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九年级丨电功公式的应用

1、电功的计算公式

①定义式:W=UIt.

U表示某段电路两端的电压,单位是V;

I表示通过该电路的电流,单位是A;

t表示通电时间,单位是s;

W表示电流在该段电路上所做的功,单位是J.

②应用公式过程中的“同一性”:

a.电路的同一性,

电流通过某灯泡做的功等于该灯泡两端的电压、

通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积.

即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量;

b.单位的统一性,

W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s,

若有一个单位不符,就必须将其换算成标准单位后,再代入公式计算.

2、串、并联电路中电功的特点

①推理探究:

串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系.

a.串联电路:

电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中,设它们两端的电压分别为U1、U2,电路中的电流为I.则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt,W1=U1It,W2=U2It;

又因为U=U1+U2,

故W总=(U1+U2)It=U1It+U2It=W1+W2.

b.并联电路:

电阻R1、R2并联在电压为U的电路中,

设通过它们的电流分别为I1、I2,电路中的电压为U.

则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt,W1=UI1t,W2=UI2t;

又因为I=I1+I2,

故W总=U(I1+I2)t=UI1t+UI2t=W1+W2.

总结:

概念规律:

无论是串联电路还是并联电路,

电流所做的总功都等于电流通过各用电器(或各支路)做功之和,

表示为W总=W1+W2.

②串、并联电路中电功分配关系

a.串联电路:

电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比,即W1:W2=R1:R2

b.并联电路:

电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比,即W1:W2=R2:R1

3、方法与技巧

(1)当U、I、t均已知时,利用W=UIt来计算电功较为方便. 

(2)在串联电路中,通过各用电器的电流强度相等,且串联电路各用电器通电时间相等,经常用W=I2Rt来取W1:W2比值,并进一步进行其他运算. 

(3)在并联电路中,各用电器两端电压相等,且各用电器通电时间相等,使用W=Pt来进行比较计算较为方便.

4、常考题注意事项:

必须先找好等量关系,也就是相同的热量.

再根据题干条件,找出合适的公式代入,

便可计算.

练习:

1、两条电阻丝的电阻之比是1:2,通过的电流强度之比是3:1,要产生相同的热量,它们通电时间的比是(  )

A.2:3    B.3:2    C.9:2    D.2:9

分析:本题要算通电时间之比,就必须先找好等量关系,也就是相同的热量.再根据题干条件,找出合适的公式代入,便可计算出时间之比.

选D;

2:为了使江滨夜景更加美丽,又节能环保.大桥换上了约3000盏新型LED灯,灯的功率由原来的28W变成了13W,若这些夜景灯每天工作3h,则一个月(按30天计算)节省的电能        kW·h,节省下的电能可使额定功率为1000W的电热水壶正常工作         h.

答案:4.05×103;4.05×103.

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