物理初中電功率公式(初中物理電功率計算公式)
[1]
第一節(jié)電能電力
第二節(jié)電力
第三節(jié)：測量小燈泡的電功率
第四節(jié)焦耳定律
很多學生覺得“電功率”問題是學習物理以來最難學的問題。其實這也是初中物理考試的一大重點和難點！
具體來說：電力內容的特點是點多、題型多、題型多（應用題多、題型復雜）；在知識應用方面，公式多、難度高、綜合性強。它是計算密集型的。
老師常說，這部分內容是對學生能力和耐力的極大考驗，因此也成為物理日常測試和中考中最具差異化的考點之一。
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，是電能轉化為熱能（內能）所做的功。文字符號：W
電能在電路中轉化為其他東西，那么為什么輸出電流等于返回電流（不應該有消耗）嗎？
答：電能和電流是兩個概念，不能等同。將消耗的電能轉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，電荷量不會改變。電能在電路中轉化為其他東西，那么為什么輸出電流等于返回電流（不應該有消耗）嗎？17關注·12回答2.單位：
（1）國際單位：焦耳，簡稱焦耳，用字母J表示
（2）常用單位：千瓦時（kw·h），也就是日常生活中的“度”，“用了多少千瓦時的電”。
(3)單位換算：
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：color:綠色；'數(shù)據(jù)數(shù)學='1#x5EA6;#x7535;=1#x5343;#x74E6;#x5C0F;#x65F6;'角色='演示'kWh1kWh=1kWh1kWh=1kWh
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：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、電能的測量
1、計量儀表：電能表，又稱電度表。
功能：電能表是測量電器在一段時間內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/千瓦時：表示與電能表連接的電器每消耗1千瓦時的電能，電能表的轉盤旋轉3000次（轉）。
花冬子：說說家用電表的容量（校準電流）45同意·5條評論三、電能表的讀數(shù)方法：
(1)測量較大電功率時使用表盤讀數(shù)。
方法：電能表兩次讀數(shù)之差即為該時段消耗的電能，單位為kW·h。表盤上的最后一位數(shù)字是小數(shù)點后的數(shù)字。
(2)測量較小的電功率時，用表盤讀取轉數(shù)。
3、電力
1、電流做功的過程，實際上就是電能轉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，使它們轉動、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間的乘積。
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：color:綠色；'data-mathml='W=Pt=UIt'角色='演示'W=Pt=UItW=Pt=UIt
對于純電阻電路，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:內聯(lián)塊；相對位置：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:內聯(lián)塊；相對位置：color:綠色；'data-mathml='W=U2Rt'角色='演示'W=U2RtW=\frac{U^{2}}{R}t
第2節(jié)電功率
1.電力的定義
1、電功率（P）：單位時間內電流所做的功，表示電流做功的快慢。
2、國際單位：瓦特（W）。常用單位：千瓦（KW）
3、通用公式：rame'tabindex='0'style='font-size:100%；display:內聯(lián)塊；相對位置：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))
使用公式計算時，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(KW.h)，t的單位為小時(h)，則P的單位為千瓦(KW)。
公告變形：
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：color:綠色；'data-mathml='P=I2R'角色='演示'P=I2RP=I^{2}Rrame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：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。同一電器的實際消耗功率與其兩端實際電壓的平方成正比。
2、額定功率
1.評級
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的電壓。另外：額定電流'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：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。
這里特別要強調的是：電器，比如燈泡，并不一定在額定電壓下工作。正常使用時，應保證其在額定電壓下工作。若未達到額定值，則運行不正常；如果超過額定值，就會發(fā)生危險。
2.工作電壓工作電壓
實際電壓U：實際施加在用電器兩端的電壓。此時電器的工作電流即為實際電流I。
實際功率P：用電器在實際電壓下的功率。
根據(jù)電功率公式，電器實際消耗的功率隨著其上實際施加的電壓的變化而變化。隨著實際電壓的增加，實際功率也隨之增加；反之亦然，它會減少。
(1)當UUe時，則PPe；燈管很亮，會縮短燈管的壽命，容易燒壞。
(2)當UUe時，則PPe；燈很暗，工作效率低。
(3)當U=Ue時，則P=Pe；燈泡發(fā)光正常，工作正常，壽命正常。
做題時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)測量小燈泡的電功率
1.實驗目的
學習使用電壓表和電流表測量小燈泡的額定功率和實際功率。具體方法是用滑動變阻器進行控制，測量三種情況下小燈泡的實際功率，然后進行比較。
2實驗原理
要測量小燈泡的電功率，根據(jù)電功率公式，可以用電壓表測量小燈泡兩端的電壓，用電流表測量流過小燈泡的電流。
直接測量的物理量：小燈泡兩端的電壓U和流過小燈泡的電流I。
