电功率和焦耳定律

1、在物理学中，用电功率表示消耗电能的快慢。电功率用表示，它的单位是瓦特（Watt），简称瓦（Wa）符号是W。电功率的大小不但与电流做功的多少有关，而且与做功所用的时间有关。每个用电器都有一个正常工作的电压值叫额定电压，用电器在额定电压下正常工作的功率叫做额定功率，用电器在实际电压下工作的功率叫做实际功率。目录· 1基本简介· 2常用电器· 3课外知识· 4所有公式· 5详细内容· 6学习口诀· 7安全用电1基本简介作为表示电流做功快慢的物理量，一个用电器功率的大小数值上等于它在1秒内所消耗的电能。如果在"t"

2、;（SI单位为s）这么长的时间内消耗的电能“W”（SI单位为J），那么这个用电器的电功率就是P=W/t（定义式）电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积。（P=U·I）。对于纯电阻电路，计算电功率还可以用公式P=I2 R和P=U2 /R。每个用电器都有一个正常工作的电压值叫额定电压，用电器在额定电压下正常工作的功率叫做额定功率，用电器在实际电压下工作的功率叫做实际功率。瓦特1瓦特（1W）=1焦/秒(1J/s)=1伏·安(V·A) W电能焦耳（J） 1kw·h=3.6×106Jt时间秒(s) t=1小时（h）=3600秒(s)P用电器的功率瓦特

3、（W） P=1kw=1000wP=W/t(两套单位，根据不同需要，选择合适的单位进行计算)W能量表示符号。W瓦，功率单位电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为U、通过电流为I的任意二端元件(可推广到一般二端网络)的功率大小为P = UI功率的国际单位制单位为瓦特(W)，常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW)，它们与W的换算关系是：1mW=1000000W ；1kW=1000W吸收或发出：一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送给负载，负载将电能转换成工作所需要的一定形式的能量。即电路中存在发出功率的器件(供能元件)和吸收功率的器件(耗能元

4、件)。习惯上，通常把耗能元件吸收的功率写成正数，把供能元件发出的功率写成负数，而储能元件(如理想电容、电感元件)既不吸收功率也不发出功率，即其功率P = 0。通常所说的功率P又叫做有功功率或平均功率。实际电路的性质串联电路P(电功率)U(电压)I(电流)W(电功)R(电阻)t(时间)电流处处相等 I1=I2=I总(电流处处相等且等于总电流)总电压等于各用电器两端电压之和 U总=U1+U2 (总电压等于各部分电压之和)总电阻等于各电阻之和 R总=R1+R2分压原理 U1：U2=R1：R2 =P1：P2总电功等于各电功之和 W总=W1+W2W1：W2=R1：R2=U1：U2 =P1：P2=Q1:Q

5、2总功率等于各功率之和 P总=P1+P2 或U2/R1+R2电流与电功率和电压之间的关系：I=P/U额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方 Pe/Ps=(Ue/Us)的平方并联电路总电流等于各支路电流之和 I总=I1+I2各处电压相等 U1=U2=U总总电阻等于各电阻之积 ：各电阻之和 R总=(R1*R2)/(R1+R2) 1/R=1/R1+1/R2总电功等于各电功之和 W总=W1+W2分流原理 I1：I2=R2：R1=W1：W2=P1：P2总功率等于各功率之和 P总=P1+P2 或U2/R总并联电路比例关系I1：I2=P1：P2=R2：R1电流的求法：I=P/U同一用电器的电功率W1

6、：W2=R2：R1=I1：I2 =P1：P2=Q1:Q2注：代表次方电压相同时，越串联总功率越小，越并联总功率越大推导：当电路中只有一个电阻时，总功率为P总=U2/R当电路中有两电阻并联或串联时，设电阻相等。则两电路总功率分别为并联时P总=U2(R1+R2)/R1*R2串联时P总=U2/R总(串联R总=各电阻阻值之和)当电路中电压相同时，因为R1+R2(串联总电阻)>R(单个电阻)>R总(并联总电阻)所以P并>P单个电阻>P串这时，还有另一个结论。电压相同，串联时功率小的灯泡亮，并联时功率大的灯泡亮12常用电器电功率实验电器名称 一般电功率（瓦） 估计用电量（

