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[!--downpath--]物理學碩士
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電能
1 電源
定義:電流所做的功稱為電功。 電功率的符號是W
單位:焦耳(joule,J)。 電功率的常用單位是度或千瓦時 (kW h)。 1kW·h=3.6×106J(第二個6為功率)
電流做功的過程實際上就是電能轉化為其他形式能量的過程。
公式:
式中物理量:
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 - 庫侖 (C)
P - 功率 - 瓦 (W)
2 電能表
測量電能的儀器是電能表(也稱瓦時表)。 下圖是電能表的表盤。
表盤上的數字表示消耗的電能,單位是千瓦時,計數器的最后一位是小數,即1234.5千瓦·小時。
用月底的讀數減去月初的讀數,即可得到本月的用電量。
“220V”表示本電能表的額定電壓為220V,應在220V電路中使用。
“10(20A)”表示該電能表的額定電流為10A物理中電功率的符號,額定最大電流為20A。
“50Hz”是指電能表在50Hz交流電中使用;
“600轉/kW·h”是指每消耗1度電,與電能表連接的電器將轉動電能表的表盤600次。
當根據轉盤的轉數計算電能或根據電能計算轉盤的圈數時,可以列出一個比例公式:
3 串并聯電路的電力特性
①串聯電路和并聯電路中,電流所做的總功等于各電器做的電功之和;
②串聯電路中,各用電器的電功率與其電阻成正比,即W1/W2=R1/R2;
③并聯電路中,各用電器的電功率與其電阻成反比,即W1/W2=R2/R1(各支路通電時間相同)。
電力——超速行駛的特斯拉
電力
1 電力
定義:電流在1秒內所做的功稱為電功率。
意義:表示耗電的快慢。
符號:P
單位:瓦(watt,W),常見單位是千瓦(kW),1kW=103W
電功率的定義:P=W/t W=Pt t=W/P
第一單元:
P——電功率——瓦(W);
W——電功率——焦耳(J);
t——通電時間——秒(s)。
第二單元:
P——電功率——千瓦(kW);
W——電功率——千瓦時(kW·h);
t——通電時間——小時(h)。
電功率計算公式:
P——電功率——瓦(W);
U——電壓——伏特(V);
I——電流——安培(A);
R - 電阻 - 歐姆 (Ω)。
2 串并聯電路的電力特性
④串聯電路和并聯電路中,總功率等于各電器的電功率之和;
⑤串聯電路中,各用電器的電功率與其電阻成正比,即P1/P2=R1/R2
⑥并聯電路中,各用電器的電功率與其電阻成反比,即P1/P2=R2/R1。
3 用電器的額定功率和實際功率
額定電壓:電器正常工作時的電壓稱為額定電壓。
額定功率:電器在額定電壓下的功率稱為額定功率。
額定電流:電器正常工作時的電流稱為額定電流。
電器實際工作時的三種情況:
①U真實
② U實數>U量 P實數>P量——電器無法正常工作,可能燒壞。 (如果是燈泡,光線極亮、刺眼、發白,或者燈絲很快燒壞);
③ U實數=U量 P實數=P量——電器工作正常。
燈泡上的“PZ220 25”表示額定電壓為220V,額定功率為25W。
燈泡的亮度是由其實際消耗的電功率決定的,與額定電壓、額定功率無關。
對于額定電壓相同但額定功率不同的燈泡,燈絲越粗,功率越大。
如果這兩個燈泡串聯,則額定功率較高的燈泡實際功率較低; 如果這兩個燈泡并聯,則額定功率較高的燈泡實際功率較高。
串并聯電路中P、R的關系
實驗原理:P=UI
實驗設備:電源、開關、電線、小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器。
實驗電路圖:
實驗步驟:
① 根據電路圖連接實物。
②檢查無誤后,合上開關。 移動滑塊使燈泡在額定電壓下發光,觀察燈泡的亮度,記錄電壓表和電流表的讀數,代入公式P=UI計算出燈泡的額定功率。
③調節滑動變阻器,使小燈泡兩端電壓約為額定電壓的1.2倍,觀察小燈泡的亮度,記錄電壓表和電流表的讀數,代入公式P=UI計算小燈泡的電流值。 實際功率。
④調節滑動變阻器,使小燈泡兩端電壓低于額定電壓,觀察小燈泡的亮度,記錄電壓表、電流表的讀數,代入公式P=UI計算此時小燈泡的實際功率。
實驗形式:
防范措施:
①接通電源前,開關應處于斷開狀態,并將滑動變阻器的阻值調至最大;
②電路連接好后,應采用試觸的方法選擇電壓表、電流表的量程;
③滑動變阻器的作用:改變電阻器兩端的電壓和流過電阻器的電流; 保護電路;
④ 無需計算電功率平均值。
焦耳定律——縱火犯的詭計
焦耳定律及其應用
當電流通過導體時,電能轉化為熱能(電能轉化為內能)。 這種現象稱為電流的熱效應。
焦耳定律:電流通過導體產生的熱量與電流的平方成正比,與導體的電阻成正比,與通電時間成正比。 (英國物理學家焦耳)
定義公式:
出口類型:
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(W);
U——電壓——伏特(V)。
焦耳定律的注釋:
對于純電阻電路來說,電流做功所消耗的電能全部轉化為內能(Q=W)。 此時,以下公式均有效 Q=UIt Q=(U2/R)t (2為平方) Q=Pt;
對于非純電阻電路,除了將電能轉化為內能外物理中電功率的符號,還必須將其轉化為其他形式的能量。 求Q時,只能用Q=I2Rt(2為指數)
使用電熱的例子:熱水器、電飯鍋、電熨斗、電保溫箱等。
防止電加熱的例子:電視機外殼上的散熱窗; 計算機中的冷卻風扇、電機外殼中的散熱器等。
串并聯電路的電力特性:
①串聯電路和并聯電路中,電流產生的總熱量等于部分電熱之和;
②串聯電路中,電路各部分的發熱與其電阻成正比,即Q1/Q2=R1/R2;
③并聯電路中,電路各部分的發熱與其電阻成反比,即Q1/Q2=R2/R1(各支路的通電時間相同)。