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第十六章 電流做功與電功率
電功率與焦耳定律
一、電能與電功
1、電能（能量的符號：E）
（1）單位：焦耳（J）、千瓦時（kW·h）（度）
1kW·h＝1×103W×3600s＝3.6×106J
（2）電能的優勢（相對于其他形式的能量）
①來源廣泛：水力發電、火力發電、風力發電……
②使用方便：連接電路、閉合開關；
③傳輸方便：導線傳輸，無需運載工具。
2、電能表：測量電功的儀表
（1）表上數據：（以下圖電能表為例）
①220V：額定電壓220V，電能表在220V交流電路中工作（中國，家庭電路電壓220V）；
②10（20）A：
10A：標定電流為10A；
20A：額定最大電流，超過額定最大電流，電能表測量不準確。
③50Hz：電能表在50Hz交流電路中使用；
④轉速2500r/kW·h：電路中每消耗1kW·h電能，轉盤旋轉2500圈（轉）；
※2500imp/kW·h：每消耗1kW·h，指示燈閃爍2500次；
（2）關于電能表的計算：
①如圖電表讀數：7831.6kW·h。
a：最后一位數字是小數；
b：一次讀數，表示：從電能表安裝開始，到讀數時為止，電路消耗總電能；
c：兩次讀數差，表示：某一段時間電路消耗電能。
②根據電能表轉速，計算消耗電能
找到電能表上轉速N，數某段時間轉的圈數n，求電路消耗的電能，公式：
③利用電能表，測量某用電器的電功率P：
關閉電路中所有其他用電器，只讓這一用電器通電。掐表記錄時間t，電能表轉的圈數為n，用上面②中公式，計算出W，則該用電器電功率
3、電功（功的符號：W）
（1）定義：電流做的功；
（2）公式：
純電阻：把電能轉化為內能，例如電阻絲、
（3）單位：焦耳、焦（J）
單位組合（對照公式）：1J＝1V·A·s＝1W·s
（4）電路中，電流做了多少功，則電路就消耗了多少電能。E（電能）＝W（電功）
二、電功率
1、定義
表示電流做功快慢，等于單位時間內電流做功的多少。
2、公式
＃不能說“P與W成正比，跟t成反比”，P、W、t三個量之間的關系，不能直接說“W越大，P越大”。
3、單位
瓦特、瓦（W）
組合單位：1W＝1J/s=1V·A
※注意：字母W作為物理量，表示電功；作為單位，表示電功率的單位——瓦特。
4、常見用電器電功率估測
功率 電流估測 （家用電器U＝220V,） 用電器
1000W 空調、微波爐、電爐、電熱水器
800W 吸塵器
500W 電吹風機、電熨斗、洗衣機
200W 電視機、電子計算機
100W 電冰箱、電扇
＜1W （不接家庭電路，U≠220V） 手電筒、計算器、電子表
三、測量小燈泡電功率實驗
1、原理
2、電路圖
3、要點
（1）滑動變阻器的作用
①保護電路，閉合開關前，滑動變阻器處于最大值
②改變小燈泡兩端電壓
（2）U實調節范圍：0.8U額～1.2U額
（3）多次實驗目的
對比實際功率與額定功率的區別（不可求平均值）
4、實驗數據
燈泡規格 電壓表示數U/V 電流表示數I/A 燈泡亮度 燈泡功率P/W
額定電壓 2 0.4 0.8
2.5 0.5 1.25
3 0.6 1.8
小燈泡的亮度取決于實際功率。
四、焦耳定律
1、電流熱效應
電流通過導體時，電能轉化為內能，這種現象叫做電流的熱效應。
2、探究電流熱效應影響因素的實驗（焦耳定律實驗）
實驗方法：①控制變量法 ②轉換法
方案A
（1）實驗器材
①裝有等量空氣的兩個完全相同的密閉容器
②裝有等量液體的兩個“U”形管（形和型沒有區別，課本上用的是形）
（2）要點
①利用氣體的熱脹冷縮改變“U”形管頁面高度
②用U形管頁面高度表示發熱的多少
③此實驗可以探究熱量與時間的關系（加熱時間越長，液面越高）
方案B
（1）實驗器材
①裝有等量煤油的兩個完全相同的燒瓶
②兩個相同的溫度計
（2）要點
用溫度計的示數表示發熱的多少
實驗結論：
（1）在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大，產生的熱量越多。
（2）在通電時間一定、電阻相同的情況下，通過電流大時，產生的熱量多。
（3）在電阻相同，電流相等的情況下，通電時間越長，產生的熱量越多。
3、焦耳定律
（1）內容
電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。
辨析：焦耳定律專門用來計算電能轉化為內能的部分
（2）公式
單位Q——熱量——焦耳（J）；
I——電流——安培（A）；
R——電阻——歐姆（Ω）；
t——通電時間——秒（s）
（3）電功和電熱
①區別和聯系
a.電功表示的是用電器在一段時間內消耗的總電能
b.電熱表示的是用電器在一段時間內將電能轉化為內能的部分
c.當用電器為純電阻時，用電器將電能僅僅轉化為內能，此時電功等于電熱
②典例
純電阻：各種電阻器、電飯煲、電阻絲取暖器、白熾燈等
電能（W） 內能（Q） W=Q
非純電阻：電動機、LED燈
機械能（E）
電能（W） W=E+Q
內能（Q）
電動機機械效率
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