功率初中物理教案（精选13篇）
功率初中物理教案 第1篇
《功率》教学设计
教学目标 知识与技能
理解功率的概念及计算公式,知道功率的单位。过程与方法
1.通过建立功率概念的过程，学习用比较的方法进行物理探究； 2.通过讨论，学会物理学中研究问题的方法。情感、态度与价值观
培养学生对生活中的物理知识的学习兴趣,形成对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点
功率概念及相关计算 教学难点 对功率概念的理解 教学过程
一、回顾复习功的有关知识
二、引入新课
请同学们思考并回答以下两个问题：
（1）用挖掘机挖土和一个工人单独挖土比较哪一种方法更快？
（2）有一堆沙子约一吨，要运送到七楼上去，一种方法是把它装在桶子里，一桶一桶的抬上去；另一种方法是使用小型吊塔一次吊到七楼。两中情况下，对沙子做的功是否相同？哪一个更快？
三、课内探究
（一）做功快慢的比较
甲在10秒内做功80J;乙在10秒内做功90J;丙在15秒内做功90J。
（1）甲乙比较，谁做功快？是怎么比较出来的？（2）乙丙比较，谁做功快？是怎么比较出来的？（3）甲丙呢？如何进行比较？
（二）功率
1.物理意义：表示物体做功的快慢 2.定义: 单位时间内物体所做的功 3.定义式：PW t4.单位：瓦特（W）
1W= 1J/s 小试牛刀：利用功率的公式，分别计算出甲、乙、丙的功率。
（三）介绍常见物体的功率
电视机的功率约100W，电脑的功率约是200瓦，洗衣机的功率约是200瓦，空调的功率约是1200瓦，微波炉的功率是1000瓦，成人熟睡消耗的功率大约为80瓦，学生上课消耗的功率约为150瓦，以5m/s骑自行车人消耗的功率约为500瓦等等。
（四）功率的计算应用
【例1】大石头的质量为12t，起重机在30s内将大石头沿竖直方向匀速提升了3m，起重机提升大石头的功率是多少？
【例2】某物体在水平50N的拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，10s内前进了6m,求前进过程中拉力做的功W和功率P。
引导学生分析解答，并强调解题思路及注意的问题。
四、课堂小结
通过今天的学习，同学们有哪些收获？
五、作业布置
1、完成学案剩余内容；
2、课本66页“动手动脑学物理”2、3、4题。板书设计
§2
功率
1.物理意义：表示物体做功的快慢 2.定义: 单位时间内物体所做的功 3.定义式：PW t4.单位：瓦特（W）
1W= 1J/s 5.功率的计算 教学反思
功率初中物理教案 第2篇
教学目标
1.知识与技能
理解功率的概念。
2.过程与方法
通过观察和实验了解功率的物理意义。
3.情感、态度与价值观
具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学过程：
一、复习提问
⑴力学里的功包括两个必要的因素是什么?计算功的公式和国际单位制中功的单位是什么?
⑵在建筑工地上要把1000块大理石板送到20米高处，已知每块大理石板重50牛，用起重机可以在2分钟内将大理石板一次全部送到20米高处。如果用一个工人来背，把这些大理石板送到20米高处所用的时间是20小时，试求用这两种方法，把大理石板全部运送到20米高处，起重机和工人各做了多少功?
解答：起重机吊送大理石板所做的功
W1=F1s=Gh=501000牛20米=1.0106焦，
工人背运大理石板所做的功
W2=F2s=Gh=501000牛20米=1.0106焦。
二、进行新课
㈠引入
把1000块大理石板送到20米高处，起重机和工人做的功是相等的。但是，在做相等的功时，起重机比工人做功快。做功不但有个多少的问题，还有一个快慢的问题。在物理学里用功率这个物理量来描述物体做功的快慢。
板书：功率
1.功率是表示物体做功快慢的物理量
㈡功率的定义、公式和单位
提问：如果起重机和工人做的功不同，做功用的时间也不同，如何比较它们做功的快慢?比较它们的`功率大小呢?
