物理初中電功率公式(初中物理電功率計(jì)算公式)

[1]

第一節(jié)電能電力

第二節(jié)電力

第三節(jié)：測(cè)量小燈泡的電功率

第四節(jié)焦耳定律

很多學(xué)生覺得“電功率”問題是學(xué)習(xí)物理以來最難學(xué)的問題。其實(shí)這也是初中物理考試的一大重點(diǎn)和難點(diǎn)！

具體來說：電力內(nèi)容的特點(diǎn)是點(diǎn)多、題型多、題型多（應(yīng)用題多、題型復(fù)雜）；在知識(shí)應(yīng)用方面，公式多、難度高、綜合性強(qiáng)。它是計(jì)算密集型的。

老師常說，這部分內(nèi)容是對(duì)學(xué)生能力和耐力的極大考驗(yàn)，因此也成為物理日常測(cè)試和中考中最具差異化的考點(diǎn)之一。

第1節(jié)電能電功

1.電力電能

1、定義：電流通過一定電路所做的功稱為電功，是電能轉(zhuǎn)化為熱能（內(nèi)能）所做的功。文字符號(hào)：W

電能在電路中轉(zhuǎn)化為其他東西，那么為什么輸出電流等于返回電流（不應(yīng)該有消耗）嗎？

答：電能和電流是兩個(gè)概念，不能等同。將消耗的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，屬于能量守恒定律；由于電力守恒定律，輸出電流等于返回電流。然而，如果能量改變，電荷量不會(huì)改變。電能在電路中轉(zhuǎn)化為其他東西，那么為什么輸出電流等于返回電流（不應(yīng)該有消耗）嗎？17關(guān)注·12回答2.單位：

（1）國(guó)際單位：焦耳，簡(jiǎn)稱焦耳，用字母J表示

（2）常用單位：千瓦時(shí)（kw·h），也就是日常生活中的“度”，“用了多少千瓦時(shí)的電”。

(3)單位換算：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)='1#x5EA6;#x7535;=1#x5343;#x74E6;#x5C0F;#x65F6;'角色='演示'kWh1kWh=1kWh1kWh=1kWh

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='1kWh=1000W#x00D7;3600s=3.6#x00D7;106J'角色='演示'1kWh=1000W3600s=3.6106J1kWh=1000W\times3600s=3.6\times10^{6}J

2、電能的測(cè)量

1、計(jì)量?jī)x表：電能表，又稱電度表。

功能：電能表是測(cè)量電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗多少電能的儀器。

2、銘牌參數(shù)含義：

220v：表示電能表用于220v電路

5（10）A：表示電能表的額定電流為5A；額定最大電流10A；

3000轉(zhuǎn)/千瓦時(shí)：表示與電能表連接的電器每消耗1千瓦時(shí)的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)3000次（轉(zhuǎn)）。

花冬子：說說家用電表的容量（校準(zhǔn)電流）45同意·5條評(píng)論三、電能表的讀數(shù)方法：

(1)測(cè)量較大電功率時(shí)使用表盤讀數(shù)。

方法：電能表兩次讀數(shù)之差即為該時(shí)段消耗的電能，單位為kW·h。表盤上的最后一位數(shù)字是小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字。

(2)測(cè)量較小的電功率時(shí)，用表盤讀取轉(zhuǎn)數(shù)。

3、電力

1、電流做功的過程，實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量的過程（消耗電能）；電流做多少功（消耗多少電能），就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。

電流做功的形式：電流通過各種電器，使它們轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等，這些都是電流做功的表現(xiàn)形式。

2、調(diào)節(jié)：電流在某一電路上所做的功等于電路兩端電壓、電路中電流與通電時(shí)間的乘積。

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='W=Pt=UIt'角色='演示'W=Pt=UItW=Pt=UIt

對(duì)于純電阻電路，根據(jù)歐姆定律：

該公式適用于純電阻電路。

串聯(lián)電路：rame'tabindex='0'style='font-size:100%；display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='W=I2Rt'role='presentation'W=I2RtW=I^{2}Rt并聯(lián)電路：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='W=U2Rt'角色='演示'W=U2RtW=\frac{U^{2}}{R}t

