第一節電能
1、電功:
定義:電流所做的功叫電功。電功的符號是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
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:①w=uit u= i= t =
②w=i2rt i2= i = r= t =
③w=t u2= u = r = t =
④w=uq u= q =
⑤ w=pt p= t=
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)」表示這個電能表的標定電流為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、 串並聯電路電功特點:
1 在串聯電路和併聯電路中,電流所做的總功等於各用電器電功之和;
2 串聯電路中,各用電器的電功與其電阻成正比,即=;
3 併聯電路中,各用電器的電功與其電阻成反比,即=(各支路通電時間都相同)。
第二節電功率
1、 電功率:
定義:電流在1秒內所做的功叫電功率。
意義:表示消耗電能的快慢。
符號: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=pt t=
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=ui u= i=
p= i2r i2= i = r=
p= u2= pr u = pr r =
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、串並聯電路電功率特點:
4 在串聯電路和併聯電路中,總功率等於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=;
6 併聯電路中,各用電器的電功率與其電阻成反比,即=。
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。
將這兩個燈泡串聯,額定功率大的,實際功率小;將這兩個燈泡併聯,額定功率大的,實際功率大。
串並聯電路p實與r大小的關係
第三節測量小燈泡的電功率
伏安法測小燈泡的功率
【實驗原理】
【實驗器材】電源、開關、導線、小燈泡、電壓表、電流錶、滑動變阻器。
【實驗電路圖】
【實驗步驟】
①按電路圖連線實物。
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,並記下電壓表和電流錶的示數,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,並記下電壓表和電流錶的示數,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於額定電壓,觀察小燈泡的亮度,並記下電壓表和電流錶的示數,代入公式p=ui計算出小燈泡此時的實際功率。
【實驗**】
【注意事項】
①接通電源前應將開關處於斷開狀態,將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錶的量程;
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。
第四節焦耳定律及其應用
電流通過導體時電能轉化成熱(電能轉化為內能),這個現象叫做電流的熱效應。
焦耳定律:電流通過導體產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:q=i2rt i2= i = r= t =
匯出式:①q=uit u= i= t =
② q=t u2= u = r = t =
③q=pt p= t=
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:對於純電阻電路,電流做功消耗的電能全部轉化為內能(q=w),這時以下公式均成立q=uit q=t q=pt;對於非純電阻電路,電能除了轉化為內能,還要轉化為其他形式的能量。求q時只能用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:電視機外殼的散熱窗;計算機內的散熱風扇、電動機外殼的散熱片等。
串並聯電路電功特點:
1 在串聯電路和併聯電路中,電流產生的總熱量等於部分電熱之和;
2 串聯電路中,各部分電路的熱量與其電阻成正比,即=;
3 併聯電路中,各部分電路的熱量與其電阻成反比,即=(各支路通電時間都相同)。
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