启发学生回答，教师总结。
我们已经学过，速度是表示物体运动快慢的物理量。我们用单位时间里运动物体通过的路程表示运动的快慢，与此类似，做功的快慢是用单位时间里完成的功来表示的。
板书：2.单位时间里完成的功，叫做功率
提问：如果起重机在2分钟里完成l.0106焦的功，它的功率如何计算?要求学生答出：
教师给出功率公式和单位，边讲边板书：
4.单位：瓦特(国际单位制)
1瓦特=1焦/秒，1千瓦=1000瓦特。
参阅课本，对功率的单位形成具体观念。
㈢功率是机器的主要技术性能之一，简要说明选购机器考虑它的功率时要从实际出发。
㈣例题：课本例题。教师要把此题分解为几个问题逐个提出，由一名学生板演，其他学生自己演算，要求解题规范化。
学生解答完以后教师讲评。
三、课堂小结
四、布置作业：
P14 14
浅谈初中物理有关电功率的计算 第3篇
一、理解电功率的概念
在初中物理教学中,学生对电功率的理解主要有两个方面的困惑:
1.对电功和电功率的物理量符号和单位的符号常常混淆,就是由于对各自表示的物理意义不清楚
电功是指电流做功的多少,而电功率表示电流做功的快慢。电功的物理量符号为W,其主单位的符号是焦耳(J)。而电功率的物理量符号为P,其主单位的符号是瓦特(W),瓦特和焦耳是人名而已。
2.将实际功率和额定功率相互混淆
电功率是表示电流做功快慢的物理量。单位时间内电流做的功叫做电功率,电功率有额定功率和实际功率之分,额定功率是指用电器在正常工作时(也就是额定电压下)所消耗的功率,在用电器的铭牌上标出的数值就是其额定功率。实际功率是指用电器在实际电压下的功率,随实际电压而改变。实际功率可以略大于、等于、小于额定功率。而每个用电器的额定功率只有一个。
二、掌握电功率的计算公式
电功率(P):表示电流做功的快慢。
电功率的两个基本公式:P=W/t P=UI(适合任何电路)
电功率的两个导出公式:P=I2R P=U2/R(只适合纯电阻电路)
纯电阻电路:电流做功时把电能全部转化成热,而不转化为其他形式的能量。
(对于纯电阻只要知道同一时刻的同一段电路的电流I、电压U、电阻R中的任何两个量就可以计算相对应的电功率P)
三、正确分析电路
对于任何一道电路分析计算题,先分析出电路的连接方式是串联还是并联,(初中电学中很少出现混合电路)。如果电路中含有电流表或电压表,我们在看电路的连接方式时,可以把电流表看成导线,把电压表看成开路,同时要确定每只表的测量对象;如果是含有开关或滑动变阻器的变化电路,也要判断出电路变化前后电路的连接方式,同时分析电路中各部分电流、电压、电阻的变化。注重相应的物理量对应同一时刻的同一段电路,并且统一单位。
浅谈初中物理有关电功率的计算 第4篇
一、理解电功率的概念
在初中物理教学中，学生对电功率的理解主要有两个方面的困惑：
1.对电功和电功率的物理量符号和单位的符号常常混淆，就是由于对各自表示的物理意义不清楚
电功是指电流做功的多少，而电功率表示电流做功的快慢。电功的物理量符号为W，其主单位的符号是焦耳（J）。而电功率的物理量符号为P，其主单位的符号是瓦特（W），瓦特和焦耳是人名而已。
2.将实际功率和额定功率相互混淆
电功率是表示电流做功快慢的物理量。单位时间内电流做的功叫做电功率，电功率有额定功率和实际功率之分，额定功率是指用电器在正常工作时（也就是额定电压下）所消耗的功率，在用电器的铭牌上标出的数值就是其额定功率。实际功率是指用电器在实际电压下的功率，随实际电压而改变。实际功率可以略大于、等于、小于额定功率。而每个用电器的额定功率只有一个。
二、掌握电功率的计算公式
电功率（P）：表示电流做功的快慢。
电功率的两个基本公式：P=W/t P=UI（适合任何电路）
电功率的两个导出公式：P=I2R P=U2/R（只适合纯电阻电路）
纯电阻电路：电流做功时把电能全部转化成热，而不转化为其他形式的能量。
（对于纯电阻只要知道同一时刻的同一段电路的电流I、电压U、电阻R中的任何两个量就可以计算相对应的电功率P）
三、正确分析电路
对于任何一道电路分析计算题，先分析出电路的连接方式是串联还是并联，（初中电学中很少出现混合电路）。如果电路中含有电流表或电压表，我们在看电路的连接方式时，可以把电流表看成导线，把电压表看成开路，同时要确定每只表的测量对象；如果是含有开关或滑动变阻器的变化电路，也要判断出电路变化前后电路的连接方式，同时分析电路中各部分电流、电压、电阻的变化。注重相应的物理量对应同一时刻的同一段电路，并且统一单位。
总之，只要正确理解电功率的概念—分析好电路—找出各元件在某时的电压、电流电阻中的任意两个量—灵活应用电功率的计算公式，可以计算任意时刻各元件的电功率。
参考文献：
孙世雄.浅谈初中物理兴趣教学[J].教育管理，1996（06）.
初中物理电功率教案 第5篇
2.理解什么是额定电压、额定功率。知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的。别。
★ 初中物理说课稿
★ 初中物理《滑轮》说课稿
★ 初中物理说课稿模板ppt万能
★ 初中物理质量说课稿
★ 初中物理弹力说课稿
★ 初中物理小论文
★ 物理电功和电功率的教案
★ 点亮小灯泡教学反思
★ 物理说课稿
初中物理电功率教案 第6篇
l、理解额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的关系是本节课的难点。学生对这些不易分清，通过演示实验来讲解，比较直观，学生易于接受。在这里主要是讲清概念，不要急于进行较复杂的计算。
2.布置学生预习下节课的实验，一是为了复习巩固电功率的概念，二是为下节课顺利实验做好准备。
3.对于较好的学生可布置他们课后推导对纯电阻电路适用的
苏科版初中物理功率教案 第7篇
教学目标
知识与技能
1.知道功率的定义、单位，并对人和一些事物的功率数值有具体的概念，会计算简单的功率问题。
过程与方法
1.从身边生产和生活实际中，认识做功不但有多少之分，而且有快慢之别，学会把速度的知识迁移到比较做功快慢上来，理解功率的定义及其公式。
情感态度与价值观 1.通过实验探究，培养发散思维能力、实事求是的科学态度，体会研究物理问题的方法。
教学重难点
【教学重点】建立功率的概念，渗透建立概念的方法。
【教学难点】理解功率的概念。
教学工具
多媒体
教学过程
一、引入新课
1.按照书上的情境引入
我们来观察下面这幅图，这是在日常生产生活中需要注意到的问题。
在工地上，工人可以用滑轮组搬运砖头，或者用吊车吊砖。这两个过程中是否有力做功?做功的大小怎么计算?你还能提出什么问题?
吊车和人都是在对砖头做功，但是有快有慢，今天我们就主要来研究做功快慢的问题。
2.播放动画引入
播放动画：功率选择“功率的引出”按钮，逐步点击相应按钮。
二、新课学习
1.想一想，我们在研究物体运动快慢的物理量时，是怎样进行比较的?
