初中物理電學(xué)公式、規(guī)律總結(jié)
第八章電功率
一、電能(W)
1、電能是一種能,電能用W表示,是其他形式的能轉(zhuǎn)化來的(二次)能源。2、用電器工作的過程就是消耗電能的過程,是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。3、電能的優(yōu)越性:⑴來源廣泛⑵便于輸送⑶使用方便,效率高、污染少4、電能表計(jì)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗電能多少的儀表。
65、電能的國(guó)際單位是焦耳,簡(jiǎn)稱焦(J),常用單位是千瓦時(shí)(度),符號(hào)是kWh。1kWh=3.6×10J。6、電能表參數(shù)的含義:220v指電能表應(yīng)該在220v的電壓下使用;
10(20)A指電能表的標(biāo)定電流是10A,額定最大電流是20A;50Hz指電能表應(yīng)在50Hz的交流電路中使用;
600r/kwh指接在這個(gè)電流表上的用電器,每消耗1kwh的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn)。
7、消耗電能的計(jì)算:電能表的計(jì)數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差,就是這段時(shí)間你用電的讀數(shù)。二、電功率(P)
1、定義:用電器在單位時(shí)間(1s)內(nèi)所消耗的電能叫做電功率。用P來表示.2、物理意義:表示用電器消耗電能快慢的物理量。
3、公式:P=W/t=UI(適用于所有電路)單位:瓦特(W)、千瓦(kW),1kW=103W。
P電功率,單位W或kwW消耗的電能,單位J或kwht所用的時(shí)間,單位s或h3.額定電壓(U額):用電器正常工作時(shí)的電壓叫額定電壓。
額定功率(P額):在額定電壓下消耗的功率叫做額定功率。實(shí)際功率(P實(shí)):用電器實(shí)際消耗的電功率。
由公式P=IU可知,實(shí)際功率的大小隨用電器兩端電壓的變化而變化。
①當(dāng)U實(shí)>U額時(shí),P實(shí)>P額,會(huì)影響用電器的使用壽命,甚至?xí)䶮龎挠秒娖鳎虎诋?dāng)U實(shí)=U額時(shí),P實(shí)=P額,用電器正常工作;③當(dāng)U實(shí)<U額時(shí),P實(shí)<P額,用電器不能正常工作!4.電功率的測(cè)量:
方法一:原理:根據(jù)P=W/t用于測(cè)量家用電器的電功率。
所需器材:電能表與計(jì)時(shí)器(表)。
兩套單位:P(W)、t(s)、W(J);P(kW)、t(h)、W(kWh)。計(jì)算公式:第一套單位下:P=n×3.6×10J/Nt;第二套單位下:P=n/Nt
方法二:原理P=UI伏安法。能測(cè)量小燈泡(電阻)的電功率。
結(jié)論:燈泡的亮度由實(shí)際消耗的電功率決定。實(shí)際功率大,燈泡就亮。與額定功率無(wú)關(guān)。5.電功率的計(jì)算:P=W/t=UI,適用于各種用電器,為普適公式。
P=I2R=U2/R只適用于純電阻電路(將消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱的電路)。
6.串、并聯(lián)電路的電功率分配特點(diǎn):串聯(lián)電路中,各部分電路消耗的電功率與其電阻成正比。
并聯(lián)電路中,各支路消耗的電功率與其電阻成反比。
無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,消耗的總功率都等于該電路中所有用電器的功率之和。即:P總=P1+P2
+。
三、電與熱
1.電流的熱效應(yīng):探究:電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)?
