2023年初中物理電功率專題公式及實(shí)驗(yàn)詳解

電功定義：電流所做的功叫電功。電功的符號是W

單位：焦耳(焦，J)。電功的常用單位是度，即千瓦時(shí)(kW·h)。1kW·h=3.6×106J(第二個6為次方)

電流做功的過程，實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。

公式：

公式中的物理量：

W——電能——焦耳(J)

U——電壓——伏特(V)

I——電流——安培(A)

t——時(shí)間——秒(s)

R——電阻——歐姆(Ω)

Q——電荷量——庫倫(C)

P——功率——瓦特(W)

2電能表測量電功的儀表是電能表(也叫電度表)。下圖是一種電能表的表盤。

表盤上的數(shù)字表示已經(jīng)消耗的電能，單位是千瓦時(shí)，計(jì)數(shù)器的最后一位是小數(shù)，即1234.5 kW·h。

用電能表月底的讀數(shù)減去月初的讀數(shù)，就表示這個月所消耗的電能。

“220 V”表示這個電能表的額定電壓是220V，應(yīng)該在220V的電路中使用。

“10(20 A)”表示這個電能表的標(biāo)定電流為10A，額定最大電流為20 A。

“50 Hz”表示這個電能表在50 Hz的交流電中使用;

“600 revs/kW·h”表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1千瓦時(shí)的電能，電能表上的表盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。

根據(jù)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算電能或根據(jù)電能計(jì)算轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，可以列比例式：

3串并聯(lián)電路電功特點(diǎn)①在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流所做的總功等于各用電器電功之和;

②串聯(lián)電路中，各用電器的電功與其電阻成正比，即W1/W2=R1/R2;

③并聯(lián)電路中，各用電器的電功與其電阻成反比，即W1/W2=R2/R1(各支路通電時(shí)間都相同)。

電功率1電功率定義：電流在1秒內(nèi)所做的功叫電功率。

意義：表示消耗電能的快慢。

符號：P

單位：瓦特(瓦，W)，常用單位為千瓦(kW)，1kW=103W

電功率的定義式：P=W/t W=Pt t=W/P

第一種單位：

P——電功率——瓦特(W);

W——電功——焦耳(J);

t——通電時(shí)間——秒(s)。

第二種單位：

P——電功率——千瓦(kW);

W——電功——千瓦時(shí)(kW·h);

t——通電時(shí)間——小時(shí)(h)。

電功率的計(jì)算式：

P——電功率——瓦特(W);

U——電壓——伏特(V);

I——電流——安培(A);

R——電阻——歐姆(Ω)。

2串并聯(lián)電路電功率特點(diǎn)④在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，總功率等于各用電器電功率之和;

⑤串聯(lián)電路中，各用電器的電功率與其電阻成正比，即P1/P2=R1/R2

⑥并聯(lián)電路中，各用電器的電功率與其電阻成反比，即P1/P2=R2/R1。

3用電器的額定功率和實(shí)際功率額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓叫額定電壓。

額定功率：用電器在額定電壓下的功率叫額定功率。

額定電流：用電器在正常工作時(shí)的電流叫額定電流。

用電器實(shí)際工作時(shí)的三種情況：

①U實(shí)

②U實(shí)>U額 P實(shí)>P額——用電器不能正常工作，有可能燒壞。(如果是燈泡，則表現(xiàn)為燈光極亮、刺眼、發(fā)白或迅速燒斷燈絲);

③U實(shí)=U額 P實(shí)=P額——用電器正常工作。

電燈泡上的“PZ220 25”表示額定電壓是220V，額定功率是25W。

燈泡的亮度是由其所消耗的實(shí)際電功率決定的，與額定電壓和額定功率無關(guān)。

額定電壓相同，額定功率不同的燈泡，燈絲越粗，功率越大。

將這兩個燈泡串聯(lián)，額定功率大的，實(shí)際功率小;將這兩個燈泡并聯(lián)，額定功率大的，實(shí)際功率大。

串并聯(lián)電路P實(shí)與R大小的關(guān)系

測量小燈泡的電功率伏安法測小燈泡的功率

實(shí)驗(yàn)原理：P=UI

實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器。

實(shí)驗(yàn)電路圖：

實(shí)驗(yàn)步驟：

①按電路圖連接實(shí)物。

②檢查無誤后，閉合開關(guān)。移動滑片，使小燈泡在額定電壓下發(fā)光，觀察小燈泡的亮度，并記下電壓表和電流表的示數(shù)，代入公式P=UI計(jì)算出小燈泡的額定功率。

③調(diào)節(jié)滑動變阻斷器，使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的1.2倍，觀察小燈泡的亮度，并記下電壓表和電流表的示數(shù)，代入公式P=UI計(jì)算出小燈泡此時(shí)的實(shí)際功率。

④調(diào)節(jié)滑動變阻斷器，使小燈泡兩端的電壓小于額定電壓，觀察小燈泡的亮度，并記下電壓表和電流表的示數(shù)，代入公式P=UI計(jì)算出小燈泡此時(shí)的實(shí)際功率。

實(shí)驗(yàn)表格：

注意事項(xiàng)：

①接通電源前應(yīng)將開關(guān)處于斷開狀態(tài)，將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大;

②連好電路后要通過試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程;

③滑動變阻器的作用：改變電阻兩端的電壓和通過的電流;保護(hù)電路;

④不需要計(jì)算電功率的平均值。

焦耳定律及其應(yīng)用電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱(電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。(英國物理學(xué)家焦耳)

定義式：

導(dǎo)出式：

Q——熱量——焦耳(J);

I——電流——安培(A);

R——電阻——歐姆(Ω);

t——通電時(shí)間——秒(s);

P——電功率——瓦特(W);

U——電壓——伏特(V)。

有關(guān)焦耳定律的注意事項(xiàng)：

對于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(Q=W)，這時(shí)以下公式均成立Q=UIt Q=(U2/R)t(2為平方) Q=Pt;

對于非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時(shí)只能用Q=I2Rt(2為指數(shù))

利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。

防止電熱的例子：電視機(jī)外殼的散熱窗;計(jì)算機(jī)內(nèi)的散熱風(fēng)扇、電動機(jī)外殼的散熱片等。

串并聯(lián)電路電功特點(diǎn)：

①在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流產(chǎn)生的總熱量等于部分電熱之和;

②串聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成正比，即Q1/Q2=R1/R2;

③并聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成反比，即Q1/Q2=R2/R1(各支路通電時(shí)間都相同)。

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