物理初中电功率公式(初中物理电功率计算公式)

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第一节电能电力

第二节电力

第三节：测量小灯泡的电功率

第四节焦耳定律

很多学生觉得“电功率”问题是学习物理以来最难学的问题。其实这也是初中物理考试的一大重点和难点！

具体来说：电力内容的特点是点多、题型多、题型多（应用题多、题型复杂）；在知识应用方面，公式多、难度高、综合性强。它是计算密集型的。

老师常说，这部分内容是对学生能力和耐力的极大考验，因此也成为物理日常测试和中考中最具差异化的考点之一。

第1节电能电功

1.电力电能

1、定义：电流通过一定电路所做的功称为电功，是电能转化为热能（内能）所做的功。文字符号：W

电能在电路中转化为其他东西，那么为什么输出电流等于返回电流（不应该有消耗）吗？

答：电能和电流是两个概念，不能等同。将消耗的电能转化为其他形式的能量，属于能量守恒定律；由于电力守恒定律，输出电流等于返回电流。然而，如果能量改变，电荷量不会改变。电能在电路中转化为其他东西，那么为什么输出电流等于返回电流（不应该有消耗）吗？17关注·12回答2.单位：

（1）国际单位：焦耳，简称焦耳，用字母J表示

（2）常用单位：千瓦时（kw·h），也就是日常生活中的“度”，“用了多少千瓦时的电”。

(3)单位换算：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'数据数学='1#x5EA6;#x7535;=1#x5343;#x74E6;#x5C0F;#x65F6;'角色='演示'kWh1kWh=1kWh1kWh=1kWh

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='1kWh=1000W#x00D7;3600s=3.6#x00D7;106J'角色='演示'1kWh=1000W3600s=3.6106J1kWh=1000W\times3600s=3.6\times10^{6}J

2、电能的测量

1、计量仪表：电能表，又称电度表。

功能：电能表是测量电器在一段时间内消耗多少电能的仪器。

2、铭牌参数含义：

220v：表示电能表用于220v电路

5（10）A：表示电能表的额定电流为5A；额定最大电流10A；

3000转/千瓦时：表示与电能表连接的电器每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘旋转3000次（转）。

花冬子：说说家用电表的容量（校准电流）45同意·5条评论三、电能表的读数方法：

(1)测量较大电功率时使用表盘读数。

方法：电能表两次读数之差即为该时段消耗的电能，单位为kW·h。表盘上的最后一位数字是小数点后的数字。

(2)测量较小的电功率时，用表盘读取转数。

3、电力

1、电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式的能量的过程（消耗电能）；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量。

电流做功的形式：电流通过各种电器，使它们转动、发热、发光、发声等，这些都是电流做功的表现形式。

2、调节：电流在某一电路上所做的功等于电路两端电压、电路中电流与通电时间的乘积。

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='W=Pt=UIt'角色='演示'W=Pt=UItW=Pt=UIt

对于纯电阻电路，根据欧姆定律：

该公式适用于纯电阻电路。

串联电路：rame'tabindex='0'style='font-size:100%；display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='W=I2Rt'role='presentation'W=I2RtW=I^{2}Rt并联电路：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='W=U2Rt'角色='演示'W=U2RtW=\frac{U^{2}}{R}t

3、总功率的计算：与电器的连接形式无关。不管用电器串联还是并联，计算一定时间内所做的总功：rame'tabindex='0'style='font-size:100%；display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='W=W1+W2+#x2026;Wn'角色='演示'W=W1+W2+…WnW=W_1+W_2+…W_n

第2节电功率

1.电力的定义

1、电功率（P）：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢。

2、国际单位：瓦特（W）。常用单位：千瓦（KW）

3、通用公式：rame'tabindex='0'style='font-size:100%；display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='P=Wt=UI'角色='演示'P=Wt=UIP=\frac{W}{t}=UI

单位P瓦（w）；W焦耳(J)；t秒；U伏特（V）；我安培(A))

使用公式计算时，单位必须统一：

若W的单位为焦耳(J)，t的单位为秒(s)，则P的单位为瓦(w)；如果W的单位为千瓦时(KW.h)，t的单位为小时(h)，则P的单位为千瓦(KW)。

公告变形：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='P=I2R'角色='演示'P=I2RP=I^{2}Rrame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='P=U2R'角色='演示'P=U2RP=\frac{U^{2}}{R}