要求明確:⑴實(shí)驗(yàn)?zāi)康模孩圃恚焊鶕?jù)煤油在玻璃管里上升的高度來判斷電流通過電阻絲時(shí)產(chǎn)生電熱的多少
⑶實(shí)驗(yàn)器材:⑷實(shí)驗(yàn)電路(教材中的兩個(gè)電路)⑸實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。⑹實(shí)驗(yàn)步驟:(能按照實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行書寫)⑺實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
22.焦耳定律:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。Q=IRt。說明:⑴它用來計(jì)算電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量。公式中的物理量統(tǒng)一用國(guó)際單位制。
⑵如果電路是純電阻電路,用電器消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱,則有:Q=W=UIt=I
2Rt=U2t/
R;
如果電路為非純電阻電路(如含有電動(dòng)機(jī)、電鈴等),則消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化成熱,有Q<W,
只能用Q=IRt來計(jì)算電熱。
電熱器:利用電流的熱效應(yīng)而制成的發(fā)熱設(shè)備。
3.電功率和安全用電:家庭電路中造成電流過大的原因有二:短路和用電器總功率過大。為了安全,電路中必須安裝保險(xiǎn)絲(或空氣開關(guān)),
保險(xiǎn)絲是用鉛銻合金制作的,選擇規(guī)格要合適,絕不能用銅絲、鐵絲代替保險(xiǎn)絲。四、生活用電常識(shí):
1.家庭電路的組成及各組成元件的作用
組成:電能表、總(閘刀)開關(guān)、保險(xiǎn)(裝置)盒、插座、燈座、開關(guān)及其它用電器(按順序記憶)。
組成元件的作用:進(jìn)戶線:電源與用電器的連接線,火、零線間的電壓為220V;
電能表:(裝在家庭電路的干路上)測(cè)量用戶在一定時(shí)間內(nèi)(用電器)消耗電能多少的裝置;總開關(guān):控制整個(gè)家庭電路通斷(檢修時(shí)用于切斷電源);保險(xiǎn)盒(空氣開關(guān)):保險(xiǎn)盒中裝有保險(xiǎn)絲,當(dāng)家庭電路中電流過大時(shí),它能自動(dòng)切斷電路,保險(xiǎn)盒(空氣開關(guān)):起到保護(hù)電路的作用,保險(xiǎn)盒要串接在火線上;
2.家庭電路的連接:各種用電器都是并聯(lián)接入電路的,插座與燈座是并聯(lián)的,控制各用電器工作的開關(guān)與用電器是串聯(lián)的。
3.火線和零線:火線是“端線”的俗稱,零線是與大地相連通的。
4.試電筆。作用:判斷零線和火線。氖管發(fā)紅光說明接觸的導(dǎo)線是火線或接觸點(diǎn)是與火線連通的。
使用:手拿筆體,拇指接觸筆尾金屬體,筆尖金屬體與進(jìn)戶線的一根接觸。手指千萬(wàn)不能碰到筆尖金屬體。
⑴試電筆接觸火線時(shí),如果觀察不到氖管發(fā)光,原因可能是:試電筆氖管已壞或手沒有接觸筆尾金屬體或火線斷路;⑵檢修電路時(shí),若燈泡不亮,火、零線都能使試電筆氖管發(fā)光,可能的原因是:火線完好,零線處有斷路,被測(cè)段零線通過用電器和火線構(gòu)成通路。
5.三線插頭和漏電保護(hù)器:三線插頭:火線(L)、零線(N)、地線(E)它與用電器的金屬外殼相連。
三線插座:火線、零線(左零右火)、地線它與室外的大地相連。把三線插頭插在三孔插座里,在把用電部分連入電路的同時(shí),也把用電器的金屬外殼與大地連接了起來,萬(wàn)一用電器的外殼與火線相連通而帶電,電流就會(huì)經(jīng)地線流入大地,從而保護(hù)人身安全。正常情況下,火線、地線間也有220V的電壓,而零線、地線間的電壓為0V。6.漏電保護(hù)器(多與總開關(guān)組合在一起形成漏觸電保護(hù)開關(guān)):如果站在地上的人不小心接觸了火線,電流經(jīng)過人體流入大地,這是總開關(guān)上的“漏電保護(hù)器”就要起作用了,它會(huì)迅速的切斷電流,對(duì)人體起到保護(hù)作用。7.兩種類型的觸電:⑴同時(shí)接觸火線與零線;⑵同時(shí)接觸火線與大地。
