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2023年初中物理电功率专题公式及实验详解

http://www.newdu.com 2022-10-17 中考网 佚名 参加讨论
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    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,计数器的最后一位是小数,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/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最大;
    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)。
     (责任编辑:admin)

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