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观察电能表,常常可以发现,表上铝盘的转动,有时慢悠悠,有时急匆匆。这是为什么?如果留心就会发现,在只使用一只节能灯时,铝盘转得慢,而使用电热水器时,铝盘转得快。原来,铝盘转动的快慢跟接入电路中的用电器有关。 电功率 在日常使用的节能灯上可以看到“220 V”和“24 W”这类的字样(图18.2-1)。其中,“220 V”说的是电压,那么,“24 W”是什么意思? 电能表的铝盘转得快,说明电流做功快;电能表的铝盘转得慢,说明电流做功慢。 在物理学中,用电功率(electric power)表示电流做功的快慢。 电功率用 P 表示,它的单位是瓦特(watt),简称瓦,符号是W。前面提到的24 W、500 W,说的就是用电器的电功率。 各种不同的用电器,电功率各不相同。 翻开任何电器的说明书,都可以看到“电功率”这样的参数。 常用的家用电器中,空调、微波炉、电热水器的电功率比较大,手电筒的电功率比较小。 工农业中使用的用电器功率往往很大,这时就要用更大的单位——千瓦来表示。 千瓦的符号是kW,它跟瓦的关系是 1 kW =10 ▲3 W 有时也需要用比瓦小的单位——毫瓦来表示功率。 毫瓦的符号是mW,它跟瓦的关系是 1 W = 10 ▲3 mW 农田灌溉时用来带动水泵的电动机,功率大约在几千瓦到几十千瓦之间。 大型发电站的发电功率可达100 万千瓦以上。 发光二极管的功率约为50 mW。
作为表示电流做功快慢的物理量,电功率等于电功与时间之比。如果电功用W表示,完成这些电功所用的时间用 t 表示 ,电功率用 P 表示,则 将上节电功W = UIt代入上式得 P = UI “千瓦时”的来历 前面我们讲到电能时曾经提到“千瓦时”这个单位,现在可以知道它的由来了。 将公式P = W/t 变形后,可得到W = Pt,W 是 t这段时间电流通过用电器所做的功,也是用电器消耗的电能, 式中W、P、t 的单位分别是焦、瓦、秒。 如果 P 和 t 的单位分别用千瓦、小时,那么它们相乘之后, 就得到电能的另一个单位——千瓦时(度)。 1千瓦时可以看做电功率为1 kW的用电器使用1 h所消耗的电能。 额定电压 额定功率 大家已经知道,不同用电器的电功率一般不相同。那么,在不同的情况下,比如同一个用电器工作在不同的电压下,它的电功率总是一样的吗? 演示: 取一个标有“36 V 25 W”的灯泡。把它接在36 V 的电路中,它正常发光;把它接在24 V 的电路中,它发光暗淡;把它接在40 V 的电路中,它发光强烈。 实验表明,在不同的电压下,同一个用电器的电功率不一样大; 用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变。 既然如此,我们就不能泛泛地说一个用电器的电功率是多大, 而要指明电压。用电器正常工作时的电压叫做额定电压(rated voltage), 用电器在额定电压下工作时的电功率叫做额定功率(rated power)。 节能灯上标着“220 V 24 W”,表示额定电压是 220 V,额定功率是 24 W。 电熨斗上标着“220 V 500 W”,表示额定电压是220 V,额定功率是500 W。 其他用电器的铭牌上也标着额定电压和额定功率。 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,用电器的电功率低,不能正常工作。实际电压偏高,有可能损坏用电器。 电功率的测量 测量电功率可以使用专用的功率表,但是在非专业的实验中, 常常通过电流和电压的测量来间接得知用电器的电功率。 由电功率公式P = UI可以看出,测量出用电器两端的电压和通过用电器的电流,就可以知道用电器实际的电功率。 参考资料: 人教版九年级物理全册18.2节《电功率》微课视频+知识点+小练习 |