7、千瓦时）窗式空调机一匹 约735 每匹每小时0.735（其他匹数按此标准倍数计算）家用电冰箱 65-130 大约每日家用洗衣机单缸 230 最高每小时0.23双缸 380 最高每小时0.38电水壶 1200 每小时1.2电饭煲 500 每20分钟0.16电熨斗 750 每20分钟0.25理发吹风器 450 每5分钟0.04吊扇大型 150 每小时0.15小型 75 每小时0.08台扇16寸 66 每小时0.0714寸 52 每小时0.05电视机21寸 70 每小时0.0725寸 100 每小时0.1录像机 80 每小时0.08音响器材 100 每小时0.1电暖气&

8、#160;电子表 0.00001 每小时 0.00000001抽油烟机 140 每小时0.14微波炉 1000 每小时1度电吸尘器 800 每小时0.8电子计算机（电脑）200 每小时0.2手电筒 0.5 每小时0.00053课外知识电功率计算公式（1）电灯泡上看铭牌：电灯泡上常标有“PZ220-25”字样，"PZ"表示拼音“普照”即普通照明，220表示额定电压是220V，25表示额定功率是25W（按实际功率定）。我们使用各种用电器一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作。实际电压偏低，用电器消耗的功率低，不能正常工作。实际电

9、压偏高，长期使用会影响用电器的寿命，还可能烧坏用电器。PZ是普通照明灯泡中“普”和“照”的汉语拼音的第一个字母，表示灯泡的型号。切记！（2）“千瓦时”的来历：前面我们曾经提到“千瓦时”这个单位，现在可以知道它的由来了。由于功率等于1秒内所消耗的能，也就是P=W/t，把这个式子变形后得到W=Pt。W就是t这段时间用电器消耗的电能，式中W、P、t依旧是焦、瓦、秒。将“220V 40W" "220V 60W”的两灯串联入接入家庭电路上，求他们的实际功率.应先求出通过的电流和灯的电阻R1=U2/P=220V*220V/40W=1210欧姆R2=U2/P=220V*220V/60W=

10、806.67欧姆所以通过电流为 I=U/(R1+R2)=220V/(1210欧姆+806.67欧姆)=0.109A所以实际功率为P1=I2*R1=0.109A*0.109A*1210欧姆=14.4WP2=I2*R2=0.109A*0.109A*806.67欧姆=9.6W焦耳定律电流通过导体产生的热量Q，跟电流I的平方成正比。跟通电时间t成正比。Q=I2Rt=UIt=U2t/R1KWh=3.6*106J纯电阻，也就是说电能全部转换为内能（热能）的情况下，叫做纯电阻。例如：（默认为纯电阻）电饭煲 电热壶（烧水用的） 电烫斗等。但是电吹风机就不是了，因为总有部分电能是转换为机械能的。所以，在纯电阻的

11、情况下（电能全部转换为内能（热能）电热正好等于电功。 焦耳定律公式： Q=I*（I方）Rt 推导公式为：Q=W=Pt=UIt电动机电路中，求转化内能的公式Q=I*(安)Rt求总功的公式只能用Q=W=UIt求机械能做工可以用Q=W总 Q内能也可以根据上面公式推导出 W机械=UIt 一 I*Rt例题把6V 2W 和6V 4W 的两个灯泡串联起来，接在6V电源上，两灯能否正常工作？为什么？他们的实际功率是多少？哪盏灯更亮些？它们的实际功率之比是多少？若把他们串联在12V的电源上，他们的实际功率是多少？1、不能2、因为他们是串联的，所以总电压等于各部分电压之和。因为加的压是6V，所以两灯都不

