电功率公式 P = UI、U²/R、I²R 怎么选,是中考电学计算的第一道选择题;「两灯串联谁更亮」这类实际功率比较题,和测小灯泡功率实验里「为什么不能求平均值」,都是标准陷阱。
电功与电功率
- 电能表测量消耗的电能;1 度电 = 1 kW·h = 3.6×10⁶ J
- 电功率表示消耗电能的快慢:P = W/t = UI
- 纯电阻电路(电灯、电热器)还可用 P = U²/R = I²R
- 额定电压与额定功率:用电器正常工作时的电压和此时消耗的功率,如「220V 100W」
- 实际功率随实际电压变化:U实 < U额 时 P实 < P额,灯变暗但通常不烧毁
焦耳定律
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 内容 | 电流通过导体产生的热量,与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比 |
| 公式 | Q = I²Rt |
| 纯电阻电路 | 电流做的功全部转化为内能,W = Q |
| 非纯电阻电路 | 如电动机,电能大部分转化为机械能,W > Q |
| 利用与防止 | 电热器利用电热;电脑风扇、电视机散热孔防止电热积累 |
测小灯泡的电功率实验
- 原理:P = UI;电压表并联在灯两端,电流表串联在电路中
- 滑动变阻器的两个作用:保护电路;调节灯泡两端的电压
- 使灯泡电压分别等于额定电压、略高于额定电压、略低于额定电压,分别记录电流,算出三种实际功率
- 重点:不同电压下功率不同,三次功率不能求平均值——这与伏安法测电阻(可求平均)有本质区别
- 观察亮度变化:实际功率越大灯越亮
辨析:两灯串联谁更亮
亮度由实际功率决定。串联电流相同,按 P = I²R 比较,电阻大的实际功率大、更亮(25 W 灯泡电阻比 100 W 大,串联时 25 W 的反而更亮);并联电压相同,按 P = U²/R 比较,电阻小的更亮。判断口诀:串看 I²R,并看 U²/R,亮度永远看实际功率。