電能

電功

定義：電流所做的功叫電功。電功的符號(hào)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

電流做功的過(guò)程，實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)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——?dú)W姆（Ω）

Q——電荷量——庫(kù)倫（C）

P——功率——瓦特（W）

電能表

測(cè)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(pán)。

表盤(pán)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(gè)月所消耗的電能。

“220 V”表示這個(gè)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(gè)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(gè)電能表在50 Hz的交流電中使用；

“600 revs/kW·h”表示接在這個(gè)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(pán)轉(zhuǎn)過(guò)600轉(zhuǎn)。

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

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

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(hào)：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——?dú)W姆（Ω）。

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。

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(wú)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(gè)燈泡串聯(lián)，額定功率大的，實(shí)際功率小；將這兩個(gè)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

實(shí)驗(yàn)原理：P=UI

實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)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(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)。移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大；

②連好電路后要通過(guò)試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程；

③滑動(dòng)變阻器的作用：改變電阻兩端的電壓和通過(guò)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(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱（電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能），這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

焦耳定律：電流通過(guò)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(guó)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——?dú)W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(duì)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(duì)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

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(dòng)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）。