《電功率》知識清單

《電功率》知識清單一、電功率的基本概念1、**電功率是什么**-電功率就像是電器消耗電能快慢的一個指標。比如說，你家有兩個燈泡，一個燈泡很亮，一個燈泡比較暗。亮的那個燈泡消耗電能就快，它的電功率就大；暗的那個燈泡消耗電能慢，電功率就小。簡單來說，電功率就是描述用電器在單位時間內(nèi)消耗電能多少的物理量。-電功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W。就像我們說一個小夜燈的電功率可能是1瓦，而一個電熱水壺的電功率可能是1500瓦，這就表示電熱水壺消耗電能的速度比小夜燈快得多。2、**電功率的計算公式**-**定義式**：P=W/t，這里的P就是電功率，W是消耗的電能，t是所用的時間。我給你講個事兒啊，有一次我想知道我手機充電器的電功率。我就看了一下它充電的時候，充了1個小時（也就是3600秒），然后電表顯示消耗了0.01度電。因為1度=1千瓦時，0.01度=0.01×3.6×10?焦耳=3.6×10?焦耳。那根據(jù)這個公式，電功率P=(3.6×10?焦耳)/3600秒=10瓦，這樣我就知道我手機充電器的電功率了。-**計算式（適用于純電阻電路）**：P=UI，U是電壓，I是電流。比如說我們家里的電燈泡，正常工作電壓是220V，通過它的電流是0.5A，那這個燈泡的電功率就是P=220V×0.5A=110W。這就像我們知道一個人跑步的速度（電流）和跑道的長度（電壓），就能算出他在這段跑道上消耗體力（電能）的快慢（電功率）了。-還有兩個變形公式，在一些計算中也很有用哦。一個是I=P/U，另一個是U=P/I。這就好比我們知道一個人消耗體力的速度（電功率）和跑道長度（電壓），就能算出他跑步的速度（電流）；或者知道消耗體力速度（電功率）和跑步速度（電流），就能算出跑道長度（電壓）。二、額定功率和實際功率1、**額定功率**-額定功率就是用電器在正常工作條件下的功率。每個用電器都有一個額定功率，就像每個運動員都有自己的最佳狀態(tài)一樣。比如說一個電視機，它的銘牌上寫著額定功率是100W，這就意味著在正常使用的情況下，它消耗電能的速度是每秒鐘100焦耳。這就好比一輛汽車的設(shè)計最高速度，在正常行駛的理想條件下，它就能達到這個速度。2、**實際功率**-實際功率就是用電器在實際工作中的功率。實際功率可能會因為各種因素而和額定功率不一樣。還是拿那個電視機舉例，如果電壓不穩(wěn)定，不是額定的220V，那它的實際功率就會改變。假如電壓變低了，根據(jù)P=U2/R（對于電阻不變的用電器），電壓變小，實際功率就會變小，電視可能就會變得暗一些，聲音也小一些，就像運動員在受傷或者狀態(tài)不好的時候，發(fā)揮不出最佳水平一樣。三、電功率的測量1、**測量原理**-根據(jù)公式P=UI，我們只要測量出用電器兩端的電壓U和通過它的電流I，就可以算出它的電功率了。這就像我們要知道一個人消耗體力的速度，只要知道他跑步的速度（電流）和跑道長度（電壓）就行了。2、**測量工具**-我們需要用到電壓表和電流表。電壓表用來測量用電器兩端的電壓，電流表用來測量通過用電器的電流。就像我們看一個運動員的表現(xiàn)，需要一個速度計（電流表）來測量他跑步的速度，還需要一個距離測量儀（電壓表）來測量跑道的長度。在實驗室里，我們把電壓表和電流表正確地連接到電路中，就可以測量出數(shù)據(jù)，然后計算出電功率了。四、電功率與電能、時間的關(guān)系1、**電能與電功率、時間的關(guān)系**-從公式W=Pt可以看出，電能等于電功率乘以時間。這就好比一個人消耗的總體力（電能）等于他消耗體力的速度（電功率）乘以運動的時間。我有一次用電熱水壺燒水，電熱水壺的電功率是1500W，我燒了5分鐘（300秒），那消耗的電能就是W=1500W×300s=450000焦耳=0.125度電。2、**時間與電能、電功率的關(guān)系**-由公式t=W/P可知，時間等于電能除以電功率。