所有电功,电功率公式的推导

所有电功,电功率公式的推导
所有电功,电功率公式的推导

所有电功,电功率公式的推导
第三部分 电路与电流
【知识结构】
一、 电路的组成：
1.定义：把电源、用电器、开关、导线连接起来组成的电流的路径.
2．各部分元件的作用：（1）电源：提供电能的装置；（2）用电器：工作的设备；（3）开关：控制用电器或用来接通或断开电路；（4）导线：连接作用,形成让电荷移动的通路
二、电路的状态：通路、开路、短路
1．定义：（1）通路：处处接通的电路；（2）开路：断开的电路；（3）短路：将导线直接连接在用电器或电源两端的电路.
2．正确理解通路、开路和短路
三、电路的基本连接方式：串联电路、并联电路
四、电路图（统一符号、横平竖直、简洁美观）
五、电工材料：导体、绝缘体
1． 导体
（1） 定义：容易导电的物体；（2）导体导电的原因：导体中有自由移动的电荷；
2． 绝缘体
（1）定义：不容易导电的物体；（2）原因：缺少自由移动的电荷
六、电流的形成
1．电流是电荷定向移动形成的；
2．形成电流的电荷有：正电荷、负电荷.酸碱盐的水溶液中是正负离子,金属导体中是自由电子.
七.电流的方向
1．规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向；
2．电流的方向跟负电荷定向移动的方向相反；
3．在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极.
八、电流的效应：热效应、化学效应、磁效应
九、电流的大小：I=Q/t
十、电流的测量
1．单位及其换算：主单位安（A）,常用单位毫安（mA）、微安（μA）
2．测量工具及其使用方法：（1）电流表；（2）量程；（3）读数方法（4）电流表的使
用规则.
十一、电流的规律：（1）串联电路：I=I1+I2;(2)并联电路：I=I1+I2
【方法提示】
1．电流表的使用可总结为（一查两确认,两要两不要）
（1）一查：检查指针是否指在零刻度线上；
（2）两确认：①确认所选量程.②确认每个大格和每个小格表示的电流值.两要：一
要让电流表串联在被测电路中；二要让电流从“＋”接线柱流入,从“－”接线柱流出；③两不要：一不要让电流超过所选量程,二不要不经过用电器直接接在电源上.
在事先不知道电流的大小时,可以用试触法选择合适的量程.
2．根据串并联电路的特点求解有关问题的电路
（1）分析电路结构,识别各电路元件间的串联或并联；
（2）判断电流表测量的是哪段电路中的电流；
（3）根据串并联电路中的电流特点,按照题目给定的条件,求出待求的电流.
第四部分 欧姆定律
一、电压
1、电源的作用是给电路两端提供电压；电压是电路中产生电流的原因.电路中有电流,就一定有电压；电路中有电压,却不一定有电流,因为还要看电路是否是通路.
2、电压用字母U表示,单位是伏特,简称伏,符号是V.常用单位有千伏（KV,1KV = 103V）和毫伏（mV,1mV = 10-3V）.家庭照明电路的电压是220V；一节干池的电压是1.5V；对人体安全的电压不高于36V.
3、电压表的使用：A、电压表应该与被测电路并联；当电压表直接与电源并联时,因为电压表内阻无穷大,所以电路不会短路,所测电压就是电源电压.B、电压表的正接线柱接电源正级,负接线柱接电源负极度.C、根据被测电路的不同,可以选择“0 ~ 3V”和“0 ~ 15V”两个量程.
4、电压表的读数方法：A、看接线柱确定量程.B、看分度值（每一小格代表多少伏）.C、看指针偏转了多少格,即有多少伏.
5、电池串联,总电压为各电池的电压之和；相同电池关联,总电压等于其中一支电池的电压.
二、探究串联电路中电压的规律
1、实验步骤：A、提出问题；B、猜想或假设；C、设计实验；D、进行实验；D、分析和论证、E、评估；F、交流（大体内容相同即可,有些步骤可省略）
2、在串联电路中,总电压等于各用电器的电压之和.
三、电阻
1、容易导电的物体叫导体,如铅笔芯、金属、人体、大地等；不容易导电的物体叫绝缘体,如橡胶、塑料、陶瓷等.导电能力介于两者之间的叫半导体,如硅金属等.
2、导体对电流的阻碍作用叫电阻,用R表示,单位是欧姆,简称欧,符号是Ω.常用单位有千欧（KΩ,1KΩ = 103Ω）和兆欧（MΩ,1MΩ = 106Ω）,它在电路图中的符号为 .
3、影响电阻大小的因素有：A、材料；B、长度；C、横截面积；D、温度.一般情况下,某一导体被制造出来以后,其电阻除了随温度的变化有一点改变之外,我们就近似地认为其电阻不变了,它也不会随着电压、电流的变化而变化.
4、某些导体在温度下降到某一温度时,就会出现其电阻为0的情况,这就是超导现象,这时这种导体就叫超导体.
5、滑动变阻器的工作原理是：电阻部分由涂有绝缘层的电阻丝绕在绝缘管上,通过滑片在上面滑动从而改变接入电路的电阻大小.所以滑动变阻器的正确接法是：一上一下的接.它在电路图中的符号是
它应该与被测电路串联.
四、欧姆定律
1、欧姆定律是由德国物理学家欧姆在1826年通过大量的实验归纳出来的.
2、欧姆定律：导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体两端的电阻成反比.公式为：I = U / R ,变形公式有：U = I R , R = U / I
3、欧姆定律使用注意：A、单位必须统一,电流用A,电压用V,电阻用Ω；B、不能把这个公式理解为：电阻与电压成正比,与电流成反比,因为电阻常规情况下是不变的.
4、用电器正常工作时的电压叫额定电压；正常工作时的电流叫额定电流；但是生活中往往达不到这个标准,所以用电器实际工作时的电压叫实际电压,实际工作时的电流叫实际电流.