3、總功率的計(jì)算：與電器的連接形式無關(guān)。不管用電器串聯(lián)還是并聯(lián)，計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)所做的總功：rame'tabindex='0'style='font-size:100%；display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='W=W1+W2+#x2026;Wn'角色='演示'W=W1+W2+…WnW=W_1+W_2+…W_n

第2節(jié)電功率

1.電力的定義

1、電功率（P）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢。

2、國(guó)際單位：瓦特（W）。常用單位：千瓦（KW）

3、通用公式：rame'tabindex='0'style='font-size:100%；display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='P=Wt=UI'角色='演示'P=Wt=UIP=\frac{W}{t}=UI

單位P瓦（w）；W焦耳(J)；t秒；U伏特（V）；我安培(A))

使用公式計(jì)算時(shí)，單位必須統(tǒng)一：

若W的單位為焦耳(J)，t的單位為秒(s)，則P的單位為瓦(w)；如果W的單位為千瓦時(shí)(KW.h)，t的單位為小時(shí)(h)，則P的單位為千瓦(KW)。

公告變形：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='P=I2R'角色='演示'P=I2RP=I^{2}Rrame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='P=U2R'角色='演示'P=U2RP=\frac{U^{2}}{R}

功率、電壓和電流之間的關(guān)系是非線性且不成比例的。

我們的電器通常在指定的電壓下工作。同一電器的實(shí)際消耗功率與其兩端實(shí)際電壓的平方成正比。

2、額定功率

1.評(píng)級(jí)

額定電壓（rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:inline-block;position:relative;color:green;'data-mathml='Ue'role='presentation'UeU_{e}）：使用電器正常工作時(shí)的電壓。另外：額定電流'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='Ie'角色='演示'IeI_{e}

額定功率(rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:inline-block;position:relative;color:green;'data-mathml='Pe'role='presentation'PeP_{e}):使用電器在額定電壓下的功率。

這里特別要強(qiáng)調(diào)的是：電器，比如燈泡，并不一定在額定電壓下工作。正常使用時(shí)，應(yīng)保證其在額定電壓下工作。若未達(dá)到額定值，則運(yùn)行不正常；如果超過額定值，就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。

2.工作電壓工作電壓

實(shí)際電壓U：實(shí)際施加在用電器兩端的電壓。此時(shí)電器的工作電流即為實(shí)際電流I。

實(shí)際功率P：用電器在實(shí)際電壓下的功率。

根據(jù)電功率公式，電器實(shí)際消耗的功率隨著其上實(shí)際施加的電壓的變化而變化。隨著實(shí)際電壓的增加，實(shí)際功率也隨之增加；反之亦然，它會(huì)減少。

(1)當(dāng)UUe時(shí)，則PPe；燈管很亮，會(huì)縮短燈管的壽命，容易燒壞。

(2)當(dāng)UUe時(shí)，則PPe；燈很暗，工作效率低。

(3)當(dāng)U=Ue時(shí)，則P=Pe；燈泡發(fā)光正常，工作正常，壽命正常。

做題時(shí)一定要明確題中已知條件給出的電壓、電流或功率是額定值還是工作值。

第3節(jié)測(cè)量小燈泡的電功率

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

學(xué)習(xí)使用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡的額定功率和實(shí)際功率。具體方法是用滑動(dòng)變阻器進(jìn)行控制，測(cè)量三種情況下小燈泡的實(shí)際功率，然后進(jìn)行比較。

2實(shí)驗(yàn)原理

要測(cè)量小燈泡的電功率，根據(jù)電功率公式，可以用電壓表測(cè)量小燈泡兩端的電壓，用電流表測(cè)量流過小燈泡的電流。

直接測(cè)量的物理量：小燈泡兩端的電壓U和流過小燈泡的電流I。

3、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：電源、開關(guān)、若干電線、待測(cè)小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器