(1)时间相同，比较路程
(2)路程相同，比较时间
(3)利用路程和时间之比，即速度来描述。
由速度的启发，你能想一想怎样比较人和吊车做功的快慢吗?
(1)时间相同，比较运砖的多少，也就是做功的多少
(2)运砖多少相同，即做功的多少相同，比较时间
(3)如果时间和做功多少都不一样，我们可以利用做功多少和时间之比来描述做功的快慢，再进行比较。
其实在物理学里有一个专门的物理量来描述做功的快慢，这就是功率，用字母P表示。
2.功率
物理意义：表示物体做功快慢的物理量。
定义：单位时间内完成的功，叫做功率。
公式： ，其中W表示功，t表示时间，P表示功率。
单位：瓦特(W)，1kW=1000W，MW=1000 kW。你知道1W的物理意义吗?因为1W=1J/s，也就是说1W表示物体在1s内做功1J。
3.比较
比较这四个物理量的建立过程，找出共性，加深对功率概念的理解。
4. 了解一些功率值
5.功率的计算
功率初中物理教案 第8篇
现有器材:电压表 (量程有“0-3V”和“0-15V”) , 电流表 (量程有“0-0.6A”和“0-3A”) , 滑动变阻器 (规格分别为“5Ω1A”、“10Ω1A”、“10Ω0.3A”) , 开关, 实验用3节新蓄电池和导线若干。利用这些器材测量一个额定电压为3.8V的小灯泡的电功率。小灯泡的额定功率大概在1.5W左右。请思考:
1. 实验原理
解析:实验原理:P=UI。在初中知识条件下, 不能直接用一种仪器测出小灯泡的电功率。因此只能采用间接测量的方法来测小灯泡的电功率。用电压表测出小灯泡两端的电压, 用电流表测出小灯泡中通过的电流, 利用公式P=UI计算出小灯泡的电功率。在额定电压下测出的电功率就是小灯泡的额定功率。在其他电压下测出来的电功率是小灯泡的实际电功率。这是物理学中常用的一种间接测量方法, 这种方法又被称为“伏安法”测电功率。初中实验用到这种间接测量方法的还有很多。比如:测导体的电阻R, 它的原理:;测物质的密度ρ, 它的原理是等等。
2. 设计实验电路
解析:如图1所示, 由于小灯泡的电阻较小, 根据电流表和电压表的内阻特点和串、并联电路的电流、电压特点, 为了减小实验误差, 本实验电路设计时应该采用图1所示的接法。
3. 正确连接实物图
如图2所示, 是实验时连接的实验电路, 其中有根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”, 并用笔画线代替导线画出正确的导线。
解析:正确改正后的实物图如图3所示。
连接实物图要注意以下几点:
(1) 串联并联要分清。除了电压表以外, 其余的器材应该串联起来, 最后把电压表并联在灯泡两端。
(2) “两表”量程别弄错。考虑电压表量程的选择。由于灯泡的额定电压为3.8V, 所以电压表应该选用“0-15V”量程。
怎样选择电流表的量程呢?先估算出小灯泡正常工作时的电阻 (10Ω) 左右。然后估算通过小灯泡的最大电流 (在实验操作时, 小灯泡两端允许的最大电压为1.2U额, 所以最大电流在0.46A左右) , 故电流表的量程应该选“0-0.6A”。
(3) 准确选用合适的滑动变阻器。由于电路中最大电流在0.46 A左右, 所以规格为“10Ω0.3A”的滑动变阻器不能用。其余两个滑动变阻器的电流参数都能满足实验要求, 但是, 实验中当小灯泡两端电压为3.8V时, 滑动变阻器的两端电压接近2.2V (导线电阻和电源自身电阻存在) , 此时电路中电流约为0.4A (灯泡正常发光时的电流) , 可算出此时滑动变阻器接入的电阻约为5.5Ω。如果灯泡两端电压再减小, 则滑动变阻器需要接入的电阻值还需增大。所以规格为“5Ω1A”滑动变阻器电阻参数不能满足要求。最后应该选用规格为“10Ω1A”的滑动变阻器接入电路。
(4) “一上一下”接好它。滑动变阻器正确接法是“一上一下”接。如果都接在上面的C、D两个接线柱。滑动变阻器接入电阻约为零。无论怎样移动滑片都不能改变灯泡两端电压和通过电灯泡的电流, 不但起不到控制被测灯泡的电流和电压的作用, 而且易烧坏器件。如果都接在下面A、B两个接线柱上, 滑动变阻器接入电阻为自身固定最大电阻值。无论怎样滑动滑片也不能改变接入电路中电阻的大小, 所以不能改变灯泡两端的电压和通过的电流。
4. 操作正确规范
纠正错误过后, 小明同学刚接好最后一根导线, 立即看到灯泡发出明亮的光, 在一旁观察的老师, 提醒小明实验操作中有问题, 请你帮助小明找出实验操作中两个操作不当之处:
(1) ____; (2) ____。
解析: (1) 连接导线时开关没有断开。正确操作是开关断开连接导线。连接完后检查无错后, 才闭合开关。
(2) 滑动变阻器滑片没有放在自身接入电阻最大处。正确操作是开关闭合前, 滑动变阻器滑片应放在自身电阻最大处, 这样才能保护电路。图3中滑片应放在最右边。避免灯泡或电表烧坏从而保护电路。
5. 电路故障排除
小明纠正错误后, 闭合开关, 滑动变阻器滑片, 电路正常工作。正在记录数据过程中, 突然灯泡不亮了。就其故障原因, 在旁观察的老师提出了以下可能情况:
A.可能是小灯泡灯丝断了B.可能是小灯泡短路
C.可能是变阻器断路D.可能是电流表断路
E.可能是电压表短路
请你借助连在电路中的电流表和电压表的示数, 找出故障位置, 填入下表。