5、当电路出现短路现象（电路中电源不经过用电器而直接被接通的情况）时,根据I = U / R 可知,因为电阻R很小,所以电流会很大,从而会导致火灾.
五、测量小灯泡的电阻
1、根据欧姆定律公式 I = U / R 的变形 R = U / I 可知,求出了小灯泡的电压和电流,就可以计算出小灯泡的电阻,这种方法叫做伏安法.
2、电路图：
3、测量时注意：A、闭合开关前,滑动变阻器应该滑到电阻最大端；B、测量电阻时,应该先观察小灯泡的额定电压,然后测量时使用的电压应该按照从额定电压依次降低测量.C、可以将几次测量的结果求平均值,以减小误差.
4、测量过程中,电压越低,小灯泡越暗,温度越低,因此电阻会略小一点.
六、欧姆定律和安全用电
1、对人体安全的电压应该不高于36V,因为根椐欧姆定律 I = U / R 可知,在电阻不变的情况下,电压越高,通过人体电流就会越大,所以高压电对人体来说是非常危险的.
2、我们不能用潮湿的手去触摸电器,因为人的皮肤潮湿时,电阻会变小,从而会增大触电的可能性.一般情况下,不要靠近高近带电体,不要接触低压带电体.
3、雷电是自然界一种剧烈的放电现象,对人来说是非常危险的,所以在有雷电现象时,不要站在大树或其它较高的导电物体下,也不能站到高处.
4、为了防止雷电对人们的危害,美国物理学家富兰克林发明了避雷针,让雷电通过金属导体进入大地,从而保证人或建筑物的安全.
第五部分 电功率
一、电能
1、电能可能同其它形式的能量转化而来,也可以转化为其它形式的能量.
2、电能用W表示,常用单位是千瓦时（KWh）,在物理学中能量的通用单位是焦耳（J）,简称焦.1KWh = 3.6 106J.
3、电能表是测量一段时间内消耗的电能多少的仪器.A、“220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；B、“10（20）A”指这个电能表的额定电流为10安,在短时间内最大电流不超过20安；C、“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；D、“600revs/KWh”指这个电能表的每消耗一千瓦时的电能,转盘转过600转.
4、电能转化为其他形式能的过程是做功的过程,有多少电能发生了转化,就说电流做了多少功.实质上,电功就是电能,也用W表示,通用单位也是焦耳,常用单位是千瓦时.
二、电功率
1、电功率是表示消耗电能的快慢的物理量,用P表示,单位是瓦特,简称瓦,符号是W.常用单位有千瓦（KW）.1KW = 103W 1马力 = 735瓦.电功率的定义也可以理解为：用电器在1秒内消耗的电能.
2、电功率与电能、时间的关系： P = W / t 在使用时,单位要统一,单位有两种可用：（1）、电功率用瓦（W）,电能用焦耳（J）,时间用秒（S）；（2）、电功率用千瓦（KW）,电能用千瓦时（KWh,度）,时间用小时（h）.
3、1千瓦时是功率为1KW的用电器使用1h所消耗的电能.
4、电功率与电压、电流的关系公式： P = I U 单位：电功率用瓦（W）,电流用安（A）,电压用伏（V）.
5、用电器在额定电压下工作时的电功率（或者说用电器正常工作时的电功率）,叫做额定功率.
三、测量小灯泡的电功率
1、测量小灯泡电功率的电路图与测电阻的电路图一样.
2、进行测量时,一般要分别测量小灯泡过暗、正常发光、过亮时三次的电功率,但不能用求平均值的方法计算电功率,只能用小灯泡正常发光时的电功率.
四、电和热
1、电流通过导体时电能要转化成热,这个现象叫电流的热效应.
2、根据电功率公式和欧姆定律,可以得到： P = I2 R 这个公式表示：在电流相同的条件下,电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比.
3、当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小.此时因为输电线路上有电阻,根据P = I2 R 可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少.所以电厂在输电时提高送电电压,减少电能在输电线路上的损失.
4、电流的热效应对人们有有利的一面（如电炉、电热水器、电热毯等）,也有不利的一面（如电视机、电脑、电动机在工作时产生的热量）.我们要利用有利电热,减少或防止不利电热（如电视机的散热窗,电脑中的散热风扇,电动机的外壳铁片等）.
五、电功率和安全用电
根据公式 I = P / U 可知,家庭电路电压一定时,电功率越大,电流I也就越大.所以在家庭电路中：A、不要同时使用很多大功率用电器；B、不要在同一插座上接入太多的大功率用电器；C、不要用铜丝、铁丝代替保险丝,而且保险丝应该在可用范围内尽量使用细一些的.
五、熟记电学中基本量的规律和特点,进行电功、电功率和电热的计算
物理量 公 式 单位 测量仪器 串联电路特点 并联电路特点
（符号） （ 符号）
电功（W） W=UIt 焦耳（J） 电能表 W=W1+W2 W=W1+W2
W1: W2= R1: R2 W1: W2= : R2 : R1
电功率（P） P = W /t 瓦特（W） 电流表 P＝P1+P2 P＝P1+P2
P＝UI 电压表滑动变阻器 P1: P2= R1: R2 P1: P2= R2 : R1
（伏安法）
电热 Q=I2Rt 焦耳（J） Q=Q1+Q2 Q=Q1+Q2
（Q） Q1: Q2=R1: R2

w=i*irt=q w=uit=q w=pt p=ui p=u*u/r