3、實驗設備：電源、開關、若干電線、待測小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器
4、實驗結論：
滑動變阻器，在不同的測量條件下（對應不同的變阻器阻值），小燈泡兩端的電壓和流過它的電流都會發(fā)生變化。
小燈泡的發(fā)光量由實際功率決定。實際功率越大，光線越亮。
5、實驗注意事項：
1、所選用的電源電壓應高于燈泡的額定電壓。
2、手動連接電路時，應將開關關閉，防止因電路連接不正確而造成短路而損壞電流表；
3、閉合開關前，應將滑動變阻器調至最大阻值，防止電流過大，保護電路；
4、滑動變阻器允許的最大電流大于小燈泡正常工作電流；最大阻值也應與小燈泡的阻值相近，這樣滑動變阻器的穩(wěn)壓效果才會明顯；
5、滑動滑動要有一定的規(guī)則，記錄的電壓表值和電流表值要一一對應，避免做作；
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，哪一個燈會保持更長時間？如何計算？
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燈泡相當于一個電阻。
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：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:內聯(lián)塊；相對位置：color:綠色；'R=U2PR=\frac{U^{2}}{P}\\
根據(jù)上面給出的公式計算燈泡的內阻：
12v3wLED燈泡，電阻相當于48歐姆，工作電流
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：color:綠色；'data-mathml='I=12#x00D7;1248=3A'角色='演示'I==3AI=\frac{12\times12}{48}=3A
對于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:內聯(lián)塊；相對位置：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
工作時電流小，燈亮時間長。顯然，在這兩種情況下，燈泡保持亮著的時間是相同的。
如果電池的內阻不能忽略，則必須采用等效電路（三個實際電源等效電路串聯(lián)接負載、并聯(lián)接負載）進行詳細分析或實驗驗證。
必須注意的是，在實際應用中，電池不能簡單地并聯(lián)使用，因為沒有人能夠達到相同的電池電壓。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：
當電流通過導體時電能轉化為熱能的現(xiàn)象。當電流通過導體所做的功全部用于產生熱量時，則：
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：color:綠色；'data-mathml='Q=W'role='presentation'Q=WQ=W此時，可以利用電功率計算公式來計算電熱。
2.焦耳定律：
電流通過導體產生的熱量與電流的平方、導體的電阻以及通電時間成正比。
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：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，額定功率越大，實際消耗的功率越?。襞蓊伾桨担活~定功率越小，實際消耗的功率越大（燈泡越亮）。
注意：這實際上是一種不正常的工作狀況，在現(xiàn)實生活中必須避免。
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，額定功率越大，實際消耗的功率也越大（燈泡越亮）；額定功率越小，實際消耗的功率就越小（燈泡顏色越暗）。
(3)當同一電器連接到不同電壓的電路中時，其實際消耗的功率與其兩端實際電壓的平方成正比。
注意：這實際上是一種不正常的工作狀況，在現(xiàn)實生活中必須避免。
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）兩個不同規(guī)格的電燈（其他電器）串聯(lián)時，應讓額定電流小的電燈（電器）正常工作；并聯(lián)時，應讓額定電壓小的燈（電器）正常工作。
解決串聯(lián)電路問題時，要抓住“等電流”的特點；解決并聯(lián)電路相關問題時，要抓住“等電壓”的特點。
易錯點
1、用物理公式計算參數(shù)時，各物理量的單位也必須參與計算。不能只讓數(shù)值參與計算而忽略單位。
例如：I=0.1AR=100rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：color:綠色；'數(shù)據(jù)-mathml='#x03A9;'role='presentation'\Omega計算功率時：
這樣寫是錯誤的：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：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:內聯(lián)塊；相對位置：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。
這里強調一下：電力和消耗的電能（電功率、電熱）是兩個不同的概念，不能劃等號。中間還有一個參數(shù)，就是時間。
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：color:綠色；'data-mathml='W=Pt'role='presentation'W=PtW=Pt純電阻：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:內聯(lián)塊；相對位置：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
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、高熔點的合金制成。
電加熱的優(yōu)點（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：
電加熱會導致電器溫度過高，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、電動機等許多電器都配有散熱設備，以防止電熱造成的損壞。電視有冷卻窗，計算機有冷卻風扇，電機有散熱器。
參考
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