6. 实验数据收集处理
小明在老师的指导下, 故障排除后, 继续试验, 收集数据和数据处理如下表:
老师发现小明所收集的数据中有些数据是没经过实验凭空捏造填上的, 老师还发现小明算出灯泡额定功率是错误的。请你指出小明错误原因并加以改正。
解析: (1) 小明有两组实验数据是凭空捏造的:首先很明显是的最后一次实验数据。因为电源由3节蓄电池组成只有6V, 导线和电源都有电阻, 灯泡两端的电压不可能达到6V。还有, 灯泡两端电压一般不能超过额定电压的0.2倍左右, 这里灯泡两端电压6V远远超过其额定电压的0.2倍, 所以灯泡在此情况下瞬间被烧坏, 也不可能收集到数据。其次第一组实验数据也是凭空捏造的, 即使第一次实验时, 滑动变阻器阻值全部接入电路, 小灯泡两端的电压也会高于1.4V, 电路中的最小电流也要比0.20A大得多。
(2) 额定功率是指额定电压下工作时的功率。不是小明求平均功率得出额定功率, 小明犯了概念性错误。本实验得出小灯泡的额定功率应该是电压表为3.8V (即满足小灯泡额定电压下工作) 时的功率P额=1.52 W。
7. 发现问题, 解决问题
在交流中聪明的小明得出了亮度与功率的关系:实际功率越大, 小灯泡的亮度就越亮。即实际功率决定亮度。但是为什么小明从表中数据看出灯泡灯丝的电阻随电压升高而增大呢?岂不是跟学过的电阻与电压、电流无关矛盾了吗?你能帮助小明解决这一问题吗?
解析:从实验得出, 小灯泡电压升高, 亮度越亮, 说明小灯泡灯丝温度越高。灯丝的电阻除了跟材料、横截面积、长短有关外, 还与温度有关。一般情况下, 金属电阻随温度的升高而增大 (一般情况下也有一些特殊材料随温度升高电阻反而减小) 。所以小灯泡的电阻随电压升高而增大就可以理解了。
8. 实验联想
(1) 做完实验后, 小明测小灯泡的功率实验与学过的伏安法测某一固定电阻阻值的实验进行比较, 发现这两个实验有许多相同的地方, 亦有不同之处, 你能给他指出吗?
解析:相同之处: (1) 除了被测器件外, 所用到的器材相同:电源、开关、导线、电压表、电流表、滑动变阻器。 (2) 电路连接相同。 (3) 所测的物理量相同, 都要测被测器件两端的电压U和通过的电流I。 (4) 实验方法相同:伏安法。不同之处: (1) 实验目的不同。 (2) 实验原理不同。测电阻原理;测电功率原理P=UI。 (3) 数据处理不同。
(2) 小明做完实验后, 对初中物理的电学实验做了一次总结, 发现滑动变阻器在实验中有一些共同的作用外, 还有不同的作用, 你能帮助小明完成以下表格吗?
解析:表格完成如下:
9. 实验交流
(1) 另外一组在做实验时发现电压表0～15V量程已损坏 (另一组量程完好) , 小明利用现有器材帮助这组同学同样完成了小灯泡的电功率测定。你能知道小明的方法吗?请设计电路加以说明。
解析:如图4, 由于电压表的大量程损坏, 而小灯泡的额定电压为3.8V, 超过了电压表的小量程。根据串联电路的分压特点, 在电源电压为6V的情况下, 可以将电压表与滑动变阻器并联, 测出滑动变阻器两端的电压就可以算出小灯两端的电压, 从而测出小灯泡的额定功率。 (不考虑导线的电阻和分压)
(2) 在最后进行交流总结中, 小明发现这个电路设计, 在A、B之间接入小灯泡除了能探究小灯泡的电功率外, 还可以在A、B之间接入其它器件, 进行探究其它物理规律的实验。
功率初中物理教案 第9篇
一、如何建立“功率”概念
1.激疑，引出“功率”课题
小实验：让三位同学分别用定滑轮把砝码运送到相应的位置。下面是现场记录的数据表格。
通过三个学生现场展示，有真凭实据，使参与实验的同学增加了成就感，观察的同学有了现场感官体验，活跃了课堂气氛，调动了学生的学习积极性。教师趁机引出“功率”课题。得出做功快慢的两个重要因素：做功的多少和做功所用的时间。
2.激趣，建立“功率”概念
让学生回忆“速度”的概念，采用知识迁移和对比的教学方法共同探讨“功率”的概念。
根据中学生的年龄特点和认识规律，采用知识迁移的方法，让学习在认知功率概念上水到渠成，也达到了温故知新的效果。
二、如何深化对“功率”的理解
通过以上的感性认识和理性探究学习，学生头脑中已经初步建立起功率的概念，但尚不能掌握其精髓，往往以为“做功多功率就大”或者“做功所用的时间少功率就大”。这时教师就要通过习题进行强化训练，让学生从根本上加深对功率概念的理解，也从中培养学生的逻辑思维能力。
例：关于功率，下列叙述正确的是（ ）
A.做功用的时间越少，功率越大。
B.功率越大，做的功越多。
C.在相同的时间里，做功越多，功率越大。
D.做功的时间越多，功率越大。
正确答案是：C。功率是一个与时间和功有关的物理量，因此，它不仅与做功的多少有关，也与所用的时间多少有关。教师要强调学生在描述功率的大小时，同时考虑做功的多少与所用时间的多少两个必要因素，也从中复习了控制变量法的应用及重要性。
三、如何在解答功率计算中用妙招
解答功率的计算问题在初中物理力学中占有比较高的比重，所以教师在功率的教学过程中，要加强学生对功率的计算能力。本人在教学中喜欢用分解的方法，让学生从以下几个步骤去解答功率的相关计算：
1.确定是哪个力做了功。
2.做了多少功。
3.力做功所对应的时间是多少，或该力作用下物体做匀速直线运动的速度是多少。
