区分并掌握电动和电热的计算难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认知，接受起来比较困难四、教学过程：一、引入：【问】生活中有哪些东西是和电有关系的？学生回答【问】这些用电器他们有什么共同的特点？分析：都需要消耗电能，靠电流来做功【问】从常用的用电器上的铭牌找到和电有关的物理量。
——通过两个现实生活中的物体引出电功的概念二、电功和电功率1、电功电流通过一段电路时，自由电荷在电场力的作用下定向移动，电场力对自由电荷做了功。
在这段电路中电场力所做的功就是电功。
又称为电流做功。
【利用动画，播放电荷在电场力的作用下做定向运动，并由电场做功推导出电功的公式】W=qU I=q/t W=UIt2、电功率由功率的定义引入电功率。
功率：单位时间内所做的功（做功的快慢）。
P=W/t=UI三、额定功率和实际功率提问额定功率和实际功率的区别。
并提问：是否额定功率大的小灯泡发光就一定亮？由学生进行分组实验，并得到结果。
在实验结束后，由多媒体演示不同接法（并联和串联）计算出小灯泡的实际功率。
老师总结：真正灯泡亮暗的是它的实际功率，而不是额定功率。
【学生讨论】如果你的手上有3个不同规格L1:110V,20W,L2:110V,50W,L3:110V,40W的小灯泡和一个滑动变阻器，如何接入220V电源且小灯泡正常发光？（学生讨论设计电路图，并求出滑动变阻器的阻值）四、焦耳定律和热功率【提问】通过展示图片，提问为什么有些用电器通电后会发热呢？——当电流流过导体时，自由电子与金属中的正离子会发生碰撞，电能会转化为内能。
【强调】假如电路元件只有电阻（纯电阻元件）电场力所做的功全部转化为电路中的内能。
即：Q = W进而引出焦耳定律和热功率1.焦耳定律——在一段只有电阻元件的纯电阻电路中，电场力所做的功W 等于电流通过这段电路时发出的热量Q。
广东省佛山市第一中学高二物理粤教版选修3-1第2章第5节《电功率(第一课时)》教案
《粤教版》第二章第五节电功率（第一课时）佛山一中钟乐彬一、教学目标:1。
知识与技能：理解电功和电功率、电热和热功率的概念；掌握纯电阻与非纯电阻电路的区别与联系,并能正确应用公式求解这两种电路的电功和电功率，电热和热功率。
2。
过程与方法：通过实验操作与分析讨论，区分电动机等非纯电阻用电器的电功和电热，掌握如何求解此种电路的电阻,体会物理学的研究方法3.情感态度与价值观通过实验数据分析,提高学生安全用电意识；通过对生活电器中常见的电机的研究,让学生体会到物理服务与生活之妙。
二、教学过程冒烟燃烧的视频。
提出问题：为什么电机被卡住后会产生大量的热？扇入手,引起学习兴趣,视频比较震撼，能引起学生探究的欲望概念教学一、电功,电功率二、电热、热功率电热热功率定义自由电子与正离子碰撞生单位时间内生的电热电功电功率定义电场力对自由电荷所做的功单位时间内的电功公式W=UIt P=UI单位焦耳（J）瓦特（W）在老师的引导下，掌握电功、电功率的概念，并应用电场的知识和电流定义式推到其表达式；回顾初中所学知识，并关注导体微观状态，掌握电热、热功率的概念及表达式，以及以上四个物理量的单位。
此环节为概念讲授，旨在让学生灵活运用已有知识,承前启后，掌握好四个概念的内涵，为后面在应用的过程中能更好的辨析概念的外延做好准备。
E。
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五．电功率教学设计2
[要点导学]
1．电功：
（1）定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。
电流做功的过程就是______能转化为_______能的过程。
（2）计算公式：W UIt =。
电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 和通电时间t 三者的乘积。
电功的单位是焦耳，简称焦，符号是（J ）。
2．电功率：
（1）定义：单位时间内电流所做的功。
表示电流做功_______。
（2）计算公式：W P UI t
== 一段电路上的电功率P 等于这端电路两端的电压U 和电路中的电流I 的乘积。
电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是（W ）。
3焦耳定律：
