電功、電功率和焦耳定律的公式分別如下:
電功:
1. 定義:電流所做的功叫電功。
2. 公式:W=UQ,其中U為電壓,Q為電量。
3. 單位:焦耳(J)。
電功率:
1. 定義:表示電流所做的功與所用時間之比叫電功率。
2. 公式:P=W/t或P=UI。
3. 單位:瓦特(W)。
焦耳定律:
1. 定義:電流通過電阻時,會產生熱效應,電流所做的功Q等于電阻R、電流I、通電時間t三者的乘積,即Q=I2Rt。
此外,歐姆定律和串聯并聯電路的相關知識也是與電學相關的內容。歐姆定律說明了電流、電壓和電阻之間的關系,而串聯和并聯電路則分別涉及到電流、電壓和電阻的分配問題。
題目:一個電飯煲的功率為1100瓦,電源電壓為220伏特。求:
1. 電飯煲每秒鐘消耗的電能(電功)是多少焦耳?
解:根據焦耳定律,電飯煲每秒鐘消耗的電能等于電流做的功,即:
W = Pt = 1100瓦 x 1秒 = 1100焦耳
所以,電飯煲每秒鐘消耗的電能是1100焦耳。
2. 如果電飯煲連續工作2小時,它將消耗多少焦耳的電能?
解:根據電功公式,電飯煲連續工作2小時消耗的電能等于電流做的功乘以時間,即:
W = Pt = 1100瓦 x 2小時 = 2200焦耳
所以,如果電飯煲連續工作2小時,它將消耗2200焦耳的電能。
3. 如果電飯煲在5秒鐘內將一升水從20攝氏度加熱到70攝氏度,那么電飯煲的加熱效率是多少?
解:根據焦耳定律和熱力學第一定律,電飯煲的加熱效率等于電熱轉換成的內能與水吸收的熱量之比,即:
η = (Q吸/Q放) x 100%
其中 Q吸 是水吸收的熱量,Q放 是電飯煲消耗的電能。
已知水的質量為 m = 1升 x 1千克/升 = 1千克,比熱容為 c = 4.2 x 10^3焦耳/(千克 x 攝氏度),初始溫度為 t1 = 20攝氏度,最終溫度為 t2 = 70攝氏度。根據熱量的計算公式 Q吸 = cm(t2 - t1),可得到水吸收的熱量為:
Q吸 = cm(t2 - t1) = 4.2 x 10^3焦耳/(千克 x 攝氏度) x 1千克 x (70 - 20)攝氏度 = 2.1 x 10^5焦耳
已知電飯煲的功率為 P = 1100瓦,工作時間為 t = 5秒,根據電功公式 W = Pt,可得到電飯煲消耗的電能:
W = Pt = 1100瓦 x 5秒 = 550焦耳
所以,電飯煲的加熱效率為:
η = (Q吸/Q放) x 100% = (Q吸 / W) x 100% = (2.1 x 10^5焦耳 / 550焦耳) x 100% = 43%
這是一個關于電功、電功率和焦耳定律的綜合應用題,通過求解可以加深對這三個概念的理解。