目录

  • 1 运动与力
    • 1.1 运动的描述
    • 1.2 实验绪论 误差和有效数字
    • 1.3 学生实验一 长度的测量
    • 1.4 匀变速直线运动
    • 1.5 重力 弹力 摩擦力
    • 1.6 力的合成与分解
    • 1.7 牛顿运动定律
    • 1.8 学生实验二 测运动物体的速度、加速度
    • 1.9 牛顿第二定律的研究
  • 2 机械能
    • 2.1 功 功率
    • 2.2 动能 动能定理
    • 2.3 势能 机械能守恒定律
  • 3 热现象及应用
    • 3.1 分子动理论
    • 3.2 学生实验三 测量气体的压强
    • 3.3 能量守恒定律
  • 4 直流电路
    • 4.1 电阻定律
    • 4.2 串联电路和并联电路
    • 4.3 学生实验四 万用表的使用
    • 4.4 电功 电功率
    • 4.5 全电路欧姆定律
    • 4.6 学生实验五 测电源电动势和內阻(设计性实验)
    • 4.7 安全用电
  • 5 电场与磁场 电磁感应
    • 5.1 电场 电场强度
    • 5.2 电势能 电势 电势差
    • 5.3 磁场 磁感强度
    • 5.4 磁场对电流的作用
    • 5.5 电磁感应
    • 5.6 自感 互感
  • 6 光现象及应用
    • 6.1 光的拆射与全反射
    • 6.2 学生实验六 光的全反射
    • 6.3 激光的特性及应用
  • 7 核能及应用
    • 7.1 原子结构
    • 7.2 核能 核技术
电功 电功率


电功

在导体的两端加上电压,导体内就形成了电场。导体内的电荷在电场力的作用下发生定向移动,因此电场力做了功。这个功叫做电流做的功,简称电功。如果导体两端的电压为U,通过导体的电流为 I,通电时间为 t,则电流做的功为

上式表明,电流流过一段电路时所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电的时间三者的乘积。上式中W,U,I,t的 SI 单位分别是J、V、A、s。日常生活中,我们常用的电功的单位还有kW·h (千瓦·时),即“度”:

                                                    1度 = 1 kW·h = 3.6× J

电流做功的过程实际上就是电能转化成其他形式能的过程。例如,电流通过电炉时,电能转化为热力学能;电流通过电动机时,大部分电能转化为机械能,小部分电能转化为热力学能。

电能表显示的就是我们家庭消耗的电能。

电功率

流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫做电功率,通常用 P 表示。即

                                                            

德国物理学家欧姆通过实验研究得出结论:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比。对于同一个导体,不管电压和电流的大小怎样变化,其比值都是恒定的;而对于不同的导体,电压和电流的比值一般是不同的。比值越大,导体在同一电压下通过的电流越小。这个比值反映了导体对电流的阻碍作用,叫做导体的电阻。用R 表示电阻,电阻的SI单位是欧(Ω)。

W = UIt 代入上式,可得   P = UI

上式表明,一段电路上的电功率等于这段电路两端的电压和电路中的电流的乘积。在国际单位制中,电功率的单位是瓦(W):

                                                                 1 W = 1 J/s = 1 V·A

一般用电器的铭牌上都标明额定功率和额定电压,

用电器只有以额定电压工作时才能达到额定功率。如果把用电器接到高于它的额定电压的电路上,用电器消耗的电功率会超过它的额定功率,就有被烧坏的危险;而接到低于它的额定电压的电路上,它消耗的实际功率就比额定功率小。所以,在把用电器接入电路之前,必须注意电路实际电压与用电器的额定电压是否一致。

[例题1]    有一个额定值为“1 kW,220 V”的电暖器,正常工作时的工作电流是多大?如果由于供电紧张,电压下降到160 V,它的实际功率将是多少?

分析  本题可以由电功率的定义式先求解它正常工作时的电流,再算出它的电阻值,根据欧姆定律计算它的实际电流,最后再计算它的实际功率。

解    根据电功率公式P = UI,电暖器正常工作时的工作电流为

                                 

由部分电路的欧姆定律,电暖器的电阻为