1、1 中考物理电功率公式及实验详解中考物理电功率公式及实验详解 电能电能 电功电功 定义:电流所做的功叫电功。电功的符号是 W 单位:焦耳(焦,J) 。电功的常用单位是度,即千瓦时(kWh) 。1kWh3.6106J 电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。 公式: 公式中的物理量 W电能焦耳(J)U电压伏特(V)I电流安培(A) t时间秒(s)R电阻欧姆()Q电荷量库伦(C)P功率瓦特 (W) 电能表测量电功的仪表是电能表(也叫电度表) 。下图是一种电能表的表盘。 表盘上的数字表示已经消耗的电能,单位是千瓦时,计数器的最后一位是小数,即 1234.5 kWh。 用电能表月底的读数
2、减去月初的读数,就表示这个月所消耗的电能。 “220 V”表示这个电能表的额定电压是 220V,应该在 220V 的电路中使用。 “10(20 A)”表示这个电能表的标定电流为 10A,额定最大电流为 20 A。 “50 Hz”表示这个电能表在 50 Hz 的交流电中使用; “600 revs/kWh”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗 1 千瓦时的电能,电能表上的 表盘转过 600 转。 根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时,可以列比例式: 串并联电路电功特点 在串联电路和并联电路中,电流所做的总功等于各用电器电功之和; 串联电路中,各用电器的电功与其电阻成正比,即 W1/W2=R
3、1/R2; 并联电路中, 各用电器的电功与其电阻成反比, 即 W1/W2=R2/R1 (各支路通电时间都相同) 。 电功率电功率 2 电功率电功率 定义:电流在 1 秒内所做的功叫电功率。 意义:表示消耗电能的快慢。 符号:P 单位:瓦特(瓦,W) ,常用单位为千瓦(kW) ,1kW103W 电功率的定义式:P=W/t W=Pt t=W/P 第一种单位: P电功率瓦特(W) ; W电功焦耳(J) ; t通电时间秒(s) 。 第二种单位: P电功率千瓦(kW) ; W电功千瓦时(kWh) ; t通电时间小时(h) 。 电功率的计算式: P电功率瓦特(W) ; U电压伏特(V) ; I电流安培(A
4、) ; R电阻欧姆() 。 串并联电路电功率特点 在串联电路和并联电路中,总功率等于各用电器电功率之和; 串联电路中,各用电器的电功率与其电阻成正比,即 P1/P2=R1/R2 并联电路中,各用电器的电功率与其电阻成反比,即 P1/P2=R2/R1。 用电器的额定功率和实际功率 额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。 额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 用电器实际工作时的三种情况: U 实U 额 P 实U 额 P 实P 额用电器不能正常工作,有可能烧坏。 (如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、 发白或迅速烧断灯丝) ; U 实=
5、U 额 P 实=P 额用电器正常工作。 电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是 220V,额定功率是 25W。 灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的,与额定电压和额定功率无关。 额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大。 将这两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小;将这两个灯泡并联,额定功率大的,实际 功率大。 串并联电路 P 实与 R 大小的关系 3 实验原理:P=UI 实验器材:电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。 实验电路图: 实验步骤:按电路图连接实物。检查无误后,闭合开关。移动滑片,使小灯泡在额定电 压下发光,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电
6、流表的示数,代入公式 P=UI 计算出小灯泡的额 定功率。调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压约为额定电压的 1.2 倍,观察小灯泡的亮度, 并记下电压表和电流表的示数, 代入公式 P=UI 计算出小灯泡此时的实际功率。 调节滑动变阻断 器,使小灯泡两端的电压小于额定电压,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代 入公式 P=UI 计算出小灯泡此时的实际功率。 实验表格: 注意事项:接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大; 连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程; 滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路; 不需要计算电功率的平均值。
7、4 焦耳定律及其应用焦耳定律及其应用 电流通过导体时电能转化成热(电能转化为内能) ,这个现象叫做电流的热效应。 焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电 时间成正比。 (英国物理学家焦耳) 定义式: 导出式: Q热量焦耳(J) ; I电流安培(A) ; R电阻欧姆() ; t通电时间秒(s) ; P电功率瓦特(W) ; U电压伏特(V) 。 有关焦耳定律的注意事项: 对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(QW) ,这时以下公式均成立 Q=UIt Q=(U2/R)t(2 为平方) Q=Pt; 对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求 Q 时只能用 Q I2Rt 利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 串并联电路电功特点 在串联电路和并联电路中,电流产生的总热量等于部分电热之和; 串联电路中,各部分电路的热量与其电阻成正比,即 Q1/Q2=R1/R2; 并联电路中,各部分电路的热量与其电阻成反比,即 Q1/Q2=R2/R1(各支路通电时间都相 同) 。