功率、电压和电流之间的关系是非线性且不成比例的。

我们的电器通常在指定的电压下工作。同一电器的实际消耗功率与其两端实际电压的平方成正比。

2、额定功率

1.评级

额定电压（rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:inline-block;position:relative;color:green;'data-mathml='Ue'role='presentation'UeU_{e}）：使用电器正常工作时的电压。另外：额定电流'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='Ie'角色='演示'IeI_{e}

额定功率(rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:inline-block;position:relative;color:green;'data-mathml='Pe'role='presentation'PeP_{e}):使用电器在额定电压下的功率。

这里特别要强调的是：电器，比如灯泡，并不一定在额定电压下工作。正常使用时，应保证其在额定电压下工作。若未达到额定值，则运行不正常；如果超过额定值，就会发生危险。

2.工作电压工作电压

实际电压U：实际施加在用电器两端的电压。此时电器的工作电流即为实际电流I。

实际功率P：用电器在实际电压下的功率。

根据电功率公式，电器实际消耗的功率随着其上实际施加的电压的变化而变化。随着实际电压的增加，实际功率也随之增加；反之亦然，它会减少。

(1)当UUe时，则PPe；灯管很亮，会缩短灯管的寿命，容易烧坏。

(2)当UUe时，则PPe；灯很暗，工作效率低。

(3)当U=Ue时，则P=Pe；灯泡发光正常，工作正常，寿命正常。

做题时一定要明确题中已知条件给出的电压、电流或功率是额定值还是工作值。

第3节测量小灯泡的电功率

1.实验目的

学习使用电压表和电流表测量小灯泡的额定功率和实际功率。具体方法是用滑动变阻器进行控制，测量三种情况下小灯泡的实际功率，然后进行比较。

2实验原理

要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式，可以用电压表测量小灯泡两端的电压，用电流表测量流过小灯泡的电流。

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。

3、实验设备：电源、开关、若干电线、待测小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器

4、实验结论：

滑动变阻器，在不同的测量条件下（对应不同的变阻器阻值），小灯泡两端的电压和流过它的电流都会发生变化。

小灯泡的发光量由实际功率决定。实际功率越大，光线越亮。

5、实验注意事项：

1、所选用的电源电压应高于灯泡的额定电压。

2、手动连接电路时，应将开关关闭，防止因电路连接不正确而造成短路而损坏电流表；

3、闭合开关前，应将滑动变阻器调至最大阻值，防止电流过大，保护电路；

4、滑动变阻器允许的最大电流大于小灯泡正常工作电流；最大阻值也应与小灯泡的阻值相近，这样滑动变阻器的稳压效果才会明显；

5、滑动滑动要有一定的规则，记录的电压表值和电流表值要一一对应，避免做作；

6、实际工作电压不能超过额定电压的1.2倍，通电时间不能太长，否则小灯泡容易烧坏。

示例：如果三块4v2ah电池并联为4v3wLED灯泡供电，串联为12v3wLED灯泡供电，哪一个灯会保持更长时间？如何计算？

这里我们首先做一个假设：认为电池是理想的，即内阻为零，可以完全放电；小灯泡也比较理想，有电流就会亮。在电池容量（AH）一定的前提下，负载电流越小，供电时间越长（灯亮的时间越长）。

它由电池供电，属于直流电路。我们根据直流电路来分析。LED灯泡相当于一个电阻。

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='P=UI=U2R'角色='演示'P=UI=U2RP=UI=\frac{U^{2}}{R}\\

rame'tabindex='0'data-mathml='R=U2P'role='presentation'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'R=U2PR=\frac{U^{2}}{P}\\

根据上面给出的公式计算灯泡的内阻：

12v3wLED灯泡，电阻相当于48欧姆，工作电流

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='I=12#x00D7;1248=3A'角色='演示'I==3AI=\frac{12\times12}{48}=3A

对于4v3w的LED灯泡来说，电阻约为5.33欧姆，工作电流

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='I=4#x00D7;45.33=3A'角色='演示'I=445.33=3AI=\frac{4\times4}{5.33}=3A

