物理16

第十八章 电功率

第1节 电能电功

、电功（电能）

1．定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。

2．符号：W

3．单位：(1）国际单位：焦耳，简称焦，用符号J表示

(2）常用单位：千瓦时（kw·h)，就是日常生活中说的"度"

(3）单位换算：1度＝1千瓦时＝1kw·h=3.6X10⁶J

4．电能的测量：电能表

作用：电能表是测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。

参数的意义：220v：表示该电能表在220v电路中使用。

(10)A：表示电能表的额定电流是5A；额定最大电流为10A;

3000r/kwh：表示接在该电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过3000转电能表的读数方法：

A．测量较大电功时用刻度盘读数。

方法：电能表前后两次读数之差，就是这段时间内消耗的电能，单位是kW·h。表盘上最后一位数字是小数点后的数字。

B．测量较小电功时，用表盘转数读数。

5．实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功（消耗多少电能），就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。

6．电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。

7．规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。8．计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）

①推导公式：W=I²Rt=U²/Rt（适用于纯电阻电路）

②串联电路中常用公式：W=I²Rt

③并联电路中常用公式：W=U²/Rt

无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W₁+W₂+…Wn

第2节 电功率

一、电功率

1．定义：电流在单位时间（1s）内所做的功或电流在1s内所消耗的电能。

2．物理意义：表示电流做功快慢的物理量或表示用电器消耗电能快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。

3．电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路）

对于纯电阻电路可推导出：P=I²R=U²/R

①串联电路中常用公式：P=I²R

②并联电路中常用公式：P=U²/R

③无论用电器串联或并联。计算总功率常用公式 P=P₁+P₂+…Pn

4．单位：国际单位瓦特（W)

常用单位：千瓦（kw)

5．额定功率和实际功率：

(1）额定电压：用电器正常工作时的电压。

额定功率：用电器在额定电压下的功率。

P额=U额I额=U²额/R

某灯泡上标有"PZ220V-25"字样，分别表示：PZ：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的

灯泡。

(2）当U额=U实时，P额=P实用电器正常工作（灯正常发光）

当U实<U额时，P实<P额用电器不能正常工作（灯光暗淡）

当U实>U额时，P实>P额用电器不能正常工作（灯光较亮），有时会损坏用电器(3)"1千瓦时"的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。

P=W/t 可使用两套单位："W、J、s"或"kw、kwh、h" 6．串联电路中，用电器的电功率与电阻成正比。表达式P=I²R

并联电路中，用电器的电功率与电阻成反比。表达式P=U²/R

第3节 测量小灯泡的电功率

一、实验目的：

学习用电压表和电流表测量小灯泡的额定功率和实际功率。（利用滑动变阻器进行控制，分别测出三种情况下小灯泡的实际功率，然后进行比较）

二、实验原理：P=UI

需要直接测量的物理量：小灯泡两端的电压U和流过小灯泡的电流I

（要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式，可以用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流。)

三、实验电路图：

四、实验器材：电源、开关、导线若干、待测小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器

五、设计并进行实验

①按照电路图连接电路。

②检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压，记下电压表与电流表的示数和小灯泡发光情况。

③调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于小灯泡的额定电压，记下电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况。

④再次调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为小灯泡的额定电压的1.2倍，记下此时电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况。

⑤根据测出的三组实验数据分别计算出小灯泡在三种情况下的电功率。六、实验结论

当U实=U额时，P实=P额灯正常发光

当U实<U额时，P实＜P额灯光暗淡

当U实＞U额时，P实＞P额灯光较亮

注意：1．小灯泡发光情况由实际功率决定，实际功率越大，发光越亮；

2．实验中需对小灯泡的电功率进行至少三次测量，但不能根据三次测量数据计算出小灯泡平

均电功率，因为本实验多次测量的目的是计算在不同电压下小灯泡的实际功率。

七、注意事项

①连接电路开关要断开

②闭合开关前，滑动变阻器应调到最大阻值，防止电流过大，保护电路作用。

③选用电源电压要高于灯泡额定电压，滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值也应与小灯泡电阻差不多，这样会使滑动变阻器调压效果明显。

④实际电压不能超过额定电压1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。