12、能达到额定电压，所以便不能正常工作3、设“6V 2W”的为L1;“6V 4W”的为L2R1=(6V)2/2W=18欧（为平方的意思）R2= (6V)2/4W=9欧所以R1:R2=2:1 所以U1:U2=2:1U1=4V,U2=2VP1=U2/R1=2V2/18欧=0.2WP2=U2/R2=4V2/9欧=1.8W4所有公式电学的计算电阻 R电功率记录仪电阻等于材料电阻率乘以(长度除以横截面积) R=×(L/S)电阻等于电压除以电流 R=U/I电阻等于电压平方除以电功率 R=U2;/P电阻：R=U2/P电功是 W电功等于电流乘电压乘时间 W=UIt(普通公式)电功等于电功率乘以时间 W=

13、Pt电功等于电荷乘电压 W=UQ电功等于电流平方乘电阻乘时间 W=I2Rt(纯电阻电路)电功等于电压平方除以电阻再乘以时间 W=(U2/R)×t(同上)电功率 P电功率等于电压乘以电流 P=UI电功率等于电流平方乘以电阻 P=I2*R(纯电阻电路)电功率等于电压平方除以电阻 P=U2/R(同上)电功率等于电功除以时间 P=W/t.电功率P=UI注：当相同的电阻在同一电路中时，功率会变成之前的四分之一。电热Q电热等于电流平方乘电阻乘时间 Q=I2Rt(普通公式)电热等于电流乘以电压乘时间 Q=UIt=W(纯电阻电路)电热等于电压平方除以电阻再乘以时间Q=(U2/R)t(纯电阻电路)电热

14、在一般情况下是等于消耗的电能的，前提条件是在纯电阻的用电器中。计算公式1. P=W/t 主要适用于已知电能和时间求功率2. P=UI 主要适用于已知电压和电流求功率3. P=U2/R =I2R主要适用于纯电阻电路一般用于并联电路或电压和电阻中有一个变量求解电功率4.P=I2R 主要用于纯电阻电路一般用于串联电路或电流和电阻中有一个变量求解电功率5.P=n/Nt 主要适用于有电能表和钟表求解电功率t-用电器单独工作的时间，单位为小时n-用电器单独工作 t 时间内电能表转盘转过的转数N-电能表铭牌上每消耗 1 千瓦时电能表转盘转过的转数功率的比例关系串联电路：P/P'=R/R&a

15、mp;apos; P总=P'*P''/P'+P"并联电路：P/P'=R'/R P总=P'+P"25详细内容电功率实验计算公式P=UI（P=电功率，U=电压，I=电流）决定式=W/t（W=电能 t=时间）=U2/R（U=电压R=电阻）=(I2)×R（I=电流R=电阻）我们知道电压其实通俗的讲就是一个单位的电荷从A点到B点所做的电荷量如果两者一乘那么这个概念便成了一个单位时间内通过被测导体AB的电荷量从A点到B点所做的功，功率就是一个单位时间内

16、一个物体从A点到B点所做的功电功率则不是一个物体，而是通过测导体AB的电荷量，于是电功率的概念可以是在一个单位时间内通过被测导体AB的电荷量从A点到B点所做的功就是物理上所做的电流乘电压。36学习口诀1.电能的计量电功率实验电能单位是焦耳(J)，生活常用千瓦时(KWh)。电能表测耗电能，用电等于计数差。1度=1KWh=3.6×106J600r/KWh表示每耗一度电。转盘转600圈。转盘转n圈，耗电n/600KWh.2.电功率消耗电能的快慢，电功率用P表示。1秒之内耗电能，叫这电器电功率。P等电能除时间P=w/t，电压电流两相乘P=UI.功率单位是瓦特，1(W)等1伏安，1W=1VA.