4.分析题目给出的已知条件，选择合适快捷的公式。
如果知道了功的大小和时间就可以用公式P=W/t；如果知道了力的大小和速度就可以用公式P=Fv。
例：体重为50kg的某同学提着质量为10kg的物体沿楼梯走到平台的右端，所需时间为10s。已知楼梯的斜坡总长度L=10m，平台高度h=4m，平台长度s=10m。（g=10N/kg）该同学做的总功是多少？他对物体做功的功率是多少？
分析：这道题出现了两个力：人的重力G和人向上提物体的力F；三段距离：楼梯的斜坡总长度L、平台高度h、平台长s；人在整个过程中克服重力做了功，在斜坡和平台上是不做功的。所以，在解答第一个问题时就要找准已知条件：
W总=Gh+Fh=（m人+m物）gh=（50+10）kg×10N/kg×4m=2400J。
在解答第二个问题时也要找准哪个力做了功，对应的时间是多少：
P=W/t=Fh/t=10kg×10N/kg/10s=10w。
总之，在功率的教学过程中，教师要根据学生的认知水平，设计简单形象的情境，来调动学生的学习兴趣，从感官现象到本质理解让使学生能够在课堂上学有所得，锻炼思维，提高动手动脑能力，能够独立运用知识点解决简单的功率问题，从而提高学生的物理成绩。
参考文献：
初中九年级物理教案:电功率 第10篇
课题 第二节 电功率 执教 教学 目标 1掌握电功率的概念（物理意义、定义、计算公式、单位） 2理解额定电压、额定功率。 3知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的区别。 重点 电功率的概念（物理意义、定义、计算公式、单位） 难点 理解额定电压、额定功率及计算式的运用。 教具 演示 电池三节，电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只，电灯泡2.5V一个 学生 主 要 教 学 过 程 学生活动 教学过程设计 一复习提问 1电功的.定义、单位、计算公式？ 2电能表的有关知识？ 二引入新课。 1 P120第一段话。 2 演示实验“40W，25W”正常工作时的亮暗，比较单位时间做功多少。 三新课讲授。 1电功率：电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用来描述电流做功的快慢。 （1）定义式：P＝，由W＝UIt得P＝UI。 （2）计算式：P＝UI（表示电功率等于电压与电的乘积） 由I＝U/R得P＝U/R(多用于并联电路)。 由U＝IR得P＝IR（多用于串联电路）。 （1） 国际单位：瓦特（W），常用单位：千瓦（kW）。 电功的单位：“千瓦时”。1千瓦时＝1度＝3.610焦 2例题（有关电功率、电功的计算）幻灯显示。 3额定功率、额定电压的定义、关系 演示实验： 电压（V） 电流（A） 功率（W） 亮暗程度 2 2.5 2.7 （1）当U实=U额时，则P实=P额 正常发光 （2）当U实
电功率的计算-初中物理教案学案 第11篇
电功率的计算教案示例
（一）教学目的
1．会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻。
2．理解计算实际功率的思路。
3．培养学生审题能力和初步综合运用学过的电学知识解题的能力。
（二）教具
“220V25W”、“220V60W”的灯泡各一个。
（三）教学过程
1．复习引入新课
问：1．欧姆定律的内容是什么？
2．串联电路的电流、电压、电阻有什么特点？
3．什么叫电功？什么叫电功率？
4．用电器在什么情况下正常工作？
5．实际功率和额定功率之间有什么关系？
2．进行新课
例1：课本中的〔例题l〕。
请两位同学上黑板做，一位同学求“PZ220梍25”灯泡的电流和电阻，另一位同学求另一盏灯。其他同学同时在课堂作业本上解此题。然
用它比较两灯电阻的大小，再让学生传看这两只灯，观察比较它们灯丝的粗细。
例题小结：①若已知用电器的额定状态，可求出用电器正常工作时
上所标明的额定条件，理解为给出了用电器的电阻。不考虑温度对电阻的影响。）②额定电压相同的灯泡，额定功率大的灯泡电阻小，灯丝粗。
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例2：课本中的〔例题1〕。
分析：当电灯两端电压发生变化时，可认为灯丝的电阻没有改变，的功率也变化。
解题思路：①根据额定状态求出灯泡的电阻。
③根据P=UI求出新电压下的功率。
请两位同学上黑板分别算出灯泡在210伏和230伏电压下的功率P1和P2，其他同学在课堂作业本上解此题。
讨论：问：本题还有没有其他解法？学生回答，教师指出：用比例
例题小结：①用电器的实际功率是随着它两端的实际电压的改变而改变的；②求实际功率的思路。
例3：将灯L1（PZ220梍25）和灯L2。（PZ220梍60）并联接在220伏的电压上，哪盏灯泡亮？为什么？若将它们串联接在220伏的电路上，哪盏灯泡亮些？为什么？
分析：要判断两灯的亮与暗，只要比较二灯的实际功率大小就可以了。
解：并联时，每盏灯的实际电压均为220伏，则其实际功率就等于灯的额定功率，因此可直接判断出灯L2比灯L1亮。