安全電壓:不高于36V。動(dòng)力電路電壓380V,家庭電路電壓220V都超出了安全電壓。
安全用電原則:(不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體),不弄濕用電器;不損壞電器設(shè)備中的絕緣體。
物理量、物理定律與定義式、物理規(guī)律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)總結(jié)
電學(xué)中涉及到的物理量:電流I、電壓U、電阻R、電功率P、電能W、電熱Q※歐姆定律:內(nèi)容P26歐姆定律:數(shù)學(xué)表達(dá)式:I=U/R※焦耳定律:內(nèi)容P49焦耳定律:數(shù)學(xué)表達(dá)式:Q=I
2Rt2※電功率定義式:P=W/t;計(jì)算式:P=UI電熱功率:P=Q/t=UI=I※電能的計(jì)算:W=Pt=UIt(電流的做功與消耗的電能是等值的)
22R=U2/R
對(duì)于純電阻電路:Q=W=UIt=IRt=Ut/R對(duì)于非純電阻電路:(通過電流做功)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其它形式的能W≠Q(mào)且W>Q,這種情況
2下,電能只能用W=UIt來計(jì)算,電熱只能用Q=IRt來計(jì)算。
※串聯(lián)電路的基本特點(diǎn)與規(guī)律:電流:文字表述:電流處處相等,數(shù)學(xué)表述:I=I1=I2==In
電壓:文字表述:總電壓等于各部分電壓之和,數(shù)學(xué)表述:U=U1+U2++Un電阻:文字表述:總電阻等于各部分電阻之和,數(shù)學(xué)表述:R=R1+R2++Rn電功率:總功率等于各部電路消耗的電功率之和,即P=P1+P2++Pn電能:總電能等于各部電路消耗的電能之和,即W=W1+W2++Wn熱能:總電熱等于各部電路產(chǎn)生的電熱之和,即Q=Q1+Q2++Qn分壓規(guī)律:各部分電路兩端的電壓與其電阻成正比,即U1∶U2=R1∶R2功率分配規(guī)律:各部分電路消耗的電功率與其電阻成正比,即:P1∶P2=R1∶R2
※并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)與規(guī)律:電流:文字表述:干路電流等于各支路中電流之和,數(shù)學(xué)表述:I=I1+I2++In
電壓:文字表述:各支路兩端的電壓都相等,數(shù)學(xué)表述:U=U1=U2==Un電阻:總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和,1/R=1/R1+1/R2++1/Rn電能:總電能等于各支路消耗的電能之和,即W=W1+W2++Wn熱能:總電熱等于各支路產(chǎn)生的電熱之和,即Q=Q1+Q2++Qn電功率:總功率等于各支路消耗的電功率之和,即P=P1+P2++Pn分流規(guī)律:流過各支路的電流與其電阻成反比,I1∶I2=R2∶R1
功率分配規(guī)律:各支路消耗的電功率與其電阻成反比,即P1∶P2=R2∶R1
※由上述可知:用電器無(wú)論串聯(lián)還是并聯(lián),總電能、電功率、電熱的計(jì)算公式是相同的。電能、電熱的分配規(guī)律與電
功率的分配規(guī)律相同。
擴(kuò)展閱讀:初中物理電學(xué)公式總結(jié)及詳解
初中物理公式一覽表
物理量主要公式主要單位(1)定義IQt(Q為電荷量)(2)IUR(3)W=UIt則IWUt(4)P=UI則IPU(P為電功率)2電流(I)(1)焦耳定律Q=IRt則IQRt1A=1000mA(2)純電阻電路W=UIt=I2Rt則IWRt(7)P=UI=I2R則IPR(8)串聯(lián):I=I1=I2并聯(lián):I=I1+I(xiàn)2(9)從電流表上讀出(1)UWWQ(Q為電荷量)(2)U=IR(3)UIt(4)1KV=1000V,UPI1V=1000mV。電壓(U)家庭電路為(5)焦耳定律QU2QR220V,對(duì)人體Rt則Ut(Q為產(chǎn)生的熱量)PU2R的安全電壓不超過36V則UPR(6)串聯(lián):U=U1+U2并聯(lián):U=U1=U2(7)從電壓表上讀出