工作时电流小，灯亮时间长。显然，在这两种情况下，灯泡保持亮着的时间是相同的。

如果电池的内阻不能忽略，则必须采用等效电路（三个实际电源等效电路串联接负载、并联接负载）进行详细分析或实验验证。

必须注意的是，在实际应用中，电池不能简单地并联使用，因为没有人能够达到相同的电池电压。一旦不同，电压较低的电池不但无法供电，还可能耗电。

第4节焦耳定律

1.电流的热效应：

当电流通过导体时电能转化为热能的现象。当电流通过导体所做的功全部用于产生热量时，则：

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='Q=W'role='presentation'Q=WQ=W此时，可以利用电功率计算公式来计算电热。

2.焦耳定律：

电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻以及通电时间成正比。

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='Q=I2Rt'role='presentation'Q=I2RtQ=I^{2}Rt仅适用于纯电阻电路。

式中单位为Q焦耳（J）；我安培（A）；R欧姆（）；t秒。

3、串并联电路的电功率计算

1.串联电路中，由于电流相等。电流在电路（电器）各部分所做的功、产生的热量以及所做功的功率与其电阻成正比。

2、并联电路中，由于两端电压相等，电路各部分（用电器）电流所做的功、产生的热量以及所做功的功率与其电阻成反比。

3、相同额定电压的电器：

额定功率越高的电器，其电阻越小；额定功率越低的电器，其电阻越大。

（1）电器串联在电路中时，额定功率越大，实际消耗的功率越小（灯泡颜色越暗）；额定功率越小，实际消耗的功率越大（灯泡越亮）。

注意：这实际上是一种不正常的工作状况，在现实生活中必须避免。

在我们的日常生活中，电源电压是一定的。如无特殊要求，电器不允许串联工作。

（2）电器并联在电路中时，额定功率越大，实际消耗的功率也越大（灯泡越亮）；额定功率越小，实际消耗的功率就越小（灯泡颜色越暗）。

(3)当同一电器连接到不同电压的电路中时，其实际消耗的功率与其两端实际电压的平方成正比。

注意：这实际上是一种不正常的工作状况，在现实生活中必须避免。

在我们的日常生活中，电源电压是一定的。如无特殊要求，电器必须在额定电压下工作。

（4）两个不同规格的电灯（其他电器）串联时，应让额定电流小的电灯（电器）正常工作；并联时，应让额定电压小的灯（电器）正常工作。

解决串联电路问题时，要抓住“等电流”的特点；解决并联电路相关问题时，要抓住“等电压”的特点。

易错点

1、用物理公式计算参数时，各物理量的单位也必须参与计算。不能只让数值参与计算而忽略单位。

例如：I=0.1AR=100rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'数据-mathml='#x03A9;'role='presentation'\Omega计算功率时：

这样写是错误的：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'数据-mathml='P=I2R=(0.1)2A#x00D7;100#x03A9；'角色='演示'P=I2R=(0.1)2A100P=I^{2}R=(0.1)^{2}A\times100\Omega

相反，写：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'数据-mathml='P=I2R=(0.1A)2#x00D7;100#x03A9;'角色='演示'P=I2R=(0.1A)2100P=I^{2}R=(0.1A)^{2}\times100\Omega

2.将电功（消耗的电能）等同于电功率。

这里强调一下：电力和消耗的电能（电功率、电热）是两个不同的概念，不能划等号。中间还有一个参数，就是时间。

rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='W=Pt'role='presentation'W=PtW=Pt纯电阻：rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块；相对位置：color:绿色；'data-mathml='Q=I2Rt=Pt'角色='演示'Q=I2Rt=PtQ=I^{2}Rt=Pt

因此，电功率越大并不一定消耗更多的电能，反之亦然。

电采暖的优缺点

1、电热利用——电加热器具

电加热器的主要部件是发热元件，它由高电阻率、高熔点的合金制成。

电加热的优点（区别于化石燃料、柴火等）：清洁卫生、无环境污染、热效率高、可以方便地控制和调节温度。

电暖器主要有电烤箱、电炉、电热毯、电熨斗等。

2、防止电加热的危害：

电加热会导致电器温度过高，影响电器的正常工作，降低其使用寿命，甚至损坏电器。

电脑、电视、电动机等许多电器都配有散热设备，以防止电热造成的损坏。电视有冷却窗，计算机有冷却风扇，电机有散热器。

参考

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