電能

1、電功

定義：電流所做的功叫電功。電功的符号是W

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

電流做功的過程，實際上就是電能轉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。

表盤上的數字表示已經消耗的電能，單位是千瓦時，計數器的最後一位是小數，即1234.5 kW·h。

用電能表月底的讀數減去月初的讀數，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，應該在220V的電路中使用。

“10（20 A）”表示這個電能表的标定電流為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1千瓦時的電能，電能表上的表盤轉過600轉。

根據轉盤轉數計算電能或根據電能計算轉盤轉數時，可以列比例式：

3、串并聯電路電功特點

①在串聯電路和并聯電路中，電流所做的總功等于各用電器電功之和；

②串聯電路中，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（各支路通電時間都相同）。

電功率

1、電功率

定義：電流在1秒内所做的功叫電功率。

意義：表示消耗電能的快慢。

符号：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——通電時間——秒（s）。

第二種單位：

P——電功率——千瓦（kW）；

W——電功——千瓦時（kW·h）；

t——通電時間——小時（h）。

電功率的計算式：

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、串并聯電路電功率特點

④在串聯電路和并聯電路中，總功率等于各用電器電功率之和；

⑤串聯電路中，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際功率

額定電壓：用電器正常工作時的電壓叫額定電壓。

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的電流叫額定電流。

用電器實際工作時的三種情況：

①U實<U額 P實<P額——用電器不能正常工作。（如果是燈泡，則表現為燈光發暗，燈絲發紅）；

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

③U實=U額 P實=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際電功率決定的，與額定電壓和額定功率無關。

額定電壓相同，額定功率不同的燈泡，燈絲越粗，功率越大。

将這兩個燈泡串聯，額定功率大的，實際功率小；将這兩個燈泡并聯，額定功率大的，實際功率大。

串并聯電路P實與R大小的關系

測量小燈泡的電功率

伏安法測小燈泡的功率

實驗原理：P=UI實驗器材：電源、開關、導線、小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器。實驗電路圖：

實驗步驟：

①按電路圖連接實物。

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

③調節滑動變阻斷器，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，代入公式P=UI計算出小燈泡此時的實際功率。

④調節滑動變阻斷器，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，代入公式P=UI計算出小燈泡此時的實際功率。

實驗表格：

注意事項：

①接通電源前應将開關處于斷開狀态，将滑動變阻器的阻值調到最大；

②連好電路後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；保護電路；

④不需要計算電功率的平均值。

焦耳定律及其應用

電流通過導體時電能轉化成熱（電能轉化為内能），這個現象叫做電流的熱效應。

焦耳定律：電流通過導體産生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。（英國物理學家焦耳）

定義式：

導出式：

Q——熱量——焦耳（J）；

I——電流——安培（A）；

R——電阻——歐姆（Ω）；

t——通電時間——秒（s）；

P——電功率——瓦特（W）；

U——電壓——伏特（V）。

有關焦耳定律的注意事項：

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

對于非純電阻電路，電能除了轉化為内能，還要轉化為其他形式的能量。求Q時隻能用Q＝I2Rt(2為指數)

利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨鬥、電熱孵化器等。

防止電熱的例子：電視機外殼的散熱窗；計算機内的散熱風扇、電動機外殼的散熱片等。

串并聯電路電功特點：

①在串聯電路和并聯電路中，電流産生的總熱量等于部分電熱之和；

②串聯電路中，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（各支路通電時間都相同）。

本文轉載自包學習網站。

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