4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

滑動(dòng)變阻器，在不同的測(cè)量條件下（對(duì)應(yīng)不同的變阻器阻值），小燈泡兩端的電壓和流過它的電流都會(huì)發(fā)生變化。

小燈泡的發(fā)光量由實(shí)際功率決定。實(shí)際功率越大，光線越亮。

5、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：

1、所選用的電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓。

2、手動(dòng)連接電路時(shí)，應(yīng)將開關(guān)關(guān)閉，防止因電路連接不正確而造成短路而損壞電流表；

3、閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)至最大阻值，防止電流過大，保護(hù)電路；

4、滑動(dòng)變阻器允許的最大電流大于小燈泡正常工作電流；最大阻值也應(yīng)與小燈泡的阻值相近，這樣滑動(dòng)變阻器的穩(wěn)壓效果才會(huì)明顯；

5、滑動(dòng)滑動(dòng)要有一定的規(guī)則，記錄的電壓表值和電流表值要一一對(duì)應(yīng)，避免做作；

6、實(shí)際工作電壓不能超過額定電壓的1.2倍，通電時(shí)間不能太長(zhǎng)，否則小燈泡容易燒壞。

示例：如果三塊4v2ah電池并聯(lián)為4v3wLED燈泡供電，串聯(lián)為12v3wLED燈泡供電，哪一個(gè)燈會(huì)保持更長(zhǎng)時(shí)間？如何計(jì)算？

這里我們首先做一個(gè)假設(shè)：認(rèn)為電池是理想的，即內(nèi)阻為零，可以完全放電；小燈泡也比較理想，有電流就會(huì)亮。在電池容量（AH）一定的前提下，負(fù)載電流越小，供電時(shí)間越長(zhǎng)（燈亮的時(shí)間越長(zhǎng)）。

它由電池供電，屬于直流電路。我們根據(jù)直流電路來分析。LED燈泡相當(dāng)于一個(gè)電阻。

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='P=UI=U2R'角色='演示'P=UI=U2RP=UI=\frac{U^{2}}{R}\\

rame'tabindex='0'data-mathml='R=U2P'role='presentation'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'R=U2PR=\frac{U^{2}}{P}\\

根據(jù)上面給出的公式計(jì)算燈泡的內(nèi)阻：

12v3wLED燈泡，電阻相當(dāng)于48歐姆，工作電流

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='I=12#x00D7;1248=3A'角色='演示'I==3AI=\frac{12\times12}{48}=3A

對(duì)于4v3w的LED燈泡來說，電阻約為5.33歐姆，工作電流

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='I=4#x00D7;45.33=3A'角色='演示'I=445.33=3AI=\frac{4\times4}{5.33}=3A

工作時(shí)電流小，燈亮?xí)r間長(zhǎng)。顯然，在這兩種情況下，燈泡保持亮著的時(shí)間是相同的。

如果電池的內(nèi)阻不能忽略，則必須采用等效電路（三個(gè)實(shí)際電源等效電路串聯(lián)接負(fù)載、并聯(lián)接負(fù)載）進(jìn)行詳細(xì)分析或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證。

必須注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，電池不能簡(jiǎn)單地并聯(lián)使用，因?yàn)闆]有人能夠達(dá)到相同的電池電壓。一旦不同，電壓較低的電池不但無法供電，還可能耗電。

第4節(jié)焦耳定律

1.電流的熱效應(yīng)：

當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象。當(dāng)電流通過導(dǎo)體所做的功全部用于產(chǎn)生熱量時(shí)，則：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='Q=W'role='presentation'Q=WQ=W此時(shí)，可以利用電功率計(jì)算公式來計(jì)算電熱。

2.焦耳定律：

電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導(dǎo)體的電阻以及通電時(shí)間成正比。

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='Q=I2Rt'role='presentation'Q=I2RtQ=I^{2}Rt僅適用于純電阻電路。

式中單位為Q焦耳（J）；我安培（A）；R歐姆（）；t秒。

3、串并聯(lián)電路的電功率計(jì)算

1.串聯(lián)電路中，由于電流相等。電流在電路（電器）各部分所做的功、產(chǎn)生的熱量以及所做功的功率與其電阻成正比。

2、并聯(lián)電路中，由于兩端電壓相等，電路各部分（用電器）電流所做的功、產(chǎn)生的熱量以及所做功的功率與其電阻成反比。

3、相同額定電壓的電器：

額定功率越高的電器，其電阻越?。活~定功率越低的電器，其電阻越大。

（1）電器串聯(lián)在電路中時(shí)，額定功率越大，實(shí)際消耗的功率越?。襞蓊伾桨担?；額定功率越小，實(shí)際消耗的功率越大（燈泡越亮）。

