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定義:電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功,簡(jiǎn)稱電功,通常也說成是電流的功。用W表示。
實(shí)質(zhì):是能量守恒定律在電路中的體現(xiàn)。即電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程,在轉(zhuǎn)化過程中,能量守恒,即有多少電能減少,就有多少其他形式的能增加。
【注意】功是能量轉(zhuǎn)化的量度,電流做了多少功,就有多少電能減少而轉(zhuǎn)化為其他形式的能,即電功等于電路中電能的減少,這是電路中能量轉(zhuǎn)化與守恒的關(guān)鍵表達(dá)式: W = Iut
【說明】:①表達(dá)式的物理意義:電流在一段電路上的功,跟這段電路兩端電壓、電路中電流強(qiáng)度和通電時(shí)間成正比。 ②適用條件:I、U不隨時(shí)間變化——恒定電流
①定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功 ②表達(dá)式: P=W/t=UI (對(duì)任何電路都適用) 上式表明:電流在一段電路上做功的功率P,和等于電流I跟這段電路兩端電壓U的乘積。 ③額定功率和實(shí)際功率 額定功率:用電器正常工作時(shí)所需電壓叫額定電壓,在這個(gè)電壓下消耗的功率稱額定功率。 實(shí)際功率:用電器在實(shí)際電壓下的功率。實(shí)際功率 P實(shí)=IU,U、I 分別為用電器兩端實(shí)際電壓和通過用電器的實(shí)際電流。
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟電流的二次方,導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比公式:Q=I2Rt 說明:a.(1)式表明電流通過導(dǎo)體時(shí)要發(fā)熱,焦耳定律就是研究電流熱效應(yīng)定量規(guī)律的。 b.(1)式中各量的單位.
設(shè)問: 電流通過電路時(shí)要做功,同時(shí),一般電路都是有電阻的,因此電流通過電路時(shí)也要生熱.那么,電流做的功跟它產(chǎn)生的熱之間,又有什么關(guān)系呢?
(1)、純電阻電路. 電阻R,電路兩端電壓U,通過的電流強(qiáng)度I. 電功即電流所做的功: W=UIt. 電熱即電流通過電阻所產(chǎn)生的熱量: Q=I2Rt 由部分電路歐姆定律: U=IR W=UIt=I2Rt=Q 表明: 在純電阻電路中,電功等于電熱.也就是說電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能 電功表達(dá)式: W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t 電功率的表達(dá)式: P=UI=I2R=U2/R
電燈L和電動(dòng)機(jī)M的串聯(lián)電路中,電能各轉(zhuǎn)化成什么能?
電流通過電燈L時(shí),電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能.電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí),電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能. 電流通過電動(dòng)機(jī)M時(shí) 電功即電流所做的功(電動(dòng)消耗的電能): W=UIt 電熱即電流通過電動(dòng)機(jī)電阻時(shí)所產(chǎn)生的熱量: Q=I2Rt W(=UIt)=機(jī)械能+Q(=I2Rt) 表明: 在包含有電動(dòng)機(jī),電解槽等非純電阻電路中,電功仍等于UIt, 電熱仍等于I2Rt. 但電功不再等于電熱而是大于電熱了. UIt>I2Rt 電功表達(dá)式: W=UIt≠Q(mào)=I2Rt 電功率表達(dá)式: P=UI≠I2R 發(fā)熱功率表達(dá)式: P=I2R≠UI
5、應(yīng)用歐姆定律須注意對(duì)應(yīng)性。
(1)選定研究對(duì)象電阻R后,I必須是通過這只電阻R的電流,U必須是這只電阻R兩端的電壓。該公式只能直接用于純電阻電路,不能直接用于含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等用電器的電路。
(2)公式選取的靈活性。 ①計(jì)算電流,除了用外,還經(jīng)常用并聯(lián)電路總電流和分電流的關(guān)系:I=I1+I2 ②計(jì)算電壓,除了用U=IR外,還經(jīng)常用串聯(lián)電路總電壓和分電壓的關(guān)系:U=U1+U2 ③計(jì)算電功率,無論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián),總功率都等于各電阻功率之和:P=P1+P2
對(duì)純電阻,電功率的計(jì)算有多種方法: P=UI=I2R 以上公式I=I1+I2、U=U1+U2和P=P1+P2既可用于純電阻電路,也可用于非純電阻電路。既可以用于恒定電流,也可以用于交變電流。
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