（1）定义：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。
（2）计算公式：Q=I 2Rt 。
焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡是要计算电热，都应首选焦耳定律。
4．电功与电热的区别
（1）区别：电功是从电场理论出发的概念，是电能减小的量度，所以不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，P=IU 总是成立的。
电热是电路中的热现象（电流的热效应），是电能转化的一部分，焦耳定律Q=I 2Rt 是专门计算电热的实验定律，用Q=I 2Rt 来计算电热，不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都是适用的。
（2）联系：①在纯电阻电路中，电功与电热相等，电能的减少全部转化为内能，此时有：W t R U Rt I IUt ===22 P R
U R I IU ===22 ②在非纯电阻电路中，电功大于电热，电能的减少量等于转化为内能的部分+转化为其它形式的能的部分，即：W=IUt=I 2Rt+E 其它 P=UI>I 2R
因此P=IU 是计算电功的唯一形式，P=I 2
R 是计算电热功率的唯一形式，而R U 2
在此没有任何实际意义（除非U 是专指R 两端的电压）
5．额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标的功率是额定功率，反映用电器本身消耗电能快慢（或转化电能快慢）的上限。
用电器在实际电压下工作的功率是实际功率，用电器只有在额定电压下工作时的实际功率才等于额定功率。
[范例精析]
例1：将标有“220V ，100W ”和“220V ，25W ”字样的两个灯泡A 和B 串联后接入电路，为使两个灯泡都能安全使用，电路两端所加电压的最高值是多少？这时两灯的实际功率之和是多少？
解析 由2
U P R
=得两灯泡的电阻值分别为 22220484100A A A U R P ===Ω 22
220193625
B B B U R P ===Ω 由P =IU 得两灯泡一额定电流分别为
100522011A A A P I U ===（A ） 25522044
B B B P I U ===（A ） 因为串联两灯的电流强度相等，所以为了安全使用，电路中的实际电流应等于两灯中最小的额定电流，即有：
544
B I I ==实（A ） 所以max 5()(4841936)27544A B U I R R =+=
+=实（V ） 22max 5()()(4841936)31.2544
A B P I R R =+=+=实（W ） 拓展 求解用电器串联且要求均能安全使用的问题时，应把额定电流最小的用电器的额定电流作为实际电流进行计算。
例2．电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3V 电压时，通过的电流为0.3A ，此时电动机没有转动。
当加上3V 电压时，电流为1A ，这时候电动机正常工作。
求电动机正常工作时，产生的机械功率和发热功率。
解析 当加上0.3V 电压时电动机不转动，它消耗的电能全部用来发热，此时的电动机可以看作纯电阻，可以用欧姆定律计算它的电阻
R=U 1/I 1=0.3/0.3=1Ω
当加上3V 电压时，电流为1A ，显然不符合欧姆定律，消耗的电能一部分发热，一部分转化为了机械能,此时电路为非纯电阻电路。
消耗的电功率为：P=IU=1×3=3w
发热功率P 热=I 2R=12×1=1w
根据能量关系，产生的机械功率为：
P 机=P-P 热=3-1=2w
拓展 解决此类问题，关键是要弄清电路消耗的电能转化为什么能，确定欧姆定律是否适用，分清电功和电热，搞清楚它们的关系，确定选用相应的公式，切忌生搬硬套公式。
又如：如图12—5—1所示，用直流电动机来提升
重物，重物的质量是50kg ，电源提供的电压等于110V ，不计各处的摩擦，当电动机以v=0.9m/s 的
恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度是5A ，则电动机线圈的内阻是多大？g 取10m/s 2 参考答案：4Ω。