注意：這實(shí)際上是一種不正常的工作狀況，在現(xiàn)實(shí)生活中必須避免。

在我們的日常生活中，電源電壓是一定的。如無特殊要求，電器不允許串聯(lián)工作。

（2）電器并聯(lián)在電路中時(shí)，額定功率越大，實(shí)際消耗的功率也越大（燈泡越亮）；額定功率越小，實(shí)際消耗的功率就越?。襞蓊伾桨担?。

(3)當(dāng)同一電器連接到不同電壓的電路中時(shí)，其實(shí)際消耗的功率與其兩端實(shí)際電壓的平方成正比。

注意：這實(shí)際上是一種不正常的工作狀況，在現(xiàn)實(shí)生活中必須避免。

在我們的日常生活中，電源電壓是一定的。如無特殊要求，電器必須在額定電壓下工作。

（4）兩個(gè)不同規(guī)格的電燈（其他電器）串聯(lián)時(shí)，應(yīng)讓額定電流小的電燈（電器）正常工作；并聯(lián)時(shí)，應(yīng)讓額定電壓小的燈（電器）正常工作。

解決串聯(lián)電路問題時(shí)，要抓住“等電流”的特點(diǎn)；解決并聯(lián)電路相關(guān)問題時(shí)，要抓住“等電壓”的特點(diǎn)。

易錯(cuò)點(diǎn)

1、用物理公式計(jì)算參數(shù)時(shí)，各物理量的單位也必須參與計(jì)算。不能只讓數(shù)值參與計(jì)算而忽略單位。

例如：I=0.1AR=100rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'數(shù)據(jù)-mathml='#x03A9;'role='presentation'\Omega計(jì)算功率時(shí)：

這樣寫是錯(cuò)誤的：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'數(shù)據(jù)-mathml='P=I2R=(0.1)2A#x00D7;100#x03A9；'角色='演示'P=I2R=(0.1)2A100P=I^{2}R=(0.1)^{2}A\times100\Omega

相反，寫：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'數(shù)據(jù)-mathml='P=I2R=(0.1A)2#x00D7;100#x03A9;'角色='演示'P=I2R=(0.1A)2100P=I^{2}R=(0.1A)^{2}\times100\Omega

2.將電功（消耗的電能）等同于電功率。

這里強(qiáng)調(diào)一下：電力和消耗的電能（電功率、電熱）是兩個(gè)不同的概念，不能劃等號(hào)。中間還有一個(gè)參數(shù)，就是時(shí)間。

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='W=Pt'role='presentation'W=PtW=Pt純電阻：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內(nèi)聯(lián)塊；相對(duì)位置：color:綠色；'data-mathml='Q=I2Rt=Pt'角色='演示'Q=I2Rt=PtQ=I^{2}Rt=Pt

因此，電功率越大并不一定消耗更多的電能，反之亦然。

電采暖的優(yōu)缺點(diǎn)

1、電熱利用——電加熱器具

電加熱器的主要部件是發(fā)熱元件，它由高電阻率、高熔點(diǎn)的合金制成。

電加熱的優(yōu)點(diǎn)（區(qū)別于化石燃料、柴火等）：清潔衛(wèi)生、無環(huán)境污染、熱效率高、可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。

電暖器主要有電烤箱、電爐、電熱毯、電熨斗等。

2、防止電加熱的危害：

電加熱會(huì)導(dǎo)致電器溫度過高，影響電器的正常工作，降低其使用壽命，甚至損壞電器。

電腦、電視、電動(dòng)機(jī)等許多電器都配有散熱設(shè)備，以防止電熱造成的損壞。電視有冷卻窗，計(jì)算機(jī)有冷卻風(fēng)扇，電機(jī)有散熱器。

參考

^本文部分內(nèi)容或素材來自網(wǎng)絡(luò)，已被刪除。