物理量主要公式主要單位(1)RUI(伏安法測(cè)電阻的原理)(2)W=UIt=I2Rt=U2RtRWU2tI2t或RW(3)PI2R則RPI2U2U2PR則RP1Ω=1V/A電阻(R)1MΩ=106Ω(4)焦耳定律Q=I2Rt則RQU2t1KΩ=103ΩI2t或RQ(Q為產(chǎn)生的熱量)(5)串聯(lián):R=R1+R2則R1=R-R2R2=R-R1(6)并聯(lián):111RRRRR1R2(7)從歐姆表上讀出12R1R2或從銘牌上讀出如滑動(dòng)變阻器上的“10Ω1A”等字樣。國(guó)際單位為J,(1)W=UIt=UQ(Q為電荷量)(2)W=Q=IRtU22Rt電能表上常用電功(W)單位為KW.h(3)P=Wt則W=Pt(4)當(dāng)無(wú)熱量損失時(shí)W=Q=I2Rt1KW.h=3.6×106J(5)從電能表上讀出(其單位為KWh)電功率1Kw=1000w(P(1)PUII2RU2W)R(2)P=t(3)從用電器上讀出1馬力=735w其單位為J2U2電熱(Q)(1)QIRtRt當(dāng)不計(jì)熱量損失時(shí),Q=W=I2Rt(2)熱平衡方程Q吸=Q放(1)tQ通電時(shí)間I(Q為電荷量)(2)W=UIt則tWUI(t)(3)P=WW2Qt則tP(4)Q=IRt則tI2R物理電學(xué)公式詳解匯總
1、歐姆定律:
電流=
電壓U電阻IR(變形公式:U=IRRUI即伏安法求電阻原理)2、電功率:電流做功(消耗電能)的快慢,電功率越大,則燈泡越亮。
A、電功率=電功(電能)W時(shí)間Pt(注意兩套單位不要混淆8.21
表格)
B、電功率=電壓×電流P=UI
注意:電學(xué)基本公式只有上面三個(gè),其他的全部為導(dǎo)出公式,也就是說,你可以用這三個(gè)公式做所有題目,只是過程稍微復(fù)雜.
2(電功率的推導(dǎo)公式:PI2RPUR)3、電功、電能:
由PWU22t得W=Pt,所以WUIt、WIRt、WRtWnNKWh、(適用于給出實(shí)際圈數(shù)、和電能表參數(shù)N的)
nKWPNht(用電能表測(cè)用電器功率,注意單位換算成統(tǒng)一的)4、電熱:
熱量=電流的平方×電阻×?xí)r間QI2Rt
在純電阻電路中(如電燈電熱器等)即電流做的功(消耗的電能)全部轉(zhuǎn)
化為熱能
2電功(電能)=電熱W=Q可推出:Q=Pt、QUIt、QURt
注意:應(yīng)用公式時(shí)注意:以上所有公式只適用與同一段電路中,不同電路中,不可
生搬硬套!(對(duì)應(yīng))
串聯(lián)并聯(lián)電路的特點(diǎn)
首先,要學(xué)會(huì)區(qū)分串聯(lián)、并聯(lián)電路。判斷方式:看電流路徑,如果只有一條電流路徑則為串聯(lián);如果有兩條或者多條電流路徑,則為并聯(lián)。
串并聯(lián)電路特點(diǎn):串聯(lián)電路并聯(lián)電路串聯(lián)電路中,各處的電流相等并聯(lián)電路中,總電流等于各支路的電流之電流關(guān)系即I=I1=I2所以,電流之比和總是1:1I=I1+I(xiàn)2串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電壓關(guān)系電路兩端的電壓之和并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等,U=U即U=U1=U2所以電壓之比等于1:11+U2串聯(lián)電路的總電陰等于各串聯(lián)電并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻電阻關(guān)系阻之和的倒數(shù)之和R=R11+R211R總R1R2串聯(lián)電路中,各個(gè)電阻兩端的電壓、電能、電熱、電功率都跟它并聯(lián)電路中,各個(gè)電阻的電流、電能、電功率、電熱都跟它的阻值成反比,即各個(gè)分配規(guī)律的阻值成正比,即電壓、電能、電熱、電功率之比都等于對(duì)應(yīng)的電阻的電流、電能、電功率、電熱之比都電阻之比。等于對(duì)應(yīng)電阻的反比。例如:UUR例如:I1:I2=R2:R11:2=R1:2上述特征的推廣