串联时，因每盏灯两端的电压均小于220伏，所以两灯均不能正常发光，根据例1的结果知道，灯L1的电阻R1大于灯L2的电阻R2，又因为两盏灯串联，所以通过它们的电流一样大。因此可根据P＝UI=I2R判断出出P1＞P2，L1这盏灯亮些。
例题小结：在并联电路中，电阻大的用电器消耗的电功率小；在串联电路中，电阻大的用电器消耗的电功率大。
例4：标有“6V3W”的小灯泡能不能直接接到9伏的电源上？若要使小灯泡接上后正常发光，应怎么办？
分析：学生根据已有的知识不难判断，因为9伏已大于灯泡的额定电压6伏，如果直接接上去，因实际功率比额定功率大得多，灯泡会烧坏，听评课网（tpkw.net），丰富的在线听课评课平台！
所以不能直接接入。若要接，应和灯泡串联一个电阻R再接入，让电阻R分担3伏的电压。
解：不能直接接入。应和一个阻值是R的电阻串联后再接入。
讨论此题还有哪些方法求R。
例题小结：当加在用电器两端的实际电压比额定电压大许多时，用电器可能会烧坏，应和它串联一个电阻再接入。
3．小结
由以上四题可知：（1）已知用电器的额定电压、额定功率，可根
（2）用电器的实际功率随着它两端的实际电压的改变而改变，若
（3）判断用电器能不能接到某一电源（或电路）上，要把加在用电器两端的实际电压和它的额定电压作个比较。若U实=U额，能接，且P实=P额，用电器正常工作；若U实
（四）说明
1．对于基础不够好的学生，若时间偏紧，例3可不讲。
2．在分析例2时，要强调I随U的变化而变化。解此题时注意学生中可能出现的两种错误。（1）若加在灯泡两端的电压，不等于额定电
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功率初中物理教案 第12篇
初中九年级物理教案:实验：测定小灯泡的功率
课题 第三节 实验：测定小灯泡的功率 执教 教学 目标 1掌握用伏安法测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率。 2加深对额定功率、实际功率的理解。 3进一步提高学生使用电流表、电压表和滑动变阻器的能力。 重点 用伏安法测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率 难点 额定功率、实际功率的理解，使用电流表、电压表和滑动变阻器的能力。 教具 学生 每组配备干电池三节，电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只，定值电阻(2欧、4欧、5欧各一只)三个，导线若干。 主 要 教 学 过 程 学生活动 教学过程设计 一复习1． 什么叫电功率？电功率有哪些单位？ 2．额定功率和实际功率有什么区别？ 二．新课讲授。 1．实验目的：学会测定小灯泡的额定功率和不在额定电压时的.实际功率，并加以比较。 2．实验原理：P＝UI 3．实验电路图。 4．介绍实验器材，学生讲述。 5．简单介绍实验的步骤及注意事项。 6．学生实验： （1） 测电压为2.5V的小灯泡的电功率所需物理量如下表所示。 小灯泡两端电压情况 电压U （伏） 电流I （安） 小灯泡的明亮程度 电功率P （瓦） 等于额定电压 额定功率 高于额定电压 实际功率 低于额定电压 实际功率 （2） 比较额定率和实际电功率大小问题。 （3） 比较灯泡的暗亮程度与电功率间的关系。 7讨论和思考 使用用电器时，为什么应让它在额定电压下工作？加在用电器上的电压超过或低于额定电压时，会出现什么现象？ 8小结。 9练习评析。 回答问题 完成实验
功率初中物理教案 第13篇
在非正弦条件下, 传统的无功功率和视在功率的概念不再适用, 这给电能计量、功率因数定义、设备定容以及谐波与功率补偿等带来了一定的困扰。尽管不断有学者尝试阐述非正弦条件下的功率现象[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10], 但是到目前为止仍然没有一种普遍适用的功率理论。这些理论中, 以Hirofumi Akagi为代表提出的瞬时无功功率 (instantaneous reactive power, IRP) 理论[9]和由Czarnecki提出的电流物理分量 (currents’physical components, CPC) 理论[10]备受关注。
IRP理论只适用于三相电路, 它是功率理论在实践方面的一个重大突破, 该理论及其改进理论已成为现代电力电子换流技术的关键实用控制算法, 极大地推动了电力电子技术在电力调节中的应用。CPC理论在单相和三相电路中都适用, 该理论具有清晰的物理解释, 可以作为研究电气系统的功率特性的有力工具之一。本文基于正弦和非正弦电源电压下的三相三线制电路, 从理论和应用两方面将IRP理论与CPC理论进行了对比分析, 为今后进一步理解和应用提供了一定的参考。
1 IRP理论和CPC理论的物理意义
1.1 IRP理论
IRP理论的基本思路如下:三相电路 (本文只考虑三相三线制, 即忽略零序分量) 的各相电压和电流的瞬时值在三相坐标系中可以分别表示为电压综合矢量uabc=u[aubuc]T和电流综合矢量iabc=[iaibic]T, 将其变换到空间正交的αβ坐标系中。电压变换式为:
电流变换过程与电压变化过程类似。定义瞬时电压矢量e=uα+j uβ和瞬时电流矢量i=iα+jiβ, 在αβ坐标系下, 瞬时复功率的定义如下:
