2022-2023学年高二物理竞赛课件：电功率和能量

电功率和能量 电功率和能量 1.电功率 功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特) 能量的单位：J (焦) (Joule，焦耳) 单位时间内电场力所做的功。 下 页 上 页 返 回 电压U 单位 电压的参考方向 单位正电荷q 从电路中一点移至另一点时电场力做功（W）的大小。 电位 单位正电荷q 从电路中一点移至参考点（＝0）时电场力做功的大小。 实际电压方向 电位真正降低的方向。 下 页 上 页 V (伏)、kV、mV、V 返 回 例 已知：4C正电荷由a点均匀移动至b点电场力做功8J，由b点移动到c点电场力做功为12J， 若以b点为参考点，求a、b、c点的电位和电压Uab、U bc; 若以c点为参考点，再求以上各值。 解 (1) 下 页 上 页 a c b 返 回 a c b 解 (2) 下 页 上 页 结论 电路中电位参考点可任意选择；参考点一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将改变，但任意两点间电压保持不变。 返 回 复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来困难。 电压(降)的参考方向 U > 0 参考方向 U + – 参考方向 U + – < 0 U 假设高电位指向低电位的方向。 下 页 上 页 问题 + 实际方向 – + 实际方向 – 返 回 电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示： (2)用正负极性表示 (3)用双下标表示 U U + A B UAB 下 页 上 页 返 回 元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。 关联参考方向 非关联参考方向 3.关联参考方向 i + - + - i u u 下 页 上 页 返 回 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方向和符号)，在计算过程中不得任意改变 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的实际方向不变。 例 电压电流参考方向如图中所标，问：对A、B两部分电路电压电流参考方向关联否？ 答：A电压、电流参考方向非关联； B电压、电流参考方向关联。 下 页 上 页 注意 ＋ － u B A i 返 回 2. 电路吸收或发出功率的判断 u, i 取关联参考方向 P=ui 表示元件吸收的功率 P>0 吸收正功率 (实际吸收) P<0 吸收负功率 (实际发出) P = ui 表示元件发出的功率 P>0 发出正功率 (实际发出) P<0 发出负功率 (实际吸收) u, i 取非关联参考方向 下 页 上 页 + - i u + - i u 返 回 例 求图示电路中各方框所代表的元件吸收或产生的功率。 下 页 上 页 已知： U1=1V, U2= -3V，U3=8V, U4= -4V, U5=7V, U6= -3V，I1=2A, I2=1A,，I3= -1A 5 6 4 1 2 3 I2 I3 I1 + + + + + + － － － － － U6 U5 U4 U3 U2 U1 － 返 回 解 对一完整的电路，满足：发出的功率＝吸收的功率 下 页 上 页 5 6 4 1 2 3 I2 I3 I1 + + + + + + － － － － － U6 U5 U4 U3 U2 U1 － 注意 返 回 $