推論A、并聯(lián)電路的總電阻計(jì)算公式的推廣
1R11總R1R2當(dāng)只有兩個(gè)電阻時(shí),上式可化為:RR1R2總RR(最常用,初中階段,電阻基本不超過兩個(gè))
當(dāng)電阻大小均一樣時(shí),上式可化為:R總R(n為并聯(lián)的電阻個(gè)數(shù))n7、兩燈泡串聯(lián)時(shí)求電路兩端能加最大電壓,電路電流應(yīng)取兩燈泡中額定電流較小的電流值,計(jì)算U=IR總;兩燈泡并聯(lián)時(shí)求干路電流最大值,電路兩端電壓應(yīng)取兩燈泡中額定電壓較小的電壓值
U額UPU2UPWQR推論B、串聯(lián)電路中,電壓,電功率,電功,電熱與電阻的關(guān)系:11111
U2P2W2Q2R2即串聯(lián)電路中,除了電流處處相等之外,電壓、電功率、電功、電熱與電阻均成
正比
并聯(lián)電路中,電壓、電功率、電功、電熱與電阻的關(guān)系:I1PWQRI1P11222W2Q2R1即并聯(lián)電路中,除了各支路兩端的電壓相等之外,電流,電功率,電功,電熱與電
阻均成反比
解題小技巧
1、串聯(lián)電路意味著電流處處相等,所以如果能求電流,就先把電流求出。電流是連
接各用電器之間的紐帶。2、并聯(lián)電路意味著各支路電壓相等,所以能求電壓,就先把電壓求出。電壓是連接
各用電器之間的紐帶。
3、從上述推廣中,可以看出與電有關(guān)的量和電阻(之比)關(guān)系密切。一個(gè)計(jì)算題,
只要知道電阻或者電阻之比,那這個(gè)題目就基本可以做出了。任何題中,電阻、電源電壓永遠(yuǎn)不變。(我的意思是它倆什么時(shí)候都能用隨便用。
4、利用銘牌所能獲取的信息:
A、滑動(dòng)變阻器“30,1A”:RR最大最大30;R中點(diǎn)215B、小燈泡等電器“6V,3W”:P22U額U額(6V)額6V;P額3W;I額U0.5A;R額P12額3WC、電能表:“220V”“10(20)A”U額220VI額10AP額U額I額2200W
“600r/kwh”WnNKWh
5、
P實(shí)U2實(shí)P額U2例如:實(shí)際電壓為額定電壓的一半,則實(shí)際功率為額定功率的四
額分之一
6、兩燈泡串聯(lián)(P=I2
R),電阻大的燈泡亮;兩燈泡并聯(lián)(P=
U2R),電阻小的燈泡亮
8、計(jì)算電流IR、IU常用,計(jì)算電阻RI、RP常用
額9、電學(xué)相關(guān)物理量有:
電壓(U),單位:伏特(V)電流(I),單位:安培(A)電阻(R),單位:歐姆
(Ω)
電功(W),單位:焦耳(J)電熱(Q),單位:焦耳(J)電功率(P),單位:瓦特
(W)
有關(guān)用電器(燈泡)額定電壓、額定功率、額定電流與實(shí)際電壓、實(shí)際功率、實(shí)際
電流間的關(guān)系的判定
例:比較燈L1(220v100w)和燈L2(220v40w)在各種情況下的亮度?(燈泡的亮度取決于燈泡實(shí)際功率的大小,功率越大,燈泡越亮)1、求額定電流:I額=P額U額
I1額=(5/11)A=0.45AI2額=(2/11)A=0.18A2、求電阻:R=U2額PR1=484ΩR2=1210Ω(R1R2)3、正常發(fā)光時(shí):L1比L2亮(因?yàn)镻1>P2)
4、串聯(lián)在電路中時(shí),L2亮:因?yàn)椋篜22
1實(shí)=IR1P2實(shí)=IR2且R1R2所以:P1實(shí)P2實(shí)即L2亮5、并聯(lián)在電路中時(shí),L1亮:
因?yàn)椋篜1實(shí)=U2R1P2實(shí)=U2R2且R1R2所以:P1實(shí)>P2即L1亮6、P實(shí)P額=U22實(shí)U額
即,實(shí)際電壓是額定電壓的1n時(shí),實(shí)際功率為額定功率的1n2。
電動(dòng)機(jī)問題:
消耗的電能W=UIt;產(chǎn)生的熱能Q=I2Rt;得到的機(jī)械能W=UIt-I2Rt(U為電動(dòng)機(jī)兩端的電壓,I為通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流,R為電動(dòng)機(jī)線圈的電阻)
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