比如說我們知道一個燈泡消耗了1000焦耳的電能，它的電功率是50W，那它工作的時間就是t=(1000焦耳)/50W=20秒。這就像我們知道一個人消耗的總體力（電能）和他消耗體力的速度（電功率），就能算出他運動的時間。五、電功率在生活中的應(yīng)用1、**選擇合適的用電器**-在生活中，我們要根據(jù)需要選擇合適電功率的用電器。比如我們要在宿舍里使用小電器，因為宿舍的電路功率有限制，就不能使用大功率的電熱水壺，不然就會跳閘。而像小功率的臺燈、手機充電器等就比較適合。這就像我們選擇運動員參加比賽，要根據(jù)比賽的要求和場地的條件來選擇合適能力（電功率）的運動員。2、**節(jié)約用電**-知道了電功率，我們就可以想辦法節(jié)約用電。比如說，我們可以把一些不必要的電器關(guān)掉，像電視看完了就拔掉插頭，因為即使電視待機，它也會消耗一定的電能，雖然待機功率比較小，但積少成多也很浪費。這就好比我們讓運動員在不需要訓練或者比賽的時候休息，不要做一些無用的消耗體力（電能）的事情。六、典型問題1、一個燈泡標有“220V60W”，求燈泡正常工作時的電流和電阻。-首先，根據(jù)公式P=UI，可得電流I=P/U=60W/220V≈0.27A。-然后，根據(jù)公式P=U2/R，可得電阻R=U2/P=(220V)2/60W≈807Ω。2、有兩個電阻，R?=10Ω，R?=20Ω，把它們串聯(lián)在電壓為30V的電源上，求電路的總功率。-先求出串聯(lián)后的總電阻R=R?+R?=10Ω+20Ω=30Ω。-再根據(jù)公式I=U/R=30V/30Ω=1A。-最后根據(jù)公式P=UI=30V×1A=30W。一、基礎(chǔ)練習1、一盞燈標有“12V6W”字樣，它正常工作時的電流是多少？電阻是多少？-答案：根據(jù)公式P=UI，可得電流I=P/U=6W/12V=0.5A。根據(jù)公式R=U2/P=(12V)2/6W=24Ω。2、一個電阻為20Ω的用電器，接在電壓為10V的電源上，它的電功率是多少？-答案：根據(jù)公式P=U2/R=(10V)2/20Ω=5W。二、提高練習1、有兩個用電器，甲的額定功率為100W，乙的額定功率為50W，它們都在額定電壓下工作相同的時間，哪個消耗的電能多？-答案：根據(jù)公式W=Pt，因為甲的額定功率大，工作時間相同，所以甲消耗的電能多。2、把一個標有“6V3W”的小燈泡和一個電阻R串聯(lián)后接在電壓為9V的電源上，小燈泡正常發(fā)光，求電阻R的阻值。-答案：首先求出小燈泡正常發(fā)光時的電流，根據(jù)公式I=P/U=3W/6V=0.5A。因為串聯(lián)電路電流處處相等，所以電路中的電流為0.5A。小燈泡的電阻為R?=U2/P=(6V)2/3W=12Ω。電路的總電阻為R總=U總/I=9V/0.5A=18Ω。則電阻R的阻值為R=R總-R?=18Ω-12Ω=6Ω。三、拓展練習1、一個電熱水壺的加熱功率為1500W，把1.5kg的水從20°C加熱到100°C需要多長時間？（水的比熱容c=4.2×103J/(kg·°C)）-答案：水吸收的熱量為Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·°C)×1.5kg×(100°C-20°C)=5.04×10?J。根據(jù)公式W=Pt，可得時間t=W/P=Q/P=5.04×10?J/1500W=336秒。2、在如圖所示的電路中，電源電壓不變，R?=20Ω，當滑動變阻器R?的滑片P在中點時，電流表的示數(shù)為0.4A；當滑片P在b端時，電流表的示數(shù)為0.3A。求電源電壓和滑動變阻器的最大阻值。-答案：當滑片P在中點時，電路中的電阻為R=R?+R?/2，根據(jù)公式U=IR，可得電源電壓U=0.4A×(R?+R?/2)=0.4A×(20Ω+R?/2)。當滑片P在b端時，電路中的電阻