则瞬时实功率p和瞬时虚功率q为:
根据式 (3) 可以得到:
式中:iαp和iαq分别为α轴上的瞬时有功和无功电流;iβp和iβq分别为β轴上的瞬时有功和无功电流。
式 (4) 中, iαp和iαq与uα的乘积得到pαp和pαq, 分别定义为α轴上的瞬时有功和无功功率;iβp和iβq与uβ的乘积得到的pβp和pβq, 分别定义为β轴上的瞬时有功和无功功率。在瞬时实功率中, pαq与pβq之和总等于0, 即它们不对瞬时能量流和平均能量流有任何作用;而瞬时虚功率q给出了pαq和pβq的大小, 因此q对电源和负载之间的能量交换没有作用, 对它的补偿不需要任何储能元件[10]。关于非正弦条件下瞬时功率理论与传统功率理论的统一性及其物理意义, 可参考文献[9, 11-14]。
1.2 CPC理论
CPC理论的基本思路是将电流分解为一系列具有清晰物理意义的电流分量, 这些电流相互正交, 且各自对应的一个功率量。
考虑三相电源电压为非正弦对称电压, 即
式中:为第n次谐波电压相量矩阵;u为电源电压矢量;N为有功功率从电源流向负载的谐波子集;Re () 表示矩阵各元素分别取实部, 下文中电流表示与此类似。
负载电流可以写成:
式中:分别为各个频率下负载的等效电导、等效电纳及等效不平衡导纳, 计算方法可参考文献[15]。
定义与供电电压成比例的电流分量为ia, 该电流是满足负载电能需求的电流中方均根值 (RMS) 最小的电流, 其表达式为:
除去有功电流后的残余电流为:
残余电流包括三部分:相对于电压各频次分量相移90°的电流分量, 定义这些分量为无功电流ir;由负载不平衡而产生的分量, 定义为不平衡电流iu;由于各频次下的负载电导不同于负载等效电导而出现的电流分量, Czarnecki将其定义为分散电流is, 这是其他功率理论中没有观察到的新现象。各电流分量的表达式如下:
当负载为非线性负载时, 定义其谐波源发生电流为:
式中:NC为有功功率从负载流向电源的谐波子集;in为NC中的第n次谐波电流。其中NC与N之间满足N∩NC=0。
各电流分量是正交的, 其RMS满足:
从以上定义可以看出各部分电流分量的物理意义:有功电流表示了电源与负载间的恒定能量转换, 它包括基波和各次谐波在等效电导Ge上可以产生的电流;分散电流表示负载各频次等效电导随谐波次数变化而变化所产生的电流;无功电流表示电压基波和各次谐波在对应等效电纳j Ben上产生的电流分量;不平衡电流表示负载不平衡产生的电流;发生电流在一定程度上反映了负载的非线性特性。对应的各功率分量定义如下:有功功率P=‖ia‖‖u‖=Ge‖u‖2, 分散功率Ds=‖is‖‖u‖, 无功功率Q=±‖ir‖‖u‖, 不平衡功率Du=‖iu‖‖u‖, 发生功率Dc=‖ic‖‖u‖, 视在功率S2=‖i‖2‖u‖2=P2+Q2+Du2+Ds2+Dc2。
2 IRP理论和CPC理论的数学对比分析
2.1 正弦情况下的对比分析
设三相电源电压正弦对称, 且假设A相电压为, 负载为线性RLC负载, 根据CPC理论, 负载电流及其各分量分别如式 (14) 式 (17) 所示。
同样的电路条件下, 根据IRP理论, 则有:
iαp, iαq, iβp, iβq都分别包含产生平均功率和产生振荡功率的电流分量, 将对应振荡功率的电流分量反变换到abc坐标系中, 得到各相的瞬时有功和无功电流分量之和如式 (22) 所示。同理, 将iαp, iαq, iβp, iβq中平均功率对应的电流分量反变换到abc坐标中, 得到各相瞬时有功电流和无功电流如式 (23) 和式 (24) 所示。
根据式 (14) 式 (24) , 可以将IRP理论和CPC理论各分量的关系总结如下:IRP理论中平均有功功率对应在三相上的电流等于CPC理论中的有功电流分量ia;IRP理论中平均无功功率对应在三相上的电流等于CPC理论的无功电流分量ir, 它们各自与同频次的电压相差为90°;IRP理论振荡功率对应在三相上的电流等于CPC理论的不平衡电流iu, 该分量是负序性质的, 并且有ψ的相移, IRP理论振荡功率的幅值就是CPC理论中的不平衡功率Du。若负载为非线性负载, 对其中的基波分量进行分析, 仍可得到上述结论。
2.2 非正弦情况下的对比分析
考虑电压含正序性谐波的情况, 根据第1节的推导可得到式 (25) 。假设N包含1, 7次谐波, 则计算结果如式 (26) 所示。
式中:Ima, Imr, Imu分别为基波和第m次谐波的有功电流、无功电流和不平衡电流的有效值。
由式 (25) 和式 (26) 可以看出:IRP理论和CPC理论的有功功率相等;无功电流与同频率电压产生的功率在瞬时实功率中相互抵消了, 在瞬时虚功率中体现为一个恒定量, 而在CPC理论中它们体现为Q的一部分;在CPC理论中, 不同频次电压和电流产生的功率一部分由各次电流的无功电流产生, 它体现在CPC的Q上, 一部分由各次电流的有功分量产生, 它体现在CPC的Ds上, 而在IRP理论中这两部分功率体现在上;不平衡量在CPC中体现为不平衡功率Du, 在IRP理论中这两部分功率也体现在上。
3 IRP理论和CPC理论的应用对比分析
