2023年初中物理电功率专题公式及实验详解

　　 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(kW·h)。1kW·h=3.6×106J(第二个6为次方)

　　 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(Ω)

　　 Q——电荷量——库伦(C)

　　 P——功率——瓦特(W)

　　 2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，计数器的更后一位是小数，即1234.5 kW·h。

　　 用电能表月底的读数减去月初的读数，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，额定更大电流为20 A。

　　 “50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用;

　　 “600 revs/kW·h”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：

　　 3串并联电路电功特点①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;

　　 ②串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即W1/W2=R1/R2;

　　 ③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1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)，1kW=103W

　　 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(kW·h);

　　 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);

　　 R——电阻——欧姆(Ω)。

　　 2串并联电路电功率特点④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;

　　 ⑤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

　　 ⑥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。

　　 3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：

　　 ①U实

　　 ②U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);

　　 ③U实=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

　　 测量小灯泡的电功率伏安法测小灯泡的功率

　　 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：

　　 ①按电路图连接实物。

　　 ②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，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。

　　 ③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。

　　 ④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：

　　 ①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更大;

　　 ②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;

　　 ③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;

　　 ④不需要计算电功率的平均值。

　　 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(Ω);

　　 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(Q=W)，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(2为指数)

　　 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：

　　 ①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;

　　 ②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;

　　 ③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)。