17、已知p、t求耗能，W等于p乘t.3.电功率计算电灯电器有标志，额定电压(U0)额功率(P0)。正常发光用电流，I等P0除U0.I=P0/U0.电压改变功率变，其中电阻是不变。遇见电器求电阻，R等U2除以P，R=U2/P.4.焦耳定律焦耳定律说热量，三个因素有关联。电流平方是关键，乘上电阻和时间。热量单位是焦耳，损耗能量常用此。5.保险丝银铜合金保险丝，电阻较大熔点低。过粗烧线不保险，过细电路常断电。选择合适保险丝，千万别用铁铜丝。7安全用电电功率实验1.电功率和安全用电电功率和电流的关系：家庭电路中，电压U=220V是一定的。因为I=P/U，所以用电器的总功率P越大，电路中的总电流I就越大。若

18、电路中的总电流超过安全值，保险丝就容易烧坏。因此，家庭电路中不要同时使用多个大功率的用电器。2.保险丝的作用（1）材料：一般用铅锑合金制作。（2）规格：保险丝的规格用它的额定电流来表示。和保险丝的粗细有关，保险丝越粗额定电流越大。（3）作用：当电路中的电流超过电路允许通过的最大正常工作电流时，保险丝会自动熔断，从而保护电路。焦耳定律编辑词条焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式：Q=I²RT（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：Q=W=PT；Q=UIT；Q=

19、(U2/R)T。目录· 1定义· 2公式的变形和推导· 对于纯电阻电路而言· 对于非纯电阻电路而言· 对于任何电路而言· 3使用· 4实验方法· 5实验原理· 6相关例题1定义 电流的热效应电流通过导体时会产生热量，这叫做电流的热效应，而电热器是利用电流的热效应来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器。电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。焦耳定律规定：电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比，和通过导体的电流的平方成正比

20、，和通电时间成正比。该定律是英国科学家焦耳于1841年发现的。焦耳定律是一个实验定律，它可以对任何导体来适用，范围很广，所有的电路都能使用。遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量；比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。公式如下：其中Q指热量，单位是焦耳（J），I指电流，单位是安培（A），R指电阻，单位是欧姆（），t指时间，单位是秒（s），以上单位全部用的是国际单位制中的单位。2公式的变形和推导对于纯电阻电路而言当电流所做的功全部产生热量，即电能全部转化为内能，该电路为纯电阻电路，这时有：根据电功的公式，我们有【U指电压

21、，单位是伏特（V）】：或者根据欧姆定律（欧姆定律本身只在纯电阻电路中成立），我们有：白炽电灯不属于上述情况，因为它还将电能转化为光能；而类似电热水器这样就属于上述情况。对于非纯电阻电路而言对于非纯电阻电路而言，用得最多的还是焦耳定律的一般形式，不能用上面纯电阻中的两个公式（因为欧姆定律只在纯电阻电路中成立；其电能不是全部做功转化为内能，不能用电功的公式。而对于其电功率和热量比较而言，我们有：对于任何电路而言除了焦耳定律的一般式外，我们还可以根据公式I=q/t【q表示电荷量，单位是库仑（C）】对公式进行变形（适用于所有电路）：在串联电路中，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知

22、电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。在并联电路中，由于导体两端的电压相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成反比。3使用从焦耳定律公式可知，电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。若电流做的功全部用来产生热量。即W=UIt。根据欧姆定律，有W=I2Rt。需要说明的是W=(U2/R)t是从欧姆定律推导出来的，只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立(纯电阻电路）。例如对电炉、电烙铁这类用电器，这两公式和焦耳定律才是等效的。使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用时的对应关系相同。当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。注意：W=I²RT=Pt适用于所有电路，而W=UIT=(U2/R)t只用于纯电阻电路（全部用于发热）。4实验方法研究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系。焦耳定律因为我们不能直接地观察到电流到底产生了多少热量，所以我们通过观察瓶里的液体温度（温度计示数），间接的观察，这种方法叫做转换法。在这个实验中，一共涉及到三个物理量电流，电阻和热量，而我们只需要研究 ，热量和电阻的关