结合第2节的数学分析, 利用PSCAD搭建了仿真模型, 以分析它们在应用方面的差异, 仿真主电路如图1所示。图中:电源线电压为380 V, RL=2.5Ω, L=35 mH, 不平衡负载为RL负载 (Ra=5Ω, Rb=1Ω, Rc=0.5Ω, La, b, c=0.01 H) 。以A点为测量点, 在电压正弦和非正弦2种情形下, 分别采用IRP和CPC理论进行了谐波和无功检测与补偿分析, 2种情形设定如下: (1) RS=0Ω, 模拟电压正弦情况, 整流桥触发角为15°, 在t=1.0s投入不平衡负荷; (2) RS=1Ω, 模拟电压非正弦的情况, 在t=1.0s触发角α由60°变到15°, 以模拟暂态过程。
为了便于分析2种理论的特性对比, 只搭建了其检测电路, 图中各分量均是理论值, 并不是接入补偿器后的实际值。由于补偿器控制策略有多种, 本文假设采用IRP理论时, 控制目标是消除和q;而采用CPC理论时, 控制目标1和控制目标2分别是使系统电源输送有功电流的基波部分和总有功电流 (情形1下两者等效) 。
情形1下的仿真结果如图2和图3所示, 情形2下的仿真结果如图4图6所示。α=15°时, 2种方法补偿前后电源电流的总谐波失真 (THD) 值 (31次以下) 、CPC理论的功率分量 (基波各功率分量、总有功功率及总视在功率) 、基波电流的各CPC分量波形见附录A。
从图2、图3及附录A表A1可以看出, 在负载电压正弦情况下, IRP和CPC理论的补偿效果基本是相同的, 补偿后的电流与式 (12) 一致, 而在负载电压非正弦的情况下, 两者补偿效果则不相同:采用IRP理论尽管能得到恒定瞬时有功功率, 但补偿后电源电流仍然是畸变的;采用CPC理论控制目标1可以使电源电流保持正弦, 但从图6看出补偿器会发出一部分有功功率, 这部分功率是由谐波有功电流产生的;CPC理论控制目标2可以减少输送电流有效值, 但是补偿后电源电流也仍然是畸变的;非正弦条件下, 采用CPC理论的2种控制方法得到的电源瞬时实功率都是振荡的;无论正弦条件还是非正弦条件, 采用CPC理论控制目标1都能获得更好的电流波形质量。
结合图4图6可以比较2种检测算法的动态检测特性。从图中可以看出, 采用IRP算法在触发角变化的暂态过程中比CPC算法具有更快的响应特性, 且CPC算法会有动态畸变, 这是由于傅里叶变换只适用于分析周期信号。从图6可以看出, 暂态过程中, 采用CPC算法时, 补偿器将发出更大的有功功率, 这意味着补偿器直流侧需要更大的容量。
从图3和图5可以看出, 2种情形下电源瞬时功率都是振荡的, 说明了既与不平衡现象有关, 也与畸变现象有关, 无法对系统功率特性及负载特性进行描述。而从附录A图A1和图A2、图5及附录A表A2可以看出:当负载出现不平衡时就会出现不平衡电流;当出现谐波有功功率时, 会使谐波等效电导和总等效电导不同从而出现分散电流, 这与前面的分析一致。根据这些数据可以对系统功率特性和负载特性进行描述, 从而为电能计量、功率因数及电能质量评估提供依据。
值得注意的是, 由于CPC理论需要进行傅里叶分析, 并且如果要提取各个电流分量, 需要多次执行乘法和除法运算, 因此其实现十分复杂;而IRP理论只需进行abc/αβ变换和反变换以及少量乘法运算, 因此其实现比较简单。
4 结论
1) 无论电压是否是正弦, IRP理论和CPC理论的有功功率计算是相同的。
2) IRP理论中平均有功功率对应在三相上的电流等于CPC理论中的ia;IRP理论中平均无功功率对应在三相上的电流等于CPC理论的无功电流分量ir, 它们各自与同频次的电压相位差为90°;IRP理论振荡功率对应在三相上的电流等于CPC理论的不平衡电流iu, 该分量是负序性质的, 并且有ψ的相移, IRP理论振荡功率的幅值就是CPC理论中的不平衡功率Du。
3) IRP理论的既与不平衡现象有关, 也与谐波畸变有关, 无法对系统功率现象及负载特性进行描述;而CPC各个功率量与物理现象的对应关系明显, 可以对系统功率特性和负载特性进行描述。
4) 在电压正弦对称情况下, 基于IRP理论和CPC理论可以获得相同的谐波和无功补偿效果。
5) 在电压非正弦情况下, 两者补偿效果不相同。基于IRP理论的检测控制算法可以使电源输送的瞬时功率恒定, 具有更好的动态特性, 并且实现更简单, 但是电流波形仍然是畸变的;基于CPC理论的检测控制算法可以获得正弦电流波形, 但是动态特性较差, 补偿后电源输送的瞬时功率仍然是振荡的, 实现更为复杂, 同时暂态时直流侧需要较大的容量。
附录见本刊网络版 (http://aeps.sgepri.sgcc.com.cn/aeps/ch/index.aspx) 。
摘要：对Hirofumi Akagi提出的瞬时无功功率 (IRP) 理论和Czarnecki提出的电流物理分量功率 (CPC) 理论进行了阐述, 基于正弦和非正弦电源电压下的三相三线制电路初步探讨了它们之间的联系。分析结果表明, 在正弦条件下, 两者定义的电流分量和功率分量具有明显的对应关系, 并且与各物理现象相对应;在非正弦条件下, 上述两者之间的对应关系并不明确, IRP理论的瞬时功率振荡分量与多个物理现象相关, 而CPC理论中各个功率量与各物理现象的对应关系明显。最后, 利用PSCAD仿真对其在电能质量分析与控制中的应用进行了对比分析。
